1n)。含有PCM的该冷却介质在利用PCM的高热容量的条件下应用在燃料电池中。将在无水液体中的无机盐描述为PCM。虽然EP 2 375 483 A2公开了使用具有PCM的分散剂(Dispers1n)作为冷却介质，但是该文献并没有给出如何能够实现燃料电池稳定在理论温度上的指示或建议。
[0019]文献EP 0 987 799 A2介绍了一种用于固态激光器的短时间冷却和热恒定的无源冷却系统。所公开的冷却系统使用固态的PCM-冷却体，可与常用的制冰机(KUhlbox)的冷却部件相类比。但是具有固态PCM-冷却体的冷却系统仅有几分钟的功能能力并且根据该文献例如可以用于导弹(Lenkwaffe)的最终目标导向。针对所述冷却系统的连续运行，EP
0987 799 A2建议将固态-PCM与热交换器组合，所述热交换器通过冷却液体工作。由此可以有利地影响PCM-冷却体的相态(Phasenzustand)或固态相对于液态的份额。文献EP 0987 799 A2也建议由不同的PCM-材料制成冷却体。
[0020]由文献US 5 141 079已知，使用冷却润滑剂，用于冷却在机床上的刀具与工件之间的加工位置，它们含有微胶囊化的(mikroverkapselt) PCM作为组分。在这种情况下，所述冷却润滑剂在加工位置处十分有效地润滑并冷却刀具和工件。这多亏了在冷却液体中含有的PCM的热容量。在此，冷却润滑剂在开放的或外部的冷却回路中工作并且仅用于冷却工件的加工位置或仅冷却铣削工具或车削工具的尖部。
【发明内容】
[0021]基于已知的冷却系统及其缺点，本发明的目的在于提出一种用于机器元件的集成的、内部的冷却系统和一种用于相应机器元件的闭合的冷却回路，相比于已存在的冷却装置所述冷却系统具有明显更好的冷却功率。特别地，根据本发明的冷却系统应当在限定的运行参数内采用小的冷却剂流量便可以对机器元件进行充分冷却，并且在机器元件的热源上在冷却剂始流与冷却剂回流之间具有十分小的温度差或者没有温度差。
[0022]该目的通过具有权利要求1或11所述特征的机器元件或闭合的冷却回路来实现。
[0023]流体混合物称为分散剂，所述流体混合物由连续的(包括分散相的)液态的相组成并且含有不连续的相。不连续的相例如可以由固体颗粒或纤维组成，其中，在这种情况下会谈及悬浮液。如果不连续的相同样是液态的并且例如由液滴组成，那么会谈及乳浊液。对于本发明所述冷却剂可以含有固态、如液态形式的PCM。
[0024]由于根据本发明地将相变材料用在机器元件的集成的、内部的冷却系统的冷却剂中而比用在已知的、传统的冷却装置中得到明显更高且更好的冷却功率。接下来解释有利的效果。
[0025]通过使用例如由水和适合的PCM组成的分散剂，所述PCM正好在机器元件的理论温度或运行温度范围内执行相转换，在该理论温度时实现了冷却剂的高热容量。由此可以通过具有PCM的分散剂吸收机器元件的余热而不提高冷却剂-温度。因此这种分散剂是对于等温应用而言理想的冷却介质。待冷却的机器元件例如可以是机床铣头内的电机主轴或者具有热源的其它机器元件。
[0026]通过PCM-分散剂在相应温度范围内相对于水明显提高的比热容量，相比于水一方面可以采用更小的通流量实现增大的冷却功率，另一方面还冷却在恒定的温度上。此外，这有利于热从周围的固体传递到冷却剂内，因为温度差不改变。此外，对于冷却管路或冷却通道也可以选择更小的直径或在现有的管路直径中输送更多热量。
[0027]此外，在热源温度增加时进入到冷却剂内的热流增大，因为冷却剂本身保持理论温度或相转换温度，由此增大了所引起的温度梯度(Temperaturgefjille)并且由此如同技术上所期望的那样使冷却效果变得更强。
[0028]另一优点是，通过PCM的相转换温度保证了理论温度，并且不需要进行昂贵的调节。冷却系统或冷却回路的调节只需确保，在散热器中不低于PCM的潜在范围(这另一方面在某些实施方式中甚至是可以期望的)。
[0029]因此，在理想情况下，由含有PCM的分散剂组成的冷却剂液体在一个状态下进入到热源内，在所述冷却剂液体中，几乎所有的PCM-固体颗粒都被冻结并且在该状态下从热源排出，在该状态中几乎所有的PCM-颗粒都熔化。
[0030]在一种优选的实施方式中，冷却剂相对于相转换温度范围下端处的敏感特性的过渡可以直接用作用于调节散热器处的冷却功率的输入参数。为此，散热器具有用于冷却剂温度的测量装置和用于调整在散热器处的冷却功率的调节装置。当冷却剂在冷却回路的散热器(二次冷却器(Ruckkuhler))中冷却时，冷却剂的潜在范围也可以脱离至比相转换温度更低的温度。在冷却剂接着通过冷却回路的冷却管路进入到机器元件的热源内时，再迅速达到潜在的相转换范围，使得通过相转换的温度激活(相同)热恒定。热源的冷却剂-穿流件在这种情况下优选如此敷设，使得首先冷却热源，所述热源也允许被冷却到原来的理论温度或运行温度以下，然后冷却剂才输送给热源，所述热源应该保持或冷却到其理论-运行温度上。在此如此设计或选择分散剂或PCM，使得相转换温度对应于理论温度。优选地，选择在相转换温度的范围内具有小的滞后并且在许多循环上保持稳定的PCM。
[0031]在使用这种具有PCM的分散剂的情况下，如此设计机器元件尤其是用于机床中的加工主轴的集成的、内部的冷却系统或者如此设计闭合的冷却回路，使得机器元件的关键部件、例如主轴轴承都可以冷却到所期望的理论温度或相转换温度上。由此实际上可以消除在机器元件或主轴内部的温度差，而在传统的解决方案中在机器元件的始流与回流之间必然存在温度差。根据本发明，机器元件或所期望的范围可以由此保持接近等温。
[0032]出现一种特殊情况:热源的余热如此大，使得冷却剂脱离在冷却剂中含有的PCM的潜在范围并且在敏感的范围内超过相转换温度以上。在这种情况下冷却剂承担常规的冷却介质、例如水的功能，并且冷却系统与传统的冷却系统一样发挥功能，在所述传统的冷却系统中冷却剂在吸收余热时在敏感范围被正常地加热。因为根据本发明的PCM-分散剂、优选在其外部的连续的相中由水组成，所以不会比传统的冷却介质-如水明显变坏。
[0033]在这种情况下，在冷却剂的温度升高时，热源的热流也通过与热源的周围空气对流而变得更剧烈。由此确保了，尽管温度较高时也仍然得到稳定的状态。例如，当在机器元件、例如机器主轴上必须承担大扭矩时，但是在这种情况下对工件加工不存在非常高的精度要求，明确地允许进行该运行状态。
[0034]在恢复更小的功率并且同时对精度更高的要求之后，冷却剂通过冷却系统或冷却回路再次-如先前所描述那样地-进入潜在的范围内。在机床的加工主轴中，尤其在粗加工时会出现这种情况。在此必须施加高的扭矩，因此主轴必须在较高的功率范围内运行。在此主要在电机主轴的电机绕组内产生明显更多的余热。但是在粗加工时对加工精度的要求低，从而无需将电机主轴稳定在理论温度或理论-运行温度上。在通常接下来的精加工时，主轴仅仅在低的或平均功率范围中运行，因此余热少，PCM-冷却剂又可以用在潜在的范围中，并且由此使得机器元件或主轴也可以又精确且等温地在理论-运行温度上运行。
[0035]冷却剂在冷却回路的散热器内冷却至敏感的范围内，还允许简单地识别潜在相转换温度范围的下边界，并由此确保，冷却剂的整个潜在的范围又可供一个或多个冷却热源所使用用于冷却。同样可以拦截在相变分散时待观察的过冷倾向，这不会破坏根据本发明的应用。
[0036]因为温度在具有PCM的冷却剂的低敏感范围中迅速下降，在本发明的一种优选的实施方式中可以通过调节简单且成本有利地检测并调节在敏感范围内的该过渡。
[0037]由于在理论温度或相转换温度时增加的热容量，根据本发明的冷却系统或冷却回路可以按照更小的冷却剂流量来设计，由此可以更简单地执行、以更小的栗功率运行并且总体上更加成本有利地构造。其中附加地，冷却更加稳定并且允许在热源中有明显更小的温度差。
[0038]在机器的运行中断和理论-或运行温度超过或者也可以低于环境温度的情况下，高的热容量在冷却剂的潜在范围中可以用于保持各个机器元件的运行温度。为此冷却回路继续运行并且在此保持各机器元件的相转换温度。为此，冷却回路进一步运行并且在这种情况下使得机器元件保持在冷却剂的相转换温度上，尽管由于管路系统和热传递到环境中的热损失可能是巨大的。于是，优点是:在这种情况下散热器去激活，但是仍保持循环，从而使得在冷却介质中潜在存在的热量在一定的时间内用于将机器元件稳定在理论温度上。尽管如此，如果要离开潜在的范围，并且冷却剂开始敏感地反应(即，冷却剂的温度降到相转换温度以下)，那么在再次投入运行时由于冷却剂的敏感特性使得理论温度又迅速达到相转换温度上。因此也没有缺点，而相反是优点，当在冷却剂-分散剂中具有外部的相、例如由水组成的相时，比热容量通过在敏感范围内的内部的相(即PCM)而降低。这在机器或机器元件加热时能够实现迅速加热冷却剂到其潜在的范围内，即，迅速加热到理论温度或相转换温度上。
[0039]根据本发明的解决方案的其它优点在于总体上更简单的设计和冷却回路即其管路系统和栗的更小的尺寸，以及当然还有在冷却回路运行中更小的能耗。
[0040]根据本发明的冷却剂由分散剂组成并且优选具有下面的特