[发明专利]热电结构和使用热电结构形成纺织结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种由大致定向在结构的纬纱方向上的金属丝网络形成的 热电结构，其包括第一和第二不同特性的导线，交织所述导线，以形成分别 分布在两个平面即顶部平面和底部平面内的冷热接头，所述接头沿任意一个 导线是冷热交替的。

本发明还涉及使用这种热电结构形成纺织结构。

背景技术

这种类型的热电结构构成热电变换器，当在该冷热接头之间应用温度梯 度时，该热电变换器例如通过塞贝克效应(Seebeck effect)可以产生电动势。 具体地说，当将这种结构集成在用于制造一款衣服的材料中时，在使用中由 所述材料隔开的介质之间出现的温度梯度会导致电流的产生，该电流的产生 能够为电子系统提供动力。由此，当执行其制造时，可以在没有集成电源的 情况下，通过适当地合并这种热电结构制造集成有导航系统、传感器或商标 侵犯保护系统的防护服，在保护接缝的条件下提供信息的假体(prostheses)， 或者第一辅助绷带。

当应用电流时，这种类型的热电结构还能够通过珀尔帖效应(Peltier effect)开发热梯度。在微电子学领域，这种现象例如可以通过执行实时控制 的冷却来得到改进集成电路的性能和可靠性的目的。

例如，在文章“Electrical power generation from a wire panel using thermoelectric effect”(2002 Wiley Periodicals，Inc.Electr Eng Jpn，140(1)： 16-21)中，N.Yamamoto和H.Takai描述了一种构成热电功率发生器的热电 结构。该结构由编织金属丝板形成。平的环氧树脂衬底包括一系列以形成平 行线方式对准的孔。该孔用于连通该衬底两侧。将铝镍合金(铝和镍的合金) 和镍铬合金(镍和铬的合金)金属线分别插入孔的相邻线中。这些导线因此 整体平行，并且从该衬底的一侧连续地通到另一侧。在该衬底的每个表面上， 每个导线通过在相邻导线中形成的环形成环交织。更准确地说，一种类型的 导线交替地与分别在该衬底的一侧和另一侧上的另一个类型的两种不同的 导线交织。这些交叉形成分布在两个重叠的平面上的冷热交替的接头。然后 例如通过粘附将所述结构转换成相应的纺织结构。

然而，这种已知类型的热电结构不是令人完全满意的。该热电结构的制 作实际上是复杂并且昂贵的，特别是由于该衬底的生产。这种热电结构的应 用进一步受到该衬底的低柔性的限制。当为了销售而制造产品时，在纺织结 构中集成后者需要附加的操作，这会增加该产品的生产成本。此外，由于该 纺织结构插入在该接头和至少一个由该纺织结构覆盖的外部介质之间，施加 于冷热接头的热梯度(该热电结构的效率的基本因素)不是最优的。例如， 当将装备有一个这样的热电结构的纺织结构应用于一款衣服的制作时，如果 将该热电结构设置在纺织品的两个厚度之间，则该热接头和使用者的身体被 纺织结构的厚度分离，该冷接头和外侧也是一样。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种热电结构来克服上述缺点，该热电结构的 制作更简单，并且提供了更好的柔性特性。

根据本发明，该目的通过下面的事实实现：该热电结构包括至少一个在 该顶部平面上的高介电线，以及至少一个在该底部平面上的低介电线，将该 介电线与该第一和第二导线交织以便使该两个顶部和底部平面彼此保持一 定的距离。

该介电线确保该导线的分离，并且确保将后者保持在该结构内的适当位 置，以便仅在该顶部和底部平面上交织该导线。因此该介电线实现了该冷热 接头的绝缘功能，并且消除了对该衬底的需要。而且该热电结构可以在该导 线和介电线的单个结构操作中制造。

根据本发明的研制，在垂直于该纬纱(weft)方向的方向上，两个相邻 的冷接头是隔开的，并且通过由高介电线形成的顶部缝线定位，两个相邻的 热接头也是隔开的，并且通过由低介电线形成的底部缝线定位。

而且，根据本发明的热电结构可以用于形成纺织结构，从而该介电线由 纺织纤维构成。因此与现有技术相比，极大地简化了集成了热电结构的纺织 结构的制作，这是由于其在单个操作中执行，其中，例如通过编织同时将纺 织纤维和导线直接构造在一起。而且，极大地改进了该合并的热电结构的效 率，这是由于应用于该冷热接头的温度梯度对应于由该纺织结构隔开的外部 介质之间的温度梯度。

附图说明