JP2010107178A

JP2010107178A - 冷凍装置

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Publication number: JP2010107178A
Application number: JP2008334264A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Sotojima; 隆造外島; Yoshitaka Shibamoto; 祥孝芝本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-05-13
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Also published as: WO2010038360A1; EP2336675A1; CN102159906A; JP5040907B2; CN102159906B; US20110179822A1; EP2336675A4

Abstract

【課題】二段圧縮の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、複数の圧縮機構（20，30）が１本の駆動軸（53）で機械的に連結された圧縮機（1）の容積比を調整できるようにする。
【解決手段】上記圧縮機構（20，30）が４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備えた構成として、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更する切換弁（7a，7b）を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、二段圧縮冷凍サイクルの冷凍装置に関し、特に、複数の圧縮機構が１本の駆動軸で機械的に連結された圧縮機において、吸入容積の比率を調整する技術に関するものである。

従来より、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られている。この冷凍装置では、例えば、２つの圧縮機構が１本の駆動軸に機械的に連結された圧縮機構が用いられている（例えば特許文献１参照）。この冷凍装置の圧縮機では、一方の圧縮機構が低段側圧縮機構となり、他方の圧縮機構が高段側圧縮機構となる。
特開２００７−２３９９３号公報

ここで、例えば二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルでは、放熱損失が大きく、高いＣＯＰを得にくい問題がある。そこで、上記のように多段圧縮することでＣＯＰを高めることが可能である。その際、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の容積比により中間圧が変化するが、中間圧が変化するとＣＯＰが変化するため、中間圧を最適に制御することが望ましい。

低段側圧縮機と高段側圧縮機の２台の圧縮機がある場合には、それぞれの圧縮機の回転数を変化させることにより、冷媒の取り込み量比（容積比）を変えてＣＯＰを制御することができる。しかし、特許文献１に記載されているような１本の駆動軸に２つの圧縮機構が連結された圧縮機では、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の回転速度が等しいため、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の吸入容積比が一定となり、中間圧を制御することができなくなってしまう。このことは、冷媒が二酸化炭素である場合に限らず、他の冷媒を用いる場合でも同様である。

本発明は、このような問題点に着目して創案されたものであり、その目的は、二段圧縮の冷凍サイクルを行う冷凍装置において、複数の圧縮機構が１本の駆動軸で機械的に連結された圧縮機における吸入容積の比率を調整できるようにし、ひいては最適ＣＯＰの運転を可能にすることである。

第１の発明は、複数の圧縮機構（20，30）（110，120，130，140）が１本の駆動軸（53）（173）で機械的に連結された圧縮機（1）（100）が接続された冷媒回路（60）（180）を備えて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置を前提としている。

そして、この冷凍装置は、上記圧縮機構（20，30）（110，120，130，140）が４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備え、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更する容積比変更手段（7，8）（107，108）を備えていることを特徴としている。

この第１の発明では、圧縮機構（20，30）（110，120，130，140）が４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備えた冷凍装置において、上記容積比変更手段（7，8）（107，108）により、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更して運転が行われる。

第２の発明は、第１の発明において、容積比変更手段（7，8）（107，108）が、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の吸入容積の比率（以下、場合によっては吸入容積比、または単に容積比という）を変更するように構成されていることを特徴としている。

この第２の発明では、例えば、低段側圧縮機構に用いるシリンダ室と高段側圧縮機構に用いるシリンダ室の接続関係を変更して運転を行うことができる。つまり、低段側と高段側に２つずつのシリンダ室を用いる場合には、低段側のシリンダ室の組み合わせと高段側のシリンダ室の組み合わせを変えることにより、各圧縮室のシリンダ容積が異なれば運転状態に応じて容積比を調整することができるし、低段側に３つのシリンダ室を用いて高段側に１つのシリンダ室を用いたり、低段側に１つのシリンダ室を用いて高段側に３つのシリンダ室を用いたりすることによっても、運転状態に応じて容積比を調整することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記複数の圧縮機構（20，30）は、それぞれが２つのシリンダ室（C1，C2）（C3，C4）を有する第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）であり、各圧縮機構（20，30）は、環状のシリンダ空間を有するシリンダ（21，31）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする環状の偏心ピストン（22，32）とを備え、シリンダ空間における環状の偏心ピストン（22，32）の内周側に内側シリンダ室（C2，C4）が形成され、外周側に外側シリンダ室（C1，C3）が形成されていることを特徴としている。

この第３の発明では、圧縮機（1）が有する２つの圧縮機構（20，30）が、それぞれ、環状ピストン（22，32）の外周側と内周側に２つのシリンダ室（C1，C2）（C3，C4）を有している。そして、環状ピストン（22，32）の内周側に内側シリンダ室（C2，C4）を有し、外周側に外側シリンダ室（C1，C3）を有する圧縮機構（20，30）を備えた圧縮機（1）において、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更して運転することができる。

第４の発明は、第３の発明において、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）が少なくとも２種類の吸入容積に設定されていることを特徴としている。

この第４の発明では、環状ピストン（22，32）の内周側の内側シリンダ室（C2，C4）と外周側の外側シリンダ室（C1，C3）の容積が異なる第３の発明の圧縮機構を用いた圧縮機において、２つの圧縮機構（20，30）の内側シリンダ室（C2，C4）同士を同じ大きさにし、外側シリンダ室（C1，C3）同士を同じ大きさにすることにより、少なくとも２種類の吸入容積に設定された４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備えた圧縮機構（20，30）を容易に実現できる。

第５の発明は、第３の発明において、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の吸入容積がすべて異なることを特徴としている。

この第５の発明では、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の容積がすべて異なっているため、容積比を変えるためのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の組み合わせパターンを最大にすることができる。そして、種々の運転条件に対応することが可能となる。

第６の発明は、第３から第５の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）と外側シリンダ室（C3）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第６の発明では、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）と外側シリンダ室（C3）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第７の発明は、第３の発明から第５の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C4）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C3）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第７の発明では、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C4）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C3）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第８の発明は、第３の発明から第５の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（8）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）を低段側圧縮機構に用いて第１圧縮機構（20）の他方のシリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C4）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第８の発明では、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）を低段側圧縮機構に用いて第１圧縮機構（20）の他方のシリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C4）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第９の発明は、第３の発明から第５の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）（C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（C4）（C3）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態（他方のシリンダ室で吸入側と吐出側とが連通する状態）とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第９の発明では、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮する状態と、第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）（C4）のみで冷媒を圧縮して他方のシリンダ室（C4）（C3）を冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１０の発明は、第３の発明から第５の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）（C2）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（C2）（C1）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１０の発明では、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）で冷媒を圧縮する状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）のみで冷媒を圧縮して他方のシリンダ室を冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明の何れか１つにおいて、上記切換機構（7，8）が、上記各圧縮機構（20，30）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換弁により構成されていることを特徴としている。

この第９の発明では、切換弁（7，8）によって低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換えることにより、異なる運転状態に応じて圧縮機（1）の容積比を調整することができる。

第１２の発明は、第１の発明から第１１の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（7，8）が、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されていることを特徴としている。

この第１２の発明では、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率が調整される。

第１３の発明は、第１の発明または第２の発明において、上記複数の圧縮機構（110，120，130，140）が、それぞれが１つのシリンダ室を有する第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）であり、各圧縮機構（110，120，130，140）が、円柱状のシリンダ空間を有するシリンダ（111，121，131，141）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする偏心ピストン（112，122，132，142）とを備えていることを特徴としている。

この第１３の発明では、圧縮機（1）が有する４つの圧縮機構（110，120，130，140）が、それぞれ、円柱状のシリンダ空間を有するシリンダ（111，121，131，141）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする偏心ピストン（112，122，132，142）とを有している。そして、シリンダ空間の中で偏心ピストン（112，122，132，142）が偏心回転運動をする圧縮機構（110，120，130，140）を備えた圧縮機において、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更して運転することができる。

第１４の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１４の発明では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１５の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１５の発明では、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１６の発明は、第１３の発明において、少なくとも１つの圧縮機構のシリンダ容積が他の圧縮機構のシリンダ容積と異なり、上記容積比変更手段（108）が、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１６の発明では、少なくとも１つの圧縮機構のシリンダ容積が他の圧縮機構のシリンダ容積と異なる構成において、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１７の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の一方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１７の発明では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の一方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１８の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、上記第１圧縮機構（110）を低段側とし、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、高段側の第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうちの１つで吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１８の発明では、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、上記第１圧縮機構（110）を低段側とし、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、高段側の第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうちの１つで吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第１９の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側の第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第１９の発明では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側の第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第２０の発明は、第１３の発明において、上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、高段側の第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴としている。

この第２０の発明では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、高段側の第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができる。

第２１の発明は、第１３の発明から第２０の発明の何れか１つにおいて、上記切換機構（107，108）が、上記各圧縮機構（110，120，130，140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換弁により構成されていることを特徴としている。

この第２１の発明では、切換弁（107，108）によって低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換えることにより、異なる運転状態に応じて圧縮機（1）の容積比を調整することができる。

第２２の発明は、第１３の発明から第２１の発明の何れか１つにおいて、上記容積比変更手段（107）が、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されていることを特徴としている。

この第２２の発明では、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率が調整される。

第２３の発明は、第１から第２２の発明の何れか１つにおいて、冷媒が二酸化炭素であることを特徴としている。

この第１１の発明では、冷媒を二酸化炭素にした圧縮機において、容積比を調整することができる。

本発明によれば、複数の圧縮機構（20，30）が１本の駆動軸（53）で機械的に連結されて冷媒を二段圧縮する圧縮機（1）を備えた冷凍装置において、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、最適ＣＯＰでの運転を可能にすることができる。また、容積比を変えれば圧縮トルクも代わるので、圧縮トルクの変動を調整することも可能となる。

上記第２の発明によれば、例えば低段側圧縮機構に用いるシリンダ室と高段側圧縮機構に用いるシリンダ室の接続関係を変更して運転を行うことができるので、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整して最適ＣＯＰでの運転を行うことができる。

上記第３の発明によれば、圧縮機（1）の有する２つの圧縮機構（20，30）が、それぞれ、環状ピストン（22，32）の外周側と内周側に２つのシリンダ室（C1，C2）（C3，C4）を有する構成において、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整して最適ＣＯＰでの運転を行うことができる。

また、例えば、二段圧縮機構において低段側か高段側のアンロードにより吸入容積比を調整することが考えられるが、本発明はそのようなものとは違って冷媒を途中から圧縮する構成にはならないので、スムーズな運転を行うことができる。

上記第４の発明によれば、環状ピストン（22，32）の内周側の内側シリンダ室（C2，C4）と外周側の外側シリンダ室（C1，C3）の容積は異なるため、２つの圧縮機構（20，30）の内側シリンダ室（C2，C4）同士を同じ大きさにし、外側シリンダ室（C1，C3）同士を同じ大きさにすることにより、少なくとも２種類の吸入容積に設定された４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備えた圧縮機構（20，30）を容易に実現できる。

上記第５の発明によれば、シリンダ室（C1，C2，C3，C4）の軸方向長さを調整すれば、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の吸入容積をすべて異ならせることが容易である。そして、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の容積がすべて異なっているため、容積比を変えるためのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の組み合わせパターンを最大限に増やし、種々の運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能となる。

上記第６の発明によれば、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）と外側シリンダ室（C3）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第７の発明によれば、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C4）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C3）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第８の発明によれば、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）を低段側圧縮機構に用いて第１圧縮機構（20）の他方のシリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C4）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第９の発明によれば、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮する状態と、第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）（C4）のみで冷媒を圧縮して他方のシリンダ室（C4）（C3）を冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第１０の発明によれば、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）で冷媒を圧縮する状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）（C2）のみで冷媒を圧縮して他方のシリンダ室（C2）（C1）を冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第１１の発明によれば、切換弁によって低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換えることにより、異なる運転状態に応じて圧縮機（1）の容積比を調整することができる。したがって、圧縮機（1）の容積比の調整を簡単な構成で実現することが可能となる。

上記第１２の発明によれば、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率が調整される。したがって、外気温度の変化などに応じて最適ＣＯＰの運転を行うことが可能となる。

第１３の発明によれば、圧縮機（1）の有する４つの圧縮機構（110，120，130，140）が、それぞれ、円柱状のシリンダ空間を有するシリンダ（111，121，131，141）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする偏心ピストン（112，122，132，142）とを有する構成において、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整して最適ＣＯＰでの運転を行うことができる。また、二段圧縮機構において低段側か高段側のアンロードにより吸入容積比を調整することが考えられるが、本発明はそのようなものとは違って冷媒を途中から圧縮する構成にはならないので、スムーズな運転を行うことができる。

第１４の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第１５の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第１６の発明によれば、少なくとも１つの圧縮機構のシリンダ容積が他の圧縮機構のシリンダ容積と異なる構成において、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第１７の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の一方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第１８の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、上記第１圧縮機構（110）を低段側とし、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、高段側の第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうちの１つで吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第１９の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側の第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

第２０の発明によれば、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、高段側の第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換えることにより、２つの運転状態で容積比を調整することができるので、異なる運転条件に対応して最適ＣＯＰの運転を行うことが可能である。

上記第２１の発明によれば、切換弁によって低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換えることにより、異なる運転状態に応じて圧縮機（1）の容積比を調整することができる。したがって、圧縮機（1）の容積比の調整を簡単な構成で実現することが可能となる。

上記第２２の発明によれば、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率が調整される。したがって、外気温度の変化などに応じて最適ＣＯＰの運転を行うことが可能となる。

上記第２３の発明によれば、冷媒を二酸化炭素にしているので、二段圧縮の効果が他の冷媒に比べて顕著であり、ＣＯＰ改善効果も大きくなる。

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。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。

図１は、この実施形態１に係る冷凍装置（空気調和装置）に用いられる圧縮機（1）の縦断面図、図２は圧縮機構（第１圧縮機構）の横断面図、図３は圧縮機構（第１圧縮機構）の動作状態図である。また、図４は、この空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図、図５は、第２の運転状態を示す冷媒回路図である。上記圧縮機（1）は、空気調和装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した冷媒を圧縮して、凝縮器へ吐出するために用いられる。

〈圧縮機の構成〉
まず、圧縮機（1）の構成について説明する。この圧縮機（1）は回転式圧縮機であり、１本の駆動軸（53）で機械的に連結された第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）を備え、冷媒（作動流体）である二酸化炭素を二段圧縮するように構成されている。つまり、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）により二段圧縮機構が構成されている。なお、第２圧縮機構（30）の横断面図及び動作状態図は、第１圧縮機構（20）と実質的に同一であるため図２に第２圧縮機構（30）の符号を記入して詳細は省略している。また、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）は位相が１８０°異なる配置になっている。

図１に示すように、この圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、第１圧縮機構（20）、第２圧縮機構（30）及び電動機（駆動機構）（50）が収納されたものであって、全密閉型に構成されている。この実施形態では、第１圧縮機構（20）が低段側圧縮機構、第２圧縮機構（30）が高段側圧縮機構になっている。

ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上端部に固定された上部鏡板（12）と、胴部（11）の下端部に固定された下部鏡板（13）とから構成されている。胴部（11）の下方の位置には、第１吸入ポート（14-1）と第１吐出ポート（15-1）が第１圧縮機構（20）の第１外側シリンダ室と第１内側シリンダ室（これらについては後述する）に対する吸入ポート及び吐出ポートとして設けられている。また、胴部（11）には、第１吸入ポート（14-1）よりも若干上方の位置に、第２吸入ポート（14-2）が第２圧縮機構（30）の吸入ポートとして設けられている。第２吸入ポート（14-2）は、後述する第２外側シリンダ室用の第２ａ吸入ポート（14-2a）と第２内側シリンダ室用の第２ｂ吸入ポート（14-2b）の２本で構成されている。胴部（11）と上部鏡板（12）には、２本の第２吐出ポート（15-2）が１本ずつ設けられている。胴部（11）の中央より下方の位置には外側シリンダ室用の第２ａ吐出ポート（15-2a）が設けられ、胴部（11）の上方の位置には内側シリンダ室用の第２ｂ吐出ポート（15-2b）が設けられている。

吸入ポート（14a，14b）と吐出ポート（15a，15b）の構成は、以下のように要約することができる。つまり、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

上記第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）は上下二段に重ねられて、ケーシング（10）に固定されたフロントヘッド（16）とリアヘッド（17）との間に構成されている。なお、第２圧縮機構（30）が電動機側（図１の上側）に配置され、第１圧縮機構（20）がケーシング（10）の底部側（図１の下側）に配置されている。また、フロントヘッド（16）とリアヘッド（17）の間には、ミドルプレート（19）が設けられている。

図２に示すように、上記第１圧縮機構（20）は、環状の第１シリンダ室（C1，C2）を有する第１シリンダ（21）と、該第１シリンダ室（C1，C2）内に配置された第１環状ピストン（22）と、図２及び図３に示すように第１シリンダ室（C1，C2）を第１室である高圧室（圧縮室）（C1-Hp，C2-Hp）と第２室である低圧室（吸入室）（C1-Lp，C2-Lp）とに区画する第１ブレード（23）とを有している。

一方、上記第２圧縮機構（30）は、該第１圧縮機構（20）に対して上下反転している。該第２圧縮機構（30）は、環状の第２シリンダ室（C3，C4）を有する第２シリンダ（31）と、該第２シリンダ室（C3，C4）内に配置された第２環状ピストン（32）と、第２シリンダ室（C3，C4）を第１室である高圧室（図示せず）と第２室である低圧室（図示せず）とに区画する第２ブレード（33）とを有している。

この実施形態では、フロントヘッド（16）が第２シリンダ（31）を構成し、リアヘッド（17）が第１シリンダ（21）を構成している。また、本実施形態では、第１シリンダ室（C1，C2）を有する第１シリンダ（21）、第２シリンダ室（C3，C4）を有する第２シリンダ（31）が固定側で、第１環状ピストン（22）、第２環状ピストン（32）が可動側である。そして、第１環状ピストン（22）が第１シリンダ（21）に対して偏心回転運動をし、第２環状ピストン（32）が第２シリンダ（31）に対して偏心回転運動をするように構成されている。

電動機（50）は、ステータ（51）とロータ（52）とを備えている。ステータ（51）は、第２圧縮機構（30）の上方に配置され、ケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。ロータ（52）には駆動軸（クランク軸）（53）が連結されていて、該駆動軸（53）がロータ（52）とともに回転するように構成されている。駆動軸（53）は、上記第１シリンダ室（C1，C2）と上記第２シリンダ室（C3，C4）とを上下方向に貫通している。なお、圧縮機（1）では一般に駆動軸（53）の内部を軸方向にのびる給油路を用いた給油構造が採用されているが、本実施形態では給油構造は省略する。

駆動軸（53）には、第１シリンダ室（C1，C2）の中に位置する部分に第１偏心部（53a）が形成され、第２シリンダ室（C3，C4）の中に位置する部分に第２偏心部（53b）が形成されている。第１偏心部（53a）は、該第１偏心部（53a）の上下の主軸部分よりも大径に形成され、駆動軸（53）の軸心から所定量だけ偏心している。上記第２偏心部（53b）は、上記第１偏心部（53a）と同径に形成され、第１偏心部（53a）と同じ量だけ駆動軸（53）の軸心から偏心している。なお、第１偏心部（53a）と上記第２偏心部（53b）とは、駆動軸（53）の軸心を中心として互いに１８０°位相がずれている。

上記第１環状ピストン（22）は、一体的に形成された部材であって、駆動軸（53）の第１偏心部（53a）に摺動自在に嵌合する第１軸受部（22a）と、第１軸受部（22a）の外周側で該第１軸受部（22a）と同心上に位置する第１環状ピストン本体部（22b）と、第１軸受部（22a）と第１環状ピストン本体部（22b）とを連接する第１ピストン側鏡板（22c）とを備え、第１環状ピストン本体部（22b）は、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成されている（図２参照）。

上記第２環状ピストン（32）は、上記第１環状ピストン（22）と同様に、一体的に形成された部材であって、駆動軸（53）の第２偏心部（53b）に摺動自在に嵌合する第２軸受部（32a）と、第２軸受部（32a）の外周側で該第２軸受部（32a）と同心上に位置する第２環状ピストン本体部（32b）と、第２軸受部（32a）と第２環状ピストン本体部（32b）とを連接する第２ピストン側鏡板（32c）とを備え、第２環状ピストン本体部（32b）は、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成されている（図２参照）。

上記第１シリンダ（21）は、第１軸受部（22a）と第１環状ピストン本体部（22b）との間で駆動軸（53）と同心上に位置する第１内側シリンダ部（21b）と、第１環状ピストン本体部（22b）の外周側で第１内側シリンダ部（21b）と同心上に位置する第１外側シリンダ部（21a）と、第１内側シリンダ部（21b）と第１外側シリンダ部（21a）とを連接する第１シリンダ側鏡板（21c）とを備えている。

上記第２シリンダ（31）は、第２軸受部（32a）と第２環状ピストン本体部（32b）との間で駆動軸（53）と同心上に位置する第２内側シリンダ部（31b）と、第２環状ピストン本体部（32b）の外周側で第２内側シリンダ部（31b）と同心上に位置する第２外側シリンダ部（31a）と、第２内側シリンダ部（31b）と第２外側シリンダ部（31a）とを連接する第２シリンダ側鏡板（31c）とを備えている。

フロントヘッド（16）とリアヘッド（17）には、それぞれ上記駆動軸（53）を支持するための軸受け部（16a，17a）が形成されている。本実施形態の圧縮機（1）は、上記駆動軸（53）が上記第１シリンダ室（C1，C2）及び上記第２シリンダ室（C3，C4）を上下方向に貫通し、第１偏心部（53a）及び第２偏心部（53b）の軸方向両側部分が軸受部（16a，17a）を介してケーシング（10）に保持される貫通軸構造となっている。

次に、第１、第２圧縮機構（20，30）の内部構造について説明するが、第１、第２圧縮機構（20，30）は、シリンダ容積を変えるために環状ピストン（22，32）の軸方向長さ寸法とそれに対応するシリンダ（21，31）の軸方向長さ寸法を除いては互いに実質的に同一の構成であるため、第１圧縮機構（20）を代表例として説明する。

上記第１圧縮機構（20）は、図２に示すように、上記第１ブレード（23）に対して第１環状ピストン（22）を該第１環状ピストン（22）の分断箇所において揺動可能に連結する連結部材として、第１揺動ブッシュ（27）を備えている。上記第１ブレード（23）は、第１シリンダ室（C1，C2）の径方向線上で、第１シリンダ室（C1，C2）の内周側の壁面（第１内側シリンダ部（21b）の外周面）から外周側の壁面（第１外側シリンダ部（21a）の内周面）まで、第１環状ピストン（22）の分断箇所を挿通して延在するように構成され、第１外側シリンダ部（21a）及び第１内側シリンダ部（21b）に固定されている。なお、第１ブレード（23）は、第１外側シリンダ部（21a）及び第１内側シリンダ部（21b）と一体的に形成してもよいし、別部材を両シリンダ部（21a，21b）に取り付けてもよい。図２に示す例は、別部材を両シリンダ部（21a，21b）に固定した例である。

第１外側シリンダ部（21a）の内周面と第１内側シリンダ部（21b）の外周面は、互いに同一中心上に配置された円筒面であり、その間に上記第１シリンダ室（C1，C2）が形成されている。上記第１環状ピストン（22）は、外周面が第１外側シリンダ部（21a）の内周面よりも小径で、内周面が第１内側シリンダ部（21b）の外周面よりも大径に形成されている。このことにより、第１環状ピストン（22）の外周面と第１外側シリンダ部（21a）の内周面との間に第１外側シリンダ室（C1）が形成され、第１環状ピストン（22）の内周面と第１内側シリンダ部（21b）の外周面との間に第１内側シリンダ室（C2）が形成されている。つまり、上記圧縮機（1）は、それぞれが２つの圧縮室（C1，C2）（C3，C4）を有する第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）を備え、各圧縮機構（20，30）は、環状のシリンダ空間を有するシリンダ（21，31）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする環状ピストン（22，32）とを備えていて、シリンダ空間における環状ピストン（22，32）の内周側に内側シリンダ室（C2，C4）が形成され、外周側に外側シリンダ室（C1，C3）が形成されている。

具体的には、第１シリンダ側鏡板（21c）と第１ピストン側鏡板（22c）と第１外側シリンダ部（21a）と第１環状ピストン本体部（22b）との間に第１外側シリンダ室（C1）が形成され、第１シリンダ側鏡板（21c）と第１ピストン側鏡板（22c）と第１内側シリンダ部（21b）と第１環状ピストン本体部（22b）との間に第１内側シリンダ室（C2）が形成されている。また、第１シリンダ側鏡板（21c）と第１ピストン側鏡板（22c）と第１環状ピストン（22）の第１軸受部（22a）と第１内側シリンダ部（21b）との間には、第１内側シリンダ部（21b）の内周側で第１軸受部（22a）の偏心回転動作を許容するための動作空間（25）が形成されている（図２参照）。

第１環状ピストン（22）と第１シリンダ（21）は、第１環状ピストン（22）の外周面と第１外側シリンダ部（21a）の内周面とが１点で実質的に接する状態（厳密にはミクロンオーダーの隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態）において、その接点と位相が１８０°異なる位置で、第１環状ピストン（22）の内周面と第１内側シリンダ部（21b）の外周面とが１点で実質的に接するようになっている。

上記第１揺動ブッシュ（27）は、第１ブレード（23）に対して高圧室（中間圧室）（C1-Hp，C2-Hp）側に位置する吐出側ブッシュ（27A）と、第１ブレード（23）に対して低圧室（C1-Lp，C2-Lp）側に位置する吸入側ブッシュ（27B）とから構成されている。吐出側ブッシュ（27A）と吸入側ブッシュ（27B）は、いずれも断面形状が略半円形で同一形状に形成され、フラット面同士が対向するように配置されている。そして、両ブッシュ（27A，27B）の対向面の間のスペースがブレード溝（28）を構成している。

このブレード溝（28）に第１ブレード（23）が挿入され、第１揺動ブッシュ（27A，27B）のフラット面が第１ブレード（23）と実質的に面接触し、第１揺動ブッシュ（27A，27B）の円弧状の外周面が第１環状ピストン（22）と実質的に面接触している。第１揺動ブッシュ（27A，27B）は、ブレード溝（28）に第１ブレード（23）を挟んだ状態で、第１ブレード（23）の面方向に進退するように構成されている。また、第１揺動ブッシュ（27A，27B）は、第１環状ピストン（22）が第１ブレード（23）に対して揺動するように構成されている。したがって、上記第１揺動ブッシュ（27）は、該第１揺動ブッシュ（27）の中心点を揺動中心として上記第１環状ピストン（22）が第１ブレード（23）に対して揺動可能となり、かつ上記第１環状ピストン（22）が第１ブレード（23）に対して該第１ブレード（23）の面方向へ進退可能となるように構成されている。

なお、この実施形態では両ブッシュ（27A，27B）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（27A，27B）は、一部で連結することにより一体構造としてもよい。

以上の構成において、駆動軸（53）が回転すると、第１環状ピストン（22）は、第１揺動ブッシュ（27）が第１ブレード（23）に沿って進退しながら、第１揺動ブッシュ（27）の中心点を揺動中心として揺動する。また、駆動軸（53）が回転すると、第２環状ピストン（32）も、第１環状ピストン（22）と同じように、第２揺動ブッシュ（37）の中心点を揺動中心として揺動する。

この揺動動作により、第１環状ピストン（22）と第１シリンダ（21）との第１接触点が図３（Ａ）から図３（Ｈ）へ順に移動する。一方、第２環状ピストン（32）と第２シリンダ（31）との第２接触点は、第１接触点に対して駆動軸（53）の軸心回りに１８０°ずれている。つまり、駆動軸（53）の上側から見て、第１圧縮機構（20）の動作状態が図３（Ａ）のとき、第２圧縮機構（30）の動作状態は図３（Ｅ）となる。

なお、図３は第１圧縮機構（20）の動作状態を表す図であり、図３（Ａ）から図３（Ｈ）まで４５°間隔で第１環状ピストン（22）が図の時計回り方向に移動している様子を表している。このとき、上記第１環状ピストン（22）は駆動軸（53）の周りを公転するが、自転はしない。

第１圧縮機構（20）は、低圧冷媒を吸入する上記第１吸入ポート（14-1）と、中間圧冷媒を吐出する上記第１吐出ポート（15-1）とを有している。リアヘッド（17）には、上記第１吸入ポート（14-1）が接続される第１吸入口（41a）が形成されている。また、リヤヘッド（17）の第１吸入口（41a）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の低圧室に第１導入通路（42a）を介して連通している。そして、第１吸入ポート（14-1）は、リアヘッド（17）に固定され、第１圧縮機構（20）のシリンダ室（C1，C2）に連通している。

リアヘッド（17）には、第１圧縮機構（20）のシリンダ室（C1，C2）に連通する中間吐出空間（17b）が形成されている。第１圧縮機構（20）で圧縮された中間圧の冷媒は、図２に示す外側吐出口（45a）及び内側吐出口（46a）と、これらを開閉する吐出弁（図示せず；吐出弁押さえ（47）は図示あり）を介して中間吐出空間（17b）に吐出される。また、リアヘッド（17）には、ケーシング（10）の胴部（11）を貫通する上記第１吐出ポート（15-1）が固定され、この第１吐出ポート（15-1）は、内側端部がリアヘッド（17）の中間吐出空間（17b）に開口するとともに、外側端部が冷媒回路の中間圧冷媒配管（図１には図示せず）に接続されている。

第２圧縮機構（30）は、中間圧冷媒を吸入する上記第２吸入ポート（14-2）を有している。第２吸入ポート（14-2）は、外側シリンダ室（C3）用の第２ａ吸入ポート（14-2a）と内側シリンダ室（C4）用の第２ｂ吸入ポート（14-2b）とから構成されている。フロントヘッド（16）には、上記第２ａ吸入ポート（14-2a）が接続される第２ａ吸入口（41b-1）が第２外側シリンダ室（C3）の低圧室に連通するように形成され、第２ｂ吸入ポート（14-2b）が接続される第２ｂ吸入口（41b-2）が第２内側シリンダ室（C4）の低圧室に連通するように形成されている。そして、第２吸入ポート（14-2）は、フロントヘッド（16）に固定され、第２圧縮機構（30）のシリンダ室（C3，C4）に連通している。

第２圧縮機構（30）のシリンダ室（C3，C4）で圧縮された高圧の冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の吐出口（45b，46b）及び吐出弁（図示せず；吐出弁押さえ（48）は図示あり）を介して吐出空間（49a，49b）に吐出される。外側吐出空間（49a）には外側シリンダ室（C3）用の第２ａ吐出ポート（15-2a）が接続されている。また、内側吐出空間（49b）はケーシング（10）内の空間に連通している。そして、ケーシング（10）内の吐出ガスはケーシング（10）の上部に設けられている第２ｂ吐出ポート（15-2b）から冷媒回路の高圧ガス管に吐出される。

この実施形態１では、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）により二段圧縮機構が構成され、高段側である第２圧縮機構（30）のシリンダ容積が、低段側である第１圧縮機構（20）のシリンダ容積より小さくなっている。そのため、第２環状ピストン本体部（32b）の軸方向長さ寸法が第１環状ピストン本体部（22b）の軸方向長さ寸法より小さくなっている。そして、以上の構成により、本実施形態では４つのシリンダ室の容積がすべて異なっている。

〈冷媒回路の構成〉
この空気調和装置の冷媒回路（60）は、冷媒である二酸化炭素を上記圧縮機（1）で超臨界圧まで圧縮して冷凍サイクルを行うものであって、図４に示すように、上記圧縮機（1）と、ガスクーラ（2）と、蒸発器（3）と、気液分離器（4）と、第１膨張弁（5）と、第２膨張弁（6）とを有している。また、冷媒回路には、２つの三方弁（切換弁）（7）が設けられている。

上記圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）は、第１吸入配管（61）を介して蒸発器（3）のガス側端部に接続されている。上記圧縮機（1）の第１吐出ポート（15-1）は、第１吐出配管（63）を介して気液分離器（4）の冷媒ガス流出口（4a）に接続されている。気液分離器（4）の流出口（4c）は、途中に第２膨張弁（6）が設けられた液配管（66）を介して蒸発器（3）の液側端部に接続されている。

圧縮機（1）の第２ｂ吐出ポート（15-2b）は、第２ｂ吐出配管（64b）が接続されている。この第２ｂ吐出配管（64b）は、ガスクーラ（2）と第１膨張弁（5）を介して気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。

圧縮機の第２ａ吐出ポート（15-2a）は、第２ａ吐出配管（64a）を介して第１三方弁（7a）の第１ポート（P1）に接続されている。第１三方弁（7a）の第２ポート（P2）には接続管（67a）が接続され、この接続管（67a）は第２ｂ吐出配管（64b）におけるガスクーラ（2）の上流側に合流している。第１三方弁（7a）の第３ポート（P3）は、マフラ（9）を有する中間吸入管（65）を介して第２三方弁（7b）の第２ポート（P2）に接続されている。

第１吐出配管（63）は、途中で分岐管（68）に分岐している。この分岐管（68）は、マフラ（9）を有する第２ａ吸入配管（62a）を介して第２圧縮機構（30）の第２ａ吸入ポート（14-2a）に接続されていて、圧縮機（1）に中間圧冷媒をインジェクションするインジェクション管の機能も有している。第２三方弁（7b）の第３ポート（P3）は第２ａ吸入配管（62a）におけるマフラ（9）の下流側に接続されている。また、第２三方弁（7b）の第１ポート（P1）は第２圧縮機構（30）の第２ｂ吸入ポート（14-2b）に第２ｂ吸入配管（62b）を介して接続されている。

上記各三方弁（7）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置に切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（7）は、上記各圧縮機構（20，30）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の冷媒回路（60）内での接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構（20）の吸入容積と高段側圧縮機構（30）の吸入容積の比率を変更するように構成されている。つまり、上記切換機構（7）は、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）のうち、低段側圧縮機構（20）に用いるシリンダ室と高段側圧縮機構（30）に用いるシリンダ室を切り換えるように構成されている。

そして、上記切換機構（7）は、低段側である上記第１圧縮機構（20）と高段側である第２圧縮機構（30）に対して、第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）と外側シリンダ室（C3）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能に構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（7）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
〈圧縮機の運転動作〉
次に、圧縮機（1）の運転動作について説明する。ここで、第１、第２圧縮機構（20，30）の動作は、位相が互いに１８０°異なる状態で行われる。

電動機（50）を起動すると、低段側圧縮機構である第１圧縮機構（20）では、ロータ（52）の回転が駆動軸（53）を介して第１環状ピストン（22）に伝達される。そうすると、第１揺動ブッシュ（27A，27B）が第１ブレード（23）に沿って往復運動（進退動作）を行い、かつ、第１環状ピストン（22）と第１揺動ブッシュ（27A，27B）が一体的になって第１ブレード（23）に対して揺動動作を行う。その際、第１揺動ブッシュ（27A，27B）は、第１環状ピストン（22）及び第１ブレード（23）に対して実質的に面接触をする。そして、第１環状ピストン（22）が第１外側シリンダ部（21a）及び第１内側シリンダ部（21b）に対して揺動しながら公転し、第１圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。

具体的に、第１外側シリンダ室（C1）では、図３（Ｂ）の状態で低圧室（C1-Lp）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（53）が図の右回りに回転して図３（Ｃ）〜図３（Ａ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（C1-Lp）の容積が増大するときに、冷媒が、第１吸入ポート（14-1）を通って該低圧室（C1-Lp）に吸入される。

駆動軸（53）が一回転して再び図３（Ｂ）の状態になると、上記低圧室（C1-Lp）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（C1-Lp）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（中間圧室）（C1-Hp）となり、第１ブレード（23）を隔てて新たな低圧室（C1-Lp）が形成される。駆動軸（53）がさらに回転すると、上記低圧室（C1-Lp）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（中間圧室）（C1-Hp）の容積が減少し、該高圧室（中間圧室）（C1-Hp）で冷媒が圧縮される。高圧室（中間圧室）（C1-Hp）の圧力が所定値となって中間吐出空間（17b）との差圧が設定値に達すると、該高圧室（中間圧室）（C1-Hp）の中間圧冷媒によって吐出弁が開き、中間圧冷媒が中間吐出空間（17b）から第１吐出ポート（15-1）を通ってケーシング（10）から流出する。

第１内側シリンダ室（C2）では、図３（Ｆ）の状態で低圧室（C2-Lp）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（53）が図の右回りに回転して図３（Ｇ）〜図３（Ｅ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（C2-Lp）の容積が増大するときに、冷媒が、第１吸入ポート（14-1）及び第１導入通路（42a）を通って第１内側シリンダ室（C2）の低圧室（C2-Lp）へ吸入される。

駆動軸（53）が一回転して再び図３（Ｆ）の状態になると、上記低圧室（C2-Lp）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（C2-Lp）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（中間圧室）（C1-Hp）となり、第１ブレード（23）を隔てて新たな低圧室（C2-Lp）が形成される。駆動軸（53）がさらに回転すると、上記低圧室（C2-Lp）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（中間圧室）（C2-Hp）の容積が減少し、該高圧室（中間圧室）（C2-Hp）で冷媒が圧縮される。高圧室（中間圧室）（C2-Hp）の圧力が所定値となって中間吐出空間（17b）との差圧が設定値に達すると、該高圧室（中間圧室）（C2-Hp）の中間圧冷媒によって吐出弁が開き、中間圧冷媒が中間吐出空間（17b）から第１吐出ポート（15-1）を通ってケーシング（10）から流出する。

第１外側シリンダ室（C1）ではほぼ図３（Ｅ）のタイミングで冷媒の吐出が開始され、第１内側シリンダ室（C2）ではほぼ図３（Ａ）のタイミングで吐出が開始される。つまり、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）とでは、吐出のタイミングがほぼ１８０°異なっている。

第２圧縮機構（30）では、ロータ（52）の回転が駆動軸（53）を介して第２環状ピストン（32）に伝達される。そうすると、第２揺動ブッシュ（37）が第２ブレード（33）に沿って往復運動（進退動作）を行い、かつ、第２環状ピストン（32）と第２揺動ブッシュ（37）が一体的になって第２ブレード（33）に対して揺動動作を行う。その際、第２揺動ブッシュ（37）は、第２環状ピストン（32）及び第２ブレード（33）に対して実質的に面接触をする。そして、第２環状ピストン（32）が第２外側シリンダ部（31a）及び第２内側シリンダ部（31b）に対して揺動しながら公転し、第２圧縮機構（30）が所定の圧縮動作を行う。

圧縮動作は、圧力が異なるのを除いては実質的に第１圧縮機構（20）の圧縮動作と同じであり、冷媒がシリンダ室（C3，C4）内で圧縮される。第２内側シリンダ室（C4）と第２外側シリンダ室（C3）において、高圧室（C3-Hp，C4-Hp）の圧力が所定値になると、冷媒の圧力によって吐出弁が開き、冷媒がフロントヘッド（16）の吐出口（45b，46b）及び吐出弁を介して圧縮室から流出する。外側第２シリンダ室（C3）の冷媒は第２ａ吐出ポート（15-2a）を介してケーシング（10）から流出し、内側第２シリンダ室（C4）の冷媒はケーシング（10）内に充満した後に第２ｂ吐出ポート（15-2b）を介してケーシングから流出する。

〈空気調和装置の運転動作〉
この空気調和装置では、運転条件の変化に伴って、図４に示す第１の運転状態と、図５に示す第２の運転状態を切り換えることができる。なお、下記では、運転が冷房運転であるものとして説明する。

図４に示す第１の運転状態では、第１三方弁（7a）が第１位置に設定され、第２三方弁（7b）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が圧縮機の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は、第２ａ吸入配管（62a）と第２ｂ吸入配管（62b）に分流し、第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒のうち、第２外側シリンダ室（C3）から流出した冷媒は第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。また、第２内側シリンダ室（C4）から流出した冷媒はケーシング（10）内に充満した後に第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出された冷媒と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出された冷媒は合流し、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図５に示す第２の運転状態では、第１三方弁（7a）が第２位置に設定され、第２三方弁（7b）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる（この圧力を第１中間圧という）。第１中間圧の冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる第１中間圧冷媒は、第２ａ吸入配管（62a）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入された第１中間圧冷媒は、該第２外側シリンダ室（C3）で昇圧される（この圧力を第２中間圧という）。第２中間圧に昇圧された冷媒は第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。第２ａ吐出ポート（15-2a）から流出した冷媒は、第１三方弁（7a）と第２三方弁（7b）を通過した後、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２内側シリンダ室（C4）では、冷媒がさらに圧縮されて高圧圧力になり、ケーシング（10）内の高圧空間に吐出される。ケーシング（10）内に充満した高圧冷媒は、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出されてガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で第１中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

−実施形態１の効果−
この実施形態１によれば、第１の運転状態と第２の運転状態とで第１圧縮機構（20）への吸入容積は同じであるが、第１の運転状態では第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方に中間圧冷媒が吸入されるのに対して、第２の運転状態では第２外側シリンダ室（C3）のみに中間圧冷媒が吸入される。つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段の吸入容積が同じである一方で、高段の吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。

このように、本実施形態では第２圧縮機構（30）の２つのシリンダ室（C3，C4）を並列で用いる第１の運転状態と直列で用いる第２の運転状態とを切り換えるようにしているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構（20）の吸入容積と高段側圧縮機構（30）の吸入容積の比率を調整することができる。このように、運転条件に合わせて圧縮機（1）における低段側圧縮機構（20）の吸入容積と高段側圧縮機構（30）の吸入容積の比率を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

なお、例えば、二段圧縮機構において低段側か高段側のアンロードにより吸入容積比を調整することが考えられるが、本実施形態では、そのようなものとは違って冷媒を途中から圧縮する構成にはしていないので、スムーズな運転を行うことができる。

−実施形態１の変形例−
図６〜図１０には、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）の４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を直列と並列に切り換えて（組み替えて）使用する場合の切り換えパターンを例示している。各図は要部断面図である。

これらの例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）とから構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

図６の例では、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に低圧冷媒が吸入され、第１ａ吐出ポート（15-1a）から第１中間圧の冷媒が吐出される。第１中間圧の冷媒は、第２ａ吸入ポート（14-2a）と第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、第２中間圧まで圧縮されて、第２ａ吐出ポート（15-2a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。第２中間圧の冷媒は、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になって第１ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出される。

図７の例では、低圧冷媒が第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。第１内側シリンダ室（C2）と第２外側シリンダ室（C3）で冷媒は第１中間圧に昇圧され、第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から第１中間圧の冷媒が吐出される。第１中間圧冷媒は第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入され、第２中間圧に昇圧されて第１ａ吐出ポート（15-1a）から吐出される。第２中間圧の冷媒は第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になって第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図８の例では、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に低圧冷媒が吸入され、第１中間圧に昇圧されて第１ａ吐出ポート（15-1a）から吐出される。第１中間圧の冷媒は第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、第２中間圧に昇圧されて第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。第２中間圧の冷媒は第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、第３中間圧に昇圧されて第２ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出される。第３中間圧の冷媒は第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になって第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図９の例では、低圧冷媒が第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第１外側シリンダ室（C1）と第２内側シリンダ室（C4）で冷媒は第１中間圧に昇圧され、第１ａ吐出ポート（15-1a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から第１中間圧の冷媒が吐出される。第１中間圧冷媒は第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、第２中間圧に昇圧されて第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。第２中間圧の冷媒は第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になって第１ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出される。

図１０の例では、低圧冷媒が第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。第１外側シリンダ室（C1）と第２外側シリンダ室（C3）で冷媒は第１中間圧に昇圧され、第１ａ吐出ポート（15-1a）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から第１中間圧の冷媒が吐出される。第１中間圧冷媒は第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、第２中間圧に昇圧されて第１ａ吐出ポート（15-1a）から吐出される。第２中間圧の冷媒は第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になって第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

以上の図６の例から図１０の運転パターンを適宜切り換えるように冷媒回路を構成しても、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を直列に使う状態と並列に使う状態を切り換えることにより、シリンダ室の容積比を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて最適のＣＯＰが得られる運転を行うことが可能になる。

また、その他にも、低段側と高段側の組み合わせは任意に変更してもよく、例えば低段側を下側のシリンダに限定したりする必要はない。

《発明の実施形態２》
図１１及び図１２に示す本発明の実施形態２について説明する。

この実施形態２の圧縮機では、第１吸入ポート（14-1）が、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）とから構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

圧縮機（1）に関するその他の構成は実施形態１と基本的に同じである。

次に、冷媒回路（60）について説明する。冷媒回路（60）の構成要素は実施形態１と同じである。

上記圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）は、第１吸入配管（61）を介して蒸発器（3）のガス側端部が接続されている。上記圧縮機（1）の第１吐出ポート（15-1）は、第１吐出配管（63）を介して気液分離器（4）の冷媒ガス流出口（4a）に接続されている。気液分離器（4）の流出口（4c）は、途中に第２膨張弁（6）が設けられた液配管（66）を介して蒸発器（3）の液側端部に接続されている。

第１吐出配管（63）は、途中で第１分岐管（68a）に分岐し、さらに第２分岐管（68b）に分岐している。第１分岐管（68a）はマフラ（9）を有する第２ａ吸入配管（62a）を介して第２圧縮機構（30）の第２ａ吸入ポート（14-2a）に接続されている。第２分岐管（68b）は第２三方弁（切換弁）（7b）の第２ポート（P2）に接続され、第２三方弁（7b）の第１ポート（P1）はマフラ（9）を有する第２ｂ吸入配管（62b）を介して第２圧縮機構（30）の第２ｂ吸入ポート（14-2b）に接続されている。第２三方弁（7b）の第３ポート（P3）は、接続管（67b）により、第１吸入配管（61）における蒸発器（3）のガス側端部と第１吸入ポート（14-1）との間に接続されている。

第２圧縮機構（30）の第２ａ吐出ポート（15-2a）は、第２ａ吐出配管（64a）の一端が接続され、第２ａ吐出配管（64a）の他端は気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。第２ａ吐出配管（64a）の途中には、第２ａ吐出ポート（15-2a）側から順にガスクーラ（2）と第１膨張弁（5）が設けられている。

第２圧縮機構（30）の第２ｂ吐出ポート（15-2b）は、第２ｂ吐出配管（64b）を介して第１三方弁（切換弁）（7a）の第１ポート（P1）に接続されている。第１三方弁（7a）の第２ポート（P2）は、ケーシング（10）の胴部を貫通して設けられた高圧導入管（18）に接続管（67c）で接続されている。第１三方弁（7a）の第３ポート（P3）は、接続管（67d）により、第１吐出配管（63）における第１吐出ポート（15-1）と第１分岐管（68a）の間に接続されている。

上記三方弁（7）は、上記各圧縮機構（20，30）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の冷媒回路（60）内での接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（7）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C4）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能に構成されている。

−運転動作−
この冷凍装置では、運転条件の変化に伴って、図１１に示す第１の運転状態と、図１２に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図１１に示す第１の運転状態では、第１三方弁（7a）と第２三方弁（7b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、第１分岐管（68a）と第２分岐管（68b）へ流入する。

第１分岐管（68a）を流れる中間圧冷媒は第２ａ吸入配管（62a）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、第２分岐管（68b）を流れる中間圧冷媒は第２ｂ吸入配管（62b）から第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒のうち、第２内側シリンダ室（C4）では、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から冷媒が流出し、接続管（67c）からケーシング（10）内に流入する。また、第２外側シリンダ室（C3）から流出した冷媒もケーシング（10）内に吐出される。つまり、ケーシング（10）内に高圧冷媒が充満する。

ケーシング（10）内に充満した高圧冷媒は、第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出された冷媒は、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図１２に示す第２の運転状態では、第１三方弁（7a）が第２位置に設定され、第２三方弁（7b）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒の一部が圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。また、低圧ガス冷媒の他の一部は第２三方弁（7b）から第２ｂ吸入ポート（14-2b）を経て第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、該第２内側シリンダ室（C4）で中間圧冷媒になる。

第１圧縮機構（20）から吐出された中間圧冷媒と、第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）から吐出された中間圧冷媒は合流して流れ、さらに気液分離器（4）からの冷媒と合流して第１分岐管（68a）へ流入する。

第１分岐管（68a）を流れる中間圧冷媒は、第２圧縮機構（30）の第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入された冷媒は、該第２外側シリンダ室（C3）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は第２外側シリンダ室（C3）からケーシング（10）内の空間に流出して該空間に充満する。高圧冷媒は、第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出され、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が大きくなる。また、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が小さくなる。

つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段吸入量が第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が大きくなる一方で、高段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。

このように、本実施形態では第２圧縮機構（30）のシリンダ室を第１の運転状態と第２の運転状態とで組み替えて用いるようにしているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機の吸入容積比を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

−実施形態２の変形例−
図１３〜図２１には、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）の４つのシリンダ室を組み替えて使用する場合の切り換えパターンを例示している。各図は要部断面図である。

図１３の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）と第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、圧縮されて中間圧冷媒に昇圧される。中間圧冷媒は第１ａ吐出ポート（15-1a）と第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出され、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。中間圧冷媒は第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になり、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図１４の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入され、圧縮されて第１の中間圧に昇圧される。第１中間圧の冷媒は、第２ａ吸入ポート（14-2a）と第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて第２の中間圧に昇圧される。第２中間圧の冷媒は、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、圧縮されて高圧冷媒になり、第１ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出される。

図１５の例では、低圧冷媒は、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、圧縮されて中間圧に昇圧される。中間圧冷媒は第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。この中間圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。第１外側シリンダ室（C1）と第２内側シリンダ室（C4）では中間圧冷媒が圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は、第１ａ吐出ポート（15-1a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図１６の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）と第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて中間圧冷媒に昇圧される。中間圧冷媒は第１ａ吐出ポート（15-1a）と第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出され、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入される。中間圧冷媒は第２外側シリンダ室（C3）で圧縮されて高圧冷媒になり、第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。

図１７の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入され、圧縮されて中間圧に昇圧される。中間圧の冷媒は第１ａ吐出ポート（15-1a）から吐出され、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）へ、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）へ、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）へ吸入される。中間圧冷媒は、第１内側シリンダ室（C2）と第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。高圧冷媒は、第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図１８の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（12-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて中間圧冷媒に昇圧される。中間圧冷媒は第１ａ吐出ポート（15-1a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出され、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）へ、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）へ吸入される。第１内側シリンダ室（C2）と第２外側シリンダ室（C3）では中間圧冷媒が圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は、第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。

図１９の例では、低圧冷媒は、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）と第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入され、圧縮されて中間圧冷媒に昇圧される。中間圧冷媒は、第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ａ吐出ポート（15-2a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出され、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入される。中間圧冷媒は第１外側シリンダ室（C1）で圧縮されて高圧冷媒になり、第１ａ吐出ポート（15-1a）から吐出される。

図２０の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入され、圧縮されて中間圧に昇圧される。中間圧の冷媒は、第１ａ吐出ポート（15-1a）と第１ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出される。この中間圧冷媒は、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入されるとともに、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になり、第２ａ吐出ポート（15-2a）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

図２１の例では、低圧冷媒は、第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１外側シリンダ室（C1）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、圧縮されて中間圧に昇圧される。中間圧の冷媒は、第１ａ吐出ポート（15-1a）と第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。この中間圧冷媒は、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１内側シリンダ室（C2）に吸入されるとともに、第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。中間圧冷媒は、第１内側シリンダ室（C2）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になり、第１ｂ吐出ポート（15-1b）と第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

以上の図１３の例から図２１の例を適宜組み合わせて相互に切り換えられるように冷媒回路を構成しても、４つのシリンダ室の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更することができる。したがって、運転条件に合わせて最適のＣＯＰが得られる運転を行うことが可能になる。

《発明の実施形態３》
図２２及び図２３に示す本発明の実施形態３について説明する。

この実施形態３の圧縮機（1）では、第１吸入ポート（14-1）が、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）とから構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）とから構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）とから構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

圧縮機（1）に関するその他の構成は基本的に実施形態１と同じである。

上記圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）は、第１ａ吸入配管（61a）を介して蒸発器（3）のガス側端部に接続されている。上記圧縮機（1）の第１ａ吐出ポート（15-1a）は、第１ａ吐出配管（63a）を介して気液分離器（4）の冷媒ガス流出口（4a）に接続されている。気液分離器（4）の流出口（4c）は、途中に第２膨張弁（6）が設けられた液配管（66）を介して蒸発器（3）の液側端部に接続されている。

第１ａ吐出配管（63a）は、第１分岐管（68a）と第２分岐管（68b）に分岐している。第２分岐管（68b）はマフラ（9）を有し、第２ｂ吸入配管（62b）を介して第２圧縮機構（30）の第２ｂ吸入ポート（14-2b）に接続されている。第１分岐管（68a）は第２四路切換弁（切換弁）（8b）の第１ポート（P1）に接続されている。第２四路切換弁（8b）の第２ポート（P2）はマフラ（9）を有する第２ａ吸入配管（62a）の一端が接続され、第２ａ吸入配管（62a）の他端は第２圧縮機構（30）の第２ａ吸入ポート（14-2a）に接続されている。第２四路切換弁（8b）の第３ポート（P3）は第１ａ吸入配管（61a）における蒸発器（3）のガス側端とマフラ（9）との間に接続されている。第２四路切換弁（8b）の第４ポート（P4）は、マフラ（9）を有する第１ｂ吸入配管（61b）の一端が接続され、第１ｂ吸入配管（61b）の他端は第１ｂ吸入ポート（14-1b）に接続されている。

第１ｂ吐出ポート（15-1b）には第１ｂ吐出配管（63b）の一端が接続され、第１ｂ吐出配管（63b）の他端は第１四路切換弁（切換弁）（8a）の第１ポート（P1）に接続されている。第２四路切換弁（8b）の第２ポート（P2）には接続管（67e）の一端が接続され、この接続管（67e）の他端は、第１ａ吐出配管（63a）における第１吐出ポート（15-1）と第１分岐管（68a）との間に接続されている。

第２ａ吐出ポート（15-2a）は第１四路切換弁（8a）の第３ポート（P3）に第２ａ吐出配管（64a）により接続されている。第２ｂ吐出ポート（15-2b）には、第２ｂ吐出配管（64b）の一端が接続され、第２ｂ吐出配管（64b）の他端は気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。第２ｂ吐出配管（64b）の途中には、第２ｂ吐出ポート（15-2b）側から順にガスクーラ（2）と第１膨張弁（5）が設けられている。また、第１四路切換弁（8a）の第４ポート（P4）は、接続管（67f）を介して第２ｂ吐出配管（64b）における第２ｂ吐出ポート（15-2b）とガスクーラ（2）の間に接続されている。

上記各四路切換弁（8a，8b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通して第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１位置（図２２参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図２３参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記四路切換弁（8a，8b）は、上記各圧縮機構（20，30）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の冷媒回路（60）内での接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（8a，8b）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C4）を低段側圧縮機構に用いて第１圧縮機構（20）の他方のシリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C3）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能に構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（8a，8b）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この冷凍装置では、運転条件の変化に伴って、図２２に示す第１の運転状態と、図２３に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図２２に示す第１の運転状態では、第１四路切換弁（8a）と第２四路切換弁（8b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）と第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、第１四路切換弁（8a）を介して合流して流れ、さらに気液分離器（4）からの冷媒と合流して第１分岐管（68a）と第２分岐管（68b）へ流入する。

第１分岐管（68a）を流れる中間圧冷媒は第２四路切換弁（8b）を通って第２ａ吸入配管（62a）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入され、第２分岐管（68b）を流れる中間圧冷媒は第２ｂ吸入配管（62b）から第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒のうち、第２外側シリンダ室（C3）では、第２ａ吐出ポート（15-2a）から冷媒が流出し、第１四路切換弁（8a）を通って接続管（67f）を流れる。一方、第２内側シリンダ室（C4）から流出した高圧冷媒はケーシング（10）内に吐出されて該ケーシング（10）内に充満した後、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。第２ａ吐出ポート（15-2a）からの高圧冷媒と第２ｂ吐出ポート（15-2b）からの高圧冷媒は合流してガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図２３に示す第２の運転状態では、第１四路切換弁（8a）と第２四路切換弁（8b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒の一部が圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１圧縮機構（20）に吸入されるとともに、第２ａ吸入ポート（14-2a）から第２圧縮機構（30）に吸入されて、第１外側シリンダ室（C1）と第２外側シリンダ室（C3）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１圧縮機構（20）の外側第１シリンダ室（C1）から吐出された中間圧冷媒と、第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）から吐出された中間圧冷媒は第１四路切換弁（8a）を介して合流して流れ、さらに気液分離器（4）からの冷媒と合流して第１分岐管（68a）と第２分岐管（68b）に流入する。

第２分岐管（68b）を流れる中間圧冷媒は、第２圧縮機構（30）の第２ｂ吸入ポート（14-2b）から第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入された冷媒は、該第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は第２内側シリンダ室（C4）からケーシング（10）内の空間に流出して該空間に充満した後、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

一方、第１分岐管（68a）を流れる中間圧冷媒は、第２四路切換弁（8b）を介して第１ｂ吸入管（14-1b）から第１圧縮機構（20）の第１内側シリンダ室（C2）に吸入される。この第１内側シリンダ室（C2）において、冷媒は圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は第１内側シリンダ室（C2）から第１ｂ吐出ポート（15-1b）を介してケーシング（10）外へ流出する。第１ｂ吐出ポート（15-1b）から吐出された高圧冷媒は第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出された高圧冷媒と合流し、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発して第１圧縮機構（20）に吸入される。

−実施形態３の効果−
この実施形態３によれば、外側シリンダ室（C1，C3）が内側シリンダ室（C2，C4）より大きいため、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が大きくなる。また、第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が小さくなる。

つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段吸入容積が第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が大きくなる一方で、高段吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。

このように、本実施形態では第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）のシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を第１の運転状態と第２の運転状態とで組み替えて用いるようにしているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮比の吸入容積比を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。

《発明の実施形態４》
図２４及び図２５に示す本発明の実施形態４について説明する。

この実施形態４の圧縮機（1）では、第１吸入ポート（14-1）が、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

第１吐出配管（63）は、途中で分岐管（68）に分岐している。この分岐管（68）は、第２吸入配管（62）により、第２圧縮機構（30）の第２吸入ポート（14-2）に接続されている。

第２圧縮機構（30）の第２ｂ吐出ポート（15-2b）は、第２ｂ吐出配管（64b）を介して三方弁（7）の第１ポート（P1）に接続されている。三方弁（7）の第２ポート（P2）は、ケーシング（10）の胴部を貫通して設けられた高圧導入管（18）に接続管（67c）で接続されている。三方弁（7）の第３ポート（P3）は、接続管（67d）により、第１吐出配管（63）における第１吐出ポート（15-1）と第１分岐管（68a）の間に接続されている。

上記三方弁（7）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置に切り換えることができるように構成されている。

そして、上記切換機構（7）は、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（外側シリンダ室）（C3）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（内側シリンダ室）（C4）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能に構成されている。つまり、内側シリンダ室（C4）を冷媒がスルーすることができるように構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（7）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構（20）の吸入容積と高段側圧縮機構（30）の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置では、運転条件の変化に伴って、図２４に示す第１の運転状態と、図２５に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図２４に示す第１の運転状態では、三方弁（7）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が、第１吸入配管（61）を介して、圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は第２吸入配管（62）及び第２吸入ポート（14-2）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒のうち、第２内側シリンダ室（C4）側では、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から冷媒が流出し、接続管（67c）からケーシング（10）内に流入する。また、第２外側シリンダ室（C3）から流出した冷媒もケーシング（10）内に吐出される。つまり、ケーシング（10）内に高圧冷媒が充満する。

ケーシング（10）内に充満した高圧冷媒は第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出される。第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出された冷媒は、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図２５に示す第２の運転状態では、三方弁（7）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が第１吸入配管（61）及び圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。第１圧縮機構（20）から吐出された中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は、第２圧縮機構（30）の第２吸入ポート（14-2）から第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入された冷媒は、該第２外側シリンダ室（C3）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は第２外側シリンダ室（C3）からケーシング（10）内の空間に流出して該空間に充満する。高圧冷媒は、第２ａ吐出ポート（15-2a）から吐出され、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

一方、第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入された冷媒は、三方弁（7）を第２位置に切り換えることにより第２ｂ吐出ポート（15-2b）が第１吐出配管（63）と連通している。つまり、第２ｂ吐出ポート（15-2b）が中間圧になっている。そのため、第２内側シリンダ室（C4）へ吸入された中間圧冷媒は実質的に圧縮されずに第２ｂ吐出ポート（15-2b）から中間圧のまま流出（スルー）する。こうすることにより、第２の運転状態では第２圧縮機構（30）のシリンダ容積（吐出容積）が第１の運転状態よりも小さくなる。

−実施形態４の効果−
この実施形態４によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積と第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が同じである。一方、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入吐出容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が小さくなる。

つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段吸入容積が第１の運転状態と第２の運転状態で同じになる一方で、高段の吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。

そして、本実施形態では第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室◆を第２の運転状態において冷媒がスルーするように構成しているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮比の吸入容積比を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。

《発明の実施形態５》
図２６及び図２７に示す本発明の実施形態５について説明する。

この実施形態５の圧縮機（1）では、第１吸入ポート（14-1）が、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）とから構成されている。

第２圧縮機構（30）の第２ｂ吐出ポート（15-2b）は、第２ｂ吐出配管（64b）の一端が接続され、第２ｂ吐出配管（64b）の他端は気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。第２ｂ吐出配管（64b）の途中には、第２ｂ吐出ポート（15-2b）側から順にガスクーラ（2）と第１膨張弁（5）が設けられている。

第２圧縮機構（30）の第２ａ吐出ポート（15-2a）は、第２ａ吐出配管（64a）を介して三方弁（7）の第１ポート（P1）に接続されている。三方弁（7）の第２ポート（P2）には、第２接続管（67i）が接続され、この第２接続管（67i）は、第２ｂ吐出配管（64b）における第２ｂ吐出ポート（15-2b）とガスクーラ（2）との間に接続されている。また、三方弁（7）の第３ポート（P3）には第１接続管（67j）が接続され、この第１接続管（67j）は第１吐出配管（63）に合流している。

そして、上記切換機構（7）は、第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（内側シリンダ室）（C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（外側シリンダ室）（C3）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能に構成されている。つまり、外側シリンダ室（C3）を冷媒がスルーすることができるように構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置では、運転条件の変化に伴って、図２６に示す第１の運転状態と、図２７に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図２６に示す第１の運転状態では、三方弁（7）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が、第１吸入配管（61）を介して、圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は第２吸入配管（62）及び第２吸入ポート（14-2）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒のうち、第２外側シリンダ室（C3）側では、第２ａ吐出ポート（15-2a）から冷媒が流出し、三方弁（7）から第２接続管（67i）を通って第２ｂ吐出配管（64b）に合流する。第２内側シリンダ室（C4）側では、冷媒がケーシング（10）を介して第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出される。

第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出された冷媒は、第２ａ吐出ポート（15-2a）からの冷媒と合流してガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図２７に示す第２の運転状態では、三方弁（7）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が第１吸入配管（61）及び圧縮機（1）の第１吸入ポート（14-1）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。第１圧縮機構（20）から吐出された中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は、第２圧縮機構（30）の第２吸入ポート（14-2）から第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）の第２内側シリンダ室（C4）に吸入された冷媒は、該第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は第２内側シリンダ室（C4）からケーシング（10）内の空間に流出して該空間に充満する。高圧冷媒は、第２ｂ吐出ポート（15-2b）から吐出され、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

一方、第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）に吸入された冷媒は、三方弁（7）を第２位置に切り換えることにより第２ａ吐出ポート（15-2a）が第１吐出配管（63）と連通しているため圧縮されない。つまり、第２ａ吐出ポート（15-2a）が中間圧になっているため、第２外側シリンダ室（C3）へ吸入された中間圧冷媒は実質的に圧縮されずに第２ａ吐出ポート（15-2a）から中間圧のまま流出（スルー）する。こうすることにより、第２の運転状態では第２圧縮機構（30）のシリンダ容積（吐出容積）が第１の運転状態よりも小さくなる。

−実施形態５の効果−
この実施形態５によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積と第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が同じである。一方、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が小さくなる。

そして、本実施形態では第２圧縮機構（30）の外側シリンダ室（C4）を第２の運転状態において冷媒がスルーするように構成しているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮比の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。

なお、この実施形態５においても、第１圧縮機構の外側シリンダ室で冷媒をスルーさせる構成を採用することにより、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整するようにしてもよい。

《発明の実施形態６》
図２８及び図２９に示す本発明の実施形態６について説明する。

この実施形態６の圧縮機（1）では、第１吸入ポート（14-1）が、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）とから構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。また、第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方からケーシング（10）内の空間を介して冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。

上記圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）は、マフラ（9）を有する第１ａ吸入配管（61a）を介して蒸発器（3）のガス側端部に接続されている。圧縮機（1）の第１ｂ吸入ポート（14-1b）には第１ｂ吸入配管（61b）の一端が接続され、第１ｂ吸入配管（61b）の他端は三方弁（7）の第１ポート（P1）に接続されている。三方弁（7）の第２ポート（P2）は接続管（67g）を介して第１ａ吸入配管（61a）における第１ａ吸入ポート（14-1a）とマフラ（9）の間に接続されている。

上記圧縮機（1）の第１吐出ポート（15-1）は、第１吐出配管（63）を介して気液分離器（4）の冷媒ガス流出口（4a）に接続されている。気液分離器（4）の流出口（4c）は、途中に第２膨張弁（6）が設けられた液配管（66）を介して蒸発器（3）の液側端部に接続されている。

第１吐出配管（63）は、途中で分岐管（68）に分岐している。この分岐管（68）は第２圧縮機構（30）の第２吸入ポート（14-2）に第２吸入配管（62）を介して接続されている。また、上記分岐管（68）は、マフラ（9）を有する接続管（67h）に分岐して、この接続管（67h）が上記三方弁（7）の第３ポート（P3）に接続されている。

第２圧縮機構（30）の第２吐出ポート（15-2）は、第２吐出配管（64）の一端が接続され、第２吐出配管（64）の他端は気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。第２吐出配管（64）の途中には、第２吐出ポート（15-2）側から順にガスクーラ（2）と第１膨張弁（5）が設けられている。

そして、上記切換機構は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（C2）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能に構成されている。つまり、冷媒が他方のシリンダ室（C2）をスルーすることができるように構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構（20）の吸入容積と高段側圧縮機構（30）の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

図２６に示す第１の運転状態では、三方弁（7）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）と第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）と内側第１シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は第２吸入ポート（14-2）から第２圧縮機構（30）の第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）に吸入される。第２圧縮機構（30）に吸入された中間圧冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。この高圧冷媒は、ケーシング（10）内に吐出される。つまり、ケーシング（10）内に高圧冷媒が充満する。

ケーシング（10）内に充満した高圧冷媒は第２吐出ポート（15-2）から吐出される。第２吐出ポート（15-2）から吐出された冷媒は、第２吐出配管（64）を通ってガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

図２７に示す第２の運転状態では、三方弁（7）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（1）を起動すると、蒸発器（3）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が圧縮機（1）の第１ａ吸入ポート（14-1a）から第１圧縮機構（20）に吸入され、外側第１シリンダ室（C1）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１圧縮機構（20）から吐出された中間圧冷媒は、気液分離器（4）からの冷媒と合流し、分岐管（68）へ流入する。

分岐管（68）を流れる中間圧冷媒は、接続管（67h）へも分流し、第１ｂ吸入ポート（14-1b）から第１圧縮機構（20）の第１内側シリンダ室（C2）へ吸入される。第１吐出ポート（15-1）が中間圧であるため、第１内側シリンダ室（C2）では冷媒は実質的に圧縮されない状態となる。

一方、分岐管（68）から第２圧縮機構（30）に吸入された冷媒は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。高圧冷媒はケーシング（10）内に吐出されて該ケーシング（10）内に充満する。ケーシング（10）内の高圧冷媒は第２吐出ポート（15-2）から吐出され、ガスクーラ（2）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（2）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（5）で中間圧に減圧されて気液分離器（4）へ流入する。気液分離器（4）で分離した液冷媒は、気液分離器（4）から流出し、第２膨張弁（6）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（3）で蒸発し、第１圧縮機構（20）に吸入される。

−実施形態６の効果−
この実施形態６によれば、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積の方が大きくなる。一方、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積の方が小さくなる。

そして、第１の運転状態と第２の運転状態は、低圧冷媒の吸入容積が第１の運転状態より第２の運転状態の方が小さくなる一方で、中間圧冷媒の吸入容積は第１の運転状態と第２の運転状態で同じになる。

このように、本実施形態では第１圧縮機構（20）のシリンダ室（C1，C2）の一方（内側シリンダ室）を第２の運転状態においてスルーして用いるようにしているので、１本の軸（53）に２つの圧縮機構（20，30）が機械的に連結された圧縮機（1）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機（1）の吸入容積比を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。

《発明の実施形態７》
図３０から図３４に示す本発明の実施形態７について説明する。

図３０は、この実施形態７に係る冷凍装置（空気調和装置）に用いられる圧縮機（100）の縦断面図、図３１は圧縮機構（第１圧縮機構（110））の横断面図、図３２は圧縮機構（第１圧縮機構（110））の動作状態図である。また、図３３は、この空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図、図３４は、第２の運転状態を示す冷媒回路図である。上記圧縮機（100）は、空気調和装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した冷媒を二段圧縮して、凝縮器へ吐出するために用いられる。

〈圧縮機の構成〉
まず、圧縮機（100）の構成について説明する。この圧縮機（100）は回転式圧縮機であり、１本の駆動軸（173）で機械的に連結された第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）とを備え、冷媒（作動流体）である二酸化炭素を低圧圧力から高圧圧力まで圧縮するように構成されている。なお、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の横断面図及び動作状態図は、第１圧縮機構（110）と実質的に同一であるため、図２に第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の符号を記入して詳細は省略している。また、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）は同位相で、第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）はそれとは位相が１８０°異なる配置になっているが、図２では便宜上、位相の違いは表していない。

図３０に示すように、この圧縮機（100）は、ケーシング（150）内に、下方から上方へ順に配置された第１圧縮機構（110）、第２圧縮機構（120）、第３圧縮機構（130）及び第４圧縮機構（140）と、各圧縮機構（110〜140）の上方に位置する電動機（駆動機構）（170）が収納されたものであって、全密閉型に構成されている。この実施形態では、各圧縮機構（110〜140）の４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更する後述の容積比変更手段が設けられている。そして、冷媒回路（180）における冷媒の流れを切り換えることにより、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうち、二段圧縮に用いる圧縮機構（110〜140）の組み合わせを切り換え可能になっている。

ケーシング（150）は、円筒状の胴部（151）と、この胴部（151）の上端部に固定された上部鏡板（152）と、胴部（151）の下端部に固定された下部鏡板（153）とから構成されている。ケーシング（150）には、各圧縮機構（110〜140）に対応する吸入ポート（154）と吐出ポート（155）が設けられている。吸入ポート（154）には、第１圧縮機構（110）に対応する第１吸入ポート（154-1）、第２圧縮機構（120）に対応する第２吸入ポート（154-2）、第３圧縮機構（130）に対応する第３吸入ポート（154-3）、そして第４圧縮機構（140）に対応する第４吸入ポート（154-4）が含まれている。吐出ポートには、第１圧縮機構（110）に対応する第１吐出ポート（155-1）、第２圧縮機構（120）に対応する第２吐出ポート（155-2）、第３圧縮機構（130）に対応する第３吐出ポート（155-3）、そして第４圧縮機構（140）に対応する第４吐出ポート（155-4）が含まれている。また、ケーシング（150）には、冷媒回路（180）を流れる冷媒をケーシング（150）内に導入する冷媒導入ポート（156）が設けられている。

上記第１圧縮機構（110）、第２圧縮機構（120）、第３圧縮機構（130）及び第４圧縮機構（140）は、上下四段に重ねられて、ケーシング（150）に固定されたフロントヘッド（157）と、第１圧縮機構（110）の下方のリヤヘッド（158）との間に構成されている。各圧縮機構（110〜140）は、いずれも容積型の流体機械の一種であるロータリ式の流体機械により構成されている。

上述したように、上記第１圧縮機構（110）から第４圧縮機構（140）は、ケーシング（150）の底部側から上方（電動機（170）側）へ向かって順に配置されている。各圧縮機構（110〜140）の間には、ミドルプレート（159）が設けられ、４つの圧縮機構（110〜140）の間に３枚のミドルプレート（159）を挟んだ状態で、リヤヘッド（158）をフロントヘッド（157）にボルト（図示せず）で下方から締め付けることにより圧縮機構（110〜140）が構成されている。また、圧縮機構（100〜140）は、フロントヘッド（157）をケーシング（150）に固定することにより、ケーシング（150）に対して位置決めされている。

フロントヘッド（157）とリヤヘッド（158）には、それぞれ軸受け部（157a，158a）が設けられている。リヤヘッド（158）の下面には、カバープレート（160）が固定されている。

電動機（170）は、ステータ（171）とロータ（172）とを備えている。ステータ（171）は、第４圧縮機構（140）の上方に配置され、ケーシング（150）の胴部（151）に固定されている。ロータ（172）は、ステータ（171）の内側に配置されている。ロータ（172）の中央部には駆動軸（クランク軸）（173）の主軸部が連結されていて、該駆動軸（173）がロータ（172）とともに回転するように構成されている。上記主軸部の軸心は、ケーシング（150）の軸心と一致している。

各圧縮機構（110〜140）は、図３１に示すように、共に円環状に形成されたシリンダ（111，121，131，141）及びロータリピストン（偏心ピストン）（112，122，132，142）を備えている。なお、図31において括弧付きの符号が併記されている部材は、括弧がない符号が第１圧縮機構（110）の符号を表し、括弧内の符号が第２圧縮機構（120）〜第４圧縮機構（140）の符号を表している。

シリンダ（111，121，131，141）及びロータリピストン（112，122，132，142）は、リヤヘッド（158）とミドルプレート（159）、ミドルプレート（159）とミドルプレート（159）、またはミドルプレート（159）とフロントヘッド（157）によって上下から挟み込まれている。シリンダ（111，121，131，141）の内径は、ロータリピストン（112，122，132，142）の外径よりも大きくなっている。シリンダ（111，121，131，141）の内周面とロータリピストン（112，122，132，142）の外周面との間には、シリンダ室（C1，C2，C3，C4）が形成されている。

ロータリピストン（112，122，132，142）の外周面には、平板状のブレード（113，123，133，143）が突設されている。ブレード（113，123，133，143）は、シリンダ（111，121，131，141）に対して揺動可能に設けられた一対の揺動ブッシュ（114，124，134，144）に対して、摺動自在に挟み込まれている。ロータリピストン（112，122，132，142）は、ブレード（113，123，133，143）と共に、シリンダ（111，121，131，141）に対して揺動可能になっている。ブレード（113，123，133，143）は、シリンダ室（C1，C2，C3，C4）を２つに区画している。

ロータリピストン（112，122，132，142）の内側には、駆動軸（173）の偏心部（173a，173b，173c，173d）が回転自在に嵌め込まれている。偏心部（173a，173b，173c，173d）は、主軸部よりも大径で且つ主軸部に対して偏心している。圧縮機構（100）では、駆動軸（173）が回転すると、ロータリピストン（112，122，132，142）の内周面が偏心部（173a，173b，173c，173d）の外周面に油膜を介して摺接し、ロータリピストン（112，122，132，142）の外周面がシリンダ（111，121，131，141）の内周面に油膜を介して摺接しながら、ロータリピストン（112，122，132，142）が偏心回転する。

シリンダ（111，121，131，141）には、吸入ポート（154-1，154-2，154-3，154-4）がシリンダ室（C1，C2，C3，C4）に連通するように接続されている。吸入ポート（154-1，154-2，154-3，154-4）は、揺動ブッシュ（114，124，134，144）の一方（図３１における右側の揺動ブッシュ（114，124，134，144））の近傍に開口している。シリンダ室（C1，C2，C3，C4）では、吸入ポート（154-1，154-2，154-3，154-4）が開口する側が低圧側になる。ここでいう「低圧側」は、中間圧側に対する低圧側と、高圧側に対する中間圧側を含むものである。

また、各圧縮機構（110〜140）には、吐出空間（161，162等）が形成されるとともに、吐出空間（161，162等）に吐出ポート（155-1，155-2，155-3，155-4）が接続されている。吐出空間（161，162等）は、吐出口（110a，140a等）を介してシリンダ室（C1，C2，C3，C4）と連通している。吐出空間（161，162等）には、吐出口（110a，140a等）を開閉する吐出弁（リード弁）（163，164等）が設けられている（第２圧縮機構と第３圧縮機構については図示省略）。

第１圧縮機構（110）から第３圧縮機構（130）では、吐出ポート（155-1，155-2，155-3）は、吐出空間（161等）と連通している。第４圧縮機構（140）では、吐出ポート（155-4）はケーシング（150）内の空間を介して吐出空間（162）と連通している。第１圧縮機構（110）と第４圧縮機構（140）の吐出口（110a，140a）は、揺動ブッシュ（114，124，134，144）の他方（図３１における左側の揺動ブッシュ（114，124，134，144））の近傍に開口している。シリンダ室（C1，C2，C3，C4）では、吐出口（110a，140a等）が開口する側が高圧側になる。ここでいう「高圧側」は、中間圧側に対する高圧側と、低圧側に対する中間圧側を含むものである。

以上説明したように、上記圧縮機（100）は、それぞれが１つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を有する第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）とを備え、各圧縮機構（110〜140）は、円柱状のシリンダ空間を有するシリンダ（111，121，131，141）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をするロータリピストン（112，122，132，142）（偏心ピストン）とを備えている。

上記構成において、第１圧縮機構（110）〜第４圧縮機構（140）は、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の吸入容積が互いに異なっている。各シリンダ室（C1，C2，C3，C4）の吸入容積を異ならせるために、具体的には、各圧縮機構（110〜140）のロータリピストン（112，122，132，142）の軸方向長さ寸法とそれに対応するシリンダ（111，121，131，141）の軸方向長さ寸法が異なっている。図示の例では、第１圧縮機構（110）のシリンダ（111）及びロータリピストン（112）の軸方向長さ寸法が一番大きく、第１圧縮機構（110）から第４圧縮機構（140）への順に、シリンダ（111，121，131，141）及びロータリピストン（112，122，132，142）の軸方向長さ寸法が小さくなるように寸法設定されている。

ケーシング（150）の底部には、潤滑油が貯留された油溜りが形成されている。駆動軸（173）の下端部には、油溜りに浸漬された遠心式の油ポンプ（174）が設けられている。油ポンプは、駆動軸（173）の内部を上下方向に延びる給油通路（図示せず）に接続されている。油ポンプ（174）は、第１圧縮機構（110）及び第２圧縮機構（120）の摺動部や、駆動軸（173）の軸受部に、給油通路を通じて潤滑油を供給するものである。

〈冷媒回路の構成〉
この空気調和装置の冷媒回路（180）は、冷媒である二酸化炭素を上記圧縮機（100）で超臨界圧まで圧縮して冷凍サイクルを行うものであって、図３３及び図３４に示すように、上記圧縮機（100）と、ガスクーラ（102）と、蒸発器（103）と、気液分離器（104）と、第１膨張弁（105）と、第２膨張弁（106）とを有している。また、冷媒回路（180）には、圧縮機（100）の吸入側の第１三方弁（切換機構）（107a）と、圧縮機（100）の吐出側の第２三方弁（切換機構）（107b）とが設けられている。

蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分岐している。第１吸入配管（182a）は上記圧縮機（100）の第１吸入ポート（154-1）に接続され、第２吸入配管（182b）は第２吸入ポート（154-2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）は合流した後、中間圧冷媒管（184）と第１接続管（189a）とに分岐している。中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。また、第１接続管（189a）は、第２三方弁（107b）の第３ポート（P3）に接続されている。

中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、第１三方弁（107a）の第２ポート（P2）に接続されている。第１三方弁（107a）の第１ポート（P1）には第３吸入配管（182c）の一端が接続され、その他端は上記圧縮機構（100）の第３吸入ポート（154-3）に接続されている。上記分岐管（185）は、中間圧冷媒管（184）との接続点と第１三方弁（107a）との接続点との間で第４吸入配管（182d）に分岐し、この第４吸入配管（182d）が上記圧縮機（100）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。また、上記第２吸入配管（182b）は、第２吸入ポート（154-2）と低圧冷媒管（181）との間で第２接続管（189b）に分岐し、この第２接続管（189b）は第１三方弁（107a）の第３ポート（P3）に接続されている。

上記第３吐出ポート（155-3）は、第３吐出配管（183c）を介して第２三方弁（107b）の第１ポート（P1）に接続されている。第２三方弁（107b）の第２ポート（P2）は、高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第４吐出ポート（155-4）は、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）の一端が接続されている。高圧冷媒管（187）は、ガスクーラ（102）と第１膨張弁（105）を介して、他端が気液分離器（104）の流入口（104b）に接続されている。気液分離器（104）の流出口（104c）は、途中に第２膨張弁（106）が設けられた液配管（188）を介して蒸発器（103）の液側端部に接続されている。

以上の構成において、上記分岐管（185）は、上記圧縮機構（110〜140）へ中間圧冷媒をインジェクションするインジェクション機構（インジェクション管）を構成している。

上記各三方弁（107a，107b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図３３参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図３４参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（107a，107b）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。つまり、上記切換機構（7）は、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）のうち、低段側圧縮機構に用いるシリンダ室と高段側圧縮機構に用いるシリンダ室を変更することができるように構成されている。

そして、上記切換機構（107a，107b）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる図３３の状態と、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる図３４の状態とを切り換え可能に構成されている。

そして、上記切換機構（容積比変更手段）（107a，107b）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
〈圧縮機（100）の運転動作〉
圧縮機（100）の動作について説明する。圧縮機（100）では、電動機（170）の運転が行われると、駆動軸（173）の回転によって各圧縮機構（110〜140）が駆動され、各圧縮機構（110〜140）で冷媒の圧縮が行われる。なお、各圧縮機構（110〜140）の動作自体はほとんど同じであるため、以下では、第１圧縮機構（110）の動作についてのみ説明し、他の圧縮機構（120〜140）の動作の説明は省略する。

圧縮機構（100）へ冷媒が流入する過程について、図３２を参照しながら説明する。駆動軸（173）が回転角が０°の（Ａ）の状態から僅かに回転して、第１ロータリピストン（112）と第１シリンダ（111）の接触位置が第１吸入ポート（154-1）の開口部を通過すると、第１吸入ポート（154-1）から第１シリンダ室（C1）へ冷媒が流入し始める。そして、第１シリンダ室（C1）へは、駆動軸（173）の回転角が（Ｂ）の９０°,（Ｃ）の１８０°,（Ｄ）の２７０°と大きくなるのに伴い冷媒が流入し、回転角が（Ａ）の３６０°（０°）になるまで冷媒が流入し続ける。

続いて、第１圧縮機構（110）で冷媒を圧縮する過程について説明する。第１シリンダ室（C1）への冷媒の流入が終了した状態（駆動軸（173）の回転角３６０°（０°））において、駆動軸（173）が回転角が再び０°の状態から僅かに回転すると、第１ロータリピストン（112）と第１シリンダ（111）の接触位置が第１吸入ポート（154-1）の開口部を通過する。第１圧縮機構（110）では、この接触位置が第１吸入ポート（154-1）の開口部を通過した時点で、第１圧縮機構（110）における冷媒の閉じ込みが完了する。そして、この状態から駆動軸（173）がさらに回転すると冷媒の圧縮が開始され、第１シリンダ室（C1）内の冷媒の圧力が吐出口（110a）の外側の冷媒の圧力を上回ると、吐出弁（163）が開状態になり、冷媒が第出口（110a）からシリンダ室（C1）の外へ吐出される。冷媒の吐出は、駆動軸（173）の回転角が３６０°になるまで続く。

〈空気調和装置の運転動作〉
この空気調和装置では、運転条件の変化に伴って、図３３に示す第１の運転状態と、図３４に示す第２の運転状態を切り換えることができる。なお、下記では、運転が冷房運転であるものとして説明する。

図３４に示す第１の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

各シリンダ室（C1，C2）から吐出された中間圧冷媒は、それぞれ第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）を通過した後に中間圧冷媒管（184）で合流し、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第３吐出ポート（155-3）から吐出された高圧冷媒は、第２三方弁（107b）と高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。一方、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第３シリンダ室（C3）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

図３４に示す第２の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）と第３吸入配管（182c）に分流する。そして、冷媒は、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ、そして第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）と第３シリンダ室（C3）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

各シリンダ室（C1，C2，C3）から吐出された中間圧冷媒は、それぞれ第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）と第３吐出配管（183c）を通過した後に中間圧冷媒管（184）で合流し、さらに気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第４吸入配管（182d）に流入する。中間圧冷媒は、第４吸入配管（182d）から第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態７の効果−
この実施形態によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が大きくなる。また、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が小さくなる。

つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段吸入量が第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が多くなる一方で、高段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が少なくなる。

このように、本実施形態では各圧縮機構（110〜140）のシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を第１の運転状態と第２の運転状態とで組み替えて用いるようにしているので、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。このように、運転条件に合わせて圧縮機（100）における吸入容積の比率を調整することにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

なお、例えば、二段圧縮機構において低段側か高段側のアンロードにより吸入容積比を調整することも考えられるが、本実施形態では、そのようなものとは違って冷媒を途中から圧縮する構成にはしていないので、スムーズな運転を行うことができる。

《発明の実施形態８》
図３５及び図３６に示している実施形態８について説明する。

この実施形態は、圧縮機（100）の構造は実施形態７と同じで、冷媒回路（180）の構成を実施形態７とは異なるようにしたものである。したがって、以下、冷媒回路（180）についてのみ説明する。なお、冷媒回路（180）の構成要素は実施形態７と同じである。

図３５及び図３６に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）を介して第１吸入ポート（154-1）に接続されている。低圧冷媒管（181）は、蒸発器（103）の出口側で接続管（189c）に分岐しており、接続管（189c）は第１三方弁（107a）の第２ポート（P2）に接続されている。第１三方弁（107a）の第１ポート（P1）には第３吸入配管（182c）の一端が接続され、第３吸入配管（182c）の他端は第３吸入ポート（154-3）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続されている。第１吐出配管（183a）は中間圧冷媒管（184）の一端に接続され、中間圧冷媒管（184）の他端は気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。また、第３吐出ポート（155-3）には第３吐出配管（183c）の一端が接続され、第３吐出配管（183c）の他端は第２三方弁（107b）の第１ポート（P1）に接続されている。第２三方弁（107b）の第２ポート（P2）には接続管（189d）の一端が接続され、接続管（189d）の他端は第１吐出配管（183a）に合流して中間圧冷媒管（184）に接続されている。

中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で第１の分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、第１三方弁（107a）の第３ポート（P3）に接続されている。この分岐管（185）は、中間圧冷媒管（184）との接続点と第１三方弁（107a）との接続点との間で第２の分岐管（185b）に分岐している。この分岐管（185b）は、さらに第２吸入配管（182b）と第４吸入配管（182d）に分岐している。第２吸入配管（182b）は圧縮機（100）の第２吸入ポート（154-2）に接続され、第４吸入配管（182d）は第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

上記第２三方弁（107b）の第３ポート（P3）は、高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。また、上記第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）の一端が接続され、第２吐出配管（183b）の他端は高圧冷媒導入管（186）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第４吐出ポート（155-4）は、高圧冷媒管（187）の一端が接続されている。高圧冷媒管（187）は、ガスクーラ（102）と第１膨張弁（105）を介して、他端が気液分離器（104）の流入口（104b）に接続されている。気液分離器（104）の流出口（104c）は、途中に第２膨張弁（106）が設けられた液配管（188）を介して蒸発器（103）の液側端部に接続されている。

以上の構成において、上記分岐管（185）は、上記圧縮機構（110〜140）へ中間圧冷媒をインジェクションするインジェクション機構を構成している。

上記各三方弁（107a，107b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図３５参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図３６参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（107a，107b）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（107a，107b）は、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる図３５の状態と、第１圧縮機構（110）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる図３６の状態とを切り換え可能に構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（107a，107b）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図３５に示す第１の運転状態と、図３６に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図３５に示す第１の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第３吸入配管（182c）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第３シリンダ室（C3）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１シリンダ室（C1）から吐出された中間圧冷媒は第１吐出配管（183a）を流れ、第３シリンダ室（C3）から吐出された中間圧冷媒は第３吐出配管（183c）から第２三方弁（107b）及び接続管（189d）を流れ、これらの冷媒が中間圧冷媒管（184）で合流する。この中間圧冷媒は、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して第１の分岐管（185）へ流入する。中間圧冷媒は、第１の分岐管（185）からさらに第２の分岐管（185b）に分流する。そして、第２吸入配管（182b）から第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）に吸入されるとともに、第４吸入配管（182d）から第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）に吸入される。そして、冷媒は、第２シリンダ室（C2）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第２吐出ポート（155-2）から吐出された高圧冷媒は、第２吐出配管（183b）から高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。一方、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第２シリンダ室（C2）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、
高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）に導入される。

図３６に示す第２の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）へ流入し、第１吸入配管（182a）から第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１シリンダ室（C1）から吐出された中間圧冷媒は、第１吐出配管（183a）から吐出されて中間圧冷媒管（184）を流れ、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して第１の分岐管（185）へ流入する。第１の分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第２吸入配管（182b）と第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流し、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、そして第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第２シリンダ室（C2）と第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第２シリンダ室（C2）で圧縮された高圧冷媒は第２吐出ポート（155-2）から吐出されて第２吐出配管（183b）を冷媒導入ポート（156）へ向かって流れる。一方、第３シリンダ室（C3）で圧縮された高圧冷媒は第３吐出ポート（155-3）から吐出されて第３吐出配管（183c）及び高圧冷媒導入管（186）を冷媒導入ポート（156）へ向かって流れる。第２シリンダ室（C2）から吐出された高圧冷媒と第３シリンダ室（C3）から吐出された高圧冷媒は高圧冷媒導入管（186）で合流し、冷媒導入ポート（156）からケーシング（150）内に流入する。

第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。ケーシング（150）内では、第２シリンダ室（C2）及び第３シリンダ室（C3）から吐出された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）から吐出された高圧冷媒が混合される。そして、ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態８の効果−
この実施形態によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が小さくなる。また、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が大きくなる。

つまり、第１の運転状態と第２の運転状態は、低段吸入量が第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が少なくなる一方で、高段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が多くなる。

このように、本実施形態では各圧縮機構（110〜140）のシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を第１の運転状態と第２の運転状態とで組み替えて用いるようにしているので、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。このように、運転条件に合わせて圧縮機（100）の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

《発明の実施形態９》
図３７及び図３８に示している実施形態９について説明する。

この実施形態９は、圧縮機（100）の構造は実施形態７と同じで、冷媒回路（180）の構成を実施形態７とは異なるようにしたものである。したがって、以下、冷媒回路（180）についてのみ説明する。なお、この実施形態では、冷媒回路（180）の構成要素のうち、三方弁（107a、107b）の代わりに四路切換弁（108a、108b）を用いている。

図３７及び図３８に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）を介して第１吸入ポート（154-1）に接続されている。低圧冷媒管（181）は、蒸発器（103）の出口側で接続管（189e）に分岐しており、接続管（189e）は第１四路切換弁（108a）の第２ポート（P2）に接続されている。第１四路切換弁（108a）の第１ポート（P1）には第２吸入配管（182b）の一端が接続され、第２吸入配管（182b）の他端は第２吸入ポート（154-2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）は中間圧冷媒管（184）の一端に接続され、中間圧冷媒管（184）の他端は気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。第２吐出配管（183b）は第２四路切換弁（108b）の第１ポート（P1）に接続されている。第１吐出配管（183a）は接続管（189f）に分岐しており、接続管（189f）は第２四路切換弁（108b）の第２ポート（P2）に接続されている。

中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、第１四路切換弁（108a）の第４ポート（P4）に接続されている。第１四路切換弁（108a）の第３ポート（P3）には第３吸入配管（182c）の一端が接続され、その他端は上記圧縮機構の第３吸入ポート（154-3）に接続されている。上記分岐管（185）は、中間圧冷媒管（184）との接続点と第１四路切換弁（108a）との接続点との間で第４吸入配管（182d）に分岐し、この第４吸入配管（182d）が上記圧縮機（100）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

上記第３吐出ポート（155-3）は、第３吐出配管（183c）を介して第２四路切換弁（108b）の第３ポート（P3）に接続されている。第２四路切換弁（108b）の第４ポート（P4）は、高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。

上記各四路切換弁（108a，108b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通するとともに第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１位置（図３７参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通するとともに第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図３８参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記各四路切換弁（108a，108b）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（108a，108b）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（10）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能に構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（108a，108b）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図３７に示す第１の運転状態と、図３８に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図３７に示す第１の運転状態では、第１四路切換弁（108a）と第２四路切換弁（108b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

各シリンダ室（C1，C2）から吐出された中間圧冷媒は、それぞれ第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）を通過した後に中間圧冷媒管（184）で合流し、さらに気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第３吐出ポート（155-3）から吐出された高圧冷媒は、第２四路切換弁（108b）と高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。一方、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第３シリンダ室（C3）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

図３８に示す第２の運転状態では、第１四路切換弁（108a）と第２四路切換弁（108b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第３吸入配管（182c）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第３シリンダ室（C3）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

各シリンダ室（C1，C3）から吐出された中間圧冷媒は、それぞれ第１吐出配管（183a）と第３吐出配管（183c）を通過した後に中間圧冷媒管（184）で合流し、さらに気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第２吸入配管（182b）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第２シリンダ室（C2）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第２吐出ポート（155-2）から吐出された高圧冷媒は、第２四路切換弁（108b）と高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。一方、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第２シリンダ室（C2）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態９の効果−
この実施形態９によれば、第１の運転状態における低圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における低圧冷媒の吸入容積が小さくなる。また、第１の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積よりも第２の運転状態における中間圧冷媒の吸入容積が大きくなる。

《発明の実施形態１０》
図３９及び図４０に示している実施形態１０について説明する。

この実施形態１０は、圧縮機（100）の構造は実施形態７と同じで、冷媒回路（180）の構成を実施形態７とは異なるようにしたものである。したがって、以下、冷媒回路（180）についてのみ説明する。なお、この実施形態では、冷媒回路（180）の構成要素のうち、圧縮機（100）の吸入側には三方弁や四路切換弁を用いていない点が実施形態１とは異なっている。

図３９及び図４０に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分岐している。第１吸入配管（182a）は上記圧縮機（100）の第１吸入ポート（154-1）に接続され、第２吸入配管（182b）は第２吸入ポート（154-2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）は合流した後、中間圧冷媒管（184）に接続されている。中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。第２吐出配管（183b）は接続管（189g）に分岐している。接続管（189g）は三方弁（107）の第３ポート（P3）に接続されている。

中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分岐している。第３吸入配管（182c）は第３圧縮機構（130）の第３吸入ポート（154-3）に接続されている。また、第４吸入配管（182d）は上記圧縮機（100）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

上記第３吐出ポート（155-3）は、第３吐出配管（183c）を介して三方弁（107）の第１ポート（P1）に接続されている。三方弁（107）の第２ポート（P2）は、高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。

上記三方弁（107）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図３９参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図４０参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（107）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（107）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の一方（第４圧縮機構（140））で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方（第３圧縮機構（130））で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能に構成されている。

また、上記切換機構（容積比変更手段）（107）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図３９に示す第１の運転状態と、図４０に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図３９に示す第１の運転状態では、三方弁（107）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第３吐出ポート（155-3）から吐出された高圧冷媒は、三方弁（107）と高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。一方、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第３シリンダ室（C3）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

図４０に示す第２の運転状態では、三方弁（107）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

各シリンダ室（C1，C2）から吐出された中間圧冷媒は、それぞれ第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）を通過した後に中間圧冷媒管（184）で合流し、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。

ここで、三方弁（107）が第２位置に切り換わっているので、第３吐出配管（183c）は第２吐出配管（183b）と連通し、中間圧になっている。したがって、第３圧縮機構（130）では冷媒が実質的に圧縮されずに、中間圧で吸入されて、中間圧のまま流出する。

一方、第４圧縮機構（140）では、冷媒が第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態１０の効果−
この実施形態によれば、第１の運転状態では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側に用いるとともに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側に用いているのに対して、第２の運転状態では、第３圧縮機構（130）において冷媒を中間圧のまま通過（スルー）させることにより、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側に用い、第４圧縮機構（140）のみを高段側に用いている。

この結果、低段側の吸入容積は第１の運転状態と第２の運転状態とで同じになるのに対して、高段側の吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。つまり、低段吸入量は第１の運転状態と第２の運転状態とで同じであるが、実質的な高段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が少なくなる。

このように、本実施形態では、第２の運転状態において第３圧縮機構（130）における冷媒の圧縮を行わないようにすることで、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機（100）の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

《発明の実施形態１１》
図４１及び図４２に示している実施形態１１について説明する。

この実施形態は、圧縮機（100）の構造は実施形態７と同じで、冷媒回路（180）の構成を実施形態７とは異なるようにしたものである。したがって、以下、冷媒回路（180）についてのみ説明する。なお、この実施形態では、冷媒回路（180）の構成要素のうち、圧縮機（100）の吐出側に三方弁や四路切換弁を用いていない点が実施形態７とは異なっている。

図４１及び図４２に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）を介して第１圧縮機構（110）の第１吸入ポート（154-1）に接続されている。第１吸入配管（182a）は接続管（189h）に分岐しており、接続管（189h）は三方弁（107）の第２ポート（P2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）は合流した後、中間圧冷媒管（184）に接続されている。中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。

中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、三方弁（107）の第３ポート（P3）に接続されている。三方弁（107）の第１ポート（P1）には第２吸入配管（182b）の一端が接続され、その他端は第２圧縮機構（120）の第２吸入ポート（154-2）に接続されている。上記分岐管（185）は、中間圧冷媒管（184）との接続点と三方弁（107）との接続点との間で第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分岐し、第３吸入配管（182c）が第３圧縮機構（130）の第３吸入ポート（154-3）に接続され、第４吸入配管（182d）が第４圧縮機構（140）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

上記第３吐出ポート（155-3）は、第３吐出配管（183c）及び高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。第３吐出配管（183c）と高圧冷媒導入管（186）は１本の配管により構成されている。

上記三方弁（107）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図４１参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図４２参照）とに切り換えることができるように構成されている。

そして、上記切換機構（107）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、上記第１圧縮機構（110）を低段側とし、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、高段側の第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうちの１つで吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能に構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図４１に示す第１の運転状態と、図４２に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図４１に示す第１の運転状態では、三方弁（107）が第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第３吐出ポート（155-3）から吐出された高圧冷媒は、第３吐出配管（183c）と高圧冷媒導入管（186）を通って冷媒導入ポート（156）から圧縮機（100）のケーシング（150）内に導入される。また、第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。したがって、第３シリンダ室（C3）で圧縮された高圧冷媒と第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、ケーシング（150）内で合流する。

図４２に示す第２の運転状態では、三方弁（107）が第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）及び第１吸入配管（182a）を通って第１吸入ポート（154-1）から第１圧縮機構（110）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１シリンダ室（C1）から吐出された中間圧冷媒は、第１吐出配管（183a）を通過した後に中間圧冷媒管（184）を流れ、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第２吸入配管（182b）と第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、そして第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。

ここで、第２吐出配管（183b）は第１吐出配管（183a）と合流して中間圧冷媒管（184）に接続されている。したがって、第２圧縮機構（120）の吐出側は常に中間圧である。このため、第２圧縮機構（120）に吸入された中間圧冷媒は実質的に圧縮されずに、中間圧のまま第２圧縮機構（120）から流出する。

一方、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）では、冷媒が第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態１１の効果−
この実施形態によれば、第１の運転状態では、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側に用いるとともに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側に用いているのに対して、第２の運転状態では、第２圧縮機構（120）において冷媒を中間圧のまま通過（スルー）させることにより、第１圧縮機構（110）のみを低段側に用い、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側に用いている。

この結果、高段側の吸入容積が第１の運転状態と第２の運転状態とで同じになるのに対して、低段側の吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。つまり、高段吸入量は第１の運転状態と第２の運転状態とで同じであるが、実質的な低段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が少なくなる。

このように、本実施形態では、第２の運転状態において第２圧縮機構（120）における冷媒の圧縮を行わないようにすることで、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機（100）の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

《発明の実施形態１２》
図４３及び図４４に示している実施形態１２について説明する。

図４３及び図４４に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）に接続されている。第１吸入配管（182a）は第１圧縮機構（110）の第１吸入ポート（154-1）に接続されている。低圧冷媒管（181）は接続管（189i）に分岐しており、この接続管（189i）は第１三方弁（107a）の第２ポート（P2）に接続されている。第１三方弁（107a）の第１ポート（P1）には第２吸入配管（182b）の一端が接続され、第２吸入配管（182b）の他端は、第２圧縮機構（120）の第２吸入ポート（154-2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）は第２三方弁（107b）の第１ポート（P1）に接続されている。第２三方弁（107b）の第２ポート（P2）には接続管（189j）の一端が接続され、接続管（189j）の他端は第２吐出配管（183b）に接続されている。第２吐出配管（183b）と接続管（189j）とは合流した後、中間圧冷媒管（184）に接続されている。この中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。

第１三方弁（107a）の第３ポート（P3）と第２三方弁（107b）の第３ポート（P3）は連通管（190）で接続されている。

上記中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、さらに第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分岐している。第３吸入配管（182c）は第３圧縮機構（130）の第３吸入ポート（154-3）に接続され、第４吸入配管（182d）は第４圧縮機構（140）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

上記各三方弁（107a，107b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図４３参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図４４参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（107a，107b）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更する（低段側の圧縮機構を直列と並列に切り換える）ことにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（107a，107b）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側の第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能に構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図４３に示す第１の運転状態と、図４４に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図４３に示す第１の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１シリンダ室（C1）から吐出された中間圧冷媒は、第１吐出配管（183a）から第２三方弁（107b）を通って接続管（189j）を流れ、第２シリンダ室（C2）から吐出されて第２吐出配管（183b）を流れる中間圧冷媒と中間圧冷媒管（184）で合流する。中間圧冷媒管（184）を流れる冷媒は、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

図４４に示す第２の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）及び第１吸入配管（182a）を通って第１吸入ポート（154-1）から第１圧縮機構（110）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）で圧縮されて第１の中間圧冷媒になる。

第１の中間圧冷媒は、第１シリンダ室（C1）から吐出され、第１吐出配管（183a）と第２三方弁（107b）と連通管(190)と第１三方弁（107a）と第２吸入配管（182b）を通り、第２吸入ポート（154-2）から第２圧縮機構（120）に吸入される。冷媒は、第２シリンダ室（C2）で圧縮されて第２の中間圧冷媒（二段圧縮の中間圧冷媒）になる。

第２シリンダ室（C2）から吐出された第２の中間圧冷媒は、第２吐出配管（183b）を通過した後に中間圧冷媒管（184）を流れ、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）では、冷媒が第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）に導入される。

−実施形態１２の効果−
この実施形態によれば、低段側になる第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を、第１の運転状態では並列で用いる一方、第２の運転状態では直列で用いるようにしている。したがって、低段側の吸入容積が第１の運転状態よりも第２の運転状態で小さくなる。一方、高段側は、第１の運転状態と第２の運転状態のいずれも第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列で用いており、吸入容積は変化しない。

この結果、高段側の吸入容積は第１の運転状態と第２の運転状態とで同じになるのに対して、低段側の吸入容積は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が小さくなる。つまり、高段吸入量は第１の運転状態と第２の運転状態とで同じであるが、実質的な低段吸入量は第１の運転状態よりも第２の運転状態の方が少なくなる。

このように、本実施形態では、低段側の２つの圧縮機構（110，120）を第１の運転状態において並列で用い、第２の運転状態において直列で用いることにより、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機（100）の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

《発明の実施形態１３》
図４５及び図４６に示している実施形態１３について説明する。

図４５及び図４６に示すように、蒸発器（103）のガス側端部に接続された低圧冷媒管（181）は第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分岐している。第１吸入配管（182a）は第１圧縮機構（110）の第１吸入ポート（154-1）に接続され、第２吸入配管（182b）は第２圧縮機構（120）の第２吸入ポート（154-2）に接続されている。

上記圧縮機（100）の第１吐出ポート（155-1）には第１吐出配管（183a）が接続され、第２吐出ポート（155-2）には第２吐出配管（183b）が接続されている。第１吐出配管（183a）と第２吐出配管（183b）は合流して中間圧冷媒管（184）に接続されている。この中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）に接続されている。

上記中間圧冷媒管（184）は、気液分離器（104）の冷媒ガス流出口（104a）の下流側で分岐管（185）に分岐している。この分岐管（185）は、第３吸入配管（182c）を介して第３圧縮機構（130）の第３吸入ポート（154-3）に接続されている。また、この分岐管（185）は、途中で接続管（189k）に分岐しており、この接続管（189k）は第１三方弁（107a）の第２ポート（P2）に接続されている。第１三方弁（107a）の第１ポート（P1）には第４吸入配管（182d）の一端が接続され、第４吸入配管（182d）の他端は第４圧縮機構（140）の第４吸入ポート（154-4）に接続されている。

第３吐出ポート（155-3）には第３吐出配管（183c）の一端が接続され、第３吐出配管（183c）の他端は第２三方弁（107b）の第１ポート（P1）に接続されている。第２三方弁（107b）の第２ポート（P2）は、高圧冷媒導入管（186）を介して冷媒導入ポート（156）に接続されている。

なお、第１三方弁（107a）の第３ポート（P3）と第２三方弁（107b）の第３ポート（P3）は、連通管（190）で接続されている。

上記各三方弁（107a，107b）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１位置（図４５参照）と、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図４６参照）とに切り換えることができるように構成されている。

上記三方弁（107a，107b）は、上記各圧縮機構（110〜140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換機構（容積比変更手段）であって、冷媒回路（180）内での４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更する（高段側の圧縮機構を直列と並列に切り換える）ことにより、低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されている。

そして、上記切換機構（107a，107b）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、高段側の第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列に接続する図４５の状態と直列に接続する図４６の状態とを切り換え可能に構成されている。

−運転動作−
この空気調和装置においても、運転条件の変化に伴って、図４５に示す第１の運転状態と、図４６に示す第２の運転状態を切り換えることができる。

図４５に示す第１の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第１位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて中間圧冷媒になる。

第１シリンダ室（C1）から吐出されて第１吐出ポート（155-1）を通り、第１吐出配管（183a）を流れる中間圧冷媒と、第２シリンダ室（C2）から吐出されて第２吐出ポート（155-2）を通り、第２吐出配管（183b）を流れる中間圧冷媒は、中間圧冷媒管（184）で合流する。

中間圧冷媒管（184）を流れる冷媒は、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）と第４吸入配管（182d）に分流する。中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）からは第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ、第４吸入配管（182d）からは第４吸入ポート（154-4）を通って第４圧縮機構（140）へ吸入される。そして、冷媒は、第３シリンダ室（C3）と第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。

図４６に示す第２の運転状態では、第１三方弁（107a）と第２三方弁（107b）がともに第２位置に設定される。この状態で圧縮機（100）を起動すると、蒸発器（103）で空気と熱交換して蒸発した低圧ガス冷媒が低圧冷媒管（181）から第１吸入配管（182a）と第２吸入配管（182b）に分流し、第１吸入配管（182a）からは第１吸入ポート（154-1）を通って第１圧縮機構（110）へ、第２吸入配管（182b）からは第２吸入ポート（154-2）を通って第２圧縮機構（120）へ吸入される。冷媒は、第１シリンダ室（C1）と第２シリンダ室（C2）で圧縮されて第１の中間圧冷媒（二段圧縮の中間圧冷媒）になる。

中間圧冷媒管（184）を流れる冷媒は、気液分離器（104）からの中間圧冷媒と合流して分岐管（185）へ流入する。分岐管（185）を流れる中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）へ流入する。第１の中間圧冷媒は、第３吸入配管（182c）から第３吸入ポート（154-3）を通って第３圧縮機構（130）へ吸入され、第３シリンダ室（C3）で圧縮されて第２の中間圧冷媒になる。

第３シリンダ室（C3）から吐出された第２の中間圧冷媒は、第３吐出ポート（155-3）から、第３吐出配管（183c）、第２三方弁（107b）、連通管（190）及び第４吸入配管（182d）を順に流れ、第４吸入ポート（154-4）から第４圧縮機構（140）に吸入される。そして、冷媒は、第４シリンダ室（C4）で圧縮されて高圧冷媒になる。第４シリンダ室（C4）で圧縮された高圧冷媒は、フロントヘッド（157）の吐出空間（162）からケーシング（150）内の空間に流出する。

ケーシング（150）内の高圧冷媒は、第４吐出ポート（155-4）を通ってケーシング（150）から吐出され、高圧冷媒管（第４吐出配管）（187）を通ってガスクーラ（102）へ流入する。冷媒は、ガスクーラ（102）で室外空気へ放熱した後、第１膨張弁（105）で中間圧に減圧されて気液分離器（104）へ流入する。冷媒は気液分離器（104）で気液分離し、液冷媒が気液分離器（104）から流出する。液冷媒は、第２膨張弁（106）で低圧圧力に減圧された後に蒸発器（103）で蒸発し、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）に吸入される。なお、気液分離器（104）内のガス冷媒は、第３圧縮機構（130）に導入される。

−実施形態１３の効果−
この実施形態によれば、高段側になる第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を、第１の運転状態では並列で用いる一方、第２の運転状態では直列で用いるようにしている。したがって、高段側の吸入容積が第１の運転状態よりも第２の運転状態で小さくなる。一方、低段側は、第１の運転状態と第２の運転状態のいずれも第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列で用いており、吸入容積は変化しない。

このように、本実施形態では、高段側の２つの圧縮機構（130，140）を第１の運転状態において並列で用い、第２の運転状態において直列で用いることにより、１本の軸に４つの圧縮機構（110〜140）が機械的に連結された圧縮機（100）において、第１の運転状態と第２の運転状態における低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を調整することができる。したがって、運転条件に合わせて圧縮機（100）の容積比を切り換えることにより、ＣＯＰ（成績係数）の高い運転を行うことが可能となる。また、冷媒の圧縮に伴うトルク変動も調整できる。

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

上記実施形態では、４つのシリンダ室の容積がすべて異なるものとしているが、実施形態１から６においては、４つのシリンダ室を少なくとも２種類の吸入容積に設定してもよい。その場合、第１圧縮機構（20）の外側シリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の外側シリンダ室（C3）の容積が同じになり、第１圧縮機構（20）の内側シリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）の容積が同じになる。このようにしても、圧縮機構（20，30）の２つのシリンダ室を並列で用いる第１の運転状態と直列で用いる第２の運転状態を切り換えたり、各シリンダ室（C1，C2，C3，C4）の高圧側と低圧側の組み合わせを変えたりすることにより、圧縮機（1）の容積比を運転条件に合わせて変更することが可能となる。

また、実施形態７から１３においては、実施形態９を除いては、各シリンダ室（C1）〜（C4）の容積は同じでもよい。

さらに、本発明は、４つのシリンダ室を有する圧縮機を用いた冷凍装置であれば、圧縮機の構成は任意に変更してもよい。例えば、実施形態実施形態７から１３では、ブレードがピストンと別体になったローリングピストン型圧縮機であってもよい。

また、上記実施形態１，２，４，５では三方弁（7）を用い、実施形態３では四路切換弁（8）を用いているが、複数の開閉弁（電磁弁）を組み合わせて用いるようにしてもよい。

また、図４７や図４８に示すように、ケーシング（10）の内圧は、低圧、高圧、中間圧のいずれてもよい。内圧の設定は、冷媒回路を適宜構成することにより任意に変更することが可能である。

上記各実施形態について、冷媒回路（60，180）に充填される冷媒が二酸化炭素以外の冷媒（例えばフロン冷媒）であってもよい。

また、上記各実施形態では、圧縮機（1，100）の中間段の冷媒を冷却する冷却手段としてインジェクション管（68，185）を用いていたが、冷却手段として熱交換器（中間冷却器）を用いてもよい。

さらに、上記実施形態では、冷房運転を行う空気調和装置について説明したが、本発明は適用対象を冷房専用機に限定するものではない。

（実施形態１〜６における吸入ポート吐出ポートの組み合わせ例）
また、上記各実施形態１〜６において、第１吸入ポート（14-1）、第１吐出ポート（15-1）、第２吸入ポート（14-2）、及び第２吐出ポート（15-2）は、例えば図４９から図６２に示すように構成してもよい。

図４９の第１の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図５０の第２の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図５１の第３の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図５２の第４の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５３の第５の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５４の第６の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５５の第７の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５６の第８の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５７の第９の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図５８の第１０の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図５９の第１１の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）から冷媒を吐出するための第２ａ吐出ポート（15-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）から冷媒を吐出するための第２ｂ吐出ポート（15-2b）により構成されている。

図６０の第１２の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図６１の第１３の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）から冷媒を吐出するための第１ａ吐出ポート（15-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）から冷媒を吐出するための第１ｂ吐出ポート（15-1b）により構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方へ冷媒を吸入するための１本の吸入ポートにより構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

図６２の第１４の変形例では、第１吸入ポート（14-1）は、第１外側シリンダ室（C1）へ冷媒を吸入するための第１ａ吸入ポート（14-1a）と、第１内側シリンダ室（C2）へ冷媒を吸入するための第１ｂ吸入ポート（14-1b）により構成されている。第１吐出ポート（15-1）は、第１外側シリンダ室（C1）と第１内側シリンダ室（C2）の両方から冷媒を吐出するための１本の吐出ポートにより構成されている。第２吸入ポート（14-2）は、第２外側シリンダ室（C3）へ冷媒を吸入するための第２ａ吸入ポート（14-2a）と、第２内側シリンダ室（C4）へ冷媒を吸入するための第２ｂ吸入ポート（14-2b）により構成されている。第２吐出ポート（15-2）は、第２外側シリンダ室（C3）と第２内側シリンダ室（C4）の両方から冷媒を吐出するための１つの吐出ポートにより構成されている。

以上のように、吸入ポートと吐出ポートは、種々の組み合わせにして用いることが可能であり、これらを適宜選択することにより容積比を調整することが可能である。

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、二段圧縮冷凍サイクルの冷凍装置について有用である。

図１は、実施形態１に係る空気調和装置に用いられる圧縮機の縦断面図である。図２は、実施形態１の圧縮機構の横断面図である。図３は、実施形態１の圧縮機構の動作状態図である。図４は、実施形態１に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図５は、実施形態１に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図６は、実施形態１の変形例に係る第１の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図７は、実施形態１の変形例に係る第２の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図８は、実施形態１の変形例に係る第３の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図９は、実施形態１の変形例に係る第４の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１０は、実施形態１の変形例に係る第５の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１１は、実施形態２に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図１２は、実施形態２に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図１３は、実施形態２の変形例に係る第１の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１４は、実施形態２の変形例に係る第２の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１５は、実施形態２の変形例に係る第３の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１６は、実施形態２の変形例に係る第４の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１７は、実施形態２の変形例に係る第５の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１８は、実施形態２の変形例に係る第６の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図１９は、実施形態２の変形例に係る第７の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図２０は、実施形態２の変形例に係る第８の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図２１は、実施形態２の変形例に係る第９の運転状態切り換えパターンを示す断面図である。図２２は、実施形態３に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図２３は、実施形態３に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図２４は、実施形態４に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図２５は、実施形態４に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図２６は、実施形態５に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図２７は、実施形態５に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図２８は、実施形態６に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図２９は、実施形態６に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図３０は、実施形態７に係る冷凍装置（空気調和装置）に用いられる圧縮機の縦断面図である。図３１は、実施形態７の圧縮機構の横断面図である。図３２は、実施形態７の圧縮機構の動作状態図である。図３３は、実施形態７に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図３４は、実施形態７に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図３５は、実施形態８に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図３６は、実施形態８に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図３７は、実施形態９に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図３８は、実施形態９に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図３９は、実施形態１０に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図４０は、実施形態１０に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図４１は、実施形態１１に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図４２は、実施形態１１に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図４３は、実施形態１２に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図４４は、実施形態１２に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図４５は、実施形態１３に係る空気調和装置の第１の運転状態を示す冷媒回路図である。図４６は、実施形態１３に係る空気調和装置の第２の運転状態を示す冷媒回路図である。図４７は、ケーシングの内圧を高圧にした場合の変形例を示す断面図である。図４８は、ケーシングの内圧を中間圧にした場合の変形例を示す断面図である。図４９は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１の変形例を示す断面図である。図５０は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第２の変形例を示す断面図である。図５１は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第３の変形例を示す断面図である。図５２は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第４の変形例を示す断面図である。図５３は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第５の変形例を示す断面図である。図５４は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第６の変形例を示す断面図である。図５５は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第７の変形例を示す断面図である。図５６は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第８の変形例を示す断面図である。図５７は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第９の変形例を示す断面図である。図５８は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１０の変形例を示す断面図である。図５９は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１１の変形例を示す断面図である。図６０は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１２の変形例を示す断面図である。図６１は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１３の変形例を示す断面図である。図６２は、吸入ポートと吐出ポートの組み合わせの第１４の変形例を示す断面図である。

符号の説明

1 圧縮機
7 三方弁（容積比変更手段；切換機構）
7a 第１三方弁（容積比変更手段；切換機構）
7b 第２三方弁（容積比変更手段；切換機構）
8a 第１四路切換弁（容積比変更手段；切換機構）
8b 第２四路切換弁（容積比変更手段；切換機構）
20 第１圧縮機構
21 第１シリンダ
22 第１環状ピストン
30 第２圧縮機構
31 第２シリンダ
32 第２環状ピストン
53 駆動軸
100 圧縮機
110 第１圧縮機構
120 第２圧縮機構
130 第３圧縮機構
140 第４圧縮機構
111 シリンダ
112 シリンダ
113 シリンダ
114 シリンダ
112 偏心ピストン
122 偏心ピストン
132 偏心ピストン
142 偏心ピストン
107 三方弁（容積比変更手段；切換機構）
107a 第１三方弁（容積比変更手段；切換機構）
107b 第２三方弁（容積比変更手段；切換機構）
108a 第１四路切換弁（容積比変更手段；切換機構）
108b 第２四路切換弁（容積比変更手段；切換機構）
C1 第１外側シリンダ室
C2 第１内側シリンダ室
C3 第２外側シリンダ室
C4 第２内側シリンダ室

Claims

複数の圧縮機構（20，30）（110，120，130，140）が１本の駆動軸（53）（173）で機械的に連結された圧縮機（1）（100）が接続された冷媒回路（60）（180）を備えて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
上記圧縮機構（20，30）（110，120，130，140）が４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）を備え、
低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更する容積比変更手段（7，8）（107，108）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１において、
容積比変更手段（7，8）（107，108）は、４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の接続関係を変更することにより、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１または２において、
上記複数の圧縮機構（20，30）は、それぞれが２つのシリンダ室（C1，C2）（C3，C4）を有する第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）であり、
各圧縮機構（20，30）は、環状のシリンダ空間を有するシリンダ（21，31）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする環状の偏心ピストン（22，32）とを備え、シリンダ空間における環状の偏心ピストン（22，32）の内周側に内側シリンダ室（C2，C4）が形成され、外周側に外側シリンダ室（C1，C3）が形成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３において、
４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）が少なくとも２種類の吸入容積に設定されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３において、
４つのシリンダ室（C1，C2，C3，C4）の吸入容積がすべて異なることを特徴とする冷凍装置。
請求項３から５の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（30）を高段側とするときに、第２圧縮機構（30）の内側シリンダ室（C4）と外側シリンダ室（C3）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３から５の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C4）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C3）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３から５の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（8）は、上記第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（30）の両シリンダ室（C3，C4）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）と第２圧縮機構（30）の一方のシリンダ室（C3）を低段側圧縮機構に用いて第１圧縮機構（20）の他方のシリンダ室（C2）と第２圧縮機構（30）の他方のシリンダ室（C4）を高段側圧縮機構に用いる状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３から５の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（20）を高段側とするときに、第２圧縮機構（20）の両シリンダ室（C3，C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第２圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C3）（C4）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（C4）（C3）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項３から５の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（7）は、上記第１圧縮機構（20）を低段側とし、第２圧縮機構（20）を高段側とするときに、第１圧縮機構（20）の両シリンダ室（C1，C2）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第１圧縮機構（20）の一方のシリンダ室（C1）（C2）で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方のシリンダ室（C2）（C1）で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１から１０の何れか１つにおいて、
上記切換機構（7，8）は、上記各圧縮機構（20，30）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換弁により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１から１１の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（7，8）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１または２において、
上記複数の圧縮機構（110，120，130，140）は、それぞれが１つのシリンダ室を有する第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）であり、
各圧縮機構（110，120，130，140）は、円柱状のシリンダ空間を有するシリンダ（111，121，131，141）と、該シリンダ空間の中で偏心回転運動をする偏心ピストン（112，122，132，142）とを備えていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
少なくとも１つの圧縮機構のシリンダ容積が他の圧縮機構のシリンダ容積と異なり、
上記容積比変更手段（108）は、第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側圧縮機構に用いて第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態と、第１圧縮機構（110）と第３圧縮機構（130）を低段側圧縮機構に用いて第２圧縮機構（120）と第４圧縮機構（140）を高段側圧縮機構に用いる状態とに切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側に圧力差が生じる状態と、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）の一方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、他方で吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構の両方で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、上記第１圧縮機構（110）を低段側とし、第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側圧縮機構で冷媒を圧縮して吸入側と吐出側の圧力差が生じる一方、高段側の第２圧縮機構（120）と第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）のうちの１つで吸入側と吐出側が実質的に同一圧力になって冷媒が非圧縮で通過する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、低段側の第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３において、
上記容積比変更手段（107）は、上記第１圧縮機構（110）と第２圧縮機構（120）を低段側とし、第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を高段側とするときに、高段側の第３圧縮機構（130）と第４圧縮機構（140）を並列に接続する状態と直列に接続する状態とを切り換え可能な切換機構により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３から２０の何れか１つにおいて、
上記切換機構（107，108）は、上記各圧縮機構（110，120，130，140）に対し、低圧冷媒と中間圧冷媒と高圧冷媒の流通経路を切り換える切換弁により構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１３から２１の何れか１つにおいて、
上記容積比変更手段（107）は、運転条件の変化に伴って低段側圧縮機構の吸入容積と高段側圧縮機構の吸入容積の比率を変更するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
請求項１から２２の何れか１つにおいて、
冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする冷凍装置。