DE102019105807A1 - Textile with thermocouple - Google Patents

Textile with thermocouple Download PDF

Info

Publication number
DE102019105807A1
DE102019105807A1 DE102019105807.4A DE102019105807A DE102019105807A1 DE 102019105807 A1 DE102019105807 A1 DE 102019105807A1 DE 102019105807 A DE102019105807 A DE 102019105807A DE 102019105807 A1 DE102019105807 A1 DE 102019105807A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thermocouple
textile
flat textile
designed
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019105807.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Fabian Volkmar Kruse
Jan Jordan
Tim Bolle
Thomas Gries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Original Assignee
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH filed Critical Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority to DE102019105807.4A priority Critical patent/DE102019105807A1/en
Priority to PCT/DE2020/000009 priority patent/WO2020177790A1/en
Publication of DE102019105807A1 publication Critical patent/DE102019105807A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/007Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0001Body part
    • A61F2007/0052Body part for treatment of skin or hair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/007Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating
    • A61F2007/0075Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating using a Peltier element, e.g. near the spot to be heated or cooled
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0086Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a thermostat
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0095Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a temperature indicator
    • A61F2007/0096Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a temperature indicator with a thermometer
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0225Compresses or poultices for effecting heating or cooling connected to the body or a part thereof
    • A61F2007/0228Compresses or poultices for effecting heating or cooling connected to the body or a part thereof with belt or strap, e.g. with buckle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0244Compresses or poultices for effecting heating or cooling with layers
    • A61F2007/0258Compresses or poultices for effecting heating or cooling with layers with a fluid permeable layer

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flächiges Textil (12), welches über einer Oberfläche eines Körpers (24) liegt, wobei in dem Textil (12) ein Thermoelement (10) zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Thermoelement (10) für ein flächiges Textil, welches über einer Oberfläche eines Körpers zum Kühlen und/oder Wärmen liegt. Außerdem wird ein Verfahren zum Kühlen und/oder Wärmen einer Oberfläche eines Körpers (24) beschrieben, wobei ein flächiges Textil (12) mit einem Thermoelement (10) über die Oberfläche des Körpers (24) gelegt wird. Die Erfindung umfasst weiterhin eine Anordnung enthaltend ein flächiges Textil (12), welches über einer Oberfläche eines Körpers (24) liegt, wobei in dem Textil (12) ein Thermoelement (10) zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist.The invention relates to a flat textile (12) which lies over a surface of a body (24), a thermocouple (10) for cooling and / or heating being provided in the textile (12). The invention also relates to a thermocouple (10) for a flat textile which lies over a surface of a body for cooling and / or heating. In addition, a method for cooling and / or warming a surface of a body (24) is described, a flat textile (12) with a thermocouple (10) being placed over the surface of the body (24). The invention further comprises an arrangement containing a flat textile (12) which lies over a surface of a body (24), a thermocouple (10) being provided in the textile (12) for cooling and / or heating.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein flächiges Textil, welches über einer Oberfläche eines Körpers liegt, wobei in dem Textil ein Thermoelement zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Thermoelement und ein Verfahren für ein flächiges Textil, welches über einer Oberfläche eines Körpers zum Kühlen und/oder Wärmen liegt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung enthaltend ein flächiges Textil, welches über einer Oberfläche eines Körpers liegt, wobei in dem Textil ein Thermoelement zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist.The invention relates to a flat textile which lies over a surface of a body, a thermocouple being provided in the textile for cooling and / or heating. The invention further relates to a thermocouple and a method for a flat textile which lies over a surface of a body for cooling and / or heating. Furthermore, the invention relates to an arrangement containing a flat textile which lies over a surface of a body, a thermocouple being provided in the textile for cooling and / or heating.

Beschreibungdescription

Beim Sport oder bei körperlicher Arbeit fängt der menschliche Körper an sich zu erwärmen. Infolge der Erwärmung erzeugen Schweißdrüsen in der Haut Schweiß, der den Körper durch Verdunstung kühlt. Je mehr sich der Körper anstrengt, desto mehr Schweiß wird erzeugt, um mehr Verdunstungskühle zu erhalten. Damit schützt sich der menschliche Körper vor Überhitzung. Damit lässt sich der Körper auf einer relativ konstanten Temperatur halten. Beim Tragen von Kleidung, insbesondere solcher mit nur geringer Atmungsaktivität kann eine kühlende Verdunstung nur schlecht oder sogar gar nicht stattfinden. Die Hitze und der Schweiß stauen sich somit auf der Haut bzw. in der Bekleidung. Nicht nur der Tragekomfort der Kleidung wird beeinträchtigt, sondern auch die Gesundheit kann in Extremsituationen geschädigt werden, weil die Verdunstung nicht mehr stattfindet und somit die Gefahr einer Hyperthermie besteht.The human body begins to warm up during sport or physical work. As a result of the warming, sweat glands in the skin produce sweat, which cools the body through evaporation. The more the body exerts itself, the more sweat is generated in order to obtain more evaporative cooling. This protects the human body from overheating. This allows the body to be kept at a relatively constant temperature. When wearing clothes, especially those with only low breathability, cooling evaporation can only take place poorly or not at all. The heat and sweat build up on the skin or in clothing. Not only is the wearing comfort of the clothing impaired, but health can also be damaged in extreme situations because evaporation no longer takes place and there is therefore a risk of hyperthermia.

Stand der TechnikState of the art

Zur Kühlung sind beispielsweise Kühlkreisläufe auf Flüssigkeitsbasis bekannt. Hier fließt gekühlte Flüssigkeit durch Schläuche oder Kanäle an der Haut vorbei. Dabei wird die Wärme die bei Anstrengung vom Körper abgegeben wird, mit der Flüssigkeit abtransportiert. Die Transpiration des Körpers wird insofern durch diesen Kühlmechanismus verringert. Ein Nachteil bei Flüssigkeitskühlungen sind insbesondere jedoch die Anfälligkeit von Leckage. Außerdem müssen aufwendige Pumpmechanismen vorhanden sein, um die Flüssigkeit durch die Schläuche bzw. Kanäle zu bewegen.For example, liquid-based cooling circuits are known for cooling. Here, cooled liquid flows past the skin through tubes or channels. The heat that is given off by the body during exertion is transported away with the fluid. This cooling mechanism reduces the body's perspiration. A disadvantage of liquid cooling, however, is the susceptibility to leakage. In addition, complex pump mechanisms must be available to move the liquid through the hoses or channels.

Es sind zudem Kühlsysteme mit Luft für Bekleidung bekannt, bei denen Luft an der Haut vorbeigeführt wird, um diese zu kühlen. Dabei wird die Luftfeuchtigkeit, die beim Verdampfen des Schweißes an der Haut entsteht, durch Kanäle oder dgl. abtransportiert. Diese Kühlsysteme sind sehr aufwendig und teuer. Kleidung aus Phase-Change-Material kühlt zwar ohne weitere technische Peripherie, lässt sich aber nicht regeln und führt Schweiß nicht ab.There are also known cooling systems with air for clothing in which air is drawn past the skin in order to cool it. The humidity that arises on the skin when the sweat evaporates is transported away through channels or the like. These cooling systems are very complex and expensive. Clothing made from phase change material cools without any additional technical equipment, but cannot be regulated and does not wick away sweat.

Die JP2000234201 beschreibt ein tragbares Zubehörteil, welches Kühle und Wärme vermittelt. Dieses Zubehörteil wird direkt am Körper getragen und enthält ein elektrothermisches Kühlelement mit einer Kühlfläche und einer Wärmefreisetzungsfläche an dem Hauptkörper. Dabei liegt die Kühlfläche an dem Körper an. Die Seite der Wärmeabgabefläche ist hingegen nach außen gerichtet. Das elektrothermische Kühlelement wird mit einem Halteteil entfernbar befestigt. Ein Wärmeübertragungselement ist so mit dem elektrothermischen Kühlelement verbunden, dass hierüber Wärme übertragen wird.The JP2000234201 describes a wearable accessory that provides coolness and warmth. This accessory is worn directly on the body and includes an electrothermal cooling element with a cooling surface and a heat release surface on the main body. The cooling surface lies against the body. The side of the heat release surface, however, is directed outwards. The electrothermal cooling element is removably attached with a holding part. A heat transfer element is connected to the electrothermal cooling element in such a way that heat is transferred through it.

Aus der EP173 70 52 ist eine Wärmeeinstellvorrichtung zum Wärmen bekannt. Die Wärmeeinstellvorrichtung umfasst ein wärmeleitendes Substrat und eine Vielzahl von thermoelektrischen Chips. Das wärmeleitende Substrat dient als Stützfläche. Jeder der thermoelektrischen Chips hat eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, wobei die zweiten Oberflächen der thermoelektrischen Chips an der Trägeroberfläche des wärmeleitenden Substrats befestigt sind. Sie sind elektrisch miteinander verbunden, damit den thermoelektrischen Chips Energie zugeführt werden kann. Hierdurch wird auf den zweiten Oberflächen der thermoelektrischen Chips eine Temperaturänderung erzeugt, die an das wärmeleitende Substrat geleitet wird. Eine solche Wärmeeinstellvorrichtung kann in Kleidungsstücken montiert werden. Wenn die Temperatur der thermoelektrischen Chips erhöht wird und die Wärme zum wärmeleitenden Substrat geleitet wird, können die Kleidungsstücke Wärme erzeugen, um beispielsweise einen Körper warm zu halten.From the EP173 70 52 a heat adjusting device for warming is known. The thermal adjuster includes a thermally conductive substrate and a plurality of thermoelectric chips. The thermally conductive substrate serves as a support surface. Each of the thermoelectric chips has a first surface and a second surface, the second surfaces of the thermoelectric chips being attached to the carrier surface of the thermally conductive substrate. They are electrically connected to one another so that energy can be supplied to the thermoelectric chips. As a result, a temperature change is generated on the second surfaces of the thermoelectric chips, which is conducted to the thermally conductive substrate. Such a heat adjuster can be mounted in clothing. When the temperature of the thermoelectric chips is increased and the heat is conducted to the thermally conductive substrate, the garments can generate heat, for example to keep a body warm.

Die bekannten Thermoelemente in Textilien haben den Nachteil, dass sie den Schweiß nicht abtransportieren. Sie kühlen zwar, aber der unangenehme Schweiß verbleibt auf der Haut.The known thermocouples in textiles have the disadvantage that they do not transport sweat away. They do cool, but the unpleasant sweat remains on the skin.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bzw. Verfahren zu schaffen, einen Körper einerseits zu kühlen bzw. zu wärmen und andererseits Flüssigkeit, wie z.B. Schweiß, gerichtet durch das Textil zu transportieren.The object of the invention is therefore to create a device and a method to cool or warm a body on the one hand and liquid, such as e.g. Sweat, directed through the textile.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem flächigen Textil der eingangs genannten Art das Thermoelement aktiv als Wärmepumpe mit zwei thermischen Schichten mit einer Temperaturdifferenz zur Erzeugung von Konvektionsströmungen für Flüssigkeiten ausgebildet ist. Ferner wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem durch ein Thermoelement für ein flächiges Textil der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Thermoelement eine Wärmepumpe mit zwei thermischen Schichten mit einer Temperaturdifferenz zur Erzeugung von Konvektionsströmungen für Flüssigkeiten aufweist. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem Flüssigkeit durch Konvektionsströmungen transportiert wird.According to the invention, the object is achieved in that in a flat textile of the type mentioned, the thermocouple is actively designed as a heat pump with two thermal layers with a temperature difference for generating convection currents for liquids. Furthermore, the problem on which the invention is based is solved by a thermocouple for a flat textile of the type mentioned above Thermocouple has a heat pump with two thermal layers with a temperature difference for generating convection currents for liquids. The object is also achieved by a method of the type mentioned at the outset, in which liquid is transported by convection currents.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, dass durch die Temperaturdifferenz der beiden thermischen Schichten eine Wärmepumpe ausgebildet wird. Hierdurch können Flüssigkeiten durch Konvektion über das Textil aktiv transportiert werden. Beispielsweise lässt sich Flüssigkeit eines schwitzenden Körpers durch Konvektion nach außen führen. Die kühlere Schicht des Thermoelements sollte dabei über der Haut liegen und die wärmere Schicht sollte nach außen zeigen. Flüssigkeit, wie z.B. Schweiß, wird in den Bereich der kühleren Schicht gebracht. Durch Konvektionsströme fließt die Flüssigkeit in dem Textil gezielt zur wärmeren Schicht des Thermoelements. Auf der wärmeren Schicht kann die Flüssigkeit verdampfen.The invention is based on the principle that the temperature difference between the two thermal layers creates a heat pump. This allows liquids to be actively transported through the textile by convection. For example, liquid from a sweaty body can be led to the outside by convection. The cooler layer of the thermocouple should lie over the skin and the warmer layer should face outwards. Liquid, e.g. Sweat, is brought into the area of the cooler layer. By means of convection currents, the liquid in the textile flows specifically to the warmer layer of the thermocouple. The liquid can evaporate on the warmer layer.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen flächigen Textils besteht darin, dass das Thermoelement als Peltier-Element ausgebildet ist. Ein Textil, bei dem das Thermoelement als Peltier-Element ausgebildet ist, lässt sich relativ einfach umsetzen. Das Peltier-Element benötigt eine geeignete Spannungsquelle, um eine kalte und eine warme Schicht zu erzeugen. Als Spannungsquelle eignen sich beispielsweise Akkumulatoren, Batterien, Solarmodule oder deren Kombinationen. Bei dem Peltier-Element handelt es sich um einen elektrothermischen Wandler, der auf dem Peltier-Effekt basiert. Sobald Strom durch das Peltier-Element fließt, wird eine Temperaturdifferenz erzeugt. Peltier-Elemente werden häufig zur Kühlung eingesetzt. Durch Umkehr der Stromrichtung können die Peltier-Elemente bei Bedarf auch zum Heizen verwendet werden. Wenigstens ein solches Peltier-Element wird in das flächige Textil eingearbeitet, so dass eine Seite zur Oberfläche des Körpers zeigt. Je nach Stromrichtung kann mit dem Peltier-Element die Oberfläche nun erwärmt oder gekühlt werden. Dabei wirkt das Peltier-Element als Wärmepumpe. Durch Konvektionsströme fließen Flüssigkeiten in dem Textil von der kälteren Schicht zur wärmeren Schicht. Im Fall des Kühlens verdampfen die Flüssigkeiten an der wärmeren Schicht und erzeugen zusätzlich Verdunstungskälte.An advantageous embodiment of the flat textile according to the invention is that the thermocouple is designed as a Peltier element. A textile in which the thermocouple is designed as a Peltier element can be implemented relatively easily. The Peltier element requires a suitable voltage source to generate a cold and a warm layer. Accumulators, batteries, solar modules or combinations thereof are suitable as a voltage source. The Peltier element is an electrothermal transducer based on the Peltier effect. As soon as current flows through the Peltier element, a temperature difference is generated. Peltier elements are often used for cooling. By reversing the direction of the current, the Peltier elements can also be used for heating if necessary. At least one such Peltier element is incorporated into the flat textile so that one side faces the surface of the body. Depending on the direction of the current, the surface can now be heated or cooled with the Peltier element. The Peltier element acts as a heat pump. Liquids in the textile flow from the colder layer to the warmer layer through convection currents. In the case of cooling, the liquids evaporate on the warmer layer and also generate evaporative cooling.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen flächigen Textils besteht darin, dass die Temperaturdifferenz zwischen den thermischen Schichten mit einem Regelmechanismus regelbar ausgebildet ist. Diese Maßnahme dient dazu, dass die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Schichten angepasst werden kann. Der Regelmechanismus ist üblicherweise prozessorgesteuert ausgebildet. Hierdurch lassen sich Regelvorgänge einfach und schnell durchführen. Beispielsweise kann über den Regelmechanismus die Temperatur der kälteren Schicht eingestellt werden, zu der die wärmere Schicht eine entsprechend einzustellende Temperaturdifferenz aufweist. Natürlich kann dieser Vorgang auch umgekehrt erfolgen. Damit kann die Temperatur und die Temperaturdifferenz individuell eingestellt werden.A further advantageous embodiment of the flat textile according to the invention consists in that the temperature difference between the thermal layers is designed to be controllable with a control mechanism. This measure is used to ensure that the temperature difference between the two layers can be adjusted. The control mechanism is usually designed to be processor-controlled. This means that control processes can be carried out quickly and easily. For example, the control mechanism can be used to set the temperature of the colder layer to which the warmer layer has a temperature difference to be set accordingly. Of course, this process can also be done the other way around. This allows the temperature and the temperature difference to be set individually.

Vorzugsweise enthält bei einem solchen erfindungsgemäßen flächigen Textil der Regelmechanismus einen Temperatur- und/oder ein Feuchtigkeitssensor. Änderungen der Temperatur bzw. der Temperaturdifferenz und/oder der Feuchtigkeit werden durch die Sensoren erfasst. Die Sensoren signalisieren diese Änderungen dem Regelmechanismus. Hierdurch kann der Regelmechanismus beispielsweise automatisiert werden. Eine eingestellte Temperatur bzw. Temperaturdifferenz kann mit dem Thermoelement immer nachgeführt werden, wenn der Temperatursensor eine sich ändernde Temperatur erfasst. Auch eine sich ändernde Feuchtigkeit kann zu einer Änderung des Mikroklimas im Bereich des Textils führen. Durch Nachregeln der Temperatur bzw. der Temperaturdifferenz des Thermoelements kann hier eine angepasste Feuchtigkeit erhalten werden.In such a flat textile according to the invention, the regulating mechanism preferably contains a temperature and / or a moisture sensor. Changes in the temperature or the temperature difference and / or the humidity are detected by the sensors. The sensors signal these changes to the control mechanism. This allows the control mechanism to be automated, for example. A set temperature or temperature difference can always be tracked with the thermocouple when the temperature sensor detects a changing temperature. A changing humidity can also lead to a change in the microclimate in the area of the textile. By adjusting the temperature or the temperature difference of the thermocouple, an adapted humidity can be obtained here.

Oft besteht das Textil aus einer größeren Fläche. Diese Fläche lässt sich nicht ohne weiteres mit einem einzigen Thermoelement bzw. Peltier-Element abdecken. In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen flächigen Textils ist daher ein Verbundsystem von wenigstens zwei Thermoelementen vorgesehen, welche über wärmeleitende Stege miteinander verbunden sind. Hierdurch lassen sich auch größere Flächen mit Thermoelementen für die oben genannten thermischen Effekte abdecken. The textile often consists of a larger area. This area cannot easily be covered with a single thermocouple or Peltier element. In a preferred embodiment of the flat textile according to the invention, a composite system of at least two thermocouples is therefore provided, which are connected to one another via heat-conducting webs. This allows larger areas to be covered with thermocouples for the thermal effects mentioned above.

Es ist wichtig bei vorliegender Erfindung, dass die Flüssigkeit von der kälteren Schicht hin zur wärmeren Schicht transportiert wird. Dabei soll die Flüssigkeit nicht durch Kanäle, Schläuche oder dergleichen transportiert werden. Dies würde erheblichen Aufwand bei der Herstellung bedeuten und auch anfällig für Leckagen sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen flächigen Textils besteht daher darin, dass das Thermoelement von Material umgeben ist, welches Konvektion von Flüssigkeit durch den Kapillareffekt begünstigt. Dieses Material kann je nach Einsatz und Bedarf einerseits separat, beispielsweise ein separates Gewebe bzw. Textil sein, oder andererseits durch das flächige Textil selbst gebildet werden.It is important in the present invention that the liquid is transported from the colder layer to the warmer layer. The liquid should not be transported through channels, tubes or the like. This would mean considerable manufacturing expense and would also be prone to leakage. A particularly advantageous embodiment of the flat textile according to the invention is therefore that the thermocouple is surrounded by material which promotes convection of liquid through the capillary effect. Depending on the use and requirement, this material can be separate, for example, a separate fabric or textile, or it can be formed by the flat textile itself.

Ein vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen flächigen Textils besteht weiterhin darin, dass das Thermoelement als flexible Folie ausgestaltet ist. Diese Maßnahme erlaubt es einem Anwender das Textil vielfältig zu verwenden. Besonders bei textilen Kleidungsstücken, wie z.B. Sicherheits- oder Sportbekleidung, lässt sich ein als flexible Folie ausgestaltetes Thermoelement gut einsetzen. Denn diese Kleidungsstücke sind selbst sehr flexibel, um die Bewegungsfreiheit zu gewährleisten. Hier müssten somit viele kleine Thermoelemente auf einer größeren Fläche angebracht werden, um die Flexibilität des Kleidungsstücks weiter zu erhalten. Dies kann vorteilhafter Weise dadurch umgangen werden, dass das Thermoelement selbst als flexible Folie ausgebildet ist.Another advantageous aspect of the flat textile according to the invention is that the thermocouple is designed as a flexible film. This measure allows a user to use the textile in a variety of ways. Especially with textile garments, such as safety or Sportswear, a thermocouple designed as a flexible film can be used well. Because these garments are themselves very flexible to ensure freedom of movement. In this case, many small thermocouples would have to be attached to a larger area in order to maintain the flexibility of the garment. This can advantageously be circumvented in that the thermocouple itself is designed as a flexible film.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen Textils ergibt sich, wenn das Thermoelement eine wärmeleitende Erweiterungsfläche an wenigstens einer der thermischen Schichten zur Vergrößerung der thermischen Wirkfläche aufweist. Diese Maßnahme ermöglicht, dass die Wirkfläche des Thermoelements ohne viel Aufwand um ein Vielfaches vergrößert werden kann. Hierdurch wird zudem der Fließweg der Flüssigkeit vergrößert. Die Flüssigkeit bekommt somit beispielsweise eine längere Kontaktzeit mit der Umgebungsluft, was die Verdunstung der Flüssigkeit, wie Schweiß, und den Kapillareffekt besonders begünstigt. Die Erweiterungsfläche kann dabei beispielsweise auch als eine wärmeleitende Folie ausgebildet sein, die sich über eine größere Fläche des Textils erstreckt.Another advantageous aspect of the textile according to the invention arises when the thermocouple has a heat-conducting extension surface on at least one of the thermal layers to enlarge the thermal active surface. This measure enables the effective area of the thermocouple to be enlarged many times over without much effort. This also increases the flow path of the liquid. The liquid thus has a longer contact time with the ambient air, for example, which particularly favors the evaporation of the liquid, such as sweat, and the capillary effect. The expansion area can also be designed, for example, as a heat-conducting film that extends over a larger area of the textile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Thermoelements für ein flächiges Textil ist das Thermoelement als Peltier-Element ausgebildet. Ein Peltier-Element ist ein handelsübliches und relativ kostengünstiges Bauteil, so dass sich ein Thermoelement für ein Textil hierdurch relativ einfach realisieren lässt. Das Peltier-Element verfügt nämlich, wie oben erläutert, über eine warme und eine kalte Schicht, sobald ein Strom durch das Peltier-Element fließt. Die erforderliche elektrische Spannungsquelle für das Peltier-Element ist zunächst beliebig. Geeignet haben sich aber insbesondere Akkumulatoren oder Batterien erwiesen. Die Bauform eines Peltier-Elements lässt sich relativ flach bis hin zu einer flexiblen Folie gestalten, so dass es sich besonders gut in ein Textil einarbeiten lässt.In an advantageous embodiment of the thermocouple according to the invention for a flat textile, the thermocouple is designed as a Peltier element. A Peltier element is a commercially available and relatively inexpensive component, so that a thermocouple for a textile can be implemented relatively easily as a result. As explained above, the Peltier element has a warm and a cold layer as soon as a current flows through the Peltier element. The required electrical voltage source for the Peltier element is initially arbitrary. However, accumulators or batteries have proven particularly suitable. The design of a Peltier element can be made relatively flat up to a flexible film, so that it can be worked particularly well into a textile.

Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Thermoelement einen Regelmechanismus zur Regelung der Temperaturdifferenz zwischen den thermischen Schichten des Thermoelements auf. Der Regelmechanismus steuert bei einem Peltier-Element den Stromdurchfluss, wodurch die Temperaturdifferenz der beiden Schichten des Thermoelements geregelt werden.The thermocouple according to the invention preferably has a regulating mechanism for regulating the temperature difference between the thermal layers of the thermocouple. In the case of a Peltier element, the regulating mechanism controls the flow of current, which regulates the temperature difference between the two layers of the thermocouple.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Thermoelements besteht darin, dass eine wärmeleitende Erweiterungsfläche an wenigstens einer der thermischen Schichten zur Vergrößerung der thermischen Wirkfläche vorgesehen ist. Die Erweiterungsfläche an wenigstens einer der Schichten des Thermoelements vergrößert den Wirkbereich des Thermoelements. Damit lässt sich insbesondere der Fließweg für die Flüssigkeit vergrößern, sodass diese eine längere Kontaktzeit mit der Umgebungsluft erhält, womit die Verdunstung der Flüssigkeit, wie Schweiß, besonders gefördert wird. Die Erweiterungsfläche kann dabei beispielsweise auch als eine wärmeleitende Folie ausgebildet sein, die sich über eine größere Fläche des Textils erstreckt.An advantageous embodiment of the thermocouple according to the invention consists in that a heat-conducting extension surface is provided on at least one of the thermal layers to enlarge the thermal effective surface. The expansion area on at least one of the layers of the thermocouple increases the effective range of the thermocouple. In this way, the flow path for the liquid in particular can be enlarged so that it has a longer contact time with the ambient air, which particularly promotes evaporation of the liquid, such as sweat. The expansion area can also be designed, for example, as a heat-conducting film that extends over a larger area of the textile.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche sowie den Zeichnungen mit den dazugehörigen Beschreibungen. Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll nicht alleine auf diese aufgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt werden. Sie dienen lediglich zur näheren Erläuterung der Erfindung. Vielmehr soll die vorliegende Erfindung sich auf alle Gegenstände beziehen, die jetzt und zukünftig der Fachmann als naheliegend zur Realisierung der Erfindung heranziehen würde.Further refinements and advantages emerge from the subject matter of the subclaims and the drawings with the associated descriptions. Exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The invention is not intended to be restricted solely to these exemplary embodiments listed. They only serve to explain the invention in more detail. Rather, the present invention is intended to relate to all subjects which a person skilled in the art would now and in the future use as obvious to implement the invention.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt in einer schematischen Prinzipskizze ein Funktionsschaubild der Erfindung mit einem Thermoelement. 1 shows a functional diagram of the invention with a thermocouple in a schematic principle sketch.
  • 2 zeigt in einer schematischen Prinzipskizze ein regelbares Peltier-Element für ein erfindungsgemäßes Textil. 2 shows in a schematic outline sketch a controllable Peltier element for a textile according to the invention.
  • 3 zeigt als ein Anwendungsbeispiel einen Nierengurt mit einem Thermoelement als Wärmepumpe. 3 shows as an application example a kidney belt with a thermocouple as a heat pump.
  • 4 zeigt als ein Anwendungsbeispiel einen Nierengurt mit einem Thermoelement als Wärmepumpe mit einem konvektionsbegünstigtem Textil. 4th shows as an application example a kidney belt with a thermocouple as a heat pump with a convection-favored textile.
  • 5 zeigt als ein Anwendungsbeispiel einen Nierengurt mit mehreren Thermoelementen als Wärmepumpe, welche über wärmeleitenden Stege miteinander verbunden sind. 5 shows as an application example a kidney belt with several thermocouples as a heat pump, which are connected to one another via heat-conducting webs.
  • 6 zeigt als ein Anwendungsbeispiel ein Thermoelement als Wärmepumpe im Nackenbereich. 6th shows as an application example a thermocouple as a heat pump in the neck area.
  • 7 zeigt als ein Anwendungsbeispiel ein Armband mit einem Thermoelement als Wärmepumpe. 7th shows as an application example a bracelet with a thermocouple as a heat pump.
  • 8 zeigt als ein Anwendungsbeispiel ein Stirnband mit Thermoelementen als Wärmepumpe. 8th shows as an application example a headband with thermocouples as a heat pump.

Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment

In 1 wird in einer schematischen Prinzipskizze ein Funktionsschaubild der Erfindung mit einem Thermoelement 10 dargestellt. Mit 12 wird hier ein erfindungsgemäßes flächiges Textil bezeichnet. Das Textil 12 enthält das Thermoelement 10. Das Thermoelement 10 ist als Peltier-Element 14 ausgestaltet, welches eine aktive Wärmepumpe 16 bildet. Das Peltier-Element 14 ist von einem Konvektionstextil 18 umgeben, welches Konvektion von Flüssigkeit durch den Kapillareffekt begünstigt. Dabei kann das gesamte Textil 12 selbst als Konvektionstextil 18 ausgebildet sein oder nur der Bereich, der das Thermoelement 10 umgibt.In 1 is a functional diagram of the invention with a thermocouple in a schematic principle sketch 10 shown. With 12 will be here denotes a flat textile according to the invention. The textile 12 contains the thermocouple 10 . The thermocouple 10 is as a Peltier element 14th designed, which is an active heat pump 16 forms. The Peltier element 14th is made of a convection textile 18th surrounded, which favors convection of liquid through the capillary effect. The entire textile 12 even as a convection textile 18th be formed or only the area that the thermocouple 10 surrounds.

Das Peltier-Element 14 ist ein handelsübliches Halbleiterbauteil, welches nach dem Peltier-Effekt arbeitet. Dabei liegen zwei Schichten 20, 22 mit unterschiedlicher Dotierung übereinander. Durch geeignetes Anlegen einer Spannung entsteht an dem Peltier-Element 14 eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Schichten 20, 22. Dabei wird die erste Schicht 20 warm und die zweite Schicht 22 kalt. Durch Umpolung der Spannung lassen sich die Temperaturen der beiden Schichten 20, 22 des Peltier-Elements 14 tauschen. Die Spannung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart an dem Peltier-Element 14 angelegt, dass die zweite Schicht 22 kühler ist, als die erste Schicht 20. Die zweite Schicht 22 liegt auf einem sich erhitzenden und Flüssigkeit schwitzenden Körper 24 auf. Dabei kann es sich z.B. um einen menschlichen Körper handeln. Um die Wirkfläche des Peltier-Elements 14 zu vergrößern ist an der Schicht 22 eine wärmeleitende Erweiterungsfläche 25 vorgesehen. Die Erweiterungsfläche 25 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Metallfolie ausgebildet, die mit der Schicht 22 des Peltier-Elements 14 unmittelbar in Kontakt steht. Durch die Erweiterungsfläche 25 lässt sich die thermisch wirksame Fläche um ein Vielfaches ausdehnenThe Peltier element 14th is a commercially available semiconductor component that works according to the Peltier effect. There are two layers 20th , 22nd with different doping on top of each other. Appropriate application of a voltage results in the Peltier element 14th a temperature difference between the two layers 20th , 22nd . This is the first layer 20th warm and the second layer 22nd cold. The temperatures of the two layers can be determined by reversing the polarity of the voltage 20th , 22nd of the Peltier element 14th To deceive. In the present exemplary embodiment, the voltage is applied to the Peltier element in this way 14th laid out that second layer 22nd is cooler than the first layer 20th . The second layer 22nd lies on a body that heats up and sweats fluids 24 on. This can be a human body, for example. Around the effective area of the Peltier element 14th to enlarge is at the layer 22nd a thermally conductive extension surface 25th intended. The expansion area 25th is formed in the present embodiment as a metal foil, which with the layer 22nd of the Peltier element 14th is in direct contact. Through the expansion area 25th the thermally effective area can be expanded many times over

Die hierbei entstehende Flüssigkeit - Schweiß, angedeutet durch Pfeil 26, wird durch Konvektionsströmungen von der unteren und kälteren zweiten Schicht 22 hin zur wärmeren ersten Schicht 20 transportiert. Pfeile 27 deuten die Strömungsrichtung der Flüssigkeit an. Die Konvektion wird durch Kapillareffekte des Konvektionstextils 18 unterstützt. Auf der wärmeren ersten Schicht 20 verdampft die Flüssigkeit schließlich.The resulting liquid - sweat, indicated by an arrow 26th , is caused by convection currents from the lower and colder second layer 22nd towards the warmer first layer 20th transported. Arrows 27 indicate the direction of flow of the liquid. The convection is caused by the capillary effects of the convection textile 18th supported. On the warmer first layer 20th the liquid eventually evaporates.

Die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Schicht 20 und der zweiten Schicht 22 kann durch Veränderung der jeweils anliegenden Spannung variiert werden. Mit einem Regelmechanismus 28 wird anliegende Spannung und damit die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Schichten 20, 22 des Thermoelements 10 eingestellt. Durch einen Temperatursensor 30 wird die Temperatur in dem Textil 12 bzw. an dem Thermoelement 10 erfasst. Ein Feuchtigkeitssensor 32 ermittelt ferner den Feuchtigkeitsgrad der durch die verdampfende Flüssigkeit entsteht. Der Temperatursensor 30 und der Feuchtigkeitssensor 32 signalisieren dem Regelmechanismus 28 die jeweils ermittelten Werte. Hierdurch kann der Regelmechanismus 28 das Thermoelement 10 über die Spannung entsprechend nachregeln, so dass ein jeweils fest eingestellter Wert für Temperatur und Feuchtigkeit gehalten wird.The temperature difference between the first layer 20th and the second layer 22nd can be varied by changing the voltage applied. With a control mechanism 28 is applied voltage and thus the temperature difference between the two layers 20th , 22nd of the thermocouple 10 set. By a temperature sensor 30th becomes the temperature in the textile 12 or on the thermocouple 10 detected. A humidity sensor 32 also determines the degree of moisture that is created by the evaporating liquid. The temperature sensor 30th and the humidity sensor 32 signal the control mechanism 28 the values determined in each case. This allows the control mechanism 28 the thermocouple 10 Adjust accordingly via the voltage so that a fixed value for temperature and humidity is maintained.

Die 2 zeigt in einer Prinzipskizze das Thermoelement 10, welches von dem Konvektionstextil 18 umgeben ist, um die Konvektion von Flüssigkeit durch den Kapillareffekt zu begünstigen. Das elektronische Thermoelement 10 wird auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem Peltier-Element 14 gebildet. Aber auch andere Thermoelemente sind als Wärmepumpen 16, beispielsweise auf Basis von komprimierten und expandierendem Gas, durchaus denkbar. Wichtig ist, wie im vorliegenden Fall, dass die Flüssigkeit durch Konvektionsströme in dem Konvektionstextil 18 gezielt von der kälteren zweiten Schicht 22 hin zur wärmeren ersten Schicht 20 des Thermoelements 10 fließt. Auf der wärmeren Schicht 20 kann die Flüssigkeit schließlich verdampfen.The 2 shows the thermocouple in a schematic diagram 10 , which is from the convection textile 18th is surrounded in order to favor the convection of liquid through the capillary effect. The electronic thermocouple 10 is also in the present embodiment from the Peltier element 14th educated. But also other thermocouples are used as heat pumps 16 , for example based on compressed and expanding gas, quite conceivable. As in the present case, it is important that the liquid flows through convection currents in the convection textile 18th targeted from the colder second shift 22nd towards the warmer first layer 20th of the thermocouple 10 flows. On the warmer layer 20th the liquid can eventually evaporate.

Eine Spannungsquelle 34 versorgt einen elektrischen Schaltkreis 36 mit der erforderlichen elektrischen Energie. Der Schaltkreis 36 enthält dabei insbesondere das Peltier-Element 14, den Temperatursensor 30, den Feuchtigkeitssensor 32 (siehe 1) und den Regelmechanismus 28. Der Regelmechanismus 28 lässt sich beispielsweise mittels Mikroelektronik und Prozessorsteuerung leicht realisieren. An dem Peltier-Element 14 sind Anschlüsse 37 für die Spannungsversorgung vorgesehen. Hierüber erhält das Peltier-Element 14 die für den Betrieb notwendige elektrische Energie von der Spannungsquelle 34.A voltage source 34 supplies an electrical circuit 36 with the required electrical energy. The circuit 36 contains in particular the Peltier element 14th , the temperature sensor 30th , the humidity sensor 32 (please refer 1 ) and the control mechanism 28 . The control mechanism 28 can be easily implemented using microelectronics and processor control, for example. On the Peltier element 14th are connections 37 intended for the power supply. The Peltier element receives this 14th the electrical energy required for operation from the voltage source 34 .

3 zeig ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Textil 12 mit dem Thermoelement 10 als Nierengurt 38 vorgesehen ist. Soweit diese 3 den vorherigen Figuren entspricht, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das Thermoelement 10 wird auch hier von dem Peltier-Element 14 gebildet. Das Peltier-Element 14 wird über die Spannungsversorgung 34 mit elektrischer Energie versorgt. Mittels des Regelmechanismus 28, welcher in dem Schaltkreis 36 integriert ist, wird die Temperaturdifferenz der beiden Schichten 20, 22 geregelt. So lässt sich die Temperaturdifferenz zwischen den Schichten 20, 22 konstant halten. Der Temperatursensor 30 und der Feuchtigkeitssensor 32 befinden sich zur Erfassung von Temperatur und Feuchtigkeitsgrad an geeigneten Stellen im Bereich des Thermoelements 10 des Nierengurts 38. 3 show an embodiment in which the textile 12 with the thermocouple 10 as a kidney belt 38 is provided. As far as this 3 corresponds to the previous figures, the same reference numerals are used. The thermocouple 10 is also here from the Peltier element 14th educated. The Peltier element 14th is via the power supply 34 supplied with electrical energy. By means of the control mechanism 28 , which in the circuit 36 is integrated, the temperature difference between the two layers 20th , 22nd regulated. So the temperature difference between the layers 20th , 22nd keep constant. The temperature sensor 30th and the humidity sensor 32 are located at suitable points in the area of the thermocouple to record the temperature and humidity level 10 the kidney belt 38 .

Die 4 entspricht dem Ausführungsbeispiel von 3. Daher werden für entsprechende Bestandteile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Anders als in 3 ist allerdings das flächige Textil 12 mit einer wärmeleitenden Beschichtung 40 vorgesehen. Hierdurch wird die Wirkung des Peltier-Elements 14 auf eine größere Fläche des Nierengurts 38 ausgedehnt. Vorzugsweise ist das Textil 12 mit der Beschichtung 40 semipermeabel ausgestaltet, damit entstehende Feuchtigkeit durch die Konvektionsströme immer nach außen transportiert wird. Diese Feuchtigkeit gelangt aber durch die Semipermeabilität nicht zurück an den Körper 24. Das Peltier-Element 14 ist sehr dünn, als weitestgehend flexible Folie 42 vorgesehen, wodurch sich ein gewisser Komfort beim Tragen des Nierengurts 38 erreichen lässt. Auch hier ist, wie bei den Ausführungsbeispielen von 2 und 3 der Schaltkreis 36 mit der Spannungsquelle 34, dem Regelmechanismus 28, dem Temperatursensor 30 und dem Feuchtigkeitssensor 32 vorgesehen.The 4th corresponds to the embodiment of 3 . The same reference symbols are therefore used for corresponding components. Unlike in 3 however, is the flat textile 12 with a thermally conductive coating 40 intended. This increases the effectiveness of the Peltier element 14th on a larger area of the kidney belt 38 extended. Preferably the textile is 12 with the coating 40 Semi-permeable designed so that moisture is always transported to the outside by the convection currents. However, this moisture does not get back to the body due to the semi-permeability 24 . The Peltier element 14th is very thin as a largely flexible film 42 provided, which makes it easier to wear the kidney belt 38 can achieve. Here too, as in the embodiments of FIG 2 and 3 the circuit 36 with the voltage source 34 , the control mechanism 28 , the temperature sensor 30th and the humidity sensor 32 intended.

Das Ausführungsbeispiel von 5 zeigt erneut den Nierengurt 38 entsprechend den 3 und 4. Soweit die Figuren sich wieder entsprechen, werden auch hier wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet. Wie bei den Ausführungsbeispielen von 2 bis 4 weist der Schaltkreis 36 neben der Spannungsquelle 34, den Temperatursensor 30, den Feuchtigkeitssensor 32 und den Regelmechanismus 28 auf. Anstelle der wärmeleitenden Beschichtung 40, wie sie z.B. in 3 dargestellt ist, werden in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Thermoelemente 10 als Verbundsystem für die flächige Ausdehnung der thermischen Wirkung eingesetzt. Diese Thermoelemente 10 sind in dem Nierengurt 38 vorgesehen und durch wärmeleitende Stege 44 miteinander verbunden. Natürlich können zusätzlich auch elektrische Leiter zwischen den Thermoelementen 10 zum Austausch der elektrischen Energie vorgesehen sein.The embodiment of 5 shows the kidney belt again 38 according to the 3 and 4th . To the extent that the figures correspond again, the same reference symbols are used again here. As with the embodiments of 2 to 4th instructs the circuit 36 next to the voltage source 34 , the temperature sensor 30th , the humidity sensor 32 and the control mechanism 28 on. Instead of the thermally conductive coating 40 such as in 3 is shown, there are multiple thermocouples in this embodiment 10 used as a composite system for the extensive expansion of the thermal effect. These thermocouples 10 are in the kidney belt 38 provided and by thermally conductive webs 44 connected with each other. Of course, electrical conductors can also be used between the thermocouples 10 be provided for exchanging electrical energy.

6 zeigt als ein Anwendungsbeispiel für die Erfindung einen Pullover 46 als das flächige Textil 12 zum Kühlen und/oder zum Wärmen. Das Thermoelement 10 dient dabei im Nackenbereich 48 eines menschlichen Körpers 50 als Wärmepumpe 16. Der Einsatz und die Funktionsweise des Thermoelements 10 stellen sich analog zum Nierengurt 38 dar. Die elektrische Spannung für das als Peltier-Element 14 ausgebildete Thermoelement 10 ist von einer Spannungsquelle 34 abrufbar. Sowohl die Spannungsquelle 34 als auch der Regelmechanismus 28 sind an einem Gürtel 52 befestigt. Als Spannungsquelle 34 werden in diesem Anwendungsbeispiel transportable Akkumulatoren 54 verwendet. Diese sind besonders geeignet, weil sie mehrfach verwendet werden können. Sie lassen sich problemlos in einem herkömmlichen externen Ladegerät aufladen. Aber auch Solarzellen, z.B. auf der Textiloberfläche 56, sind für die Aufladung von Akkumulatoren durchaus geeignet. Akkumulatoren lassen sich zudem ggf. induktiv aufladen, so dass sie nicht aus ihrer Halterung entfernt werden müssen. Die Art der Spannungsquelle 34 ist daher grundsätzlich beliebig. So können im Bedarfsfall auch nur einfache Batterien eingesetzt werden. 6th shows a sweater as an example of application of the invention 46 than the flat textile 12 for cooling and / or warming. The thermocouple 10 serves in the neck area 48 of a human body 50 as a heat pump 16 . The use and functionality of the thermocouple 10 are analogous to the kidney belt 38 The electrical voltage for the Peltier element 14th trained thermocouple 10 is from a voltage source 34 retrievable. Both the voltage source 34 as well as the control mechanism 28 are on a belt 52 attached. As a voltage source 34 become portable batteries in this application example 54 used. These are particularly suitable because they can be used multiple times. They can easily be charged in a conventional external charger. But also solar cells, for example on the textile surface 56 , are quite suitable for charging accumulators. Batteries can also be charged inductively, if necessary, so that they do not have to be removed from their holder. The type of voltage source 34 is therefore basically arbitrary. This means that only simple batteries can be used if necessary.

Die 7 und 8 zeigen zwei weitere Anwendungsbeispiele der Erfindung. In dem Anwendungsbeispiel von 7 ist die Erfindung als ein Armband 58 mit einem Thermoelement 10 als Wärmepumpe 16 ausgestaltet. Das Armband 58 befindet sich zum Kühlen bzw. zum Wärmen im Bereich eines Handgelenks 60. In dem Anwendungsbeispiel von 8 ist die Erfindung als ein Stirnband 62 mit mehreren Thermoelementen 10 als Wärmepumpe 16 ausgestaltet. Das Stirnband 62 wird über einen zu kühlenden oder zu wärmenden Kopf 64 gezogen. Der Einsatz und die Funktionsweise der Thermoelemente 10 dieser beiden Anwendungen ist entsprechend zum Nierengurt 38 gemäß den 3 bis 5 und zu dem Thermoelement 10 im Nackenbereich gemäß der 6 zu sehen.The 7th and 8th show two further application examples of the invention. In the application example of 7th is the invention as a bracelet 58 with a thermocouple 10 as a heat pump 16 designed. The bracelet 58 is located in the area of the wrist for cooling or warming 60 . In the application example of 8th is the invention as a headband 62 with multiple thermocouples 10 as a heat pump 16 designed. The headband 62 is about a head to be cooled or warmed 64 drawn. The use and functioning of the thermocouples 10 these two uses are equivalent to the kidney belt 38 according to the 3 to 5 and to the thermocouple 10 in the neck area according to 6th to see.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
ThermoelementThermocouple
1212
flächiges Textilflat textile
1414th
Peltier-ElementPeltier element
1616
WärmepumpeHeat pump
1818th
KonvektionstextilConvection textile
2020th
Erste Schicht (warm)First layer (warm)
2222nd
Zweite Schicht (kalt)Second shift (cold)
2424
Körperbody
2525th
ErweiterungsflächeExpansion area
2626th
Pfeilarrow
2727
PfeileArrows
2828
RegelmechanismusControl mechanism
3030th
TemperatursensorTemperature sensor
3232
FeuchtigkeitssensorHumidity sensor
3434
SpannungsquelleVoltage source
3636
SchaltkreisCircuit
3737
Anschlüsseconnections
3838
NierengurtKidney belt
4040
Wärmeleitende BeschichtungThermally conductive coating
4242
Flexible FolieFlexible film
4444
wärmeleitende Stegeheat-conducting webs
4646
Pulloverpullover
4848
NackenbereichNeck area
5050
Menschlicher KörperHuman body
5252
Gürtelbelt
5454
AkkumulatorenAccumulators
5656
TextiloberflächeTextile surface
5858
Armbandbracelet
60 60
Handgelenkwrist
6262
StirnbandHeadband
6464
Kopfhead

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 2000234201 [0005]JP 2000234201 [0005]
  • EP 1737052 [0006]EP 1737052 [0006]

Claims (14)

Ein flächiges Textil (12), welches über einer Oberfläche eines Körpers (24) liegt, wobei in dem Textil (12) ein Thermoelement (10) zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) aktiv als Wärmepumpe (16) mit zwei thermischen Schichten (20, 22) mit einer Temperaturdifferenz zur Erzeugung von Konvektionsströmungen für Flüssigkeiten ausgebildet ist.A flat textile (12) which lies over a surface of a body (24), a thermocouple (10) for cooling and / or heating being provided in the textile (12), characterized in that the thermocouple (10) is active as a Heat pump (16) is designed with two thermal layers (20, 22) with a temperature difference for generating convection currents for liquids. Ein flächiges Textil (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) als Peltier-Element (14) ausgebildet ist.A flat textile (12) after Claim 1 , characterized in that the thermocouple (10) is designed as a Peltier element (14). Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen den thermischen Schichten (20, 22) mit einem Regelmechanismus (28) regelbar ausgebildet ist.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the temperature difference between the thermal layers (20, 22) is designed to be controllable with a control mechanism (28). Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelmechanismus (28) einen Temperatur- (30) und/oder ein Feuchtigkeitssensor (32) enthält.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the control mechanism (28) contains a temperature (30) and / or a humidity sensor (32). Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Verbundsystem von wenigstens zwei Thermoelementen (10), welche über wärmeleitende Stege (44) miteinander verbunden sind.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized by a composite system of at least two thermocouples (10) which are connected to one another via heat-conducting webs (44). Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) von Material umgeben ist, welches Konvektion von Flüssigkeit durch den Kapillareffekt begünstigt.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the thermocouple (10) is surrounded by material which promotes convection of liquid through the capillary effect. Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) als flexible Folie (42) ausgestaltet ist.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the thermocouple (10) is designed as a flexible film (42). Ein flächiges Textil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) eine wärmeleitende Erweiterungsfläche (25) an wenigstens einer der thermischen Schichten (20, 22) zur Vergrößerung der thermischen Wirkfläche aufweist.A flat textile (12) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the thermocouple (10) has a thermally conductive extension surface (25) on at least one of the thermal layers (20, 22) to enlarge the thermal effective surface. Thermoelement (10) für ein flächiges Textil, welches über einer Oberfläche eines Körpers zum Kühlen und/oder Wärmen liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) eine Wärmepumpe (16) mit zwei thermischen Schichten (20, 22) mit einer Temperaturdifferenz zur Erzeugung von Konvektionsströmungen für Flüssigkeiten aufweist.Thermocouple (10) for a flat textile which lies over a surface of a body for cooling and / or heating, characterized in that the thermocouple (10) is a heat pump (16) with two thermal layers (20, 22) with a temperature difference for Has generation of convection currents for liquids. Thermoelement (10) für ein flächiges Textil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) als Peltier-Element (14) ausgebildet ist.Thermocouple (10) for a flat textile according to Claim 9 , characterized in that the thermocouple (10) is designed as a Peltier element (14). Thermoelement (10) für ein flächiges Textil nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen den thermischen Schichten (20, 22) des Thermoelements (10) mit einem Regelmechanismus (28) regelbar ausgebildet ist.Thermocouple (10) for a flat textile according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the temperature difference between the thermal layers (20, 22) of the thermocouple (10) is designed to be controllable with a control mechanism (28). Thermoelement (10) für ein flächiges Textil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine wärmeleitende Erweiterungsfläche (25) an wenigstens einer der thermischen Schichten (20, 22) zur Vergrößerung der thermischen Wirkfläche vorgesehen ist.Thermocouple (10) for a flat textile according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that a thermally conductive extension surface (25) is provided on at least one of the thermal layers (20, 22) to enlarge the thermal effective surface. Verfahren zum Kühlen und/oder Wärmen einer Oberfläche eines Körpers (24), wobei ein flächiges Textil (12) mit einem Thermoelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche über die Oberfläche des Körpers (24) gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeit durch Konvektionsströmungen transportiert wird.A method for cooling and / or heating a surface of a body (24), wherein a flat textile (12) with a thermocouple (10) according to one of the preceding claims is placed over the surface of the body (24), characterized in that liquid passes through Convection currents is transported. Anordnung enthaltend ein flächiges Textil (12), welches über einer Oberfläche eines Körpers (24) liegt, wobei in dem Textil (12) ein Thermoelement (10) zum Kühlen und/oder Wärmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) aktiv als Wärmepumpe (16) mit zwei thermischen Schichten (20, 22) mit einer Temperaturdifferenz zur Erzeugung von Konvektionsströmungen für Flüssigkeiten ausgebildet ist.Arrangement containing a flat textile (12) which lies over a surface of a body (24), a thermocouple (10) for cooling and / or heating being provided in the textile (12), characterized in that the thermocouple (10) is actively designed as a heat pump (16) with two thermal layers (20, 22) with a temperature difference for generating convection currents for liquids.
DE102019105807.4A 2019-03-07 2019-03-07 Textile with thermocouple Withdrawn DE102019105807A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105807.4A DE102019105807A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Textile with thermocouple
PCT/DE2020/000009 WO2020177790A1 (en) 2019-03-07 2020-01-24 Textile having thermocouple

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105807.4A DE102019105807A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Textile with thermocouple

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019105807A1 true DE102019105807A1 (en) 2020-09-10

Family

ID=69528526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019105807.4A Withdrawn DE102019105807A1 (en) 2019-03-07 2019-03-07 Textile with thermocouple

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019105807A1 (en)
WO (1) WO2020177790A1 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000234201A (en) 1999-02-16 2000-08-29 Komechiu:Kk Accessories
US6533731B2 (en) * 2001-05-15 2003-03-18 Lifecheck, Llc Method and apparatus for measuring heat flow
EP1737052A1 (en) 2005-06-20 2006-12-27 Well &David Corporation Heat adjustment device
US20100198322A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-05 Disney Enterprises, Inc. Personal temperature regulator
EP2879631A2 (en) * 2012-08-03 2015-06-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Devices and systems for thermoelectric heating and cooling of mammalian tissue
US10709384B2 (en) * 2015-08-19 2020-07-14 Mc10, Inc. Wearable heat flux devices and methods of use
WO2018035525A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 Eccrine Systems, Inc. Biofluid sensing devices with temperature regulation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020177790A1 (en) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10483448B2 (en) Flexible thermoelectric devices, methods of preparation thereof, and methods of recovering waste heat therewith
US5538583A (en) Method of manufacturing a laminated textile substrate for a body heating or cooling garment
DE3122617C2 (en)
DE10314138A1 (en) Heating / cooling device
DE69728004T2 (en) Temperature control for electronic circuits
US20020156509A1 (en) Thermal control suit
CH660843A5 (en) THERMOELECTRICAL cryoprobe.
WO2008025701A2 (en) Thermoelectric facility comprising a thermoelectric generator and means for limiting the temperature on the generator
WO2008025707A2 (en) Thermoelectric facility comprising a thermoelectric generator and means for limiting the temperature on the generator
EP0397043A1 (en) Apparatus for generating cold and heat
DE10122679A1 (en) Thermo-element with flexible support structure, has thermocouple formed from first and second materials, such as copper and copper-nickel
WO2017048198A1 (en) Protective vest with active and passive cooling mechanisms
DE102019105807A1 (en) Textile with thermocouple
EP3150982B1 (en) Temperature calibrator and method for cooling and heating a temperature calibrator
DE3214614C2 (en)
Carmo et al. Digitally-controlled array of solid-state microcoolers for use in surgery
DE102005013926B4 (en) Device and method for controlling the temperature of a Temperiergutes
DE102011081022A1 (en) Laundry drying apparatus with a heat pump comprising a drive and method for its operation
DE4113679C2 (en) Tempering garment
EP3207777A1 (en) Cooling apparatus for cooling an electrical device
WO2001051209A1 (en) Laboratory temperature-regulating device comprising a temperature-controlled thermostatic block
DE102006047439B9 (en) Apparatus for cooling a body surface area
DE112014006167B4 (en) Portable device
DE112016006885T5 (en) Cooling / heating device and analysis device
DE102022000403B4 (en) Functional clothing for body cooling

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee