DE10115429A1 - Hörgerät - Google Patents

Abstract

Bei einem Hörgerät (1) mit wenigstens einem Eingangswandler (2), einer Signalverarbeitungseinheit (4), einem Ausgangswandler (5) und einer Spannungsquelle ist zur Energieversorgung als Spannungsquelle eine Brennstoffzelle (6) vorgesehen. Zum Betrieb des Hörgerätes (1) muss dadurch lediglich Methanol zugeführt werden, welches einfach und kostengünstig bereitgestellt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit wenigstens einem Eingangswandler, einer Signalverarbeitungseinheit, einem Ausgangswandler und einer Spannungsquelle.

Aus der DE 198 25 750 A1 ist ein mit einem Signalempfänger, einem Verstärker- und Übertragungsteil, einem Ausgangswandler und einer Spannungsquelle ausgestattetes Hörhilfegerät be­ kannt, das ein Schaltmittel zum Aktivieren einer Prüfschal­ tung aufweist, die die Spannung an der Spannungsquelle er­ fasst und bei anliegender Normalspannung ein elektrisches Signal generiert, das der Ausgangswandler in ein Tonsignal wandelt. Nachteilig bei dem bekannten Hörhilfegerät ist die Ausbildung der Spannungsquelle als Batterie oder Akku. Zur Spannungsversorgung von Hörgeräten sind spezielle Hörgeräte- Batterien oder -Akkus erforderlich. Die Kapazität von Akkumu­ latoren und Batterien ist derzeit stark begrenzt. Hinzu kommt, dass die Lebensdauer von Akkumulatoren immer noch vergleichsweise kurz ist. In wenig entwickelten Märkten (z. B. Asien) sind Batterien für Hörgeräte, insbesondere in ländli­ chen Gegenden, schwer erhältlich. Der Einsatz von Akkus ist ebenfalls nicht wirtschaftlich. Aus diesem Grund werden in diesen Märkten überwiegend Taschen-Hörgeräte mit Standard- Batterien verkauft.

Aus der US 5,303,305 ist ein solarbetriebenes Hörgerät be­ kannt, bei dem eine Fotozelle parallel zu einer Speicherzelle geschaltet ist, die die Speicherzelle unter normalen Lichtbe­ dingungen lädt. Nachteilig bei diesem Hörgerät ist, dass durch die angestrebte Miniaturisierung bei Hörgeräten nur wenig Platz zur Anbringung einer Solarzelle an dem Hörgerät zur Verfügung steht. Weiterhin wird der Einsatz einer Solar­ zelle durch eine Reihe weiterer ungünstiger Faktoren (Haar­ tracht, Kopfbedeckung usw.) beeinträchtigt.

Aus der DE 195 30 382 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von elektrischem Strom durch Nutzung des Seebeck-Effektes be­ kannt, wobei als Wärmequelle ein menschlicher Körper dient. Der daraus bekannte thermoelektrische Generator soll bevor­ zugt bei am oder im Körper angeordneten Einrichtungen, wie Hörgeräten, Herzschrittmachern oder Uhren, angewendet werden. Der aus der Körperwärme unter Nutzung des Seebeck-Effektes erzeugte elektrische Strom ist in der Regel jedoch nicht ausreichend, um damit ein Hörgerät sinnvoll betreiben zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Spannungsver­ sorgung bei einem Hörgerät zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Hörgerät mit wenigstens einem Eingangswandler, einer Signalverarbeitungseinheit, einem Ausgangswandler und einer Spannungsquelle dadurch gelöst, dass die Spannungsquelle eine Brennstoffzelle umfasst.

Die Erfindung schlägt eine Brennstoffzelle, insbesondere eine Niedertemperaturbrennstoffzelle, zur Spannungsversorgung eines Hörgerätes vor. Heute übliche Brennstoffzellen erzeugen Strom durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff mit elektrischen Wirkungsgraden von über 50%. Die Emissionen einer Brennstoffzelle bestehen lediglich aus gasförmigem Wasser und Luft. Als Brennstoff kann neben reinem Wasserstoff auch beispielsweise in Metallhydriden, Methanol usw. chemisch gebundener Wasserstoff eingesetzt werden.

Brennstoffzellen besitzen gegenüber Batterien oder Akkus eine Reihe von Vorteilen. Diese sind eine sehr hohe Energiedichte, eine sehr hohe Lebensdauer, eine flexible Geometrie, das vollständige Fehlen unerwünschter Memory-Effekte oder Selbst­ entladung, eine hervorragende Ökobilanz sowie die kostengüns­ tige Fertigung. Das "Aufladen" der Brennstoffzelle kann durch einfaches Nachfüllen von Wasserstoff oder Methanol erfolgen.

Eine DMFC (Direct Methanol Fuel Cell = Direkt Methanol Brenn­ stoffzelle) ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, da sich Methanol einfach produzieren, transportieren und lagern lässt. Der für die Funktion der Brennstoffzelle not­ wendige Sauerstoff wird direkt aus der Umgebungsluft bezogen.

Durch die fortschreitende Miniaturisierung bei Brennstoffzel­ len ist es möglich, diese direkt im Gehäuse des Hörgerätes zu integrieren. Die Brennstoffzelle kann jedoch auch in einem separaten Gehäuse untergebracht und über Stromkabel mit dem Hörgerät verbunden sein. Auch die teilweise Integration einer Brennstoffzelleneinheit, die die eigentliche Brennstoffzelle sowie einen Brennstoffbehälter zur Aufnahme des Brennstoff­ vorrats (Wasserstoff, Methanol, usw.) umfasst, ist möglich. So kann z. B. die eigentliche Brennstoffzelle im Gehäuse des Hörgerätes untergebracht sein, während der Brennstoffvorrat in einem austauschbaren Tank außen am Gehäuse des Hörgerätes angebracht ist. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die eigentliche Brennstoffzelle sowie der Tank zur Aufnahme des Brennstoffvorrats zusammen in einer Brennstoffzelleneinheit mit eigenem Gehäuse zusammengefasst sind, das seinerseits durch eine lösbare Verbindung an dem Gehäuse des Hörgerätes befestigt ist. Dadurch wird es mög­ lich, bereits auf dem Markt befindliche Hörgeräte ohne großen Aufwand für den Betrieb mit einer Brennstoffzelle umzurüsten. Die Ausgangsspannung einer einzelnen DMFC-Brennstoffzelle beträgt 1,19 V und liegt somit in der Größenordnung einer üblichen Hörgeräte-Batterie. Durch Reihenschaltung mehrerer Zellen sind jedoch auch höhere Ausgangsspannungen realisier­ bar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein hinter dem Ohr tragbares Hörgerät mit einer integrierten Brennstoffzelleneinheit zur Spannungsversorgung,

Fig. 2 ein hinter dem Ohr tragbares Hörgerät mit einer integrierten Brennstoffzelle und einem lösbar mit dem Gehäuse des Hörgerätes verbundenen Methanoltank.

Fig. 1 zeigt ein hinter dem Ohr tragbares Hörgerät 1, wel­ ches zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals und zur Wandlung in ein elektrisches Eingangssignal ein Mikrofon 2 aufweist. Ferner umfasst das Hörgerät 1 eine Signalverarbei­ tungseinheit 4 sowie einen Hörer 5 zur Wandlung des elektri­ schen Ausgangssignals in ein akustisches Ausgangssignal. Zur Spannungsversorgung ist im Gehäuse des Hörgerätes 1 eine Brennstoffzelle 6 angeordnet. Diese ist als DMFC-(Direkt- Methanol-)Brennstoffzelle ausgeführt. Bei dieser wird. flüssi­ ges Methanol als Brennstoff zur Direktverbrennung verwendet. Infolge der Verbrennung entstehen gasförmiges Wasser und Luft, die über Gehäuseöffnungen 7 nach außen abgeführt wer­ den. Die Brennstoffzelleneinheit umfasst ferner einen Metha­ noltank 8, der über ein Ventil 9, ähnlich wie ein Gasfeuer­ zeug, gefüllt werden kann. Das Gehäuse des Hörgerätes 1 sowie der Methanoltank 8 sind wenigstens teilweise transparent ausgeführt, so dass in einem Bereich 10 des Gehäuses des Hörgerätes 1 der Füllstand des flüssigen Methanols im Metha­ noltank 8 direkt von außen am Hörgerät 1 abgelesen werden kann. Die von der DMFC-Brennstoffzelleneinheit 6, 8 erzeugte Spannung beträgt 1,19 V. Diese Spannung reicht aus, um damit das Mikrofon 2, die Signalverarbeitungseinheit 4 sowie den Hörer 5 mit Energie zu versorgen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 2. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist bei dieser Ausführungsform ein Methanoltank 8' in einem eigenen Gehäuse außerhalb des Gehäuses des Hörgerätes 1 angebracht. Über die beiden Steckverbindungen 11A und 11B sowie das Ventil 9' sind der Methanoltank 8' und das Gehäuse des Hörge­ rätes 1 lösbar miteinander verbunden. Gleichzeitig wird beim Anbringen des Methanoltanks 8' am Gehäuse des Hörgerätes 1 über das Ventil 9' eine Verbindung vom Inneren des Methanol­ tanks 8' zur Brennstoffzelle 6 hergestellt, über die Brenn­ stoffzelle 6 im Betrieb mit Brennstoff versorgt wird. Ist der Brennstoffvorrat im Brennstofftank 8' verbraucht, so wird dieser gegen einen neuen Brennstofftank 8' ausgetauscht. Dabei kann der Austausch einfach und ohne spezielles Werkzeug vom Hörgeräteträger selbst durchgeführt werden.

Ferner ist es neben den beiden gezeigten Ausführungsbeispie­ len möglich, dass sowohl die Brennstoffzelle als auch der Brennstoffbehälter außerhalb des Hörgerätegehäuses unterge­ bracht sind. Auch hierbei können Brennstoffzelle und Brenn­ stoffbehälter getrennt voneinander oder als Brennstoffzellen­ einheit zusammengefasst sein. Letztere kann dann als eintei­ liges "Power Pack" direkt an das Gehäuse des Hörgerätes ansteckbar sein.

Die Erfindung ist im Ausführungsbeispiel anhand eines hinter dem Ohr tragbaren Hörgerätes dargestellt. Sie kann jedoch bei allen bekannten Hörgeräte-Typen angewendet werden, beispiels­ weise auch bei in dem Ohr tragbaren Hörgeräten, implantierba­ ren Hörgeräten oder Taschenhörgeräten. Weiterhin kann das Hörgerät gemäß der Erfindung auch Teil eines mehrere Geräte zur Versorgung eines Schwerhörigen umfassenden Hörgerätesys­ tem sein, z. B. ein Hörgerätesystem mit zwei am Kopf getrage­ nen Hörgeräten zur binauralen Versorgung oder ein Hörgeräte­ system, bestehend aus einem am Kopf tragbaren Gerät und einer am Körper tragbaren Prozessoreinheit.

Claims (9)

1. Hörgerät (1) mit wenigstens einem Eingangswandler (2), einer Signalverarbeitungseinheit (4), einem Ausgangswandler (5) und einer Spannungsquelle, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Spannungsquelle eine Brennstoffzelle (6) umfasst.

2. Hörgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (6) im Hörgerät (1) integriert ist.

3. Hörgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzelle (6) ein Brennstoffbehälter zur Aufnahme eines zum Betrieb der Brennstoffzelle (6) erforderlichen Brennstoffvorrats zugeord­ net ist.

4. Hörgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (6) und der Brennstoffbehälter eine Brennstoffzelleneinheit (6, 8) bilden.

5. Hörgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Brennstoffbehälter getrennt von der Brennstoffzelle (6) angeordnet ist.

6. Hörgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass der Brennstoffbehälter nachfüllbar ist.

7. Hörgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle (6) und/oder der Brennstoffbehälter lösbar mit dem Hörgerät (1) verbindbar sind.

8. Hörgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle eine Niedertemperaturbrennstoffzelle ist.

9. Hörgerät (1) nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Niedertemperatur­ brennstoffzelle eine DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) Brenn­ stoffzelle ist.