JP2007239666A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の圧縮室を有する圧縮機を備えた冷凍装置において、気筒休止動作や二段圧縮動作時における駆動軸の圧縮トルクの変動を抑えるようにする。
【解決手段】圧縮機（20）には、４つの圧縮室（61,62,63,64）を有する圧縮機構（61,62）が設けられる。圧縮機（20）では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が１８０°ずれており、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も１８０°ずれている。気筒休止動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒がそれぞれ単段圧縮されると同時に第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）での冷媒の圧縮動作が休止される。二段圧縮動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）でそれぞれ単段圧縮した冷媒が第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で更に圧縮される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の圧縮室を有する圧縮機を備え、冷凍サイクルを行う冷凍装置に関するものである。

従来より、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置は、空調機等に広く利用されている。

例えば、特許文献１には、２シリンダ型の圧縮機を有する空調機が開示されている。この空調機の冷媒回路には、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、及び室外熱交換器等が設けられている。上記圧縮機は、駆動モータと、該駆動モータに駆動される駆動軸と、該駆動軸に連結される第１と第２の圧縮機構を備えている。なお、２つの圧縮機構は、シリンダ内のシリンダ室をピストンが偏心回転する、いわゆるロータリー型の圧縮機構で構成されている。つまり、各圧縮機構は、シリンダ室に形成される冷媒の圧縮室の容積が周期的に変化する、容積型の流体機械を構成している。

この空調機では、運転条件に応じて冷媒の流路が切り換わることで、上記圧縮機における圧縮動作が切換可能となっている。具体的に、この空調機の圧縮機では、並列圧縮動作と、気筒休止動作と、二段圧縮動作とが切換え可能となっている。

上記並列圧縮動作では、冷媒が第１圧縮機構と第２圧縮機構とに分流し、各圧縮機構で冷媒がそれぞれ単段圧縮される。また、上記気筒休止動作では、第１圧縮機構のみで冷媒が圧縮される一方、第２圧縮機構では冷媒が圧縮されない。更に、上記二段圧縮動作では、まず、第１圧縮機構で冷媒が圧縮され、この冷媒が更に第２圧縮機構で圧縮される。つまり、この二段圧縮動作では、第１圧縮機構を低段側とし、第２圧縮機構を高段側として冷媒が二段圧縮される。
特開昭６４−１００６６号公報

ところで、上述のような容積型の流体機械から成る圧縮機構では、圧縮室の容積が周期的に変化することで、冷媒の圧縮動作が行われる。具体的に、この圧縮動作では、ピストンの回転に伴い圧縮室の容積が拡大することで冷媒が圧縮室内に吸入され、その後、圧縮室の容積が縮小するに連れて冷媒の圧力が徐々に上昇していく。そして、この冷媒圧力が最大圧力となると、圧縮室内を閉鎖していた吐出弁が開放され、圧縮室から冷媒が吐出される。以上のように、圧縮機構では、駆動軸が一回転する毎に圧縮室の容積が周期的に変化し、このような圧縮室の容積の周期変動に伴い、圧縮室の冷媒圧力も周期的に変化する。そして、このような圧縮室内の冷媒圧力の変化に伴い、駆動軸のトルク（圧縮トルク）も変動することになる。

一方、上記特許文献１のような２シリンダ型の圧縮機では、特に上述の気筒休止動作時や二段圧縮動作時に駆動軸の圧縮トルクが変動し易い。

具体的に、上述の気筒休止動作では、第２圧縮機構で冷媒が圧縮されず、第１圧縮機構のみで冷媒の圧縮動作が行われる。このため、駆動軸の圧縮トルクは、第１圧縮機構の圧縮室内の冷媒の圧力のみに影響を受けることとなる。従って、第１圧縮機構の圧縮室内の冷媒圧力の変動が大きくなると、駆動軸の圧縮トルクも大きく変動してしまうことになる。

また、上述の二段圧縮動作は、低段側の第１圧縮機構の方が高段側の第２圧縮機構よりも冷媒の圧縮比が大きいのが一般的である。このため、駆動軸の圧縮トルクは、圧縮比が大きい第１圧縮機構の冷媒の圧縮動作に影響を受け易い。従って、この二段圧縮動作においても、第１圧縮機構の圧縮室内の冷媒圧力の変動が大きくなると、駆動軸の圧縮トルクも変動し易い。

以上のように、従来の２シリンダ型の圧縮機では、気筒休止動作や二段圧縮動作において、圧縮トルクが変動し易い。そして、このように圧縮トルクが大きく変動すると、圧縮機の振動や騒音の増大を招いてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の圧縮室を有する圧縮機を備えた冷凍装置において、気筒休止動作や二段圧縮動作時における駆動軸の圧縮トルクの変動を効果的に抑えるようにすることである。

第１の発明の冷凍装置は、複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、該圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作とを切り換えて行うことを特徴とするものである。なお、“圧縮室の容積の変動周期”とは、駆動軸が一回転してピストン等の公転する際に周期的に変化する圧縮室の容積の変動周期を示し、換言すると、圧縮室の容積の変動に伴って変化する圧縮室内の冷媒圧力の変動周期を意味するものである。

第１の発明では、従来の２シリンダ型の圧縮機と異なり、圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）に、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）が形成される。この圧縮機（20）では、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させることで、冷媒の圧縮動作が行われる。また、この冷凍装置では、圧縮機（20）で以下のような並列圧縮動作及び気筒休止動作が可能となっている。

並列圧縮動作では、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）で冷媒がそれぞれ単段圧縮される。ここで、圧縮機（20）では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずれている。つまり、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）では、互いに冷媒圧力の変動周期の位相が１８０°ずれ、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）でも、互いに冷媒圧力の変動周期の位相が１８０°ずれることになる。このため、駆動軸（23）が一回転する際には、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになり、また、第３圧縮室（63）及び第４圧縮機室（64）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになる。その結果、この並列圧縮動作時における駆動軸（23）の圧縮トルクの変動が小さくなる。

一方、上記気筒休止動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内で冷媒の圧縮動作が行われず、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で冷媒の圧縮動作が行われる。ここで、この気筒休止動作においても、第３圧縮室（64）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるため、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになる。その結果、気筒休止動作時における駆動軸（23）の圧縮トルクの変動が効果的に小さくなる。

第２の発明の冷凍装置は、複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、該圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作とを切り換えて行うことを特徴とするものである。

第２の発明では、圧縮機（20）が、上述した並列圧縮動作と、二段圧縮動作とを切り換えて行う。従って、並列圧縮動作では、第１の発明と同様にして圧縮トルクの変動が抑えられる。

一方、本発明の二段圧縮動作では、まず冷媒が第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）でそれぞれ単段圧縮される。第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で圧縮された冷媒は、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で更に圧縮される。つまり、本発明の二段圧縮動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）が低段側となり、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）が高段側となって、冷媒が二段圧縮される。

ここで、本発明では、比較的圧縮比が大きく冷媒の圧力が変化し易い第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすようにしている。その結果、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになり、二段圧縮動作時の圧縮トルクの変動が効果的に小さくなる。

第３の発明の冷凍装置は、複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、該圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、上記圧縮機（20）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作とを切り換えて行うことを特徴とするものである。

第３の発明では、圧縮機（20）が、上述した二段圧縮動作及び気筒休止動作を切り換えて行う。従って、二段圧縮動作では、第２の発明と同様にして圧縮トルクの変動が小さくなる。また、並列圧縮動作では、第１の発明と同様にして圧縮トルクの変動が小さくなる。

第４の発明の冷凍装置は、複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、該圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作と、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作とを切り換えて行うことを特徴とするものである。

第４の発明では、圧縮機（20）が、上述した並列圧縮動作、気筒休止動作、及び二段圧縮動作を切り換えて行う。従って、並列圧縮動作及び気筒休止動作では、第１の発明と同様にして圧縮トルクの変動が抑えられる。また、二段圧縮動作では、第２の発明と同様にして圧縮トルクの変動が抑えられる。

第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１の発明において、上記圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）は、第１圧縮機構（24）及び第２圧縮機構（25）を備え、該各圧縮機構（24,25）は、環状のシリンダ室（54,58）を形成するシリンダ（52,56）と、該シリンダ室（54,58）内に配置されて該シリンダ室（54,58）を内外に２つの空間に区画する環状のピストン（53,57）とをそれぞれ備え、上記駆動軸（23）の回転に伴いシリンダ（52,56）及びピストン（53,57）が相対的に偏心回転運動を行うようにそれぞれ構成されており、上記第１圧縮機構（24）のシリンダ室（54）内の外側の空間が上記第１圧縮室（61）を構成し、内側の空間が上記第３圧縮室（63）を構成する一方、上記第２圧縮機構（25）のシリンダ室（58）内の外側の空間が上記第２圧縮室（62）を構成し、内側の空間が上記第４圧縮室（64）を構成していることを特徴とするものである。

第５の発明では、圧縮機（20）に第１圧縮機構（24）と第２圧縮機構（25）とが設けられる。各圧縮機構（24,25）では、環状のシリンダ室（54,58）内に、環状のピストン（53,57）が配置される。その結果、シリンダ室（54,58）は、ピストン（53,57）の外側の空間と内側の空間とにそれぞれ仕切られ、これらの空間が圧縮室を構成する。そして、第１圧縮機構（24）では、駆動軸（23）の回転に伴いシリンダ（52）とピストン（53）とが相対的に偏心回転運動を行うと、ピストン（53）の外側に形成される第１圧縮室（61）と、ピストン（53）の内側に形成される第３圧縮室（63）との容積が変化する。一方、第２圧縮機構（25）では、駆動軸（23）の回転に伴いシリンダ（56）とピストン（57）とが相対的に偏心回転運動を行うと、ピストン（57）の外側に形成される第２圧縮室（62）と、ピストン（57）の内側に形成される第４圧縮室（64）との容積が変化する。

以上のような２つの圧縮機構（24,25）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれると共に、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずれるように、駆動軸（23）に連結される。従って、この圧縮機（20）で、上述したような並列圧縮動作、気筒休止動作、及び二段圧縮動作を行う際、圧縮トルクの変動が小さくなる。

第６の発明は、第１乃至第４のいずれか１の発明において、上記圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）が、上記第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）に対応するように、各圧縮室（61,62,63,64）をそれぞれ形成する第１から第４までのロータリー式圧縮機構（24,25,26,27）を備えていることを特徴とするものである。

第６の発明では、上述した第５の発明と異なり、圧縮機（20）に第１から第４までの圧縮機構（24,25,26,27）が設けられる。これらの各圧縮機構（24,25,26,27）は、シリンダ室内にピストンが収納されるロータリー式圧縮機構でそれぞれ構成されており、各圧縮機構（24,25,26,27）には、それぞれ第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）が形成される。

以上のような４つの圧縮機構（24,25,26,27）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれると共に、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずれるように、駆動軸（23）に連結される。従って、この圧縮機（20）で、上述したような並列圧縮動作、気筒休止動作、及び二段圧縮動作を行う際、圧縮トルクの変動が小さくなる。

第７の発明は、第６の発明において、上記第１圧縮室（61）の容積の変動周期の位相が、上記第３圧縮室（63）及び上記第４圧縮室（64）のいずれか一方の容積の変動周期の位相と１８０°ずれていることを特徴とするものである。

第７の発明では、４つのロータリ式圧縮機構（24,25,26,27）について、ピストンの偏心回転に伴う遠心力を相殺できるように、各圧縮室（61,62,63,64）の容積の変動周期の位相が設定される。つまり、本発明では、第１圧縮室（61）及び第３圧縮室（63）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすと同時に第２圧縮室（62）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすか、あるいは第１圧縮室（61）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすと同時に第２圧縮室（62）及び第３圧縮室（63）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすようにしている。その結果、この圧縮機（20）では、４つの圧縮機構（24,25,26,27）のうちの２つのピストンが駆動軸（23）を中心として１８０°ずれた関係となり、残り２つのピストンも駆動軸（23）を中心として１８０°ずれた関係となる。従って、この圧縮機（20）では、対となって偏心回転するピストン同士の遠心力が互いに相殺されるので、駆動軸（23）のトルク変動が小さくなる。

本発明では、圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）に４つの圧縮室（61,62,63,64）を設けるようにし、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相を互いに１８０°ずらすと共に、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずらすようにしている。このため、上述の気筒休止動作では、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（63）内の冷媒の圧力変動の周期が１８０°ずれるため、気筒休止動作時の圧縮トルクの変動が小さくなる。従って、気筒休止動作時における圧縮機（20）の低振動化、低騒音化を図ることができる。

また、上記二段圧縮動作においても、比較的圧縮比の大きい第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内の冷媒の圧力変動の周期が１８０°ずれるため、二段圧縮動作時の圧縮トルクを効果的に低減することができる。更に、上記並列圧縮動作においても、第１圧縮室（61）及び第３圧縮室（63）内の冷媒の圧力変動の周期が１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内の冷媒の圧力変動の周期も１８０°ずれることになる。従って、この並列圧縮動作時の圧縮トルクを低減することができる。

また、第５の発明によれば、２つの圧縮機構（24,25）内に２つの圧縮室をそれぞれ形成するタイプの圧縮機（20）について、上述したような各圧縮動作における圧縮トルクを低減することができる。

また、第５の発明では、シリンダ室（54,58）内におけるピストン（53,57）の外側の空間を第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）としている。ここで、ピストン（53,57）の外側の空間は、ピストン（53,57）の内側の空間と比較すると、曲率半径が大きい分だけ容積が大きくなる。従って、二段圧縮動作時に低段側となる第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の押しのけ容積を大きくすることができ、冷媒を効果的に二段圧縮することができる。

また、第６の発明によれば、４つの圧縮機構（24,25,26,27）内に１つの圧縮室をそれぞれ形成するタイプの圧縮機（20）について、上述したような各圧縮動作における圧縮トルクを低減することができる。

特に、第７の発明によれば、４つの圧縮機構（24,25,26,27）における２個ずつのピストンの遠心力を互いに相殺することで、駆動軸（23）のメカ的なトルク変動を低減することができる。従って、本発明によれば、圧縮機（20）の振動や騒音を一層効果的に低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《実施形態１》
本発明の実施形態に係る冷凍装置は、室内の暖房と冷房とを切り換えて行う空調機（1）を構成している。この空調機（1）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えており、いわゆるヒートポンプ式の空調機を構成している。

図１に示すように、冷媒回路（10）には、主な構成機器として、圧縮機（20）、室内熱交換器（11）、膨張弁（12）、及び室外熱交換器（13）が設けられている。

上記室内熱交換器（11）は、室内機に設けられている。この室内熱交換器（11）は、室内ファンが送風する室内空気と冷媒とを熱交換させる。上記室外熱交換器（13）は、室外機に設けられている。この室外熱交換器（13）は、室外ファンが送風する室外空気と冷媒とを熱交換させる。上記膨張弁（12）は、冷媒回路（10）における室内熱交換器（11）と室外熱交換器（13）の間に設けられている。この膨張弁（12）は、その開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

冷媒回路（10）には、四路切換弁（14）、内部熱交換器（15）、減圧弁（16）、及び受液器（17）も設けられている。

上記四路切換弁（14）は、第１から第４までのポートを備えている。四路切換弁（14）は、その第１ポートが圧縮機（20）の吐出側と接続し、その第２ポートが室内熱交換器（11）と接続し、その第３ポートが上記受液器（17）を介して圧縮機（20）の吸入側と接続し、その第４ポートが室外熱交換器（13）と接続している。この四路切換弁（14）は、第１ポートと第２ポートが連通すると同時に第３ポートと第４ポートが連通する状態と、第１ポートと第４ポートが連通すると同時に第２ポートと第３ポートが連通する状態とに切り換え可能となっている。

上記内部熱交換器（15）は、第１熱交換用流路（15a）と第２熱交換用流路（15b）とを有する二重管熱交換器を構成している。第１熱交換用流路（15a）は、室内熱交換器（11）と膨張弁（12）の間の冷媒配管に跨るように配置されている。第２熱交換用流路（15b）は、内部熱交換器（15）と膨張弁（12）の間から分岐する中間インジェクション配管（18）に跨るように配置されている。中間インジェクション配管（18）には、内部熱交換器（15）の上流側に上記減圧弁（16）が設けられている。そして、内部熱交換器（15）では、第１熱交換用流路（15a）を流れる高圧液冷媒と、第２熱交換用流路（15b）を流れる中間圧冷媒とが熱交換可能となっている。

冷媒回路（10）には、第１から第４までのバイパス管（36,37,38,39）と、３つのポートを有する三方弁（41）が設けられている。

上記第１バイパス管（36）は、一端が圧縮機（20）の第１吸入管（32a）及び第２吸入管（32b）と接続し、他端が三方弁（41）の第１ポートと接続している。上記第２バイパス管（37）は、一端が三方弁（41）の第２ポートと接続し、他端が圧縮機（20）の第１吸入連絡管（34a）及び第２吸入連絡管（34b）と接続している。また、三方弁（41）の第３ポートには、上述した中間インジェクション配管（18）の流出端が接続している。この三方弁（41）は、第１ポートと第２ポートを連通させると同時に第３ポートを閉鎖する状態と、第２ポートと第３ポートを連通させると同時に第１ポートを閉鎖する状態とに切り換え可能となっている。

上記第３バイパス管（38）は、一端が圧縮機（20）の第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）と接続し、他端が圧縮機（20）の第１吸入連絡管（34a）及び第２吸入連絡管（34b）と接続している。また、第３バイパス管（38）には、冷媒の流路を開閉するための電磁開閉弁（42）が設けられている。

上記第４バイパス管（39）は、一端が圧縮機（20）の第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）と接続し、他端が圧縮機（20）の分岐連絡管（35）と接続している。また、第４バイパス管（39）には、分岐連絡管（35）側から吐出連絡管（33a,33b）側への冷媒の流れを禁止し、その逆の流れを許容する逆止弁（43）が設けられている。

図２に示すように、圧縮機（20）は、密閉型のケーシング（21）内に、電動機（22）、駆動軸（23）、及び２つの圧縮機構（24,25）を有する圧縮機本体部（30）が収納されている。この圧縮機（20）は、ケーシング（21）内が高圧の冷媒で満たされる、いわゆる高圧ドーム式の圧縮機で構成されている。

上記電動機（22）は、ケーシング（21）の上部に配置されている。この電動機（22）の内部には、上記駆動軸（23）が上下に貫通している。駆動軸（23）は、電動機（22）に駆動されて回転可能となっている。また、駆動軸（23）には、その下部寄りに位置する第１偏心部（23a）と、その中央部寄りに位置する第２偏心部（23b）とが形成されている。第１偏心部（23a）と第２偏心部（23b）とは、それぞれ駆動軸（23）の軸心から偏心している。また、第１偏心部（23a）と第２偏心部（23b）とは、駆動軸（23）の軸心を中心として互いに１８０°位相がずれている。

圧縮機本体部（30）は、駆動軸（23）の下側に設けられている。この圧縮機本体部（30）は、ケーシング（21）の底部側寄りの第１圧縮機構（24）と、電動機（22）側寄りの第２圧縮機構（25）とを備えている。なお、上記駆動軸（23）の回転速度は、インバータ制御によって可変となっている。つまり、両圧縮機構（24,25）は、容量が可変なインバータ式の圧縮機構を構成している。

第１圧縮機構（24）は、ケーシング（21）に固定される第１ハウジング（51）と、この第１ハウジング（51）内に収納される第１シリンダ（52）とを備えている。第１ハウジング（51）の内側には、上方に突出する環状の第１ピストン（53）が設けられている。

第１シリンダ（52）は、円盤状の鏡板部（52a）と、該鏡板部（52a）の内周端部から下方に突出する環状の内側シリンダ部（52b）と、該鏡板部（52a）の外周端部から下方に突出する環状の外側シリンダ部（52c）とを備えている。第１シリンダ（52）の内側シリンダ部（52b）には、上記第１偏心部（23a）が嵌合している。そして、第１シリンダ（52）は、駆動軸（23）の回転に伴い第１偏心部（23a）の軸心を中心として偏心回転するように構成されている。

また、第１シリンダ（52）には、その内側シリンダ部（52b）の外周面と外側シリンダ部（52c）の内周面との間に環状の第１シリンダ室（54）が形成されている。そして、第１シリンダ室（54）内には、上記第１ピストン（53）が配置されている。その結果、第１シリンダ室（54）は、第１ピストン（53）の外周面と第１シリンダ室（54）の外側の内壁との間に形成される第１圧縮室（61）と、第１ピストン（53）の内周面と第１シリンダ室（54）の内側の内壁との間に形成される第３圧縮室（63）とに区画される。また、第１シリンダ（52）の外側シリンダ部（52c）には、第１シリンダ（52）の外側の空間と、上記第１圧縮室（61）とを連通させる第１連通路（59）が形成されている。

図３に示すように、第１シリンダ（52）には、外側シリンダ部（52c）の内周面から内側シリンダ部（52b）の外周面に亘ってブレード（45）が延在している。このブレード（45）は、上記第１圧縮室（61）及び第３圧縮室（63）を吸入側となる低圧室と吐出側となる高圧室とに区画している。一方、上記第１ピストン（53）は、環状の一部が分断されたＣ型形状をしており、この分断箇所に上記ブレード（45）が挿通されている。また、ピストン（53）の分断箇所には、ブレード（45）を挟むように半円形状のブッシュ（46,46）が嵌合している。このブッシュ（46,46）はピストン（53）の端部で揺動自在に構成されている。以上の構成により、シリンダ（52）は、ブレード（45）の延在方向に進退可能となり、また、ブッシュ（46,46）とともに揺動可能となる。駆動軸（23）が回転すると、シリンダ（52）は、図３の(Ａ)から(Ｄ）の順に偏心回転し、第１圧縮室（61）及び第３圧縮室（63）で冷媒が圧縮される。この際、第１圧縮室（61）と第３圧縮室（63）とは、駆動軸（23）の軸心を中心として互いに１８０°位相が異なるように変位する。

第２圧縮機構（25）は、上記第１圧縮機構（24）と上下反転するようにして該第１圧縮機構（24）と同じ機械要素によって構成されている。具体的に、第２圧縮機構（25）は、ケーシング（21）に固定される第２ハウジング（55）と、この第２ハウジング（55）内に収納される第２シリンダ（56）とを備えている。第２ハウジング（55）の内側には、下方に突出する環状の第２ピストン（57）が設けられている。第２シリンダ（56）は、円盤状の鏡板部（56a）と、該鏡板部（56a）の内周端部から上方に突出する環状の内側シリンダ部（56b）と、該鏡板部（56a）の外周端部から上方に突出する環状の外側シリンダ部（56c）とを備えている。そして、第２シリンダ（56）は、駆動軸（23）の回転に伴い第２偏心部（23b）の軸心を中心として偏心回転するように構成されている。

また、第２シリンダ（56）には、その内側シリンダ部（56b）の外周面と外側シリンダ部（56c）の内周面との間に環状の第２シリンダ室（58）が形成されている。そして、第２シリンダ室（58）内には、上記第２ピストン（57）が配置されている。その結果、第２シリンダ室（58）は、第２ピストン（57）の外周面と第２シリンダ室（58）の外側の内壁との間に形成される第２圧縮室（62）と、第２ピストン（57）の内周面と第２シリンダ室（58）の内側の内壁との間に形成される第４圧縮室（64）とに区画される。また、第２シリンダ（56）の外側シリンダ部（56c）には、第２シリンダ（56）の外側の空間と、上記第３圧縮室（63）とを連通させる第２連通路（60）が形成されている。

第２圧縮機構（25）は、駆動軸（23）が回転すると、第１圧縮機構（24）と同じく図３に示すようにして、第２シリンダ（56）が偏心回転する。その結果、第２圧縮室（62）及び第４圧縮室（64）で冷媒が圧縮される。なお、第２圧縮室（62）と第４圧縮室（64）とは、駆動軸（23）の軸心を中心として互いに１８０°位相が異なるように変位する。

上記第１圧縮機構（24）には、上述の第１吸入管（32a）、第１吐出連絡管（33a）、及び第１吸入連絡管（34a）が接続されている。第１吸入管（32a）は、上記第１連通路（59）を介して第１圧縮室（61）の吸入側と繋がっている。第１吐出連絡管（33a）は、第１圧縮室（61）の吐出側と繋がっている。また、第１吐出連絡管（33a）には、第１吐出弁（65）が設けられている。この第１吐出弁（65）は、第１圧縮室（61）の吐出側の冷媒圧力と第１吐出連絡管（33a）側の圧力との差圧が所定圧力以上になると開放するように構成されている。また、第１圧縮機構（24）には、第３圧縮室（63）の吐出側とケーシング（21）の内部空間とを連通させる吐出ポート（66）が設けられている。この吐出ポート（66）には、第２吐出弁（67）が設けられている。この第２吐出弁（67）は、第３圧縮室（63）の吐出側の冷媒圧力とケーシング（21）の内部圧力との差圧が所定圧力以上になると開放するように構成されている。

上記第２圧縮機構（25）には、上述の第２吸入管（32b）、第２吐出連絡管（33b）、及び第２吸入連絡管（34b）が接続されている。第２吸入管（32b）は、上記第２連通路（60）を介して第２圧縮室（62）の吸入側と繋がっている。第２吐出連絡管（33b）は、第２圧縮室（62）の吐出側と繋がっている。また、第２吐出連絡管（33b）には、第３吐出弁（68）が設けられている。この第３吐出弁（68）は、第２圧縮室（62）の吐出側の冷媒圧力と第２吐出連絡管（33b）側の圧力との差圧が所定圧力以上になると開放するように構成されている。また、第２圧縮機構（25）には、第４圧縮室（64）の吐出側とケーシング（21）の内部空間とを連通させる吐出ポート（69）が設けられている。この吐出ポート（69）には、第４吐出弁（70）が設けられている。この第４吐出弁（70）は、第４圧縮室（64）の吐出側の冷媒圧力とケーシング（21）の内部圧力との差圧が所定圧力以上になると開放するように構成されている。

圧縮機（20）のケーシング（21）には、その頂部に吐出管（31）が接続されており、その胴部に分岐連絡管（35）が接続している。吐出管（31）及び分岐連絡管（35）は、その一端がケーシング（21）の内部空間にそれぞれ臨んでいる。

以上のような構成の圧縮機（20）では、駆動軸（23）の回転に伴い、各圧縮機構（24,25）の各シリンダ（52,56）が各ピストン（53,57）に対して相対的に偏心回転運動を行う。その結果、第１圧縮機構（24）の各圧縮室（61,63）の容積が周期的に変化すると同時に第２圧縮機構（25）の各圧縮室（62,64）の容積も周期的に変化する。

第１圧縮機構（24）では、駆動軸（23）が一回転する際に、第１圧縮室（61）から冷媒が吐出する回転角度と、第３圧縮室（63）から冷媒が吐出する回転角度とが１８０°異なる。つまり、第１圧縮機構（24）では、第１圧縮室（61）の容積の変動周期と、第３圧縮室（63）の容積の変動周期との位相が１８０°ずれている。

第２圧縮機構（25）では、駆動軸（23）が一回転する際に、第２圧縮室（62）から冷媒が吐出する回転角度と、第４圧縮室（64）から冷媒が吐出する回転角度とが１８０°異なる。つまり、第２圧縮機構（25）では、第２圧縮室（62）の容積の変動周期と、第４圧縮室（64）の容積の変動周期との位相が１８０°ずれている。

更に本実施形態の圧縮機（20）では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれており、また、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずれている。

−運転動作−
次に、実施形態１に係る空調機（1）の運転動作について説明する。この空調機（1）では、以下に述べる暖房運転や冷房運転等が切り換え可能となっている。

(暖房運転)
空調機（1）の暖房運転では、四路切換弁（14）が図４〜図６に示す状態に設定されると共に、膨張弁（12）の開度が適宜調節される。また、この暖房運転では、三方弁（41）及び電磁開閉弁（42）の設定が切り換わることで、圧縮機（20）による並列圧縮動作と、気筒休止動作と、二段圧縮動作とが切り換え可能となっている。

《並列圧縮動作》
暖房運転において、室内の暖房負荷が比較的高く、暖房能力が不足している場合には、圧縮機（20）が並列圧縮動作を行う。この並列圧縮動作では、三方弁（41）が図４に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が閉の状態となる。また、並列圧縮動作では、減圧弁（16）の開度が閉の状態となる。

図４に示すように、圧縮機（20）の吐出管（31）から吐出された冷媒は、四路切換弁（14）を経由して室内熱交換器（11）を流れる。室内熱交換器（11）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内の暖房が行われる。

室内熱交換器（11）で凝縮した冷媒は、内部熱交換器（15）の第１熱交換用流路（15a）をそのまま流れ、膨張弁（12）で低圧まで減圧された後、室外熱交換器（13）を流れる。室外熱交換器（13）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、受液器（17）を経由して圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ流れた冷媒は、第１吸入管（32a）、第２吸入管（32b）、及び第１バイパス管（36）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内で圧縮された後、第１吐出連絡管（33a）から第１圧縮室（61）の外部へ吐出される。この冷媒は、第４バイパス管（39）を経由してケーシング（21）の内部空間へ送られる。第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内で圧縮された後、第２吐出連絡管（33b）から第２圧縮室（62）の外部へ吐出される。この冷媒は、第４バイパス管（39）を経由してケーシング（21）の内部空間へ送られる。また、第１バイパス管（36）を流れる冷媒は、第２バイパス管（37）を経由して第１吸入連絡管（34a）と第２吸入連絡管（34b）とに分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮室（63）内で圧縮された後、吐出ポート（66）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮室（64）内で圧縮された後、吐出ポート（69）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

以上のように、この並列圧縮動作では、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）で低圧の冷媒がそれぞれ単段圧縮されて高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、上記吐出管（31）より再びケーシング（21）の外部へ吐出される。

《気筒休止動作》
暖房運転において、外気温度が比較的高く、室内の暖房負荷も小さい場合には、圧縮機（20）が気筒休止動作を行う。この気筒休止動作では、三方弁（41）が図５に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が開の状態となる。また、この気筒休止動作では、減圧弁（16）が閉の状態となる。

図５に示すように、圧縮機（20）の吐出管（31）から吐出された冷媒は、四路切換弁（14）を経由して室内熱交換器（11）を流れる。室内熱交換器（11）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内の暖房が行われる。

室内熱交換器（11）で凝縮した冷媒は、内部熱交換器（15）の第１熱交換用流路（15a）をそのまま流れ、膨張弁（12）で低圧まで減圧された後、室外熱交換器（13）を流れる。室外熱交換器（13）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、受液器（17）を経由して圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ流れた冷媒は、第１吸入管（32a）、第２吸入管（32b）、及び第１バイパス管（36）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内に吸入される一方、第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内に吸入される。ここで、この気筒休止動作では、第１圧縮室（61）の吸入側と吐出側とが、第１バイパス管（36）、第２バイパス管（37）、第３バイパス管（38）、及び第１吐出連絡管（33a）を介して連通する。また、第２圧縮室（62）の吸入側と吐出側とは、第１バイパス管（36）、第２バイパス管（37）、第３バイパス管（38）、及び第２吐出連絡管（33b）を介して連通する。つまり、気筒休止動作では、第１圧縮室（61）の吸入側の圧力と吐出側の圧力とが均圧し、第２圧縮室（62）の吸入側の圧力と吐出側の圧力も均圧する。このため、第１圧縮室（61）では、吐出側の圧力が小さいため、第１吐出弁（65）が常時開放状態となり、第２圧縮室（62）では、吐出側の圧力が小さいため、第３吐出弁（68）が常時開放状態となる。従って、第１圧縮室（61）では、冷媒が圧縮されないまま開放状態の第１吐出弁（65）を通過して第１吐出連絡管（33a）へ流出する。また、第２圧縮室（62）では、冷媒が圧縮されないまま開放状態の第３吐出弁（68）を通過して第２吐出連絡管（33b）へ流出する。即ち、気筒休止動作時の第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内では、冷媒の圧縮仕事がなされず、冷媒は、各圧縮室（61,63）をそのままの状態で通過することになる。

第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）を流出した冷媒は、第３バイパス管（38）を流れた後に第１吸入連絡管（34a）及び第２吸入連絡管（34b）に分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮室（63）内で圧縮された後、吐出ポート（66）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮室（64）内で圧縮された後、吐出ポート（69）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

以上のように、この気筒休止動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）での冷媒の圧縮動作が休止されると同時に、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で低圧の冷媒がそれぞれ単段圧縮されて高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、上記吐出管（31）より再びケーシング（21）の外部へ吐出される。

《二段圧縮動作》
暖房運転において、外気温度が極めて低いような場合には、圧縮機（20）が二段圧縮動作を行う。この二段圧縮動作では、三方弁（41）が図６に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が開の状態となる。また、二段圧縮動作では、減圧弁（16）の開度が適宜調節される。

図６に示すように、圧縮機（20）の吐出管（31）から吐出された冷媒は、四路切換弁（14）を経由して室内熱交換器（11）を流れる。室内熱交換器（11）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内の暖房が行われる。

室内熱交換器（11）で凝縮した冷媒は、内部熱交換器（15）の第１熱交換用流路（15a）を流れる。一方、内部熱交換器（15）では、中間インジェクション配管（18）へ分流して減圧弁（16）で中間圧まで減圧された冷媒が、第２熱交換用流路（15b）を流れる状態となっている。つまり、内部熱交換器（15）では、高圧の冷媒が第１熱交換用流路（15a）を流通しており、中間圧の冷媒が第２熱交換用流路（15b）を流通している。従って、内部熱交換器（15）では、第１熱交換用流路（15a）側の冷媒の熱が、第２熱交換用流路（15b）側の冷媒に付与され、この第２熱交換用流路（15b）側の冷媒が蒸発する。

一方、中間インジェクション配管（18）側へ分流しない残りの冷媒は、膨張弁（12）で低圧まで減圧された後、室外熱交換器（13）を流れる。室外熱交換器（13）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、受液器（17）を経由して圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ送られた冷媒は、第１吸入管（32a）及び第２吸入管（32b）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内で圧縮された後、第１吐出連絡管（33a）から第１圧縮室（61）の外部へ吐出される。第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内で圧縮された後、第２吐出連絡管（33b）から第２圧縮室（62）の外部へ吐出される。各吐出連絡管（33a,33b）から吐出された冷媒は、第３バイパス管（38）で合流する。

一方、上述のように、中間インジェクション配管（18）には、内部熱交換器（15）で蒸発した冷媒が流れている。従って、この冷媒は、三方弁（41）及び第２バイパス管（37）を流れた後、第３バイパス管（38）を流れる冷媒と合流する。以上のように、この二段圧縮動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で圧縮した後の冷媒に、中間インジェクション配管（18）を介して中間圧冷媒を混合させることで、第１圧縮機構（24）の吐出冷媒温度を低下させるようにしている。

合流後の冷媒は、第１吸入連絡管（34a）と第２吸入連絡管（34b）とに分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮室（63）内で更に圧縮された後、吐出ポート（66）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮室（64）内で更に圧縮された後、吐出ポート（69）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

以上のように、この二段圧縮動作では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で中間圧まで圧縮された冷媒が、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で更に圧縮された高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、上記吐出管（31）より再びケーシング（21）の外部へ吐出される。

(冷房運転)
空調機（1）の冷房運転では、四路切換弁（14）が図７に示す状態に設定されると共に、膨張弁（12）の開度が適宜調節される。また、この冷房運転では、三方弁（41）及び電磁開閉弁（42）の設定が切り換わることで、上述したような並列圧縮動作と気筒休止動作とが切り換え可能となっている。ここでは、冷房運転における並列圧縮動作についてのみ説明する。

圧縮機（20）の吐出管（31）から吐出された高圧冷媒は、四路切換弁（14）を経由して室外熱交換器（13）を流れる。室外熱交換器（13）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（13）で凝縮した冷媒は、膨張弁（12）で減圧された後、室内熱交換器（11）を流れる。室内熱交換器（11）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（11）で蒸発した冷媒は、受液器（17）を経由して圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）では、上述と同様に並列圧縮動作が行われる。つまり、圧縮機（20）に吸入された冷媒は、各圧縮室（61,62,63,64）でそれぞれ単段圧縮される。各圧縮室（61,62,63,64）で圧縮された冷媒は、ケーシング（21）の内部空間から吐出管（31）から再び吐出される。

<圧縮トルクの評価>
ところで、従来の２シリンダ型の圧縮機では、上述のような並列圧縮動作、気筒休止動作、及び二段圧縮動作を行うと、各圧縮室における冷媒の圧縮動作に起因して駆動軸の圧縮トルクが変動し易くなる。具体的に、従来の２シリンダ型の圧縮機で一方の圧縮室での冷媒の圧縮動作を休止して気筒休止動作を行う場合、駆動軸が一回転する際に、他方の圧縮室の冷媒の圧力が大きく変動するため、圧縮トルクの変動も顕著となり易い（例えば７の破線参照）。また、このような２シリンダ型の圧縮機で二段圧縮動作を行う場合にも、比較的圧縮比の高い低段側圧縮室では、冷媒の圧力が変動し易く、圧縮トルクの増大を招き易い。従って、従来の２シリンダ型の圧縮機では、気筒休止動作や二段圧縮動作において、圧縮トルクの変動に伴い振動や騒音が大きくなってしまうという問題が生じる。また、このような二段圧縮動作や気筒休止動作は、駆動軸の回転速度を低速として行う場合が多いが、このように圧縮機を低速運転する場合、一般的には振動や騒音が大きくなり易いことが知られている。従って、駆動軸の回転速度が低速となり易い二段圧縮動作や気筒休止動作では、特に圧縮トルクの変動を抑える必要がある。このため、本実施形態の圧縮機（20）では、二段圧縮動作や気筒休止動作における圧縮トルクの変動を低減させるために、互いに容積の変動周期の位相が異なる一対の圧縮室を２組設けるようにしている。

具体的に、本実施形態の圧縮機（20）では、気筒休止動作において、互いに容積の変動周期の位相が１８０°ずれている第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で冷媒を圧縮するようにしている。このため、本実施形態の圧縮機（20）では、第３圧縮室（63）内で冷媒圧力が最大となる位相と、第４圧縮室（64）で冷媒圧力が最大となる位相とが１８０°ずれることとになる。その結果、図８の実線で示すように、駆動軸（23）が一回転する際の圧縮トルクの変動幅が平滑化される。従って、気筒休止動作時の圧縮トルクは、２シリンダ型の圧縮機と比較して小さくなる。

また、本実施形態の圧縮機（20）の二段圧縮動作においても、低段側となる第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互い１８０°ずれるため、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになる。従って、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）での冷媒の圧縮動作に起因する圧縮トルクの挙動は、図８の気筒休止動作と同じような挙動になる。その結果、この二段圧縮動作時の圧縮トルクの変動は、２シリンダ型の圧縮機と比較して小さくなる。

更に、本実施形態の圧縮機（20）の並列圧縮動作では、互いに容積の変動周期の位相が１８０°異なる２組の圧縮室（61,62,63,64）で冷媒がそれぞれ圧縮される。このため、駆動軸（23）が一回転する際には、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒圧力が最大となる位相が１８０°ずれ、また、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で冷媒圧力が最大となる位相も１８０°ずれることになる。その結果、駆動軸（23）の圧縮トルクが平滑化され、この並列圧縮動作時の圧縮トルクの変動は、２シリンダ型の圧縮機と比較して小さくなる。

−実施形態１の効果−
以上のように、上記実施形態１では、２つの圧縮室（61,63）を有する第１圧縮機構（24）と、２つの圧縮室（62,64）を有する第２圧縮機構（25）とを備えた圧縮機（20）において、第１圧縮室（61）と第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相を互いに１８０°ずらすと共に、第３圧縮室（63）と第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずらすようにしている。

このため、気筒休止動作では、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（63）内での冷媒圧力の変動周期の位相を互いに１８０°ずらすことができ、気筒休止動作時の圧縮トルクの変動を低減することができる。従って、比較的振動や騒音の増大を招き易い気筒休止動作において、圧縮トルクを効果的に低減することができ、圧縮機（20）の低振動化、低騒音化を図ることができる。

また、上記実施形態１の二段圧縮動作においても、低段側となる第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒圧力の変動周期の位相を互いに１８０°ずらすことができ、二段圧縮動作時の圧縮トルクを効果的に低減することができる。

更に、上記実施形態１では、駆動軸（23）によって駆動される第１シリンダ（52）及び第２シリンダ（56）の位相を駆動軸（23）を中心として１８０°ずらすようにしている。従って、この圧縮機（20）の運転時に、両シリンダ（52,56）に作用する遠心力を互いに相殺することができるので、この圧縮機（20）の騒音及び振動を一層効果的に低減することができる。

なお、上記実施形態１の２つの圧縮機構（24,25）は、環状のシリンダ室（54,58）を有する各シリンダ（52,56）が、環状の各ピストン（53,57）に対して相対的に偏心回転運動を行うものである。しかしながら、例えば環状の各ピストン（53,57）を鏡板等を介して駆動軸（23）に連結する一方、各シリンダ（52,56）をハウジング等に固定し、各ピストン（53,57）を各シリンダ（52,56）に対して偏心回転させるようにしても良い。

また、上記実施形態１では、ピストン（53,57）の外側の空間を第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）とし、ピストン（53,57）の内側の空間を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）としている。しかしながら、これとは逆に、ピストン（53,57）の内側の空間を第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）とし、ピストン（53,57）の外側の空間を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）とするようにしても良い。

《実施形態２》
実施形態２の空調機（1）は、上記実施形態１と圧縮機（20）の構成が異なるものである。図９に示すように、実施形態２の圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）は、第１から第４までの圧縮機構（24,25,26,27）を備えている。

上記駆動軸（23）には、その下端側から上方に向かって順に、第１圧縮機構（24）、第３圧縮機構（26）、第２圧縮機構（25）、及び第４圧縮機構（27）が設けられている。各圧縮機構（24,25,26,27）は、図１０に示すように、それぞれ揺動ピストン型のロータリー式の圧縮機構を構成している。

第１圧縮機構（24）では、シリンダ室内に第１ピストン（71）が収納されている。この第１圧縮機構（24）には、第１ピストン（71）の偏心回転によって容積が周期的に変化する第１圧縮室（61）が形成されている。第２圧縮機構（25）では、シリンダ室内に第２ピストン（72）が収納されている。この第２圧縮機構（25）には、第２ピストン（72）の偏心回転によって容積が周期的に変化する第２圧縮室（62）が形成されている。第３圧縮機構（26）では、シリンダ室内に第３ピストン（73）が収納されている。この第３圧縮機構（26）には、第３ピストン（73）の偏心回転によって容積が周期的に変化する第３圧縮室（63）が形成されている。第４圧縮機構（27）では、シリンダ室内に第４ピストン（74）が収納されている。この第４圧縮機構（27）には、第４ピストン（74）の偏心回転によって容積が周期的に変化する第４圧縮室（64）が形成されている。

第１圧縮室（61）の吸入側には第１吸入管（32a）が、第２圧縮室（62）の吸入側には第２吸入管（32b）がそれぞれ接続されている。また、第１圧縮室（61）の吐出側には第１吐出連絡管（33a）が、第２圧縮室（62）の吐出側には第２吐出連絡管（33b）がそれぞれ接続されている。第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）には、図示しない吐出弁がそれぞれ設けられている。

第３圧縮室（63）の吸入側には第１吸入連絡管（34a）が、第４圧縮室（64）の吸入側には第２吸入連絡管（34b）がそれぞれ接続されている。また、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の吐出側には、各々、ケーシング（21）の内部空間と繋がる吐出ポートと、各吐出ポートを開閉する吐出弁とが設けられている（図示省略）。

実施形態２の圧縮機（20）では、第１ピストン（71）と第２ピストン（72）の位相が駆動軸（23）を中心として互いに１８０°ずれており、第３ピストン（73）と第４ピストン（74）の位相が駆動軸（23）を中心として互いに１８０°ずれている。即ち、圧縮機（20）では、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が１８０°ずれており、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が１８０°ずれている。

また、この圧縮機（20）では、第１ピストン（71）と第３ピストン（73）の位相が駆動軸（23）を中心として互いに１８０°ずれており、第２ピストン（72）と第４ピストン（74）の位相が駆動軸（23）を中心として互いに１８０°ずれている。即ち、圧縮機（20）では、第１圧縮室（61）及び第３圧縮室（63）の容積の変動周期の位相も１８０°ずれており、第２圧縮室（62）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も１８０°ずれている。

−運転動作−
次に、実施形態２に係る空調機（1）の運転動作について説明する。この空調機（1）では、実施形態１と同様に暖房運転や冷房運転等が切り換え可能となっているが、以下には、空調機（1）の暖房運転時についてのみ説明する。

空調機（1）の暖房運転では、四路切換弁（14）が図１１〜図１３に示す状態に設定されると共に、膨張弁（12）の開度が適宜調節される。また、実施形態２の空調機（1）の暖房運転においても、三方弁（41）及び電磁開閉弁（42）の設定が切り換わることで、圧縮機（20）による並列圧縮動作と、気筒休止動作と、二段圧縮動作とが切り換え可能となっている。

《並列圧縮動作》
並列圧縮動作では、三方弁（41）が図１１に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が閉の状態となる。また、並列圧縮動作では、減圧弁（16）の開度が閉の状態となる。圧縮機（20）の吐出冷媒は、実施形態１の並列圧縮動作と同様にして、室内熱交換器（11）及び室外熱交換器（13）を流れ、圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ流れた冷媒は、第１吸入管（32a）、第２吸入管（32b）、及び第１バイパス管（36）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内で圧縮された後、第１吐出連絡管（33a）から第１圧縮室（61）の外部へ吐出される。この冷媒は、第４バイパス管（39）を経由してケーシング（21）の内部空間へ送られる。第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内で圧縮された後、第２吐出連絡管（33b）から第２圧縮室（62）の外部へ吐出される。この冷媒は、第４バイパス管（39）を経由してケーシング（21）の内部空間へ送られる。また、第１バイパス管（36）を流れる冷媒は、第２バイパス管（37）を経由して第１吸入連絡管（34a）と第２吸入連絡管（34b）とに分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮機構（26）の第３圧縮室（63）内で圧縮された後、吐出ポートからケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮機構（27）の第４圧縮室（64）内で圧縮された後、吐出ポートからケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

《気筒休止動作》
気筒休止動作では、三方弁（41）が図１２に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が開の状態となる。また、この気筒休止動作では、減圧弁（16）が閉の状態となる。圧縮機（20）の吐出冷媒は、実施形態１の気筒休止動作と同様にして、室内熱交換器（11）及び室外熱交換器（13）を流れ、圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ流れた冷媒は、第１吸入管（32a）、第２吸入管（32b）、及び第１バイパス管（36）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内に吸入される一方、第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内に吸入される。ここで、この気筒休止動作では、実施形態１と同様に、第１圧縮室（61）の吸入側と吐出側、及び第２圧縮室（62）の吸入側と吐出側とが連通する状態となる。従って、第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）に設けられた吐出弁は、それぞれ常時開放状態となり、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）では、冷媒の圧縮動作が行われない。

第１吐出連絡管（33a）及び第２吐出連絡管（33b）を流出した冷媒は、第３バイパス管（38）を流れた後に第１吸入連絡管（34a）及び第２吸入連絡管（34b）に分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮機構（26）の第３圧縮室（63）内で圧縮された後、吐出ポートからケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮機構（27）の第４圧縮室（64）内で圧縮された後、吐出ポートからケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

《二段圧縮動作》
二段圧縮動作では、三方弁（41）が図１３に示す状態となり、第３バイパス管（38）の電磁開閉弁（42）が開の状態となる。また、二段圧縮動作では、減圧弁（16）の開度が適宜調節される。圧縮機（20）の吐出冷媒は、実施形態１の二段圧縮動作と同様にして、室内熱交換器（11）及び室外熱交換器（13）を流れ、圧縮機（20）の吸入側へ送られる。

圧縮機（20）の吸入側へ送られた冷媒は、第１吸入管（32a）及び第２吸入管（32b）へ分流する。第１吸入管（32a）を流れる冷媒は、第１圧縮機構（24）の第１圧縮室（61）内で圧縮された後、第１吐出連絡管（33a）から第１圧縮室（61）の外部へ吐出される。第２吸入管（32b）を流れる冷媒は、第２圧縮機構（25）の第２圧縮室（62）内で圧縮された後、第２吐出連絡管（33b）から第２圧縮室（62）の外部へ吐出される。各吐出連絡管（33a,33b）から吐出された冷媒は、第３バイパス管（38）で合流する。そして、この冷媒には、中間インジェクション配管（18）からの中間圧冷媒が混合される。

合流後の冷媒は、第１吸入連絡管（34a）と第２吸入連絡管（34b）とに分流する。第１吸入連絡管（34a）を流れる冷媒は、第３圧縮機構（26）の第３圧縮室（63）内で更に圧縮された後、吐出ポート（66）からケーシング（21）の内部空間へ吐出される。第２吸入連絡管（34b）を流れる冷媒は、第４圧縮機構（27）の第４圧縮室（64）内で更に圧縮された後、吐出ポートからケーシング（21）の内部空間へ吐出される。

−実施形態２の効果−
以上のように、上記実施形態２では、各々が１つの圧縮室（61,62,63,64）を有する第１から第４までの圧縮機構（24,25,26,27）を備えた圧縮機（20）において、第１圧縮室（61）と第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相を互いに１８０°ずらすと共に、第３圧縮室（63）と第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相も互いに１８０°ずらすようにしている。

このため、上記実施形態１と同様、気筒休止動作では、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）で冷媒が最大圧力となる位相を１８０°ずらして、気筒休止動作時の圧縮トルクを低減することができる。また、実施形態２の二段圧縮動作においても、低段側となる第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）で冷媒が最大圧力となる位相を１８０°ずらして、二段圧縮動作時の圧縮トルクを効果的に低減することができる。

また、上記実施形態２では、第１ピストン（71）と第３ピストン（73）の位相を駆動軸（23）を中心として１８０°ずらすと共に、第２ピストン（72）と第４ピストン（74）の位相を駆動軸（23）を中心として１８０°ずらすようにしている。従って、第１ピストン（71）及び第３ピストン（73）の遠心力と、第２ピストン（72）及び第４ピストン（74）の遠心力とを、それぞれ互いに相殺することができる。従って、駆動軸（23）のトルクを更に低減し、圧縮機（20）の低騒音化、低振動化を図ることができる。

なお、第１ピストン（71）と第４ピストン（74）の位相を１８０°ずらすと共に、第２ピストン（72）と第３ピストン（73）の位相を１８０°ずらすことで、各ピストン（71,72,73,74）の遠心力を相殺するようにしても良い。この場合にも、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすと共に、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相を１８０°ずらすことで、各圧縮動作についての圧縮トルクを低減することができる。

《その他の実施形態》
上述した各実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態の圧縮機（20）では、並列圧縮動作、気筒休止動作、及び二段圧縮動作とが切換可能となっている。しかしながら、これら３つの動作のうちのいずれかの２つの動作を相互に切り換えるように冷凍装置を構成しても良い。

また、上記各実施形態では、圧縮機（20）の圧縮機構を、環状のピストンが偏心回転する圧縮機構や、揺動ピストン型のロータリー式の圧縮機構で構成している。しかしながら、これらの圧縮機構に代わって回転ピストン型のものや、それ以外の構成の圧縮機構を用いるようにしても良い。

また、上記各実施形態の冷凍装置は、空気と冷媒とを熱交換させる空調機（1）に適用されている。しかしながら、例えば水などの熱媒体と冷媒とを熱交換させて冷水や温水を得る冷温水チラーや給湯器等に本発明の冷凍装置を適用するようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、複数の圧縮室を有する圧縮機を備え、冷凍サイクルを行う冷凍装置について有用である。

実施形態１に係る空調機の冷媒回路の配管系統図である。 圧縮機の縦断面図である。 第１圧縮機構（第２圧縮機構）の横断面図である。 暖房運転時の並列圧縮動作を説明する配管系統図である。 暖房運転時の気筒休止動作を説明する配管系統図である。 暖房運転時の二段圧縮動作を説明する配管系統図である。 冷房運転時の並列圧縮動作を説明する配管系統図である。 圧縮トルクと、駆動軸の回転角度との関係を示すグラフである。 実施形態２に係る空調機の冷媒回路の配管系統図である。 第１圧縮機構の横断面図である。 暖房運転時の並列圧縮動作を説明する配管系統図である。 暖房運転時の二段圧縮動作を説明する配管系統図である。 暖房運転時の二段圧縮動作を説明する配管系統図である。

符号の説明

1 空調機
10 冷媒回路
20 圧縮機
23 駆動軸
24 第１圧縮機構
25 第２圧縮機構
26 第３圧縮機構
27 第４圧縮機構
30 圧縮機本体部
52 第１シリンダ
53 第１ピストン
54 第１シリンダ室
56 第２シリンダ
57 第２ピストン
58 第２シリンダ室
61 第１圧縮室
62 第２圧縮室
63 第３圧縮室
64 第４圧縮室

Claims (7)

1. 複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、
   上記圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、
   上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、
   上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作とを切り換えて行うことを特徴とする冷凍装置。
2. 複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、
   上記圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、
   上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、
   上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作とを切り換えて行うことを特徴とする冷凍装置。
3. 複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、
   上記圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、
   上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、
   上記圧縮機（20）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作とを切り換えて行うことを特徴とする冷凍装置。
4. 複数の圧縮室（61,62,63,64）を有する容積型の流体機械を構成すると共に、各圧縮室（61,62,63,64）の容積を周期的に変化させる圧縮機本体部（30）、及び該圧縮機本体部（30）を駆動する駆動軸（23）を有する圧縮機（20）と、
   上記圧縮機（20）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）とを備え、
   上記圧縮機本体部（30）は、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれ、且つ第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）の容積の変動周期の位相が互いに１８０°ずれるように構成され、
   上記圧縮機（20）は、第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮する並列圧縮動作と、第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で冷媒をそれぞれ単段圧縮すると同時に第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内での冷媒の圧縮を休止させる気筒休止動作と、第１圧縮室（61）及び第２圧縮室（62）内でそれぞれ単段圧縮した冷媒を第３圧縮室（63）及び第４圧縮室（64）内で更に圧縮する二段圧縮動作とを切り換えて行うことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１において、
   上記圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）は、第１圧縮機構（24）及び第２圧縮機構（25）を備え、
   上記各圧縮機構（24,25）は、環状のシリンダ室（54,58）を形成するシリンダ（52,56）と、該シリンダ室（54,58）内に配置されて該シリンダ室（54,58）を内外に２つの空間に区画する環状のピストン（53,57）とをそれぞれ備え、上記駆動軸（23）の回転に伴いシリンダ（52,56）及びピストン（53,57）が相対的に偏心回転運動を行うようにそれぞれ構成されており、
   上記第１圧縮機構（24）のシリンダ室（54）内の外側の空間が上記第１圧縮室（61）を構成し、内側の空間が上記第３圧縮室（63）を構成する一方、
   上記第２圧縮機構（25）のシリンダ室（58）内の外側の空間が上記第２圧縮室（62）を構成し、内側の空間が上記第４圧縮室（64）を構成していることを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか１において、
   上記圧縮機（20）の圧縮機本体部（30）は、上記第１から第４までの圧縮室（61,62,63,64）に対応するように、各圧縮室（61,62,63,64）をそれぞれ形成する第１から第４までのロータリー式圧縮機構（24,25,26,27）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項６において、
   上記第１圧縮室（61）の容積の変動周期の位相が、上記第３圧縮室（63）及び上記第４圧縮室（64）のいずれか一方の容積の変動周期の位相と１８０°ずれていることを特徴とする冷凍装置。

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