CH393383A - Kleinkühlgerät mit elektrothermischen Kühlelementen - Google Patents

Description

      Kleinkühlgerät    mit elektrothermischen     Kühlelementen       Gegenstand der Erfindung ist ein     Kleinkühlgerät     mit elektrothermischen Kühlelementen. Es sind be  reits verschiedene derartige     Kleinkühlgeräte    bekannt  geworden, deren Kälteaggregat aus einer Säule von  elektrothermischen Elementen in einem elektrischen  Stromkreis besteht und bei denen die     Kühlwirkung     durch Ausnutzung des     Peltiereffektes    erzielt wird.  



  Der konstruktive     Aufbau    solcher     Kleinkühlgeräte     ist ganz allgemein so, dass in der     Kühlgeräteisolation     eine Anzahl :elektrothermischer Elemente so einge  setzt ist, dass sämtliche kalten Lötstellen dem Kühl  raum     zugewandt    sind, die warmen Lötstellen dagegen  an bzw. nahe der Aussenwand des Isolierbehälters  liegen. Die     einzelnen    Elemente sind dabei     in    der Re  gel über gut elektrisch leitende Verbindungsstücke  miteinander elektrisch verbunden und     zwar    in Rei  henschaltung, z. T. aber auch in Kaskade.

   Ausserdem  sind sowohl die kalten als auch .die warmen Löt  stellen gut wärmeleitend mit     Wärmeaustauschern,    zu  meist in Gestalt von Platten, eventuell mit Kühlrip  pen, verbunden, wobei     aber    diese     Wärmeaustauscher     gegeneinander elektrisch     isoliert    sein müssen.  



  Diese Forderungen bedingen .einen     recht    kom  plizierten Aufbau eines solchen Kühlgerätes, insbe  sondere machen :die hierfür bisher bekanntgewor  denen Konstruktionen beim etwaigen     Schadhaftwer-          den    eines einzelnen elektrothermischen Elementes  den Ausbau des gesamten Kälteaggregates notwen  dig. Da die neuerdings als Elemente besonders hoher       Thermokraft    bekanntgewordenen Halbleiter zumeist  als     Press-    oder     Sinterkörper    dargestellt werden, die  mechanisch keine allzu grosse Festigkeit besitzen,  kann durchaus der     Fall    eintreten, dass, ein elektro  thermisches     Element,    z.

   B.     auf    dem     Transport    des  Kühlgerätes, schadhaft wird. Dieselbe Gefahr be-    steht auch hinsichtlich der Verbindungen, insbeson  dere Lötverbindungen,     zwischen    einem solchen Halb  leiterkörper und dem     Wärmeleitkörper.    In einem  solchen Falle erweist es sich als höchst unwirtschaft  lich, das ganze schwer zugängliche     Kälteaggregat     ausbauen zu müssen.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein  Kühlgerät auf elektrothermischer Basis zu     schaffen,     das diese Nachteile der bisher bekannten Aufbau  formen vermeidet.  



  Gemäss der Erfindung     sind    die in Reihe oder  Kaskade geschalteten elektrothermischen Kühlele  mente     innerhalb    der     Isolierung    des     Kleinkühlgerätes     derart eingesetzt, :dass sie     einzeln        auswechselbar    sind.

    Zur Erzielung dieser     Auswechselbarkeit    wird dabei       zweckmässig    jedem .elektrothermischen Element für  sich in einer in eine Aussparung der Kühlgeräte  isolierung     eingefügte    Kapsel, die ihrerseits eine das  elektrothermische Element allseitig umgebende  wärmeisolierende Füllung besitzt, untergebracht und  ist nach Lösen     eines    die Kapsel nach aussen     ab-          schliessenden    Deckels aus der     Isolierung    heraus  nehmbar. Dabei     kann    man die Anordnung so treffen,       dass    die ganze Kapsel als solche austauschbar ist.

    Die Kapseln. selbst müssen selbstverständlich aus  einem schlecht wärmeleitenden     Kunststoff    bestehen  und gut dichtend in die     Kühlgeräteisolierung        einge-          passt    sein.

   Anstatt in     Kapseln    kann man die elektro  thermischen Elemente auch in einen Block aus       Schaumkunststoff        einbetten,    insbesondere einschäu  men und durch die Blöcke in     irn    voraus vorgesehene  Aussparungen in der dann     vorzugsweise    ebenfalls  aus     Schaumkunststoff    bestehenden     Kühlgeräteisolie-          rung    einsetzen. Diese     Schaumstoffumhüllung    hat  noch weitere -Vorteile: Wählt man hierfür einen      Schaumkunststoff besonders hoher Dichte, z.

   B. aus       Polystyrolmasse,    so erhält man damit auch einen  mechanisch festen Schutz für die     empfindlichen          Thermoelemente    und ausserdem eine Umhüllung  schlechter Wärmeleitfähigkeit. Ein weiterer Vorteil       derar    eingebauter Elemente ist, dass sie sehr vielsei  tig verwendbar sind und dass die     elekrothermischen     Kühlelemente z.

   B: zu Labor- oder     Versuchszwek-          ken        als        Baukastenteile    verwendet werden können, so  dass sie hinsichtlich ihrer Zahl     und:        ihrer    räumlichen  Anordnung dem jeweiligen Zweck leicht angepasst  werden können.  



  Unter dem     Begriff        u        elektrothermisches    Element<B> </B>       s        ei        i        hier        sowohl        ein        einzelnes        Element        hoher        Thermo-          kraft    mit beiderseits verbundenen     Wärmeleitkörpern     guter elektrischer Leitfähigkeit, deren aufeinander  liegenden     Flächen    die warme bzw.

   kalte Lötstelle  bilden, verstanden, als auch ein elektrothermisches       Elementenpaar,    dessen beide n- und     p-leitende     Sehenkel über ein gut elektrisch- und wärmeleitendes  Zwischenstück miteinander verbunden sind und die       Lötstelle    der einen Art bilden, während die vonein  ander abgekehrten Enden .der Schenkel ihrerseits mit       Wärmeleitkörpern    verbunden     sind,    welche zwei Löt  stellen der anderen Art bilden.

   Die     Wärmeleitkörper     sind dabei so, ausgebildet, dass sie aus der Kühl  geräteisolierung nach innen bzw. nach aussen heraus  treten und mit. entsprechend geschalteten Wärmeaus  tauschflächen verbunden werden     können.     



  Anhand der     in    den     Fig.    2 bis 5 schematisch dar  gestellten     Ausführungsbeispielen    wird     die        Erfindung          erläutert.     



  Elektrothermische Kühlelemente, wie sie in letz  ter Zeit in die Kühltechnik     Eingang    gefunden haben,  bestehen im wesentlichen, wie     in        Fig.    1 dargestellt,  aus     zwei        Thermoelementschenkeln    1 und 2 und drei       Wärmeleitkörpern    3, 4 und 5.

   Diese     Wärmeleitkör-          per    bestehen im     allgemeinen    aus je zwei Teilen, de  ren einer     als        Wärmeäustauscher    6, 7 oder 8 ge  bildet ist, während der andere Teil 9; 10 oder 11  der     Kontaktierung    mit den     Thermoelementschenkeln     1 und 2 dient:  Als     Ausführungsbeispiel,    das in den     Fig.    2-5  schematisch dargestellt ist, ist ein     zylindrischer    bzw.

         topfförmiger        Isolierbehälter    gewählt, bestehend aus  einem Aussengehäuse 12, einem Innengehäuse 13  und einer Wärmeisolation 14. In dieser Wärmeiso  lation     ist    in zwei     übereinanderliegenden    Ebenen eine  Anzahl von     elektrothermisdhen        Elementenpaaren    15  auf den Umfang des     Behälters-        gleichmässig    verteilt  angeordnet.

   Jedes elektrothermische     Elementenpaar     ist aus einem n- und einem     p-leitenden    Schenkel 16,  17     und    drei     Wärmeleitkörpern    18, 19 und 20 zu  sammengesetzt, wobei der     mittlere    19 die beiden  Schenkel verbindet und zugleich die kalte Lötstelle  bildet, während     die    äusseren     Wärmeleitkörper    18,  20. die warmen Lötstellen darstellen.

   Das so zusam  mengesetzte     thermoelektrische    Element, das in der       Fig.    4 nochmals     für    sich von der Seite gesehen dar  gestellt ist, ist in eine Kapsel 21 aus     schlecht    wärme-    leitendem Kunststoff eingesetzt, deren Hohlräume  mit einem geeigneten     Wärmedämmstoff    ausgefüllt  sind. Diese Kapseln sind in entsprechende Ausspa  rungen in der     Kühlbehälterisolation    gut dichtend  eingebracht und so     ausgebildet,    dass sie nach Lösen  eines die Kapsel nach aussen dicht     abschliessenden     Deckels 23 leicht radial nach aussen     einzeln    heraus  gezogen werden können.

   Sowohl nach dem Innen  gehäuse zu als auch nach der Gehäuseaussenseite  sind die     Wärmeleitkörper    18-20 mit     Wärmeaustau-          schern,        vorzugsweise    in Plattenform, lösbar verbunden.  Diese sind in den Abbildungen mit 24 und 25 be  zeichnet. Als     Wärmeaustauschflächen    werden     zweck-          mässig    an sich bekannte     Wärmeaustauscher    mit     ver-          grösserter    Fläche, z. B. die bekannten     Jalousiever-          flüssiger,    verwendet.  



  Wichtig ist, dass, für einen guten Wärmeüber  gang zwischen den     Wärmeleitkörper    und den Wärme  austauschflächen gesorgt ist. Die     Wärmeleitkörper,     die vorzugsweise aus Kupfer sind, können unmittel  bar in die     Wärmeaustauschflächen    übergehen.  



  Die mit den     Wärmeleitkörpern    18 und 20 je  weils verbundenen     Wärmeaustauscher    müssen     gegen-          einander        elektrisch    isoliert sein. Diese Isolation kann  durch einen     kleinen    Luftabstand     zwischen    den be  nachbarten Flächen     gebildet    werden. Sicherheitshal  ber können noch zumindest die Ränder dieser Flä  chen mit einem zusätzlichen     Isolierstoffüberzug,    bei  spielsweise     einem    Isolierlack oder dergleichen, über  zogen sein, der die Wärmeleitung praktisch     nicht    be  einträchtigt.

   Das gleiche gilt natürlich auch für die  inneren     Wärmeaustauscher    benachbarter elektrother  mischer Elemente.  



  Die elektrischen Verbindungen zwischen dien     in          Reihe    zu     schaltenden.    .elektrothermischen     Elementen     werden im     Innern    durch die     Wärmeleitkörper    19  eines jeden     elektrothermischen    Elementes, aussen       lediglidh    auf der warmen Seite, durch ein gut elek  trisch leitendes und leicht lösbares Verbindungsglied  hergestellt.

   Dies kann beispielsweise dadurch ge  schehen, dass man als Verbindungsglieder kurze  Drähte mit angeschlossenen Lötösen bzw. flexible  Bänder verwendet, die     zusammen    mit den äusseren       Wärmeaustauschflächen    an .die äusseren aus der Iso  lierung heraustretenden     Wärmeleitkörper    ange  schraubt sind.

   An sich     können    benachbarte     Wärme-          austauscher    von verschiedenen elektrothermischen  Elementen auch selbst als elektrische Verbindungs  glieder verwendet werden und hierzu unmittelbar  miteinander verbunden werden, jedoch muss dann  dafür Sorge getragen werden, dass     diese    Verbindun  gen ebenfalls leicht lösbar sind, um die     leichte    Aus  wechselbarkeit einzelner Elemente zu gewährleisten.  In der schematischen     Zeichnung    sind diese elektri  schen Verbindungen nicht näher dargestellt, sondern  nur in     Fig.    3 durch die     kleinen    Bögen 26 angedeutet.  



  Um elektrische Kurzschlüsse zu     vermeiden,    die  insbesondere auf der     Innenseite    durch in metallischen  Gefässen gelagerte Kühlgüter erzeugt werden kön  nen, muss das     Innengdhäus,e    aus Isolierstoff sein.      Dieses Gehäuse ist so ausgebildet, dass es als Gan  zes oder wenigstens teilweise     herausziehbar    ist, da  mit im Falle eines Defektes an einem elektrother  mischen Element die mit diesem Element verbundene       Wärmeaustauscherplatte    zugänglich wird.

   Um durch  dieses Innengehäuse die Wärmeleitung zwischen In  nenraum und     Wärmeaustauscher        möglichst    wenig zu  beeinträchtigen, wird zweckmässig das Innengehäuse  im Bereich dieser Flächen luftdurchlässig gestaltet,  z. B. perforiert.  



  Man kann aber auch auf dieses Innengehäuse  ganz oder teilweise im Bereich der Wärmeaustausch  flächen verzichten, wenn man .diese Flächen selbst  mit einem dünnen     überzug    aus einem Isolierlack  bzw. einer     Isolierfolie    versieht.  



  In den Abbildungen     sind    die     Wärmeleitkörper     an die n- und     p-leitenden    Schenkel der Einfachheit  halber als flache Stäbe dargestellt. Es erscheint je  doch zweckmässig, um einen guten Wärmeübergang  von und zu den     Wärmeaustauschern    zu erzielen, ihre  Querschnitte und damit ihre     Übergangsflächen    ge  genüber diesen     Wärmeaustauschflächen    zu     vergrös-          sern.    Dies kann beispielsweise dadurch erzielt wer  den,

   dass man die     Wärmeleitkörper    ebenfalls aus  Rundstäben herstellt und diese nur im Bereich ihrer  Verbindung mit den Schenkeln auf den beispielsweise  in     Fig.    5 gezeigten rechteckigen Querschnitt     abflacht.     



  Mit den in Reihe oder Kaskade geschalteten  elektrothermischen Kühlelementen werden in vorteil  hafter Weise grössere Temperaturunterschiede zwi  schen den     Wärmeaustauschflädhen    auf der kalten  und der warmen Seite erzielt. Ausserdem ist der     Zu-          sammenschluss    einer Anzahl elektrothermischer  Kühlelemente zu einer auswechselbaren Baueinheit  bei der Herstellung von     Kaskadenschaltung    beson  ders     vorteilhaft.     



  Eine solche     Kaskadensdhaltung    ist in     Fig.    6 sche  matisch dargestellt. In dieser sind mit 27; 28 die  Schenkel der     betreffenden        Thermoelemente    bezeich  net. 29 bis 35 sind die zugleich als Wärmeaustausch  flächen dienenden elektrisch leitenden     Wärmeleit-          körper.     



  Es ist bekannt, dass beim Aufbau derartiger elek  trothermischer Elemente die Herstellung der Ver  bindungen zwischen den Halbleiterkörpern und ihren       Wärmeleitkörpern    die meisten     Schwierigkeiten    berei  ten, da die hierbei auftretenden     übergangswider-          stände    so klein wie möglich gehalten werden müs  sen. Bei einer     zwei-    oder mehrstufigen Kaskade  wächst die Zahl der     Verbindungsstellen,    die insbe  sondere     Löststellen    sind, beträchtlich und damit     auch     die Gefahr zu grosser     übergangswiderstände    bzw.

    grösserer Unterschiede in den Widerstandswerten der  einzelnen Kaskaden untereinander. Bei :einer be  vorzugten Ausführungsform der     Erfindung    wird be  zweckt, bei zu auswechselbaren Baueinheiten gestal  teten elektrothermischen Elementen in Kaskaden  schaltung     die    Zahl der Lötverbindungen zu vermin  dern, ohne die thermischen Eigenschaften der Kas  kade zu beeinträchtigen und     gleichzeitig    den Zu-         sammenbau    und die Austauschbarkeit der Elemente  zu     vereinfachen.     



  Mit besonderem Vorteil werden die     einzelnen     Stufen der Kaskade getrennt hergestellt und diese in  thermisch leitender, aber elektrisch nicht leitender  Verbindung zusammengefügt.     Zweckmässig    wird  hierzu die thermische Verbindung zwischen den elek  trothermischen Elementen der     Kaskadenstufen    durch  gut wärmeleitende     und        flächenhaft        aufeinanderlie-          gende        Wärmeleitkörper    gebildet, deren wärmeüber  tragende Flächen jedoch gegeneinander durch einen  dünnen, die     Wärmeübertragung    praktisch nicht be  einträchtigenden,

   jedoch     elektrisch    isolierenden  Überzug voneinander     getrennt    sind. Diese elektrische  Isolierschicht kann eine sehr geringe Stärke besitzen,  da die zwischen den     Kaskadenstufen    vorhandenen       Spannungen    nur in der Grössenordnung von 1 Volt  liegen. Es ist daher auch unerheblich, ob die Isolier  schicht selbst gut oder     schlecht    wärmeleitend ist.  



  Eine Ausführungsform ist     in        Fig.    7 dargestellt.  Sie zeigt schematisch den Aufbau einer     zweistufigen     Kaskade, bestehend aus sechs     Halbleiterschenkeln     36-41 und mit ihnen fest, z. B. durch Löten, verbun  denen     Wärmeleitkörpem    42 bis 49: Diese sind so  wohl thermisch als auch elektrisch gut leitend, z. B.  aus Kupfer. Mit 50 und 51 sind die elektrischen       Anschlussleitungen    bezeichnet.

   Die durch a gekenn  zeichneten     Halbleiterschenkel    sind beispielsweise sol  che     mit        h-,    die mit b gekennzeichneten solche     mit-          p-Leitfähigkeit.    Es bilden sich dann bei entsprechen  der Stromrichtung an den Verbindungsstellen zwi  schen den     Halbleiterschenkeln        und    ihren     Wärmeleit-          körpern    kalte (k) bzw. warme (w) Lötstellen aus.  



  Der Aufbau der Kaskade erfolgt nun so, dass  jede Stufe     für    sich hergestellt wird. Die erste Stufe  besteht hierbei aus. den     Halbleiterschenkeln    36 und  37, die untereinander auf der einen Seite durch einen       Wärmeleitkörper    42 verbunden sind. An ihren an  deren Enden     sind        Wärmeleitkörper    43 und 44 be  festigt,     deren    freie Endflächen     verhältnismässig    gross  ausgebildet sind, z. B. Kreisflächen bilden und in  einer Ebene liegen.  



  Die zweite Stufe ist aus den Halbleiterschenkeln  38 bis 41 und den     Wärmeleitkörpern    45 bis 49 zu  sammengesetzt, die     sämtlich    elektrisch in Reihe ge  schaltet sind. Die zwischen den Halbleiterschenkeln  38 und 39 bzw. 40     und    41 liegenden-     Wärmeleitkör-          per    46 und 49 weisen gleichartige Endflächen auf  wie die     Wärmeleitkörper    43 und 44 der ersten Stufe  und liegen ebenfalls in einer Ebene.

   Die beiden für  sich hergestellten     Kaskadenteile    werden nun so zu  sammengesetzt, dass die Endflächen der     Wärmeleit-          körper    43     und    46 sowie 44 und 48     gegeneinander     liegen.  



  Vor dem Zusammensetzen sind     jedoch    die     End-          flächen    auf der einen oder auch auf beiden Seiten  mit einem dünnen Überzug 52 aus     einem    elektrisch  isolierenden Material, z. B. einem Isolierlack, ver  sehen. Diese elektrische Isolation wird jedoch vor  teilhaft als schmaler Kreisring oder als gelochte      Kreisscheibe aus     Isolierstoff    ausgebildet, um die  Wärmeleitung so günstig wie möglich zu gestalten.  



  Die so zusammengesetzte     Kaskade    wird anschlies  send in eine     Schäumform    eingesetzt und die Form  mit einem geeigneten Schaumkunststoff, z. B. auf       Polystyrolbasis,        ausgeschäumt.    Es entsteht so ein       Schaumstoffblock    53, aus dem .nur die     Wärmeleit-          körper    42, 45, 47 und 49 und die elektrischen An  schlüsse 50 und 51 heraustreten.

   Die     Wärmeleitkör-          per    können in bekannter Weise mit     Wärmeaustausch-          flächen    verbunden werden oder selbst als solche  ausgebildet     sein.     



  Durch den     Schäumvorgang    dehnt sich der  Schaumstoff aus und übt nach dem Erkalten und  Erstarren einen bleibenden Druck auf die Verbin  dungsflächen zwischen     ,den    beiden     Kaskadenteilen     aus und gewährleistet damit einen guten Zusammen  halt und Wärmeübergang. Schneidet man den       Schaumstoffblock    in der Ebene der     Endflächen    von  43, 44, 46 und 48     durch;    so     zerfällt    die Kaskade  sofort wieder in ihre     beiden    Bestandteile, die somit  auch unabhängig voneinander im     Falle        einer    Störung  ausgewechselt werden können.

   Damit wird auch die  Auswechselbarkeit von Elementen bei Anwendung  einer     Kaskadenschaltung    vereinfacht. Die     Stromzu-          führungsanschlüsse    sind zweckmässig so aus der       Schäumform    herauszuführen, dass sich     sämtliche     elektrischen     Anschlüsse    auf der warmen Aussenseite  des Kühlgerätes     befinden.     



  Ein Nachteil der bisher bekannten Ausführungs  formen lag jedoch darin, dass die als     Wärmeaus-          tauscher    ausgebildeten Teile in Form und Anordnung  immer nur für einen Verwendungszweck optimal     an-          gepasst    werden konnten, während sie für andere  Zwecke zwar brauchbar waren, aber die an sich ge  gebenen Leistungsmöglichkeiten nicht voll erschöpf  ten. So sind z. B. die günstigsten Verhältnisse be  treffend Zahl, Anordnung und Form der in     Fig.    1  dargestellten Kühlrippen an den wärmeabgebenden       Wärmeaustauschern    davon abhängig, ob die Wärme  an ein gasförmiges oder flüssiges Medium abgegeben  wird.

   Weiterhin ist von Belang, ob dieses Medium  einem Zwangsumlauf oder nur der Eigenkonvektion  folgt. Darüber hinaus ist aber noch eine ganze Reihe  von Parametern denkbar, die     teilweise    gänzlich un  abhängig voneinander     sind,    auf die Ausbildung des       Wärmeaustauschers    jedoch einen gewissen     Einfluss     haben.  



       In        Fig.    8 ist ein Ausschnitt aus einem Kühl  system des erfindungsgemässen     Kleinkühlgerätes    ver  wendeten Kühlelement in teilweise schematischer  Form dargestellt. Die Enden der     Thermoelement-          schenkel    sind mit 54 und 55 bezeichnet. Der als       Wärmeaustauscher    dienende Teil 36 des     Wärmeleit-          körpers    ist mit einem Ansatz 57 in eine     Ausnehmung     58 des der     Kontaktierung    der Schenkel 54 und 55  dienenden Teiles 59 des     Wärmeleitkörpers    eingesetzt.  



  Um die durch .die lösbare Verbindung bewirkte  Erhöhung des Wärmewiderstandes möglichst klein zu  halten, ist es von Vorteil, der lösbaren Verbindung    die Form einer     Schliffverbindung    zu geben, weil da  durch eine besonders innige Berührung der wärme  übertragenden Flächen. gewährleistet ist.  



  Mit besonderem Vorteil wird die     Schliffverbin-          dung    aus dem gleichen     Grunde    konisch ausgebildet.  Dabei wird ein besonders guter Wärmeübergang  noch dadurch erzielt, dass der Aussenkonus parallel  zur     Konusachse    geschlitzt ist. Für besondere Aus  führungsformen kann es von Vorteil sein, die lös  bare Verbindung durch besondere Mittel zu halten.  



  Zur weiteren Verbesserung des Wärmeüberganges  wird mit Vorteil in die Trennfuge der Verbindung  Öl oder Fett, insbesondere     Silikonöl    oder -fett ein  gefügt.  



  Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, durch Ein  fügen     einer    gut wärmeleitenden, elektrisch aber iso  lierenden Schicht den     Wärmeaustauscher    nach Be  darf elektrisch von dem     Kühlelement    zu trennen.  



  Eine besonders bewährte Ausführungsform eines  elektrischen Kühlelementes ist in z. T. schematischer  Darstellung in     Fig.    9 wiedergegeben. Die Verbin  dung hat die Form eines konischen     Schliffes    60, wo  bei der Aussenkonus 61, wie in     Fig.    10 dargestellt,  mit     achsenparallelen    Schlitzen 62 versehen ist. Der       Wärm.eaustauscher    63 ist mit einer z. B. gut wärme  leitenden Schraube 64, die in ein Gewinde 65 ein  greift, festgelegt, wodurch ein besonders guter Sitz  der konischen Schliffe ineinander gewährleistet ist.

    Die Schraube 64 ist durch eine     Bdhrung    66 in dem       Wärm-eaustauscher    63     zugänglich.    Zwecks Aufnahme  thermischer Verspannungen kann unter den Kopf  der Schraube 64 noch eine     federnde        Unterlagsscheibe     vorgesehen werden.  



  Zwischen die beiden Teile des     Wärmeleitkörpers     können nach Bedarf Zwischenstücke     eingefügt    wer  den, die z. B. der elektrischen     Kontaktierung    oder  Messzwecken dienen können. So ist in     Fig.    11 zwi  schen die Teile 67 und 68 ein Zwischenstück 69  eingesetzt, das mit einer Bohrung 70 versehen ist.  In die Bohrung 70 kann z. B. zwecks Temperatur  messung ein     Thermoelement    eingesetzt werden. Auf  diese Weise kann bei     Versudhsanordnungen    ohne  Schwierigkeiten an allen     Wärmeleitkörpern    die Tem  peraturgemessen werden.

   Der     Wärmeaustausc!her    68  ist in     Fig.    11 in einer von der Kammform abweichen  den Form dargestellt worden, die z. B. bei der Küh  lung besonders kleiner Räume Verwendung finden  kann.  



  Um die Verbindung der beiden Teile räumlich  zueinander festzulegen, empfiehlt es sich, wie z. B. in       Fig.    12 und 13 dargestellt, Mittel vorzusehen, wie  Falzen, Nuten oder Anschläge, die die Lage der  Teile des     Wärmeleitkörpers    zueinander bestimmen.  In den     Fig.    12 und 13 ist z. B.     .die    Stirnseite einer       Ausnehmung    dargestellt, wie sie in     Fig.    8     mit    58  bezeichnet ist.

   Besitzt der in     Fig.    8 mit 57 bezeich  nete Zapfen entsprechende Nasen, so greifen diese  in     die    Nuten 71 bzw. 72 nach     Fig.    12 und 13 und  legen so die Orientierung der einzelnen Teile gegen  einander fest.

        Wenn von einer elektrischen     Isolierung    der Teile  des     Wärmeleitkörpers    abgesehen werden kann, ist  es in vielen Fällen vorteilhaft, die Teile gegeneinan  der mit einem     niedrig        schmelzenden    Lot     festzulegen.     Dabei wird das Lot so gewählt, dass sein Schmelz  punkt über der maximalen Arbeitstemperatur des       Wärmeleitkörpers    liegt, oder in jedem Falle so nied  rig, dass die Lötverbindungen zwischen den Wärme  leitkörpern und den     Schenkeln    bei Auswechslung des       Wärmeaustausdhers    nicht beeinträchtigt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Kleinkühlgerät mit .einer Anzahl von elektrisch in Reihe oder Kaskade geschalteten elektrothermi schen Kühlelementen innerhalb .der Isolierung des Gerätes, dadurch gekennzeichnet, .dass die elektro thermischen Kühlelemente derart in die Isolierung eingesetzt sind, dass sie einzeln auswechselbar sind.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Kleinkühlgerätes nach Patentanspruch I mit einer Anzahl in Kaskaden geschalteten elektrothermischen Kühlelementen, da durch gekennzeichnet, dass die einzelnen Stufen der Kaskade getrennt hergestellt werden und dass erst beim Zusammenfügen eine nur thermisch, nicht aber elektrisch leitende Verbindung der Kaskadenstufen untereinander hergestellt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, wobei jedes Kühlelement aus zwei Thermoelementschen- keln und drei Wärmeleitkörpern beseht und min destens ein Wärmeleitkörper in seinem einen Teil als Wärmetauscher ausgebildet ist und mit seinem anderen Teil zur Kontaktierung der Thermoelement- schenkel dient, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile des Wärmeleitkörpers mechanisch geteilt und lösbar miteinander verbunden sind. 2.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass jedes elektrothermische Element des Kühlsystems für sich in einer in eine Aussparung der Kühlgeräteisolierung eingefügte Kap sel, die ihrerseits eine das elektrothermische Element allseitig umgebende wärmeisolierende Füllung be sitzt, montiert und nach Lösen eines die Kapsel nach aussen abschliessenden Deckels !herausnehmbar ist. 3. Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die gesamte Kapsel als auswechselbare Baueinheit ausgebildet ist. 4.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die gesamte Kapsel aus einem wärmeisolierenden Kunststoff besteht und gut dichtend in die Kühlgeräteisolierung eingepasst ist.

   5. Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die einzelnen elektrother mischen Elemente in einem Block aus Schaumkunst stoff eingeschäumt sind und .dass diese Blöcke in im voraus vorgesehene Einsparungen in der Kühlgeräte- isolierung eingesetzt sind. 6. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Kühlgeräteisolierung aus Schaumkunststoff besteht. 7.

   Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaumstoffum'hül- lung ein Schaumkunststoff geringer Porosität ver wendet ist, der zugleich als mechanisch fester Schutz überzug für die elektrothermischen Elemente dient. B. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass als Schaumkunststoff Po lystyrol verwendet ist. 9.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass .die elektrothermischen Elemente sowohl auf der kalten als auch auf .der warmen Seite mit Wärmeaustauschern verbunden sind und dass zu diesem Zweck in der Stirnwand der Kapsel und in ihrem äusseren Abschlussdeckel gut abgedichtete Öffnungen vorgesehen sind, durch wel che Wärmeleitkörper zwischen elektrothermische Elemente und Wärmeaustauscher :

   hindurchtreten. 10. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitkörper die Anschlusstücke für die n- und p-leitenden Thermo- elementschenkel bilden. 11. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitkör- per aus Kupfer bestehen. 12.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, ass die elektrische Verbin dung der einzelnen elektrothermischen. Elemente aus- schliesslich auf der äusseren warmen Seite durch leicht lösbare Verbindungsglieder gebildet ist.

   13. KleinkühlgerätnachUnteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsglieder kurze Drähte mit angeschlossenen Lötösen bzw. leitende Bänder dienen, die zusammen mit den äusseren Wärmeaustauschern an die aussen aus der Isolie rung heraustretenden Wärmeleitkörper angeschraubt oder angelötet sind. 14.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, :dass die zur Erzielung der er forderlichen Kälteleistung notwendige Zahl von elek- trot'hernuschen Elementen ringförmig nebeneinander in der Isolierung so angeordnet ist, dass jedes ein zelne Element nach Lösen der mit ihm verbundenen Wärmeaustauscher und elektrischen Anschlüsse aus der Isolierung nach aussen herausziehbar ist. 15. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 14, da durch gekennzeichnet, dass die elektrothermischen Elemente in mehreren Ebenen übereinander angeord net sind. 16.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Wärmeaustauscher Platten bzw. Jalousiewärmeaustauscher verwendet sind. 17. Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die den einzelnen elektro thermischen Elementen zugeordneten Wärmeaus- tauscher gegeneinander elektrisch isoliert sind. 18. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 17, da durch gekennzeichnet, dass als elektrische Isolation ein dünner Überzug aus einem Isolierlack bzw. eine Isolierfolie dient. 19.

   Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierung der inneren Wärmeaustauscher eine zugleich das Innen- häuse bzw. einen Teil<B>d</B> P Cr erselben bildende Kunst stoffolie dient und dass diese so ausgebildet ist, dass sie aus dem Gehäuse herausziehbar ist, um die Ver bindung zwischen den elektrothermischen Elementen und ihren inneren Wärmeaustauschern zugänglich zu machen. 20.

   Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 19, da durch gekennzeichnet, dass die das Innengehäuse bil dende Kunststoffolie luftdurchlässig gestaltet ist. 21. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 20, da durch gekennzeichnet, dass die Kunststoffolie ge locht ist. 22. Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitkörperge- gen die Wärmeaustauscher einen vergrösserten Quer schnitt besitzen. 23.

   Kleinkühlgerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitkörper aus Rundstabmaterial bestehen, das lediglich im Bereich der Berührungsfläche mit den Thermoelementschen- keln abgeflacht ist. 24. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verbindung die Form einer Schliffverbindung aufweist. 25. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 24, da durch gekennzeichnet, dass :die Schliffverbindung konisch ist.

   26. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 25, da durch gekennzeichnet, dass der Aussenkonus parallel zur Konusachse geschlitzt ist. 27. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch besondere Haltemittel gehalten wird. 28. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass zwischen die beiden Teile eine gut wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht eingefügt ist.

   <B>29.</B> Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verbindung als ko nische Schliffverbindung ausgebildet ist und durch eine zum Konus koaxiale Schraube gehalten wird. 30. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 29, da durch gekennzeichnet, dass unter dem Schrauben kopf eine federnde Unterlagsscheibe liegt. 31. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die Lage der Teile des Wärmeleitkörpers zuein ander festlegen. 32.

   Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 31, da durch gekennzeichnet, dass Falzen, Nuten oder An schläge die Lage der Teile des Wärm:eleitkörpers zu einander festlegen. 33. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwi schen den beiden Teilen ein Zwischenstück einge fügt ist. 34. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 33, da durch gekennzeichnet, dass die Zwischenstücke der elektrischen Kontaktierung oder Messzwecken dienen. 35. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verbindung mit einem niedrig schmelzenden Lot festgelegt ist. 36.

   Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass in die Verbindung Silit- konöle oder -fette eingefügt sind. 37. Kleinkühlgerät nach Unteranspruch 36, da durch gekennzeichnet, dass in die Verbindung Sili- konöle oder -fette eingefügt sind. 38.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Verbindung zwischen den elektrothermischen Elementen der Kas- kadenstufen durch gut wärmeleitende und flächen haft aufeinanderliegende Wärmeleitkörper hergestellt wird, deren wärmeübertragende Flächen jedoch ge geneinander durch einen dünnen, einen vernachläs- sigbaren Wärmeübertragungswiderstand aufweisen den und elektrisch isolierenden Überzug voneinander getrennt sind. 39.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Trennschicht einseitig auf den wärmeübertragenden Flächen aufgebracht wird und die Gestalt schmaler Kreisringe oder durchlöcherter Kreisscheiben be sitzt. 40. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Trennschicht beiderseitig auf .den wärmeübertragen den Flächen aufgebracht wird und die Gestalt schmaler Kreisringe oder durchlöcherter Kreisschei ben besitzt. 41.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängig voneinander zu sammengebauten Kaskadenstufen zusammengesetzt und in eine Schäumform eingebracht werden und dass durch den beim Schäumvorgang entstehenden Druck die Wärmeübergangsflächen der Kaskaden stufen gegeneinander gepresst werden.