(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車のための、冷却装置（１）において、
少なくとも１つの区分（３１，３８，１４，４４）を含んだ冷媒回路（２）が設けられており、前記区分（３１，３８，１４，４４）内に、主として蒸気である冷媒が存在しており、
蒸気として冷媒を吸入する入口（４）と、圧縮された冷媒を排出する出口（５）を有するコンプレッサ（３）を備え、
入口（８）と出口（９）を有し、前記入口（８）を前記コンプレッサ（３）の前記出口（５）と接続したコンデンサ（７）を備え、
前記コンデンサの出口（９）と接続される入口（１２）を有する内部熱交換機（１４）を備え、この内部熱交換機（１４）の前記入口（１２）からこの出口（１５）まで導管を延ばし、
冷媒を沸騰させるように機能し、出口（２９）と入口（２５）を有するエバポレータ（２６）を備え、このエバポレータを、前記熱交換機（１４）の出口（１５）側の膨張弁（２１）と接続し、
前記区分（３１，３８，１４，４４）に配置された沈殿コレクタ（３２）が設けられており、該沈殿コレクタ（３２）は、出口（３５）と入口（３４）を有し、これらの両方をリザーバ内に形成される液体レベルより上方に配置して、前記入口（３４）を前記エバポレータ（２６）の出口（２９）と接続し、前記沈殿コレクタ（３２）は前記リザーバ（３３）を有することで、該リザーバ（３３）内で、前記エバポレータ（２６）から送られる、蒸気中に液体相で含まれる冷媒を保持させ、さらに、別の出口（３５ａ）を前記液体レベルより下方の位置に置き、
前記沈殿コレクタ（３２）の出口（３５）は、接続管路（３８）を介して、前記内部熱交換機（１４）の入口（１７）と接続し、ここから管路が、前記コンプレッサ（３）の入口（４）に通じる出口（１８）まで延び、
前記リザーバ内に形成される液体レベルより下方に置かれた出口（３５ａ）から延ばした管路（３６）を、前記沈殿コレクタ（３２）の出口（３５）と連続する接続管路（３８）に通じさせて、前記内部熱交換機（１４）の入口（１７）と接続させて、液体相で含まれる冷媒を蒸気として含まれる冷媒に供給し、
前記区分（３１，３８，１４，４４）内に導入される液体冷媒の流量を調節するために、前記入口導管（３６）に制御部材（３７）を設けて、
前記区分（３１，３８，１４，４４）内の冷媒の状態を検出するために、温度センサ（４５）と圧力センサ（４６）を含むセンサ装置（４３）を設けて、
前記センサ装置（４３）と前記制御部材（３７）とに接続された制御装置（４２）を設けたことを特徴とする、冷却装置。
【請求項２】
前記熱交換機（１４）を介して、蒸気である冷媒に熱が供給される、請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記センサ装置（４３）が、前記区分（３１，３８，１４，４４）の流過方向に関連して、前記熱交換機（１４）の下流側に配置されている、請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
蒸気である冷媒の実際の圧力を検出するために前記圧力センサ（４６）を使用する、請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】
蒸気である冷媒の実際の温度を検出するために前記温度センサ（４５）を使用する、請求項１記載の冷却装置。
【請求項６】
前記センサ装置（４３）において冷媒が乾燥蒸気であるように、前記制御装置（４２）が前記制御部材（３７）を制御する、請求項１記載の冷却装置。
【請求項７】
前記区分（３１，３８，１４，４４）を通過した後に冷媒が乾燥蒸気であるように、前記制御装置（４２）が前記制御部材（３７）を制御する、請求項１記載の冷却装置。
【請求項８】
前記入口導管（３６）を介して前記区分へと導入される液体冷媒の流量が最大限送り戻されてよい冷媒流量よりも少ない量であるように、前記制御装置（４２）が前記制御部材（３７）を制御する、請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
送り戻される冷媒流量が、前記最大限送り戻されてよい冷媒流量よりも所定の量だけ少ない、請求項８記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記制御装置（４２）によって制御される膨張弁（２１）を有している、請求項１記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記センサ装置（４３）の一部が、充てんレベルセンサ（５５）であり、該充てんレベルセンサ（５５）が、前記リザーバ（３３）内の充てんレベルを監視しかつ前記制御装置（４２）に接続されている、請求項１記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記制御装置（４２）が、前記リザーバ（３３）内の充てんレベルを監視しかつ、所定の最大充てんレベルを超過している時に前記膨張弁（２１）を絞る、請求項１１記載の冷却装置。
【請求項１３】
コンデンサ（７）、エバポレータ（２６）、内部熱交換機（１４）、及び、冷媒蒸気が供給されるコンプレッサ（３）を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の冷却装置（１）を運転するための方法において、
前記冷却装置（１）の運転中に、前記冷媒蒸気に含まれる液体冷媒を、沈殿コレクタ（３２）により、前記内部熱交換機（１４）の上流側で、かつ前記コンプレッサ（３）の上流側の位置において沈殿させ、
前記冷媒の相状態を、前記コンプレッサ（３）の上流側の位置において継続的に監視し、
前記内部熱交換機（１４）の上流側の前記冷媒蒸気に、前記コンプレッサ（３）の上流側で前記冷媒蒸気が乾燥する程度の量の液体冷媒を調量する、段階で行うことを特徴とする、冷却装置を運転するための方法。
【請求項１４】
前記液体相の沈殿の後でかつ液体冷媒を新たに混入する前に、前記冷媒蒸気を温める、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記沈殿した液体冷媒を、中間的に緩衝処理する、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、自動車において使用されるための冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代の自動車は、しばしば、冷却装置を含んだエアコンディショナを装備している。冷却装置は、乗客室に提供されるかまたは乗客室内を再循環させられる冷気のために使用される。これに関連して、冷却出力に対する要求は、大きな変動を受ける。自動車が、長時間に亘り太陽光線によって熱せられた後に作動させられれば、大きな冷却出力が、冷却装置から必要とされる。しかしながら、外気温が低い場合には、冷却装置は、低い出力において作動することが必要なだけである。したがって、冷却装置は、大きな制御範囲を必要としており、この制御範囲内のあらゆる出力要件に対して安定して作動することが必要とされる。
【０００３】
概して、冷却装置は、自動車のエンジンによって駆動されるコンプレッサを有している。したがって、コンプレッサの回転数は、他ならぬエンジンの回転数の結果である。コンプレッサの実際の各回転数とは関係なく、冷却装置は、安定して作動しなければならない。
【０００４】
近年、択一的な冷媒、例えば、ＣＯ２（二酸化炭素）、炭化水素またはこれらに類似したものが試されている。このような冷媒の使用は、しばしば、冷却装置において、きわめて高い作動圧力、例えば、２０バール以上を必要とする。設計に依っては、７０〜１５０バールの作動圧力が生じる可能性がある。それぞれのコンプレッサは、所要の作動圧力に対して構成されかつ、さらに、所要の圧力差を形成するように備え付けられる。しかしながら、それぞれのコンプレッサは、許容不可能な動作条件に対してきわめて敏感に反応する。このようなコンプレッサは、蒸気である冷媒を吸入するように構成されかつ、さらに、この冷媒を蒸気としてコンデンサに送るように構成されている。吸入された蒸気が液体小滴を含んでいれば、これらは、コンプレッサに損傷を与える可能性がある。例えば、入口弁は、損傷を受ける可能性がある。このことは、コンプレッサのすべての動作状態、すなわち、高および低回転数と、高および低冷却出力とにおいて、妨止されらければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、動作的に信頼性のある冷却装置を製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した冷却装置によれば、特に自動車のための、冷却装置において、
少なくとも１つの区分を含んだ冷媒回路が設けられており、前記区分内に、主として蒸気である冷媒が存在しており、
蒸気として冷媒を吸入する入口と、圧縮された冷媒を排出する出口を有するコンプレッサを備え、
入口と出口を有し、前記入口を前記コンプレッサの前記出口と接続したコンデンサを備え、
前記コンデンサの出口と接続される入口を有する内部熱交換機を備え、この内部熱交換機の前記入口からこの出口まで導管を延ばし、
冷媒を沸騰させるように機能し、出口と入口を有するエバポレータを備え、このエバポレータを、前記熱交換機の出口側の膨張弁と接続し、
前記区分に配置された沈殿コレクタが設けられており、該沈殿コレクタは、出口と入口を有し、これらの両方をリザーバ内に形成される液体レベルより上方に配置して、前記入口を前記エバポレータの出口と接続し、前記沈殿コレクタは前記リザーバを有することで、該リザーバ内で、前記エバポレータから送られる、蒸気中に液体相で含まれる冷媒を保持させ、さらに、別の出口を前記液体レベルより下方の位置に置き、
前記沈殿コレクタの出口は、接続管路を介して、前記内部熱交換機の入口と接続し、ここから管路が、前記コンプレッサの入口に通じる出口まで延び、
前記リザーバ内に形成される液体レベルより下方に置かれた出口から延ばした管路を、前記沈殿コレクタの出口と連続する接続管路に通じさせて、前記内部熱交換機の入口と接続させて、液体相で含まれる冷媒を蒸気として含まれる冷媒に供給し、
前記区分内に導入される液体冷媒の流量を調節するために、前記入口導管に制御部材を設けて、
前記区分内の冷媒の状態を検出するために、温度センサと圧力センサを含むセンサ装置を設けて、
前記センサ装置と前記制御部材とに接続された制御装置を設けた冷却装置によって達成される。
さらに、請求項１３に記載した方法の手段によれば、コンデンサ、エバポレータ、内部熱交換機、及び、冷媒蒸気が供給されるコンプレッサを有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の冷却装置を運転するための方法において、
前記冷却装置の運転中に、前記冷媒蒸気に含まれる液体冷媒を、沈殿コレクタにより、前記内部熱交換機の上流側で、かつ前記コンプレッサの上流側の位置において沈殿させ、
前記冷媒の相状態を、前記コンプレッサの上流側の位置において継続的に監視し、
前記内部熱交換機の上流側の前記冷媒蒸気に、前記コンプレッサの上流側で前記冷媒蒸気が乾燥する程度の量の液体冷媒を調量する、段階から構成され、動作的に信頼性のある形式において、冷気を生ぜしめるために使用することができる方法によって達成される。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に従った冷却装置は、エバポレータに通じる区分を含む冷媒回路を有しており、この区分において、主として蒸気である冷媒が存在する。ここに提供されるコレクタは、場合によっては冷媒蒸気により共に運搬される液体を取り除く。これは、液体冷媒の小滴およびオイルの小滴であってよい。不完全に気化された冷媒がコンデンサから到達する蒸気と共に運搬されるならばまたは、冷媒がコンデンサから続いて延びる管路において再圧縮されるならば、冷媒小滴は、コンデンサから到達する管路内に含まれてよい。さらに、オイル小滴が、この管路内に含まれてよい。冷媒のほかに、冷媒回路は、コンプレッサを潤滑させるために冷媒と共に循環される限定量のオイルを含むことができる。
【０００８】
エバポレータは、液体の小滴を共に運搬することができる湿式冷媒蒸気を提供する。これらは、コレクタによって、大いに、すなわち、きわめて顕著な量で沈殿させられかつリザーバ内に収集される。したがって、冷媒は、液体相の大部分が取り除かれた蒸気としてコレクタからコンプレッサへ案内される。概して、熱交換機（いわゆる内部熱交換機）をコレクタとコンプレッサとの間に提供することができ、この熱交換機は、コンプレッサに案内される冷媒を僅かに温める。このようにして、コンプレッサに到達する冷媒蒸気は、あらゆる場合において乾燥しておりかつ液体粒子を全く含まない。
【０００９】
制御装置によって調節される入口導管が、本発明に従った冷却装置において、コレクタのリザーバとコンプレッサに通じる区分との間に提供される。入口導管を介して、液体冷媒は、制御されかつ許容できる形式において蒸気冷媒に加えられるが、入口位置からコンプレッサまでの残存する区分において完全に気化されるまたは少なくとも大きな滴を形成しない程度の量のみが加えられる。冷媒は、有利には、上に説明した内部熱交換機の上流側の区分へ導入され、これにより、冷媒は、内部熱交換機において気化する可能性を有している。制御装置は、センサ装置を介して冷媒の状態（特に、相状態）を監視するプロセスを制御するために提供されている。
【００１０】
本発明に従った冷却装置は、コレクタにおいて沈殿させられかつリザーバ内に収集されまた、概して、オイルを含んでいる凝縮物を、コンプレッサに通じる区分へと案内する。このようにして、接続されるコンプレッサは、所要の量のオイルをできる限り継続的かつ安定的に受け取るということが保証され、さらに、他方では、液体粒子がコンプレッサの破壊を引き起こす虞のないことが保証される。コレクタ内のリザーバは、到達する冷媒蒸気が過多の液体相を含んでいれば過多の冷媒およびオイルを収容する、緩衝域として作用する。この場合に、コレクタ内のリザーバには、液体冷媒およびオイルがゆっくりと満たされるのに対して、所要かつ正当な量のみが、入口導管を介して区分に戻される。このようにして、コンプレッサは乾燥して運転しないことが保証される。しかしながら、コンデンサから到達する冷媒蒸気が液体相を含んでおらずかつこの蒸気がすでに乾燥していれば、例えば、コンデンサがきわめて暖かい空気を冷却しなければならないような場合においては、液体相は、コレクタ内に全く沈殿させられない。これにも拘わらず、少なくとも再びリザーバを空にするために、さらにはコンプレッサにオイルを提供するために、液体冷媒およびオイルをリザーバから区分へ導入することができる。本発明に従った冷却装置は、望まれれば、慣用よりも少量の貯蔵されたオイルで対処することができる。コレクタから区分への液体の戻り流量は、液体のコンプレッサへの入流を妨止するだけでなく、さらに、冷却装置の動作点を安定させるための前提条件を提供する。これは、特に、コンプレッサによって吸入される蒸気の質（圧力Ｐ、温度Ｔ）を考慮している。
【００１１】
したがって、特にコンプレッサに対する過度の摩耗および損傷の兆候もなく、きわめて大きな制御範囲に亘って、本発明に従った冷却装置を作動させることができる。
【００１２】
コンデンサから到達する冷媒を僅かに熱するための装置は、有利には、コレクタとコンプレッサとの間に提供される。この装置は、例えば、内部熱交換機であってよく、この内部熱交換機において、コンプレッサによって吸入される冷媒は、コンデンサによって解放される冷媒が膨張弁に案内される前に、この冷媒と少なくとも外気温に達している熱を交換する。このようにして、一方で、膨張弁は、すでに冷却された冷媒を受け取り、他方で、全体として、コンプレッサは、高温レベルで動作し、このコンプレッサ自体は、全体として、冷却装置の効率を増大させる。
【００１３】
さらに、内部熱交換機の使用は、幾らかの量の冷媒およびオイルを、熱交換機の上流のコレクタから到達する冷媒蒸気に提供することができ、熱交換機において、この冷媒およびオイルが蒸気冷媒と密接に混合されかつ温められ、これにより、全体として、混合物がコンプレッサの入口において蒸気に達するという点で有利である。しかしながら、原則として、コンプレッサに通じる区分が液体冷媒の再気化に対して十分であれば、液体冷媒を熱交換機の下流側の区分へと導入することができる。
【００１４】
制御装置は、コンプレッサに提供される全冷媒が気体相（すなわち、蒸気）であるかどうかを検出するために使用されるセンサ装置に接続されている。最も単純な場合において、センサ装置は、圧力センサと、温度センサとを含んでおり、これらの両方は、コンプレッサの入口または内部熱交換機の出口（またはこれらの間）に配置される。液体相では導電するが蒸気相では導電がより少なくまたは全く導電しない材料が冷媒として使用されれば、導電センサをセンサ装置として使用することができる。制御装置は、テーブルモジュールまたは計算モジュールを含んでいる。液体相が気体相と境界を接する圧力値および温度値を示す圧力−温度ダイアグラムにおける相境界線は、公式またはテーブルとして記憶することができる。計算モジュールは、実際に測定された温度値および圧力値を相境界線の温度および圧力値と比較することができかつ、このようにして、液体相からの十分な安全余地が維持されているかどうかを決定することができる。
【００１５】
種々異なる制御戦略はこれに基づくことができる。例えば、リザーバ内の充てんレベルをできる限り低位に維持するために、リザーバ内に維持される液体（オイルを伴う冷媒）をできる限り継続的に導入することができる。このような場合において、制御装置は、場合によっては、コンプレッサの入口において相境界線から相状態の所要の安全余地がちょうど維持されるように、液体冷媒の区分への導入を調節する。しかしながら、できるなら液体をリザーバから区分へと常に導入することが望まれれば、これにより、コンプレッサは、吸入された冷媒内のごく少量のオイルを用いて僅かに作動させられるかまたは、いかなる量のオイルも用いずに全く作動させられず、制御装置は、液体冷媒の最小流量が区分へ常に導入されるように制御部材を調節する。区分において、この最小流量は、冷媒蒸気の状態がこの流量を許さない場合、すなわち、そうでなければ相境界線に接近しすぎてしまう場合においてのみ、さらに低い値へと減じられる。必要であれば、液体の導入が許されかつリザーバ内の充てんレベルが高すぎる場合において、液体の区分への導入が増大させられるようにこの制御戦略を追加することができる。この許容は、コンプレッサの入口における冷媒蒸気の測定圧力および温度に基づいて決定することができる。相境界線から動作点の距離をつねに一定に維持するまたは動作点自体を常に一定に維持するという点で、別の制御戦略を見いだすことができる。動作点自体を常に維持するということは、圧力を一定に維持することをも含んでおり、これは、必要ならば、膨張弁の付加的な制御によって可能とされる。
【００１６】
コレクタのリザーバ内の充てんレベルを監視する充てんレベルセンサが温度センサおよび圧力センサに加えてセンサ装置の一部であれば、充てんレベルを監視することができる。これにより、さらに、全体として、冷媒サイクル内に含まれる冷媒の少量のみがリザーバによって液体として受け取られることができるように、リザーバの容積を小さくすることができる。これにより、小さくかつ場所をとらないコレクタを形成することができる。さらに、適切に小さな寸法を用いて、コレクタは、ＣＯ２等の択一的な冷媒に関連して特に重要であるきわめて大きな破壊圧力に対してほとんど問題なく構成することができる。
【００１７】
本発明の有利な実施例の詳細は、従属請求項の主題でありかつ、説明または図面から引用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の典型的な実施例は、添付図面に示されている。
【００１９】
自動車の冷却装置１の本質的なエレメントが、図１において高抽象的レベルで概略的に示されている。冷却装置１は、複数のコンポーネントに亘って延びる冷却回路若しくは冷媒回路２を有している。これらの一部がコンプレッサ３であり、このコンプレッサ３は、例えば、往復運動コンプレッサとして設計され、示されてはいないが、自動車のエンジンによって駆動される。
【００２０】
コンプレッサ３は、蒸気冷媒を吸入する入口４と、圧縮された冷媒を排出する出口５とを有している。管路６は、圧縮された冷媒を出口５からコンデンサ７へ案内する。コンデンサ７は、圧縮時に断熱的に温められた圧縮された冷媒、例えば、ＣＯ２、プロパン、ブタン、Ｒ１３４ａまたはアンモニアをコンデンサ７の入口８で受け取る。コンデンサ７は、例えば、空冷式である。コンデンサ７は、コンプレッサ３の出口５においてよりも低温でありかつ液体である冷媒を排出する、出口９を有している。
【００２１】
管路１１は、出口９から内部熱交換機１４の入口１２へ通じている。導管は、入口１２から内部熱交換機１４を通じて出口１５へ延びている。内部熱交換機１４は、入口１７から出口１８へ通じている別の導管を有しており、この導管において、入口１２と出口１５との間の最初に述べた導管と熱が交換される。
【００２２】
熱交換機１４の出口１８はコンプレッサ３の入口４に接続されているのに対し、熱交換機１４の出口１５は、管路１９を介して膨張弁２１へ通じている。膨張弁２１には、有利には、電気アクチュエータ２２が設けられており、これは、信号ライン２３を介して受け取られる制御信号に従って、膨張弁２１をより大きくまたはより小さく解放し、このようにして、より多量またはより少量の冷媒を通過させるために使用される。膨張弁２１は、解放弁でありかつ、この弁を通過する冷媒を絞るように制御されており、したがって、圧力降下が生ぜしめられる。
【００２３】
膨張弁２１において始まる管路２４は、エバポレータ２６の入口２５に通じている。エバポレータ２６は、冷媒熱が冷却したい空気と交換される熱交換機を表している。このために、エバポレータ２６は、空気入口２７と、冷気出口２８とを有している。
【００２４】
出口２９において始まる管路３１は、シールされておりかつ、冷媒を含んでいるエバポレータ２６の内部から液体コレクタ若しくは沈殿コレクタ３２に通じている。液体コレクタ３２は、内部チャンバ３３を有しており、この内部チャンバ３３は、液体冷媒のための、さらに、沈殿させられるオイルまたは別の潤滑油を含むこともできるリザーバとして使用される。液体コレクタ３２は、入口３４と、出口３５とを有しており、これらの両方は、リザーバ内に形成される液体レベルより上方に配置されている。出口３５ａの形状の別のコネクタが、底部からまたは少なくとも液体コレクタ３２の液体レベルより下方の位置から続いて延びている。入口導管を構成する管路３６は、この出口３５ａに接続されておりかつ制御弁若しくは調節弁３７に通じている。そこから、この管路３６は、さらに、液体コレクタ３２の出口３５を熱交換機１４の入口１７と接続させる接続管路３８に通じている。制御弁３７は、電気作動装置３９、例えばモータ作動装置、を有しており、これは、信号または制御ライン４１を介してトリガされる。作動装置３９は、例えば、作動モータ、ステップモータまたはこれに類似したものであってよく、受け取られる作動パルスに従って、制御弁３７の絞りまたは開放に作用する。
【００２５】
作動装置２２および作動装置３９は、管路２３または４１を介して制御装置４２に接続されており、この制御装置４２は、少なくとも作動装置３９の動作および、概して、作動装置２２の動作も調節する。制御装置４２は、さらに、接続管路４４上に配置されたセンサ装置４３に接続している。接続管路４４は、熱交換機１４の出口１８からコンプレッサ３の入口４に通じている。
【００２６】
センサ装置４３は、接続管路４４内の実際の温度を測定する少なくとも１つの温度センサ４５と、接続管路４４内の実際の圧力を測定する少なくとも１つの圧力センサ４６とを含んでいる。適切な信号ライン４７，４８を介して、温度センサ４５および圧力センサ４６は電気信号を発する。この電気信号は、コンプレッサ３の入口４の上流における冷却液体の温度および圧力を、制御装置４２の適切な入力に伝える。
【００２７】
電気制御装置４２は、制御モジュール４９を含んでおり、この制御モジュール４９は、計算モジュールとして構成することができ、測定された温度および圧力から接続管路４４内の冷媒の相状態を決定しかつ出口５１において適切な信号を発する。この信号は、コンパレータモジュール５２に伝えられ、このコンパレータモジュール５２は、図２に従って、実際の相状態を相境界線と比較する。相境界線から実際の相状態の距離が十分に維持されていれば、コンパレータモジュール５２は、作動装置３９に開放信号を発する。しかしながら、この距離が所定の最小距離より少なければ、コンパレータモジュール５２は、作動装置３９に閉鎖信号を発する。したがって、コンパレータモジュール５２は、相境界線から動作点の距離を一定に維持する調節装置として構成することができる。
【００２８】
これまでに説明した冷却装置１は、以下のように作動する。
【００２９】
作動時に、図１に示された冷却装置１は、閉鎖された冷媒回路に含まれる冷媒を継続的に再循環させる。冷媒は、大きな静圧を受けている。コンプレッサ３は、圧力側、すなわち、出口５において冷媒圧力を増大させる。この過程において、コンプレッサ３は、同時に、出口５および管路６を介して冷媒をコンデンサ７に運搬する。膨張弁２１がまだ閉鎖されている場合には、コンデンサ７は、さらに、増大させられた圧力を受ける。圧縮プロセス中に、冷媒は、コンプレッサ３において断熱的に温められ、明確に外気温より高温、例えば８０℃、に達する。コンデンサ７において、冷媒は、この温度より低温、例えば３０℃、に再び冷却され、これにより、圧力が増大されるという効果のために冷媒は圧縮される。液体である冷媒は、管路１１を介して内部熱交換機１４の入口１２に到達し、熱交換機１４は、向流において、エバポレータ２６から到達する蒸気冷媒と熱を交換する。この蒸気冷媒は冷たく、これにより、液体冷媒は、熱交換機１４においてさらに冷却され、場合によっては外気温以下に下げられた温度で、出口１５において退出する。
【００３０】
したがって、冷媒は、膨張弁２１に到達し、膨張弁は、液体でありかつ冷却された冷媒の圧力を減じる。次いで、冷媒は、管路２４を介して膨張状態でエバポレータ２６に到達する。ここで、冷媒は、冷却したい外気熱、しかし特に熱交換機１４およびエバポレータ２６を流過する空気からの熱を吸収し、沸騰する。
【００３１】
生ぜしめられた冷蒸気は湿式蒸気でありかつ、管路３１を介して液体コレクタ３２に到達する。液体コレクタ３２のリザーバ３３において、共に受け取られた冷媒の液体部分は、著しく低下した流過速度のために沈殿させられ、液体レベルを形成する。液体コレクタ３２を流過する冷媒は、液体レベルに接触しており、したがって、湿式蒸気である。冷媒は、露点に達している。今や、この冷媒は、接続管路３８を介して熱交換機１４の入口１７に到達し、熱交換機１４において、冷媒は、向流に到達する温かい液体冷媒によって露点以上に熱せられ、したがって、出口１８において乾燥蒸気として排出される。
【００３２】
制御装置４２は、センサ装置４３により提供される信号によって接続管路４４内の蒸気の状態を検出する。制御モジュール４９は、測定された温度および圧力に基づき、露点ラインから実際の状態点の距離を計算する。これは、図２において示されている。実際の温度および圧力は、測定値Ｍとして扱われる。図２に示された露点ラインＩからの距離が十分に大きければ、コンパレータモジュール５２は、制御弁３７を開放し、リザーバ３３内に含まれる液体冷媒を管路３６を介して管路３８へと流過させる。この場合に、流入量は比較的小さな値に限られる。この制限は、過度の液体流量が入口４まで液体を進行させないように設定されている。
【００３３】
制御弁３７を介して流入する液体冷媒または、冷媒と潤滑油との混合物は、管路３８内に送られる湿式蒸気と共に熱交換機１４に到達し、熱交換機１４は、出口１８において乾き飽和冷媒蒸気が形成されるように混合物を熱する。この乾き飽和冷媒蒸気は、出口１８で当初存在する乾き飽和冷媒蒸気よりも低温を有している。したがって、センサ装置４３は、変化した温度値を検出する。制御モジュール４９は、図２に示したような測定値Ｍ１を決定する。この測定値は、露点ラインＩから未だ十分に離隔されている。コンパレータモジュール５２によって超過されたくなくかつ強制される許容可能な限界値は、図２において、曲線ＩＩとして破線で示されている。
【００３４】
図１において破線で示されているような拡大された実施例の場合には、充てんレベルセンサ５５が、液体コレクタ３２上に配置されかつ信号ライン５６を介して制御装置４２に接続されている。この実施例の場合には、別の制御戦略を実施することができる。例えば、管路４４内の相状態に加えて、制御装置４２は、液体コレクタ３２内の充てんレベルの高さに従って制御弁３７の開放量を決定することができる。おそらく、高充てんレベルでは、低充てんレベルにおいてよりも安全ラインＩＩにより接近させることができる。
【００３５】
制御戦略が何に基づくかに拘わらず、それぞれの場合において、コンプレッサ３の入口４に到達する冷媒が液体小滴を含まないことが達成される。したがって、冷媒は、共に運搬される液体粒子が、例えばコンプレッサの入口またはその他の機械的なエレメントに損傷を与えるという危険もなく、きわめて高速でコンプレッサ３に流入することができる。したがって、接続管路３８と、熱交換機１４と、接続管路４４とにより構成される区分において、きわめて狭い流過横断面を用いて作動させることができる。狭い流過横断面自体により、比較的低い壁厚で所要の管路の高度の圧力抵抗を確立することができる。したがって、説明した解決策は、特に高圧冷却装置に適している。
【００３６】
冷媒によって共に運搬される液体をリザーバ３３内に収集する、冷却装置の液体コレクタ３２は、コンプレッサ３の上流側に配置されている。オイルを含んでいてよい液体冷媒のコンプレッサ３に通じる区分への帰着は、入口導管３６を介して行われる。制御装置４２は、コンプレッサ３に運搬される蒸気があらゆる大きな液体粒子を含まないように、調節弁３７を介して液体の再導入を調節する。
【図面の簡単な説明】
【図１】概略的に示された、本発明に従う冷却装置である。
【図２】概略的に示された、冷媒の相ダイアグラムである。
【符号の説明】
１ 冷却装置、 ２ 冷却回路、 ３ コンプレッサ、 ４ 入口、 ５ 出口、 ６ 管路、 ７ コンデンサ、 ８ 入口、 ９ 出口、 １１ 管路、１２ 入口、 １４ 熱交換器、 １５ 出口、 １７ 入口、 １８ 出口、 １９ 管路、 ２１ 膨張弁、 ２２ 電気アクチュエータ、 ２３ 信号ライン、 ２４ 管路、 ２５ 入口、 ２６ エバポレータ、 ２７ 空気入口、 ２８ 冷気出口、 ２９ 出口、 ３１ 管路、 ３２ 液体コレクタ、３３ 内部チャンバ、 ３４ 入口、 ３５、３５ａ  出口、 ３６ 管路、 ３７ 制御弁、 ３８ 接続管路、 ３９ 電気作動装置、 ４１ 信号または制御ライン、 ４２ 制御装置、 ４３ センサ装置、 ４４ 接続管路、 ４５ 温度センサ、 ４６ 圧力センサ、 ４７，４８ 信号ライン、 ４９ 制御モジュール、 ５１ 入口、 ５２ コンパレータモジュール、 ５５ 充てんレベルセンサ、 ５６ 信号ライン
【図１】
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【図２】
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