DE10241786B4

DE10241786B4 - Device with a hollow fiber and a thermocouple and use thereof

Info

Publication number: DE10241786B4
Application number: DE10241786A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2022-09-07
Also published as: DE10241786A1

Abstract

Vorrichtung mit einer Hohlfaser (1) und einem Thermoelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement auf einer Hohlfaser oder sowohl in als auch auf einer Hohlfaser (1) angeordnet ist und dass die Hohlfaser (1) zweischalig ausgebildet ist, wobei die Längsnähte der beiden Schalen parallel zur Längsachse der Hohlfaser (1) verlaufen.Device with a hollow fiber (1) and a thermocouple, characterized in that the thermocouple is arranged on a hollow fiber or both in and on a hollow fiber (1) and that the hollow fiber (1) is designed with two shells, the longitudinal seams of the two shells run parallel to the longitudinal axis of the hollow fiber (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Hohlfaser und einem Thermoelement, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie dessen Verwendung.The invention relates to a device with a hollow fiber and a thermocouple, with the features of the preamble of claim 1 and its use.

Bekannt sind – neben normalen Thermoelementen – Halbleiter-Thermoelemente. Bei diesen wird, wie bei den normalen Thermoelementen, der Seebeck-Effekt ausgenutzt. Dies ist ein thermoelektrischer Effekt, bei dem in einem Stromkreis aus zwei Leitern bzw. Halbleitern die Stelle zwischen den Leitern erwärmt wird. Bei diesem Vorgang entsteht eine elektromotorische Kraft (abgekürzt: EMK), die beim Schließen des Stromkreises einen messbaren elektrischen Strom verursacht. Diese EMK, oder auch einfach ausgedrückt elektrische Spannung, ist temperaturabhängig und wird von der chemischen und physikalischen Zusammensetzung der Leiter bestimmt. Eine schematische Darstellung hierzu zeigt 1. Neben den Halbleiter-Thermoelementen gibt es auch Halbleiter-Kühlelemente (Peltier-Elemente). Deren Funktion beruht auf dem Peltier-Effekt. Dieser ist die Umkehrung des Seebeck-Effekts und besteht darin, dass ein Stromfluss durch zwei Lötstellen, die zwei verschiedene Materialien miteinander verbinden, eine Abkühlung der einen und eine Erwärmung der anderen bewirkt. Wegen der sehr geringen Kühlleistung werden Peltier-Elemente derzeit nur für Spezialzwecke eingesetzt. (Vgl. Microsoft(R) Encarta(R) Professional 2002. (c) 1993–2001 Microsoft Corporation.)Are known - in addition to normal thermocouples - semiconductor thermocouples. These, as with the normal thermocouples, the Seebeck effect is exploited. This is a thermoelectric effect in which the point between the conductors is heated in a circuit of two conductors or semiconductors. In this process, an electromotive force (abbreviated: EMF), which causes a measurable electrical current when closing the circuit. This EMF, or simply electrical voltage, is temperature-dependent and is determined by the chemical and physical composition of the conductors. A schematic representation shows this 1 , In addition to the semiconductor thermocouples, there are also semiconductor cooling elements (Peltier elements). Their function is based on the Peltier effect. This is the inverse of the Seebeck effect and is that a flow of current through two solder joints connecting two different materials causes one to cool and one to heat the others. Due to the very low cooling capacity, Peltier elements are currently used only for special purposes. (See Microsoft (R) Encarta (R) Professional 2002. (c) 1993-2001 Microsoft Corporation.)

Ferner sind in der Zeitschrift Elektronik Journal, Heft August 2002, S. 99, Silizium-Thßermogeneratoren als Flächengebilde beschrieben. Ein derartiger Thermogenerator besteht aus einer Vielzahl von Thermoelementen, wobei dieselben mäanderförmig räumlich angeordnet sind, um die Fläche effizient auszunutzen. Ein derartiger Thermogenerator erreicht eine Spannung von fünf Volt pro Quadratzentimeter Chipfläche. Der Thermogenerator ist zwischen zwei versilberten oder vergoldeten Kupfer-Plättchen, d. h. einer Außen-Platte (kalte Seite) und einer Innen-Platte (warme Seite), angeordnet, um das Temperaturgefälle zwischen der Außen- und der Innenseite, beispielsweise von Kleidung, auszunutzen. Der Thermogenerator ist dabei mittels Kontakten mit einem leitenden Drahtgeflecht verbunden, das in einem die Kleidung bildenden Stoff angeordnet ist. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise verwendet werden, um Vitaldaten, wie die Körpertemperatur oder die Herzfrequenz, aufzuzeichnen oder um Hörgeräte mit Strom zu versorgen.Further, in the journal Elektronik Journal, August 2002, p. 99, silicon thickener generators are described as sheets. Such a thermal generator consists of a plurality of thermocouples, wherein the same are arranged meandering in space to efficiently exploit the surface. Such a thermal generator reaches a voltage of five volts per square centimeter chip area. The thermogenerator is between two silvered or gold plated copper plates, d. H. an outer plate (cold side) and an inner plate (warm side), arranged to take advantage of the temperature gradient between the outside and the inside of, for example, clothing. The thermogenerator is connected by means of contacts with a conductive wire mesh, which is arranged in a fabric forming the clothing. Such a device may be used, for example, to record vital signs, such as body temperature or heart rate, or to power hearing aids.

Hohlfasern mit einem Außendurchmesser von bis zu minimal 0,28 mm und Wandstärken von bis zu minimal 0,41 μm sind beispielsweise aus der auf den selben Anmelder zurückgehenden WO 00/10938 bekannt. Hierin wird auch ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Hohlfasern aus Folien, welche auch mehrschichtig aufgebaut und/oder beschichtet sein können, mittels Wickeln beschrieben. In C. Lauterbach et al.: „Smart Clothes Self-Powered by Body Heat”, Proc. Avantex Symposium 115. bis 15.5. 2002, Frankfurt am Main, ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Thermoelement in einem Hohlkörper angeordnet ist.Hollow fibers having an outer diameter of up to a minimum of 0.28 mm and wall thicknesses of up to a minimum of 0.41 μm are known, for example, from the same to the Applicant WO 00/10938 known. Herein also a process for the production of such hollow fibers from films, which may also be multilayer structure and / or coated, described by means of winding. In C. Lauterbach et al .: "Smart Clothes Self-Powered by Body Heat", Proc. Avantex Symposium 115th to 15th May 2002, Frankfurt am Main, a device is described in which a thermocouple is arranged in a hollow body.

Die eingangs genannten Thermoelemente lassen jedoch noch Wünsche offen, insbesondere in Hinblick auf den Tragekomfort bei Körperkontakt.However, the thermocouples mentioned above still leave something to be desired, especially with regard to the comfort of wearing body contact.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Thermogenerator der eingangs genannten Art zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve a thermal generator of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a device with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Vorrichtung, ist das Thermoelement auf einer Hohlfaser oder sowohl in als auch auf einer Hohlfaser angeordnet und die Hohlfaser ist zweischalig ausgebildet, wobei die Längsnähte der beiden Schalen parallel zur Längsachse der Hohlfaser verlaufen, wobei es sich bei der Faser um eine Faser mit einem etwa kreisförmigen Vollprofil, aber auch um eine Faser mit einem teilweise offenen Profil, d. h. einem C-förmigen oder U-förmigen Profil, handeln kann. Dabei weist die Hohlfaser textile Eigenschaften auf.In the embodiment of the device according to the invention, the thermocouple is disposed on a hollow fiber or both in and on a hollow fiber and the hollow fiber is formed bivalves, wherein the longitudinal seams of the two shells parallel to the longitudinal axis of the hollow fiber, wherein the fiber is a Fiber with an approximately circular solid profile, but also a fiber with a partially open profile, d. H. a C-shaped or U-shaped profile, can act. In this case, the hollow fiber has textile properties.

Zwischen den Isolationen befindet sich das oder die Thermoelemente und die sonstige Installation mit einer Höhe von vorzugsweise bis zu ca. μm (Wandstärke). Vorzugsweise ist die Nano- oder Mikro-Röhrchen Ausformung mit Höhen von vorzugsweise bis zu 100 μm aus zwei parallel nebeneinander gelegter, zu zwei Halbschalen geformter und dann zu einem Nano- oder Mikro-Röhrchen zusammengefügter Hohlfasern gebildet. Insbesondere sind hierbei zwei Serien-Thermoelemente vorgesehen, wobei der Durchmesser einem hydraulisch gleichwertigen Durchmesser von ca. 70 μm entspricht und immer noch textile Eigenschaften aufweist.Between the isolations is the one or more thermocouples and the other installation with a height of preferably up to about microns (wall thickness). Preferably, the nano- or micro-tube formation is formed with heights of preferably up to 100 microns of two parallel juxtaposed, formed into two half-shells and then assembled into a nano- or micro-tube hollow fibers. In particular, two series thermocouples are provided in this case, wherein the diameter corresponds to a hydraulically equivalent diameter of about 70 microns and still has textile properties.

Die menschliche Hautoberflächen-Temperatur wird durch Direktkontaktauflage gefühlt und mit der distanzierten Folientemperatur verglichen. Als Ergebnis der Temperaturdifferenz fließt in Folge des Seebeck-Effekts ein elektrischer Strom. Mit dem Stand der Technik für Folien-Thermogeneratoren ist eine derartig große Ladungsdichte auf dem kleinen Raum nicht erreichbar und damit die textile erfindungsgemäße Ausführung eine wesentliche Verbesserung. Ferner behindert die isolierenden Folien gemäß dem Stand der Technik, direkt auf der menschlichen Haut angelegt, die Aspiration und ist für den Träger unangenehm. Durch einen aus erfindungsgemäßen Hohlfasern hergestellten Stoff, insbesondere ein Gewebe, kann die Haut jedoch atmen und der Tragekomfort wird deutlich erhöht, so dass auch großflächige Textilien mit entsprechend höherer elektrischer Leistung ohne Störung des Komforts möglich sind. Die Thermogeneratoren gehören zu den besonders ökologischen Elektrostromerzeugern, ohne jede Emission. Das Halbleitermaterial, vorzugsweise Silizium, kommt nach Sauerstoff in der Erdrinde am zweithäufigsten vor und ist deshalb günstig. Silizium als Rein-Silizium weist einen besonders großen Seebeck-Koeffizienten auf, der bei der Thermogenerator-Nutzung wünschenswert ist.The human skin surface temperature is sensed by direct contact coverage and compared to the distanced film temperature. As a result of the temperature difference, an electric current flows as a result of the Seebeck effect. With the prior art for film thermal generators such a large charge density on the small space is not achievable and thus the textile embodiment of the invention a significant improvement. Furthermore, the insulating films according to the prior art, directly on the hinders human skin, the aspiration and is uncomfortable for the wearer. By fabric made from hollow fibers according to the invention, in particular a tissue, the skin can breathe and the wearing comfort is significantly increased, so that even large-scale textiles with a correspondingly higher electrical power without disturbing the comfort are possible. The thermal generators belong to the particularly ecological electric current generators, without any emission. The semiconductor material, preferably silicon, comes after oxygen in the earth's crust the second most common and is therefore favorable. Silicon as pure silicon has a particularly large Seebeck coefficient, which is desirable in thermogenerator use.

Durch Umkehrung, d. h. durch die Anlegung einer entsprechenden elektrischen Spannung, lassen sich gezielt Flächen eines Stoffes erwärmen oder aber abkühlen (Thermoelement).By reversal, d. H. By applying a corresponding electrical voltage, can specifically heat surfaces of a substance or cool it (thermocouple).

Mit Temperaturdifferenzen-Elektrostromgewinnung liegt die Thermogenerator-Technologie bei einem Tausendstel der heutigen spezifischen Feststoffelektrolyten der Brennstoffzellentechnologie-Oberfläche, wobei die Brennstoffzelle ca. 10 000 bis 15 000 Watt/m2 liefert und durch C_nH_m-Aufoxidation auch Luft als Betriebsstoff benötigt. Im Vergleich hierzu liefert beispielsweise ein Quadratmeter Silizium Thermogenerator-Oberfläche 10 bis 15 Watt, bei einer Temperaturdifferenz von ca. 5 Kelvin.With temperature differential electric power generation, the thermogenerator technology is one-thousandth of today's specific solid electrolyte of the fuel cell technology surface, the fuel cell delivers about 10,000 to 15,000 watts / m2 and by C _n H _m -Aufoxidation also requires air as fuel. In comparison, for example, a square meter of silicon thermal generator surface provides 10 to 15 watts, with a temperature difference of about 5 Kelvin.

Vorzugsweise werden auf elektrisch isolierenden Konfektions-Textilien n- und pdotierte Thermogeneratoren an- bzw. aufgebracht und elektrisch in der textilen Struktur verschaltet. Vorzugsweise werden auf Synthese-Filament-Faser-Oberflächen die Hohlfilamentfasern angebracht, die aus anorganischen oder auch organischen Werkstoffen bestehen. Nano-, Mikro-Hohlfasern aus Nitritkeramik, Glas, Oxidkeramik und sterilisierbaren Polymeren sind bevorzugt.Preferably, n- and p-doped thermal generators are applied or electrically applied to electrically insulating ready-made textiles and electrically connected in the textile structure. Preferably, the hollow filament fibers are made of synthetic filament fiber surfaces, which consist of inorganic or organic materials. Nano-, micro-hollow fibers of nitrite ceramics, glass, oxide ceramics and sterilizable polymers are preferred.

Vorzugsweise werden für die Thermogeneratoren Silizium und andere geeignete Halbleiterwerkstoffe als Nano- oder Mikrofasern mit Voll-, C- oder Uförmigem Profil oder Hohlprofil eingesetzt.Silicon and other suitable semiconductor materials are preferably used for the thermogenerators as nano- or microfibers with a solid, C or U-shaped profile or hollow profile.

Die Textilien sind vorzugsweise hydrophil sensibilisiert um die Differenzen der aspirationspsychometrischen Daten von Trockenkugel- und Feuchtkugel-Temperaturen am Thermogenerator für die Elektrostromgewinnung mit verwerten zu können. So ist auch die Nutzung des Ambiente-Wärmeinhalt (Enthalpie) aus der Luft nach den h – x Diagrammdifferenzen zur Elektro-Gleichstromgewinnung möglich.The textiles are preferably hydrophilically sensitized in order to be able to utilize the differences in the aspiration psychometric data of dry bulb and wet bulb temperatures at the thermal generator for the electric power generation. Thus, the use of the ambient heat content (enthalpy) from the air after the h - x diagram differences for electric DC power generation is possible.

Vorzugsweis werden Silber oder Messing in Filamentfaserform als Elektrostrom-Ausleiter mit geeigneten physiologischen und hygienischen Eigenschaften an die Thermogeneratoren geführt. Silber und Messing haben fungizide, bakterizide und viruzide Eigenschaften, bei guter menschlicher Hautverträglichkeit.Preferably, silver or brass in filament fiber form are passed to the thermal generators as electric current arresters with suitable physiological and hygienic properties. Silver and brass have fungicidal, bactericidal and virucidal properties, with good human skin compatibility.

Vorzugsweise werden die n- und p-dotierten Thermogeneratoren in den Lumen, d. h. in das Innere, von Nano- oder Mikro-Hohlfasern eingebracht, wobei die Hohlfaser-Aussenumfangsflächen die Isolierung der Thermogeneratoren im Filamentfaserlumen bilden, bei voller textiler Eigenschaft der Hohlfaser.Preferably, the n- and p-doped thermogenerators in the lumen, i. H. introduced into the interior of nano- or micro-hollow fibers, wherein the hollow fiber outer peripheral surfaces form the insulation of the thermal generators in the filament fiber lumen, with full textile property of the hollow fiber.

Vorzugsweise kann der elektrische Ausleiter auch durch die Faserwandung durchgeleitet werden, vorzugsweise mit Silber- oder Messing-Filamenten im Nano- oder Mikro-Isolationsfilament-Hohlfaserlumen. Auch andere geeignete, elektrisch leitenden Werkstoffe sind möglich.Preferably, the electrical conductor may also be passed through the fiber wall, preferably with silver or brass filaments in the nano- or micro-insulation filament hollow fiber lumen. Other suitable, electrically conductive materials are possible.

Vorzugsweise ist der Nano- oder Mikro-Hohlfaser-Umfang in zwei Umfangoberflächen, vorzugsweise in Richtung der Längsachse, aufgeteilt. Dabei bilden geometrische Längsverstärkungen die Wandungsverdickungen und beeinflussen so die Wärmeleitung. Auf diese Art und Weise wird die warme und kalte Seite am Isolationsumfang aufgeteilt. Vorzugsweise ist eine Streifenversteifung am Umfang vorgesehen, die, vorzugsweise um 180° versetzt, parallel verstärkend als Längsstreifen aufgetragen oder ausgebildet ist, zur Aufteilung des Umfangs in eine kalte und eine warme Hälfte. Dies erfolgt vorzugsweise durch zwei Ausstülpungen der Hohlfaserwandung.Preferably, the nano- or micro-hollow fiber circumference is divided into two circumferential surfaces, preferably in the direction of the longitudinal axis. Geometric longitudinal reinforcements form the wall thickenings and thus influence the heat conduction. In this way, the warm and cold side is divided at the isolation extent. Preferably, a strip stiffening is provided on the circumference, which, preferably offset by 180 °, is applied or formed parallel reinforcing as longitudinal strips, for dividing the circumference into a cold and a warm half. This is preferably done by two protuberances of Hohlfaserwandung.

Vorzugsweise wird der Laterale Lumenraum auch als Isolationsraum angesehen. Die Leistungsdichte ist unter 10 µm Höhe des Flächengebildes vorzugsweise größer als 10 Watt je Quadratmeter. Vorzugsweise ist die Thermogenerator-Ladungsdichte von 20 bis 80 µm Durchmesser im Lumen von Textilhohlfasern in vorzugsweise Serienschaltung auf- oder eingezogen, beispielsweise wie ein Paternoster. Besonders bevorzugt sind 0,5 bis 4 µm Durchmesser und sensibilisierte Wandungsstärken von 0,01 bis 1 µm Dicke. Dünne Wandungen haben dabei eine günstigere Alpha-Zahl und bessere Wärmeleitungswerte.Preferably, the lateral lumen space is also regarded as an isolation space. The power density is below 10 .mu.m height of the sheet, preferably greater than 10 watts per square meter. Preferably, the thermogenerator charge density of 20 to 80 microns diameter in the lumen of textile hollow fibers in preferably series circuit or contracted, for example, like a paternoster. Particularly preferred are 0.5 to 4 microns in diameter and sensitized wall thicknesses of 0.01 to 1 micron thickness. Thin walls have a more favorable alpha number and better heat conduction values.

Vorzugsweise werden als Trägeroberflächen für die n- und p-dotierten Thermogeneratoren vorzugsweise Materialien aus Silizium in/an Polyvinyl-, Alkoholate-, Zellulose-, Styrol-, Viskose-, Acryl-, Gelatine-, Gel-, Solgel- und Proteine-Nano- und Mikro-Hohlfasern eingesetzt. Als Trägerwerkstoffe sind Zirkoniumoxid mit anderen Oxiden besonders geeignet, sowie Aluminiumoxide und Mischoxide, Glas und Spinelle, und als elektrische Leiter auch Graphit, Russ und Eisenbestandteile.The carrier surfaces for the n- and p-doped thermogenerators are preferably materials of silicon in / at polyvinyl, alcoholate, cellulose, styrene, viscose, acrylic, gelatin, gel, sol gel and protein nano - And micro-hollow fibers used. Zirconium oxide with other oxides are particularly suitable as carrier materials, as well as aluminum oxides and mixed oxides, glass and spinels, and as electrical conductors also graphite, carbon black and iron components.

Vorzugsweise wird der Thermogenerator in Verbindung mit der Exhalation der Atemluft und/oder mit Fingerdruckberührung vorgesehen, beispielsweise in Verbindung mit einer Personenüberprüfung für die Aktivierung von Berechtigungsüberprüfungen und Zugangsaktivierungen, gegebenenfalls mit zusätzlichem Spracherkennungssystemen. Preferably, the thermal generator is provided in connection with the exhalation of the breathing air and / or with finger pressure contact, for example in connection with a person check for the activation of authorization checks and access activations, optionally with additional speech recognition systems.

Gemäß einer anderen Verwendung wird der Thermogenerator zur Erzeugung von Energie für Implantate, z. B. Hör- oder Sehhilfen, vorgesehen.According to another use, the thermal generator is used to generate energy for implants, e.g. B. hearing or visual aids provided.

Der Thermogenerator kann mit Betriebsstoff-Medien um- oder durchströmt werden, z. B. wie ein Wärmetauscher, um die kalte und warme Seite des Thermogenerators zu beeinflussen oder zu regeln in Hinblick auf die Strom- und Spannungserzeugung. Damit kann auch eine Funktions- und Betriebsüberwachung bzw. -sicherung erfolgen.The thermogenerator can be flowed around or through fuel media, for. B. such as a heat exchanger to influence or regulate the cold and warm side of the thermal generator with regard to the power and voltage generation. This can also be a function and operation monitoring or assurance.

Vorzugsweise werden entsprechend ausgebildete Folien, auf welche Thermogeneratoren aufgebracht und in Serie verschaltet sind, zu Röhrchen ausgeformt, insbesondere zu textilen Nano-Röhrchen gewickelt, bspw. wendelförmig oder entlang der Längsachse gerollt, wobei gemäss der vorliegenden Erfindung – je nach Ausgestaltung – gegebenenfalls die Naht die kalte und warme Seite distanziert.Preferably, correspondingly formed films on which thermal generators are applied and connected in series are formed into tubes, in particular wound into textile nanotubes, for example helically or rolled along the longitudinal axis, according to the present invention - depending on the configuration - optionally the seam the cold and warm side distances.

Das Thermoelement ist in seiner Länge vorzugsweise aufwickelbar und somit quasi unendlich, bei Serienschaltung, bei gleichzeitig höchster Ladungsdichte, lateral ausgebildet. Die Distanzen und Höhen von n und p legen die Abstände von kalter und warmer Seite fest, gegebenenfalls zuzüglich der Naht.The thermocouple is preferably wound up in its length and thus quasi infinite, in series connection, at the same time highest charge density, formed laterally. The distances and heights of n and p determine the distances between the cold and the warm sides, plus the seam if necessary.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, teilweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention with reference to embodiments, in part with reference to the accompanying drawings, explained in more detail. Show it

1 eine schematisch Darstellung des Seebeck-Effekts, 1 a schematic representation of the Seebeck effect,

2 einen stark schematisch dargestellten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Hohlfaser, 2 a highly schematically represented section through a hollow fiber according to the invention,

3 eine stark schematisierte, geschnitten und aufgerollt dargestellte Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, und 3 a highly schematic, cut and rolled up view of a second embodiment, and

4 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel. 4 a section through a third embodiment.

1 zeigt einen Leiterkreis aus zwei verschiedenen Metallen oder Halbleitern, wobei die Temperatur an den beiden Lötstellen oder Übergängen verschieden groß ist, so dass in Folge des Seeback-Effektes ein Strom fließt. Hierbei kann die Thermospannung am Übergang durchaus größenmäßig 100 Mikrovolt je Kelvin betragen. 1 shows a conductor circuit of two different metals or semiconductors, wherein the temperature at the two solder joints or junctions is different in size, so that as a result of the sea bake effect, a current flows. In this case, the thermal voltage at the transition may well be 100 microvolts per Kelvin.

2 zeigt eine Hohlfaser 1, welche aus zwei halbschalenförmigen Teilen 2 zusammengesetzt ist, die mittels zweier Klebenähte 3 miteinander verbunden sind. Hierbei wirkt die eine der Klebenähte 3 als warmer Übergang. Die zweite Klebenaht 4 dient, entsprechend der Darstellung von 1, als Isolation I, wobei im Bereich der Klebenaht 4 auch der kalte Übergang vorgesehen ist, wozu jeder der halbschalenförmigen Teile 2 mit einem elektrischen Leiter 5 verbunden ist und diese Leiter 5 durch eine Isolation I im Bereich der Hohlfaser 1 voneinander elektrisch getrennt sind. Ferner ist an der Außen- und Innenfläche jeweils eine Isolation I vorgesehen. 2 shows a hollow fiber 1 , which consists of two half-shell-shaped parts 2 composed by means of two adhesive seams 3 connected to each other. Here is one of the adhesive seams 3 as a warm transition. The second glue seam 4 serves, according to the representation of 1 , as insulation I, being in the area of the adhesive seam 4 Also, the cold transition is provided, including each of the half-shell-shaped parts 2 with an electrical conductor 5 is connected and this ladder 5 by an insulation I in the region of the hollow fiber 1 are electrically isolated from each other. Furthermore, an insulation I is provided on the outer and inner surface.

Die Leiter 5 führen zu weiteren Leitern, die, ausgehend von anderen Hohlfasern, in einer Serienschaltung verschaltet sind und zu einem elektrischen Verbraucher (nicht dargestellt) führen, wobei es sich hierbei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein Hörgerät handelt, zu dessen Stromversorgung die durch den Seebeck-Effekt gewonnene Energie infolge der Temperaturdifferenz zwischen Körpertemperatur und Umgebungstemperatur verwendet wird.The ladder 5 lead to other conductors, which, starting from other hollow fibers, are connected in a series circuit and lead to an electrical load (not shown), which in this embodiment is a hearing aid, for its power supply by the Seebeck effect Energy gained as a result of the temperature difference between body temperature and ambient temperature is used.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Hohlfasern miteinander zu einem Stoff verstrickt.According to the present embodiment, the individual hollow fibers are entangled together to form a fabric.

Gemäß dem im Folgenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Silizium-Hohlfaser mit p- und n-dotierten Bereichen versehen, wie in 3 schematisch als Draufsicht auf die Innenmantelfläche dargestellt, wobei p- bzw. n-dotierte Bereiche (p bzw. n) jeweils miteinander fluchtend in Längsrichtung der Hohlfaser voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Isolation ist nicht näher dargestellt, wie auch in den weiteren nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Auf Grund der Kontaktierungen K ergibt sich eine Serienschaltung mit einem mäanderförmigen Verlauf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier derartige Mäander über die Innenmantelfläche verteilt angeordnet.According to the second embodiment described below, a silicon hollow fiber is provided with p-type and n-type doped regions, as in FIG 3 schematically shown as a plan view of the inner circumferential surface, wherein p- or n-doped regions (p and n) are each arranged in alignment with each other in alignment with each other in the longitudinal direction of the hollow fiber spaced from each other. The isolation is not shown in detail, as in the other subsequent embodiments. Due to the contacts K results in a series circuit with a meandering course. According to the present exemplary embodiment, four such meanders are distributed over the inner circumferential surface.

Gemäß einem dritten, in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Silizium-Hohlfaser mit p- und n-dotierten Bereichen versehen. Eine Kontaktierung der Bereiche erfolgt an der Außenmantelfläche und der Innenmantelfläche, so dass wiederum ein mäanderförmiger Verlauf über die Längsrichtung der Hohlfaser hinweg vorgesehen ist. Eine derartige Hohlfaser ist beispielsweise zur Messung sehr kleiner Temperaturdifferenzen auf sehr kleinem Raum, beispielsweise zur Erkennung von Krebszellen, geeignet.According to a third, in 4 illustrated embodiment, a silicon hollow fiber is provided with p- and n-doped regions. A contacting of the areas takes place on the outer circumferential surface and the inner circumferential surface, so that in turn a meandering course over the longitudinal direction of the hollow fiber is provided away. Such a hollow fiber is suitable, for example, for measuring very small temperature differences in a very small space, for example for detecting cancer cells.

Gemäß einem weiteren, nicht in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei ineinandergeschobene Hohlfasern vorgesehen, wobei jede Hohlfaser dotierte Bereiche aufweist, die äußere Hohlfaser auf ihrer Innenmantelfläche und die innere Hohlfaser (oder Vollfaser) auf ihrer Außenmantelfläche. Die Kontaktierung erfolgt durch Kontakte zwischen den beiden Hohlfasern, sie kann durch eine sägezahnartige Ausgestaltung, entsprechend einem abknickbaren Trinkhalm, einer der Hohlfasern unterstützt werden, wobei die sägezahnartige Ausgestaltung außerdem die textilen Eigenschaften unterstützt.According to a further, not shown in the figure embodiment, two nested hollow fibers are provided, each hollow fiber having doped regions, the outer hollow fiber on its inner circumferential surface and the inner hollow fiber (or solid fiber) on its outer circumferential surface. The contact is made by contacts between the two hollow fibers, it can be supported by a sawtooth-like configuration, corresponding to a kinkable drinking straw, one of the hollow fibers, the sawtooth configuration also supports the textile properties.

Gemäß einem weiteren, nicht in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Hohlfaser durch zwei Hohlfaserhälften gebildet, wobei jede Hohlfaserhälfte eine mäanderförmige Anordnung von Thermoelementen aufweist.According to another embodiment, not shown in the figure, the hollow fiber is formed by two hollow fiber halves, each hollow fiber half having a meandering arrangement of thermocouples.

Claims

Device with a hollow fiber ( 1 ) and a thermocouple, characterized in that the thermocouple on a hollow fiber or both in and on a hollow fiber ( 1 ) and that the hollow fiber ( 1 ) is formed bivalve, wherein the longitudinal seams of the two shells parallel to the longitudinal axis of the hollow fiber ( 1 ).

Device according to claim 1, characterized in that the fiber or hollow fiber ( 1 ) has textile properties.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber or hollow fiber ( 1 ) has a hydraulically equivalent diameter of at most 100 microns.

Device according to claim 3, characterized in that the fiber or hollow fiber ( 1 ) has a hydraulically equivalent diameter of 3 to 80 microns.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the wall of the hollow fiber ( 1 ) has a maximum thickness of 100 microns.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting wall of the hollow fiber ( 1 ) has a thickness of 0.01 to 10 microns.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that n-doped and p-doped elements of the thermocouple are arranged in series.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that n-doped and p-doped elements of the thermocouple are arranged in series meandering in the longitudinal direction.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow fiber ( 1 ) has on its inner surface an n-doped or p-doped region and on its outside the opposite doped region, wherein a contact is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the double-shelled hollow fiber ( 1 ) has in its one half on the inside a p-doped region and / or on the outside an n-doped region, in its other half on the inside of an n-doped region and / or on the outside of a p-doped region.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an insulation of the outer surface of the fiber or hollow fiber ( 1 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a further hollow fiber, the isolation of the fiber or hollow fiber ( 1 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow fiber has at least partially a bellows or sawtooth-like structure for improving the textile properties.

Fabric characterized by the use of fibers and / or hollow fibers ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Fabric according to claim 14, characterized in that the fibers and / or hollow fibers ( 1 ) are interwoven.

Use of a device according to one of claims 1 to 13 or of a substance ( 7 ) according to one of claims 14 or 15 as a thermogenerator for supplying energy to implants, for functional and / or operational monitoring and / or functional safety.

Use of a device according to one of claims 1 to 13 or of a substance ( 7 ) according to one of claims 14 or 15 for heat generation.