CN102227599A - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷装置。在空调装置(1)的制冷剂回路(5)中进行单级压缩制冷循环。在制冷剂回路(5)中，第二热交换器(40)设置在第一热交换器(30)的下游一侧。第一热交换器(30)使高压侧流路(31)的高压制冷剂与中压侧流路(32)的第一中压制冷剂进行热交换，来对该高压制冷剂进行冷却。已在第一热交换器(30)产生的第一中压气态制冷剂供向第一压缩机构(71)。压力比第一中压制冷剂低的第二中压制冷剂供向第二热交换器(40)的中压侧流路(42)。第二热交换器(40)使高压侧流路(41)的高压制冷剂与中压侧流路(42)的第二中压制冷剂进行热交换，来进一步对该高压制冷剂进行冷却。已在第二热交换器(40)产生的第二中压气态制冷剂供向第二压缩机构(72)。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及一种进行向压缩机供给中压气态制冷剂的气体注入的制冷装置。
背景技术
迄今为止，进行蒸气压缩式制冷循环的制冷装置中进行所谓的气体注入的制冷装置已众人所知。在进行气体注入的制冷装置中，向压缩机中的压缩过程中的压缩室导入中压气态制冷剂。
例如，专利文献1中公开了由进行气体注入的制冷装置构成的空调装置。根据该空调装置，在制冷剂回路中设置有中间冷却器(参照图1)。在中间冷却器中，已从冷凝器(制热运转时的室内热交换器)流入的高压液态制冷剂与使该高压液态制冷剂的一部分分支出并膨胀而产生的中压制冷剂进行热交换，高压液态制冷剂由此被冷却。在中间冷却器中已被冷却的高压制冷剂供向蒸发器(制热运转时的室外热交换器)。还有，在中间冷却器中已蒸发的中压制冷剂(中压气态制冷剂)供向压缩机的压缩过程中的压缩室。
还有，专利文献2中也公开了由进行气体注入的制冷装置构成的空调装置。在该空调装置的制冷剂回路中，气液分离器设置在两个膨胀阀之间。已在通过位于该气液分离器的上游一侧的膨胀阀时膨胀的处于气液两相状态的中压制冷剂流入该气液分离器中。在气液分离器中，已流入的中压制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂。气液分离器内的中压液态制冷剂在通过位于气液分离器的下游一侧的膨胀阀时膨胀，之后送向蒸发器。还有，气液分离器内的中压气态制冷剂供向压缩机的压缩过程中的压缩室。
还有，专利文献3中公开了进行多级压缩制冷循环的制冷装置。在该制冷装置的制冷剂回路中，多个压缩机被串联配置，高级侧压缩机吸入从低级侧压缩机喷出来的制冷剂并进一步进行压缩。还有，在该制冷剂回路中，中压气态制冷剂供向将低级侧压缩机及高级侧压缩机连接起来的管道，以降低被吸入高级侧压缩机中的制冷剂的焓。而且，在专利文献3的图2中公开了进行四级压缩制冷循环的制冷剂回路。在该制冷剂回路中，三种压力互不相同的中压气态制冷剂供向各级将压缩机彼此连接起来的管道。
专利文献1：日本公开特许公报特开2004-183913号公报
专利文献2：日本公开特许公报特开平11-093874号公报
专利文献3：日本公开特许公报特开2002-188865号公报
发明内容
—发明要解决的技术问题—
在进行气体注入的制冷装置的制冷剂回路中，压缩机对已从蒸发器吸入的低压制冷剂及已导入到压缩过程中的压缩室内的中压气态制冷剂进行压缩，并向冷凝器喷出已压缩的制冷剂。因此，在该制冷剂回路中，冷凝器中的制冷剂质量流量比蒸发器中的制冷剂质量流量多。
在此，冷凝器中的制冷剂质量流量越多，制冷剂在冷凝器中放出的热量(即，制冷剂放热量)就越多。因此，若增加供向压缩机的中压气态制冷剂的质量流量，就能够以不增加压缩机从蒸发器吸入的低压制冷剂的质量流量的方式增加冷凝器中的制冷剂质量流量。若要增加供向压缩机的中压气态制冷剂的质量流量，那么提高中压气态制冷剂的压力，来提高流入压缩室中的中压气态制冷剂的密度即可。
然而，制冷剂的压力越高，该制冷剂的饱和温度就越高。因此，若让在专利文献1中的中间冷却器或专利文献2中的气液分离器中产生的中压气态制冷剂的压力增高，从所述中间冷却器或所述气液分离器送向蒸发器的制冷剂的焓就会增高，制冷剂在蒸发器中吸收的热量(即，制冷剂吸热量)会减少。
因此，在现有的进行气体注入的制冷装置中，难以同时确保冷凝器中的制冷剂放热量以及蒸发器中的制冷剂吸热量。
本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于：在进行气体注入的制冷装置中，同时确保冷凝器中的制冷剂放热量以及蒸发器中的制冷剂吸热量。
—用以解决技术问题的技术方案—
第一方面的发明以下述制冷装置为对象，该制冷装置包括制冷剂回路5、第一压缩机构71及第二压缩机构72，该制冷剂回路5具有放热器和蒸发器，并进行制冷循环，在该第一压缩机构71及该第二压缩机构72中分别形成有压缩室85、95；所述第一压缩机构71和所述第二压缩机构72分别将低压制冷剂吸入所述压缩室85、95内并将该低压制冷剂压缩到高压。在所述制冷剂回路5中设置有降焓机构20、第一注入通路35及第二注入通路45，该降焓机构20产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，该第一注入通路35用来向所述第一压缩机构71的压缩过程中的压缩室85供给已在所述降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂，该第二注入通路45用来向所述第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95供给已在所述降焓机构20产生的第二中压气态制冷剂。
第二及第三方面中的各个方面的发明以下述制冷装置为对象，该制冷装置包括制冷剂回路5、第一压缩机构71及第二压缩机构72，该制冷剂回路5具有放热器和蒸发器，并进行制冷循环，在该第一压缩机构71及该第二压缩机构72中分别形成有压缩室85、95；所述第一压缩机构71向所述压缩室85吸入低压制冷剂，并对已吸入的低压制冷剂进行压缩，所述第二压缩机构72向所述压缩室95吸入已从所述第一压缩机构71中喷出的制冷剂，并对已吸入的制冷剂进行压缩。
在第二方面的发明中，在所述制冷剂回路5中设置有降焓机构20、第一注入通路35及第二注入通路45，该降焓机构20产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，该第一注入通路35用来向所述第一压缩机构71的压缩过程中的压缩室85供给已在所述降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂，该第二注入通路45用来向所述第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95或该第二压缩机构72的吸入一侧供给已在所述降焓机构20产生的第二中压气态制冷剂。
还有，在第三方面的发明中，在所述制冷剂回路5中设置有降焓机构20、第一注入通路35及第二注入通路45，该降焓机构20产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，该第一注入通路35用来向所述第二压缩机构72的吸入一侧供给已在所述降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂，该第二注入通路45用来向所述第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95供给已在所述降焓机构20产生的第二中压气态制冷剂。
在第一方面的发明的制冷剂回路5中，制冷剂进行循环，由此进行单级压缩制冷循环。在该制冷剂回路5中，已从各个压缩机构71、72中喷出的制冷剂在放热器中放热，之后在蒸发器中吸热而蒸发，然后被吸入各个压缩机构71、72中。另一方面，在第二及第三方面中的各个方面的发明所涉及的制冷剂回路5中，制冷剂进行循环，由此进行双级压缩制冷循环。在该制冷剂回路5中，已从第二压缩机构72中喷出的制冷剂在放热器中放热，之后在蒸发器中吸热而蒸发，然后被吸入第一压缩机构71中。在第一～第三方面中的各个方面的发明所涉及的制冷剂回路5中，已在放热器中放热的制冷剂在降焓机构20中降低焓，然后供向蒸发器。
在第一～第三方面中的各个方面的发明所涉及的降焓机构20中，产生压力互不相同的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂。该降焓机构20在产生两种中压气态制冷剂的过程中降低从放热器流向蒸发器的制冷剂的焓。第二中压气态制冷剂的压力比第一中压气态制冷剂的压力低，因而该第二中压气态制冷剂的温度也比第一中压气态制冷剂的温度低。因此，与在降焓机构20中仅产生第一中压气态制冷剂的情况相比，从降焓机构20送向蒸发器的制冷剂的焓更低。
在第一方面的发明所涉及的制冷剂回路5中，各个压缩机构71、72吸入低压制冷剂。第一中压气态制冷剂经由第一注入通路35导入到第一压缩机构71的压缩过程中的压缩室85内。第一压缩机构71对已流入压缩室85内的低压制冷剂及第一中压气态制冷剂进行压缩，从压缩室85中喷出已压缩的高压制冷剂。另一方面，第二中压气态制冷剂经由第二注入通路45导入到第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95内。第二压缩机构72对已流入压缩室95内的低压制冷剂及第二中压气态制冷剂进行压缩，从压缩室95中喷出已压缩的高压制冷剂。
在第二方面的发明所涉及的制冷剂回路5中，制冷剂在第一压缩机构71中被压缩，然后在第二压缩机构72中进一步被压缩。第一中压气态制冷剂经由第一注入通路35导入到第一压缩机构71的压缩过程中的压缩室85内。第一压缩机构71对已流入压缩室85内的低压制冷剂及第一中压气态制冷剂进行压缩，从压缩室85中喷出已压缩的制冷剂。在第二中压气态制冷剂从第二注入通路45导入第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95内的情况下，第二压缩机构72对已从第一压缩机构71中喷出并被吸入压缩室95内的制冷剂以及已从第二注入通路45导入到压缩室95内的第二中压气态制冷剂进行压缩，从压缩室95中喷出已压缩的高压制冷剂。另一方面，在第二中压气态制冷剂从第二注入通路45导入到第二压缩机构72的吸入一侧的情况下，第二压缩机构72将已从第一压缩机构71中喷出的制冷剂以及已从第二注入通路45供给的第二中压气态制冷剂吸入到压缩室95中并进行压缩，从压缩室95中喷出已压缩的高压制冷剂。
在第三方面的发明所涉及的制冷剂回路5中，制冷剂在第一压缩机构71中被压缩，然后在第二压缩机构72中进一步被压缩。第一压缩机构71对已流入压缩室85内的低压制冷剂进行压缩，从压缩室85中喷出已压缩的制冷剂。第二压缩机构72将已从第一压缩机构71中喷出的制冷剂以及已从第一注入通路35供给的第一中压气态制冷剂吸入到压缩室95内。还有，第二中压气态制冷剂经由第二注入通路45导入到第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95内。第二压缩机构72对已吸入到压缩室95内的制冷剂以及已从第二注入通路45导入到压缩室95内的第二中压气态制冷剂进行压缩，从压缩室95内喷出已压缩的高压制冷剂。
第四方面的发明，是在所述第一到第三方面中任一方面的发明中，在所述制冷剂回路5中，该制冷剂回路5中从所述放热器的出口到所述蒸发器的入口为止的部分构成主通路部分7，另一方面，所述降焓机构20包括分支通路21、膨胀机构22、第一热交换器30及第二热交换器40，该分支通路21与所述主通路部分7相连接，流经该主通路部分7的制冷剂的一部分流入该分支通路21中，该膨胀机构22使已流入所述分支通路21中的制冷剂膨胀，由此产生第一中压制冷剂和压力比该第一中压制冷剂低的第二中压制冷剂，该第一热交换器30连接在所述主通路部分7中放热器的下游一侧，使流经该主通路部分7的制冷剂与所述第一中压制冷剂进行热交换，来对流经该主通路部分7的制冷剂进行冷却，并使所述第一中压制冷剂蒸发，由此产生所述第一中压气态制冷剂，该第二热交换器40连接在所述主通路部分7中第一热交换器30与蒸发器之间，使流经该主通路部分7的制冷剂与所述第二中压制冷剂进行热交换，来对流经该主通路部分7的制冷剂进行冷却，并使所述第二中压制冷剂蒸发，由此产生所述第二中压气态制冷剂。
在第四方面的发明中，分支通路21、膨胀机构22、第一热交换器30及第二热交换器40设置在降焓机构20中。已从放热器中流出而流经主通路部分7的高压制冷剂的一部分流入分支通路21中。已流入分支通路21中的高压制冷剂通过膨胀机构22膨胀，该已膨胀的制冷剂中一部分成为第一中压制冷剂，剩余部分成为第二中压制冷剂。第二中压制冷剂的压力及温度比第一中压制冷剂低。
在第四方面的发明中，在第一热交换器30中，第一中压制冷剂与已从放热器中流出的高压制冷剂进行热交换。在第一热交换器30中，高压制冷剂被第一中压制冷剂冷却，该高压制冷剂的焓下降。另一方面，第一中压制冷剂从高压制冷剂吸热而蒸发，由此产生第一中压气态制冷剂。已在第一热交换器30中产生的第一中压气态制冷剂流入第一注入通路35中。
还有，在第四方面的发明中，在第二热交换器40中，第二中压制冷剂与已从第一热交换器30中流出的高压制冷剂进行热交换。在第二热交换器40中，高压制冷剂被第二中压制冷剂冷却，该高压制冷剂的焓下降。另一方面，第二中压制冷剂从高压制冷剂吸热而蒸发，由此产生第二中压气态制冷剂。已在第二热交换器40中产生的第二中压气态制冷剂流入第二注入通路45中。
第五方面的发明，是在所述第四方面的发明中，所述降焓机构20的分支通路21主要由第一分支管道33及第二分支管道43构成，该第一分支管道33连接在所述主通路部分7中放热器与第一热交换器30之间，向第一热交换器30供给已从该主通路部分7流入的制冷剂，该第二分支管道43连接在所述主通路部分7中第一热交换器30与第二热交换器40之间，向第二热交换器40供给已从该主通路部分7流入的制冷剂；所述降焓机构20的膨胀机构22主要由第一膨胀阀34及第二膨胀阀44构成，该第一膨胀阀34设置在所述第一分支管道33中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第一中压制冷剂，该第二膨胀阀44设置在所述第二分支管道43中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第二中压制冷剂。
在第五方面的发明中，分支通路21主要由第一分支管道33及第二分支管道43构成，膨胀机构22主要由第一膨胀阀34及第二膨胀阀44构成。从放热器向第一热交换器30流过主通路部分7的高压制冷剂的一部分流入第一分支管道33中。已流入第一分支管道33中的高压制冷剂在通过第一膨胀阀34时膨胀而成为第一中压制冷剂，然后供向第一热交换器30。在第一热交换器30中，已被供给的第一中压制冷剂蒸发而成为第一中压气态制冷剂。另一方面，从第一热交换器30向第二热交换器40流过主通路部分7的高压制冷剂(即，已在第一热交换器30中被冷却的高压制冷剂)的一部分流入第二分支管道43中。已流入第二分支管道43中的高压制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀而成为第二中压制冷剂，然后供向第二热交换器40。在第二热交换器40中，已被供给的第二中压制冷剂蒸发而成为第二中压气态制冷剂。
第六方面的发明，是在所述第四方面的发明中，所述降焓机构20的分支通路21主要由第一分支管道33及第二分支管道43构成，该第一分支管道33连接在所述主通路部分7中放热器与第一热交换器30之间，向第一热交换器30供给已从该主通路部分7流入的制冷剂，该第二分支管道43与所述第一分支管道33相连接，向第二热交换器40供给已从该第一分支管道33流入的制冷剂；所述降焓机构20的膨胀机构22主要由第一膨胀阀34及第二膨胀阀44构成，该第一膨胀阀34设置在所述第一分支管道33中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第一中压制冷剂，该第二膨胀阀44设置在所述第二分支管道43中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第二中压制冷剂。
在第六方面的发明中，分支通路21主要由第一分支管道33及第二分支管道43构成，膨胀机构22主要由第一膨胀阀34及第二膨胀阀44构成。从放热器向第一热交换器30流过主通路部分7的高压制冷剂的一部分流入第一分支管道33中。已流入第一分支管道33中的制冷剂中一部分供向第一热交换器30，剩余部分流入第二分支管道43中而供向第二热交换器40。流过第一分支管道33而供向第一热交换器30的制冷剂在通过第一膨胀阀34时膨胀而成为第一中压制冷剂，然后供向第一热交换器30。在第一热交换器30中，已被供给的第一中压制冷剂蒸发而成为第一中压气态制冷剂。另一方面，流过第二分支管道43而供向第二热交换器40的制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀而成为第二中压制冷剂，然后供向第二热交换器40。在第二热交换器40中，已被供给的第二中压制冷剂蒸发而成为第二中压气态制冷剂。
第七方面的发明，是在所述第一～第三方面中任一方面的发明中，所述降焓机构20包括第一膨胀阀37、第一气液分离器36、第二膨胀阀47及第二气液分离器46，该第一膨胀阀37使已从放热器中流出的高压制冷剂膨胀，该第一气液分离器36将已从所述第一膨胀阀37中流出的处于气液两相状态的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂作为所述第一中压气态制冷剂供向第一注入通路35，该第二膨胀阀47使已从所述第一气液分离器36中流出的液态制冷剂膨胀，该第二气液分离器46将已从所述第二膨胀阀47中流出的处于气液两相状态的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂作为所述第二中压气态制冷剂供向第二注入通路45，将液态制冷剂供向蒸发器。
在第七方面的发明中，第一膨胀阀37、第一气液分离器36、第二膨胀阀47及第二气液分离器46设置在降焓机构20中。在制冷剂回路5中，第一膨胀阀37、第一气液分离器36、第二膨胀阀47及第二气液分离器46是从放热器向蒸发器依次配置的。
在第七方面的发明中，已从放热器中流出的高压制冷剂在通过第一膨胀阀37时膨胀而成为气液两相状态，然后流入第一气液分离器36中而分离为液态制冷剂和气态制冷剂。第一气液分离器36内的气态制冷剂作为第一中压气态制冷剂流入第一注入通路35中。第一气液分离器36内的液态制冷剂处于饱和状态，该液态制冷剂的焓比从第一膨胀阀37送向第一气液分离器36的处于气液两相状态的制冷剂低。
在第七方面的发明中，第一气液分离器36内的液态制冷剂在通过第二膨胀阀47时膨胀而成为气液两相状态，然后流入第二气液分离器46中而分离为液态制冷剂和气态制冷剂。第二气液分离器46内的气态制冷剂作为第二中压气态制冷剂流入第二注入通路45中。第二气液分离器46内的液态制冷剂处于饱和状态，该液态制冷剂的焓比从第二膨胀阀47送向第二气液分离器46的处于气液两相状态的制冷剂低。第二气液分离器46内的液态制冷剂供向蒸发器。
第八方面的发明，是在所述第一～第七方面中任一方面的发明中，所述第一压缩机构71和所述第二压缩机构72设置在一个压缩机50中；所述压缩机50包括与所述第一压缩机构71及第二压缩机构72都接合的一根驱动轴65。
在第八方面的发明中，第一压缩机构71和第二压缩机构72都由一根驱动轴65驱动。
第九方面的发明，是在所述第一～第七方面中任一方面的发明中，所述第一压缩机构71设置在第一压缩机50a中，所述第二压缩机构72设置在第二压缩机50b中；所述第一压缩机50a包括与所述第一压缩机构71接合的第一驱动轴65a，所述第二压缩机构72包括与所述第二压缩机构72接合的第二驱动轴65b。
在第九方面的发明中，第一压缩机构71由第一驱动轴65a驱动，第二压缩机构72由第二驱动轴65b驱动。
—发明的效果—
在本发明中的降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂的压力及密度比第二中压气态制冷剂高。在本发明中的压缩机50中，向第二压缩机构72供给第二中压气态制冷剂，另一方面，压力及密度比第二中压气态制冷剂的压力及密度高的第一中压气态制冷剂供向第一压缩机构71。因此，根据本发明，与向各个压缩机构71、72仅供给第二中压气态制冷剂的情况相比，能够增加从压缩机50中喷出的制冷剂的质量流量。还有，在本发明中，因为将第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂导入到压缩过程中的压缩室85、95内，所以从蒸发器吸入到压缩机50中的低压制冷剂的质量流量不会增加，而仅从压缩机50中喷向放热器的制冷剂的质量流量增加。因此，根据本发明，能够抑制压缩机50的驱动所需要的能量增加，并能够增加从压缩机50中喷出的制冷剂的质量流量，能够增加制冷剂在放热器中向空气等对象物放出的热量(即，制冷剂的放热量)。
还有，在本发明中，在降焓机构20，不但产生第一中压气态制冷剂，而且产生压力及温度比第一中压气态制冷剂的压力及温度低的第二中压气态制冷剂。因此，根据本发明，与在降焓机构20仅产生第一中压气态制冷剂的情况相比能够使从降焓机构20送向蒸发器的制冷剂的焓更低。其结果是，能够增加制冷剂在蒸发器中从空气等对象物吸热的热量(即，制冷剂的吸热量)。
如上所述，根据本发明，使放热器中的制冷剂质量流量增加，由此能够增加制冷剂在放热器中的放热量，而且降低流入蒸发器中的制冷剂的焓，由此能够增加制冷剂在蒸发器中的吸热量。因此，根据本发明，能够同时确保放热器中的制冷剂放热量和蒸发器中的制冷剂吸热量。
在进行多级压缩制冷循环的制冷剂回路中，中压气态制冷剂供向各级压缩机之间。也就是说，在进行例如三级压缩制冷循环的制冷剂回路中，中压气态制冷剂供向第一级压缩机与第二级压缩机之间、以及第二级压缩机与第三级压缩机之间。
另一方面，在本发明所涉及的制冷剂回路中，在降焓机构20产生压力互不相同的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂。因此，在本发明所涉及的制冷剂回路中，技术上能够采用下述结构，该结构是“用三个压缩机构进行三级压缩制冷循环，向第一级压缩机构与第二级压缩机构之间供给第二中压气态制冷剂，向第二级压缩机构与第三级压缩机构之间供给第一中压气态制冷剂的结构”。
然而，若对本发明所涉及的制冷剂回路采用上述结构，就会出现下述问题，即：不能够充分地提高制冷装置的运转效率，或者制冷装置的制造成本上升。在此，对所述问题加以说明。
在通常情况下，三级压缩制冷循环是在下述情况下进行的，该情况是：制冷循环的低压与高压之差较大，因而当采用双级压缩制冷循环或单级压缩制冷循环时只能得到较低的COP(性能系数)。
另一方面，为达成“同时确保放热器中的制冷剂放热量以及蒸发器中的制冷剂吸热量”这个目的，在本发明中采用了下述结构，该结构是：“降低流向蒸发器的制冷剂的焓的降焓机构20产生压力互不相同的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂的结构”。也就是说，为达成本申请发明的目的，在有些情况下，即使是在“制冷循环的低压与高压之差不太大，即使采用双级压缩制冷循环或单级压缩制冷循环也能够得到充分高的COP的情况”下，也须要采用“降焓机构20产生第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂的结构”。
在通常情况下，因为对制冷剂进行压缩的压缩机构由多个部件构成，所以在压缩机构产生部件部件间的摩擦损失等机械损失。因此，压缩机构的数量越多，在各个压缩机构产生的机械损失的总计就越大。还有，若设置在制冷装置中的压缩机构的数量增多，制冷装置的制造成本就会增大。因此，如果虽然在“制冷循环的低压与高压之差不太大，即使采用双级压缩制冷循环或单级压缩制冷循环也能够得到充分高的COP的情况”下，却采用“用三个压缩机构进行三级压缩制冷循环的结构”，那么就会出现下述问题，即：压缩机构中的机械损失增大，导致制冷装置的运转效率下降，或者制冷装置的制造成本由于压缩机构的数量增加而上升。
与此相对，根据第一方面的发明，在进行单级压缩制冷循环的制冷剂回路5中，已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂被吸入压缩机构71、72中。还有，根据第二及第三方面中的各个方面的发明，在进行双级压缩制冷循环的制冷剂回路5中，已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂被吸入压缩机构71、72中。
如上所述，根据本发明，即使是在进行单级压缩制冷循环或双级压缩制冷循环的制冷剂回路5中，也能够使压缩机构71、72吸入已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂。因此，根据本发明，能够回避发生“虽然制冷循环的低压与高压之差不太大，但是仅以对已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂进行处理为目的，进行三级压缩制冷循环”的情况，能够解决机械损失由于压缩机构的增加而增加、以及制造成本上升这些问题。
在所述第四方面的发明中，在降焓机构20设置有第一热交换器30和第二热交换器40。在第一热交换器30中，已从放热器中流出的高压制冷剂由第一中压制冷剂冷却，在第二热交换器40中，已在第一热交换器30中被冷却的高压制冷剂由第二中压制冷剂进一步被冷却。因此，根据本发明，能够在产生第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂的过程中可靠地降低从放热器送向蒸发器的制冷剂的焓。
根据所述第七方面的发明，在降焓机构20设置有第一气液分离器36和第二气液分离器46。第一气液分离器36仅将焓比从第一膨胀阀37供向第一气液分离器36的处于气液两相状态的制冷剂的焓低的饱和液态制冷剂送向第二气液分离器46。还有，第二气液分离器46仅将焓比从第二膨胀阀47供向第二气液分离器46的处于气液两相状态的制冷剂的焓低的饱和液态制冷剂送向蒸发器。因此，根据本发明，能够在产生第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂的过程中可靠地降低从放热器送向蒸发器的制冷剂的焓。
附图说明
图1是显示第一实施方式所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图2是第一实施方式所涉及的压缩机的纵向剖视图。
图3是第一实施方式所涉及的压缩机主要部分的横向剖视图，图3(a)显示第一压缩机构的横截面，图3(b)显示第二压缩机构的横截面。
图4是显示在第一实施方式所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图5是显示第二实施方式所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图6是显示在第二实施方式所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图7是显示第二实施方式的第一变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图8是显示第二实施方式的第二变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图9是显示在第二实施方式的第二变形例所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图10是显示第三实施方式所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图11是显示在第三实施方式所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图12是显示其它实施方式的第一变形例所涉及的热交换用部件的结构的概略立体图。
图13是显示其它实施方式的第一变形例所涉及的热交换用部件的结构的概略侧视图。
图14是显示其它实施方式的第二变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图15是显示在其它实施方式的第三变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图16是显示在其它实施方式的第三变形例所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图17是显示在其它实施方式的第四变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图18是显示在其它实施方式的第四变形例所涉及的制冷剂回路中所进行的制冷循环的焓熵图(压—焓图)。
图19是显示在其它实施方式的第四变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图20是显示在其它实施方式的第五变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图21是显示在其它实施方式的第五变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
图22是显示在其它实施方式的第五变形例所涉及的空调装置的结构的制冷剂回路图。
—符号说明—
1        空调装置(制冷装置)
5        制冷剂回路
7        主通路部分
20       降焓机构
21       分支通路
22       膨胀机构
30       第一热交换器
33       第一分支管道
34       第一膨胀阀
35       第一注入管道(第一注入通路)
36       第一气液分离器
37       第一膨胀阀
40       第二热交换器
43       第二分支管道
44       第二膨胀阀
45       第二注入管道(第二注入通路)
46       第二气液分离器
47       第二膨胀阀
50       压缩机
65       驱动轴
71       第一压缩机构
72       第二压缩机构
85       第一压缩室(压缩室)
95       第二压缩室(压缩室)
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的实施方式加以详细的说明。
(发明的第一实施方式)
对本发明的第一实施方式加以说明。本实施方式涉及由制冷装置构成的空调装置1。
<制冷剂回路的结构>
本实施方式中的空调装置1包括制冷剂回路5。制冷剂回路5是填充有制冷剂的闭合回路，通过使制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。在该制冷剂回路5中填充有非共沸混合制冷剂，该非共沸混合制冷剂由高沸点成分即2，3，3，3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)和低沸点成分即HFC-32(二氟甲烷)构成。
如图1所示，在制冷剂回路5中设置有压缩机50、四通换向阀11、室外热交换器12、桥接回路15及室内热交换器14。压缩机50的喷出管52与四通换向阀11的第一阀口相连接；压缩机50的吸入管53、54与四通换向阀11的第二阀口相连接。室外热交换器12的气体侧端与四通换向阀11的第三阀口相连接；室外热交换器12的液体侧端与桥接回路15相连接。室内热交换器14的气体侧端与四通换向阀11的第四阀口相连接；室内热交换器14的液体侧端与桥接回路15相连接。
压缩机50是全密闭型旋转式压缩机。在该压缩机50中，构成第一压缩机构71及第二压缩机构72的主体部70、用来驱动主体部70的电动机60以及联结主体部70及电动机60的驱动轴65收纳在壳体51内。后面对压缩机50进行详细的说明。
四通换向阀11能够在第一状态(在图1中用实线所示的状态)与第二状态(在图1中用虚线所示的状态)之间进行切换，在该第一状态下，第一阀口与第三阀口相连通并且第二阀口与第四阀口相连通；在该第二状态下，第一阀口与第四阀口相连通并且第二阀口与第三阀口相连通。室外热交换器12使室外空气与制冷剂进行热交换；室内热交换器14使室内空气与制冷剂进行热交换。
桥接回路15包括四个止回阀16～19。在该桥接回路15中，第一止回阀16的流出一侧与第二止回阀17的流出一侧相连接，第二止回阀17的流入一侧与第三止回阀18的流出一侧相连接，第三止回阀18的流入一侧与第四止回阀19的流入一侧相连接，第四止回阀19的流出一侧与第一止回阀16的流入一侧相连接。还有，在该桥接回路15中，在第四止回阀19与第一止回阀16之间连接有室外热交换器12的液体侧端，在第二止回阀17与第三止回阀18之间连接有室内热交换器14的液体侧端。
还有，在制冷剂回路5中，设置有单向流通管路6。单向流通管路6的入口端连接在桥接回路15的第一止回阀16与第二止回阀17之间；单向流通管路6的出口端连接在桥接回路15的第三止回阀18与第四止回阀19之间。在该单向流通管路6中，制冷剂总是从该单向流通管路6的入口端流向出口端。在制冷剂回路5中，将室外热交换器12的液体侧端及桥接回路15连接起来的管道、将室内热交换器14的液体侧端及桥接回路15连接起来的管道、桥接回路15以及单向流通管路6构成主通路部分7。
在单向流通管路6中，从该单向流通管路6的入口端向出口端依次连接有第一热交换器30、第二热交换器40及主膨胀阀13。主膨胀阀13是所谓的电子膨胀阀。第一热交换器30和第二热交换器40分别包括高压侧流路31、41和中压侧流路32、42，构成为：能够使流经高压侧流路31、41的制冷剂与流经中压侧流路32、42的制冷剂进行热交换。第一热交换器30的高压侧流路31和第二热交换器40的高压侧流路41分别与单向流通管路6相连接。
在第一热交换器30的中压侧流路32上，连接有第一分支管道33和第一注入管道35。第一分支管道33的一端连接在单向流通管路6中第一热交换器30的上游一侧，第一分支管道33的另一端连接在第一热交换器30的中压侧流路32的入口端。还有，在第一分支管道33中设置有由所谓的电子膨胀阀构成的第一膨胀阀34。第一膨胀阀34通过使已从单向流通管路6流入第一分支管道33中的高压制冷剂膨胀，来产生第一中压制冷剂。第一注入管道35的一端连接在第一热交换器30的中压侧流路32的出口端，第一注入管道35的另一端连接在压缩机50的第一压缩机构71上。
在第二热交换器40的中压侧流路42上，连接有第二分支管道43和第二注入管道45。第二分支管道43的一端连接在单向流通管路6中第一热交换器30与第二热交换器40之间，第二分支管道43的另一端连接在第二热交换器40的中压侧流路42的入口端。还有，在第二分支管道43中设置有由所谓的电子膨胀阀构成的第二膨胀阀44。第二膨胀阀44通过使已从单向流通管路6流入第二分支管道43中的高压制冷剂膨胀，来产生第二中压制冷剂。第二注入管道45的一端连接在第二热交换器40的中压侧流路42的出口端，第二注入管道45的另一端连接在压缩机50的第二压缩机构72上。
在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，第一热交换器30、第一分支管道33、第一膨胀阀34、第二热交换器40、第二分支管道43及第二膨胀阀44构成用来使流经单向流通管路6的制冷剂的焓下降的降焓机构20。还有，在该制冷剂回路5中，第一分支管道33和第二分支管道43构成分支通路21，第一膨胀阀34和第二膨胀阀44构成膨胀机构22。再说，在该制冷剂回路5中，第一注入管道35构成第一注入通路，第二注入管道45构成第二注入通路。
<压缩机的结构>
如图2所示，压缩机50包括壳体51、主体部70、电动机60及驱动轴65。壳体51形成为两端已被封闭且纵长的空心圆筒状。在壳体51内，电动机60配置在主体部70的上方。还有，在壳体51的顶部设置有贯通壳体51的喷出管52。
电动机60包括定子61和转子62。定子61固定在壳体51躯干部靠近上端的部分。转子62配置在定子61的内侧。
驱动轴65包括主轴部68、第一偏心部66及第二偏心部67。主轴部68中靠近上端的部分联结在转子62上。第一偏心部66和第二偏心部67形成在主轴部68靠近下端的位置上。第一偏心部66配置在第二偏心部67的上方。第一偏心部66的外径和第二偏心部67的外径都比主轴部68的外径大，第一偏心部66和第二偏心部67都偏心于主轴部68的轴心。第一偏心部66偏心于主轴部68的轴心的偏心方向与第二偏心部67偏心于主轴部68的轴心的偏心方向相反。在主轴部68中形成有从该主轴部68的下端向上方延伸的供油通路69。
主体部70包括前气缸盖73、第一气缸81、中间板75、第二气缸91及后气缸盖74，构成摇动活塞型旋转式流体机械。在该主体部70，从下向上依次层叠有后气缸盖74、第二气缸91、中间板75、第一气缸81及前气缸盖73，这些部件由未图示的螺栓相互紧固在一起。
如图3所示，在第一气缸81内收纳有第一活塞82，在第二气缸91内收纳有第二活塞92。各个活塞82、92形成为高度较低且板材厚度较厚的圆筒状。第一偏心部66插入第一活塞82内，第二偏心部67插入第二活塞92内。还有，在各个活塞82、92上一体地形成有从该各个活塞82、92的外周面上突出的平板状叶片83、93。与第一活塞82形成为一体的叶片83经一对衬套84由第一气缸81支撑。与第二活塞92形成为一体的叶片93经一对衬套94由第二气缸91支撑。
夹于前气缸盖73与中间板75之间的第一气缸81，在该第一气缸81的内周面与第一活塞82的外周面之间形成有第一压缩室85。第一压缩室85由叶片83划分为低压一侧和高压一侧。夹于中间板75与后气缸盖74之间的第二气缸91，在该第二气缸91的内周面与第二活塞92的外周面之间形成有第二压缩室95。第二压缩室95由叶片93划分为低压一侧和高压一侧。
在第一气缸81中形成有第一吸入口86。还有，在第二气缸91中形成有第二吸入口96。在各个气缸81、91中，吸入口86、96径向贯穿气缸81、91。还有，在气缸81、91的内周面上，各个吸入口86、96位于图3中的叶片83、93的右侧附近。第一吸入管53插入第一吸入口86内，第二吸入管54插入第二吸入口96内。各根吸入管53、54向壳体51的外部延伸。
在前气缸盖73中形成有第一喷出口87。第一喷出口87贯穿前气缸盖73。在前气缸盖73的前表面(下表面)上，第一喷出口87位于图3(a)中的叶片83的左侧附近。还有，在前气缸盖73上设置有用来打开、关闭第一喷出口87的第一喷出阀88。
在后气缸盖74中形成有第二喷出口97。第二喷出口97贯穿后气缸盖74。在后气缸盖74的前表面(上表面)上，第二喷出口97位于图3(b)中的叶片93的左侧附近。还有，在后气缸盖74上设置有用来对第二喷出口97进行开闭的第二喷出阀98。
在中间板75中形成有第一注入口89。第一注入口89的一端位于中间板75的上表面上，第一注入口89的另一端位于中间板75的外侧面上。在中间板75的上表面上，第一注入口89的一端位于面对第一压缩室85的部位。第一注入管道35插入第一注入口89的另一端。
在后气缸盖74中形成有第二注入口99。第二注入口99的一端位于后气缸盖74的前表面(上表面)上，第二注入口99的另一端位于后气缸盖74的外侧面上。在后气缸盖74的前表面上，第二注入口99的一端位于面对第二压缩室95的部位。第二注入管道45插入第二注入口99的另一端。
在本实施方式所涉及的压缩机50的主体部70，前气缸盖73、第一气缸81、中间板75、第一活塞82及叶片83构成形成第一压缩室85的第一压缩机构71。还有，在该主体部70，后气缸盖74、第二气缸91、中间板75、第二活塞92及叶片93构成形成第二压缩室95的第二压缩机构72。
—运转动作—
本实施方式所涉及的空调装置1，在制冷运转与制热运转之间进行切换并进行该制冷运转或该制热运转。
<空调装置的制冷运转>
参照图1对空调装置1在制冷运转过程中的工作情况加以说明。在制冷运转时，四通换向阀11设定为第一状态(在图1中用实线所示的状态)，适当地调节第一膨胀阀34、第二膨胀阀44及主膨胀阀13的开度。在该状态下驱动压缩机50以后，制冷剂在制冷剂回路5中沿在图1中用实线箭头所示的方向循环，进行蒸气压缩式制冷循环。此时，在制冷剂回路5中，室外热交换器12作为冷凝器(即，放热器)动作，室内热交换器14作为蒸发器动作。
已从压缩机50中喷出的制冷剂经过四通换向阀11流入室外热交换器12中，再向室外空气放热而冷凝。之后，制冷剂经过桥接回路15的第一止回阀16流入单向流通管路6中。
已流入单向流通管路6中的高压制冷剂的一部分流入第一分支管道33中，剩余部分流入第一热交换器30的高压侧流路31中。已流入第一分支管道33中的高压制冷剂在经过第一膨胀阀34时膨胀而成为第一中压制冷剂，然后流入第一热交换器30的中压侧流路32中。在第一热交换器30中，流经高压侧流路31的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路32的第一中压制冷剂蒸发而成为第一中压气态制冷剂。第一中压气态制冷剂经过第一注入管道35送向压缩机50。
已从第一热交换器30的高压侧流路31中流出的高压制冷剂的一部分流入第二分支管道43中，剩余部分流入第二热交换器40的高压侧流路41中。已流入第二分支管道43中的高压制冷剂在经过第二膨胀阀44时膨胀而成为第二中压制冷剂，然后流入第二热交换器40的中压侧流路42中。在第二热交换器40中，流经高压侧流路41的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路42的第二中压制冷剂蒸发而成为第二中压气态制冷剂。第二中压气态制冷剂经过第二注入管道45送向压缩机50。
已从第二热交换器40的高压侧流路41中流出的高压制冷剂在经过主膨胀阀13时膨胀而成为低压制冷剂。该低压制冷剂经过桥接回路15的第三止回阀18流入室内热交换器14中，再从室内空气吸热而蒸发。之后，制冷剂经过四通换向阀11被吸入压缩机50的主体部70中。在室内热交换器14中，使室内空气与制冷剂进行热交换，由此对室内空气进行冷却，将已冷却的室内空气向室内送回。
<空调装置的制热运转>
参照图1对空调装置1在制热运转过程中的工作情况加以说明。在制热运转时，四通换向阀11设定为第二状态(在图1中用虚线所示的状态)，适当地调节第一膨胀阀34、第二膨胀阀44及主膨胀阀13的开度。在该状态下驱动压缩机50以后，制冷剂在制冷剂回路5中沿在图1中用虚线箭头所示的方向循环，进行蒸气压缩式制冷循环。此时，在制冷剂回路5中，室内热交换器14作为冷凝器(即，放热器)动作，室外热交换器12作为蒸发器动作。
已从压缩机50中喷出的制冷剂经过四通换向阀11流入室内热交换器14中，再向室内空气放热而冷凝。之后，制冷剂经过桥接回路15的第二止回阀17流入单向流通管路6中。在室内热交换器14中，使室内空气与制冷剂进行热交换，由此对室内空气进行加热，将已加热的室内空气向室内送回。
已流入单向流通管路6中的高压制冷剂的一部分流入第一分支管道33中，剩余部分流入第一热交换器30的高压侧流路31中。已流入第一分支管道33中的高压制冷剂在经过第一膨胀阀34时膨胀而成为第一中压制冷剂，然后流入第一热交换器30的中压侧流路32中。在第一热交换器30中，流经高压侧流路31的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路32的第一中压制冷剂蒸发而成为第一中压气态制冷剂。第一中压气态制冷剂经过第一注入管道35送向压缩机50。
已从第一热交换器30的高压侧流路31中流出的高压制冷剂的一部分流入第二分支管道43中，剩余部分流入第二热交换器40的高压侧流路41中。已流入第二分支管道43中的高压制冷剂在经过第二膨胀阀44时膨胀而成为第二中压制冷剂，然后流入第二热交换器40的中压侧流路32中。在第二热交换器40中，流经高压侧流路41的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路42的第二中压制冷剂蒸发而成为第二中压气态制冷剂。第二中压气态制冷剂经过第二注入管道45送向压缩机50。
已从第二热交换器40的高压侧流路41中流出的高压制冷剂在经过主膨胀阀13时膨胀而成为低压制冷剂。该低压制冷剂经过桥接回路15的第四止回阀19流入室外热交换器12中，再从室外空气吸热而蒸发。之后，制冷剂经过四通换向阀11被吸入压缩机50的主体部70中。
<压缩机的工作情况>
参照图2及图3对压缩机50的工作情况加以说明。如上所述，压缩机50的主体部70从室外热交换器12及室内热交换器14中作为蒸发器动作的热交换器中吸入低压制冷剂。向压缩机50流来的低压制冷剂的一半被吸入第一压缩机构71的第一压缩室85中，另一半被吸入第二压缩机构72的第二压缩室95中。
在第一压缩机构71中，低压制冷剂经过第一吸入口86被吸入第一压缩室85中。在与第一吸入口86之间已被隔断的封闭状态下的第一压缩室85中，制冷剂伴随着第一活塞82的移动逐渐被压缩。此时，第一中压气态制冷剂经由第一注入管道35及第一注入口89导入封闭状态下的第一压缩室85内。如上所述，低压制冷剂经由第一吸入口86被吸入第一压缩室85内，并且第一中压气态制冷剂经由第一注入口89被吸入第一压缩室85内。第一压缩机构71对已吸入到第一压缩室85内的制冷剂进行压缩，将已压缩的高压制冷剂从第一喷出口87喷向壳体51的内部空间。
在第二压缩机构72中，低压制冷剂经过第二吸入口96被吸入第二压缩室95中。在与第二吸入口96之间已被隔断的封闭状态下的第二压缩室95中，制冷剂伴随着第二活塞92的移动逐渐被压缩。此时，第二中压气态制冷剂经由第二注入管道45及第二注入口99导入封闭状态下的第二压缩室95内。如上所述，低压制冷剂经由第二吸入口96被吸入第二压缩室95内，并且第二中压气态制冷剂经由第二注入口99被吸入第二压缩室95内。第二压缩机构72对已吸入到第二压缩室95内的制冷剂进行压缩，将已压缩的高压制冷剂从第二喷出口97喷向壳体51的内部空间。
第一压缩机构71及第二压缩机构72分别将高压制冷剂喷向壳体51的内部空间。已从各个压缩机构71、72中喷出的高压制冷剂在壳体51的内部空间内向上方流动，经由喷出管52送向壳体51的外部。
虽然未图示，但是在壳体51的内部空间的底部积存有冷冻机油。该冷冻机油流入在驱动轴65的下端开口的供油通路69内，供向各个压缩机构71、72而利用于滑动部分的润滑。
<制冷循环>
参照图4的焓熵图(压—焓图)对在制冷剂回路5中进行的制冷循环加以说明。应予说明，在以下说明中，“蒸发器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为蒸发器动作的热交换器(即，若是在制冷运转过程中，就指室内热交换器14；若是在制热运转过程中，就指室外热交换器12)；“冷凝器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为冷凝器动作的热交换器(即，若是在制冷运转过程中，就指室外热交换器12；若是在制热运转过程中，就指室内热交换器14)。
从压缩机50中喷出的是点D的状态下的制冷剂(压力为PH的气态制冷剂)。该点D的状态下的制冷剂在冷凝器中向空气放热而成为点E的状态，然后流入单向流通管路6中。将从冷凝器流入单向流通管路6中的高压制冷剂的质量流量设为mc。
已流入单向流通管路6中的高压制冷剂的一部分流入第一分支管道33中，剩余部分流入第一热交换器30的高压侧流路31中。将流入第一分支管道33中的高压制冷剂的质量流量设为mi1。已流入第一分支管道33中的高压制冷剂在通过第一膨胀阀34时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM1，成为点F的状态(气液两相状态)下的第一中压制冷剂。该第一中压制冷剂流入第一热交换器30的中压侧流路32中。
在第一热交换器30中，流经高压侧流路31的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路32的第一中压制冷剂蒸发而成为第一中压气态制冷剂。焓下降而已成为点H的状态的高压制冷剂从第一热交换器30的高压侧流路31中流出。另一方面，点G的状态下的第一中压气态制冷剂从第一热交换器30的中压侧流路32中流出。该压力为PM1的第一中压气态制冷剂通过第一注入管道35送向压缩机50。供向压缩机50的第一中压气态制冷剂的质量流量为mi1。
已从第一热交换器30的高压侧流路31中流出且处于点H的状态的高压制冷剂的一部分流入第二分支管道43中，剩余部分流入第二热交换器40的高压侧流路41中。将流入第二分支管道43中的高压制冷剂的质量流量设为mi2。已流入第二分支管道43中的高压制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM2，成为点I的状态(气液两相状态)下的第二中压制冷剂。与点F的状态下的第一中压制冷剂相比，点I的状态下的第二中压制冷剂的压力、比焓及温度都更低。该第二中压制冷剂流入第二热交换器40的中压侧流路32中。
在第二热交换器40中，流经高压侧流路41的高压制冷剂被冷却，流经中压侧流路42的第二中压制冷剂蒸发而成为第二中压气态制冷剂。焓下降而已成为点K的状态的高压制冷剂从第二热交换器40的高压侧流路41中流出。另一方面，点J的状态下的第二中压气态制冷剂从第二热交换器40的中压侧流路42中流出。该压力为PM2的第二中压气态制冷剂通过第二注入管道45送向压缩机50。供向压缩机50的第二中压气态制冷剂的质量流量为mi2。
已从第二热交换器40的高压侧流路41中流出且处于点K的状态的高压制冷剂，在通过主膨胀阀13时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PL，成为点L的状态(气液两相状态)下的低压制冷剂。该低压制冷剂流入蒸发器中并从空气吸热，蒸发而成为点A的状态，然后被吸入压缩机50中。在压缩机50中，处于点A的状态的制冷剂被吸入第一压缩机构71的第一压缩室85及第二压缩机构72的第二压缩室95中。将从蒸发器中被吸入压缩机50中的低压制冷剂的质量流量设为me。
在压缩机50的第一压缩机构71中，已吸入到第一压缩室85内的制冷剂被压缩，第一压缩室85内的制冷剂从点A的状态向点B的状态逐渐变化。另一方面，处于点G的状态的第一中压气态制冷剂从第一注入口89被导入已成为封闭状态的压缩过程中的第一压缩室85内。在第一压缩室85中，在点A的状态下流入第一压缩室85中并逐渐被压缩的制冷剂和已从第一注入口89流入且处于点G的状态的第一中压气态制冷剂相混合，混合后的制冷剂被压缩而成为点D的状态。
另一方面，在压缩机50的第二压缩机构72中，已吸入到第二压缩室95内的制冷剂被压缩，第二压缩室95内的制冷剂从点A的状态向点B’的状态逐渐变化。另一方面，处于点J的状态的第二中压气态制冷剂从第二注入口99被导入已成为封闭状态的压缩过程中的第二压缩室95内。在第二压缩室95中，在点A的状态下流入第二压缩室95中并逐渐被压缩的制冷剂和已从第二注入口99流入且处于点J的状态的第二中压气态制冷剂相混合，混合后的制冷剂被压缩而成为点D的状态。
如上所述，压缩机50的主体部70吸入从蒸发器送来的低压制冷剂(质量流量me)、经由第一注入管道35供来的第一中压气态制冷剂(质量流量mi1)及经由第二注入管道45供来的第二中压气态制冷剂(质量流量mi2)，并进行压缩。因此，从压缩机50喷向冷凝器的高压制冷剂的质量流量mc的值是压缩机50的主体部70所吸入的低压制冷剂、第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂的质量流量的总和(mc＝me+mi1+mi2)。
—第一实施方式的效果—
在本实施方式所涉及的空调装置1的制冷剂回路5中，在第一热交换器30中产生第一中压气态制冷剂，在第二热交换器40中产生第二中压气态制冷剂。还有，与第二中压气态制冷剂相比第一中压气态制冷剂的压力及密度都更高。在本实施方式所涉及的空调装置1的制冷剂回路5中，供向压缩机50的第二压缩机构72的是第二中压气态制冷剂，而供向压缩机50的第一压缩机构71的是压力及密度都比第二中压气态制冷剂高的第一中压气态制冷剂。因此，根据本实施方式，与向各个压缩机构71、72仅提供第二中压气态制冷剂的情况相比能够增大从压缩机50喷出的制冷剂的质量流量mc。
还有，在本实施方式所涉及的空调装置1中，向第一压缩机构71的压缩过程中的压缩室85导入第一中压气态制冷剂，向第二压缩机构72的压缩过程中的压缩室95导入第二中压气态制冷剂。因此，能够以不让从蒸发器被吸入压缩机50中的低压制冷剂的质量流量me增加的方式仅让从压缩机50喷向冷凝器的制冷剂的质量流量mc增加。也就是说，根据本实施方式，能够以不让设置在压缩机50中的压缩机构71、72的转速(即，驱动各个压缩机构71、72的活塞82、92的驱动轴65的转速)上升的方式使从压缩机50中喷出的制冷剂的质量流量增加。其结果是，能够抑制压缩机50的电动机60消耗的功率增加，并且使从压缩机50中喷出的制冷剂的质量流量增加，能够使制冷剂在冷凝器中向空气放热的热量(即，制冷剂放热量)增加。
还有，在本实施方式所涉及的空调装置1的制冷剂回路5中，使高压制冷剂在第一热交换器30中与第一中压制冷剂进行热交换，由此对高压制冷剂进行冷却，使已在第一热交换器30中被冷却的高压制冷剂在第二热交换器40中与第二中压制冷剂(即，与第一中压制冷剂相比压力及温度都更低的制冷剂)进行热交换，由此进一步对该高压制冷剂进行冷却。因此，根据本实施方式，与使从冷凝器送向蒸发器的高压制冷剂仅与第一中压制冷剂进行热交换的情况相比，能够使流入蒸发器中的制冷剂的焓更低。其结果是，能够使制冷剂在蒸发器中从空气吸热的热量(即，制冷剂的吸热量)增大。
如上所述，根据本实施方式，通过增大制冷剂在冷凝器中的质量流量，则能够增加制冷剂在冷凝器中的放热量，进而通过使流入蒸发器中的制冷剂的焓下降，则能够增大制冷剂在蒸发器中的吸热量。也就是说，根据本实施方式，能够同时确保冷凝器中的制冷剂放热量和蒸发器中的制冷剂吸热量。因此，根据本实施方式，能够抑制空调装置1的功耗增加，并能够使空调装置1的制热能力(即，在作为冷凝器动作的室内热交换器14中，制冷剂向室内空气放热的热量)增强，进而能够使空调装置1的制冷能力(即，在作为蒸发器动作的室内热交换器14中，制冷剂从室内空气吸热的热量)增强。
还有，如上所述，在本实施方式所涉及的空调装置1的制冷剂回路5中，能够使流入蒸发器中的制冷剂的焓较低。因此，能够保持蒸发器中的制冷剂吸热量，并减少制冷剂在蒸发器中的质量流量。制冷剂在蒸发器中的质量流量减少后，制冷剂在蒸发器中的流速下降，通过蒸发器时产生的制冷剂压力损失减小。制冷剂在蒸发器中的压力损失减小后，被吸入压缩机50中的低压制冷剂的压力上升，该上升量与蒸发器中的压力损失减小量相等，其结果是压缩机50的电动机60的功耗减少。因此，根据本实施方式，能够保持蒸发器中的制冷剂放热量，并能够减少压缩机50的功耗，能够提高空调装置1在制冷运转时的性能系数(COP)。
在进行多级压缩制冷循环的制冷剂回路中，中压气态制冷剂供向各级压缩机之间。也就是说，在进行例如三级压缩制冷循环的制冷剂回路中，中压气态制冷剂供向第一级压缩机与第二级压缩机之间、以及第二级压缩机与第三级压缩机之间。
另一方面，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，在降焓机构20产生压力互不相同的第一中压气态制冷剂和第二中压气态制冷剂。因此，在本实施方式所涉及的制冷剂回路中，技术上能够采用下述结构，该结构是“用三个压缩机构进行三级压缩制冷循环，向第一级压缩机构与第二级压缩机构之间供给第二中压气态制冷剂，向第二级压缩机构与第三级压缩机构之间供给第一中压气态制冷剂的结构”。
然而，若对本实施方式所涉及的制冷剂回路采用上述结构，就会出现下述问题，即：不能够充分地提高空调装置的运转效率，或者空调装置的制造成本上升。在此，对所述问题加以说明。
在通常情况下，三级压缩制冷循环是在下述情况下进行的，该情况是：制冷循环的低压与高压之差较大，因而当采用双级压缩制冷循环或单级压缩制冷循环时只能得到较低的COP(性能系数)。另一方面，在空调装置的制冷剂回路中进行的制冷循环的低压及高压的值是与人所在的居室内的气温及户外的气温相对应的值。可以预测为居室内或户外的气温达到极高或极低的值的可能性很低，因而在通常情况下，在空调装置的制冷剂回路中进行的制冷循环的低压与高压之差不会成为极大的值。
因为对制冷剂进行压缩的压缩机构由多个部件构成，所以在压缩机构产生部件间的摩擦损失等机械损失。因此，压缩机构的数量越多，在各个压缩机构产生的机械损失的总计就越大。还有，若设置在空调装置中的压缩机构的数量增多，空调装置的制造成本就会增大。因此，如果虽然在“制冷循环的低压与高压之差不太大，即使采用单级压缩制冷循环也能够得到充分高的COP的情况”下，却采用“用三个压缩机构进行三级压缩制冷循环的结构”，那么就会出现下述问题，即：压缩机构中的机械损失增大，导致制冷装置的运转效率下降，或者空调装置的制造成本由于压缩机构的数量增加而上升。
与此相对，根据本实施方式所涉及的空调装置1，在进行单级压缩制冷循环的制冷剂回路5中，将已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂吸入到第一压缩机构71中，将已在降焓机构20产生的第二中压气态制冷剂吸入到第二压缩机构72中。也就是说，根据本实施方式，能够将压力互不相同的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂都吸入到进行单级压缩的压缩机50中。因此，根据本实施方式，能够仅使用两个压缩机构71、72，来对压力互不相同的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂进行处理，能够解决压缩机50的机械损失由于压缩机构的增加而增加、以及空调装置1的制造成本上升这些问题。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式加以说明。本实施方式是在所述第一实施方式所涉及的空调装置1中改变制冷剂回路5的结构而成的。在此，对本实施方式所涉及的制冷剂回路5中与所述第一实施方式不同之处加以说明。
如图5所示，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，第二分支管道43的连接位置与所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5不同。具体而言，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，第二分支管道43的一端连接在第一分支管道33中第一膨胀阀34与第一热交换器30之间。第二分支管道43的另一端与第二热交换器40相连接，这一点与所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5相同。
对在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环加以说明。应予说明，下面对该制冷循环中与在所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环不同之处加以说明。还有，在以下说明中，“蒸发器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为蒸发器动作的热交换器；“冷凝器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为冷凝器动作的热交换器。
如图6中的焓熵图(压—焓图)所示的那样，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环中，流经第一分支管道33及第二分支管道43的制冷剂的状态变化情况与在所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环不同。
具体而言，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，已通过桥接回路15流入单向流通管路6中的高压制冷剂(处于点D的状态的制冷剂)的一部分流入第一分支管道33中。已流入第一分支管道33中的高压制冷剂在通过第一膨胀阀34时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM1，成为点F的状态下的第一中压制冷剂。该第一中压制冷剂的一部分流入第一热交换器30的中压侧流路32中，剩余部分流入第二分支管道43中。已流入第一热交换器30的中压侧流路32中的第一中压制冷剂从流经该第一热交换器30的高压侧流路31的高压制冷剂吸热而蒸发，成为第一中压气态制冷剂，供向压缩机50的第一压缩机构71。还有，流经第一热交换器30的高压侧流路31的高压制冷剂降低焓而成为点H的状态。
另一方面，已流入第二分支管道43中的第一中压制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀，该第一中压制冷剂的压力从PM1下降到PM2，成为点I的状态下的第二中压制冷剂。该第二中压制冷剂全都流入第二热交换器40的中压侧流路42中。已流入第二热交换器40的中压侧流路42中的第二中压制冷剂从流经该第二热交换器40的高压侧流路41的高压制冷剂吸热而蒸发，成为第二中压气态制冷剂，供向压缩机50的第二压缩机构72。还有，流经第二热交换器40的高压侧流路41的高压制冷剂降低焓而成为点K的状态。
—第二实施方式的第一变形例—
如图7所示，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，第二分支管道43的一端也可以连接在第一分支管道33中第一膨胀阀34的上游一侧。
在本变形例所涉及的制冷剂回路5中，进行图6中的焓熵图所示的制冷循环。在该制冷剂回路5中，已从单向流通管路6中流入第一分支管道33中的高压制冷剂(处于图6中的点E的状态的制冷剂)的一部分送向第一膨胀阀34，剩余部分流入第二分支管道43中。已送向第一膨胀阀34的高压制冷剂在通过第一膨胀阀34时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM1，成为图6中的点F的状态下的第一中压制冷剂，流入第一热交换器30中。另一方面，已流入第二分支管道43中的高压制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM2，成为图6中的点I的状态下的第二中压制冷剂，流入第二热交换器40中。
—第二实施方式的第二变形例—
如图8所示，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，也可以是这样的，即：在第一分支管道33的中途设置有气液分离器23，第二分支管道43的一端连接在该气液分离器23上。
具体而言，在本变形例所涉及的制冷剂回路5中，第一分支管道33分为上游侧部分33a和下游侧部分33b。第一分支管道33的上游侧部分33a的一端连接在单向流通管路6中第一热交换器30的上游一侧，该上游侧部分33a的另一端与气液分离器23的流入口相连接。还有，第一膨胀阀34设置在第一分支管道33的上游侧部分33a中。另一方面，第一分支管道33的下游侧部分33b的一端与气液分离器23的气态制冷剂的流出口相连接，该下游侧部分33b的另一端与第一热交换器30的中压侧流路32相连接。还有，第二分支管道43的一端与气液分离器23的液态制冷剂的流出口相连接，该第二分支管道43的另一端与第二热交换器40的中压侧流路42相连接。
在本变形例所涉及的制冷剂回路5中，进行图9中的焓熵图所示的制冷循环。在该制冷剂回路5中，已从单向流通管路6中流入第一分支管道33的上游侧部分33a中的高压制冷剂(点E的状态下的制冷剂)在通过第一膨胀阀34时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM1，成为点F的状态下的第一中压制冷剂，流入气液分离器23中。在气液分离器23中，已流入的第一中压制冷剂分离为点F’的状态下的饱和液态制冷剂和点F”的状态下的饱和气态制冷剂。
点F”的状态下的饱和气态制冷剂通过第一分支管道33的下游侧部分33b流入第一热交换器30的中压侧流路32中，从流经该第一热交换器30的高压侧流路31的高压制冷剂吸热而成为点G的状态下的第一中压气态制冷剂。流经第一热交换器30的高压侧流路31的高压制冷剂由流经中压侧流路32的制冷剂冷却，成为点H的状态。
另一方面，点F’的状态下的饱和液态制冷剂流入第二分支管道43中。已流入第二分支管道43中的制冷剂在通过第二膨胀阀44时膨胀，该制冷剂的压力从PM1下降到PM2，成为点I的状态下的第二中压制冷剂，流入第二热交换器40中。在第二热交换器40中，流经中压侧流路42的第二中压制冷剂从流经高压侧流路41的高压制冷剂吸热而蒸发，成为点J的状态下的第二中压气态制冷剂。还有，流经第二热交换器40的高压侧流路41的高压制冷剂由流经中压侧流路42的制冷剂冷却，成为点K的状态。
(发明的第三实施方式)
对本发明的第三实施方式加以说明。本实施方式是在所述第一实施方式所涉及的空调装置1中改变制冷剂回路5的结构而成的。在此，对本实施方式所涉及的制冷剂回路5中与所述第一实施方式不同之处加以说明。
如图10所示，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，省略了第一实施方式中的第一分支管道33、第二分支管道43、第一热交换器30及第二热交换器40。而在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，在该制冷剂回路5的单向流通管路6中设置有第一膨胀阀37、第一气液分离器36、第二膨胀阀47及第二气液分离器46。
在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，按从单向流通管路6的入口端到出口端的顺序依次配置有第一膨胀阀37、第一气液分离器36、第二膨胀阀47及第二气液分离器46。在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，单向流通管路6的入口端经由第一膨胀阀37与第一气液分离器36的流入口相连接。第一气液分离器36的气态制冷剂流出口与第一注入管道35相连接，液态制冷剂流出口经由第二膨胀阀47与第二气液分离器46的流入口相连接。第二气液分离器46的气态制冷剂流出口与第二注入管道45相连接，液态制冷剂流出口与主膨胀阀13相连接。
对在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环加以说明。应予说明，下面对该制冷循环中与在所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环不同之处加以说明。还有，在以下说明中，“蒸发器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为蒸发器动作的热交换器；“冷凝器”指室外热交换器12及室内热交换器14中作为冷凝器动作的热交换器。
如图11中的焓熵图所示的那样，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环中，流经制冷剂回路5的单向流通管路6的制冷剂的状态变化情况与在所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5中进行的制冷循环不同。
具体而言，在本实施方式所涉及的制冷剂回路5中，已通过桥接回路15流入单向流通管路6中的高压制冷剂(处于点D的状态的制冷剂)在通过第一膨胀阀37时膨胀，该高压制冷剂的压力从PH下降到PM1，成为点F的状态(气液两相状态)下的制冷剂，流入第一气液分离器36中。在第一气液分离器36中，已流入的制冷剂分离为点F’的状态下的饱和液态制冷剂和点F”的状态下的饱和气态制冷剂。点F’的状态下的饱和液态制冷剂从第一气液分离器36中向第二膨胀阀47流出。点F”的状态下的饱和气态制冷剂通过第一注入管道35供向压缩机50的第一压缩机构71。
已从第一气液分离器36中流出且处于点F’的状态的饱和液态制冷剂在通过第二膨胀阀47时膨胀，该制冷剂的压力从PM1下降到PM2，成为点I的状态(气液两相状态)下的制冷剂，流入第二气液分离器46中。在第二气液分离器46中，已流入的制冷剂分离为点I’的状态下的饱和液态制冷剂和点I”的状态下的饱和气态制冷剂。点I’的状态下的饱和液态制冷剂从第二气液分离器46中向主膨胀阀13流出。点I”的状态下的饱和气态制冷剂通过第二注入管道45供向压缩机50的第二压缩机构72。
已从第二气液分离器46中流出且处于点I’的状态的饱和液态制冷剂在通过主膨胀阀13时膨胀，该制冷剂的压力从PM2下降到PL，成为点L的状态(气液两相状态)下的制冷剂。已通过主膨胀阀13且处于点L的状态的低压制冷剂供向蒸发器。
(其它实施方式)
—第一变形例—
在所述第一及第二实施方式中，第一热交换器30和第二热交换器40也可以主要由一个热交换用部件100构成。
如图12及图13所示，热交换用部件100是通过钎焊等方法将四个扁平管101～104及六根集管接合为一体而构成的。
各个扁平管101～104形成为剖面呈椭圆形。还有，在各个扁平管101～104中分别形成有多条从该各个扁平管101～104的一端延伸到另一端的流体通路。
在热交换用部件100中，第一扁平管101和第四扁平管104层叠成彼此轴向平行的状态，各自的外侧面中平坦的部分彼此紧密接触。还有，在热交换用部件100中，第二扁平管102和第三扁平管103层叠成彼此轴向平行的状态，各自的外侧面中平坦的部分彼此紧密接触。
各根集管111～116形成为两端被封起来的空心圆筒状。各根集管111～116配置成各自的轴向与扁平管101～104的轴向垂直相交的状态。
第一集管111连接在第一扁平管101的一端。第二集管112连接在第一扁平管101的另一端。还有，第二扁平管102的一端从与第一扁平管101相反的一侧连接在第二集管112上。第二扁平管102的另一端连接在第三集管113上。
第三扁平管103的一端连接在第四集管114上。第三扁平管103的另一端连接在第五集管115上。还有，第四扁平管104的一端从与第三扁平管103相反的一侧连接在第五集管115上。而且，第五集管115的内部空间划分为仅与第三扁平管103连通的部分和仅与第四扁平管104连通的部分。第四扁平管104的另一端连接在第六集管116上。
在热交换用部件100上连接有构成制冷剂回路5的管道(参照图13)。第一集管111与从桥接回路15上延伸的单向流通管路6相连接。第二集管112与第二分支管道43的入口端相连接。第三集管113与向主膨胀阀13延伸的单向流通管路6相连接。第四集管114与第二分支管道43的出口端相连接。第五集管115中与第三扁平管103连通的部分与第二注入管道45相连接。第五集管115中与第四扁平管104连通的部分与第一分支管道33的出口端相连接。第六集管116与第一注入管道35相连接。
在热交换用部件100中，第一扁平管101、第四扁平管104、第一集管111、第二集管112、第五集管115及第六集管116构成第一热交换器30。具体而言，在热交换用部件100中，第一扁平管101的流体通路构成第一热交换器30的高压侧流路31，第四扁平管104的流体通路构成第一热交换器30的中压侧流路32。在热交换用部件100中，因为第一扁平管101和第四扁平管104在彼此层叠的状态下彼此接合在一起，所以流经高压侧流路31的制冷剂与流经中压侧流路32的制冷剂之间进行热交换。
还有，在热交换用部件100中，第二扁平管102、第三扁平管103、第二集管112、第三集管113、第四集管114及第五集管115构成第二热交换器40。具体而言，在热交换用部件100中，第二扁平管102的流体通路构成第二热交换器40的高压侧流路41，第三扁平管103的流体通路构成第二热交换器40的中压侧流路42。在热交换用部件100中，因为第二扁平管102和第三扁平管103在彼此层叠的状态下彼此接合在一起，所以流经高压侧流路41的制冷剂与流经中压侧流路42的制冷剂之间进行热交换。
—第二变形例—
在所述第一～第三实施方式中的各个实施方式中，第一压缩机构71和第二压缩机构72也可以设置在不同的压缩机50a、50b中。在此，对将本变形例应用于所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5的例子中与第一实施方式所涉及的制冷剂回路5不同之处加以说明。
如图14所示，在本变形例所涉及的制冷剂回路5中设置有第一压缩机50a和第二压缩机50b。第一压缩机50a是包括第一压缩机构71的全密闭型压缩机。在第一压缩机50a的壳体51a中收纳有第一压缩机构71、电动机60a以及联结第一压缩机构71及电动机60a的驱动轴65a。在第一压缩机50a中，在壳体51a上设置有喷出管52a，在第一压缩机构71上连接有第一吸入管53。另一方面，第二压缩机50b是包括第二压缩机构72的全密闭型压缩机。在第二压缩机50b的壳体51b中收纳有第二压缩机构72、电动机60b以及联结第二压缩机构72及电动机60b的驱动轴65b。在第二压缩机50b中，在壳体51b上设置有喷出管52b，在第二压缩机构72上连接有第二吸入管54。
在本变形例所涉及的制冷剂回路5中，第一压缩机50a的喷出管52a和第二压缩机50b的喷出管52b均与四通换向阀11的第一阀口相连接。还有，在该制冷剂回路5中，第一压缩机50a的第一吸入管53和第二压缩机50b的第二吸入管54均与四通换向阀11的第二阀口相连接。第一注入管道35与设置在第一压缩机50a中的第一压缩机构71的第一注入口89相连接。第二注入管道45与设置在第二压缩机50b中的第二压缩机构72的第二注入口99相连接。
应予说明，本变形例所涉及的第一压缩机构71和第二压缩机构72，可以是包括一个气缸和一个活塞的旋转式流体机械，也可以是包括多个气缸和多个活塞的旋转式流体机械。
—第三变形例—
在所述第一～第三实施方式中的各个实施方式中，压缩机50也可以构成为进行双级压缩。在此，对将本变形例应用于所述第一实施方式所涉及的制冷剂回路5的例子中与第一实施方式所涉及的制冷剂回路5不同之处加以说明。
如图15所示，本变形例所涉及的压缩机50包括的吸入管55仅有一根。该吸入管55贯穿壳体51，该吸入管55的一端与第二压缩机构72的第二吸入口96相连接。还有，在该压缩机50中设置有连接通路57。该连接通路57使第二压缩机构72的第二喷出口97及第一压缩机构71的第一吸入口86相连通。应予说明，该连接通路57可以由露在壳体51外部的管道构成，也可以由形成在压缩机50的主体部70内部的空间构成。应予说明，与所述第一实施方式的情况一样，在本变形例所涉及的压缩机50中，第一注入管道35与第一压缩机构71的第一注入口89相连接，第二注入管道45与第二压缩机构72的第二注入口99相连接。
参照图16对本变形例所涉及的压缩机50的工作情况加以说明。图16是显示在本变形例所涉及的制冷剂回路5中进行的双级压缩制冷循环的焓熵图。
点A的状态下的低压制冷剂被吸入本变形例所涉及的压缩机50中。已流入压缩机50的吸入管55中的低压制冷剂被吸入第二压缩机构72的第二压缩室95中。在第二压缩机构72中，对已吸入到第二压缩室95中的低压制冷剂进行压缩，第二压缩室95内的制冷剂从点A的状态向点B1的状态逐渐变化。还有，点J的状态下的第二中压气态制冷剂经由第二注入管道45导入第二压缩机构72中。在第二压缩机构72的第二压缩室95中，在点A的状态下流入第二压缩室95中后逐渐被压缩的制冷剂与已从第二注入管道45流入的第二中压气态制冷剂相混合，已混合的制冷剂被压缩而成为点M的状态。第二压缩机构72喷出被压缩而已成为点M的状态的制冷剂。
已从第二压缩机构72中喷出的制冷剂通过连接通路57被吸入第一压缩机构71中。在第一压缩机构71中，已被吸入到第一压缩室85中的制冷剂被压缩，第一压缩室85内的制冷剂从点M的状态向点C1的状态逐渐变化。还有，点G的状态下的第一中压气态制冷剂经由第一注入管道35导入第一压缩机构71中。在第一压缩机构71的第一压缩室85中，在点M的状态下流入第一压缩室85中后逐渐被压缩的制冷剂与已从第一注入管道35流入的第一中压气态制冷剂相混合，已混合的制冷剂被压缩而成为点D的状态。第一压缩机构71喷出被压缩而已成为点D的状态的制冷剂。已从第一压缩机构71中喷出的制冷剂通过喷出管52而送向壳体51的外部。
如上所述，本变形例所涉及的压缩机50，吸入从蒸发器送来的低压制冷剂(质量流量me)、经由第一注入管道35供来的第一中压气态制冷剂(质量流量mi1)及经由第二注入管道45供来的第二中压气态制冷剂(质量流量mi2)并进行压缩。因此，从压缩机50喷向冷凝器的高压制冷剂的质量流量mc是压缩机50所吸入的低压制冷剂、第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂的质量流量的总和(mc＝me+mi1+mi2)。
根据本变形例所涉及的空调装置1，在进行双级压缩制冷循环的制冷剂回路5中，将已在降焓机构20产生的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂吸入到压缩机50中。也就是说，根据本变形例，能够将压力互不相同的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂都吸入到进行双级压缩的压缩机50中。因此，根据本变形例，仅使用两个压缩机构71、72，来对压力互不相同的第一中压气态制冷剂及第二中压气态制冷剂进行处理，能够解决压缩机50的机械损失由于压缩机构的增加而增加、以及空调装置1的制造成本上升这些问题。
—第四变形例—
在所述第三变形例所涉及的制冷剂回路5中，也可以改变压缩机50上的第一注入管道35连接位置或第二注入管道45连接位置。在此，对将本变形例应用于图15所示的制冷剂回路5的例子中与图15所示的制冷剂回路5不同之处加以说明。
如图17所示，第一注入管道35也可以不是连接在第一压缩机构71上，而是连接在连接通路57上。在这种情况下，在第一压缩机构71中省略第一注入口89。应予说明，第二注入管道45连接在第二压缩机构72上，这一点与图15所示的制冷剂回路5相同。
参照图18对本变形例所涉及的压缩机50的工作情况加以说明。图18是显示在本变形例所涉及的制冷剂回路5中进行的双级压缩制冷循环的焓熵图。
在图17所示的制冷剂回路5中，点A的状态下的低压制冷剂被吸入压缩机50中。已流入压缩机50的吸入管55中的低压制冷剂被吸入第二压缩机构72的第二压缩室95中。在第二压缩机构72中，已吸入到第二压缩室95中的低压制冷剂被压缩，第二压缩室95内的制冷剂从点A的状态向点B1的状态逐渐变化。还有，点J的状态下的第二中压气态制冷剂经由第二注入管道45导入第二压缩机构72中。在第二压缩机构72的第二压缩室95中，在点A的状态下流入第二压缩室95中后逐渐被压缩的制冷剂与已从第二注入管道45流入的第二中压气态制冷剂相混合，已混合的制冷剂被压缩而成为点C1的状态。第二压缩机构72喷出被压缩而已成为点C1的状态的制冷剂。
已从第二压缩机构72中喷出的制冷剂流入连接通路57中。还有，点G的状态下的第一中压气态制冷剂从第一注入管道35导入连接通路57中。在连接通路57中，点C1的状态下的制冷剂和点G的状态下的第一中压气态制冷剂相混合，成为点C2的状态下的制冷剂。第一压缩机构71从连接通路57中吸入点C2的状态下的制冷剂。
在第一压缩机构71中，已吸入到第一压缩室85中的制冷剂被压缩，第一压缩室85内的制冷剂从点C2的状态向点D的状态变化。第一压缩机构71喷出被压缩而已成为点D的状态的制冷剂。已从第一压缩机构71中喷出的制冷剂经由喷出管52送向壳体51的外部。
还有，如图19所示，第二注入管道45也可以不是连接在第二压缩机构72上，而是连接在连接通路57上。在这种情况下，在第二压缩机构72中省略第二注入口99。应予说明，第一注入管道35与第一压缩机构71相连接，这一点与图15所示的制冷剂回路5相同。
参照图18对本变形例所涉及的压缩机50的工作情况加以说明。
在图18所示的制冷剂回路5中，点A的状态下的低压制冷剂被吸入压缩机50中。已流入压缩机50的吸入管55中的低压制冷剂被吸入第二压缩机构72的第二压缩室95中而被压缩，从点A的状态向点B1的状态变化。
第二压缩机构72喷出已成为点B1的状态的制冷剂。
已从第二压缩机构72中喷出的制冷剂流入连接通路57中。还有，点J的状态下的第二中压气态制冷剂从第二注入管道45导入连接通路57中。在连接通路57中，点B1的状态下的制冷剂和点J的状态下的第二中压气态制冷剂相混合，成为点B2的状态下的制冷剂。第一压缩机构71从连接通路57中吸入点B2的状态下的制冷剂。
在第一压缩机构71中，已吸入到第一压缩室85中的制冷剂被压缩，第一压缩室85内的制冷剂从点B2的状态向点C1的状态逐渐变化。还有，点G的状态下的第一中压气态制冷剂从第一注入管道35导入第一压缩机构71中。在第一压缩机构71的第一压缩室85中，在点B2的状态下流入第一压缩室85中后逐渐被压缩的制冷剂与已从第一注入管道35流入的第一中压气态制冷剂相混合，已混合的制冷剂被压缩而成为点D的状态。第一压缩机构71喷出被压缩而已成为点D的状态的制冷剂。已从第一压缩机构71中喷出的制冷剂通过喷出管52送向壳体51的外部。
—第五变形例—
在所述第三及第四变形例中的各个变形例中，第一压缩机构71和第二压缩机构72也可以设置在不同的压缩机50a、50b中。
首先，对将本变形例应用于图15所示的第二变形例所涉及的制冷剂回路5的例子中与图15所示的制冷剂回路5不同之处加以说明。
如图20所示，在将本变形例应用于图15所示的制冷剂回路5的情况下，在制冷剂回路5中设置有第一压缩机50a和第二压缩机50b。第一压缩机50a是包括第一压缩机构71的全密闭型压缩机。在第一压缩机50a的壳体51a中收纳有第一压缩机构71、电动机60a以及联结第一压缩机构71及电动机60a的驱动轴65a。在第一压缩机50a中，在壳体51a上设置有喷出管52a，在第一压缩机构71上连接有第一吸入管53。另一方面，第二压缩机50b是包括第二压缩机构72的全密闭型压缩机。在第二压缩机50b的壳体51b中收纳有第二压缩机构72、电动机60b以及联结第二压缩机构72及电动机60b的驱动轴65b。在第二压缩机50b中，在壳体51b上设置有喷出管52b，在第二压缩机构72上连接有第二吸入管54。
在本变形例所涉及的制冷剂回路5中，第一压缩机50a的喷出管52a与四通换向阀11的第一阀口相连接，第二压缩机50b的第二吸入管54与四通换向阀11的第二阀口相连接。第二压缩机50b的喷出管52b和第一压缩机50a的第一吸入管53由连接管道58相连接。第一注入管道35与设置在第一压缩机50a中的第一压缩机构71的第一注入口89相连接。第二注入管道45与设置在第二压缩机50b中的第二压缩机构72的第二注入口99相连接。
接着，参照图21对将本变形例应用于图17所示的第二变形例所涉及的制冷剂回路5的例子加以说明。该图21所示的制冷剂回路5中与图20所示的制冷剂回路5不同之处仅有第一注入管道35的连接位置。
具体而言，在图21所示的制冷剂回路5中，第一注入管道35不是连接在第一压缩机构71上，而是连接在连接管道58上。在第一压缩机构71中省略了第一注入口89。在该制冷剂回路5中，第二压缩机50b的第二压缩机构72对已从第二吸入管54吸入的低压制冷剂及已从第二注入管道45流入的第二中压气态制冷剂进行压缩，并喷出压缩后的制冷剂。还有，第一压缩机50a的第一压缩机构71从第一吸入管53吸入已从第二压缩机50b中喷出的制冷剂和已从第一注入管道35流入连接管道58中的第一中压气态制冷剂，对已吸入的制冷剂进行压缩，并喷出压缩后的制冷剂。
最后，参照图22对将本变形例应用于图19所示的第二变形例所涉及的制冷剂回路5的例子加以说明。该图22所示的制冷剂回路5中与图20所示的制冷剂回路5不同之处仅有第二注入管道45的连接位置。
具体而言，在图22所示的制冷剂回路5中，第二注入管道45不是连接在第二压缩机构72上，而是连接在连接管道58上。在第二压缩机构72中省略了第二注入口99。在该制冷剂回路5中，第二压缩机50b的第二压缩机构72对已从第二吸入管54吸入的低压制冷剂进行压缩，并喷出压缩后的制冷剂。还有，第一压缩机50a的第一压缩机构71从第一吸入管53吸入已从第二压缩机50b中喷出的制冷剂和已从第二注入管道45流入连接管道58中的第二中压气态制冷剂。而且，第一中压气态制冷剂从第一注入管道35导入第一压缩机构71中。第一压缩机50a对已从第二压缩机50b喷出的制冷剂、第二中压气态制冷剂及第一中压气态制冷剂进行压缩，并喷出压缩后的制冷剂。
应予说明，本变形例所涉及的第一压缩机构71和第二压缩机构72，可以是包括一个气缸和一个活塞的旋转式流体机械，也可以包括多个气缸和多个活塞的旋转式流体机械。
应予说明，以上实施方式是本质上较佳之例，没有意图对本发明、本发明的应用对象或其用途的范围加以限制。
—产业实用性—
综上所述，本发明对进行向压缩机供给中压气态制冷剂的气体注入的制冷装置很有用。

Claims (9)

1.一种制冷装置，包括制冷剂回路(5)、第一压缩机构(71)及第二压缩机构(72)，该制冷剂回路(5)具有放热器和蒸发器，并进行制冷循环，在该第一压缩机构(71)及该第二压缩机构(72)中分别形成有压缩室(85、95)，所述第一压缩机构(71)和所述第二压缩机构(72)分别将低压制冷剂吸入所述压缩室(85、95)内并将该低压制冷剂压缩到高压，其特征在于：
在所述制冷剂回路(5)中设置有：
降焓机构(20)，产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，
第一注入通路(35)，用来向所述第一压缩机构(71)的压缩过程中的压缩室(85)供给已在所述降焓机构(20)产生的第一中压气态制冷剂，以及
第二注入通路(45)，用来向所述第二压缩机构(72)的压缩过程中的压缩室(95)供给已在所述降焓机构(20)产生的第二中压气态制冷剂。
2.一种制冷装置，包括制冷剂回路(5)、第一压缩机构(71)及第二压缩机构(72)，该制冷剂回路(5)具有放热器和蒸发器，并进行制冷循环，在该第一压缩机构(71)及该第二压缩机构(72)中分别形成有压缩室(85、95)；所述第一压缩机构(71)向所述压缩室(85)吸入低压制冷剂，并对已吸入的低压制冷剂进行压缩，所述第二压缩机构(72)向所述压缩室(95)吸入已从所述第一压缩机构(71)中喷出的制冷剂，并对已吸入的制冷剂进行压缩，其特征在于：
在所述制冷剂回路(5)中设置有：
降焓机构(20)，产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，
第一注入通路(35)，用来向所述第一压缩机构(71)的压缩过程中的压缩室(85)供给已在所述降焓机构(20)产生的第一中压气态制冷剂，以及
第二注入通路(45)，用来向所述第二压缩机构(72)的压缩过程中的压缩室(95)或该第二压缩机构(72)的吸入一侧供给已在所述降焓机构(20)产生的第二中压气态制冷剂。
3.一种制冷装置，包括制冷剂回路(5)、第一压缩机构(71)及第二压缩机构(72)，该制冷剂回路(5)具有放热器和蒸发器，并进行制冷循环，在该第一压缩机构(71)及该第二压缩机构(72)中分别形成有压缩室(85、95)；所述第一压缩机构(71)向所述压缩室(85)吸入低压制冷剂，并对已吸入的低压制冷剂进行压缩，所述第二压缩机构(72)向所述压缩室(95)吸入已从所述第一压缩机构(71)中喷出的制冷剂，并对已吸入的制冷剂进行压缩，其特征在于：
在所述制冷剂回路(5)中设置有：
降焓机构(20)，产生第一中压气态制冷剂和压力比该第一中压气态制冷剂低的第二中压气态制冷剂，由此使从所述放热器流向所述蒸发器的制冷剂的焓下降，
第一注入通路(35)，用来向所述第二压缩机构(72)的吸入一侧供给已在所述降焓机构(20)产生的第一中压气态制冷剂，以及
第二注入通路(45)，用来向所述第二压缩机构(72)的压缩过程中的压缩室(95)供给已在所述降焓机构(20)产生的第二中压气态制冷剂。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的制冷装置，其特征在于：
在所述制冷剂回路(5)中，该制冷剂回路(5)中从所述放热器的出口到所述蒸发器的入口为止的部分构成主通路部分(7)，
所述降焓机构(20)包括：
分支通路(21)，与所述主通路部分(7)相连接，流经该主通路部分(7)的制冷剂的一部分流入该分支通路(21)中，
膨胀机构(22)，使已流入所述分支通路(21)中的制冷剂膨胀，由此产生第一中压制冷剂和压力比该第一中压制冷剂低的第二中压制冷剂，
第一热交换器(30)，连接在所述主通路部分(7)中放热器的下游一侧，使流经该主通路部分(7)的制冷剂与所述第一中压制冷剂进行热交换，来对流经该主通路部分(7)的制冷剂进行冷却，并使所述第一中压制冷剂蒸发，由此产生所述第一中压气态制冷剂，以及
第二热交换器(40)，连接在所述主通路部分(7)中第一热交换器(30)与蒸发器之间，使流经该主通路部分(7)的制冷剂与所述第二中压制冷剂进行热交换，来对流经该主通路部分(7)的制冷剂进行冷却，并使所述第二中压制冷剂蒸发，由此产生所述第二中压气态制冷剂。
5.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于：
所述降焓机构(20)的分支通路(21)主要由第一分支管道(33)及第二分支管道(43)构成，
该第一分支管道(33)连接在所述主通路部分(7)中放热器与第一热交换器(30)之间，向第一热交换器(30)供给已从该主通路部分(7)流入的制冷剂，
该第二分支管道(43)连接在所述主通路部分(7)中第一热交换器(30)与第二热交换器(40)之间，向第二热交换器(40)供给已从该主通路部分(7)流入的制冷剂；
所述降焓机构(20)的膨胀机构(22)主要由第一膨胀阀(34)及第二膨胀阀(44)构成，
该第一膨胀阀(34)设置在所述第一分支管道(33)中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第一中压制冷剂，
该第二膨胀阀(44)设置在所述第二分支管道(43)中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第二中压制冷剂。
6.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于：
所述降焓机构(20)的分支通路(21)主要由第一分支管道(33)及第二分支管道(43)构成，
该第一分支管道(33)连接在所述主通路部分(7)中放热器与第一热交换器(30)之间，向第一热交换器(30)供给已从该主通路部分(7)流入的制冷剂，
该第二分支管道(43)与所述第一分支管道(33)相连接，向第二热交换器(40)供给已从该第一分支管道(33)流入的制冷剂；
所述降焓机构(20)的膨胀机构(22)主要由第一膨胀阀(34)及第二膨胀阀(44)构成，
该第一膨胀阀(34)设置在所述第一分支管道(33)中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第一中压制冷剂，
该第二膨胀阀(44)设置在所述第二分支管道(43)中，使已流入的制冷剂膨胀，由此产生所述第二中压制冷剂。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的制冷装置，其特征在于：
所述降焓机构(20)包括：
第一膨胀阀(37)，使已从放热器中流出的高压制冷剂膨胀，
第一气液分离器(36)，将已从所述第一膨胀阀(37)中流出的处于气液两相状态的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂作为所述第一中压气态制冷剂供向第一注入通路(35)，
第二膨胀阀(47)，使已从所述第一气液分离器(36)中流出的液态制冷剂膨胀，以及
第二气液分离器(46)，将已从所述第二膨胀阀(47)中流出的处于气液两相状态的制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，将气态制冷剂作为所述第二中压气态制冷剂供向第二注入通路(45)，将液态制冷剂供向蒸发器。
8.根据权利要求1到3中任一项所述的制冷装置，其特征在于：
所述第一压缩机构(71)和所述第二压缩机构(72)设置在一个压缩机(50)中；
所述压缩机(50)包括与所述第一压缩机构(71)及第二压缩机构(72)都接合的一根驱动轴(65)。
9.根据权利要求1到3中任一项所述的制冷装置，其特征在于：
所述第一压缩机构(71)设置在第一压缩机(50a)中，所述第二压缩机构(72)设置在第二压缩机(50b)中；
所述第一压缩机(50a)包括与所述第一压缩机构(71)接合的第一驱动轴(65a)，所述第二压缩机构(72)包括与所述第二压缩机构(72)接合的第二驱动轴(65b)。
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