JP4367567B2 - 圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒の二段圧縮を行う圧縮機、及びその圧縮機が設けられた冷凍装置に関するものである。

従来より、低段側の圧縮室と高段側の圧縮室とで順番に冷媒を圧縮する圧縮機が知られている。この種の圧縮機には、冷凍サイクルを行う冷媒回路上でその冷媒回路の中間圧冷媒を高段側の圧縮室へ導入するための中間インジェクション通路が接続されるものがある。

例えば、特許文献１には、２つの流体機械を備える圧縮機が開示されている。この圧縮機では、第１の流体機械と第２の流体機械のそれぞれに２つの圧縮室が形成されている。冷媒を二段圧縮する二段圧縮動作では、第１の流体機械の第１圧縮室と第２の流体機械の第２圧縮室が低段側の圧縮室になり、第１の流体機械の第３圧縮室と第２の流体機械の第４圧縮室が高段側の圧縮室になる。二段圧縮動作では、中間インジェクション通路からの中間圧冷媒が、第１圧縮室及び第２圧縮室で圧縮された冷媒に混じって、第３圧縮室及び第４圧縮室へ送られる。

また、特許文献１の圧縮機の各流体機械では、シリンダが可動部材になり、ピストンが設けられたハウジングが固定部材になっている。各流体機械では、可動部材の鏡板部と固定部材の鏡板部との間に圧縮室が形成されている。

このような鏡板部を有する圧縮機では、冷媒を圧縮する際に、可動部材の鏡板部の前面に圧縮室の冷媒の圧力が離反力として作用する。このため、鏡板部を有する圧縮機は、この離反力によって可動部材が固定部材から離れないように、高圧の冷凍機油を可動部材の鏡板部の背面に導入して、その高圧の冷凍機油によって可動部材を固定部材に押し付けるように構成されていた。
特開２００７−２３９６６６号公報

しかし、鏡板部を有する従来の圧縮機では、冷媒回路上で中間インジェクション通路が接続された場合に、中間インジェクション通路からの冷媒を高段側の圧縮室へ導入する中間インジェクション動作の停止中に、固定部材に対して可動部材を押し付ける押付力が離反力に対して過大になるという問題がある。

具体的に、中間インジェクション動作の実行中は、低段側の圧縮室から吐出された冷媒と中間インジェクション通路からの冷媒とが高段側の圧縮室に流入するのに対して、インジェクション動作の停止中は、低段側の圧縮室から吐出された冷媒だけが高段側の圧縮室に流入する。ところが、高段側の圧縮室が吸入する冷媒の体積は中間インジェクション動作の実行中も停止中も一定であるため、インジェクション動作の実行中に比べてインジェクション動作の停止中の方が、低段側の圧縮室における冷媒の圧縮比が小さくなる。このため、低段側の圧縮室から吐出される中間圧冷媒の圧力が低くなる。従って、低段側の圧縮室の吐出側の圧力及び高段側の圧縮室の吸入側の圧力が低くなるので、離反力が小さくなる。

一方、押付力は、離反力が大きくなる方のインジェクション動作の実行中に固定部材から可動部材が離れないように設定される。従って、従来の圧縮機では、インジェクション動作の停止中に押付力が離反力に対して過大になってしまい、可動部材と固定部材の間に生じる摩擦によって圧縮機構におけるエネルギー損失が大きくなっていた。

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、冷媒の二段圧縮を行う圧縮機において、中間インジェクション動作の停止中における圧縮機構のエネルギー損失を低減させることにある。

第１の発明は、低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）とを形成して低段側の圧縮室（61,62）で圧縮した冷媒を高段側の圧縮室（63,64）で更に圧縮する圧縮機構（30）を備え、冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に対して、該冷媒回路（10）の中間圧冷媒を上記低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）との間に中間インジェクション通路（18）を接続した状態で設けられる圧縮機（20）を対象とする。

そして、この圧縮機（20）では、上記圧縮機構（30）が、上記圧縮室（61〜64）に面する固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた固定部材（51,52,55,56）と、該圧縮室（61〜64）を挟んで該固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に対面する可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた可動部材（51,52,55,56）とを備え、該可動部材（51,52,55,56）を偏心回転させて冷媒を圧縮するように構成され、更に、上記圧縮機構（30）は、上記可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面に臨んで形成されて上記低段側の圧縮室（61,62）の吐出側に連通する中間圧背圧室（85,95）を備え、該中間圧背圧室（85,95）の内圧を該可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に作用させて上記可動部材（51,52,55,56）を上記固定部材（51,52,55,56）に押し付けるように構成され、上記圧縮機構（30）は、それぞれが上記固定部材（51,52,55,56）及び上記可動部材（51,52,55,56）を有する第１機構部（24）及び第２機構部（25）を備え、上記圧縮機構（30）では、上記低段側の圧縮室（61,62）が上記第１機構部（24）だけに形成されて上記高段側の圧縮室（63,64）が上記第２機構部（25）だけに形成される一方、上記中間圧背圧室（85,95）は、上記第２機構部（25）の可動側鏡板部（55a,56a）の背面側に形成されている。

第１の発明では、可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）が形成される可動部材（51,52,55,56）が、中間圧背圧室（85,95）内の中間圧冷媒の圧力によって固定部材（51,52,55,56）に押し付けられる。ここで、上述したように、中間圧冷媒の圧力は、中間インジェクション動作の実行中に比べて、中間インジェクション動作の停止中の方が低くなる。このため、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力は、中間圧背圧室（85,95）が背面に存在していることによって、中間インジェクション動作の実行中に比べて中間インジェクション動作の停止中の方が小さくなる。一方、可動部材（51,52,55,56）に作用する離反力は、上述したように、中間インジェクション動作の実行中に比べて中間インジェクション動作の停止中の方が小さくなる。この第１の発明では、可動部材（51,52,55,56）に作用する離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなるようにしている。

第１の発明では、圧縮機構（30）が第１機構部（24）及び第２機構部（25）を備えている。第１機構部（24）及び第２機構部（25）は、両方とも固定部材（51,52,55,56）と可動部材（51,52,55,56）を有している。第１機構部（24）及び第２機構部（25）のうち少なくとも一方の可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側には、中間圧背圧室（85,95）が形成されている。従って、可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）が形成されている可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力は、上記離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に小さくなる。

第１の発明では、高段側の圧縮室（63,64）が形成されている第２機構部（25）の可動側鏡板部（55a,56a）の背面側に、中間圧背圧室（85,95）が形成されている。ここで、中間インジェクション動作を実行している状態から中間インジェクション動作を停止した場合には、中間圧冷媒の圧力が減少するので、低段側の圧縮室（61,62）の吐出側の圧力及び高段側の圧縮室（63,64）の吸入側の圧力が低下する。低段側の圧縮室（61,62）の吐出側と高段側の圧縮室（63,64）の吸入側とでは、同じ値だけ圧力が低下する。このとき、低段側の圧縮室（61,62）に比べて高段側の圧縮室（63,64）の方が、中間圧冷媒の圧力変化の影響を受けやすく、中間インジェクション動作の停止による離反力の変化率が大きくなる。この第１の発明では、第１機構部（24）に比べて中間インジェクション動作の停止による離反力の変化率が大きくなる第２機構部（25）の可動側鏡板部（55a,56a）の背面側に、中間圧背圧室（85,95）が形成されている。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記中間圧背圧室（85,95）が、上記第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側にも形成されている。

第２の発明では、低段側の圧縮室（61,62）が形成されている第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に、中間圧背圧室（85,95）が形成されている。中間圧背圧室（85,95）は、第２機構部（25）だけでなく、第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側にも形成されている。ここで、上述したように、インジェクション動作の実行中に比べてインジェクション動作の停止中の方が、低段側の圧縮室（61,62）における冷媒の圧縮比が小さくなる。従って、第１機構部（24）では、インジェクション動作の停止に伴って冷媒の圧縮に要する仕事量が減少する。この第２の発明では、インジェクション動作の停止に伴って冷媒の圧縮に要する仕事量が減少する第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成して、中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなるようにしている。

第３の発明は、低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）とを形成して低段側の圧縮室（61,62）で圧縮した冷媒を高段側の圧縮室（63,64）で更に圧縮する圧縮機構（30）を備え、冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に対して、該冷媒回路（10）の中間圧冷媒を上記低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）との間に中間インジェクション通路（18）を接続した状態で設けられる圧縮機（20）を対象とする。

そして、この圧縮機（20）では、上記圧縮機構（30）が、上記圧縮室（61〜64）に面する固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた固定部材（51,52,55,56）と、該圧縮室（61〜64）を挟んで該固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に対面する可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた可動部材（51,52,55,56）とを備え、該可動部材（51,52,55,56）を偏心回転させて冷媒を圧縮するように構成され、更に、上記圧縮機構（30）は、上記可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面に臨んで形成されて上記低段側の圧縮室（61,62）の吐出側に連通する中間圧背圧室（85,95）を備え、該中間圧背圧室（85,95）の内圧を該可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に作用させて上記可動部材（51,52,55,56）を上記固定部材（51,52,55,56）に押し付けるように構成され、上記圧縮機構（30）は、それぞれが上記固定部材（51,52,55,56）及び上記可動部材（51,52,55,56）を有する第１機構部（24）及び第２機構部（25）を備え、上記圧縮機構（30）では、上記低段側の圧縮室（61,62）が上記第１機構部（24）だけに形成されて上記高段側の圧縮室（63,64）が上記第２機構部（25）だけに形成される一方、上記中間圧背圧室（85,95）は、上記第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に形成されている。

第３の発明では、上記第２の発明と同様に、インジェクション動作の停止に伴って冷媒の圧縮に要する仕事量が減少する第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成して、中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなるようにしている。

第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、上記圧縮機構（30）によって二酸化炭素冷媒を圧縮するように構成されている。

第４の発明では、圧縮機構（30）では二酸化炭素冷媒が圧縮される。二酸化炭素冷媒は、低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）とで二段圧縮される。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明の圧縮機（20）が設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備え、上記冷媒回路（10）には、上記圧縮機（20）の高段側の圧縮室（63,64）へ中間圧冷媒を導入するための中間インジェクション通路（18）と、該中間インジェクション通路（18）を開閉する開閉機構（16）とが設けられている冷凍装置（1）である。

第５の発明では、開閉機構（16）が中間インジェクション通路（18）を開状態に設定すると、圧縮機（20）の高段側の圧縮室（63,64）へ中間圧冷媒を導入する中間インジェクション動作が行われる。一方、開閉機構（16）が中間インジェクション通路（18）を閉状態に設定すると、中間インジェクション動作が停止される。この第５の発明では、中間インジェクション動作を行う冷凍装置（1）の圧縮機（20）として、第１乃至第４の何れか１つの発明の圧縮機（20）、つまり中間インジェクション動作の停止中に可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなる圧縮機（20）が適用されている。

本発明では、可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成することで、可動部材（51,52,55,56）に作用する離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなるようにしている。このため、可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に背面側に導入した高圧の流体（冷凍機油又は高圧冷媒）のみによって押付力を得るようにしている従来の圧縮機では、中間インジェクション動作を停止する前後で押付力が概ね一定であるのに対して、本発明の圧縮機（20）では、中間インジェクション動作の停止中に押付力が小さくなるので、中間インジェクション動作の停止中における押付力と離反力の差が小さくなる。従って、中間インジェクション動作の停止中には、押付力と離反力の差によって生じる摩擦力が小さくなるので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を低減させることができる。

また、本発明では、第１機構部（24）に比べて中間インジェクション動作の停止による離反力の変化率が大きくなる第２機構部（25）に対して、可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）が形成されている。つまり、本発明のように可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成しなければ、第１機構部（24）に比べて中間インジェクション動作の停止中に押付力と離反力の差によるエネルギー損失が大きくなる第２機構部（25）に対して、可動側鏡板部（55a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）が形成されている。このため、中間圧背圧室（85,95）を形成することの効果が第１機構部（24）よりも第２機構部（25）の方が大きいので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を効果的に低減させることができる。

また、上記第２の発明では、第２機構部（25）だけでなく第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側にも、中間圧背圧室（85,95）が形成されている。従って、第２機構部（25）だけでなく第１機構部（24）でも中間インジェクション動作の停止中のエネルギー損失を低減させることができるので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を低減させることができる。

また、上記第２、第３の各発明では、インジェクション動作の停止に伴って冷媒の圧縮に要する仕事量が減少する第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成して、中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなるようにしている。ここで、可動側鏡板部に背面側に導入した高圧の流体（冷凍機油又は高圧冷媒）のみによって押付力を得るようにしている従来の圧縮機では、インジェクション動作の停止に伴って、低段側圧縮室が形成される方の機構部において、冷媒の圧縮に要する仕事量が減少するにも拘わらず、可動部材と固定部材の間に生じる摩擦力が増加する。このため、低段側圧縮室が形成される方の機構部では、インジェクション動作の停止中の圧縮効率が大きく低下してしまう。これに対して、この第２、第３の各発明では、中間インジェクション動作の停止中に、第１機構部（24）の可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなる。このため、従来の圧縮機に比べて、押付力と離反力の差によって生じる摩擦力が小さくなるので、インジェクション動作の停止中の圧縮効率の低下を抑制することができる。

また、上記第５の発明では、中間インジェクション動作を行う冷凍装置（1）の圧縮機（20）として、中間インジェクション動作の停止中に可動部材（51,52,55,56）に作用する押付力が小さくなる圧縮機（20）が適用されている。このため、中間インジェクション動作の停止中における圧縮機（20）のエネルギー損失が小さくなるので、冷凍装置（1）の運転効率を向上させることができる。

以下、本発明の参考形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《参考形態》
本発明の参考形態に係る冷凍装置は、室内の暖房と冷房とを切り換えて行う空調機（1）である。この空調機（1）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えており、いわゆるヒートポンプ式の空調機を構成している。冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。

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

室内熱交換器（11）は室内機に設けられている。この室内熱交換器（11）は、室内ファン（図示省略）が送風する室内空気と冷媒とを熱交換させる。一方、室外熱交換器（13）は室外機に設けられている。この室外熱交換器（13）は、室外ファン（図示省略）が送風する室外空気と冷媒とを熱交換させる。また、膨張弁（12）は、後述する内部熱交換器（15）と後述するブリッジ回路（19）の第２端の間に設けられている。この膨張弁（12）は、その開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

冷媒回路（10）には、四路切換弁（14）、ブリッジ回路（19）、内部熱交換器（15）、減圧弁（16）、及び受液器（17）も設けられている。

四路切換弁（14）は、第１から第４までの４つのポートを備えている。四路切換弁（14）は、その第１ポートが圧縮機（20）の吐出管（31）と接続し、その第２ポートが室内熱交換器（11）と接続し、その第３ポートが受液器（17）を介して圧縮機（20）の吸入管（32）と接続し、その第４ポートが室外熱交換器（13）と接続している。この四路切換弁（14）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通すると同時に第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１状態（図１に示す実線の状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通すると同時に第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２状態（図１に示す破線の状態）との間での切り換えを行うことが可能に構成されている。

ブリッジ回路（19）は、第１接続ライン（19a）と第２接続ライン（19b）と第３接続ライン（19c）と第４接続ライン（19d）とをブリッジ状に接続した回路である。第１接続ライン（19a）は、室外熱交換器（13）と内部熱交換器（15）の一端側とを接続している。第２接続ライン（19b）は、室内熱交換器（11）と内部熱交換器（15）の一端側とを接続している。第３接続ライン（19c）は、室外熱交換器（13）と内部熱交換器（15）の他端側とを接続している。第４接続ライン（19d）は、室内熱交換器（11）と内部熱交換器（15）の他端側とを接続している。

第１接続ライン（19a）には、内部熱交換器（15）の一端側から室外熱交換器（13）へ向かう冷媒の流れを禁止する第１逆止弁（CV1）が設けられている。第２接続ライン（19b）には、内部熱交換器（15）の一端側から室内熱交換器（11）へ向かう冷媒の流れを禁止する第２逆止弁（CV2）が設けられている。第３接続ライン（19c）には、室外熱交換器（13）から内部熱交換器（15）の他端側へ向かう冷媒の流れを禁止する第３逆止弁（CV3）が設けられている。第４接続ライン（19d）には、室内熱交換器（11）から内部熱交換器（15）の他端側へ向かう冷媒の流れを禁止する第４逆止弁（CV4）が設けられている。

内部熱交換器（15）は、第１熱交換用流路（15a）と第２熱交換用流路（15b）とを有する二重管熱交換器を構成している。第１熱交換用流路（15a）は、第１接続ライン（19a）の出口端と第２接続ライン（19b）の出口端が接続されたブリッジ回路（19）の第１端と、第３接続ライン（19c）の入口端と第４接続ライン（19d）の入口端が接続されたブリッジ回路（19）の第２端とを結ぶ冷媒配管に跨るように配置されている。第２熱交換用流路（15b）は、内部熱交換器（15）とブリッジ回路（19）の第１端の間から分岐する中間インジェクション配管（18）に跨るように配置されている。中間インジェクション配管（18）は、中間インジェクション通路を構成しており、後述する中間圧連絡管（33）に接続されている。中間インジェクション配管（18）には、内部熱交換器（15）の上流側に、開閉機構を構成する減圧弁（16）が設けられている。そして、内部熱交換器（15）では、第１熱交換用流路（15a）を流れる高圧液冷媒と、第２熱交換用流路（15b）を流れる中間圧冷媒とが熱交換可能となっている。

参考形態では、圧縮機（20）が二酸化炭素冷媒用の圧縮機として構成されている。圧縮機（20）は、第１機構部（24）と第２機構部（25）とから構成された圧縮機構（30）を備えている。各機構部（24,25）には低段側の圧縮室（61,62）及び高段側の圧縮室（63,64）がそれぞれ形成されている。なお、圧縮機（20）の詳細については後述する。

圧縮機（20）には複数の配管が接続されている。具体的に、第１機構部（24）の低段側の圧縮室（61）の吸入側には、吸入管（32）から分岐した第１吸入分岐管（42a）が接続されている。第２機構部（25）の低段側の圧縮室（62）の吸入側には、吸入管（32）から分岐した第２吸入分岐管（42b）が接続されている。また、第２機構部（25）の低段側の圧縮室（61）の吐出側には、中間圧連絡管（33）が接続されている。第２機構部（25）の低段側の圧縮室（62）の吐出側は、圧縮機（20）の内部で第１機構部（24）の低段側の圧縮室（61）の吐出側に連通している。また、第１機構部（24）の高段側の圧縮室（63）の吸入側には、中間圧連絡管（33）から分岐した第１中間分岐管（43a）が接続されている。第２機構部（25）の高段側の圧縮室（64）の吸入側には、中間圧連絡管（33）から分岐した第２中間分岐管（43b）が接続されている。第２中間分岐管（43b）からは、後述する中間接続通路（79）に接続する接続管（69）が分岐している。

〈圧縮機の構成〉
参考形態の圧縮機（20）は、第１機構部（24）及び第２機構部（25）が、シリンダ（52,56）とピストン（53,57）のうちシリンダ（52,56）が偏心回転運動するピストン固定方式になっている。なお、この点は、後述する実施形態１でも同じである。

図２に示すように、圧縮機（20）は、縦長で密閉容器状のケーシング（21）を備えている。ケーシング（21）の内部には、電動機（22）と圧縮機構（30）とが収納されている。この圧縮機（20）は、ケーシング（21）内が高圧の冷媒で満たされる、いわゆる高圧ドーム式の圧縮機で構成されている。

電動機（22）は、ステータ（26）とロータ（27）とを備えている。ステータ（26）は、ケーシング（21）の胴部に固定されている。一方、ロータ（27）は、ステータ（26）の内側に配置され、駆動軸（23）の主軸部（23a）に連結されている。なお、電動機（22）の回転速度は、インバータ制御によって可変となっている。つまり、電動機（22）は容量が可変なインバータ式の圧縮機で構成されている。

駆動軸（23）には、その下部寄りに位置する第１偏心部（23b）と、その中央部寄りに位置する第２偏心部（23c）とが形成されている。第１偏心部（23b）と第２偏心部（23c）とは、それぞれ駆動軸（23）の主軸部（23a）の軸心から偏心している。また、第１偏心部（23b）と第２偏心部（23c）とは、駆動軸（23）の軸心を中心として互いに１８０°位相がずれている。

圧縮機構（30）は、電動機（22）の下側に配置されている。圧縮機構（30）は、ケーシング（21）の底部側寄りの第１機構部（24）と、電動機（22）側寄りの第２機構部（25）とを備えている。

第１機構部（24）は、ケーシング（21）に固定される第１ハウジング（51）と、この第１ハウジング（51）内に収納される第１シリンダ（52）とを備えている。第１ハウジング（51）は固定部材を構成し、第１シリンダ（52）は可動部材を構成している。

第１ハウジング（51）は、円盤状の固定側鏡板部（51a）と、固定側鏡板部（51a）の上面から上方に突出する環状の第１ピストン（53）とを備えている。一方、第１シリンダ（52）は、円盤状の可動側鏡板部（52a）と、可動側鏡板部（52a）の内周端部から下方に突出する環状の内側シリンダ部（52b）と、可動側鏡板部（52a）の外周端部から下方に突出する環状の外側シリンダ部（52c）とを備えている。第１シリンダ（52）の内側シリンダ部（52b）には、第１偏心部（23b）が嵌合している。そして、第１シリンダ（52）は、駆動軸（23）の回転に伴い主軸部（23a）の軸心を中心として偏心回転するように構成されている。

また、第１シリンダ（52）には、その内側シリンダ部（52b）の外周面と外側シリンダ部（52c）の内周面との間に環状の第１シリンダ室（54）が形成されている。そして、第１シリンダ室（54）には、第１ピストン（53）が配置されている。その結果、第１シリンダ室（54）は、第１ピストン（53）の外周面と第１シリンダ室（54）の外側の内壁との間に形成される第１低段側圧縮室（61）と、第１ピストン（53）の内周面と第１シリンダ室（54）の内側の内壁との間に形成される第１高段側圧縮室（63）とに区画されている。また、第１シリンダ（52）の外側シリンダ部（52c）には、第１シリンダ（52）の外側の吸入空間（38）と、第１低段側圧縮室（61）とを連通させる第１連通路（59）が形成されている。

図３に示すように、第１シリンダ（52）には、外側シリンダ部（52c）の内周面から内側シリンダ部（52b）の外周面まで延びるブレード（45）が設けられている。ブレード（45）は、第１低段側圧縮室（61）及び第１高段側圧縮室（63）を、吸入側となる低圧室と吐出側となる高圧室とに区画している。一方、第１ピストン（53）は、環状の一部が分断されたＣ型形状をしており、この分断箇所にブレード（45）が挿通されている。また、ピストン（53）の分断箇所には、ブレード（45）を挟むように半円形状のブッシュ（46,46）が嵌合している。ブッシュ（46,46）はピストン（53）の端部で揺動自在に構成されている。以上の構成により、シリンダ（52）は、ブレード（45）の延伸方向に進退可能となり、また、ブッシュ（46,46）とともに揺動可能となる。駆動軸（23）が回転すると、シリンダ（52）は、図３の(Ａ)から(Ｄ）の順に偏心回転し、第１低段側圧縮室（61）及び第１高段側圧縮室（63）で冷媒が圧縮される。

第２機構部（25）は、第１機構部（24）と同じ機械要素によって構成されている。第２機構部（25）は、ミドルプレート（41）を挟んで、第１機構部（24）とは上下反転した状態で設けられている。

具体的に、第２機構部（25）は、ケーシング（21）に固定される第２ハウジング（55）と、第２ハウジング（55）内に収納される第２シリンダ（56）とを備えている。第２ハウジング（55）は固定部材を構成し、第２シリンダ（56）は可動部材を構成している。

第２ハウジング（55）は、円盤状の固定側鏡板部（55a）と、固定側鏡板部（55a）の下面から下方に突出する環状の第２ピストン（57）とを備えている。一方、第２シリンダ（56）は、円盤状の鏡板部（56a）と、鏡板部（56a）の内周端部から上方に突出する環状の内側シリンダ部（56b）と、鏡板部（56a）の外周端部から上方に突出する環状の外側シリンダ部（56c）とを備えている。第２シリンダ（56）の内側シリンダ部（56b）には、第２偏心部（23c）が嵌合している。そして、第２シリンダ（56）は、駆動軸（23）の回転に伴い主軸部（23a）の軸心を中心として偏心回転するように構成されている。

また、第２シリンダ（56）には、その内側シリンダ部（56b）の外周面と外側シリンダ部（56c）の内周面との間に環状の第２シリンダ室（58）が形成されている。そして、第２シリンダ室（58）には、第２ピストン（57）が配置されている。その結果、第２シリンダ室（58）は、第２ピストン（57）の外周面と第２シリンダ室（58）の外側の内壁との間に形成される第２低段側圧縮室（62）と、第２ピストン（57）の内周面と第２シリンダ室（58）の内側の内壁との間に形成される第２高段側圧縮室（64）とに区画されている。また、第２シリンダ（56）の外側シリンダ部（56c）には、第２シリンダ（56）の外側の吸入空間（39）と、第１高段側圧縮室（63）とを連通させる第２連通路（60）が形成されている。

第２機構部（25）は、駆動軸（23）が回転すると、第１機構部（24）と同様に、第２シリンダ（56）が偏心回転する。その結果、第２低段側圧縮室（62）及び第２高段側圧縮室（64）で冷媒が圧縮される。

なお、第１機構部（24）及び第２機構部（25）の各機構部は、低段側の圧縮室（61,62）に対する高段側の圧縮室（63,64）の吸入容積比が０．８〜１．３の間の値（例えば１．０）になるように設計されている。

ケーシング（21）には、吐出管（31）、第１吸入分岐管（42a）、第２吸入分岐管（42b）、中間圧連絡管（33）、第１中間分岐管（43a）、及び第２中間分岐管（43b）が貫通している。ケーシング（21）では、吐出管（31）が頂部を貫通し、他の管（42,43）は胴部を貫通している。吐出管（31）は、圧縮機（20）の運転時に高圧空間となる内部空間（37）に開口している。

第１機構部（24）には、第１吸入分岐管（42a）及び第１中間分岐管（43a）が接続されている。第１吸入分岐管（42a）は、第１連通路（59）を介して第１低段側圧縮室（61）の吸入側と繋がっている。第１低段側圧縮室（61）の吐出側は、第１ハウジング（51）、ミドルプレート（41）、及び第２ハウジング（55）に亘って形成された連絡通路（49）を介して第２低段側圧縮室（62）の吐出側と繋がっている。また、第１中間分岐管（43a）は、第１高段側圧縮室（63）の吸入側と繋がっている。なお、第１高段側圧縮室（63）の吐出側は、図示しない連絡通路を通じて、内部空間（37）と繋がっている。

また、第１機構部（24）には、外側吐出ポート（65）及び内側吐出ポート（66）が第１ハウジング（51）に形成されている。外側吐出ポート（65）は、第１低段側圧縮室（61）の吐出側と連絡通路（49）とを連通している。外側吐出ポート（65）には、第１吐出弁（67）が設けられている。第１吐出弁（67）は、第１低段側圧縮室（61）の吐出側の冷媒圧力が連絡通路（49）側の冷媒圧力以上になると、外側吐出ポート（65）を開口するように構成されている。一方、内側吐出ポート（66）は、第１高段側圧縮室（63）の吐出側と内部空間（37）とを連通している。内側吐出ポート（66）には、第２吐出弁（68）が設けられている。第２吐出弁（68）は、第１高段側圧縮室（63）の吐出側の冷媒圧力がケーシング（21）の内部空間（37）の冷媒圧力以上になると、内側吐出ポート（66）を開口するように構成されている。

第２機構部（25）には、第２吸入分岐管（42b）、中間圧連絡管（33）及び第２中間分岐管（43b）が接続されている。第２吸入分岐管（42b）は、第２連通路（60）を介して第２低段側圧縮室（62）の吸入側と繋がっている。中間圧連絡管（33）は、第２低段側圧縮室（62）の吐出側と繋がっている。また、第２中間分岐管（43b）は、第２高段側圧縮室（64）の吸入側と繋がっている。なお、第２高段側圧縮室（64）の吐出側は、図示しない連絡通路を通じて、内部空間（37）と繋がっている。

また、第２機構部（25）には、第１機構部（24）と同様に、外側吐出ポート（75）及び内側吐出ポート（76）が第２ハウジング（55）に形成されている。外側吐出ポート（75）は、第２低段側圧縮室（62）の吐出側と中間圧連絡管（33）とを連通している。外側吐出ポート（75）には、第３吐出弁（77）が設けられている。第３吐出弁（77）は、第２低段側圧縮室（62）の吐出側の冷媒圧力が中間圧連絡管（33）側の冷媒圧力以上になると、外側吐出ポート（75）を開口するように構成されている。一方、内側吐出ポート（76）は、第２高段側圧縮室（64）の吐出側とケーシング（21）の内部空間（37）とを連通している。内側吐出ポート（76）には、第４吐出弁（78）が設けられている。第４吐出弁（78）は、第２高段側圧縮室（64）の吐出側の冷媒圧力がケーシング（21）の内部空間（37）の冷媒圧力以上になると、内側吐出ポート（76）を開口するように構成されている。

また、ケーシング（21）の底部には、冷凍機油が貯留される油溜まりが形成されている。また、駆動軸（23）の下端には、油溜まりに浸漬する油ポンプ（28）が設けられている。駆動軸（23）の内部には、油ポンプ（28）が吸い上げた冷凍機油が流通する給油通路（図示省略）が形成されている。この圧縮機（20）では、駆動軸（23）の回転に伴って、油ポンプ（28）が吸い上げた冷凍機油が給油通路を通じて各機構部（24,25）の摺動部及び駆動軸（23）の軸受部に供給される。

参考形態では、図４に示すように、ミドルプレート（41）に押付機構（80,90）が設けられている。押付機構（80,90）は、第１機構部（24）に対して設けられた第１押付部（80）と、第２機構部（25）に対して設けられた第２押付部（90）とから構成されている。

第１押付部（80）は、第１ハウジング（51）に対して第１シリンダ（52）を押し付けるように構成されている。第１押付部（80）は、第１中間圧背圧室（85）を互いに形成する第１内側シールリング（81a）及び第１外側シールリング（81b）と、ミドルプレート（41）の内部に形成された中間接続通路（79）とを備えている。第１内側シールリング（81a）及び第１外側シールリング（81b）は、区画部材を構成している。

第１内側シールリング（81a）は、駆動軸（23）が挿入されたミドルプレート（41）の挿通孔を囲うようにミドルプレート（41）の下面に形成された第１内側環状溝（83）に嵌め込まれている。一方、第１外側シールリング（81b）は、第１内側環状溝（83）を囲うようにミドルプレート（41）の下面に形成された第１外側環状溝（84）に嵌め込まれている。第１内側環状溝（83）及び第１外側環状溝（84）は同心に配置されている。第１中間圧背圧室（85）は、ミドルプレート（41）の下面と第１シリンダ（52）の上面との間において、第１内側環状溝（83）の外周と第１外側環状溝（84）の内周との間に形成されている。

中間接続通路（79）は、一端がミドルプレート（41）の外周面に開口し、その一端で接続管（69）に接続されている。中間接続通路（79）は、ミドルプレート（41）の外周面から内側に延びる本通路（79a）と、本通路（79a）の内側端で下側に分岐する第１分岐通路（79b）と、本通路（79a）の内側端で上側に分岐する第２分岐通路（79c）とから構成されている。第１分岐通路（79b）は、ミドルプレート（41）の下面で第１中間圧背圧室（85）に開口している。第２分岐通路（79c）は、ミドルプレート（41）の上面で、後述する第２中間圧背圧室（95）に開口している。

第１中間圧背圧室（85）は、第１分岐通路（79b）及び本通路（79a）を介して接続管（69）に連通している。このため、第１中間圧背圧室（85）には、第２高段側圧縮室（64）へ向かう中間圧冷媒が導入される。また、第１内側シールリング（81a）の内側には、駆動軸（23）側からの高圧の冷凍機油が導入される。また、第１外側シールリング（81b）の外側は、吸入空間（38）に連通している。第１押付部（80）は、第１内側シールリング（81a）の内側の高圧の冷凍機油と、第１中間圧背圧室（85）の中間圧冷媒と、第１外側シールリング（81b）の外側の低圧冷媒とによって、第１シリンダ（52）を第１ハウジング（51）に押し付けるように構成されている。

また、第２押付部 （90）は、第２ハウジング（55）に対して第２シリンダ（56）を押し付けるように構成されている。第２押付部 （90）は、第２中間圧背圧室（95）を互いに形成する第２内側シールリング（91a）及び第２外側シールリング（91b）と、上記中間接続通路（79）とを備えている。第２内側シールリング（91a）及び第２外側シールリング（91b）は区画部材を構成している。押付機構（80,90）では、第１押付部（80）と第２押付部 （90）とで、中間接続通路（79）の本通路（79a）が共用されている。

第２内側シールリング（91a）は、ミドルプレート（41）の挿通孔を囲うようにミドルプレート（41）の下面に形成された第２内側環状溝（93）に嵌め込まれている。一方、第２外側シールリング（91b）は、第２内側環状溝（93）を囲うようにミドルプレート（41）の下面に形成された第２外側環状溝（94）に嵌め込まれている。第２内側環状溝（93）及び第２外側環状溝（94）は同心に配置されている。第２中間圧背圧室（95）は、ミドルプレート（41）の上面と第２シリンダ（56）の下面との間において、第２内側環状溝（93）の外周と第２外側環状溝（94）の内周との間に形成されている。

第２中間圧背圧室（95）は、第２分岐通路（79c）及び本通路（79a）を介して接続管（69）に連通している。このため、第２中間圧背圧室（95）には、第２高段側圧縮室（64）へ向かう中間圧冷媒が導入される。また、第２内側シールリング（91a）の内側には、駆動軸（23）側からの高圧の冷凍機油が導入される。また、第２外側シールリング（91b）の外側は、吸入空間（38）に連通している。第２押付部 （90）は、第２内側シールリング（91a）の内側の高圧の冷凍機油と、第２中間圧背圧室（95）の中間圧冷媒と、第２外側シールリング（91b）の外側の低圧冷媒とによって、第２シリンダ（56）を第２ハウジング（55）に押し付けるように構成されている。

以上の構成により、参考形態の圧縮機（20）では、駆動軸（23）の回転に伴い、各機構部（24,25）の各シリンダ（52,56）が各ピストン（53,57）に対して相対的に偏心回転運動を行う。その結果、第１機構部（24）及び第２機構部（25）の各圧縮室（61〜64）の容積が周期的に変化することによって、第１機構部（24）及び第２機構部（25）の各圧縮室（61〜64）で冷媒が圧縮される。

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

(暖房運転)
空調機（1）の暖房運転では、四路切換弁（14）が第１状態に設定されると共に、膨張弁（12）の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機（20）の運転が行われると、冷媒回路（10）では室内熱交換器（11）が放熱器となって室外熱交換器（13）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。なお、この空調機（1）では、冷凍サイクルの高圧圧力が二酸化炭素冷媒の臨界圧力よりも高くなる超臨界の冷凍サイクルが行われる。この点は、以下の冷房運転も同じである。

なお、この空調機（1）では、必要となる暖房能力が比較的大きい場合には、減圧弁（16）が開状態に設定される。減圧弁（16）が開状態に設定されると、中間インジェクション配管（18）を通じて圧縮機（20）の各機構部（24,25）の高段側の圧縮室（63,64）に冷凍サイクルの中間圧冷媒を注入する中間インジェクション動作が実行される。中間インジェクション動作の実行中は、減圧弁（16）の開度が適宜調節される。一方、必要となる暖房能力が比較的小さい場合には、減圧弁（16）が閉状態に設定され、中間インジェクション動作が停止される。

まず、中間インジェクション動作の停止中の冷媒の流れについて説明する。圧縮機（20）の吐出管（31）から吐出された高圧冷媒は、四路切換弁（14）を経由して室内熱交換器（11）を流れる。室内熱交換器（11）では、冷媒が室内空気へ放熱する。その結果、室内の暖房が行われる。

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

圧縮機（20）の吸入側へ流れた冷媒は、第１吸入分岐管（42a）及び第２吸入分岐管（42b）へ分流する。第１吸入分岐管（42a）に流入した冷媒は、第１機構部（24）の第１低段側圧縮室（61）内で圧縮される。第２吸入分岐管（42b）に流入した冷媒は、第２機構部（25）の第２低段側圧縮室（62）内で圧縮される。各低段側の圧縮室（61,62）で圧縮された冷媒は、合流後に中間圧連絡管（33）を流通して、第１中間分岐管（43a）及び第２中間分岐管（43b）へ分流する。第１中間分岐管（43a）に流入した冷媒は、第１機構部（24）の第１高段側圧縮室（63）内で圧縮される。第２中間分岐管（43b）に流入した冷媒は、第２機構部（25）の第２高段側圧縮室（64）内で圧縮される。各高段側の圧縮室（63,64）で圧縮された冷媒は、共にケーシング（21）の内部空間（37）に流れ込み、吐出管（31）から吐出される。

続いて、中間インジェクション動作の実行中の冷媒の流れについて説明する。以下では、中間インジェクション動作の停止中と異なる点について説明する。中間インジェクション動作の実行中は、室内熱交換器（11）で冷却された冷媒の一部が、減圧弁（16）で中間圧まで減圧された後に第２熱交換用流路（15b）へ流入する。このため、内部熱交換器（15）では、高圧の冷媒が第１熱交換用流路（15a）を流通して、中間圧冷媒が第２熱交換用流路（15b）を流通する状態になる。内部熱交換器（15）では、第１熱交換用流路（15a）側の冷媒の熱が、第２熱交換用流路（15b）側の冷媒に付与され、この第２熱交換用流路（15b）側の冷媒が蒸発する。第２熱交換用流路（15b）で蒸発した冷媒は、各低段側圧縮室（61,62）で圧縮された冷媒と合流し、各高段側圧縮室（63,64）で圧縮される。

参考形態では、各機構部（24,25）に対して設けられた押付部（80,90）が、中間圧背圧室（85,95）を可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側に形成するシールリング（81,91）を備えている。各機構部（24,25）のシリンダ（52,56）は、中間圧背圧室（85,95）内の中間圧冷媒の圧力によってハウジング（51,55）に押し付けられる。ここで、上述したように、中間圧冷媒の圧力は、中間インジェクション動作の実行中に比べて、中間インジェクション動作の停止中の方が低くなる。このため、各押付部（80,90）の押付力は、中間インジェクション動作の実行中に比べて中間インジェクション動作の停止中の方が低くなる。一方、シリンダ（52,56）に作用する離反力は、上述したように、中間インジェクション動作の実行中に比べて中間インジェクション動作の停止中の方が小さくなる。参考形態では、各機構部（24,25）の可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面側にシールリング（81,91）を設けることで、可動部材（51,52,55,56）に作用する離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に、押付機構（80,90）の押付力が小さくなるようにしている。

(冷房運転)
空調機（1）の冷房運転では、四路切換弁（14）が第２状態に設定されると共に、膨張弁（12）の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機（20）の運転が行われると、冷媒回路（10）では室外熱交換器（13）が放熱器となって室内熱交換器（11）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。なお、冷房運転でも暖房運転と同様にインジェクション動作が実行可能であるが、以下ではインジェクション動作の停止中のみについて説明する。

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

圧縮機（20）では、冷房運転と同様に、第１機構部（24）及び第２機構部（25）でそれぞれ冷媒が二段圧縮される。各機構部（24,25）で圧縮された冷媒は、吐出管（31）から再び吐出される。

−参考形態の効果−
以上のように、上記参考形態では、中間圧背圧室（85,95）を可動側鏡板部（51a,55a）の背面側に形成するシールリング（81,91）を設けることで、シリンダ（52,56）に作用する離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に、押付機構（80,90）の押付力が小さくなる。このため、可動側鏡板部（52a,56a）に背面側に導入した高圧冷凍機油のみによって押付力を得るようにしている従来の圧縮機では、中間インジェクション動作を停止する前後で押付機構（80,90）の押付力が概ね一定であるのに対して、この参考形態の圧縮機（20）では、中間インジェクション動作の停止中に押付力が小さくなるので、中間インジェクション動作の停止中における押付力と離反力の差が小さくなる。従って、中間インジェクション動作の停止中には、押付力と離反力の差によって生じる摩擦力が小さくなるので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を低減させることができる。

また、上記参考形態では、中間インジェクション動作を行う冷凍装置（1）の圧縮機（20）として、中間インジェクション動作の停止中に押付機構（80,90）の押付力が小さくなる圧縮機（20）が適用されている。このため、中間インジェクション動作の停止中における圧縮機（20）のエネルギー損失が小さくなるので、冷凍装置（1）の運転効率を向上させることができる。

《実施形態１》
本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。

実施形態１の空調機（1）は、上記参考形態と圧縮機（20）の構成が異なるものである。以下では、上記参考形態と異なる点について説明する。

実施形態１の圧縮機（20）では、図５に示すように、第１機構部（24）に第１低段側圧縮室（61）及び第２低段側圧縮室（62）が形成され、第２機構部（25）に第１高段側圧縮室（63）及び第２高段側圧縮室（64）が形成されている。

第１機構部（24）の吸入側には、吸入管（32）が接続されている。第１機構部（24）の吐出側は、中間圧連絡管（33）を介して、第２機構部（25）の吸入側に接続されている。

図６及び図７に示すように、第１機構部（24）では、第１ピストン（53）の外周面と第１シリンダ室（54）の外側の内壁との間に第１低段側圧縮室（61）が形成され、第１ピストン（53）の内周面と第１シリンダ室（54）の内側の内壁との間に第２低段側圧縮室（62）が形成されている。

また、第１シリンダ（52）では、外側シリンダ部（52c）に第１外側連通路（59a）が形成され、内側シリンダ部（52b）に第１内側連通路（59b）が形成されている。第１外側連通路（59a）は、第１シリンダ（52）の外側の吸入空間（38）と、第１低段側圧縮室（61）の吸入側とを連通している。第１内側連通路（59b）は、第１低段側圧縮室（61）の吸入側と第２低段側圧縮室（62）の吸入側とを連通している。第１機構部（24）では、第１低段側圧縮室（61）の吸入側が、第１外側連通路（59a）を介して吸入管（32）と繋がっている。第２低段側圧縮室（62）の吸入側が、第１外側連通路（59a）及び第１内側連通路（59b）を介して吸入管（32）と繋がっている。

また、第１機構部（24）では、外側吐出ポート（65）及び内側吐出ポート（66）が第１ハウジング（51）に形成されている。外側吐出ポート（65）は、第１低段側圧縮室（61）の吐出側と第１吐出空間（46）とを連通している。外側吐出ポート（65）には、第１吐出弁（67）が設けられている。第１吐出弁（67）は、第１低段側圧縮室（61）の吐出側の冷媒圧力が第１吐出空間（46）の冷媒圧力以上になると、外側吐出ポート（65）を開口するように構成されている。一方、内側吐出ポート（66）は、第２低段側圧縮室（62）の吐出側と第１吐出空間（46）とを連通している。内側吐出ポート（66）には、第２吐出弁（68）が設けられている。第２吐出弁（68）は、第２低段側圧縮室（62）の吐出側の冷媒圧力が第１吐出空間（46）の冷媒圧力以上になると、内側吐出ポート（66）を開口するように構成されている。第１吐出空間（46）には中間圧連絡管（33）が開口している。

第２機構部（25）では、第２ピストン（57）の外周面と第２シリンダ室（58）の外側の内壁との間に第１高段側圧縮室（63）が形成され、第２ピストン（57）の内周面と第２シリンダ室（58）の内側の内壁との間に第２高段側圧縮室（64）が形成されている。

また、第２シリンダ（56）では、外側シリンダ部（56c）に第２外側連通路（60a）が形成され、内側シリンダ部（56b）に第２内側連通路（60b）が形成されている。第２外側連通路（60a）は、第２シリンダ（56）の外側の吸入空間（39）と、第１高段側圧縮室（63）の吸入側とを連通している。第２内側連通路（60b）は、第１高段側圧縮室（63）の吸入側と第２高段側圧縮室（64）の吸入側とを連通している。第２機構部（25）では、第１高段側圧縮室（63）の吸入側が、第２外側連通路（60a）を介して中間圧連絡管（33）と繋がっている。第２高段側圧縮室（64）の吸入側が、第２外側連通路（60a）及び第２内側連通路（60b）を介して中間圧連絡管（33）と繋がっている。

また、第２機構部（25）では、外側吐出ポート（75）及び内側吐出ポート（76）が第２ハウジング（55）に形成されている。外側吐出ポート（75）は、第１高段側圧縮室（63）の吐出側と第２吐出空間（47）とを連通している。外側吐出ポート（75）には、第３吐出弁（77）が設けられている。第３吐出弁（77）は、第１高段側圧縮室（63）の吐出側の冷媒圧力が第２吐出空間（47）の冷媒圧力以上になると、外側吐出ポート（75）を開口するように構成されている。一方、内側吐出ポート（76）は、第２高段側圧縮室（64）の吐出側と第２吐出空間（47）とを連通している。内側吐出ポート（76）には、第４吐出弁（78）が設けられている。第４吐出弁（78）は、第２高段側圧縮室（64）の吐出側の冷媒圧力が第２吐出空間（47）の冷媒圧力以上になると、内側吐出ポート（76）を開口するように構成されている。第２吐出空間（47）は内部空間（37）に連通している。

なお、本実施形態１の押付機構（80,90）の構成は、参考形態と同じである。本実施形態１では、低段側の圧縮室（61,62）だけが形成された第１機構部（24）に対して設けられた第１押付部（80）が、中間圧背圧室（85）を形成する第１内側シールリング（81a）及び第１外側シールリング（81b）を備えている。また、高段側の圧縮室（63,64）だけが形成された第２機構部（25）に対して設けられた第２押付部（90）が、中間圧背圧室（95）を形成する第２内側シールリング（91a）及び第２外側シールリング（91b）を備えている。このため、各機構部（24,25）では、シリンダ（52,56）に作用する離反力が小さくなる中間インジェクション動作の停止中に、押付機構（80,90）の押付力が小さくなる。

ここで、低段側の圧縮室（61,62）に対する高段側の圧縮室（63,64）の吸入容積比が例えば１．０の場合には、中間インジェクション動作の停止中に、低段側圧縮室（61,62）の吸入側と吐出側の圧力が等しくなり、中間圧冷媒の圧力は低段側圧縮室（61,62）に吸入される冷媒の圧力と等しくなる。つまり、中間インジェクション動作の停止中は、第１機構部（24）で冷媒が実質的に圧縮されずに、第１シリンダ（52）が空回りする状態になる。この実施形態１では、中間インジェクション動作の停止中において、第１押付部（80）の押付力が小さくなるので、空回りする第１シリンダ（52）におけるエネルギー損失が低減される。

−実施形態１の効果−
以上のように、上記実施形態１では、第１機構部（24）に比べて中間インジェクション動作の停止による離反力の変化率が大きくなる第２機構部（25）に対して、可動側鏡板部（56a）の背面側にシールリング（91）が設けられている。つまり、本実施形態１の区画部材（81,91）によって可動側鏡板部（52a,56a）の背面側に中間圧背圧室（85,95）を形成しなければ、第１機構部（24）に比べて中間インジェクション動作の停止中に押付力と離反力の差によるエネルギー損失が大きくなる第２機構部（25）に対して、可動側鏡板部（56a）の背面側にシールリング（91）が設けられている。このため、中間圧背圧室（85,95）を形成することの効果が第１機構部（24）よりも第２機構部（25）の方が大きいので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を効果的に低減させることができる。

また、上記実施形態１では、第２機構部（25）だけでなく第１機構部（24）の可動側鏡板部（52a）の背面側にもシールリング（81）が設けられている。従って、第２機構部（25）だけでなく第１機構部（24）でも中間インジェクション動作の停止中のエネルギー損失を低減させることができるので、圧縮機構（30）のエネルギー損失を低減させることができる。

また、上記実施形態１では、インジェクション動作の停止に伴って冷媒の圧縮に要する仕事量が減少する第１機構部（24）の可動側鏡板部（52a）の背面側にシールリング（81）を設け、中間インジェクション動作の停止中に、可動部材（52）に作用する押付力が小さくなるようにしている。このため、第１機構部（24）では、従来の圧縮機に比べて、押付力と離反力の差によって生じる摩擦力が小さくなるので、インジェクション動作の停止中の圧縮効率の低下を抑制することができる。

《実施形態２》
本発明の実施形態２は、本発明に係る圧縮機（20）を備える空調機（1）である。実施形態２の圧縮機（20）は、上記参考形態及び実施形態１とは異なり、各機構部（24,25）が、シリンダ（52,56）とピストン（53,57）のうちピストン（53,57）が偏心回転運動するピストン固定方式になっている。以下では、上記実施形態１と異なる点について説明する。

第１機構部（24）は、図８及び図９に示すように、ケーシング（21）に固定される固定部材としての第１シリンダ（52）と、環状の第１ピストン（53）を有して駆動軸（23）によって駆動する第１可動部材（51）とを備えている。第１機構部（24）は、後述する可動側鏡板部（51a）の背面が第２機構部（25）側を向くように設けられている。

第１シリンダ（52）は、円盤状の固定側鏡板部（52a）と、固定側鏡板部（52a）の上面の内寄りの位置から上方に突出する環状の内側シリンダ部（52b）と、固定側鏡板部（52a）の上面の外周部から上方に突出する環状の外側シリンダ部（52c）とを備えている。第１シリンダ（52）は、内側シリンダ部（52b）と外側シリンダ部（52c）との間に、環状の第１シリンダ室（54）を有している。

一方、第１可動部材（51）は、円盤状の可動側鏡板部（51a）と、上述の第１ピストン（53）と、可動側鏡板部（51a）の下面の内周端部から下方に突出する環状突出部（51b）とを備えている。可動側鏡板部（51a）は、固定側鏡板部（52a）と共に、第１シリンダ室（54）に面している。第１ピストン（53）は、可動側鏡板部（51a）の下面のやや外周寄りの位置から下方に突出している。第１ピストン（53）は、第１シリンダ（52）に対して偏心して第１シリンダ室（54）に収納され、第１シリンダ室（54）を外側の第１低段側圧縮室（61）と内側の第２低段側圧縮室（62）とに区画している。

なお、第１ピストン（53）と第１シリンダ（52）とは、第１ピストン（53）の外周面と外側シリンダ部（52c）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（53）の内周面と内側シリンダ部（52b）の外周面とが１点で実質的に接するようになっている。この点は、第２機構部（25）においても同じであり、上記実施形態の各機構部（24,25）においても同じである。

環状突出部（51b）には、第１偏心部（23b）が嵌合している。第１可動部材（51）は、駆動軸（23）の回転に伴い主軸部（23a）の軸心を中心として偏心回転する。なお、第１機構部（24）では、環状突出部（51b）と内側シリンダ部（52b）との間に空間（99）が形成されるが、この空間（99）では冷媒の圧縮は行われない。

また、第１機構部（24）は、図９に示すように、内側シリンダ部（52b）の外周面から外側シリンダ部（52c）の内周面まで延びるブレード（45）を備えている。ブレード（45）は、第１シリンダ（52）と一体になっている。ブレード（45）は、第１シリンダ室（54）に配置され、第１低段側圧縮室（61）を低圧室（61a）と高圧室（61b）とに区画し、第２低段側圧縮室（62）を低圧室（62a）と高圧室（62b）とに区画している。ブレード（45）は、環状の一部が分断されたＣ型形状の第１ピストン（53）の分断箇所を挿通している。また、第１ピストン（53）の分断箇所には、ブレード（45）を挟むように半円形状のブッシュ（46,46）が嵌合している。ブッシュ（46,46）は、第１ピストン（53）の端面に対して揺動自在に構成されている。これにより、第１ピストン（53）は、ブレード（45）の延伸方向に進退可能で且つブッシュ（46,46）と共に揺動可能になっている。

第１機構部（24）には、吸入管（32）が接続されている。吸入管（32）は、固定側鏡板部（52a）に形成された第１接続通路（86）に接続されている。第１接続通路（86）は、入口側が固定側鏡板部（52a）の径方向に延び、途中で上方へ折れ曲がって、出口側が固定側鏡板部（52a）の軸方向に延びている。第１接続通路（86）の出口端は、第１低段側圧縮室（61）と第２低段側圧縮室（62）の両方に開口している。

また、第１機構部（24）には、外側の第１低段側圧縮室（61）から冷媒を吐出させる外側吐出ポート（65）と、内側の第２低段側圧縮室（62）から冷媒を吐出させる内側吐出ポート（66）と、外側吐出ポート（65）及び内側吐出ポート（66）の両方が開口する第１吐出空間（46）とが形成されている。外側吐出ポート（65）は、第１低段側圧縮室（61）の高圧室（61b）と第１吐出空間（46）とを連通している。外側吐出ポート（65）には、第１吐出弁（67）が設けられている。一方、内側吐出ポート（66）は、第２低段側圧縮室（62）の高圧室（62b）と第１吐出空間（46）とを連通している。内側吐出ポート（66）には、第２吐出弁（68）が設けられている。第１吐出空間（46）には、中間圧連絡管（33）の入口端が開口している。

以上の構成により、駆動軸（23）が回転すると、第１ピストン（53）は、図９の(Ａ)から(Ｈ）の順に偏心回転する。そして、その偏心回転に伴って、第１低段側圧縮室（61）及び第２低段側圧縮室（62）では、吸入管（32）を通じて導入された低圧の冷媒が圧縮される。第１低段側圧縮室（61）及び第２低段側圧縮室（62）から吐出された冷媒は、中間圧連絡管（33）に流入する。

第２機構部（25）は、第１機構部（24）と同じ機械要素によって構成されている。第２機構部（25）は、後述するミドルプレート（41）を挟んで、第１機構部（24）とは上下反転した状態で設けられている。

具体的に、第２機構部（25）は、ケーシング（21）に固定される固定部材としての第２シリンダ（56）と、環状の第２ピストン（57）を有して駆動軸（23）によって駆動する第２可動部材（55）とを備えている。第２機構部（25）は、後述する可動側鏡板部（55a）の背面が第１機構部（24）側を向くように設けられている。

第２シリンダ（56）は、円盤状の固定側鏡板部（56a）と、固定側鏡板部（56a）の下面の内寄りの位置から下方に突出する環状の内側シリンダ部（56b）と、固定側鏡板部（56a）の下面の外周部から下方に突出する環状の外側シリンダ部（56c）とを備えている。第２シリンダ（56）は、内側シリンダ部（56b）と外側シリンダ部（56c）との間に、環状の第２シリンダ室（58）を有している。

一方、第２可動部材（55）は、円盤状の可動側鏡板部（55a）と、上述の第２ピストン（57）と、可動側鏡板部（55a）の上面の内周端部から上方に突出する環状突出部（55b）とを備えている。可動側鏡板部（55a）は、固定側鏡板部（56a）と共に、第２シリンダ室（58）に面している。第２ピストン（57）は、可動側鏡板部（55a）の上面のやや外周寄りの位置から上方に突出している。第２ピストン（57）は、第２シリンダ（56）に対して偏心して第２シリンダ室（58）に収納され、第２シリンダ室（58）を外側の第１高段側圧縮室（63）と内側の第２高段側圧縮室（64）とに区画している。環状突出部（55b）には、第２偏心部（23c）が嵌合している。第２可動部材（55）は、駆動軸（23）の回転に伴い主軸部（23a）の軸心を中心として偏心回転する。なお、第２機構部（25）では、環状突出部（55b）と内側シリンダ部（56b）との間に空間（100）が形成されるが、この空間（100）では冷媒の圧縮は行われない。

また、第２機構部（25）は、内側シリンダ部（56b）の外周面から外側シリンダ部（56c）の内周面まで延びるブレード（45）を備えている。ブレード（45）は、第２シリンダ（56）と一体になっている。ブレード（45）は、第２シリンダ室（58）に配置され、第１高段側圧縮室（63）を低圧室（63a）と高圧室（63b）とに区画し、第２高段側圧縮室（64）を低圧室（64a）と高圧室（64b）とに区画している。ブレード（45）は、環状の一部が分断されたＣ型形状の第２ピストン（57）の分断箇所を挿通している。また、第２ピストン（57）の分断箇所には、ブレード（45）を挟むように半円形状のブッシュ（46,46）が嵌合している。ブッシュ（46,46）は第２ピストン（57）の端面に対して揺動自在に構成されている。これにより、第２ピストン（57）は、ブレード（45）の延伸方向に進退可能で且つブッシュ（46,46）と共に揺動可能になっている。

第２機構部（25）には、中間圧連絡管（33）が接続されている。中間圧連絡管（33）は、固定側鏡板部（56a）に形成された第２接続通路（87）に接続されている。第２接続通路（87）は、入口側が固定側鏡板部（56a）の径方向に延び、途中で下方へ折れ曲がって、出口側が固定側鏡板部（56a）の軸方向に延びている。第２接続通路（87）の出口端は、第１高段側圧縮室（63）と第２高段側圧縮室（64）の両方に開口している。

また、第２機構部（25）には、外側の第１高段側圧縮室（63）から冷媒を吐出させる外側吐出ポート（75）と、内側の第２高段側圧縮室（64）から冷媒を吐出させる内側吐出ポート（76）と、外側吐出ポート（75）及び内側吐出ポート（76）の両方が開口する第２吐出空間（47）とが形成されている。外側吐出ポート（75）は、第１高段側圧縮室（63）の高圧室（63b）と第２吐出空間（47）とを連通している。外側吐出ポート（75）には、第３吐出弁（77）が設けられている。一方、内側吐出ポート（76）は、第２高段側圧縮室（64）の高圧室（64b）と第２吐出空間（47）とを連通している。内側吐出ポート（76）には、第４吐出弁（78）が設けられている。第２吐出空間（47）は、内部空間（37）を介して、吐出管（31）に連通している。

以上の構成により、駆動軸（23）が回転すると、第２ピストン（57）は、第１ピストン（53）と同様に、偏心回転する。そして、その偏心回転に伴って、第１高段側圧縮室（63）及び第２高段側圧縮室（64）では、中間圧連絡管（33）を通じて導入された中間圧の冷媒が圧縮される。第１高段側圧縮室（63）及び第２高段側圧縮室（64）から吐出された冷媒は、吐出管（31）に流入する。

また、本実施形態２では、ミドルプレート（41）に、図１０に示すように、第１押付部（80）と第２押付部（90）とからなる押付機構（80,90）が設けられている。なお、各押付部（80,90）の構成は、上記参考形態及び実施形態１と同じであるため、説明は省略する。

《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、冷媒回路（10）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。この場合、圧縮機（20）はフロン冷媒用に構成される。フロン冷媒用の圧縮機（20）は、低段側の圧縮室（61,62）に対する高段側の圧縮室（63,64）の吸入容積比が二酸化炭素用の圧縮機に比べて小さな値（例えば０．７）になるように設計される。

また、上記実施形態について、図１１に示すように、気液分離器（40）を用いて、圧縮機（20）へ送る中間圧のガス冷媒を得るようにしてもよい。

また、上記実施形態について、圧縮機（20）が低圧ドーム型の圧縮機であってもよい。

また、上記実施形態１及び２について、第１機構部（24）と第２機構部（25）のうち第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側だけに中間圧背圧室（85）が形成されていてもよいし、第２機構部（25）の可動側鏡板部（55a,56a）の背面側だけに中間圧背圧室（95）が形成されていてもよい。

また、上記実施形態１について、機構部（24,25）の一方、又は機構部（24,25）の両方が、スクロール式の流体機械により構成されていてもよい。この場合、スクロール式の流体機械の可動スクロール（52,56）の背面側に中間圧背圧室（85,95）が形成される。

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、冷媒の二段圧縮を行う圧縮機、及びその圧縮機が設けられた冷凍装置について有用である。

参考形態に係る空調機の冷媒回路の配管系統図である。 参考形態に係る圧縮機の縦断面図である。 参考形態に係る第１機構部（第２機構部）の横断面図である。 参考形態（実施形態１）に係る押付機構の拡大断面図である。 実施形態１に係る空調機の冷媒回路の配管系統図である。 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機構部（第２機構部）の横断面図である。 実施形態２に係る圧縮機の縦断面図である。 実施形態２に係る第１機構部（第２機構部）の横断面図である。 実施形態２に係る押付機構の拡大断面図である。 その他の実施形態に係る空調機の冷媒回路の配管系統図である。

1 空調機
10 冷媒回路
20 圧縮機
40 ミドルプレート
79 中間接続通路
80 第１押付部
81 シールリング
85 中間圧背圧室
90 第２押付部
91 シールリング
95 中間圧背圧室

Claims (5)

1. 低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）とを形成して低段側の圧縮室（61,62）で圧縮した冷媒を高段側の圧縮室（63,64）で更に圧縮する圧縮機構（30）を備え、
   冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に対して、該冷媒回路（10）の中間圧冷媒を上記低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）との間に注入するための中間インジェクション通路（18）を接続した状態で設けられる圧縮機であって、
   上記圧縮機構（30）は、上記圧縮室（61〜64）に面する固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた固定部材（51,52,55,56）と、該圧縮室（61〜64）を挟んで該固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に対面する可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた可動部材（51,52,55,56）とを備え、該可動部材（51,52,55,56）を偏心回転させて冷媒を圧縮するように構成され、
   更に、上記圧縮機構（30）は、上記可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面に臨んで形成されて上記低段側の圧縮室（61,62）の吐出側に連通する中間圧背圧室（85,95）を備え、該中間圧背圧室（85,95）の内圧を該可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に作用させて上記可動部材（51,52,55,56）を上記固定部材（51,52,55,56）に押し付けるように構成され、
   上記圧縮機構（30）は、それぞれが上記固定部材（51,52,55,56）及び上記可動部材（51,52,55,56）を有する第１機構部（24）及び第２機構部（25）を備え、
   上記圧縮機構（30）では、上記低段側の圧縮室（61,62）が上記第１機構部（24）だけに形成されて上記高段側の圧縮室（63,64）が上記第２機構部（25）だけに形成される一方、
   上記中間圧背圧室（85,95）は、上記第２機構部（25）の可動側鏡板部（55a,56a）の背面側に形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１において、
   上記中間圧背圧室（85,95）は、上記第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側にも形成されていることを特徴とする圧縮機。
3. 低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）とを形成して低段側の圧縮室（61,62）で圧縮した冷媒を高段側の圧縮室（63,64）で更に圧縮する圧縮機構（30）を備え、
   冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）に対して、該冷媒回路（10）の中間圧冷媒を上記低段側の圧縮室（61,62）と高段側の圧縮室（63,64）との間に注入するための中間インジェクション通路（18）を接続した状態で設けられる圧縮機であって、
   上記圧縮機構（30）は、上記圧縮室（61〜64）に面する固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた固定部材（51,52,55,56）と、該圧縮室（61〜64）を挟んで該固定側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に対面する可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）が基端側に設けられた可動部材（51,52,55,56）とを備え、該可動部材（51,52,55,56）を偏心回転させて冷媒を圧縮するように構成され、
   更に、上記圧縮機構（30）は、上記可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）の背面に臨んで形成されて上記低段側の圧縮室（61,62）の吐出側に連通する中間圧背圧室（85,95）を備え、該中間圧背圧室（85,95）の内圧を該可動側鏡板部（51a,52a,55a,56a）に作用させて上記可動部材（51,52,55,56）を上記固定部材（51,52,55,56）に押し付けるように構成され、
   上記圧縮機構（30）は、それぞれが上記固定部材（51,52,55,56）及び上記可動部材（51,52,55,56）を有する第１機構部（24）及び第２機構部（25）を備え、
   上記圧縮機構（30）では、上記低段側の圧縮室（61,62）が上記第１機構部（24）だけに形成されて上記高段側の圧縮室（63,64）が上記第２機構部（25）だけに形成される一方、
   上記中間圧背圧室（85,95）は、上記第１機構部（24）の可動側鏡板部（51a,52a）の背面側に形成されていることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
   上記圧縮機構（30）によって二酸化炭素冷媒を圧縮するように構成されていることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１乃至４の何れか１つの圧縮機（20）が設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備え、
   上記冷媒回路（10）には、上記圧縮機（20）の高段側の圧縮室（63,64）へ中間圧冷媒を導入するための中間インジェクション通路（18）と、該中間インジェクション通路（18）を開閉する開閉機構（16）とが設けられていることを特徴とする冷凍装置。

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