JP2010156246A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの圧縮室を有する圧縮機構において、吸入容積比を変更可能にして、中間圧を最適に制御することができるように構成する。
【解決手段】圧縮機（1）は、環状のシリンダ室（C1,C2）を有するシリンダ（21）と、シリンダ室（C1,C2）を内外の２つの圧縮室（C1,C2）に区画する環状のピストン（22b）とを有する第１圧縮機構（20）と、第１圧縮機構（20）に機械的に連結された第２圧縮機構（30）を備えている。第１圧縮機構（20）の２つの圧縮室（C1,C2）と第２圧縮機構（30）の圧縮室（C3,C4）は、一部の圧縮室が低段側圧縮室を、残りの圧縮室が高段側圧縮室を構成する。この圧縮機（1）に、容積比変更手段（70）を設ける。容積比変更手段（70）は、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、低段側圧縮室の吸入容積の合計値に対する高段側圧縮室の吸入容積の合計値の比率である吸入容積比を変更する。
【選択図】図４

Description

本発明は、２つの圧縮室を有する圧縮機構を備えた圧縮機に関するものである。

従来より、２つの圧縮室を有する圧縮機構を備えた圧縮機が知られている。この種の圧縮機の一例が、例えば特許文献１に開示されている。

具体的に、特許文献１の圧縮機は、２つの圧縮室を有する圧縮機構を２つ備えている。各圧縮機構は、環状のシリンダ室を有するシリンダと、シリンダ室内に配置されてシリンダ室を内外に区画する環状のピストンとを備え、シリンダがピストンに対して偏心回転運動するように構成されている。２つの圧縮機構は、駆動軸によって機械的に連結されている。
特開２００７−２３９６６６号公報

ところで、上述したような圧縮機は、例えば冷凍サイクルを行う冷凍装置に設けられる。このような冷凍装置では、低段側圧縮室と高段側圧縮室との間の冷媒の圧力である中間圧の値に応じて、ＣＯＰ（成績係数）が変化する。高いＣＯＰが得られる中間圧の値は、運転条件等によって異なってくる。従って、運転条件等に応じて、高いＣＯＰが得られるように中間圧を最適に制御できることが望ましい。しかし、従来の圧縮機では、低段側圧縮室の吸入容積の合計値に対する高段側圧縮室の吸入容積の合計値の比率である吸入容積比が一定であるため、中間圧を最適に制御することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの圧縮室を有する圧縮機構において、吸入容積比を変更可能にして、中間圧を最適に制御することができるように構成することにある。

第１の発明は、共に容積型の流体機械により構成された第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）と、上記第１圧縮機構（20）と上記第２圧縮機構（30）の両方に連結する駆動軸（53）とを備えた圧縮機（1）を対象とする。そして、この圧縮機（1）は、上記第１圧縮機構（20）が、環状のシリンダ室（C1,C2）を有するシリンダ（21）と、該シリンダ（21）に対して偏心してシリンダ室（C1,C2）に収納され、該シリンダ室（C1,C2）を外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とに区画する環状のピストン（22b）と、該シリンダ室（C1,C2）に配置され、各圧縮室（C1,C2）をそれぞれ第１室と第２室とに区画する区画部材（23）とを有し、上記シリンダ（21）と上記ピストン（22b）とが相対的に偏心回転運動することによって各圧縮室（C1,C2）で流体を圧縮するように構成され、上記第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）と上記第２圧縮機構（30）の圧縮室（C3,C4）とは、それらのうちの一部の圧縮室が低圧流体を吸入して圧縮する低段側圧縮室を、残りの圧縮室が低段側圧縮室から吐出された流体を吸入して圧縮する高段側圧縮室をそれぞれ構成し、上記第１圧縮機構（20）の容量を変更することによって、上記低段側圧縮室の吸入容積の合計値に対する上記高段側圧縮室の吸入容積の合計値の比率である吸入容積比を変更する容積比変更手段（70）を備えている。

第１の発明では、第１圧縮機構（20）の容量を調節する容積比変更手段（70）によって、吸入容積比が変更される。吸入容積比が変更されると、低段側圧縮室と高段側圧縮室との間の流体の圧力である中間圧が変化する。つまり、この第１の発明では、第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）が１本の駆動軸（53）で機械的に連結されているが、容積比変更手段（70）によって吸入容積比を変更することで、中間圧を変化させることが可能である。なお、吸入容積とは、流体を吸入する吸入行程が終了した時点の圧縮室の容積である。また、第１圧縮機構（20）の容量は、第１圧縮機構（20）における流体の処理量（圧縮室で圧縮されて吐出される流体量）を意味してる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１圧縮機構（20）には、上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口する第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）が形成され、上記第１吸入通路（42a）と上記第２吸入通路（42b）では、該第２吸入通路（42b）の方が上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において上記区画部材（23）から離れた位置で上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口し、上記容積比変更手段（70）は、上記第２吸入通路（42b）を開いた状態と該第２吸入通路（42b）を閉じた状態とを切り換えることによって、上記第１圧縮機構（20）の容量を変更する。

第２の発明では、第２吸入通路（42b）を閉じた状態に切り換えると、第１吸入通路（42a）を通じて外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に流体が導入される。外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）では、その容積が最大となった時点で流体の吸入行程が終了する。一方、第２吸入通路（42b）を開いた状態に切り換えると、第２吸入通路（42b）を通じて外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に流体が導入される。外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）では、その容積が最大となった時点の後も、第２吸入通路（42b）から閉じきられた時点まで、吸入行程が続く。

従って、第２吸入通路（42b）を開いた状態では、第２吸入通路（42b）を閉じた状態よりも遅いタイミングで吸入行程が終了する。第２吸入通路（42b）を開いた状態のときに吸入行程が終了するタイミングでは、第２吸入通路（42b）を閉じた状態のときには圧縮行程が既に開始されている。従って、第２吸入通路（42b）を閉じた状態よりも第２吸入通路（42b）を開いた状態の方が、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の吸入容積が小さくなる。この第２の発明では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に開口する第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）の何れを用いるかを切り換えることによって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の両方の吸入容積が変更され、それに伴って吸入容積比が変更される。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記第１圧縮機構（20）には、上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口する吸入通路（42）と、上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において該吸入通路（42）の出口の位置よりも上記区画部材（23）から離れた位置で上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させる内外連通路（75）とが形成され、上記容積比変更手段（70）は、上記内外連通路（75）を開いた状態と該内外連通路（75）を閉じた状態とを切り換えることによって、上記第１圧縮機構（20）の容量を変更する。

第３の発明では、内外連通路（75）を閉じた状態に切り換えると、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）では、その容積が最大となる時点で流体の吸入行程が終了する。一方、内外連通路（75）を開いた状態に切り換えると、その容積が最大となった外側圧縮室（C1）は、内外連通路（75）を通じて、吸入通路（42）に連通している内側圧縮室（C2）に連通している。外側圧縮室（C1）では、その容積が最大となった時点の後も、内外連通路（75）から閉じきられた時点まで、吸入行程が続く。同様に、その容積が最大となった内側圧縮室（C2）は、その容積が最大となった時点の後も、内外連通路（75）から閉じきられた時点まで、吸入行程が続く。

そして、内外連通路（75）を開いた状態のときに吸入行程が終了するタイミングでは、内外連通路（75）を閉じた状態のときには圧縮行程が既に開始されている。従って、内外連通路（75）を閉じた状態よりも内外連通路（75）を開いた状態の方が、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の吸入容積が小さくなる。この第３の発明では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において吸入通路（42）よりも区画部材（23）から離れた位置に形成された内外連通路（75）を開閉することによって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の両方の吸入容積が変更され、それに伴って吸入容積比が変更される。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記内外連通路（75）が、上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させるように上記ピストン（22b）に形成された切り欠きにより構成され、上記容積比変更手段（70）は、上記内外連通路（75）に嵌合された嵌合部材（76）を備え、該嵌合部材（76）を移動させることによって、該内外連通路（75）を開いた状態と該内外連通路（75）を閉じた状態とを切り換える。

第４の発明では、内外連通路（75）に嵌合された嵌合部材（76）を移動させることによって内外連通路（75）が開閉される。この第４の発明では、嵌合部材（76）の移動に伴って、内外連通路（75）を通じて外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とが連通することを嵌合部材（76）が遮断する閉状態と、内外連通路（75）が嵌合部材（76）によって完全に遮断されることがなく内外連通路（75）を通じて外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とが連通する開状態とが切り換えられる。

第５の発明は、上記第１の発明において、上記容積比変更手段（70）が、上記第１圧縮機構（20）の区画部材（23）を移動させることによって、該第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の両方が上記区画部材（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態と、該第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の少なくとも一方が上記駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態とを切り換えて、該第１圧縮機構（20）の容量を変更する。

第５の発明では、区画部材（23）を移動させる容積比変更手段（70）によって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の両方が区画部材（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態と、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の少なくとも一方が駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態とが切り換えられる。第２状態では、単一空間となる圧縮室で流体の圧縮行程を行うことができない。このため、第２状態では、その単一空間となる圧縮室の吸入容積がゼロになり、第１圧縮機構（20）の容量が第１状態に比べて減少する。その結果、第１状態と第２状態とが切り換えられることによって、吸入容積比が変更される。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記容積比変更手段（70）が、上記区画部材（23）を上記シリンダ室（C1,C2）の径方向に移動させることによって上記第１状態と上記第２状態とを切り換える一方、上記第１圧縮機構（20）では、上記第１状態及び上記第２状態の両方において上記シリンダ室（C1,C2）の径方向における上記区画部材（23）の両側が上記シリンダ（21）によって支持されるように、上記シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さが設定されると共に、該区画部材（23）のうち第１状態から第２状態への切り換えに伴って上記シリンダ室（C1,C2）に露出する部分には、上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させる連通部（23d）が形成されている。

第６の発明では、第１状態及び第２状態の両方においてシリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の両側がシリンダ（21）によって支持されるように、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さが設定されている。ここで、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さが短い場合には、第２状態においては、区画部材（23）のうち連通部（23d）が形成された方の端部が、シリンダ室（C1,C2）に抜け出してしまい、区画部材（23）が片持ち状態になってしまう。これに対して、この第６の発明では、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さがある程度確保されているので、第２状態でも、連通部（23d）が形成された方の端部がシリンダ（21）によって支持される。従って、第１状態及び第２状態の両方において、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の両側がシリンダ（21）によって支持される。

第７の発明は、上記第５又は第６の発明において、上記第１圧縮機構（20）が、上記第２状態では上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）の両方が上記駆動軸（53）の１回転中において単一空間になるように切り換えられると共に、該外側圧縮室（C1）及び該内側圧縮室（C2）が共に上記低段側圧縮室又は上記高段側圧縮室を構成し、上記第２圧縮機構（30）が、環状のシリンダ室（C3,C4）を有するシリンダ（31）と、該シリンダ（31）に対して偏心してシリンダ室（C3,C4）に収納され、該シリンダ室（C3,C4）を外側圧縮室（C3）と内側圧縮室（C4）とに区画する環状のピストン（32b）と、該シリンダ室（C3,C4）に配置され、各圧縮室（C3,C4）をそれぞれ第１室と第２室とに区画する区画部材（33）とを有し、上記シリンダ（31）と上記ピストン（32b）とが相対的に偏心回転運動することによって各圧縮室（C3,C4）で流体を圧縮するように構成されて、該外側圧縮室（C3）及び該内側圧縮室（C4）の一方が上記低段側圧縮室を、該外側圧縮室（C3）及び該内側圧縮室（C4）の他方が上記高段側圧縮室を構成する。

第７の発明では、区画部材（23）を移動させることによって、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）が区画部材（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態と、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）が駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態とが切り換えられる。第１状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われる。従って、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）では、４つの圧縮室のうち３室が低段側又は高段側圧縮室となって、残りの１室がその３室とは逆の高段側又は低段側圧縮室になる。一方、第２状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われることがなく、第１圧縮機構（20）の容量が実質的にゼロになる。そして、第２圧縮機構（30）の２つの圧縮室（C3,C4）の１室が低段側圧縮室となって別の１室が高段側圧縮室となる。この第７の発明では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われる第１状態であっても、その両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われない第２状態であっても、二段圧縮が行われるようにしている。

第８の発明は、上記第１の発明において、上記第１圧縮機構（20）では、上記ピストン（22b）及び上記シリンダ（21）のうち偏心回転運動する方が可動部材（22）を構成し、固定された方が固定部材（21）を構成する一方、上記可動部材（22）及び上記固定部材（21）は、共に上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）に面する鏡板部を備え、上記容積比変更手段（70）は、上記駆動軸（53）の軸方向に沿って上記可動部材（22）を移動させることによって、上記可動部材（22）が上記固定部材（21）の鏡板部に押し付けられた状態と、該可動部材（22）が該固定部材（21）の鏡板部から離れて各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通する状態とを切り換えて、該第１圧縮機構（20）の容量を変更する。

第８の発明では、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、可動部材（22）が固定部材（21）の鏡板部に押し付けられた状態と、可動部材（22）が固定部材（21）の鏡板部から離れて各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通する状態とが切り換えられる。可動部材（22）が固定部材（21）の鏡板部から離れた状態では、各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通するので、各圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われることがない。この状態では、第１圧縮機構（20）の吸入容積がゼロになり、第１圧縮機構（20）の容量が実質的にゼロになる。従って、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量が変更されて、吸入容積比が変更される。

第９の発明は、上記第１乃至第８の各発明において、冷媒として二酸化炭素が充填されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（60）に接続される。

第９の発明では、圧縮機（1）で圧縮されるのが二酸化炭素冷媒である。ここで、二酸化炭素冷媒を用いる冷凍サイクルでは、放熱損失が比較的大きくなるので、単段圧縮冷凍サイクルではＣＯＰが低くなる。このため、高いＣＯＰを得るために、低段側圧縮室と高段側圧縮室とで冷媒を順番に圧縮する圧縮機（1）を用いて、二段圧縮冷凍サイクルを行うことが必要となる。この第９の発明では、高いＣＯＰを得るために二段圧縮冷凍サイクルを行うことが必要な二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機（1）に、容積比変更手段（70）が設けられている。

本発明では、第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）が駆動軸（53）で機械的に連結されているが、容積比変更手段（70）によって吸入容積比を変更することで、中間圧を変化させることが可能である。従って、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になるので、本発明の圧縮機（1）を例えば冷凍装置に適用することにより、その冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）の向上を図ることができる。

また、上記第２の発明では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に開口する第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）の何れを用いるかを切り換えることによって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）のそれぞれの吸入容積が変更され、それに伴って吸入容積比が変更される。従って、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）の何れを用いるかを切り換えることによって、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。また、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）を２室分の流路面積を確保した１つの通路によって構成することで、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）における圧力損失を抑制することができる。

また、上記第３の発明では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において吸入通路（42）よりも区画部材（23）から離れた位置に形成された内外連通路（75）を開閉することによって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）のそれぞれの吸入容積が変更され、それに伴って吸入容積比が変更される。この第３の発明では、吸入通路（42）から遮断されている圧縮室（C1,C2）と、吸入通路（42）に連通している圧縮室（C1,C2）とが、ピストン（22b）を挟んで存在していることに着目して、内外連通路（75）を設け、その内外連通路（75）を開閉することによって、吸入容積比を変更している。従って、第１圧縮機構（20）の構成を利用することで、吸入容積比を変更して、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。

また、上記第５の発明では、容積比変更手段（70）によって区画部材（23）を移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、吸入容積比が変更されるようにしている。従って、区画部材（23）を移動させることによって、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。

また、上記第６の発明では、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さを確保することで、第１状態及び第２状態の両方において、シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の両側がシリンダ（21）によって支持されるようにしている。従って、第１状態及び第２状態の両方において区画部材（23）を安定的に支持することができる。

また、上記第７の発明では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われる第１状態であっても、その両圧縮室（C1,C2）で流体の圧縮行程が行われない第２状態であっても、二段圧縮が行われるようにしている。この第７の発明によれば、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）の４つの圧縮室の全てを用いて二段圧縮を行う状態と、２つの圧縮室を用いて二段圧縮を行う状態とを、１つの第１圧縮機構（20）の容量の調節だけで行うことができる。

また、上記第８の発明では、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、吸入容積比が変更されるようにしている。従って、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。

また、上記第９の発明では、高いＣＯＰを得るために二段圧縮冷凍サイクルを行うことが必要な二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機（1）に、容積比変更手段（70）が設けられている。このため、二酸化炭素冷媒による二段圧縮冷凍サイクルにおいて、容積比変更手段（70）によって中間圧を調節することで、ＣＯＰの改善効果が大きく、さらに高いＣＯＰを得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《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。実施形態１は、本発明に係る圧縮機（1）を備えた冷凍装置（8）である。

〈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、図１に示すように、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（例えば二酸化炭素）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。第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）は、共に容積型の流体機械により構成されている。

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（50）が収納されたものである。この圧縮機（1）は、全密閉型に構成されている。

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。ケーシング（10）には、図１及び図２に示すように、２本の第１吸入管（14-1a,14-1b）と１本の第１吐出管（15-1）が第１圧縮機構（20）に対して設けられている。また、ケーシング（10）には、２本の第２吸入管（14-2a,14-2b）と２本の第２吐出管（15-2a,15-2b）が第２圧縮機構（30）に対して設けられている。

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いる。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、第２圧縮機構（30）が電動機（50）側（図１の上側）に配置されている。また、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）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、第１シリンダ（21）に対して偏心して第１シリンダ室（C1,C2）内に配置された環状の第１ピストン（22b）と、第１シリンダ室（C1,C2）を第１室である高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と第２室である低圧室（C1-Lp，C2-Lp）とに区画する第１ブレード（23）とを有している。第１ブレード（23）は区画部材（23）を構成している。

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。第２圧縮機構（30）は、第１圧縮機構（20）と同じ機械要素により構成されている。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、第２シリンダ（31）に対して偏心して第２シリンダ室（C3,C4）内に配置された環状の第２ピストン（32b）と、第２シリンダ室（C3,C4）を第１室である高圧室と第２室である低圧室とに区画する第２ブレード（33）とを有している。第２ブレード（33）は区画部材（33）を構成している。

なお、図２は第１圧縮機構（20）の横断面図であり、図３は第１圧縮機構（20）の動作を表す横断面図である。第２圧縮機構（30）の横断面図は、吸入管（14）、及び後述する吸入通路（42）以外は、第１圧縮機構（20）と実質的に同一である。図２では、主な部材については、第２圧縮機構（30）の符号も括弧内に併記している。

本実施形態１では、第１シリンダ（21）及び第２シリンダ（31）が固定側で、第１ピストン（22b）及び第２ピストン（32b）が可動側である。つまり、第１圧縮機構（20）では、第１ピストン（22b）が第１シリンダ（21）に対して偏心回転運動をする。第２圧縮機構（30）では、第２ピストン（32b）が第２シリンダ（31）に対して偏心回転運動をする。

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。一方、ロータ（52）は、ステータ（51）の内側に配置され、駆動軸（53）の主軸部（53a）に連結されている。電動機（50）では、ロータ（52）が駆動軸（53）と共に回転する。

駆動軸（53）は、上述の主軸部（53a）と、第１偏心部（53b）と、第２偏心部（53c）とを備えている。第１偏心部（53b）と第２偏心部（53c）は、駆動軸（53）の下部寄りの位置にそれぞれ設けられている。第１偏心部（53b）と第２偏心部（53c）は、共に主軸部（53a）よりも大径に形成されている。第１偏心部（53b）の軸心と第２偏心部（53c）の軸心は、それぞれ主軸部（53a）の軸心に対して同じ量だけ偏心している。第１偏心部（53b）と第２偏心部（53c）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。

駆動軸（53）の下端部には、油溜まりに浸漬する給油ポンプが設けられている（図示省略）。また、駆動軸（53）には、給油ポンプが吸い上げた冷凍機油が流通する給油通路が形成されている（図示省略）。給油通路は、駆動軸（53）の内部を軸方向に沿って延びている。この圧縮機（1）では、駆動軸（53）の回転に伴って、給油ポンプが吸い上げた冷凍機油が給油通路を通じて各圧縮機構（20,30）の摺動部及び駆動軸（53）の軸受部に供給される。

上記第１ピストン（22b）は、図２に示すように、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成されている。第１ピストン（22b）は、第１可動部材（22）の一部となっている。第１可動部材（22）は、第１ピストン（22b）以外に、駆動軸（53）の第１偏心部（53b）に摺動自在に嵌合する第１軸受部（22a）と、第１軸受部（22a）と第１ピストン（22b）とを連接する第１可動側鏡板部（22c）とを備えている。第１軸受部（22a）は、第１ピストン（22b）と同心上に位置している。

上記第２ピストン（32b）は、図２に示すように、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成され、第２可動部材（32）の一部となっている。第２可動部材（32）は、第２ピストン（32b）以外に、駆動軸（53）の第２偏心部（53c）に摺動自在に嵌合する第２軸受部（32a）と、第２軸受部（32a）と第２ピストン（32b）とを連接する第２可動側鏡板部（32c）とを備えている。第２軸受部（32a）は、第２ピストン（32b）と同心上に位置している。

上記第１シリンダ（21）は、固定部材（21）を構成している。第１シリンダ（21）は、第１軸受部（22a）と第１ピストン（22b）との間で主軸部（53a）と同心上に位置する第１内側シリンダ部（21b）と、第１ピストン（22b）の外周側で主軸部（53a）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固定側鏡板部（21c）とを備えている。

上記第２シリンダ（31）は、固定部材（31）を構成している。第２シリンダ（31）は、第２軸受部（32a）と第２ピストン（32b）との間で主軸部（53a）と同心上に位置する第２内側シリンダ部（31b）と、第２ピストン（32b）の外周側で主軸部（53a）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固定側鏡板部（31c）とを備えている。

第１シリンダ（21）と第２シリンダ（31）には、それぞれ上記駆動軸（53）を支持するための軸受部（21d,31d）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）が第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）を上下方向に貫通し、第１偏心部（53b）及び第２偏心部（53c）の軸方向の両側が軸受部（21d,31d）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圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）の内部構造について説明する。なお、第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）は、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）の軸方向長さ寸法とを除いては、実質的に同一の構成である。このため、以下では、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ピストン（22b）を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）の径方向線上に設けられ、第１ピストン（22b）の分断箇所を挿通している。第１ブレード（23）は、第１内側シリンダ部（21b）の外周面から第１外側シリンダ部（21a）の内周面まで延びている。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）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になっている。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）の外周面との間には、環状の第１シリンダ室（C1,C2）が形成されている。上記第１ピストン（22b）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。第１ピストン（22b）の外周面と第１外側シリンダ部（21a）の内周面との間には、第１外側圧縮室（C1）が形成されている。第１ピストン（22b）の内周面と第１内側シリンダ部（21b）の外周面との間には、第１内側圧縮室（C2）が形成されている。また、第１軸受部（22a）の外周面と第１内側シリンダ部（21b）の内周面との間には、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。

第１ピストン（22b）と第１シリンダ（21）は、第１ピストン（22b）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ピストン（22b）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（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ている。吐出側ブッシュ（27A）と吸入側ブッシュ（27B）は、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第１ブレード溝（28）を構成している。

この第１ブレード溝（28）には、第１ブレード（23）が挿入されている。この状態では、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ピストン（22b）と実質的に面接触している。第１揺動ブッシュ（27A，27B）は、第１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ピストン（22b）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ピストン（22b）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ピストン（22b）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ピストン（22b）は、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ピストン（32b）も、第１ピストン（22b）と同じように、第２ブレード（33）に沿って進退しながら、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ピストン（22b）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ピストン（32b）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には、図３（Ａ）から図３（Ｈ）まで４５°間隔で第１ピストン（22b）が図の時計回り方向に移動している様子が表されている。このとき、上記第１ピストン（22b）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）には、低圧冷媒を吸入する上記第１吸入管（14-1a,14-1b）が２本設けられ、中間圧冷媒を吐出する上記第１吐出管（15-1）が１本設けられている。２本の第１吸入管（14-1）は、図２に示すように、ケーシング（10）の周方向において互いに異なる位置に接続された第１ａ吸入管（14-1a）及び第２ｂ吸入管（14-1b）から構成されている。

第１シリンダ（21）には、第１ａ吸入管（14-1a）が接続される第１吸入通路（42a）と、第２ｂ吸入管（14-1b）が接続される第２吸入通路（42b）とが形成されている。第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）は、第１シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に開口している。具体的に、第１吸入通路（42a）は、第１ブレード（23）の吸入側における第１ブレード（23）の近傍で両圧縮室（C1,C2）に開口している。第２吸入通路（42b）は、シリンダ室（C1,C2）の周方向において第１吸入通路（42a）よりも第１ブレード（23）から離れた位置で両圧縮室（C1,C2）に開口している。第２吸入通路（42b）は、第１ブレード（23）の位置から図２において時計回りに略９０°回転した位置で、両圧縮室（C1,C2）に開口している。

また、第１シリンダ（21）には、図４に示すように、第２吸入通路（42b）を開閉するための弁部材（101）が設けられ、さらにその弁部材（101）を移動可能に収容する弁収容空間（102）が形成されている。弁収容空間（102）には、弁部材（101）を図４における下側に引っ張る弾性バネ（103）が設けられている。また、弁収容空間（102）の下側の壁面には、弁収容空間（102）の内圧を調節するための背圧導入通路（104）が接続されている。

後述する冷媒回路（60）では、三路切換弁（105）の第１ポート（P1）から延びる冷媒配管が背圧導入通路（104）に接続される。三路切換弁（105）の第２ポート（P2）は、高圧配管（121）を介して後述する高圧ガス配管（65）に連通している。三路切換弁（105）の第３ポート（P3）は、低圧配管（122）を介して後述する低圧ガス配管（61）に連通している。

本実施形態１では、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１連通状態に設定されると、弁収容空間（102）に高圧冷媒が導入されて、弁部材（101）の下面に作用する冷媒の圧力が、弾性バネ（103）の引張力等による下向きの合力を上回って、図４（Ａ）に示すように、弁部材（101）が上側に移動する。その結果、弁部材（101）の上端の突出部（101a）が第２吸入通路（42b）の出口部分に嵌り込んで、弁部材（101）によって第２吸入通路（42b）が閉じられた閉状態になる。この閉状態では、弁部材（101）によって、外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とが第２吸入通路（42b）を通じて連通することが遮断される。

一方、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２連通状態に設定されると、弁収容空間（102）に低圧冷媒が導入されて、図４（Ｂ）に示すように、弁部材（101）の下面に作用する冷媒の圧力が上記下向きの合力よりも小さくなって、弁部材（101）が下側に移動する。その結果、弁部材（101）の上端の突出部（101a）が第２吸入通路（42b）の出口部分から抜け出て、弁部材（101）が第２吸入通路（42b）を開いた開状態になる。

第１シリンダ（21）には、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）の高圧室に連通する第１吐出空間（38）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、外側吐出口（45a）及び内側吐出口（46a）を通って、第１吐出空間（38）に吐出される。なお、各吐出口（45a,46a）には、各圧縮室（C1,C2）の内圧に応じて作動する吐出弁が設けられている。各吐出弁はリード弁により構成されている。各吐出弁に対しては、そのリフト量を制限する吐出弁押さえ（47）が設けられている。

また、第１シリンダ（21）には、上記第１吐出管（15-1）が固定されている。第１吐出管（15-1）の内端は、第１吐出空間（38）に開口している。第１吐出管（15-1）の外端は、後述する中間圧ガス配管（63）に接続されている。

第２圧縮機構（30）には、中間圧冷媒を吸入する上記第２吸入管（14-2）が設けられている。第２吸入管（14-2）は、外側圧縮室（C3）用の第２ａ吸入管（14-2a）と内側圧縮室（C4）用の第２ｂ吸入管（14-2b）とから構成されている。第２シリンダ（31）には、上記第２ａ吸入管（14-2a）が接続される第２ａ吸入通路（43a）と、第２ｂ吸入管（14-2b）が接続される第２ｂ吸入通路（43b）とが形成されている。第２ａ吸入通路（43a）は、第２ブレード（33）の吸入側における第２ブレード（33）の近傍で第２外側圧縮室（C3）の低圧室に開口している。第２ｂ吸入通路（43b）は、第２ブレード（33）の吸入側における第２ブレード（33）の近傍で第２内側圧縮室（C4）の低圧室に開口している。

また、第２シリンダ（31）には、第２圧縮機構（30）の外側圧縮室（C3）に連通する外側吐出空間（49a）と、第２圧縮機構（30）の内側圧縮室（C4）に連通する内側吐出空間（49b）とが形成されている。外側圧縮室（C3）で圧縮された中間圧の冷媒は、外側吐出口（45b）を通って、外側吐出空間（49a）に吐出される。外側吐出空間（49a）には、外側圧縮室（C3）用の第２ａ吐出管（15-2a）が接続されている。一方、内側圧縮室（C4）で圧縮された中間圧の冷媒は、内側吐出口（46b）を通って、内側吐出空間（49b）に吐出され、電動機（50）と第２圧縮機構（30）の間の空間に流入する。そして、その空間に流入した吐出ガスは、電動機（50）のコアカットやエアギャップを通って、第２ｂ吐出管（15-2b）から後述する高圧ガス配管（65）に吐出される。

なお、第２圧縮機構（30）においても、各吐出口（45b,46b）に、各圧縮室（C3,C4）の内圧に応じて作動する吐出弁が設けられている。各吐出弁はリード弁により構成されている。各吐出弁に対しては、そのリフト量を制限する吐出弁押さえ（48）が設けられている。

〈冷媒回路の構成〉
続いて、冷凍装置（8）の構成について説明する。本実施形態１の冷凍装置（8）は、例えば冷房運転を行う空気調和装置により構成されている。図１に示すように、この冷凍装置（8）は、冷媒として二酸化炭素が充填された冷媒回路（60）を備えている。冷媒回路（60）では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、冷凍サイクルの高圧圧力が二酸化炭素の臨界圧力よりも高くなる。

冷媒回路（60）には、図５に示すように、上記圧縮機（1）と室外熱交換器（2）と室内熱交換器（3）と気液分離器（4）と第１膨張弁（5）と第２膨張弁（6）とが設けられている。

冷媒回路（60）では、室内熱交換器（3）のガス側端部から延びる低圧ガス配管（61）が３つに分岐して、１つが第１圧縮機構（20）の第１ａ吸入管（14-1a）に接続され、別の１つが第１圧縮機構（20）の第２ｂ吸入管（14-1b）に接続され、残りの１つが第２圧縮機構（30）の第２ａ吸入管（14-2a）に接続されている。

また、第１吐出管（15-1）から延びる中間圧ガス配管（63）は、第２圧縮機構（30）の第２ｂ吸入管（14-2b）に接続されている。中間圧ガス配管（63）には、第２圧縮機構（30）の第２ａ吐出管（15-2a）から延びる中間圧ガス配管（64）が接続されている。また、中間圧ガス配管（63）には、気液分離器（4）のガス流出口（4a）から延びるインジェクション管（68）が接続されている。

また、第２ｂ吐出管（15-2b）から延びる高圧ガス配管（65）は、室外熱交換器（2）のガス側端部に接続されている。室外熱交換器（2）の液側端部から延びる第１液配管（66）は、気液分離器（4）の流入口（4b）に接続されている。第１液配管（66）には、第１膨張弁（5）が設けられている。気液分離器（4）の底部に形成された流出口（4c）から延びる第２液配管（67）は、室内熱交換器（3）の液側端部に接続されている。第２液配管（67）には、第２膨張弁（6）が設けられれている。

この冷媒回路（60）では、圧縮機（1）の運転が行われると、室外熱交換器（2）がガスクーラー（放熱器）となって室内熱交換器（3）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（1）からは高圧圧力に昇圧された冷媒が、高圧ガス配管（65）に吐出される。高圧ガス配管（65）に吐出された冷媒は、室外熱交換器（2）において、室外ファンによって送られる室外空気によって冷却される。室外熱交換器（2）で冷却された冷媒は、第１膨張弁（5）で減圧された後に、気液分離器（4）で液冷媒とガス冷媒とに分離される。このうち、ガス冷媒は、インジェクション管（68）を通じて中間圧ガス配管（63）へ送られる。一方、液冷媒は、第２膨張弁（6）で低圧圧力まで減圧された後に、室内熱交換器（3）に流入する。室内熱交換器（3）では、室内ファンによって送られる室内空気から冷媒が吸熱して蒸発する。そして、室内熱交換器（3）で蒸発した冷媒は、低圧ガス配管（61）を通って、圧縮機（1）に吸入される。

圧縮機（1）では、第２吸入通路（42b）が閉状態になっている場合には、第１ａ吸入管（14-1a）及び第１吸入通路（42a）を通った冷媒が、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）と第１内側圧縮室（C2）とにそれぞれ吸入され、第２ａ吸入管（14-2a）を通った冷媒が、第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）に吸入される。また、第２吸入通路（42b）が開状態になっている場合には、第２ｂ吸入管（14-1b）及び第２吸入通路（42b）を通った冷媒が、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）と第１内側圧縮室（C2）とにそれぞれ吸入され、第２ａ吸入管（14-2a）を通った冷媒が、閉状態の場合と同様に、第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）に吸入される。

第１圧縮機構（20）では、第１外側圧縮室（C1）で圧縮された冷媒と第１内側圧縮室（C2）で圧縮された冷媒とが、第１吐出空間（38）に吐出される。第１吐出空間（38）に吐出された冷媒は、第１吐出管（15-1）から中間圧ガス配管（63）に吐出される。一方、第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）で圧縮された冷媒は、外側吐出空間（49a）に吐出される。外側吐出空間（49a）に吐出された冷媒は、第２ａ吐出管（15-2a）から中間圧ガス配管（63,64）に吐出される。

中間圧ガス配管（63）に吐出された冷媒は、インジェクション管（68）からの供給冷媒によって冷却された後に、第２ｂ吸入管（14-2b）を通って、第２圧縮機構（30）の第２内側圧縮室（C4）に吸入される。そして、第２内側圧縮室（C4）で圧縮された冷媒は、内側吐出空間（49b）に吐出される。内側吐出空間（49b）に吐出された冷媒は、電動機（50）のコアカットやエアギャップを通って、第２ｂ吐出管（15-2b）から高圧ガス配管（65）へ吐出される。

本実施形態１では、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）及び第１内側圧縮室（C2）と第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）とが、低圧冷媒を吸入して圧縮する低段側圧縮室を、第２圧縮機構（30）の第２内側圧縮室（C4）が低段側圧縮室から吐出された冷媒を吸入して圧縮する高段側圧縮室をそれぞれ構成している。

なお、冷媒回路（60）に、圧縮機（1）の吐出側が室外熱交換器（2）のガス側に連通すると共に圧縮機（1）の吸入側が室内熱交換器（3）のガス側に連通する状態と、圧縮機（1）の吐出側が室内熱交換器（3）のガス側に連通すると共に圧縮機（1）の吸入側が室外熱交換器（2）のガス側に連通する状態とを切り換える四路切換弁を設けてもよい。この場合、冷房運転と暖房運転とを切り換え可能な空気調和装置となる。

また、冷媒回路（60）では、圧縮機（1）の吐出側を室内熱交換器（3）のガス側に接続して、圧縮機（1）の吸入側を室外熱交換器（2）のガス側に接続してもよい。この場合、暖房専用の空気調和装置となる。

〈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。以下では、第１圧縮機構（20）の動作について説明する。なお、第２圧縮機構（30）の動作は、第１圧縮機構（20）の動作と実質的に同じであるため、説明は省略する。

電動機（50）を起動すると、ロータ（52）の回転が駆動軸（53）を介して第１圧縮機構（20）の第１ピストン（22b）に伝達される。その結果、第１ピストン（22b）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、揺動ブッシュ（27）の中心点を揺動中心として第１ブレード（23）に対して揺動する。その際、第１圧縮機構（20）の各圧縮室（C1,C2）内では、第１ピストン（22b）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するので、各圧縮室（C1,C2）では所定の圧縮動作が行われる。

以下では、まず、第２吸入通路（42b）が閉状態に設定されている場合、つまり、第１圧縮機構（20）の吸入通路として第１吸入通路（42a）が用いられる場合について説明する。

第１外側圧縮室（C1）における圧縮動作について説明する。第１外側圧縮室（C1）では、図３（Ｂ）の状態のときに、低圧室（C1-Lp）がほぼ最小容積となる。この状態から、低圧室（C1-Lp）に冷媒を吸入する吸入行程が開始され、第１ピストン（22b）が図３の右回りに公転することで、低圧室（C1-Lp）の容積が徐々に増大して、第１吸入通路（42a）を通じて低圧室（C1-Lp）に冷媒が導入される。そして、第１ピストン（22b）が図３（Ａ）状態になると、低圧室（C1-Lp）の容積が最大となって、低圧室（C1-Lp）における吸入行程が終了する。

そして、吸入行程が終了すると、図３（Ａ）の状態から図３（Ｂ）の状態へ変化する過程で、低圧室（C1-Lp）は冷媒が圧縮される高圧室（C1-Hp）となる一方、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。この状態で第１ピストン（22b）がさらに回転すると、新たに形成された低圧室（C1-Lp）において吸入行程が行われる一方、高圧室（C1-Hp）の容積が減少し、該高圧室（C1-Hp）で冷媒が圧縮される。そして、高圧室（C1-Hp）の圧力が所定値になると、吐出弁が開状態になって第１外側圧縮室（C1）内で圧縮された冷媒が、外側吐出口（45a）を通って第１吐出空間（38）へ吐出される。

続いて、第１内側圧縮室（C2）における圧縮動作について説明する。第１内側圧縮室（C2）では、図３（Ｆ）の状態のときに、低圧室（C2-Lp）がほぼ最小容積となる。この状態から、低圧室（C2-Lp）に冷媒を吸入する吸入行程が開始され、第１ピストン（22b）が図３の右回りに公転することで、低圧室（C2-Lp）の容積が徐々に増大して、第１吸入通路（42a）を通じて低圧室（C2-Lp）に冷媒が導入される。そして、第１ピストン（22b）が図３（Ｅ）の状態になると、低圧室（C2-Lp）の容積が最大となって、低圧室（C2-Lp）における吸入行程が終了する。

そして、吸入行程が終了すると、図３（Ｅ）の状態から図３（Ｆ）の状態へ変化する過程で、低圧室（C2-Lp）は冷媒が圧縮される高圧室（C2-Hp）となる一方、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。この状態で第１ピストン（22b）がさらに回転すると、新たに形成された低圧室（C2-Lp）において吸入行程が行われる一方、高圧室（C2-Hp）の容積が減少し、該高圧室（C2-Hp）で冷媒が圧縮される。そして、高圧室（C2-Hp）の圧力が所定値になると、吐出弁が開状態になって第１内側圧縮室（C2）内で圧縮された冷媒が、内側吐出口（46a）を通って第１吐出空間（38）へ吐出される。

続いて、第２吸入通路（42b）が開状態に設定されている場合、つまり、第１圧縮機構（20）の吸入通路として第２吸入通路（42b）が用いられる場合について説明する。

この場合は、第１外側圧縮室（C1）では、吸入行程中に低圧室（C1-Lp）の容積が最大となった後も、吸入行程が続く。吸入行程は、低圧室（C1-Lp）が第２吸入通路（42b）から遮断された時点（図３（Ｃ）の状態）で終了する。そして、閉状態の場合と同様に、吸入行程が終了すると、低圧室（C1-Lp）は冷媒が圧縮される高圧室（C1-Hp）となって、高圧室（C1-Hp）で冷媒が圧縮されて吐出される。

同様に、第１内側圧縮室（C2）では、低圧室（C2-Lp）の容積が最大となった後も、吸入行程が続く。吸入行程は、低圧室（C2-Lp）が第２吸入通路（42b）から遮断された時点（図３（Ｇ）の状態）で終了する。そして、閉状態の場合と同様に、吸入行程が終了すると、低圧室（C2-Lp）は冷媒が圧縮される高圧室（C2-Hp）となって、高圧室（C2-Hp）で冷媒が圧縮されて吐出される。

本実施形態１では、第２吸入通路（42b）が閉状態であれば、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）では、その容積が最大となった時点で冷媒の吸入行程が終了する。一方、第２吸入通路（42b）が開状態であれば、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）では、第２吸入通路（42b）から遮断された時点で冷媒の吸入行程が終了する。

開状態では、閉状態よりも遅いタイミングで吸入行程が終了する。開状態のときに吸入行程が終了するタイミングでは、閉状態のときには圧縮行程が既に開始されている。従って、閉状態よりも開状態の方が、低段側圧縮室となる外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の吸入容積が小さくなり、第１圧縮機構（20）の容量が小さくなる。その結果、閉状態よりも開状態の方が、低段側圧縮室の吸入容積の合計値が小さくなる。そして、閉状態よりも開状態の方が、吸入容積比が大きくなる。

このように、本実施形態１では、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）の何れを用いるかを切り換えることによって、外側圧縮室（C1）の吸入容積及び内側圧縮室（C2）の吸入容積が同時に変更される。そして、それに伴って、吸入容積比が変更され、冷媒回路（60）では中間圧ガス配管（63）の圧力である中間圧が変化する。

本実施形態１では、弁部材（101）と、弁収容空間（102）、弾性バネ（103）及び背圧導入通路（104）とが、低段側圧縮室の吸入容積の合計値に対する高段側圧縮室の吸入容積の合計値の比率である吸入容積比を変更する容積比変更手段（70）を構成している。なお、容積比変更手段（70）は、低段側圧縮室に吸入される冷媒の体積の合計値に対する、高段側圧縮室に吸入される冷媒の体積の合計値の比率を変更する手段でもある。この点は、後述する実施形態１の変形例、実施形態２、実施形態２の変形例、及び実施形態３でも同じである。

ここで、本実施形態１では、第１圧縮機構（20）だけに容積比変更手段（70）を設けているが、同様の容積比変更手段（70）を第２圧縮機構（30）にも設けてもよい。この点は、後述する実施形態１の変形例、実施形態２、実施形態２の変形例、及び実施形態３でも同じである。

また、第２圧縮機構（30）の一方の圧縮室（C3,C4）が低段側圧縮室を構成し、第２圧縮機構（30）の他方の圧縮室（C3,C4）と第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）とが高段側圧縮室をそれぞれ構成するようにしてもよいし、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）が低段側圧縮室となって第２圧縮機構（30）の両圧縮室（C3,C4）が高段側圧縮室になるようにしてもよいし、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）が高段側圧縮室となって第２圧縮機構（30）の両圧縮室（C3,C4）が低段側圧縮室になるようにしてもよい。これらの場合も、第１圧縮機構（20）だけに容積比変更手段（70）を設けてもよいし、同様の容積比変更手段（70）を第２圧縮機構（30）にも設けてもよい。この点は、後述する実施形態１の変形例、実施形態２、実施形態２の変形例、及び実施形態３でも同じである。

−実施形態１の効果−
本実施形態１では、第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）が駆動軸（53）で機械的に連結されているが、第１圧縮機構（20）の容量を変更する容積比変更手段（70）によって、吸入容積比が変更される。本実施形態１では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に開口する第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）の何れを用いるかを切り換えることによって、吸入容積比が変更される。本実施形態１によれば、吸入容積比を変更することができるので、中間圧を変化させることが可能である。従って、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になるので、冷凍装置（8）のＣＯＰの向上を図ることができる。

また、本実施形態１では、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）が２室分の流路面積を確保した１つの通路によって構成されている。従って、第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）における圧力損失を抑制することができる。

また、本実施形態１では、高いＣＯＰを得るために二段圧縮冷凍サイクルを行うことが必要な二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機（1）に、容積比変更手段（70）が設けられている。このため、二酸化炭素冷媒による二段圧縮冷凍サイクルにおいて、容積比変更手段（70）によって中間圧を調節することで、ＣＯＰの改善効果が大きく、さらに高いＣＯＰを得ることができる。

−実施形態１の変形例−
この変形例では、上記実施形態１と同様に、容積比変更手段（70）が、第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）の吸入容積及び内側圧縮室（C2）の吸入容積を同時に変更することによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更するように構成されている。以下では、実施形態１と異なる点について説明する。なお、この変形例では、第１圧縮機構（20）が第２圧縮機構（30）の上側に配置されている。

図６に示すように、第１圧縮機構（20）には、吸入通路（42）が１本だけ形成されている。吸入通路（42）には、低圧ガス配管（61）に連通する第１吸入管（14-1）が接続されている。

吸入通路（42）は、上記実施形態１の第１吸入通路（42a）と同じ位置で、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）に開口している。つまり、吸入通路（42）は、第１ブレード（23）の吸入側における第１ブレード（23）の近傍で両圧縮室（C1,C2）に開口している。

また、第１圧縮機構（20）では、第１ピストン（22b）に、第１外側圧縮室（C1）と第１内側圧縮室（C2）とを連通させる内外連通路（75）が形成されている。内外連通路（75）は、第１シリンダ室（C1,C2）の周方向において吸入通路（42）よりも第１ブレード（23）から離れた位置に形成された切り欠き（75）により構成されている。内外連通路（75）は、第１ブレード（23）の位置から図６において時計回りに略９０°回転した位置に形成されている。

第１圧縮機構（20）には、図７に示すように、内外連通路（75）に嵌合された略円柱状の嵌合部材（76）が設けられている。また、可動部材（22）には、内外連通路（75）に連続して、第１ピストン（22b）の軸方向に嵌合部材（76）が移動することを許容する収容空間（112）が形成されている。収容空間（112）は、第１可動側鏡板部（22c）の背面に開口している。収容空間（112）には、収容空間（112）の内圧を調節するための背圧導入通路（104）が接続されている。なお、第１可動側鏡板部（22c）の背面では、収容空間（112）の内側と外側とがシールリングにより区画されている。

冷媒回路（60）では、三路切換弁（105）の第１ポート（P1）から延びる冷媒配管が背圧導入通路（104）に接続されている。三路切換弁（105）の第２ポート（P2）は、高圧配管（121）を介して高圧ガス配管（65）に連通している。三路切換弁（105）の第３ポート（P3）は、低圧配管（122）を介して低圧ガス配管（61）に連通している。

この変形例では、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１連通状態に設定されると、収容空間（112）に高圧冷媒が導入されて、嵌合部材（76）の下面に作用する冷媒の圧力が嵌合部材（76）の自重等による下向きの力を上回って、図７（Ａ）に示すように、嵌合部材（76）が上側に移動する。その結果、内外連通路（75）を通じて外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とが連通することが嵌合部材（76）によって遮断された状態、つまり内外連通路（75）が閉状態になる。閉状態では、嵌合部材（76）の上端面が固定側鏡板部（21c）の下面と摺接する。

一方、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２連通状態に設定されると、収容空間（112）に低圧冷媒が導入されて、図７（Ｂ）に示すように、弁部材（101）の下面に作用する冷媒の圧力が上記下向きの力よりも小さくなって、嵌合部材（76）が下側に移動する。その結果、内外連通路（75）が嵌合部材（76）によって完全に遮断されることがなく内外連通路（75）を通じて外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とが連通する状態、つまり内外連通路（75）が開状態になる。

この変形例では、内外連通路（75）を閉じた状態に切り換えると、外側圧縮室（C1）では、その容積が最大となった時点で冷媒の吸入行程が終了する（図８（Ａ）に示す状態）。また、内側圧縮室（C2）も、その容積が最大となった時点で冷媒の吸入行程が終了する（図８（Ｂ）に示す状態）。

一方、内外連通路（75）を開いた状態に切り換えると、その容積が最大となった外側圧縮室（C1）は、内外連通路（75）を通じて、吸入通路（42）に連通している内側圧縮室（C2）に連通する。外側圧縮室（C1）では、その容積が最大となった時点の後も、内外連通路（75）から閉じきられる時点（図８（Ｃ）に示す状態）まで、吸入行程が続く。

同様に、その容積が最大となった内側圧縮室（C2）も、その容積が最大となった時点の後も、内外連通路（75）から閉じきられる時点（図８（Ｄ）に示す状態）まで、吸入行程が続く。

そして、内外連通路（75）を開いた状態のときに吸入行程が終了するタイミングでは、内外連通路（75）を閉じた状態のときには圧縮行程が既に開始されている。従って、内外連通路（75）を閉じた状態よりも内外連通路（75）を開いた状態の方が、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の吸入容積が小さくなり、第１圧縮機構（20）の容量が小さくなる。その結果、閉状態よりも開状態の方が、低段側圧縮室の吸入容積の合計値が小さくなり、吸入容積比が大きくなる。

このように、この変形例では、シリンダ室（C1,C2）の周方向において吸入通路（42）よりも第１ブレード（23）から離れた位置に形成された内外連通路（75）を開閉することによって、外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）のそれぞれの吸入容積が変更される。この変形例では、吸入通路（42）から遮断されている圧縮室（C1,C2）と、吸入通路（42）に連通している圧縮室（C1,C2）とが、ピストン（22b）を挟んで存在していることに着目して、内外連通路（75）を設け、その内外連通路（75）を開閉することによって、吸入容積を変更している。そして、吸入容積が変更されると、吸入容積比が変更され、冷媒回路（60）では中間圧ガス配管（63）の圧力である中間圧が変化する。従って、第１圧縮機構（20）の構成を利用することで、吸入容積比を変更して、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。

この変形例では、嵌合部材（76）と、収容空間（112）及び背圧導入通路（104）とが、容積比変更手段（70）を構成している。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２は、容積比変更手段（70）の構成が実施形態１とは異なっている。本実施形態２の容積比変更手段（70）は、第１ブレード（23）を第１シリンダ室（C1,C2）の径方向に移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、吸入容積比を変更する。

本実施形態２では、上記実施形態１と同様に、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）及び第１内側圧縮室（C2）と第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）とが低段側圧縮室を、第２圧縮機構（30）の第２内側圧縮室（C4）が高段側圧縮室をそれぞれ構成している。

図９及び図１０に示すように、第１シリンダ（21）には、第１ブレード（23）の移動を許容するための径方向溝（80）が形成されている。径方向溝（80）の一端は、第１外側シリンダ部（21a）の内周面に開口している。径方向溝（80）には、第１ブレード（23）の外側部分（23a）が嵌り込んでいる。径方向溝（80）内には、第１ブレード（23）を外側へ引っ張る弾性バネ（81）が設けられている。

また、第１シリンダ（21）には、径方向溝（80）内に開口する背圧導入通路（104）が形成されている。冷媒回路（60）では、三路切換弁（105）の第１ポート（P1）から延びる冷媒配管が背圧導入通路（104）に接続されている。三路切換弁（105）の第２ポート（P2）は、高圧配管（121）を介して高圧ガス配管（65）に連通している。三路切換弁（105）の第３ポート（P3）は、低圧配管（122）を介して低圧ガス配管（61）に連通している。

また、図１０に示すように、第１ブレード（23）の内側部分（23b）には、外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とを連通させる連通部（23d）が形成されている。連通部（23d）は切り欠きにより構成されている。

この実施形態２では、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１連通状態に設定されると、径方向溝（80）内に高圧冷媒が導入されて、第１ブレード（23）の外端面に作用する冷媒の圧力が、弾性バネ（81）の引張力等の第１ブレード（23）の外側へ作用する力を上回って、図１０（Ａ）に示すように、第１ブレード（23）が内側へ移動し、第１ブレード（23）が第１内側シリンダ部（21b）に形成された嵌合溝の底面に押し付けられた状態になる。この状態は、外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）の両方が第１ブレード（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態を構成する。第１状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程が行われる。

一方、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２連通状態に設定されると、径方向溝（80）内に低圧冷媒が導入されて、第１ブレード（23）の外端面に作用する冷媒の圧力が第１ブレード（23）の外側へ作用する力よりも小さくなって、図１０（Ｂ）に示すように、第１ブレード（23）が外側へ移動する。第１ブレード（23）の移動は、径方向溝（80）内に形成された係止部（80a）に当たって止まる。そして、その移動に伴って、連通部（23d）が内側圧縮室（C2）に露出する。この状態は、内側圧縮室（C2）が駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態を構成する。第２状態では、単一空間となる内側圧縮室（C2）で冷媒の圧縮行程を行うことができない。第２状態では、外側圧縮室（C1）だけで冷媒の圧縮行程が行われる。このため、第２状態では、第１圧縮機構（20）の容量が第１状態に比べて減少し、その単一空間となる内側圧縮室（C2）の吸入容積がゼロになる。その結果、第２状態は第１状態に比べて、低段側圧縮室の吸入容積の合計値が小さくなって、吸入容積比が大きくなる。

この実施形態２では、弾性バネ（81）と、径方向溝（80）と、径方向溝（80）の圧力を調節するための背圧導入通路（104）とが、容積比変更手段（70）を構成している。

なお、この実施形態２では、第１状態及び第２状態の両方において、第１シリンダ室（C1,C2）の径方向における第１ブレード（23）の両側が、第１シリンダ（21）によって支持されるように、第１シリンダ室（C1,C2）の径方向における第１ブレード（23）の長さが設定されている。

具体的に、第１状態において第１内側シリンダ部（21b）によって支持される内側部分（23b）の上記径方向の長さ（X）は、第１状態から第２状態へ切り換わるときの第１シリンダ（21）の移動距離よりも長くなっている。この実施形態２では、第１シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さを確保することで、第１状態及び第２状態の両方において、シリンダ室（C1,C2）の径方向における第１ブレード（23）の両側がシリンダ（21）によって支持されるようにしてる。従って、第１状態及び第２状態の両方において第１ブレード（23）を安定的に支持することができる。

なお、第１状態から第２状態へ切り換わるときに第１ブレード（23）が内側へ移動する場合には、第１状態において第１外側シリンダ部（21a）によって支持される外側部分（23a）の上記径方向の長さを、第１状態から第２状態へ切り換わるときの第１シリンダ（21）の移動距離よりも長くする。

−実施形態２の変形例−
この変形例では、容積比変更手段（70）が、第１ブレード（23）を第１シリンダ室（C1,C2）の軸方向に移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、吸入容積比を変更する。

この変形例でも、上記実施形態２と同様に、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）及び第１内側圧縮室（C2）と第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）とが低段側圧縮室を、第２圧縮機構（30）の第２内側圧縮室（C4）が高段側圧縮室をそれぞれ構成している。

具体的に、図１１に示すように、第１シリンダ（21）の第１固定側鏡板部（21c）には、第１シリンダ室（C1,C2）の軸方向への第１ブレード（23）の移動を許容するための逃げ溝（100）が形成されている。逃げ溝（100）は、第１シリンダ室（C1,C2）の径方向に延びるように、第１固定側鏡板部（21c）の前面に形成されている。逃げ溝（100）は、第１内側シリンダ部（21b）の外周面より若干内側の位置から、第１外側シリンダ部（21a）の内周面より若干外側の位置まで延びている。逃げ溝（100）は、第１ブレード（23）の内側が嵌り込む第１内側シリンダ部（21b）の内側嵌合溝（91）と、第１ブレード（23）の外側が嵌り込む第１外側シリンダ部（21a）の外側嵌合溝（92）とを接続している。逃げ溝（100）には、第１ブレード（23）の下部が嵌合している。

逃げ溝（100）では、その底面と第１ブレード（23）との間に背圧室（106）が形成されている。背圧室（106）には、第１ブレード（23）を第１可動側鏡板部（22c）側へ付勢する複数の弾性バネ（107）が設けられている。

第１シリンダ（21）には、背圧室（106）に開口する背圧導入通路（104）が形成されている。冷媒回路（60）では、三路切換弁（105）の第１ポート（P1）から延びる冷媒配管が背圧導入通路（104）に接続されている。三路切換弁（105）の第２ポート（P2）は、高圧配管（121）を介して高圧ガス配管（65）に連通している。三路切換弁（105）の第３ポート（P3）は、低圧配管（122）を介して低圧ガス配管（61）に連通している。

三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１連通状態に設定されると、背圧室（106）に高圧冷媒が導入されて、図１１（Ａ）に示すように、第１ブレード（23）が第１可動側鏡板部（22c）に押し付けられた状態になる。この状態は、外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）の両方が第１ブレード（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態を構成する。第１状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程が行われる。

なお、第１ブレード（23）の上端部（23a）には、低圧室（C1-Lp,C2-Lp）と高圧室（C1-Hp,C2-Hp）との圧力差によって下向きの力が作用する。しかし、この下向きの力と第１ブレード（23）に作用する重力との下向き合力よりも、複数の弾性バネ（107）の押付力及び背圧室（106）の圧力の上向き合力が大きくなるように設定している。このため、第１ブレード（23）が下方に下がることはない。

一方、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２状態に設定されると、背圧室（106）に低圧冷媒が導入されて、下向き合力が上向き合力を上回る。これにより、図１１（Ｂ）に示すように、第１ブレード（23）の上端部（23b）が第１可動側鏡板部（22c）から離れ、その隙間を通じて低圧室（C1-Lp,C2-Lp）と高圧室（C1-Hp,C2-Hp）とが連通する状態になる。この状態は、外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）の両方が駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態を構成する。第２状態では、単一空間となる両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程を行うことができず、両圧縮室（C1,C2）は気筒休止状態になる。このため、第２状態では、第１圧縮機構（20）の吸入容積が実質的にゼロになり、第１圧縮機構（20）の容量が実質的にゼロになる。その結果、第２状態は第１状態に比べて、低段側圧縮室の吸入容積の合計値が小さくなって、吸入容積比が大きくなる。

この変形例では、複数の弾性バネ（107）と、背圧室（106）と、背圧室（106）の圧力を調節するための背圧導入通路（104）とが、吸入容積比を変更する容積比変更手段（70）を構成している。

この変形例では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程が行われる第１状態であっても、その両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程が行われない第２状態であっても、二段圧縮が行われるようにしている。この変形例によれば、第１圧縮機構（20）と第２圧縮機構（30）の４つの圧縮室の全てを用いて二段圧縮を行う状態と、２つの圧縮室を用いて二段圧縮を行う状態とを、１つの第１圧縮機構（20）の容量の調節だけで行うことができる。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態３は、容積比変更手段（70）の構成が実施形態１とは異なっている。本実施形態３の容積比変更手段（70）は、駆動軸（53）の軸方向に沿って第１ピストン（22b）を移動させることによって、第１ピストン（22b）が第１シリンダ（21）に押し付けられた状態と、第１ピストン（22b）が第１シリンダ（21）から離れて各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通する状態とを切り換えて、第１圧縮機構（20）の容量を変更する。

この実施形態３でも、上記実施形態１と同様に、第１圧縮機構（20）の第１外側圧縮室（C1）及び第１内側圧縮室（C2）と第２圧縮機構（30）の第２外側圧縮室（C3）とが低段側圧縮室を、第２圧縮機構（30）の第２内側圧縮室（C4）が高段側圧縮室をそれぞれ構成している。

図１２に示すように、ミドルプレート（19）の下面には、内側シールリング（55）と、内側シールリング（55）よりも大径の外側シールリング（56）とが設けられている。ミドルプレート（19）の下面と第１可動側鏡板部（22c）の背面との間には、内側シールリング（55）と外側シールリング（56）とによって区画された背圧室（57）が形成されている。背圧室（57）は、第１可動側鏡板部（22c）の背面に面する環状の空間である。

背圧室（57）には、背圧導入通路（104）が接続されている。冷媒回路（60）では、三路切換弁（105）の第１ポート（P1）から延びる冷媒配管が背圧導入通路（104）に接続されている。三路切換弁（105）の第２ポート（P2）は、高圧配管（121）を介して高圧ガス配管（65）に連通している。三路切換弁（105）の第３ポート（P3）は、低圧配管（122）を介して低圧ガス配管（61）に連通している。背圧室（57）圧力は、三路切換弁（105）によって高圧と低圧との間で切り換えられる。なお、背圧室（57）圧力が、三路切換弁（105）によって高圧と中間圧との間で切り換えてもよいし、中間圧と低圧の間で切り換えてもよい。

三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通する第１連通状態に設定されると、背圧室（57）に高圧冷媒が導入されて、第１ピストン（22b）が第１シリンダ（21）に押し付けられた状態になる。この状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程が行われる。

一方、三路切換弁（105）が第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が連通する第２連通状態に設定されると、背圧室（57）に低圧冷媒が導入されて、各圧縮室（C1,C2）の内圧による離反力が背圧室（57）による押付力を上回って、第１ピストン（22b）が第１シリンダ（21）から離れて各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通する状態になる。この状態では、第１圧縮機構（20）の両圧縮室（C1,C2）で冷媒の圧縮行程を行うことができない。このため、第２状態では、第１圧縮機構（20）の吸入容積が実質的にゼロになり、第１圧縮機構（20）の容量が実質的にゼロになる。その結果、第２状態は第１状態に比べて、低段側圧縮室の吸入容積の合計値が小さくなって、吸入容積比が大きくなる。

実施形態３では、背圧室（57）と、背圧室（57）の圧力を調節するための背圧導入通路（104）とが、容積比変更手段（70）を構成している。

−実施形態３の効果−
本実施形態３では、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、第１圧縮機構（20）の容量を変更して、吸入容積比が変更されるようにしている。従って、駆動軸（53）の軸方向に沿って可動部材（22）を移動させることによって、中間圧の値が最適な値に近づくように中間圧を調節することが可能になる。

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

上記実施形態について、圧縮機（1）が二酸化炭素以外の冷媒（例えばフロン冷媒）を圧縮してもよい。

また、上記各実施形態では、低段側圧縮室から高段側圧縮室へ向かう冷媒を冷却する冷却手段として、インジェクション管（68）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。

また、上記実施形態について、第１圧縮機構（20）の容量を調節する容積比変更手段（70）と同様の機構を、第２圧縮機構（30）に設けて、第１圧縮機構（20）の容量だけでなく、第２圧縮機構（30）の容量も合わせて変更することによって、吸入容積比を変更してもよい。

また、上記実施形態について、第２圧縮機構（30）が、他のタイプの容積型の流体機械（例えば、スクロール式の流体機械、ロータリ式の流体機械）により構成されていてもよい。

また、上記実施形態について、第１圧縮機構（20）が、第１シリンダ（21）と第１ピストン（22b）のうち第１シリンダ（21）が偏心回転運動を行うように構成されていてもよい。また、第２圧縮機構（30）が、第２シリンダ（31）と第２ピストン（32b）のうち第２シリンダ（31）が偏心回転運動を行うように構成されていてもよい。

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

以上説明したように、本発明は、２つの圧縮室を有する圧縮機構を備えた圧縮機について有用である。

実施形態１に係る圧縮機の縦断面図である。 実施形態１に係る第１圧縮機構の横断面図である。 実施形態１に係る第１圧縮機構の動作を表す横断面図である。 実施形態１に係る第１圧縮機構の要部の縦断面図であり、（Ａ）は第２吸入通路が閉状態のときの縦断面図であり、（Ｂ）は第２吸入通路が開状態のときの縦断面図である。 実施形態１に係る冷凍装置の冷媒回路の配管系統図である。 実施形態１の変形例に係る第１圧縮機構の横断面図である。 実施形態１の変形例に係る第１圧縮機構の要部の縦断面図であり、（Ａ）は内外連通路が閉状態のときの縦断面図であり、（Ｂ）は内外連通路が開状態のときの縦断面図である。 実施形態１の変形例に係る第１圧縮機構の動作を表す横断面図であり、（Ａ）は内外連通路が閉状態のときに外側圧縮室の吸入行程が終了した時点の横断面図であり、（Ｂ）は内外連通路が閉状態のときに内側圧縮室の吸入行程が終了した時点の横断面図であり、（Ｃ）は内外連通路が開状態のときに外側圧縮室の吸入行程が終了した時点の横断面図であり、（Ｄ）は内外連通路が開状態のときに内側圧縮室の吸入行程が終了した時点の横断面図である。 実施形態２に係る第１圧縮機構の横断面図である。 実施形態２に係る容積比変更手段の概略構成面図であり、（Ａ）は第１状態のときの概略構成面図であり、（Ｂ）は第２状態のときの概略構成面図である。 実施形態２の変形例に係る容積比変更手段の概略構成面図であり、（Ａ）は第１状態のときの概略構成面図であり、（Ｂ）は第２状態のときの概略構成面図である。 実施形態３に係る第１圧縮機構の縦断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２０ 第１圧縮機構
２１ 第１シリンダ
２２ 可動部材
２２ｂ 第１ピストン
３０ 第２圧縮機構
７０ 容積比変更手段
１０１ 弁部材
１０２ 弁収容空間
１０３ 弾性バネ
１０４ 背圧導入通路
１０５ 三路切換弁
１２１ 高圧配管
１２２ 低圧配管

Claims (9)

1. 共に容積型の流体機械により構成された第１圧縮機構（20）及び第２圧縮機構（30）と、
   上記第１圧縮機構（20）と上記第２圧縮機構（30）の両方に連結する駆動軸（53）とを備えた圧縮機であって、
   上記第１圧縮機構（20）は、環状のシリンダ室（C1,C2）を有するシリンダ（21）と、該シリンダ（21）に対して偏心してシリンダ室（C1,C2）に収納され、該シリンダ室（C1,C2）を外側圧縮室（C1）と内側圧縮室（C2）とに区画する環状のピストン（22b）と、該シリンダ室（C1,C2）に配置され、各圧縮室（C1,C2）をそれぞれ第１室と第２室とに区画する区画部材（23）とを有し、上記シリンダ（21）と上記ピストン（22b）とが相対的に偏心回転運動することによって各圧縮室（C1,C2）で流体を圧縮するように構成され、
   上記第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）と上記第２圧縮機構（30）の圧縮室（C3,C4）とは、それらのうちの一部の圧縮室が低圧流体を吸入して圧縮する低段側圧縮室を、残りの圧縮室が低段側圧縮室から吐出された流体を吸入して圧縮する高段側圧縮室をそれぞれ構成し、
   上記第１圧縮機構（20）の容量を変更することによって、上記低段側圧縮室の吸入容積の合計値に対する上記高段側圧縮室の吸入容積の合計値の比率である吸入容積比を変更する容積比変更手段（70）を備えていることを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１において、
   上記第１圧縮機構（20）には、上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において互いに異なる位置で上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口する第１吸入通路（42a）及び第２吸入通路（42b）が形成され、
   上記第１吸入通路（42a）と上記第２吸入通路（42b）では、該第２吸入通路（42b）の方が上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において上記区画部材（23）から離れた位置で上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口し、
   上記容積比変更手段（70）は、上記第２吸入通路（42b）を開いた状態と該第２吸入通路（42b）を閉じた状態とを切り換えることによって、上記第１圧縮機構（20）の容量を変更することを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１において、
   上記第１圧縮機構（20）には、上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）に開口する吸入通路（42）と、上記シリンダ室（C1,C2）の周方向において該吸入通路（42）の出口の位置よりも上記区画部材（23）から離れた位置で、上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させる内外連通路（75）とが形成され、
   上記容積比変更手段（70）は、上記内外連通路（75）を開いた状態と該内外連通路（75）を閉じた状態とを切り換えることによって、上記第１圧縮機構（20）の容量を変更することを特徴とする圧縮機。
4. 請求項３において、
   上記内外連通路（75）は、上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させるように上記ピストン（22b）に形成された切り欠きにより構成され、
   上記容積比変更手段（70）は、上記内外連通路（75）に嵌合された嵌合部材（76）を備え、該嵌合部材（76）を移動させることによって、該内外連通路（75）を開いた状態と該内外連通路（75）を閉じた状態とを切り換えることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１において、
   上記容積比変更手段（70）は、上記第１圧縮機構（20）の区画部材（23）を移動させることによって、該第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の両方が上記区画部材（23）によって第１室と第２室とに区画される第１状態と、該第１圧縮機構（20）の外側圧縮室（C1）及び内側圧縮室（C2）の少なくとも一方が上記駆動軸（53）の１回転中において単一空間となる第２状態とを切り換えて、該第１圧縮機構（20）の容量を変更することを特徴とする圧縮機。
6. 請求項５において、
   上記容積比変更手段（70）は、上記区画部材（23）を上記シリンダ室（C1,C2）の径方向に移動させることによって上記第１状態と上記第２状態とを切り換える一方、
   上記第１圧縮機構（20）では、上記第１状態及び上記第２状態の両方において上記シリンダ室（C1,C2）の径方向における上記区画部材（23）の両側が上記シリンダ（21）によって支持されるように、上記シリンダ室（C1,C2）の径方向における区画部材（23）の長さが設定されると共に、該区画部材（23）のうち第１状態から第２状態への切り換えに伴って上記シリンダ室（C1,C2）に露出する部分には、上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）とを連通させる連通部（23d）が形成されていることを特徴とする圧縮機。
7. 請求項５又は６において、
   上記第１圧縮機構（20）は、上記第２状態では上記外側圧縮室（C1）及び上記内側圧縮室（C2）の両方が上記駆動軸（53）の１回転中において単一空間になるように切り換えられると共に、該外側圧縮室（C1）及び該内側圧縮室（C2）が共に上記低段側圧縮室又は上記高段側圧縮室を構成し、
   上記第２圧縮機構（30）は、環状のシリンダ室（C3,C4）を有するシリンダ（31）と、該シリンダ（31）に対して偏心してシリンダ室（C3,C4）に収納され、該シリンダ室（C3,C4）を外側圧縮室（C3）と内側圧縮室（C4）とに区画する環状のピストン（32b）と、該シリンダ室（C3,C4）に配置され、各圧縮室（C3,C4）をそれぞれ第１室と第２室とに区画する区画部材（33）とを有し、上記シリンダ（31）と上記ピストン（32b）とが相対的に偏心回転運動することによって各圧縮室（C3,C4）で流体を圧縮するように構成されて、該外側圧縮室（C3）及び該内側圧縮室（C4）の一方が上記低段側圧縮室を、該外側圧縮室（C3）及び該内側圧縮室（C4）の他方が上記高段側圧縮室を構成することを特徴とする圧縮機。
8. 請求項１において、
   上記第１圧縮機構（20）では、上記ピストン（22b）及び上記シリンダ（21）のうち偏心回転運動する方が可動部材（22）を構成し、固定された方が固定部材（21）を構成する一方、
   上記可動部材（22）及び上記固定部材（21）は、共に上記外側圧縮室（C1）と上記内側圧縮室（C2）に面する鏡板部を備え、
   上記容積比変更手段（70）は、上記駆動軸（53）の軸方向に沿って上記可動部材（22）を移動させることによって、上記可動部材（22）が上記固定部材（21）の鏡板部に押し付けられた状態と、該可動部材（22）が該固定部材（21）の鏡板部から離れて各圧縮室（C1,C2）において第１室と第２室とが連通する状態とを切り換えて、該第１圧縮機構（20）の容量を変更することを特徴とする圧縮機。
9. 請求項１乃至８の何れか１つにおいて、
   冷媒として二酸化炭素が充填されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（60）に接続されることを特徴とする圧縮機。

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