​​Инициаторы кристаллизации в грелках

Самая важная часть в любой многоразовой грелке это не используемый кристаллогидрат, это даже не материал из которого сделан ее корпус. Самое главное - это "спусковой крючок" который запускает процесс кристаллизации соли (→ выделения тепла). Пересыщенный раствор легкоплавкого кристаллогидрата при комнатной температуре находится в метастабильном равновесии, молекулам трудно организоваться, они образуют переохлажденные жидкости (объекты с температурой ниже температуры кристаллизации).. Для того чтобы в такой жидкости начали образовываться кристаллы/начался фазовый переход с выделением тепла необходим какой-то стимул - механическое воздействие, затравочный кристалл, резкое изменение температуры и проч.

В самых первых солевых грелках инициаторами кристаллообразования выступали т.н. затравочные кристаллы соли. Позднее начали начали использоваться маленькие накопители энергии на основе различных пружин. Простейший вариант - это пластина из пружинящего материала с продольными прорезями. Во время прикладывания к такому объекту механического усилия, металл истирается, образуются микрообломки, которые выступают центрами зародышеобразования (это в дополнение к энергии, которую пружина передает раствору при своем сжатии). Минус в том, что пластины выдерживают ограниченное количество спусков, потом разрушаются и могут повредить острыми кромками емкость с солевым раствором.

Позднее в качестве триггера начали использовать круглые пружинящие диски, в которых выштампованы продольные или круглые углубления. В дополнение к энергии передаваемой от пружины импульс давления при сжатии создает области с кавитацией, что в свою очередь также способствует кристаллизации. DIY заменой заводскому изделию может быть круг вырезанный ножницами по металлу из старой рулетки, пружинящего светоотражателя, или какого-нибудь браслета-линейки. В некоторых случаях в роли спускового крючка может выступать и плоская заколка-невидимка овальной формы.

На постсоветском пространстве самые распространенные промышленные "солевые" триггеры имеют форму спиральных пружин (они проще в производстве чем диски с выштамповкой). Но для запуска годится далеко не каждая пружина (см. рисунок). Витки обязательно должны плотно прилегать друг к другу, при сжатии такой пружины должно создаваться трение. Такая вариация впервые была запатентована в Германии, в отличие от дисковых триггеров, большинство патентов на которых принадлежат авторам из США. Для DIY применения лучше всего подходит фрагмент пружины из экспандера-массажера ("кольцо" на картинке с пружинами). Внутрь такой большой пружины вкладывается маленькая пружина от обычной зажигалки и вся эта конструкция затягивается в термоусадочный кембрик (чтобы не повредить грелку). При отсутствии маленькой пружины от зажигалки внутрь основной пружины можно поместить рулончик из тонкой металлической сетки (используется в половниках для снятия пены).

В целом тема триггеров очень обширна и постоянно появляются различные новые вариации устройств (интерес к кристаллогидратным обогревателям не угасает). Самые важные патенты по этой теме можно найти в статье по ссылке ниже:

♻ Многоразовые грелки. Спусковые триггеры из пружин

P.S. Если вы все еще не прониклись важностью пружин для сохранения энергии, рекомендую прочитать перечитать The Windup Girl от Паоло Бачигалупи. В его фантастическом мире вся цивилизация держится за счет пружин-накопителей энергии :)