JP2010156536A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスインジェクション冷凍装置において、凝縮器での冷媒の放熱量の確保と、蒸発器での冷媒の吸熱量の確保とを両立させる。
【解決手段】空気調和機１の冷媒回路５では、単段圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路５では、第１熱交換器３０の下流に第２熱交換器４０が設けられる。第１熱交換器３０は、高圧側流路３１の高圧冷媒を、中間圧側流路３２の第１中間圧冷媒と熱交換させて冷却する。第１熱交換器３０で発生した第１中間圧ガス冷媒は、第１圧縮機構７１へ供給される。第２熱交換器４０の中間圧側流路４２へは、第１中間圧冷媒よりも低圧の第２中間圧冷媒が供給される。第２熱交換器４０は、高圧側流路４１の高圧冷媒を、中間圧側流路４２の第２中間圧冷媒と熱交換させて更に冷却する。第２熱交換器４０で発生した第２中間圧ガス冷媒は、第２圧縮機構７２へ供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機へ中間圧のガス冷媒を供給するガスインジェクションを行う冷凍装置に関するものである。

従来より、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、いわゆるガスインジェクションを行うものが知られている。ガスインジェクションを行う冷凍装置では、圧縮機における圧縮途中の圧縮室に対して、中間圧のガス冷媒が導入される。

例えば、特許文献１には、ガスインジェクションを行う冷凍装置により構成された空気調和機が開示されている。この空気調和機では、冷媒回路に中間冷却器が設けられている（図１を参照）。中間冷却器では、凝縮器（暖房運転時の室内熱交換器）から流入した高圧液冷媒が、この高圧液冷媒の一部を分岐させて膨張させることにより発生した中間圧冷媒と熱交換して冷却される。そして、蒸発器（暖房運転時の室外熱交換器）へは、中間冷却器において冷却された高圧冷媒が供給される。また、中間冷却器において蒸発した中間圧冷媒（中間圧ガス冷媒）は、圧縮機における圧縮途中の圧縮室へ供給される。

また、特許文献２にも、ガスインジェクションを行う冷凍装置により構成された空気調和機が開示されている。この空気調和機の冷媒回路では、二つの膨張弁の間に気液分離器が設けられている。気液分離器へは、その上流側の膨張弁を通過する際に膨張した気液二相状態の中間圧冷媒が流入する。気液分離器では、流入した中間圧冷媒がガス冷媒と液冷媒に分離される。そして、気液分離器内の中間圧の液冷媒は、気液分離器の下流側の膨張弁を通過する際に膨張し、その後に蒸発器へ送られる。また、気液分離器内の中間圧のガス冷媒は、圧縮機における圧縮途中の圧縮室へ供給される。

また、特許文献３には、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置が開示されている。この冷凍装置の冷媒回路では、複数の圧縮機が直列に配置され、低段側の圧縮機から吐出された冷媒を高段側の圧縮機が吸入して更に圧縮する。また、この冷媒回路では、高段側の圧縮機へ吸入される冷媒のエンタルピを引き下げるために、低段側の圧縮機と高段側の圧縮機とを接続する配管に中間圧ガス冷媒が供給される。更に、特許文献３の図２には、四段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路が開示されている。この冷媒回路では、各段の圧縮機同士を接続する配管に、三種類の異なる圧力の中間圧ガス冷媒が供給される。

特開２００４−１８３９１３号公報 特開平１１−０９３８７４号公報 特開２００２−１８８８６５号公報

ガスインジェクションを行う冷凍装置の冷媒回路において、圧縮機は、蒸発器から吸入した低圧冷媒と、圧縮途中の圧縮室へ導入された中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器へ向けて吐出する。従って、この冷媒回路では、凝縮器における冷媒の質量流量が、蒸発器における冷媒の質量流量よりも多くなる。

ここで、凝縮器における冷媒の質量流量が多いほど、凝縮器において冷媒が放出する熱量（即ち、冷媒の放熱量）は多くなる。このため、圧縮機へ供給される中間圧ガス冷媒の質量流量を増やせば、圧縮機が蒸発器から吸入する低圧冷媒の質量流量を増やさずに凝縮器における冷媒の質量流量を増やすことができる。そして、圧縮機へ供給される中間圧ガス冷媒の質量流量を増やすには、中間圧ガス冷媒の圧力を高くして圧縮室へ流入する中間圧ガス冷媒の密度を引き上げればよい。

ところが、冷媒の圧力が高くなるほど、その飽和温度が高くなる。このため、特許文献１の中間冷却器や特許文献２の気液分離器において発生する中間圧ガス冷媒の圧力を高くすると、これら中間冷却器や気液分離器から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピが高くなり、蒸発器において冷媒が吸収する熱量（即ち、冷媒の吸熱量）が減少してしまう。

このため、従来のガスインジェクションを行う冷凍装置では、凝縮器における冷媒の放熱量の確保と、蒸発器における冷媒の吸熱量の確保とを両立させるのが困難であった。

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、ガスインジェクションを行う冷凍装置において、凝縮器における冷媒の放熱量の確保と、蒸発器における冷媒の吸熱量の確保とを両立させることにある。

第１の発明は、放熱器と蒸発器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）と、それぞれに圧縮室（85,95）が形成された第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）とを備え、上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）のそれぞれが、低圧冷媒を上記圧縮室（85,95）へ吸入して高圧にまで圧縮する冷凍装置を対象としている。そして、上記冷媒回路（5）に、第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を上記第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられるものである。

第２及び第３の各発明は、放熱器と蒸発器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）と、それぞれに圧縮室（85,95）が形成された第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）とを備え、上記第１圧縮機構（71）が、低圧冷媒を上記圧縮室（85）へ吸入して圧縮し、上記第２圧縮機構（72）が、上記第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒を上記圧縮室（95）へ吸入して圧縮する冷凍装置を対象とする。

そして、第２の発明は、上記冷媒回路（5）に、第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を、上記第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）又は該第２圧縮機構（72）の吸入側へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられるものである。

また、第３の発明は、上記冷媒回路（5）に、第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の吸入側へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられるものである。

第１の発明の冷媒回路（5）では、冷媒が循環することによって単段圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（5）において、各圧縮機構（71,72）から吐出された冷媒は、放熱器において放熱し、その後に蒸発器において吸熱して蒸発してから各圧縮機構（71,72）へ吸入される。一方、第２及び第３の各発明の冷媒回路（5）では、冷媒が循環することによって二段圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（5）において、第２圧縮機構（72）から吐出された冷媒は、放熱器において放熱し、その後に蒸発器において吸熱して蒸発してから第１圧縮機構（71）へ吸入される。第１〜第３の各発明の冷媒回路（5）では、放熱器において放熱した冷媒が、エンタルピ低減手段（20）においてエンタルピを引き下げられた後に蒸発器へ供給される。

第１〜第３の各発明のエンタルピ低減手段（20）では、互いに圧力が異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒とが発生する。このエンタルピ低減手段（20）は、二種類の中間圧ガス冷媒を発生させる過程において、放熱器から蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを引き下げる。第２中間圧ガス冷媒は、その圧力が第１中間圧ガス冷媒の圧力よりも低く、従って、その温度も第１中間圧ガス冷媒の温度よりも低い。このため、エンタルピ低減手段（20）において第１中間圧ガス冷媒だけを発生させる場合に比べて、エンタルピ低減手段（20）から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピが低くなる。

第１の発明の冷媒回路（5）では、各圧縮機構（71,72）が低圧冷媒を吸い込む。第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）には、第１インジェクション通路（35）を通じて第１中間圧ガス冷媒が導入される。第１圧縮機構（71）は、圧縮室（85）へ流入した低圧冷媒と第１中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を圧縮室（85）から吐出する。一方、第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）には、第２インジェクション通路（45）を通じて第２中間圧ガス冷媒が導入される。第２圧縮機構（72）は、圧縮室（95）へ流入した低圧冷媒と第２中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を圧縮室（95）から吐出する。

第２の発明の冷媒回路（5）において、冷媒は、第１圧縮機構（71）において圧縮された後に第２圧縮機構（72）において更に圧縮される。第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）には、第１インジェクション通路（35）を通じて第１中間圧ガス冷媒が導入される。第１圧縮機構（71）は、圧縮室（85）へ流入した低圧冷媒と第１中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮された冷媒を圧縮室（85）から吐出する。第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）に対して第２インジェクション通路（45）から第２中間圧ガス冷媒が導入される場合、第２圧縮機構（72）は、第１圧縮機構（71）から吐出されて圧縮室（95）へ吸入された冷媒と、第２インジェクション通路（45）から圧縮室（95）へ導入された第２中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を圧縮室（95）から吐出する。一方、第２圧縮機構（72）の吸入側に対して第２インジェクション通路（45）から第２中間圧ガス冷媒が導入される場合、第２圧縮機構（72）は、第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒と、第２インジェクション通路（45）から供給された第２中間圧ガス冷媒とを圧縮室（95）へ吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を圧縮室（95）から吐出する。

第３の発明の冷媒回路（5）において、冷媒は、第１圧縮機構（71）において圧縮された後に第２圧縮機構（72）において更に圧縮される。第１圧縮機構（71）は、圧縮室（85）へ流入した低圧冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を圧縮室（85）から吐出する。第２圧縮機構（72）は、第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒と、第１インジェクション通路（35）から供給された第１中間圧ガス冷媒とを圧縮室（95）へ吸入する。また、第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）には、第２インジェクション通路（45）を通じて第２中間圧ガス冷媒が導入される。第２圧縮機構（72）は、圧縮室（95）へ吸い込んだ冷媒と、第２インジェクション通路（45）から圧縮室（95）へ導入された第２中間圧ガス冷媒とを圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を圧縮室（95）から吐出する。

第４の発明は、上記第１から第３の何れか一つの発明において、上記冷媒回路（5）では、該冷媒回路（5）のうち上記放熱器の出口から上記蒸発器の入口までの部分が主通路部分（7）を構成する一方、上記エンタルピ低減手段（20）は、上記主通路部分（7）に接続して該主通路部分（7）を流れる冷媒の一部が流入する分岐通路（21）と、上記分岐通路（21）へ流入した冷媒を膨張させることによって第１中間圧冷媒と該第１中間圧冷媒よりも圧力の低い第２中間圧冷媒とを発生させる膨張機構（22）と、上記主通路部分（7）における放熱器の下流に接続されて該主通路部分（7）を流れる冷媒と上記第１中間圧冷媒とを熱交換させ、該主通路部分（7）を流れる冷媒を冷却すると共に上記第１中間圧冷媒を蒸発させることによって上記第１中間圧ガス冷媒を発生させる第１熱交換器（30）と、上記主通路部分（7）における第１熱交換器（30）と蒸発器の間に接続されて該主通路部分（7）を流れる冷媒と上記第２中間圧冷媒とを熱交換させ、該主通路部分（7）を流れる冷媒を冷却すると共に上記第２中間圧冷媒を蒸発させることによって上記第２中間圧ガス冷媒を発生させる第２熱交換器（40）とを備えるものである。

第４の発明では、分岐通路（21）と、膨張機構（22）と、第１熱交換器（30）と、第２熱交換器（40）とが、エンタルピ低減手段（20）に設けられる。分岐通路（21）には、放熱器から流出して主通路部分（7）を流れる高圧冷媒の一部が流入する。分岐通路（21）へ流入した高圧冷媒は、膨張機構（22）によって膨張させられ、その一部が第１中間圧冷媒となって残りが第２中間圧冷媒となる。第２中間圧冷媒は、その圧力と温度が第１中間圧冷媒よりも低くなっている。

第４の発明において、第１熱交換器（30）では、第１中間圧冷媒と放熱器から流出した高圧冷媒とが熱交換する。そして、第１熱交換器（30）では、高圧冷媒が第１中間圧冷媒によって冷却されてそのエンタルピが低下する一方、第１中間圧冷媒が高圧冷媒から吸熱して蒸発することによって第１中間圧ガス冷媒が発生する。第１熱交換器（30）において発生した第１中間圧ガス冷媒は、第１インジェクション通路（35）へ流入する。

また、第４の発明において、第２熱交換器（40）では、第２中間圧冷媒と第１熱交換器（30）から流出した高圧冷媒とが熱交換する。そして、第２熱交換器（40）では、高圧冷媒が第２中間圧冷媒によって冷却されてそのエンタルピが低下する一方、第２中間圧冷媒が高圧冷媒から吸熱して蒸発することによって第２中間圧ガス冷媒が発生する。第２熱交換器（40）において発生した第２中間圧ガス冷媒は、第２インジェクション通路（45）へ流入する。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記エンタルピ低減手段（20）の分岐通路（21）は、上記主通路部分（7）における放熱器と第１熱交換器（30）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第１熱交換器（30）へ供給する第１分岐配管（33）と、上記主通路部分（7）における第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第２熱交換器（40）へ供給する第２分岐配管（43）とによって構成され、上記エンタルピ低減手段（20）の膨張機構（22）は、上記第１分岐配管（33）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第１中間圧冷媒を発生させる第１膨張弁（34）と、上記第２分岐配管（43）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第２中間圧冷媒を発生させる第２膨張弁（44）とによって構成されるものである。

第５の発明では、分岐通路（21）が第１分岐配管（33）と第２分岐配管（43）とによって構成され、膨張機構（22）が第１膨張弁（34）と第２膨張弁（44）とによって構成される。第１分岐配管（33）へは、主通路部分（7）を放熱器から第１熱交換器（30）へ向かって流れる高圧冷媒の一部が流入する。第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張して第１中間圧冷媒となり、その後に第１熱交換器（30）へ供給される。第１熱交換器（30）では、供給された第１中間圧冷媒が蒸発して第１中間圧ガス冷媒となる。一方、第２分岐配管（43）へは、主通路部分（7）を第１熱交換器（30）から第２熱交換器（40）へ向かって流れる高圧冷媒（即ち、第１熱交換器（30）において冷却された高圧冷媒）の一部が流入する。第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張して第２中間圧冷媒となり、その後に第２熱交換器（40）へ供給される。第２熱交換器（40）では、供給された第２中間圧冷媒が蒸発して第２中間圧ガス冷媒となる。

第６の発明は、上記第４の発明において、上記エンタルピ低減手段（20）の分岐通路（21）は、上記主通路部分（7）における放熱器と第１熱交換器（30）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第１熱交換器（30）へ供給する第１分岐配管（33）と、上記第１分岐配管（33）に接続して該第１分岐配管（33）から流入した冷媒を第２熱交換器（40）へ供給する第２分岐配管（43）とによって構成され、上記エンタルピ低減手段（20）の膨張機構（22）は、上記第１分岐配管（33）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第１中間圧冷媒を発生させる第１膨張弁（34）と、上記第２分岐配管（43）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第２中間圧冷媒を発生させる第２膨張弁（44）とによって構成されるものである。

第６の発明では、分岐通路（21）が第１分岐配管（33）と第２分岐配管（43）とによって構成され、膨張機構（22）が第１膨張弁（34）と第２膨張弁（44）とによって構成される。第１分岐配管（33）へは、主通路部分（7）を放熱器から第１熱交換器（30）へ向かって流れる高圧冷媒の一部が流入する。第１分岐配管（33）へ流入した冷媒は、その一部が第１熱交換器（30）へ供給され、残りが第２分岐配管（43）へ流入して第２熱交換器（40）へ供給される。第１分岐配管（33）を通って第１熱交換器（30）へ供給される冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張して第１中間圧冷媒となり、その後に第１熱交換器（30）へ供給される。第１熱交換器（30）では、供給された第１中間圧冷媒が蒸発して第１中間圧ガス冷媒となる。一方、第２分岐配管（43）を通って第２熱交換器（40）へ供給される冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張して第２中間圧冷媒となり、その後に第２熱交換器（40）へ供給される。第２熱交換器（40）では、供給された第２中間圧冷媒が蒸発して第２中間圧ガス冷媒となる。

第７の発明は、上記第１〜第３の何れか一つの発明において、上記エンタルピ低減手段（20）は、放熱器から流出した高圧冷媒を膨張させる第１膨張弁（37）と、上記第１膨張弁（37）から流出した気液二相状態の冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒を上記第１中間圧ガス冷媒として第１インジェクション通路（35）へ供給する第１気液分離器（36）と、上記第１気液分離器（36）から流出した液冷媒を膨張させる第２膨張弁（47）と、上記第２膨張弁（47）から流出した気液二相状態の冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒を上記第２中間圧ガス冷媒として第２インジェクション通路（45）へ、液冷媒を蒸発器へそれぞれ供給する第２気液分離器（46）とを備えるものである。

第７の発明では、第１膨張弁（37）と、第１気液分離器（36）と、第２膨張弁（47）と、第２気液分離器（46）とが、エンタルピ低減手段（20）に設けられる。冷媒回路（5）において、第１膨張弁（37）と、第１気液分離器（36）と、第２膨張弁（47）と、第２気液分離器（46）とは、放熱器から蒸発器へ向かって順に配置されている。

第７の発明において、放熱器から流出した高圧冷媒は、第１膨張弁（37）を通過する際に膨張して気液二相状態となり、その後に第１気液分離器（36）へ流入して液冷媒とガス冷媒に分離される。第１気液分離器（36）内のガス冷媒は、第１中間圧ガス冷媒として第１インジェクション通路（35）へ流入する。第１気液分離器（36）内の液冷媒は、飽和状態となっており、そのエンタルピは、第１膨張弁（37）から第１気液分離器（36）へ送られる気液二相状態の冷媒よりも低くなっている。

第７の発明において、第１気液分離器（36）内の液冷媒は、第２膨張弁（47）を通過する際に膨張して気液二相状態となり、その後に第２気液分離器（46）へ流入して液冷媒とガス冷媒に分離される。第２気液分離器（46）内のガス冷媒は、第２中間圧ガス冷媒として第２インジェクション通路（45）へ流入する。第２気液分離器（46）内の液冷媒は、飽和状態となっており、そのエンタルピは、第２膨張弁（47）から第２気液分離器（46）へ送られる気液二相状態の冷媒よりも低くなっている。第２気液分離器（46）内の液冷媒は、蒸発器へ供給される。

第８の発明は、上記第１〜第７の何れか一つの発明において、上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）が一つの圧縮機（50）に設けられ、上記圧縮機（50）は、上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）の両方に係合する一本の駆動軸（65）を備えるものである。

第８の発明では、第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）の両方が、一本の駆動軸（65）によって駆動される。

第９の発明は、上記第１〜第７の何れか一つの発明において、上記第１圧縮機構（71）が第１圧縮機（50a）に、上記第２圧縮機構（72）が第２圧縮機（50b）にそれぞれ設けられ、上記第１圧縮機（50a）は上記第１圧縮機構（71）に係合する第１駆動軸（65a）を、上記第２圧縮機構（72）は上記第２圧縮機構（72）に係合する第２駆動軸（65b）をそれぞれ備えるものである。

第９の発明では、第１圧縮機構（71）が第１駆動軸（65a）によって駆動され、第２圧縮機構（72）が第２駆動軸（65b）によって駆動される。

本発明のエンタルピ低減手段（20）において発生する第１中間圧ガス冷媒は、その圧力と密度が第２中間圧ガス冷媒に比べて高くなっている。そして、本発明の圧縮機（50）では、第２圧縮機構（72）へ第２中間圧ガス冷媒が供給される一方、第１圧縮機構（71）へは、第２中間圧ガス冷媒よりも圧力と密度の高い第１中間圧ガス冷媒が供給される。従って、本発明によれば、各圧縮機構（71,72）へ第２中間圧ガス冷媒だけを供給する場合に比べて、圧縮機（50）から吐出される冷媒の質量流量を増大させることができる。また、本発明では、第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を圧縮途中の圧縮室（85,95）へ導入しているため、蒸発器から圧縮機（50）へ吸い込まれる低圧冷媒の質量流量は増加せず、圧縮機（50）から放熱器へ向けて吐出される冷媒の質量流量だけが増加する。従って、本発明によれば、圧縮機（50）の駆動に要するエネルギの増加を抑えつつ圧縮機（50）から吐出される冷媒の質量流量を増加させることができ、放熱器において冷媒が空気等の対象物へ放出する熱量（即ち、冷媒の放熱量）を増加させることができる。

また、本発明では、エンタルピ低減手段（20）において、第１中間圧ガス冷媒だけでなく、第１中間圧ガス冷媒よりも圧力と温度の低い第２中間圧ガス冷媒を発生させている。このため、本発明によれば、エンタルピ低減手段（20）において第１中間圧ガス冷媒だけを発生させる場合に比べて、エンタルピ低減手段（20）から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピを低くすることができる。その結果、蒸発器において冷媒が空気等の対象物から吸収する熱量（即ち、冷媒の吸熱量）を増大させることができる。

このように、本発明によれば、放熱器における冷媒の質量流量を増やすことによって放熱器での冷媒の放熱量を増加させることができ、更には、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることによって蒸発器での冷媒の吸熱量を増大させることができる。従って、本発明によれば、放熱器における冷媒の放熱量の確保と、蒸発器における冷媒の吸熱量の確保とを両立させることができる。

ところで、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路では、各段の圧縮機の間に中間圧のガス冷媒が供給される。つまり、例えば三段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路では、一段目の圧縮機と二段目の圧縮機の間と、二段目の圧縮機と三段目の圧縮機の間とに中間圧ガス冷媒が供給されることになる。

一方、本発明の冷媒回路では、エンタルピ低減手段（20）において互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒が発生する。このため、本発明の冷媒回路において“三つの圧縮機構を用いて三段圧縮冷凍サイクルを行い、一段目の圧縮機構と二段目の圧縮機構の間へ第２中間圧ガス冷媒を、二段目の圧縮機構と三段目の圧縮機構の間へ第１中間圧ガス冷媒をそれぞれ供給する構成”を採用することは、技術的には可能である。

しかしながら、そのような構成を本発明の冷媒回路において採用すると、冷凍装置の運転効率を充分に向上させられなくなったり、冷凍装置の製造コストが上昇するという問題が生じてしまう。ここでは、その問題について説明する。

通常、三段圧縮冷凍サイクルは、冷凍サイクルの低圧と高圧の差が大きくて二段圧縮冷凍サイクルや単段圧縮冷凍サイクルでは低いＣＯＰ（成績係数）しか得られない場合に行われる。

一方、本発明は、“放熱器における冷媒の放熱量の確保と、蒸発器における冷媒の吸熱量の確保とを両立させる”という目的を達成するために、“蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）が互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を発生させる構成”を採用するものである。つまり、本願発明の目的を達成するには、“冷凍サイクルの低圧と高圧の差がそれ程大きくなく、二段圧縮冷凍サイクルや単段圧縮冷凍サイクルでも充分に高いＣＯＰが得られる場合”であっても、“エンタルピ低減手段（20）が第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を発生させる構成”を採用しなければならないことがある。

冷媒を圧縮する圧縮機構は複数の部材によって構成されるのが通常であるため、圧縮機構では、部材同士の摩擦損失等の機械的な損失が生じる。従って、圧縮機構の数が多くなるほど、各圧縮機構において生じる機械的な損失の合計は大きくなる。また、冷凍装置に設けられる圧縮機構の数が多くなると、冷凍装置の製造コストが増大する。このため、“冷凍サイクルの低圧と高圧の差がそれ程大きくなく、二段圧縮冷凍サイクルや単段圧縮冷凍サイクルでも充分に高いＣＯＰが得られる場合”であるにも拘わらず“三つの圧縮機構を用いて三段圧縮冷凍サイクルを行う構成”を採用すると、圧縮機構における機械的な損失が大きくなって冷凍装置の運転効率の低下を招いたり、圧縮機構の数が増えることによって冷凍装置の製造コストが上昇するという問題が生じる。

それに対し、第１の発明では、単段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）において、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒が圧縮機構（71,72）へ吸入される。また、第２及び第３の各発明では、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）において、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒が圧縮機構（71,72）へ吸入される。

このように、本発明によれば、単段圧縮冷凍サイクルや二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）においても、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を圧縮機構（71,72）へ吸入させることができる。従って、本発明によれば、“冷凍サイクルの低圧と高圧の差がそれ程大きくないにも拘わらず、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒の処理だけを目的として三段圧縮冷凍サイクルを行う”といった事態を回避でき、圧縮機構の増加に起因する機械的な損失の増加や製造コストの上昇といった問題を解消することができる。

上記第４の発明では、エンタルピ低減手段（20）に第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）とが設けられている。そして、第１熱交換器（30）では、放熱器から流出した高圧冷媒が第１中間圧冷媒によって冷却され、第２熱交換器（40）では、第１熱交換器（30）において冷却された高圧冷媒が第２中間圧冷媒によって更に冷却される。従って、この発明によれば、第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を発生させる過程において、放熱器から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピを確実に引き下げることができる。

上記第７の発明では、エンタルピ低減手段（20）に第１気液分離器（36）と第２気液分離器（46）とが設けられている。そして、第１気液分離器（36）は、第１膨張弁（37）から第１気液分離器（36）へ供給される気液二相状態の冷媒よりもエンタルピの低い飽和液冷媒だけを第２気液分離器（46）へ向けて送り出す。また、、第２気液分離器（46）は、第２膨張弁（47）から第２気液分離器（46）へ供給される気液二相状態の冷媒よりもエンタルピの低い飽和液冷媒だけを蒸発器へ向けて送り出す。従って、この発明によれば、第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を発生させる過程において、放熱器から蒸発器へ送られる冷媒のエンタルピを確実に引き下げることができる。

実施形態１の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態１の圧縮機の縦断面図である。 実施形態１の圧縮機の要部の横断面図であって、（Ａ）は第１圧縮機構の横断面を示し、（Ｂ）は第２圧縮機構の横断面を示す。 実施形態１の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 実施形態２の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態２の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 実施形態２の変形例１の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態２の変形例２の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態２の変形例２の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 実施形態３の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 実施形態３の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 その他の実施形態の第１変形例の熱交換用部材の構成を示す概略斜視図である。 その他の実施形態の第１変形例の熱交換用部材の構成を示す概略側面図である。 その他の実施形態の第２変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第３変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第３変形例の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 その他の実施形態の第４変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第４変形例の冷媒回路において行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 その他の実施形態の第４変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第５変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第５変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。 その他の実施形態の第５変形例の空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。

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。本実施形態は、冷凍装置により構成される空気調和機（1）である。

〈冷媒回路の構成〉
本実施形態の空気調和機（1）は、冷媒回路（5）を備えている。冷媒回路（5）は、冷媒が充填された閉回路であって、冷媒を循環させることによって蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。この冷媒回路（5）には、高沸点成分である２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）と、低沸点成分であるＨＦＣ−３２（ジフルオロメタン）とによって構成された非共沸混合冷媒が充填されている。

図１に示すように、冷媒回路（5）には、圧縮機（50）と、四方切換弁（11）と、室外熱交換器（12）と、ブリッジ回路（15）と、室内熱交換器（14）とが設けられている。圧縮機（50）は、その吐出管（52）が四方切換弁（11）の第１のポートに接続され、その吸入管（53,54）が四方切換弁（11）の第２のポートに接続されている。室外熱交換器（12）は、そのガス側端が四方切換弁（11）の第３のポートに接続され、その液側端がブリッジ回路（15）に接続されている。室内熱交換器（14）は、そのガス側端が四方切換弁（11）の第４のポートに接続され、その液側端がブリッジ回路（15）に接続されている。

圧縮機（50）は、全密閉型のロータリ式圧縮機である。この圧縮機（50）では、第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）を構成する本体部（70）と、本体部（70）を駆動するための電動機（60）と、本体部（70）と電動機（60）を連結する駆動軸（65）とが、ケーシング（51）内に収容されている。圧縮機（50）の詳細については後述する。

四方切換弁（11）は、第１のポートが第３のポートに連通し且つ第２のポートが第４のポートに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートに連通し且つ第２のポートが第３のポートに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。室外熱交換器（12）は、室外空気を冷媒と熱交換させる。室内熱交換器（14）は、室内空気を冷媒と熱交換させる。

ブリッジ回路（15）は、四つの逆止弁（16〜19）を備えている。このブリッジ回路（15）では、第１逆止弁（16）の流出側と第２逆止弁（17）の流出側が接続され、第２逆止弁（17）の流入側と第３逆止弁（18）の流出側が接続され、第３逆止弁（18）の流入側と第４逆止弁（19）の流入側が接続され、第４逆止弁（19）の流出側と第１逆止弁（16）の流入側が接続されている。また、このブリッジ回路（15）では、第４逆止弁（19）と第１逆止弁（16）の間に室外熱交換器（12）の液側端が接続され、第２逆止弁（17）と第３逆止弁（18）の間に室内熱交換器（14）の液側端が接続されている。

また、冷媒回路（5）には、一方向流通管路（6）が設けられている。一方向流通管路（6）は、その入口端がブリッジ回路（15）の第１逆止弁（16）と第２逆止弁（17）の間に接続され、その出口端がブリッジ回路（15）の第３逆止弁（18）と第４逆止弁（19）の間に接続されている。この一方向流通管路（6）では、常にその入口端から出口端へ向かって冷媒が流れる。冷媒回路（5）では、室外熱交換器（12）の液側端とブリッジ回路（15）を繋ぐ配管と、室外熱交換器（12）の液側端とブリッジ回路（15）を繋ぐ配管と、ブリッジ回路（15）と、一方向流通管路（6）とが、主通路部分（7）を構成している。

一方向流通管路（6）には、その入口端から出口端へ向かって順に、第１熱交換器（30）と、第２熱交換器（40）と、主膨張弁（13）とが接続されている。主膨張弁（13）は、いわゆる電子膨張弁である。第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）のそれぞれは、高圧側流路（31,41）と中間圧側流路（32,42）とを備え、高圧側流路（31,41）を流れる冷媒と中間圧側流路（32,42）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成されている。第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）は、それぞれの高圧側流路（31,41）が一方向流通管路（6）に接続されている。

第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）には、第１分岐配管（33）と、第１インジェクション配管（35）とが接続されている。第１分岐配管（33）は、その一端が一方向流通管路（6）における第１熱交換器（30）の上流側に接続され、その他端が第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）の入口端に接続されている。また、第１分岐配管（33）には、いわゆる電子膨張弁からなる第１膨張弁（34）が設けられている。第１膨張弁（34）は、一方向流通管路（6）から第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒を膨張させることによって第１中間圧冷媒を発生させる。第１インジェクション配管（35）は、その一端が第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）の出口端に接続され、その他端が圧縮機（50）の第１圧縮機構（71）に接続されている。

第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）には、第２分岐配管（43）と、第２インジェクション配管（45）とが接続されている。第２分岐配管（43）は、その一端が一方向流通管路（6）における第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）の間に接続され、その他端が第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）の入口端に接続されている。また、第２分岐配管（43）には、いわゆる電子膨張弁からなる第２膨張弁（44）が設けられている。第２膨張弁（44）は、一方向流通管路（6）から第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒を膨張させることによって第２中間圧冷媒を発生させる。第２インジェクション配管（45）は、その一端が第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）の出口端に接続され、その他端が圧縮機（50）の第２圧縮機構（72）に接続されている。

本実施形態の冷媒回路（5）では、第１熱交換器（30）、第１分岐配管（33）、第１膨張弁（34）、第２熱交換器（40）、第２分岐配管（43）、及び第２膨張弁（44）が、一方向流通管路（6）を流れる冷媒のエンタルピを低下させるためのエンタルピ低減手段（20）を構成している。また、この冷媒回路（5）では、第１分岐配管（33）及び第２分岐配管（43）が分岐通路（21）を構成し、第１膨張弁（34）及び第２膨張弁（44）が膨張機構（22）を構成している。更に、この冷媒回路（5）では、第１インジェクション配管（35）が第１インジェクション通路を構成し、第２インジェクション配管（45）が第２インジェクション通路を構成している。

〈圧縮機の構成〉
図２に示すように、圧縮機（50）は、ケーシング（51）と、本体部（70）と、電動機（60）と、駆動軸（65）とを備えている。ケーシング（51）は、両端が閉塞された縦長の中空円筒状に形成されている。ケーシング（51）内では、本体部（70）の上方に電動機（60）が配置されている。また、ケーシング（51）の頂部には、ケーシング（51）を貫通するように吐出管（52）が設けられている。

電動機（60）は、固定子（61）と回転子（62）とを備えている。固定子（61）は、ケーシング（51）の胴部の上寄りの部分に固定されている。回転子（62）は、固定子（61）の内側に配置されている。

駆動軸（65）は、主軸部（68）と第１偏心部（66）と第２偏心部（67）とを備えている。主軸部（68）は、その上端寄りの部分が回転子（62）に連結されている。第１偏心部（66）と第２偏心部（67）は、主軸部（68）の下端寄りに形成されている。第１偏心部（66）は、第２偏心部（67）の上方に配置されている。第１偏心部（66）及び第２偏心部（67）は、それぞれの外径が主軸部（68）の外径よりも大きくなっており、それぞれが主軸部（68）の軸心に対して偏心している。第１偏心部（66）と第２偏心部（67）は、主軸部（68）の軸心に対するそれぞれの偏心方向が反対方向となっている。主軸部（68）には、その下端から上方へ向かって延びる給油通路（69）が形成されている。

本体部（70）は、フロントヘッド（73）と、第１シリンダ（81）と、中間プレート（75）と、第２シリンダ（91）と、リアヘッド（74）とを備え、揺動ピストン型のロータリ式流体機械を構成している。この本体部（70）では、下から上に向かって順にリアヘッド（74）と第２シリンダ（91）と中間プレート（75）と第１シリンダ（81）とフロントヘッド（73）が積層され、これらが図外のボルトによって互いに締結されている。

図３に示すように、第１シリンダ（81）には第１ピストン（82）が収容され、第２シリンダ（91）には第２ピストン（92）が収容されている。各ピストン（82,92）は、高さが低くてやや肉厚の円筒状に形成されている。第１ピストン（82）には第１偏心部（66）が挿通され、第２ピストン（92）には第２偏心部（67）が挿通される。また、各ピストン（82,92）には、その外周面から突出する平板状のブレード（83,93）が一体に形成されている。第１ピストン（82）と一体に形成されたブレード（83）は、一対のブッシュ（84）を介して第１シリンダ（81）に支持される。第２ピストン（92）と一体に形成されたブレード（93）は、一対のブッシュ（94）を介して第２シリンダ（91）に支持される。

フロントヘッド（73）と中間プレート（75）に挟まれた第１シリンダ（81）では、その内周面と第１ピストン（82）の外周面との間に第１圧縮室（85）が形成される。第１圧縮室（85）は、ブレード（83）によって低圧側と高圧側に仕切られる。中間プレート（75）とリアヘッド（74）に挟まれた第２シリンダ（91）では、その内周面と第２ピストン（92）の外周面との間に第２圧縮室（95）が形成される。第２圧縮室（95）は、ブレード（93）によって低圧側と高圧側に仕切られる。

第１シリンダ（81）には、第１吸入ポート（86）が形成されている。また、第２シリンダ（91）には、第２吸入ポート（96）が形成されている。各シリンダ（81,91）において、吸入ポート（86,96）は、シリンダ（81,91）を径方向に貫通している。また、各吸入ポート（86,96）は、シリンダ（81,91）の内周面のうち図３におけるブレード（83,93）の右側近傍に開口している。第１吸入ポート（86）には第１吸入管（53）が、第２吸入ポート（96）には第２吸入管（54）が、それぞれ挿入されている。各吸入管（53,54）は、ケーシング（51）の外部へ延びている。

フロントヘッド（73）には、第１吐出ポート（87）が形成されている。第１吐出ポート（87）は、フロントヘッド（73）を貫通している。フロントヘッド（73）の前面（下面）において、第１吐出ポート（87）は、図３(Ａ)におけるブレード（83）の左側近傍に開口している。また、フロントヘッド（73）には、第１吐出ポート（87）を開閉するための第１吐出弁（88）が設けられている。

リアヘッド（74）には、第２吐出ポート（97）が形成されている。第２吐出ポート（97）は、リアヘッド（74）を貫通している。リアヘッド（74）の前面（上面）において、第２吐出ポート（97）は、図３(Ｂ)におけるブレード（93）の左側近傍に開口している。また、リアヘッド（74）には、第２吐出ポート（97）を開閉するための第２吐出弁（98）が設けられている。

中間プレート（75）には、第１インジェクションポート（89）が形成されている。第１インジェクションポート（89）は、その一端が中間プレート（75）の上面に開口し、その他端が中間プレート（75）の外側面に開口している。中間プレート（75）の上面において、第１インジェクションポート（89）の一端は、第１圧縮室（85）に臨む部分に開口している。第１インジェクションポート（89）の他端には、第１インジェクション配管（35）が挿入されている。

リアヘッド（74）には、第２インジェクションポート（99）が形成されている。第２インジェクションポート（99）は、その一端がリアヘッド（74）の前面（上面）に開口し、その他端がリアヘッド（74）の外側面に開口している。リアヘッド（74）の前面において、第２インジェクションポート（99）の一端は、第２圧縮室（95）に臨む部分に開口している。第２インジェクションポート（99）の他端には、第２インジェクション配管（45）が挿入されている。

本実施形態の圧縮機（50）の本体部（70）では、フロントヘッド（73）、第１シリンダ（81）、中間プレート（75）、第１ピストン（82）、及びブレード（83）が、第１圧縮室（85）を形成する第１圧縮機構（71）を構成している。また、この本体部（70）では、リアヘッド（74）、第２シリンダ（91）、中間プレート（75）、第２ピストン（92）、及びブレード（93）が、第２圧縮室（95）を形成する第２圧縮機構（72）を構成している。

−運転動作−
本実施形態の空気調和機（1）は、冷房運転と暖房運転を切り換えて行う。

〈空気調和機の冷房運転〉
冷房運転中における空気調和機（1）の動作について、図１を参照しながら説明する。冷房運転時には、四方切換弁（11）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、第１膨張弁（34）、第２膨張弁（44）、及び主膨張弁（13）の開度が適宜調節される。この状態で圧縮機（50）を駆動すると、冷媒回路（5）では、図１に実線の矢印で示すように冷媒が循環し、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路（5）では、室外熱交換器（12）が凝縮器（即ち、放熱器）として動作し、室内熱交換器（14）が蒸発器として動作する。

圧縮機（50）から吐出された冷媒は、四方切換弁（11）を通って室外熱交換器（12）へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、ブリッジ回路（15）の第１逆止弁（16）を通って一方向流通管路（6）へ流入する。

一方向流通管路（6）へ流入した高圧冷媒は、その一部が第１分岐配管（33）へ流入し、残りが第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）へ流入する。第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張して第１中間圧冷媒となり、その後に第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入する。第１熱交換器（30）では、高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（32）を流れる第１中間圧冷媒が蒸発して第１中間圧ガス冷媒となる。第１中間圧ガス冷媒は、第１インジェクション配管（35）を通って圧縮機（50）へ送られる。

第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）から流出した高圧冷媒は、その一部が第２分岐配管（43）へ流入し、残りが第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）へ流入する。第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張して第２中間圧冷媒となり、その後に第２熱交換器（40）の中間圧側流路（32）へ流入する。第２熱交換器（40）では、高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（42）を流れる第２中間圧冷媒が蒸発して第２中間圧ガス冷媒となる。第２中間圧ガス冷媒は、第２インジェクション配管（45）を通って圧縮機（50）へ送られる。

第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）から流出した高圧冷媒は、主膨張弁（13）を通過する際に膨張して低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、ブリッジ回路（15）の第３逆止弁（18）を通って室内熱交換器（14）へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。その後、冷媒は、四方切換弁（11）１を通って圧縮機（50）の本体部（70）へ吸入される。室内熱交換器（14）では、冷媒との熱交換によって室内空気が冷却され、冷却された室内空気が室内へ送り返される。

〈空気調和機の暖房運転〉
暖房運転中における空気調和機（1）の動作について、図１を参照しながら説明する。暖房運転時には、四方切換弁（11）が第２状態（図１に破線で示す状態）に設定され、第１膨張弁（34）、第２膨張弁（44）、及び主膨張弁（13）の開度が適宜調節される。この状態で圧縮機（50）を駆動すると、冷媒回路（5）では、図１に破線の矢印で示すように冷媒が循環し、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路（5）では、室内熱交換器（14）が凝縮器（即ち、放熱器）として動作し、室外熱交換器（12）が蒸発器として動作する。

圧縮機（50）から吐出された冷媒は、四方切換弁（11）を通って室内熱交換器（14）へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、ブリッジ回路（15）の第２逆止弁（17）を通って一方向流通管路（6）へ流入する。室内熱交換器（14）では、冷媒との熱交換によって室内空気が加熱され、加熱された室内空気が室内へ送り返される。

一方向流通管路（6）へ流入した高圧冷媒は、その一部が第１分岐配管（33）へ流入し、残りが第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）へ流入する。第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張して第１中間圧冷媒となり、その後に第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入する。第１熱交換器（30）では、高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（32）を流れる第１中間圧冷媒が蒸発して第１中間圧ガス冷媒となる。第１中間圧ガス冷媒は、第１インジェクション配管（35）を通って圧縮機（50）へ送られる。

第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）から流出した高圧冷媒は、その一部が第２分岐配管（43）へ流入し、残りが第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）へ流入する。第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張して第２中間圧冷媒となり、その後に第２熱交換器（40）の中間圧側流路（32）へ流入する。第２熱交換器（40）では、高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（42）を流れる第２中間圧冷媒が蒸発して第２中間圧ガス冷媒となる。第２中間圧ガス冷媒は、第２インジェクション配管（45）を通って圧縮機（50）へ送られる。

第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）から流出した高圧冷媒は、主膨張弁（13）を通過する際に膨張して低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、ブリッジ回路（15）の第４逆止弁（19）を通って室外熱交換器（12）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。その後、冷媒は、四方切換弁（11）を通って圧縮機（50）の本体部（70）へ吸入される。

〈圧縮機の動作〉
圧縮機（50）の動作について、図２，図３を参照しながら説明する。上述したように、圧縮機（50）の本体部（70）は、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作する方から低圧冷媒を吸入する。圧縮機（50）へ向かって流れてきた低圧冷媒は、その半分が第１圧縮機構（71）の第１圧縮室（85）へ吸入され、残りの半分が第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）へ吸入される。

第１圧縮機構（71）では、低圧冷媒が第１吸入ポート（86）を通って第１圧縮室（85）へ吸入される。第１吸入ポート（86）から遮断された閉じきり状態の第１圧縮室（85）では、第１ピストン（82）の移動に伴って冷媒が圧縮されてゆく。その際、閉じきり状態の第１圧縮室（85）へは、第１インジェクション配管（35）と第１インジェクションポート（89）を通じて第１中間圧ガス冷媒が導入される。このように、第１圧縮室（85）へは、第１吸入ポート（86）を通じて低圧冷媒が吸入されると共に、第１インジェクションポート（89）を通じて第１中間圧ガス冷媒が吸入される。そして、第１圧縮機構（71）は、第１圧縮室（85）へ吸入した冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を第１吐出ポート（87）からケーシング（51）の内部空間へ吐出する。

第２圧縮機構（72）では、低圧冷媒が第２吸入ポート（96）を通って第２圧縮室（95）へ吸入される。第２吸入ポート（96）から遮断された閉じきり状態の第２圧縮室（95）では、第２ピストン（92）の移動に伴って冷媒が圧縮されてゆく。その際、閉じきり状態の第２圧縮室（95）へは、第２インジェクション配管（45）と第２インジェクションポート（99）を通じて第２中間圧ガス冷媒が導入される。このように、第２圧縮室（95）へは、第２吸入ポート（96）を通じて低圧冷媒が吸入されると共に、第２インジェクションポート（99）を通じて第２中間圧ガス冷媒が吸入される。そして、第２圧縮機構（72）は、第２圧縮室（95）へ吸入した冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を第２吐出ポート（97）からケーシング（51）の内部空間へ吐出する。

ケーシング（51）の内部空間へは、第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）のそれぞれから高圧冷媒が吐出される。各圧縮機構（71,72）から吐出された高圧冷媒は、ケーシング（51）の内部空間を上方へ向かって流れ、吐出管（52）を通ってケーシング（51）の外部へ送り出されてゆく。

図示しないが、ケーシング（51）の内部空間では、その底部に冷凍機油が溜まっている。この冷凍機油は、駆動軸（65）の下端に開口する給油通路（69）へ流入し、各圧縮機構（71,72）へ供給されて摺動部分の潤滑に利用される。

〈冷凍サイクル〉
冷媒回路（5）において行われる冷凍サイクルについて、図４のモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「蒸発器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方（即ち、冷房運転中であれば室内熱交換器（14）、暖房運転中であれば室外熱交換器（12））を指し、「凝縮器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方（即ち、冷房運転中であれば室外熱交換器（12）、暖房運転中であれば室内熱交換器（14））を指す。

圧縮機（50）からは、点Ｄの状態の冷媒（圧力Ｐ_Ｈのガス冷媒）が吐出される。この点Ｄの状態の冷媒は、凝縮器において空気へ放熱して点Ｅの状態となり、その後に一方向流通管路（6）へ流入する。凝縮器から一方向流通管路（6）へ流入する高圧冷媒の質量流量をｍ_ｃとする。

一方向流通管路（6）へ流入した高圧冷媒は、その一部が第１分岐配管（33）へ流入し、残りが第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）へ流入する。第１分岐配管（33）へ流入する高圧冷媒の質量流量をｍ_ｉ１とする。第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ１まで低下し、点Ｆの状態（気液二相状態）の第１中間圧冷媒となる。この第１中間圧冷媒は、第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入する。

第１熱交換器（30）では、高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（32）を流れる第１中間圧冷媒が蒸発して第１中間圧ガス冷媒となる。そして、第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）からは、エンタルピが低下して点Ｈの状態となった高圧冷媒が流出する。一方、第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）からは、点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒が流出する。この圧力Ｐ_Ｍ１の第１中間圧ガス冷媒は、第１インジェクション配管（35）を通って圧縮機（50）へ送られる。圧縮機（50）へ供給される第１中間圧ガス冷媒の質量流量はｍ_ｉ１である。

第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）から流出した点Ｈの状態の高圧冷媒は、その一部が第２分岐配管（43）へ流入し、残りが第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）へ流入する。第２分岐配管（43）へ流入する高圧冷媒の質量流量をｍ_ｉ２とする。第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ２まで低下し、点Ｉの状態（気液二相状態）の第２中間圧冷媒となる。点Ｉの状態の第２中間圧冷媒は、点Ｆの状態の第１中間圧冷媒に比べて、圧力と比エンタルピと温度の何れもが低くなっている。この第２中間圧冷媒は、第２熱交換器（40）の中間圧側流路（32）へ流入する。

第２熱交換器（40）では、高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒が冷却され、中間圧側流路（42）を流れる第２中間圧冷媒が蒸発して第２中間圧ガス冷媒となる。そして、第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）からは、エンタルピが低下して点Ｋの状態となった高圧冷媒が流出する。一方、第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）からは、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒が流出する。この圧力Ｐ_Ｍ２の第２中間圧ガス冷媒は、第２インジェクション配管（45）を通って圧縮機（50）へ送られる。圧縮機（50）へ供給される第２中間圧ガス冷媒の質量流量はｍ_ｉ２である。

第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）から流出した点Ｋの状態の高圧冷媒は、主膨張弁（13）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｌまで低下し、点Ｌの状態（気液二相状態）の低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、蒸発器へ流入して空気から吸熱し、蒸発して点Ａの状態となった後に圧縮機（50）へ吸入される。圧縮機（50）では、点Ａの状態の冷媒が、第１圧縮機構（71）の第１圧縮室（85）と、第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）とに吸い込まれる。蒸発器から圧縮機（50）へ吸い込まれる低圧冷媒の質量流量をｍ_ｅとする。

圧縮機（50）の第１圧縮機構（71）では、第１圧縮室（85）へ吸入された冷媒が圧縮され、第１圧縮室（85）内の冷媒が点Ａの状態から点Ｂの状態へ向かって変化してゆく。一方、閉じきり状態となった圧縮途中の第１圧縮室（85）へは、点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒が第１インジェクションポート（89）から導入される。そして、第１圧縮室（85）では、点Ａの状態で第１圧縮室（85）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第１インジェクションポート（89）から流入した点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｄの状態となる。

一方、圧縮機（50）の第２圧縮機構（72）では、第２圧縮室（95）へ吸入された冷媒が圧縮され、第２圧縮室（95）内の冷媒が、点Ａの状態から点Ｂ'の状態へ向かって変化してゆく。一方、閉じきり状態となった圧縮途中の第２圧縮室（95）へは、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒が第２インジェクションポート（99）から導入される。そして、第２圧縮室（95）では、点Ａの状態で第２圧縮室（95）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第２インジェクションポート（99）から流入した点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｄの状態となる。

このように、圧縮機（50）の本体部（70）は、蒸発器から送り込まれた低圧冷媒（質量流量ｍ_ｅ）と、第１インジェクション配管（35）を通じて供給された第１中間圧ガス冷媒（質量流量ｍ_ｉ１）と、第２インジェクション配管（45）を通じて供給された第２中間圧ガス冷媒（質量流量ｍ_ｉ２）とを吸い込んで圧縮する。このため、圧縮機（50）から凝縮器へ向けて吐出される高圧冷媒の質量流量ｍ_ｃは、圧縮機（50）の本体部（70）が吸い込む低圧冷媒、第１中間圧ガス冷媒、及び第２中間圧ガス冷媒の質量流量の合計となる（ｍ_ｃ＝ｍ_ｅ＋ｍ_ｉ１＋ｍ_ｉ２）。

−実施形態１の効果−
本実施形態の空気調和機（1）の冷媒回路（5）では、第１熱交換器（30）において第１中間圧ガス冷媒が発生し、第２熱交換器（40）において第２中間圧ガス冷媒が発生する。また、第１中間圧ガス冷媒は、その圧力と密度が第１中間圧ガス冷媒に比べて高くなっている。そして、本実施形態の空気調和機（1）の冷媒回路（5）では、圧縮機（50）の第２圧縮機構（72）へ第２中間圧ガス冷媒が供給される一方、圧縮機（50）の第１圧縮機構（71）へは、第２中間圧ガス冷媒よりも圧力と密度の高い第１中間圧ガス冷媒が供給される。従って、本実施形態によれば、各圧縮機構（71,72）へ第２中間圧ガス冷媒だけを供給する場合に比べて、圧縮機（50）から吐出される冷媒の質量流量ｍ_ｃを増大させることができる。

また、本実施形態の空気調和機（1）では、第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）へ第１中間圧ガス冷媒を導入し、第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）へ第２中間圧ガス冷媒を導入している。このため、蒸発器から圧縮機（50）へ吸い込まれる低圧冷媒の質量流量ｍ_ｅを増加させずに、圧縮機（50）から凝縮器へ向けて吐出される冷媒の質量流量ｍ_ｃだけを増加させることができる。つまり、本実施形態によれば、圧縮機（50）に設けられた圧縮機構（71,72）の回転速度（即ち、各圧縮機構（71,72）のピストン（82,92）を駆動する駆動軸（65）の回転速度）を上昇させることなく、圧縮機（50）から吐出される冷媒の質量流量を増やすことができる。その結果、圧縮機（50）の電動機（60）が消費する電力の増加を抑えつつ圧縮機（50）から吐出される冷媒の質量流量を増加させることができ、凝縮器において冷媒が空気へ放出する熱量（即ち、冷媒の放熱量）を増加させることができる。

また、本実施形態の空気調和機（1）の冷媒回路（5）では、第１熱交換器（30）において高圧冷媒が第１中間圧冷媒と熱交換することによって冷却され、第１熱交換器（30）において冷却された高圧冷媒が第２熱交換器（40）において第２中間圧冷媒（即ち、第１中間圧冷媒よりも圧力と温度が低い冷媒）と熱交換することによって更に冷却される。このため、本実施形態によれば、凝縮器から蒸発器へ送られる高圧冷媒を第１中間圧冷媒だけと熱交換させる場合に比べ、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低くすることができる。その結果、蒸発器において冷媒が空気から吸収する熱量（即ち、冷媒の吸熱量）を増大させることができる。

このように、本実施形態によれば、凝縮器における冷媒の質量流量を増やすことによって凝縮器での冷媒の放熱量を増加させることができ、更には、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることによって蒸発器での冷媒の吸熱量を増大させることができる。つまり、本実施形態によれば、凝縮器における冷媒の放熱量の確保と、蒸発器における冷媒の吸熱量の確保とを両立させることができる。従って、本実施形態によれば、空気調和機（1）の消費電力の増加を抑えつつ、空気調和機（1）の暖房能力（即ち、凝縮器として動作する室内熱交換器（14）において冷媒が室内空気に対して放出する熱量）を増加させることができ、更には空気調和機（1）の冷房能力（即ち、蒸発器として動作する室内熱交換器（14）において冷媒が室内空気から吸収する熱量）を増加させることができる。

また、本実施形態の空気調和機（1）の冷媒回路（5）では、上述したように、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低くすることができる。このため、蒸発器における冷媒の吸熱量を保ちつつ蒸発器における冷媒の質量流量を削減することができる。蒸発器における冷媒の質量流量が減少すると、蒸発器における冷媒の流速が低下し、蒸発器を通過する間における冷媒の圧力損失が小さくなる。蒸発器における冷媒の圧力損失が小さくなると、圧縮機（50）へ吸入される低圧冷媒の圧力が蒸発器での圧力損失の低減分だけ上昇し、圧縮機（50）の電動機（60）における消費電力が減少する。従って、本実施形態によれば、蒸発器での冷媒の放熱量を保ちつつ圧縮機（50）の消費電力を削減でき、空気調和機（1）の冷房運転時における成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。

ところで、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路では、各段の圧縮機の間に中間圧のガス冷媒が供給される。つまり、例えば三段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路では、一段目の圧縮機と二段目の圧縮機の間と、二段目の圧縮機と三段目の圧縮機の間とに中間圧ガス冷媒が供給されることになる。

一方、本実施形態の冷媒回路（5）では、エンタルピ低減手段（20）において互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒が発生する。このため、本実施形態の冷媒回路において“三つの圧縮機構を用いて三段圧縮冷凍サイクルを行い、一段目の圧縮機構と二段目の圧縮機構の間へ第２中間圧ガス冷媒を、二段目の圧縮機構と三段目の圧縮機構の間へ第１中間圧ガス冷媒をそれぞれ供給する構成”を採用することは、技術的には可能である。

しかしながら、そのような構成を本実施形態の冷媒回路において採用すると、空気調和機の運転効率を充分に向上させられなくなったり、空気調和機の製造コストが上昇するという問題が生じてしまう。ここでは、その問題について説明する。

通常、三段圧縮冷凍サイクルは、冷凍サイクルの低圧と高圧の差が大きくて二段圧縮冷凍サイクルや単段圧縮冷凍サイクルでは低いＣＯＰ（成績係数）しか得られない場合に行われる。一方、空気調和機の冷媒回路において行われる冷凍サイクルの低圧と高圧は、人の居る居室内の気温や屋外の気温に対応した値となる。そして、居室内や屋外の気温が極端に高い値になったり低い値になることは考えにくいため、通常であれば、空気調和機の冷媒回路において行われる冷凍サイクルの低圧と高圧の差が極端に大きくなることはない。

冷媒を圧縮する圧縮機構は複数の部材によって構成されているため、圧縮機構では、部材同士の摩擦損失等の機械的な損失が生じる。従って、圧縮機構の数が多くなるほど、各圧縮機構において生じる機械的な損失の合計は大きくなる。また、空気調和機に設けられる圧縮機構の数が多くなると、空気調和機の製造コストが増大する。このため、“冷凍サイクルの低圧と高圧の差がそれ程大きくなく、単段圧縮冷凍サイクルでも充分に高いＣＯＰが得られる場合”であるにも拘わらず“三つの圧縮機構を用いて三段圧縮冷凍サイクルを行う構成”を採用すると、圧縮機構における機械的な損失が大きくなって空気調和機の運転効率の低下を招いたり、圧縮機構の数が増えることによって空気調和機の製造コストが上昇するという問題が生じる。

それに対し、本実施形態の空気調和機（1）では、単段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）において、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を、それぞれ第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）へ吸入させている。つまり、本実施形態によれば、互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒の両方を、単段圧縮を行う圧縮機（50）へ吸入させることができる。従って、本実施形態によれば、圧縮機構（71,72）を二つだけ用いつつ互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を処理することができ、圧縮機構の増加に起因する圧縮機（50）の機械的な損失の増加や空気調和機（1）の製造コストの上昇といった問題を解消することができる。

《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。本実施形態は、上記実施形態１の空気調和機（1）において、冷媒回路（5）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の冷媒回路（5）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

図５に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）では、第２分岐配管（43）の接続位置が上記実施形態１の冷媒回路（5）と異なっている。具体的に、本実施形態の冷媒回路（5）において、第２分岐配管（43）は、その一端が第１分岐配管（33）における第１膨張弁（34）と第１熱交換器（30）の間に接続されている。第２分岐配管（43）の他端が第２熱交換器（40）に接続されている点は、上記実施形態１の冷媒回路（5）と同様である。

本実施形態の冷媒回路（5）において行われる冷凍サイクルについて説明する。なお、以下では、この冷凍サイクルについて、上記実施形態１の冷媒回路（5）において行われる冷凍サイクルと異なる点を説明する。また、以下の説明において、「蒸発器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方を指し、「凝縮器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方を指す。

図６のモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）で行われる冷凍サイクルでは、第１分岐配管（33）及び第２分岐配管（43）を流れる冷媒の状態変化が、上記実施形態１の冷媒回路（5）で行われる冷凍サイクルと相違している。

具体的に、本実施形態の冷媒回路（5）では、ブリッジ回路（15）を通って一方向流通管路（6）へ流入した高圧冷媒（点Ｄの状態の冷媒）の一部が第１分岐配管（33）へ流入する。第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ１にまで低下し、点Ｆの状態の第１中間圧冷媒となる。この第１中間圧冷媒は、その一部が第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入し、残りが第２分岐配管（43）へ流入する。第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入した第１中間圧冷媒は、その高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒から吸熱して蒸発し、第１中間圧ガス冷媒となって圧縮機（50）の第１圧縮機構（71）へ供給される。また、第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒は、そのエンタルピが低下して点Ｈの状態となる。

一方、第２分岐配管（43）へ流入した第１中間圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_Ｍ１からＰ_Ｍ２にまで低下し、点Ｉの状態の第２中間圧冷媒となる。この第２中間圧冷媒は、その全部が第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）へ流入する。第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）へ流入した第２中間圧冷媒は、その高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒から吸熱して蒸発し、第２中間圧ガス冷媒となって圧縮機（50）の第２圧縮機構（72）へ供給される。また、第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒は、そのエンタルピが低下して点Ｋの状態となる。

−実施形態２の変形例１−
図７に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）では、第２分岐配管（43）の一端が第１分岐配管（33）における第１膨張弁（34）の上流側に接続されていてもよい。

本変形例の冷媒回路（5）では、図６のモリエル線図に示す冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（5）において、一方向流通管路（6）から第１分岐配管（33）へ流入した高圧冷媒（図６における点Ｅの状態の冷媒）は、その一部が第１膨張弁（34）へ送られ、残りが第２分岐配管（43）へ流入する。第１膨張弁（34）へ送られた高圧冷媒は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ１まで低下し、図６における点Ｆの状態の第１中間圧冷媒となって第１熱交換器（30）へ流入する。一方、第２分岐配管（43）へ流入した高圧冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ２まで低下し、図６における点Ｉの状態の第２中間圧冷媒となって第２熱交換器（40）へ流入する。

−実施形態２の変形例２−
図８に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）では、第１分岐配管（33）の途中に気液分離器（23）が設けられ、この気液分離器（23）に第２分岐配管（43）の一端が接続されていてもよい。

具体的に、本変形例の冷媒回路（5）において、第１分岐配管（33）は、上流側部分（33a）と下流側部分（33b）とに分割されている。第１分岐配管（33）の上流側部分（33a）は、その一端が一方向流通管路（6）における第１熱交換器（30）の上流側に接続し、その他端が気液分離器（23）の流入口に接続されている。また、第１膨張弁（34）は、第１分岐配管（33）の上流側部分（33a）に設けられている。一方、第１分岐配管（33）の下流側部分（33b）は、その一端が気液分離器（23）のガス冷媒の流出口に接続され、その他端が第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）に接続されている。また、第２分岐配管（43）は、その一端が気液分離器（23）の液冷媒の流出口に接続され、その他端が第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）に接続されている。

本変形例の冷媒回路（5）では、図９のモリエル線図に示す冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（5）において、一方向流通管路（6）から第１分岐配管（33）の上流側部分（33a）へ流入した高圧冷媒（点Ｅの状態の冷媒）は、第１膨張弁（34）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ１まで低下し、点Ｆの状態の第１中間圧冷媒となって気液分離器（23）へ流入する。気液分離器（23）では、流入した第１中間圧冷媒が、点Ｆ'の状態の飽和液冷媒と、点Ｆ''の状態の飽和ガス冷媒とに分離される。

点Ｆ''の状態の飽和ガス冷媒は、第１分岐配管（33）の下流側部分（33b）を通って第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）へ流入し、その高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒から吸熱して点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒となる。第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）を流れる高圧冷媒は、中間圧側流路（32）を流れる冷媒によって冷却されて点Ｈの状態となる。

一方、点Ｆ'の状態の飽和液冷媒は、第２分岐配管（43）へ流入する。第２分岐配管（43）へ流入した冷媒は、第２膨張弁（44）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_Ｍ１からＰ_Ｍ２まで低下し、点Ｉの状態の第２中間圧冷媒となって第２熱交換器（40）へ流入する。第２熱交換器（40）において、中間圧側流路（42）を流れる第２中間圧冷媒は、高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒から吸熱して蒸発し、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒となる。また、第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）を流れる高圧冷媒は、中間圧側流路（42）を流れる冷媒によって冷却されて点Ｋの状態となる。

《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。本実施形態は、上記実施形態１の空気調和機（1）において、冷媒回路（5）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の冷媒回路（5）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

図１０に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）では、実施形態１における第１分岐配管（33）、第２分岐配管（43）、第１熱交換器（30）、及び第２熱交換器（40）が省略されている。そして、本実施形態の冷媒回路（5）では、その一方向流通管路（6）に、第１膨張弁（37）と、第１気液分離器（36）と、第２膨張弁（47）と、第２気液分離器（46）とが設けられている。

本実施形態の冷媒回路（5）では、一方向流通管路（6）の入口端から出口端へ向かって順に、第１膨張弁（37）と、第１気液分離器（36）と、第２膨張弁（47）と、第２気液分離器（46）とが配置されている。本実施形態の冷媒回路（5）において、一方向流通管路（6）の入口端は、第１膨張弁（37）を介して第１気液分離器（36）の流入口に接続されている。第１気液分離器（36）は、ガス冷媒の流出口が第１インジェクション配管（35）に接続され、液冷媒の流出口が第２膨張弁（47）を介して第２気液分離器（46）の流入口に接続されている。第２気液分離器（46）は、ガス冷媒の流出口が第２インジェクション配管（45）に接続され、液冷媒の流出口が主膨張弁（13）に接続されている。

本実施形態の冷媒回路（5）において行われる冷凍サイクルについて説明する。なお、以下では、この冷凍サイクルについて、上記実施形態１の冷媒回路（5）において行われる冷凍サイクルと異なる点を説明する。また、以下の説明において、「蒸発器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方を指し、「凝縮器」とは、室外熱交換器（12）と室内熱交換器（14）のうち蒸発器として動作している方を指す。

図１１のモリエル線図に示すように、本実施形態の冷媒回路（5）で行われる冷凍サイクルでは、冷媒回路（5）の一方向流通管路（6）を流れる冷媒の状態変化が、上記実施形態１の冷媒回路（5）で行われる冷凍サイクルと相違している。

具体的に、本実施形態の冷媒回路（5）において、ブリッジ回路（15）を通って一方向流通管路（6）へ流入した高圧冷媒（点Ｄの状態の冷媒）は、第１膨張弁（37）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_ＨからＰ_Ｍ１にまで低下し、点Ｆの状態（気液二相状態）の冷媒となって第１気液分離器（36）へ流入する。第１気液分離器（36）では、流入した冷媒が、点Ｆ'の状態の飽和液冷媒と点Ｆ''の状態の飽和ガス冷媒とに分離される。点Ｆ'の状態の飽和液冷媒は、第１気液分離器（36）から第２膨張弁（47）へ向かって流出する。点Ｆ''の状態の飽和ガス冷媒は、第１インジェクション配管（35）を通って圧縮機（50）の第１圧縮機構（71）へ供給される。

第１気液分離器（36）から流出した点Ｆ'の状態の飽和液冷媒は、第２膨張弁（47）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_Ｍ１からＰ_Ｍ２にまで低下し、点Ｉの状態（気液二相状態）の冷媒となって第２気液分離器（46）へ流入する。第２気液分離器（46）では、流入した冷媒が、点Ｉ'の状態の飽和液冷媒と点Ｉ''の状態の飽和ガス冷媒とに分離される。点Ｉ'の状態の飽和液冷媒は、第２気液分離器（46）から主膨張弁（13）へ向かって流出する。点Ｉ''の状態の飽和ガス冷媒は、第２インジェクション配管（45）を通って圧縮機（50）の第２圧縮機構（72）へ供給される。

第２気液分離器（46）から流出した点Ｉ'の状態の飽和液冷媒は、主膨張弁（13）を通過する際に膨張してその圧力がＰ_Ｍ２からＰ_Ｌにまで低下し、点Ｌの状態（気液二相状態）の冷媒となる。蒸発器へは、主膨張弁（13）を通過した点Ｌの状態の低圧冷媒が供給される。

《その他の実施形態》
−第１変形例−
上記実施形態１及び２では、第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）が一つの熱交換用部材（100）によって構成されていてもよい。

図１２，図１３に示すように、熱交換用部材（100）は、四つの扁平管（101〜104）と六つのヘッダ（111〜116）とをロウ付け等によって接合して一体化したものである。

各扁平管（101〜104）は、断面が長円形状に形成されている。また、各扁平管（101〜104）には、その一端から他端へ延びる流体通路が複数ずつ形成されている。

熱交換用部材（100）において、第１扁平管（101）と第４扁平管（104）は、互いの軸方向が平行となる姿勢で積層され、それぞれの外側面のうち平坦な部分が互いに密着している。また、熱交換用部材（100）において、第２扁平管（102）と第３扁平管（103）は、互いの軸方向が平行となる姿勢で積層され、それぞれの外側面のうち平坦な部分が互いに密着している。

各ヘッダ（111〜116）は、両端が閉塞された中空円筒状に形成されている。各ヘッダ（111〜116）は、それぞれの軸方向が扁平管（101〜104）の軸方向と直交する姿勢で配置されている。

第１ヘッダ（111）は、第１扁平管（101）の一端に接続されている。第２ヘッダ（112）は、第１扁平管（101）の他端に接続されている。また、第２ヘッダ（112）には、第１扁平管（101）とは反対側から第２扁平管（102）の一端が接続されている。第３ヘッダ（113）には、第２扁平管（102）の他端が接続されている。

第４ヘッダ（114）には、第３扁平管（103）の一端が接続されている。第５ヘッダ（115）には、第３扁平管（103）の他端が接続されている。また、第５ヘッダ（115）には、第３扁平管（103）とは反対側から第４扁平管（104）の一端が接続されている。更に、第５ヘッダ（115）の内部空間は、第３扁平管（103）にだけ連通する部分と、第４扁平管（104）にだけ連通する部分とに仕切られている。第６ヘッダ（116）には、第４扁平管（104）の他端が接続されている。

熱交換用部材（100）には、冷媒回路（5）を構成する配管が接続されている（図１３を参照）。第１ヘッダ（111）には、ブリッジ回路（15）から延びる一方向流通管路（6）が接続されている。第２ヘッダ（112）には、第２分岐配管（43）の入口端が接続されている。第３ヘッダ（113）には、主膨張弁（13）へ向かって延びる一方向流通管路（6）が接続されている。第４ヘッダ（114）には、第２分岐配管（43）の出口端が接続されている。第５ヘッダ（115）のうち第３扁平管（103）に連通する部分には、第２インジェクション配管（45）が接続されている。第５ヘッダ（115）のうち第４扁平管（104）に接続する部分には、第１分岐配管（33）の出口端が接続されている。第６ヘッダ（116）には、第１インジェクション配管（35）が接続されている。

熱交換用部材（100）では、第１扁平管（101）、第４扁平管（104）、第１ヘッダ（111）、第２ヘッダ（112）、第５ヘッダ（115）、及び第６ヘッダ（116）が、第１熱交換器（30）を構成している。具体的に、熱交換用部材（100）では、第１扁平管（101）の流体通路が第１熱交換器（30）の高圧側流路（31）を構成し、第４扁平管（104）の流体通路が第１熱交換器（30）の中間圧側流路（32）を構成している。そして、熱交換用部材（100）では、第１扁平管（101）と第４扁平管（104）が積層された状態で互いに接合されているため、高圧側流路（31）を流れる冷媒と中間圧側流路（32）を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

また、熱交換用部材（100）では、第２扁平管（102）、第３扁平管（103）、第２ヘッダ（112）、第３ヘッダ（113）、第４ヘッダ（114）、及び第５ヘッダ（115）が第２熱交換器（40）を構成している。具体的に、熱交換用部材（100）では、第２扁平管（102）の流体通路が第２熱交換器（40）の高圧側流路（41）を構成し、第３扁平管（103）の流体通路が第２熱交換器（40）の中間圧側流路（42）を構成している。そして、熱交換用部材（100）では、第２扁平管（102）と第３扁平管（103）が積層された状態で互いに接合されているため、高圧側流路（41）を流れる冷媒と中間圧側流路（42）を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

−第２変形例−
上記第１〜第３の各実施形態では、第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）が別々の圧縮機（50a,50b）に設けられていてもよい。ここでは、本変形例を上記実施形態１の冷媒回路（5）に適用したものについて、実施形態１の冷媒回路（5）と異なる点を説明する。

図１４に示すように、本変形例の冷媒回路（5）には、第１圧縮機（50a）と第２圧縮機（50b）とが設けられている。第１圧縮機（50a）は、第１圧縮機構（71）を備える全密閉型圧縮機である。第１圧縮機（50a）のケーシング（51a）には、第１圧縮機構（71）と、電動機（60a）と、第１圧縮機構（71）と電動機（60a）を連結する駆動軸（65a）とが収容されている。第１圧縮機（50a）では、ケーシング（51a）に吐出管（52a）が設けられ、第１圧縮機構（71）に第１吸入管（53）が接続されている。一方、第２圧縮機（50b）は、第２圧縮機構（72）を備える全密閉型圧縮機である。第２圧縮機（50b）のケーシング（51b）には、第２圧縮機構（72）と、電動機（60b）と、第２圧縮機構（72）と電動機（60b）を連結する駆動軸（65b）とが収容されている。第２圧縮機（50b）では、ケーシング（51b）に吐出管（52b）が設けられ、第２圧縮機構（72）に第２吸入管（54）が接続されている。

本変形例の冷媒回路（5）において、第１圧縮機（50a）の吐出管（52a）と第２圧縮機（50b）の吐出管（52b）は、何れも四方切換弁（11）の第１のポートに接続されている。また、この冷媒回路（5）において、第１圧縮機（50a）の第１吸入管（53）と第２圧縮機（50b）の第２吸入管（54）は、何れも四方切換弁（11）の第２のポートに接続されている。第１インジェクション配管（35）は、第１圧縮機（50a）に設けられた第１圧縮機構（71）の第１インジェクションポート（89）に接続されている。第２インジェクション配管（45）は、第２圧縮機（50b）に設けられた第２圧縮機構（72）の第２インジェクションポート（99）に接続されている。

なお、本変形例の第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）は、シリンダとピストンを一組ずつ備えるロータリ式流体機械であってもよいし、シリンダとピストンを複数組ずつ備えるロータリ式流体機械であってもよい。

−第３変形例−
上記第１〜第３の各実施形態では、圧縮機（50）が二段圧縮を行うように構成されていてもよい。ここでは、本変形例を上記実施形態１の冷媒回路（5）に適用したものについて、実施形態１の冷媒回路（5）と異なる点を説明する。

図１５に示すように、本変形例の圧縮機（50）は、吸入管（55）が一つだけ備えている。この吸入管（55）は、ケーシング（51）を貫通しており、その一端が第２圧縮機構（72）の第２吸入ポート（96）に接続されている。また、この圧縮機（50）には、接続通路（57）が設けられている。この接続通路（57）は、第２圧縮機構（72）の第２吐出ポート（97）と、第１圧縮機構（71）の第１吸入ポート（86）とを連通させている。なお、この接続通路（57）は、ケーシング（51）の外部に露出した配管によって構成されていてもよいし、圧縮機（50）の本体部（70）の内部に形成された空間によって構成されていてもよい。なお、本変形例の圧縮機（50）では、上記実施形態１の場合と同様に、第１圧縮機構（71）の第１インジェクションポート（89）に第１インジェクション配管（35）が接続され、第２圧縮機構（72）の第２インジェクションポート（99）に第２インジェクション配管（45）が接続されている。

本変形例の圧縮機（50）の動作について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、本変形例の冷媒回路（5）において行われる二段圧縮冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

本変形例の圧縮機（50）へは、点Ａの状態の低圧冷媒が吸入される。圧縮機（50）の吸入管（55）へ流入した低圧冷媒は、第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）へ吸入される。第２圧縮機構（72）では、第２圧縮室（95）へ吸入された低圧冷媒が圧縮され、第２圧縮室（95）内の冷媒が点Ａの状態から点Ｂ_１の状態へ向かって変化してゆく。また、第２圧縮機構（72）には、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒が、第２インジェクション配管（45）から導入される。第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）では、点Ａの状態で第２圧縮室（95）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第２インジェクション配管（45）から流入した第２中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｍの状態となる。第２圧縮機構（72）は、圧縮されて点Ｍの状態となった冷媒を吐出する。

第２圧縮機構（72）から吐出された冷媒は、接続通路（57）を通って第１圧縮機構（71）へ吸入される。第１圧縮機構（71）では、第１圧縮室（85）へ吸入された冷媒が圧縮され、第１圧縮室（85）内の冷媒が点Ｍの状態から点Ｃ_１の状態へ向かって変化してゆく。また、第１圧縮機構（71）には、点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒が、第１インジェクション配管（35）から導入される。第１圧縮機構（71）の第１圧縮室（85）では、点Ｍの状態で第１圧縮室（85）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第１インジェクション配管（35）から流入した第１中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｄの状態となる。第１圧縮機構（71）は、圧縮されて点Ｄの状態となった冷媒を吐出する。第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒は、吐出管（52）を通ってケーシング（51）の外部へ送り出される。

このように、本変形例の圧縮機（50）は、蒸発器から送り込まれた低圧冷媒（質量流量ｍ_ｅ）と、第１インジェクション配管（35）を通じて供給された第１中間圧ガス冷媒（質量流量ｍ_ｉ１）と、第２インジェクション配管（45）を通じて供給された第２中間圧ガス冷媒（質量流量ｍ_ｉ２）とを吸い込んで圧縮する。このため、圧縮機（50）から凝縮器へ向けて吐出される高圧冷媒の質量流量ｍ_ｃは、圧縮機（50）が吸い込む低圧冷媒、第１中間圧ガス冷媒、及び第２中間圧ガス冷媒の質量流量の合計となる（ｍ_ｃ＝ｍ_ｅ＋ｍ_ｉ１＋ｍ_ｉ２）。

本変形例の空気調和機（1）では、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）において、エンタルピ低減手段（20）で生じた第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を、圧縮機（50）へ吸入させている。つまり、本変形例によれば、互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒の両方を、二段圧縮を行う圧縮機（50）へ吸入させることができる。従って、本変形例によれば、圧縮機構（71,72）を二つだけ用いつつ互いに圧力の異なる第１中間圧ガス冷媒と第２中間圧ガス冷媒を処理することができ、圧縮機構の増加に起因する圧縮機（50）の機械的な損失の増加や空気調和機（1）の製造コストの上昇といった問題を解消することができる。

−第４変形例−
上記第３変形例の冷媒回路（5）では、圧縮機（50）における第１インジェクション配管（35）や第２インジェクション配管（45）の接続位置が変更されていてもよい。ここでは、本変形例を図１５に記載された冷媒回路（5）に適用したものについて、図１５に記載された冷媒回路（5）と異なる点を説明する。

図１７に示すように、第１インジェクション配管（35）は、第１圧縮機構（71）ではなく接続通路（57）に接続されていてもよい。この場合、第１圧縮機構（71）では、第１インジェクションポート（89）が省略される。なお、第２インジェクション配管（45）が第２圧縮機構（72）に接続されている点は、図１５に記載された冷媒回路（5）と同じである。

本変形例の圧縮機（50）の動作について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、本変形例の冷媒回路（5）において行われる二段圧縮冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

図１７に記載された冷媒回路（5）において、圧縮機（50）へは、点Ａの状態の低圧冷媒が吸入される。圧縮機（50）の吸入管（55）へ流入した低圧冷媒は、第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）へ吸入される。第２圧縮機構（72）では、第２圧縮室（95）へ吸入された低圧冷媒が圧縮され、第２圧縮室（95）内の冷媒が点Ａの状態から点Ｂ_１の状態へ向かって変化してゆく。また、第２圧縮機構（72）には、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒が、第２インジェクション配管（45）から導入される。第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）では、点Ａの状態で第２圧縮室（95）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第２インジェクション配管（45）から流入した第２中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｃ_１の状態となる。第２圧縮機構（72）は、圧縮されて点Ｃ_１の状態となった冷媒を吐出する。

第２圧縮機構（72）から吐出された冷媒は、接続通路（57）へ流入する。また、接続通路（57）には、点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒が、第１インジェクション配管（35）から導入される。接続通路（57）では、点Ｃ_１の状態の冷媒と点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒とが混合されて点Ｃ_２の状態の冷媒となる。第１圧縮機構（71）は、点Ｃ_２の状態の冷媒を接続通路（57）から吸入する。

第１圧縮機構（71）では、第１圧縮室（85）へ吸入された冷媒が圧縮され、第１圧縮室（85）内の冷媒が点Ｃ_２の状態から点Ｄの状態へと変化する。第１圧縮機構（71）は、圧縮されて点Ｄの状態となった冷媒を吐出する。第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒は、吐出管（52）を通ってケーシング（51）の外部へ送り出される。

また、図１９に示すように、第２インジェクション配管（45）は、第２圧縮機構（72）ではなく接続通路（57）に接続されていてもよい。この場合、第２圧縮機構（72）では、第２インジェクションポート（99）が省略される。なお、第１インジェクション配管（35）が第１圧縮機構（71）に接続されている点は、図１５に記載された冷媒回路（5）と同じである。

本変形例の圧縮機（50）の動作について、図１８を参照しながら説明する。

図１８に記載された冷媒回路（5）において、圧縮機（50）へは、点Ａの状態の低圧冷媒が吸入される。圧縮機（50）の吸入管（55）へ流入した低圧冷媒は、第２圧縮機構（72）の第２圧縮室（95）へ吸入されて圧縮され、点Ａの状態から点Ｂ_１の状態へと変化する。
第２圧縮機構（72）は、点Ｂ_１の状態となった冷媒を吐出する。

第２圧縮機構（72）から吐出された冷媒は、接続通路（57）へ流入する。また、接続通路（57）には、点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒が、第２インジェクション配管（45）から導入される。接続通路（57）では、点Ｂ_１の状態の冷媒と点Ｊの状態の第２中間圧ガス冷媒とが混合されて点Ｂ_２の状態の冷媒となる。第１圧縮機構（71）は、点Ｂ_２の状態の冷媒を接続通路（57）から吸入する。

第１圧縮機構（71）では、第１圧縮室（85）へ吸入された冷媒が圧縮され、第１圧縮室（85）内の冷媒が点Ｂ_２の状態から点Ｃ_１の状態へ向かって変化してゆく。また、第１圧縮機構（71）には、点Ｇの状態の第１中間圧ガス冷媒が、第１インジェクション配管（35）から導入される。第１圧縮機構（71）の第１圧縮室（85）では、点Ｂ_２の状態で第１圧縮室（85）へ流入して圧縮されつつある冷媒と、第１インジェクション配管（35）から流入した第１中間圧ガス冷媒とが混合され、混合後の冷媒が圧縮されて点Ｄの状態となる。第１圧縮機構（71）は、圧縮されて点Ｄの状態となった冷媒を吐出する。第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒は、吐出管（52）を通ってケーシング（51）の外部へ送り出される。

−第５変形例−
上記第３及び第４の各変形例では、第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）が別々の圧縮機（50a,50b）に設けられていてもよい。

先ず、図１５に記載された第２変形例の冷媒回路（5）に本変形例を適用したものについて、図１５に記載された冷媒回路（5）と異なる点を説明する。

図２０に示すように、図１５に記載された冷媒回路（5）に本変形例を適用した場合は、冷媒回路（5）に第１圧縮機（50a）と第２圧縮機（50b）とが設けられる。第１圧縮機（50a）は、第１圧縮機構（71）を備える全密閉型圧縮機である。第１圧縮機（50a）のケーシング（51a）には、第１圧縮機構（71）と、電動機（60a）と、第１圧縮機構（71）と電動機（60a）を連結する駆動軸（65a）とが収容されている。第１圧縮機（50a）では、ケーシング（51a）に吐出管（52a）が設けられ、第１圧縮機構（71）に第１吸入管（53）が接続されている。一方、第２圧縮機（50b）は、第２圧縮機構（72）を備える全密閉型圧縮機である。第２圧縮機（50b）のケーシング（51b）には、第２圧縮機構（72）と、電動機（60b）と、第２圧縮機構（72）と電動機（60b）を連結する駆動軸（65b）とが収容されている。第２圧縮機（50b）では、ケーシング（51b）に吐出管（52b）が設けられ、第２圧縮機構（72）に第２吸入管（54）が接続されている。

本変形例の冷媒回路（5）では、第１圧縮機（50a）の吐出管（52a）が四方切換弁（11）の第１のポートに接続され、第２圧縮機（50b）の第２吸入管（54）が四方切換弁（11）の第２のポートに接続されている。第２圧縮機（50b）の吐出管（52b）と、第１圧縮機（50a）の第１吸入管（53）とは、接続配管（58）によって互いに接続されている。第１インジェクション配管（35）は、第１圧縮機（50a）に設けられた第１圧縮機構（71）の第１インジェクションポート（89）に接続されている。第２インジェクション配管（45）は、第２圧縮機（50b）に設けられた第２圧縮機構（72）の第２インジェクションポート（99）に接続されている。

次に、図１７に記載された第２変形例の冷媒回路（5）に本変形例を適用したものについて、図２１を参照しながら説明する。この図２１に記載された冷媒回路（5）は、第１インジェクション配管（35）の接続位置だけが、図２０に記載された冷媒回路（5）と異なっている。

具体的に、図２１に記載された冷媒回路（5）において、第１インジェクション配管（35）は、第１圧縮機構（71）ではなく接続配管（58）に接続されている。第１圧縮機構（71）では、第１インジェクションポート（89）が省略されている。この冷媒回路（5）において、第２圧縮機（50b）の第２圧縮機構（72）は、第２吸入管（54）から吸入した低圧冷媒と、第２インジェクション配管（45）から流入した第２中間圧ガス冷媒とを圧縮して吐出する。また、第１圧縮機（50a）の第１圧縮機構（71）は、第２圧縮機（50b）から吐出された冷媒と、第１インジェクション配管（35）から接続配管（58）へ流入した第１中間圧ガス冷媒とを第１吸入管（53）から吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。

最後に、図１９に記載された第２変形例の冷媒回路（5）に本変形例を適用したものについて、図２２を参照しながら説明する。この図２２に記載された冷媒回路（5）は、第２インジェクション配管（45）の接続位置だけが、図２０に記載された冷媒回路（5）と異なっている。

具体的に、図２２に記載された冷媒回路（5）において、第２インジェクション配管（45）は、第２圧縮機構（72）ではなく接続配管（58）に接続されている。第２圧縮機構（72）では、第２インジェクションポート（99）が省略されている。この冷媒回路（5）において、第２圧縮機（50b）の第２圧縮機構（72）は、第２吸入管（54）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出する。また、第１圧縮機（50a）の第１圧縮機構（71）は、第２圧縮機（50b）から吐出された冷媒と、第２インジェクション配管（45）から接続配管（58）へ流入した第２中間圧ガス冷媒とを第１吸入管（53）から吸入する。更に、第１圧縮機構（71）には、第１インジェクション配管（35）から第１中間圧ガス冷媒が導入される。そして、第１圧縮機（50a）は、第２圧縮機（50b）から吐出された冷媒と、第２中間圧ガス冷媒と、第１中間圧ガス冷媒とを圧縮して吐出する。

なお、本変形例の第１圧縮機構（71）と第２圧縮機構（72）は、シリンダとピストンを一組ずつ備えるロータリ式流体機械であってもよいし、シリンダとピストンを複数組ずつ備えるロータリ式流体機械であってもよい。

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、圧縮機へ中間圧のガス冷媒を供給するガスインジェクションを行う冷凍装置について有用である。

1 空気調和機（冷凍装置）
5 冷媒回路
7 主通路部分
20 エンタルピ低減手段
21 分岐通路
22 膨張機構
30 第１熱交換器
33 第１分岐配管
34 第１膨張弁
35 第１インジェクション配管（第１インジェクション通路）
36 第１気液分離器
37 第１膨張弁
40 第２熱交換器
43 第２分岐配管
44 第２膨張弁
45 第２インジェクション配管（第２インジェクション通路）
46 第２気液分離器
47 第２膨張弁
50 圧縮機
65 駆動軸
71 第１圧縮機構
72 第２圧縮機構
85 第１圧縮室（圧縮室）
95 第２圧縮室（圧縮室）

Claims (9)

1. 放熱器と蒸発器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）と、
   それぞれに圧縮室（85,95）が形成された第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）とを備え、
   上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）のそれぞれが、低圧冷媒を上記圧縮室（85,95）へ吸入して高圧にまで圧縮する冷凍装置であって、
   上記冷媒回路（5）には、
   第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を上記第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 放熱器と蒸発器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）と、
   それぞれに圧縮室（85,95）が形成された第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）とを備え、
   上記第１圧縮機構（71）が、低圧冷媒を上記圧縮室（85）へ吸入して圧縮し、上記第２圧縮機構（72）が、上記第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒を上記圧縮室（95）へ吸入して圧縮する冷凍装置であって、
   上記冷媒回路（5）には、
   第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を、上記第１圧縮機構（71）の圧縮途中の圧縮室（85）へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）又は該第２圧縮機構（72）の吸入側へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられている
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 放熱器と蒸発器とを有して冷凍サイクルを行う冷媒回路（5）と、
   それぞれに圧縮室（85,95）が形成された第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）とを備え、
   上記第１圧縮機構（71）が、低圧冷媒を上記圧縮室（85）へ吸入して圧縮し、上記第２圧縮機構（72）が、上記第１圧縮機構（71）から吐出された冷媒を上記圧縮室（95）へ吸入して圧縮する冷凍装置であって、
   上記冷媒回路（5）には、
   第１中間圧ガス冷媒と該第１中間圧ガス冷媒よりも圧力の低い第２中間圧ガス冷媒とを発生させることによって、上記放熱器から上記蒸発器へ向かって流れる冷媒のエンタルピを低下させるエンタルピ低減手段（20）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第１中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の吸入側へ供給するための第１インジェクション通路（35）と、
   上記エンタルピ低減手段（20）において発生した第２中間圧ガス冷媒を、上記第２圧縮機構（72）の圧縮途中の圧縮室（95）へ供給するための第２インジェクション通路（45）とが設けられている
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
   上記冷媒回路（5）では、該冷媒回路（5）のうち上記放熱器の出口から上記蒸発器の入口までの部分が主通路部分（7）を構成する一方、
   上記エンタルピ低減手段（20）は、
   上記主通路部分（7）に接続して該主通路部分（7）を流れる冷媒の一部が流入する分岐通路（21）と、
   上記分岐通路（21）へ流入した冷媒を膨張させることによって第１中間圧冷媒と該第１中間圧冷媒よりも圧力の低い第２中間圧冷媒とを発生させる膨張機構（22）と、
   上記主通路部分（7）における放熱器の下流に接続されて該主通路部分（7）を流れる冷媒と上記第１中間圧冷媒とを熱交換させ、該主通路部分（7）を流れる冷媒を冷却すると共に上記第１中間圧冷媒を蒸発させることによって上記第１中間圧ガス冷媒を発生させる第１熱交換器（30）と、
   上記主通路部分（7）における第１熱交換器（30）と蒸発器の間に接続されて該主通路部分（7）を流れる冷媒と上記第２中間圧冷媒とを熱交換させ、該主通路部分（7）を流れる冷媒を冷却すると共に上記第２中間圧冷媒を蒸発させることによって上記第２中間圧ガス冷媒を発生させる第２熱交換器（40）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項４において、
   上記エンタルピ低減手段（20）の分岐通路（21）は、
   上記主通路部分（7）における放熱器と第１熱交換器（30）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第１熱交換器（30）へ供給する第１分岐配管（33）と、
   上記主通路部分（7）における第１熱交換器（30）と第２熱交換器（40）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第２熱交換器（40）へ供給する第２分岐配管（43）とによって構成され、
   上記エンタルピ低減手段（20）の膨張機構（22）は、
   上記第１分岐配管（33）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第１中間圧冷媒を発生させる第１膨張弁（34）と、
   上記第２分岐配管（43）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第２中間圧冷媒を発生させる第２膨張弁（44）とによって構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項４において、
   上記エンタルピ低減手段（20）の分岐通路（21）は、
   上記主通路部分（7）における放熱器と第１熱交換器（30）の間に接続して該主通路部分（7）から流入した冷媒を第１熱交換器（30）へ供給する第１分岐配管（33）と、
   上記第１分岐配管（33）に接続して該第１分岐配管（33）から流入した冷媒を第２熱交換器（40）へ供給する第２分岐配管（43）とによって構成され、
   上記エンタルピ低減手段（20）の膨張機構（22）は、
   上記第１分岐配管（33）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第１中間圧冷媒を発生させる第１膨張弁（34）と、
   上記第２分岐配管（43）に設けられて流入した冷媒を膨張させることによって上記第２中間圧冷媒を発生させる第２膨張弁（44）とによって構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
   上記エンタルピ低減手段（20）は、
   放熱器から流出した高圧冷媒を膨張させる第１膨張弁（37）と、
   上記第１膨張弁（37）から流出した気液二相状態の冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒を上記第１中間圧ガス冷媒として第１インジェクション通路（35）へ供給する第１気液分離器（36）と、
   上記第１気液分離器（36）から流出した液冷媒を膨張させる第２膨張弁（47）と、
   上記第２膨張弁（47）から流出した気液二相状態の冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒を上記第２中間圧ガス冷媒として第２インジェクション通路（45）へ、液冷媒を蒸発器へそれぞれ供給する第２気液分離器（46）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
   上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）が一つの圧縮機（50）に設けられ、
   上記圧縮機（50）は、上記第１圧縮機構（71）及び第２圧縮機構（72）の両方に係合する一本の駆動軸（65）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
9. 請求項１乃至７の何れか一つにおいて、
   上記第１圧縮機構（71）が第１圧縮機（50a）に、上記第２圧縮機構（72）が第２圧縮機（50b）にそれぞれ設けられ、
   上記第１圧縮機（50a）は上記第１圧縮機構（71）に係合する第１駆動軸（65a）を、上記第２圧縮機構（72）は上記第２圧縮機構（72）に係合する第２駆動軸（65b）をそれぞれ備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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