热电用三维正交织物的利记博彩app

本发明涉及通过构成具有由2个互不相同的金属线形成的接合点的闭合回路，从而产生热能和电能相互作用的热电效应（Thermoelectric Effect）的热电用三维正交织物。

背景技术：

在通过连接2个互不相同的金属线的2个末端来构成闭合回路，并使两端形成温度差的情况下，在2个接触点之间产生电位差。这种现象称之为热电效应，并且，在此时产生的电位差称之为热电动势。

可将这种热电效应分为利用两端之间的温度差来获得电动势的塞贝克效应、利用电动势进行冷却和加热的珀尔帖效应、通过导体的导线上的温度差来产生电动势的汤姆逊效应。

热电材料为当使上述两端的接触点形成温度差时产生电能，相反，向热电材料施加电能时，在材料的两端之间形成温度差的能源转换材料。在19世纪初发现作为热电效应的塞贝克效应（Seebeck effect）、珀尔帖效应（Peltier effect）、汤姆逊效应（Thomson effect）等效应之后，从1930年代的后期开始，上述热电材料与半导体的发展一同作为热电性能指数高的热电材料来得到开发。最近，利用热电发电来作为偏僻山区用、宇宙用、军事用等特殊电源装置来使用，并利用热电冷却来在半导体激光二极管、红外线检测元件等中用于精密的温度控制或用于计算机相关小型冷却机、温度调节装置、热交换器等。

热电性能指数能够以电导率乘塞贝克系数再除以热导率后的值来表示。高热电性能指数表示热电材料的能源转换效率高，在决定性能指数的变数中，塞贝克系数和电导率主要靠电荷的移动，热导率主要靠晶格的散射。上述热电材料中，3个因子分别处于相互关联的互补关系。例如，随着电子数量的增加，电导率也增加，但同时使塞贝克系数下降，在热导率的情况下，除了物质的晶格振动之外，还同时受到自由电子的影响，从而使热导率上升。如上所述的互补关系成为开发热电性能指数出众的高效率热电材料方面的阻碍因素。

其中，在热电材料的两端的接合点中因1℃温度差而产生的热电动势称之为塞贝克系数。

金属的塞贝克系数明显小于半导体的塞贝克系数，因而金属虽然被广泛用作热电偶，但利用金属材料接合点的热电冷却或发电无法得到实用化。并且，虽然通过将2种金属线织造成织物来利用所产生的热电效应，但由于2种金属之间的接合点因织物组织的交错结构而产生电接触电阻，从而存在无法产生热电动势的问题。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于，为了使热电转换效率低的金属材料也可产生热电效应而采用形成无数个接合点的三维正交织物结构，并将弹性丝作为织物的中间部经线和中间部纬线的材质来使用，从而使2种金属之间的接合点形成压接结构，由此提供电接触电阻低的热电效应。

解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的热电用三维正交织物通过纺织机综框的开口运动使经线开口为上组和下组，并通过投梭运动在开口的经线内引入纬线，之后通过反复进行利用筘将引入开口内的纬线推至所织造出的织物的前部来完成经线和纬线组织的筘针运动来织造而成，上述热电用三维正交织物的特征在于，上述三维交织织物包括接结经线11、中间部经线12、上部纬线21、中间部纬线22及下部纬线23，上述接结经线以通过贯通上述上部纬线、中间部纬线、下部纬线及中间部经线来向厚度方向排列的方式织造，上述接结经线以与上述上部纬线、中间部纬线、下部纬线及中间部经线成直角的方式进行贯通，通过织造上述上部纬线及下部纬线来形成上部纬线层及下部纬线层，上述上部纬线、下部纬线及接结经线的材质为形成热电偶的2种金属材料，在上述上部纬线层和下部纬线层的一端部向倾斜方向织造有上部电极线31和下部电极线33，上述上部电极线和下部电极线分别与上部纬线21和下部纬线23电连接，上述中间部经线和中间部纬线由弹性丝构成。

发明的效果

本发明具有如下效果：为了降低热电接合点的接触电阻，以便可利用三维正交织物结构来产生热电力，中间部经线和中间部纬线由弹性丝构成，因而使接合点始终维持压接压力，从而可使用于电接触电阻低的热电冷却或热电发电。

附图说明

图1为本发明的热电用三维正交织物的剖视图。

图2为利用以往的温差电偶来将2个互不相同的金属以环状焊接的状态图。

图3为本发明的热电用三维正交织物的热电动势闭合回路。

图4为本发明的热电用三维正交织物的织造工序图。

图5为表示以往的三维织物的代表性种类的状态图。

具体实施方式

本发明的热电用三维正交织物通过纺织机综框的开口运动使经线开口为上组和下组，并通过投梭运动在开口的经线内引入纬线，之后通过反复进行利用筘将引入开口内的纬线推至所织造出的织物的前部来完成经线和纬线组织的筘针运动来织造而成，上述热电用三维正交织物的特征在于，上述三维交织织物包括接结经线11、中间部经线12、上部纬线21、中间部纬线22及下部纬线23，上述接结经线以通过贯通上述上部纬线、中间部纬线、下部纬线及中间部经线来向厚度方向排列的方式织造，上述接结经线以与上述上部纬线、中间部纬线、下部纬线及中间部经线成直角的方式进行贯通，通过织造上述上部纬线及下部纬线来形成上部纬线层及下部纬线层，上述上部纬线、下部纬线及接结经线的材质为形成热电偶的2种金属材料，在上述上部纬线层和下部纬线层的一端部向倾斜方向织造有上部电极线31和下部电极线33，上述上部电极线和下部电极线分别与上部纬线21和下部纬线23电连接，上述中间部经线和中间部纬线由弹性丝构成。

以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明。

织物为由经线和纬线相互向上下方向交叉来成为某种宽度的平面体的布。织物由织机织造而成，并根据经线和纬线的交叉方法，形成多种织物组织。

织造工序的主要运动包括：开口运动（shedding motion），其为根据织物将经线分离为两层来形成称作开口（shed）的隧道（tunnel）的过程；投梭运动（picking motion），其为根据织物的宽度，使纬线经过开口的经线之间的运动；以及筘针运动（beating motion），其为利用筘将经过开口的纬线推至所织造出的织物的前部来完成经线和纬线的组织的运动。并且，若要连续进行织造，则需要进行送经运动（let-off）和卷绕运动（take-up），上述送经运动为在将经线从倾斜梁解开之后通过必要的速度和适当的规定张力来向织造部分供给的运动，上述卷绕运动为从织造部分中抽出相当于所需纬线间隔的规定量的织物，并将织物卷绕于辊子的运动。

图1为本发明的热电用三维正交织物的剖视图，本发明的特征在于，三维正交织物的结构包括作为3组丝线的经线、纬线及z-轴丝线，为了形成组织，在上述3组丝线中，经线向倾斜方向交叉，并且其他丝线向正交方向交叉，纬线被引入经线层之间，z-轴丝线起到通过捆扎其他组丝线来完成组织的接结经线的功能，在本发明的热电用三维正交织物中，利用接结经线11使中间部经线12与上部纬线21之间以及中间部纬线22与下部纬线23之间相连接、交错、捆扎来形成三维多层交织织物。

本发明的特征在于，由上述中间部经线和上部纬线、中间部纬线、下部纬线及接结经线形成三维正交织物，并形成由上述所形成的三维正交织物的上部纬线21构成的上部纬线层和由下部纬线23构成的下部纬线层。

本发明的特征在于，利用接结经线来捆扎上述上部纬线层与下部纬线层之间，从而分别使上部纬线层形成为三维正交织物的上部层，下部纬线层形成为三维正交织物的下部层。

图2为利用以往的温差电偶将2种互不相同的金属以环状焊接的状态图，这种温差电偶也称作热电偶，上述图2表示为了获得基于塞贝克效应的热电动势而通过连接2种金属的2个末端来形成的闭合回路。当2个接合点具有相同温度时，电流不会流动，但若温度互不相同，则因热电现象而在回路中流动着电流。例如，在铜和康铜的热电偶的情况下，若将一侧接合点维持在0℃，且将另一侧接合点维持在100℃，则热电流通过100℃的接合点向铜侧流动，此时，热电动势为4.24mV。若在使接合点的温度分别维持恒定的情况下切割回路中间来连接第三金属，并使两侧接点的温度一致，则热电动势不会发生改变。

图3示出本发明的热电用三维正交织物的热电动势的闭合回路，本发明的特征在于，接结经线11与上部纬线21和下部纬线23之间电连接，从而在上部纬线及下部纬线上形成多个接合点。在上述上部纬线与下部纬线之间向织物的宽度方向形成相当于接结经线数量的2种金属之间的接合点。即，向织物的宽度方向形成电并列结构。

并且，本发明的特征在于，利用向上述织物的宽度方向形成的电并列结构来织造三维正交织物，并且也向织物的长度方向形成电并列结构。在上述上部纬线层和下部纬线层的一端部向倾斜方向织造上部电极线31、下部电极线33，从而分别与上述上部电极线、下部电极线和上部纬线21及下部纬线23电连接，因而向织物的长度方向形成电并列结构。即，在三维正交织物的上部层和下部层分别向织物的宽度方向和长度方向以平面形成无数个2种金属之间的接合点。

上述电极线起到用于向上述上部纬线和下部纬线施加直流电源的引线的作用。

本发明的特征在于，若向上述电极线施加直流电源，则上述上部纬线与下部纬线之间通过接结经线相连接来形成闭合回路，从而在三维正交织物的上部层和下部层上分别形成无数个2种金属线之间的接合点。

本发明的特征在于，上述2种金属线为产生热电偶（thermocouple）的金属线，其中一种金属线用作上部纬线和下部纬线，另一种金属线用作接结经线。

本发明的特征在于，上述三维正交织物的上部层纬线及下部层纬线分别与电极线相连接，从而构成热电偶的闭合回路。

即，在作为三维多层织物的本发明的热电用三维正交织物中，中间部经线和中间部纬线为电绝缘体成分，接结经线、上部纬线及下部纬线为电导体成分且可产生热电偶的金属材质。

图4为本发明的热电用三维正交织物10的织造工序图，以多层的方式使用的经线为了向织物的宽度方向形成梭道（shuttle path）而利用介质凸轮（cam）、多臂机（dobby）或提花机（jacquard）等单元来使用通过这些单元的框架往复的综框以“交叉”方式向织物的厚度方向分离为2个部分。上述综框分别在中间位置具有综眼，并且为了向织物的宽度方向形成梭道，所使用的所有综框组装体仅向织物的厚度方向往复。插入于以如上所述的方式形成的梭道内的纬线使经线的2个分离层之间相互连接。以如上所述的方式相互连接的经线及纬线形成称之为织造物的交叉结构。多层织物在多层经线通过多个横向梭道来实现。

即，本发明的特征在于，用于捆扎上述多层的接结经线11缠绕于接结经线综框11a、11b，上部电极线31、下部电极线33分别缠绕于上部电极线综框31a、31b和下部电极线综框33a、33b。在以如上所述的方式完成缠绕后，上部层、下部层的多层织造物通过综框的开口运动和引入上部纬线21、中部纬线22、下部纬线23来形成组织。在通过综框的上下运动来形成的开口引入纬线之后借助筘41来形成筘针，从而完成所要实现的被捆扎的多层织物组织。中间部经线12不经过综框而直接通入织物而形成多层织物。即，具有分离上部纬线层和下部纬线层的功能，中间部经线和中间部纬线的材质不仅具有电绝缘体的性质，还具有热性隔热功能。普通纤维体现电绝缘体和隔热功能。即，上部纬线层和下部纬线层分别形成为织物的上部层和下部层。

本发明的弹性丝的特征在于，由于硅橡胶具有优秀的耐寒性和耐热性，因而在上述普通纤维上涂敷硅橡胶。

或者，上述弹性丝为硅橡皮筋或由普通纤维和硅橡胶形成的混合丝，本发明并不局限于特定的一种弹性丝，而只要具有弹性功能就不受限制。

上述电极线起到用于向上部层纬线和下部层纬线施加直流电源的引线的作用。因此，优选地，电极线的材质为作为电导体的铜线、铝线、不锈钢线等。

本发明的特征在于，上述上部层纬线和下部层纬线和接结经线为由铜和康铜、铁和康铜、康铜和铬镍合金等形成热电偶的经过组合的2种金属线中的一种。

若在形成上述热电偶的由2种金属组合而成的多层织物的上、下部层之间形成温度差，则在电极线产生电动势，相反，若向电极线施加直流电源，则在上述多层织物的上部层与下部层之间产生温度差。

即，本发明的特征在于，通过由形成热电偶的2种金属线来构成上述多层织物的上部层纬线、下部层纬线及接结经线，从而在多层织物的上部层及下部层上形成无数个2种金属线的接合点。上述2种金属线的接合点在上部纬线层和下部纬线层上向织物的宽度方向和长度方向形成电并列结构。

因此，本发明的热电用三维正交织物可通过上部层纬线和下部层纬线与接结经线坚固地电连接，由此提供安全的热电冷却或热电发电。

上述电连接通过上述弹性丝来实现，上述弹性丝持续维持上部层纬线和下部层纬线与接结经线之间的压接压力。

为了使热电转换效率低的金属材料也可产生热电效应，本发明采用形成无数个接合点的三维正交织物结构，并将弹性丝作为织物的中间部经线和中间部纬线的材质来使用，从而使2种金属之间的接合点形成压接结构，由此提供接触电阻低的热电效应。

在以往的织物形态的热电转换装置中，接合点以织物的简单交错结构来形成，因而产生接触电阻，从而难以产生热电动势，但本发明的特征在于，在本发明中，2种金属之间的接合点以压接结构来形成，因而可在接合点持续维持压接压力，从而接触电阻低。

图5为表示以往的三维织物的代表性种类的状态图，三维织物的结构和二维织物在织造方法方面类似，但经线通过贯通多层纬线来向厚度方向排列，这一点两者不同。三维织物的种类有层间角度联锁（layer to layer angle interlock）（结构1）、层角联锁（through the layer angle interlock）（结构2）、正交联锁（orthogonal interlock）（结构3）等，上述层间角度联锁（layer to layer angle interlock）的情况下，第一纬线层与第二纬线层通过接结经线来连接，第二纬线层与第三纬线层通过接结经线来连接，从而形成逐层向厚度方向持续连接的结构，上述层角联锁为接结经线以具有规定倾斜度的方式向整体厚度方向贯通整体纬线层及中间部经线层的结构，上述正交联锁为接结经线以与整体厚度形成直角的方式贯通整体厚度的结构。

本发明的特征在于，优选地，本发明的热电用三维正交织物为具有作为结构3的上述正交联锁结构的三维正交织物。在热电用三维正交织物中，上部层、下部层与接结经线以形成直角的方式正交，因而具有良好的热电转换效率。

热电偶（thermocouple）为用于产生热电动势的元件，其由2种金属线的2个末端以环状连接而成，在上述热电偶中，当2个接合部的温度相同时，电流不会流动，但若温度不同，则产生热电动势，从而使热电流流动。此时，若测定热电动势，则可知一侧接合部的温度。热电偶可以由任意的不同种类的金属组合而成，但优选使用所组合的金属之间的电位差大的金属组合。

即，本发明的特征在于，在热电用三维正交织物的多层织物的上部层及下部层上存在无数的2个接合点，作为不同的金属材料的接结经线与上述上部层纬线和下部层纬线之间电连接。

在通过比较2种金属来按照热电动势的大小列举金属时的序列称之为热电序（thermoelectric series）。

若连接互不相同的金属线并使两侧接合部的温度互不相同，则因塞贝克效果（热电效应）而使电流流动。即，每个物质的电子位置能源不同，且通过加热而获得能量的电子向位置能源低的一侧移动，从而产生电流。若在下列金属中选择2种金属并在2个接合部之间形成温度差，则在温度高侧的接合部中，电流从位于热电序前侧的元素侧向位于后侧的元素侧流动。在上述热电序中，2种金属之间距离越远，则2种物质之间的电子的位置能源差越大，因而电动势的大小会增大。

作为一实施例，在连接铜和康铜来制造热电偶的情况下，若使一侧接触点的温度处于高温，则电流会从康铜侧向铜侧流动。一般情况下，会在温度低的接触点测定电压，因而康铜侧成为阴极（﹣），铜侧成为阳极（﹢）。若接合铁来代替铜，则热电序之间距离比接合铜时更远，因而测定出更高的电压。即，铜和康铜的热电动势为40μV/K，铁和康铜的热电动势为51μV/K。

由于康铜和铬镍合金的热电动势为60μV/K，因而最优选。

以下为各金属或合金的热电序。

铋（Bi）、康铜（铜和镍的合金）、镍（Ni）、钾（K）、钠（Na）、钽（Ta）、钴（Co）、钯（Pd）、铂（Pt）、铀（U）、铜（Cu）、锰（Mg）、钛（Ti）、汞（Hg）、铅（Pb）、锡（Sn）、铬（Cr）、铑（Rh）、铱（Ir）、金（Au）、银（Ag）、铝（Al）、铅（Zn）、钨（W）、镉（Cd）、钼（Mo）、铁（Fe）、铬镍合金（镍和铬的合金）、锑（Sb）、锗（Ge）、硅（Si）及碲（Te）。

本发明的特征在于，利用以如上所述的方式产生热电效应的金属或合金线来形成热电偶，并以可形成无数个上述热电偶的接合点的多层织物形态来构成本发明的热电用三维正交织物。

考虑到金属的耐久性和加工的便利性，优选地，本发明的热电偶元件的组合为铜和康铜、铁和康铜以及康铜和铬镍合金。

并且，可利用接结经线来在多层织物的内部结构性地调节织物的各层之间的间隔，并通过增加体积来产生层之间的隔热效果。

即，若向电极线施加直流电源，则在多层织物的上部层与下部层之间形成温度差，若形成上述温度差，则从温度高的高温层向低温层发生导热，因而使温度差变小，从而降低热电效应。因此，需要存在作为隔热层的中间层，其原因在于，隔热效果越优秀，则越产生大的热电效应。若因热电效应而形成温度差，则可利用多层织物的中间部层来防止自然导热现象。由此使热电效应大于导热现象。

如上所观察，对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可以在不脱离本发明的精神及范围的情况下，通过对本发明进行多种变形来实施本发明。因此，本发明日后的实施例的变更无法脱离本发明的技术。

产业上的可利用性

可将本发明的热电用三维正交织物应用为清爽纤维，作为具体例，可以利用为清爽的垫子、清爽的胸罩、清爽的内裤、清爽的衣服以及高温作业时穿戴的耐热服等。