WO2013001816A1

WO2013001816A1 - 冷凍装置の室外機

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Publication number: WO2013001816A1
Application number: PCT/JP2012/004185
Authority: WO
Inventors: 岡本　哲也; 古庄　和宏; 国忠楊; 岩田　育弘; 宏和藤野; 俊吉岡
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-01-03
Also published as: AU2012277182B2; EP2728270B1; TR201907629T4; JP5257491B2; EP2728270A1; EP2728270A4; ES2727860T3; CN103635752A; JP2013015228A; US20140102131A1; CN103635752B

Abstract

室外ユニット（3）は、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）と室外熱交換器（44）が室外ケーシング（121）の吸込口（123）に沿って起立した状態で設置されると共に、室外熱交換器（44）が第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）よりも上方に配置されている。

Description

冷凍装置の室外機

　　本発明は、冷凍装置の室外機に関し、特に、多段圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に係るものである。

　　従来より、超臨界域で作動する冷媒を使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の１つとして、特許文献１に示されるような、二酸化炭素を冷媒として使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を中間冷却器で冷却してから後段側の圧縮要素へ吸入させることで、後段側の圧縮要素から吐出される冷媒の温度を低くして、室外熱交換器における放熱ロスを小さくしている。

　　また、特許文献１に示す空気調和装置では、図２０に示すように、中間冷却器（a）と熱源側熱交換器（b）とが熱源ユニット（c）に収容されている。熱源ユニット（c）では、その側面に中間冷却器（a）と熱源側熱交換器（b）が配置されている。そして、中間冷却器（a）は、熱源側熱交換器（b）の上方に配置されている。また、中間冷却器（a）の上方に熱源側ファンが設けられている。

特開２００９－１５０６４１号公報

　　ところで、上記特許文献１に示された側方から空気を吸い込んで上方に向かって空気を吹き出す、いわゆる上吹きタイプに構成された熱源ユニット（c）では、図２１に示すように、下方よりも上方のほうが空気の流速が速くなるため、上方に配置される中間冷却器（a）の熱交換能力が高くなる。このため、熱源ユニット（c）において、中間冷却器（a）を上方に配置することで小型化を図ることができる。

　　ここで、中間冷却器（a）を流れる冷媒圧力は、熱源側熱交換器（b）を流れる冷媒圧力よりも低いため、中間冷却器（a）を流れる冷媒密度は、熱源側熱交換器（b）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、中間冷却器（a）と熱源側熱交換器（b）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、中間冷却器（a）における冷媒の体積流量は、熱源側熱交換器（b）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。中間冷却器（a）と熱源側熱交換器（b）の冷媒パスの数が同等程度であっても、中間冷却器（a）を流れる冷媒流速は、熱源側熱交換器（b）の冷媒流速よりも大きくなるため、中間冷却器（a）における冷媒の圧力損失は、熱源側熱交換器（b）よりも大きくなる。

　　これにより、上述したように、中間冷却器（a）を小型化して冷媒パスの数が減ると、中間冷却器（a）の冷媒の圧力損失が大きくなってしまうという問題があった。その一方、冷媒の圧力損失の増大を抑えることを目的として、中間冷却器（a）を大型化すると、熱源ユニット（c）が大型化してしまうという問題があった。

　　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、中間冷却器の冷媒の圧力損失の増大を抑えつつ、熱源ユニットの大型化を抑えることを目的とする。

　　本発明は、冷凍装置の室外機において、室外熱交換部（44,162）を中間熱交換部（41,42,43,161）よりも上方に配置するようにしたものである。

　　第１の発明は、互いに直列に接続された複数の圧縮機構（21～24,151,152）を有し、低段側の圧縮機構（21,22,23,151）が吐出した冷媒を高段側の圧縮機構（22,23,24,152）が吸入して圧縮する複数段圧縮部（20,150）と、隣り合う二つの上記圧縮機構（21,22,23,24,151,152）の間に設けられて低段側の圧縮機構（21,22,23,151）から高段側の圧縮機構（22,23,24,152）へ向かう冷媒を室外空気と熱交換させて冷却する中間熱交換部（41,42,43,161）と、最も高段側の圧縮機構（24,152）から吐出された冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換部（44,162）と、側面に空気の吸入口（123,164）が、上面に空気の吹出口（124,165）がそれぞれ形成され、上記圧縮機構（21～24,151,152）、中間熱交換部（41,42,43,161）および室外熱交換部（44,162）を収容するケーシング（121,163）とを備える冷凍装置の室外機であって、上記中間熱交換部（41,42,43,161）と上記室外熱交換部（44,162）が上記ケーシング（121,163）の吸入口（123,164）に沿って起立した状態で設置されると共に、上記室外熱交換部（44,162）が上記中間熱交換部（41,42,43,161）よりも上方に配置されている。

　　上記第１の発明では、複数段圧縮部（20,150）は、低段側の圧縮機構（21,22,23,151）が吐出した冷媒を高段側の圧縮機構（22,23,24,152）が吸入して圧縮する。中間熱交換部（41,42,43,161）は、複数の圧縮機構（21～24,151,152）のうち、隣り合う二つの圧縮機構（21,22,23,24,151,152）の間に設けられている。そして、中間熱交換部（41,42,43,161）は、低段側の圧縮機構（21,22,23,151）から高段側の圧縮機構（22,23,24,152）へ向かう冷媒を室外空気と熱交換させて冷却する。室外熱交換部（44,162）は、最も高段側の圧縮機構（24,152）から吐出された冷媒を室外空気と熱交換させる。

　　ケーシング（121,163）は、その側面に空気の吸入口（123,164）が形成され、その上面に空気の吹出口（124,165）がそれぞれ形成されている。そして、ケーシング（121,163）は、圧縮機構（21～24,151,152）、中間熱交換部（41,42,43,161）および室外熱交換部（44,162）を内部に収容している。また、ケーシング（121,163）の内部では、吸入口（123,164）に沿って起立した状態で室外熱交換部（44,162）と中間熱交換部（41,42,43,161）が設置され、室外熱交換部（44,162）が中間熱交換部（41,42,43,161）よりも上方に配置されている。

　　吸入口（123,164）からケーシング（121,163）の内部に取り込まれた空気は、中間熱交換部（41,42,43,161）および室外熱交換部（44,162）において熱交換されてケーシング（121,163）の上方に流れて吹出口（124,165）から吹き出される。

　　ここで、本発明の室外機は、側面の吸入口（123,164）から空気を吸い込んで吹出口（124,165）から上方に向かって空気を吹き出す、いわゆる上吹きタイプに構成されているため、吸入口（123,164）の下方よりも上方のほうが空気の流速が速くなる。中間熱交換部（41,42,43,161）を流れる冷媒圧力は、室外熱交換部（44,162）を流れる冷媒圧力よりも低いため、中間熱交換部（41,42,43,161）を流れる冷媒密度は、室外熱交換部（44,162）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、中間熱交換部（41,42,43,161）と室外熱交換部（44,162）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、中間熱交換部（41,42,43,161）における冷媒の体積流量は、室外熱交換部（44,162）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。中間熱交換部（41,42,43,161）と室外熱交換部（44,162）の冷媒パスの数が同等程度であっても、中間熱交換部（41,42,43,161）を流れる冷媒流速は、室外熱交換部（44,162）の冷媒流速よりも大きくなるため、中間熱交換部（41,42,43,161）における冷媒の圧力損失は、室外熱交換部（44,162）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　ケーシング（121,163）内における空気流速の大きい上方に配置した室外熱交換部（44,162）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、ケーシング（121,163）内における空気の流速の小さい下方に配置した中間熱交換部（41,42,43,161）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、中間熱交換部（41,42,43,161）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、室外熱交換部（44,162）および中間熱交換部（41,42,43,161）の大型化によって室外機が大型化することはない。

　　また、中間熱交換部（41,42,43,161）を大型化すると、中間熱交換部（41,42,43,161）の冷媒パス数が増える。このため、中間熱交換部（41,42,43,161）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。中間熱交換部（41,42,43,161）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、室外熱交換部（44,162）が小型化すると、室外熱交換部（44,162）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、室外熱交換部（44,162）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、室外熱交換部（44,162）を中間熱交換部（41,42,43,161）の上方に配置した場合は、室外機の大型化を抑えつつ、中間熱交換部（41,42,43,161）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　第２の発明は、上記第１の発明において、上記複数段圧縮部（20）は、三つ以上の圧縮機構（21～24）を有する一方、最も高段側の中間熱交換部（43）は、他の中間熱交換部（41,42）よりも上方、且つ上記室外熱交換部（44）よりも下方に配置されている。

　　上記第２の発明では、複数段圧縮部（20）は、三つ以上の圧縮機構（21～24）を有し、低段側の圧縮機構（21,22,23）が吐出した冷媒を高段側の圧縮機構（22,23,24）が吸入して圧縮している。このため、中間熱交換部（41,42,43）は、複数設けられ、最も高段側の中間熱交換部（43）は、他の中間熱交換部（41,42）よりも上方に配置されている。また、最も高段側の中間熱交換部（43）は、室外熱交換部（44）よりも下方に配置されている。

　　最も高段側の中間熱交換部（43）を流れる冷媒圧力は、他の中間熱交換部（41,42）を流れる冷媒圧力よりも高いため、他の中間熱交換部（41,42）を流れる冷媒密度は、最も高段側の中間熱交換部（43）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、他の中間熱交換部（41,42）と最も高段側の中間熱交換部（43）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、他の中間熱交換部（41,42）における冷媒の体積流量は、最も高段側の中間熱交換部（43）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。他の中間熱交換部（41,42）と最も高段側の中間熱交換部（43）の冷媒パスの数が同等程度であっても、他の中間熱交換部（41,42）を流れる冷媒流速は、最も高段側の中間熱交換部（43）の冷媒流速よりも大きくなるため、他の中間熱交換部（41,42）における冷媒の圧力損失は、最も高段側の中間熱交換部（43）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　ケーシング（121）内における空気流速の大きい上方に配置した高段側の中間熱交換部（43）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、ケーシング（121）内における空気の流速の小さい下方に配置した他の中間熱交換部（41,42）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、他の中間熱交換部（41,42）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、高段側の中間熱交換部（43）および他の中間熱交換部（41,42）の大型化によって室外機が大型化することはない。

　　また、他の中間熱交換部（41,42）を大型化すると、他の中間熱交換部（41,42）の冷媒パス数が増える。このため、他の中間熱交換部（41,42）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。他の中間熱交換部（41,42）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、高段側の中間熱交換部（43）が小型化すると、高段側の中間熱交換部（43）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、高段側の中間熱交換部（43）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、高段側の中間熱交換部（43）を他の中間熱交換部（41,42）の上方に配置した場合は、室外機の大型化を抑えつつ、他の中間熱交換部（41,42）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　第３の発明は、上記第２の発明において、複数の上記中間熱交換部（41,42,43）は、流入する冷媒の圧力が高いものほど上方に配置されている。

　　第３の発明では、複数の上記中間熱交換部（41,42,43）は、流入する冷媒の圧力が高いものほど上方に配置されている。

　　流入する冷媒圧力が高い中間熱交換部（42）は、その冷媒密度が、流入する冷媒圧力が低い中間熱交換部（41）の冷媒密度よりも高くなる。このため、低圧側の中間熱交換部（41）と高圧側の中間熱交換部（42）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、低圧側の中間熱交換部（41）における冷媒の体積流量は、高圧側の中間熱交換部（42）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。低圧側の中間熱交換部（41）と高圧側の中間熱交換部（42）の冷媒パスの数が同等程度であっても、低圧側の中間熱交換部（41）を流れる冷媒流速は、高圧側の中間熱交換部（42）の冷媒流速よりも大きくなるため、低圧側の中間熱交換部（41）における冷媒の圧力損失は、高圧側の中間熱交換部（42）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　ケーシング（121）内における空気流速の大きい上方に配置した高圧側の中間熱交換部（42）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、ケーシング（121）内における空気の流速の小さい下方に配置した低圧側の中間熱交換部（41）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、低圧側の中間熱交換部（41）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、高圧側の中間熱交換部（42）および低圧側の中間熱交換部（41）の大型化によって室外機が大型化することはない。

　　また、低圧側の中間熱交換部（41）を大型化すると、低圧側の中間熱交換部（41）の冷媒パス数が増える。このため、低圧側の中間熱交換部（41）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。低圧側の中間熱交換部（41）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、高圧側の中間熱交換部（42）が小型化すると、高圧側の中間熱交換部（42）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、高圧側の中間熱交換部（42）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、高圧側の中間熱交換部（42）を低圧側の中間熱交換部（41）の上方に配置した場合は、室外機の大型化を抑えつつ、低圧側の中間熱交換部（41）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　第４の発明は、上記第１～第３の発明の何れか１つにおいて、上記中間熱交換部（41,42,43,161）は、側面が対向するように上下に配列され、内部に管長さ方向に沿って延びる複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、隣り合う上記扁平管（231）の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン（235,235）とを備えている。

　　上記第４の発明では、扁平管（231）とフィン（235,235）とが複数ずつ設けられる。上下に並んだ扁平管（231）の間には、フィン（235,235）が配置される。中間熱交換部（41,42,43,161）では、上下に並んだ扁平管（231）の間を空気が通過し、この空気が扁平管（231）内の流体通路（232）を流れる流体と熱交換する。

　　中間熱交換部（41,42,43,161）では、通風抵抗が小さくなるため、流れる空気の流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）が向上する。扁平管（231）は、従来の伝熱管と比較して管径が小さくなるため、管内流速が増加する。このため、流体通路（232）を通過する冷媒の圧力損失が大きくなる。

　　しかしながら、ケーシング（121,163）内における空気の流速の小さい下方に配置した中間熱交換部（41,42,43,161）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、中間熱交換部（41,42,43,161）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。大きくなると中間熱交換部（41,42,43,161）の流体通路（232）の数が増えるため、中間熱交換部（41,42,43,161）では、各流体通路（232）における冷媒の流速が低下し、各流体通路（232）を通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。

　　したがって、扁平管（231）による管径の小径化によっても冷媒の圧力損失の増加は比較的小さくなる。

　　第５の発明は、上記第４の発明において、上記室外熱交換部（44,162）は、側面が対向するように上下に配列され、内部に管長さ方向に沿って延びる複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、隣り合う上記扁平管（231）の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン（235,235）とを備えている。

　　上記第５の発明では、扁平管（231）とフィン（235,235）とが複数ずつ設けられる。上下に並んだ扁平管（231）の間には、フィン（235,235）が配置される。室外熱交換部（44,162）では、上下に並んだ扁平管（231）の間を空気が通過し、この空気が扁平管（23144,162）内の流体通路（232）を流れる流体と熱交換する。

　　室外熱交換部（44,162）では、通風抵抗が小さくなるため、流れる空気の流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）が向上する。扁平管（231）は、従来の伝熱管と比較して管径が小さくなるため、管内流速が増加する。このため、流体通路（232）を通過する冷媒の圧力損失が大きくなる。

　　しかし、室外熱交換部（44,162）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、扁平管（231）で管径を小径化して流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　上記第１の発明によれば、室外熱交換部（44,162）をケーシング（121,163）内において空気流速の大きい上方に配置したため、室外熱交換部（44,162）の熱交換性能を高めることができる。また、冷媒流速の小さい室外熱交換部（44,162）をケーシング（121,163）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、室外熱交換部（44,162）を小型化することができる。

　　一方、中間熱交換部（41,42,43,161）をケーシング（121,163）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒パスの数を増やすことで、中間熱交換部（41,42,43,161）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い室外熱交換部（44,162）を上方に配置して小型化することで、室外機のサイズアップを抑えつつ、中間熱交換部（41,42,43,161）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　上記第２の発明によれば、最も高段側の中間熱交換部（43）をケーシング（121）内において空気流速の高い上方に配置したため、最も高段側の中間熱交換部（43）の熱交換性能を向上させることができる。また、冷媒流速の小さい最も高段側の中間熱交換部（43）をケーシング（121）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、最も高段側の中間熱交換部（43）を小型化することができる。

　　一方、冷媒流速の大きい他の中間熱交換部（41,42）をケーシング（121）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒パスの数を増やすことで他の中間熱交換部（41,42）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い最も高段側の中間熱交換部（43）を上方に配置して小型化することで、室外機のサイズアップを抑えつつ、他の中間熱交換部（41,42）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　上記第３の発明によれば、高圧側の中間熱交換部（42）をケーシング（121）内において空気流速の高い上方に配置したため、高圧側の中間熱交換部（42）の熱交換性能を向上させることができる。また、冷媒流速の小さい高圧側の中間熱交換部（42）をケーシング（121）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、高圧側の中間熱交換部（42）を小型化することができる。

　　一方、冷媒流速の大きい低圧側の中間熱交換部（41）をケーシング（121）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒のパス数を増やすことで低圧側の中間熱交換部（41）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い高圧側の中間熱交換部（42）を上方に配置して小型化することで、室外機のサイズアップを抑えつつ、低圧側の中間熱交換部（41）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　上記第４の発明によれば、複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、複数のフィン（235,235）とを備えたため、通風抵抗を小さくすることができる。このため、通風路を流れる空気流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。

　　上記第５の発明によれば、複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、複数のフィン（235,235）とを備えたため、通風抵抗を小さくすることができる。このため、通風路を流れる空気流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。

本実施形態１に係る冷媒回路の冷房運転を示す配管系統図である。本実施形態１に係る冷媒回路のモリエル線図である。本実施形態１に係る室外ユニットを示す図である。本実施形態１に係る室外ユニットの模式的な平面図である。図４におけるＶ－Ｖ断面図である。本実施形態１に係る室外ケーシング内の空気の流速分布を示す図である。本実施形態１に係る冷媒回路の暖房運転を示す配管系統図である。本実施形態２に係る冷媒回路の冷房運転を示す配管系統図である。本実施形態２に係る冷媒回路のモリエル線図である。本実施形態３に係る冷媒回路の冷房運転を示す配管系統図である。本実施形態３に係る冷媒回路のモリエル線図である。本実施形態３に係る室外ユニットを示す図である。本実施形態３に係る冷媒回路の暖房運転を示す配管系統図である。本実施形態３の変形例に係る室外ユニットを示す模式図である。本実施形態３の変形例に係る熱交換器の扁平管及びフィンの拡大図である。その他の実施形態に係る室外ユニットを示す模式図である。その他の実施形態に係る熱交換器の扁平管及びフィンの拡大図である。参考例に係る室外ユニットの構成を示す模式図であって、（Ａ）は室外熱交換ユニットの配置例を示し、（Ｂ）は室外熱交換ユニットに対応する風速分布を示すものである。参考例に係る室外熱交換ユニットの断面図である。従来例に係る室外ユニットを示す図である。従来例に係る室外ユニットの構成を示す模式図であって、（Ａ）は室外熱交換ユニットの配置例を示し、（Ｂ）は室外熱交換ユニットに対応する風速分布を示すものである。

　　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〉
　　－空気調和装置の冷媒回路－
　　図１に示すように、本実施形態１に係る空気調和装置（1）について説明する。この空気調和装置（1）は、冷媒の流れを可逆に切換可能に構成された冷媒回路（10）を備え、冷暖に切換可能に構成されている。この空気調和装置（1）は、屋外に設置された室外ユニット（3）と屋内に設置された室内ユニット（2）とを備えている。上述した空気調和装置（1）の冷媒回路（10）は、室外ユニット（3）が有する室外回路（11）と室内ユニット（2）が有する室内回路（12）とがガス側連絡配管（13）及び液側連絡配管（14）で接続されてなる。この冷媒回路（10）には二酸化炭素（以下、冷媒という。）が封入され、この冷媒が冷媒回路（10）を循環することにより、多段圧縮式の超臨界冷凍サイクルを行うことが可能に構成されている。

　　　〈室外回路〉
　　上記室外回路（11）には、図１に示すように、四段圧縮機（20）と、室外熱交換ユニット（40）と、第１から第４の四路切換弁（93,94,95,96）と、第１から第３の過冷却熱交換器（100,101,102）と、第１から第５の膨張弁（80～84）と、膨張機（87）と、気液分離器（88）とが接続されている。上記室外熱交換ユニット（40）は、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）と、室外熱交換器（44）とを備えている。

　　尚、上記室外熱交換器（44）は、本発明に係る室外熱交換部を構成し、第１～第３の中間熱交換器（41,42,43）は、本発明に係る中間熱交換部を構成している。また、第１および第２の中間熱交換器（41,42）は、本発明に係る他の中間熱交換部を構成し、第３の中間熱交換器（43）は、本発明に係る最も高段側の中間熱交換部を構成している。

　　また、上記構成要素の他に、４つの油分離器（89,90,91,92）、分流器（18）、キャピラリチューブ（15）、ブリッジ回路（17）、および逆止弁（CV1～CV13）が接続されている。

　　本実施形態１では、第１から第４の四路切換弁（93,94,95,96）を切り換えることにより、上記冷媒回路（10）を冷房運転又は暖房運転に切り換える。

　　上記四段圧縮機（20）は、第１から第４の圧縮部（21,22,23,24）を備え、本発明に係る複数段圧縮部を構成している。第１から第４の圧縮部（21,22,23,24）の吐出側に第１から第４の吐出管（25,26,27,28）が接続され、第１から第４の圧縮部（21,22,23,24）の吸入側に第１から第４の吸入管（29,30,31,32）が接続されている。各圧縮部（21,22,23,24）では、各吸入管（29,30,31,32）を通じて吸入されたガス冷媒を所定の圧力まで圧縮し、この冷媒を各吐出管（25,26,27,28）から吐出する。

　　上記第１の四路切換弁（93）は、その第１ポートが第１の圧縮部（21）の第１吐出管（25）に接続され、その第２ポートが合流管（67）の一端側に接続され、その第３ポートが第１の中間熱交換器（41）の一端側に接続され、その第４ポートが第２の圧縮部（22）の第２吸入管（30）に接続されている。この第１の四路切換弁（93）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　上記第２の四路切換弁（94）は、その第１ポートが第２の圧縮部（22）の第２吐出管（26）に接続され、その第２ポートが合流管（67）の途中に接続され、その第３ポートが第２の中間熱交換器（42）の一端側に接続され、その第４ポートが第３の圧縮部（23）の第３吸入管（31）に接続されている。この第２の四路切換弁（94）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　上記第３の四路切換弁（95）は、その第１ポートが第３の圧縮部（23）の第３吐出管（27）に接続され、その第２ポートが合流管（67）の途中に接続され、その第３ポートが第３の中間熱交換器（43）の一端側に接続され、その第４ポートが第４の圧縮部（24）の第４吸入管（32）に接続されている。この第３の四路切換弁（95）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　上記第４の四路切換弁（96）は、その第１ポートが第４の圧縮部（24）の第４吐出管（28）に接続され、その第２ポートが連絡管（66）の一端側に接続され、その第３ポートが室外熱交換器（44）の一端側に接続され、その第４ポートがガス側連絡配管（13）に接続されている。この第４の四路切換弁（96）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　ここで、第２から第４の吸入管（30,31,32）の途中には逆止弁（CV1,CV2,CV3）が接続されている。各逆止弁（CV1,CV2,CV3）は、第１から第３の四路切換弁（93,94,95）から上記四段圧縮機（20）へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　また、第１から第４の吐出管（25,26,27,28）の途中には、それぞれ油分離器（89,90,91,92）が接続されている。この油分離器（89,90,91,92）は、該吐出管（25,26,27,28）を流れる冷媒に含まれる潤滑油を該冷媒から分離するためのものである。この油分離器（89,90,91,92）には、該油分離器（89,90,91,92）内で分離した潤滑油を該油分離器（89,90,91,92）の外部へ流出させる油流出管（16,16,16,16）が接続されている。

　　具体的に、上記第１吐出管（25）に係る第１油分離器（89）の油流出管（16）は上記第２吸入管（30）に接続されている。上記第２吐出管（26）に係る第２油分離器（90）の油流出管（16）は上記第３吸入管（31）に接続されている。上記第３吐出管（27）に係る第３油分離器（91）の油流出管（16）は上記第４吸入管（32）に接続されている。上記第４吐出管（28）に係る第４油分離器（92）の油流出管（16）は上記第１吸入管（29）に接続されている。尚、各油流出管（16,16,16,16）の途中には、それぞれにキャピラリチューブ（15）が接続されている。

　　上記第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）および室外熱交換器（44）はフィン・アンド・チューブ型の熱交換器に構成されている。これらの熱交換器（41,42,43,44）は、その近傍に室外ファン（122）が設けられ、該室外ファン（122）によって送られた屋外の空気と各熱交換器（41,42,43,44）の伝熱管（52）を流れる冷媒との間で熱交換が行われるように構成されている。尚、各熱交換器（41,42,43,44）の詳細な構造は、後述する。

　　ここで、上記第１の中間熱交換器（41）の一端が上記第１の四路切換弁（93）の第３ポートに接続され、上記第２の中間熱交換器（42）の一端が上記第２の四路切換弁（94）の第３ポートに接続され、上記第３の中間熱交換器（43）の一端が上記第３の四路切換弁（95）の第３ポートに接続され、上記室外熱交換器（44）の一端が上記第４の四路切換弁（96）の第３ポートにそれぞれ接続されている。一方、上記第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の他端は第１から第３の冷媒配管（70,71,72）に接続され、室外熱交換器（44）の他端は、第４冷媒配管（73）に接続されている。

　　上記第４冷媒配管（73）の他端は分岐して一方が上記ブリッジ回路（17）に接続されて他方が上記分流器（18）の第４流出ポート（P4）に接続されている。尚、上記第４冷媒配管（73）の分岐部と上記分流器の第４流出ポート（P4）との間には逆止弁（CV7）およびキャピラリチューブ（15）が設けられている。この逆止弁（CV7）は、上記分流器（18）から上記第４冷媒配管（73）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記第３冷媒配管（72）の他端は分岐して一方が上記第４吸入管（32）の途中（逆止弁（CV3）と第４の圧縮部（24）との間）に接続されて他方が上記分流器（18）の第３流出ポート（P3）に接続されている。尚、上記第３冷媒配管（72）の分岐部と上記分流器（18）の第３流出ポート（P3）との間には逆止弁（CV6）およびキャピラリチューブ（15）が設けられている。この逆止弁（CV6）は、上記分流器（18）から上記第３冷媒配管（72）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。また、上記第３冷媒配管（72）の分岐部と上記第４吸入管（32）の接続部との間に逆止弁（CV10）が設けられている。この逆止弁（CV10）は、上記第３冷媒配管（72）の分岐部から上記第４吸入管（32）の接続部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記第２冷媒配管（71）の他端は分岐して一方が上記第３吸入管（31）の途中（逆止弁（CV2）と第３の圧縮部（23）との間）に接続されて他方が上記分流器（18）の第２流出ポート（P2）に接続されている。また、上記第２冷媒配管（71）の分岐部と上記分流器（18）の第２流出ポート（P2）との間には逆止弁（CV5）およびキャピラリチューブ（15）が設けられている。この逆止弁（CV5）は、上記分流器（18）から上記第２冷媒配管（71）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。また、上記第２冷媒配管（71）の分岐部と上記第３吸入管（31）の接続部との間に逆止弁（CV9）が設けられている。この逆止弁（CV9）は、上記第２冷媒配管（71）の分岐部から上記第３吸入管（31）の接続部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記第１冷媒配管（70）の他端は分岐して一方が上記第２吸入管（30）の途中（逆止弁（CV1）と第２の圧縮部（22）との間）に接続されて他方が上記分流器（18）の第１流出ポート（P1）に接続されている。また、上記第１冷媒配管（70）の分岐部と上記分流器（18）の第１流出ポート（P1）との間には逆止弁（CV4）およびキャピラリチューブ（15）が設けられている。この逆止弁（CV4）は、上記分流器（18）から上記第１冷媒配管（70）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。また、上記第１冷媒配管（70）の分岐部と上記第２吸入管（30）の接続部との間に逆止弁（CV8）が設けられている。この逆止弁（CV8）は、上記第１冷媒配管（70）の分岐部から上記第２吸入管（30）の接続部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記ブリッジ回路（17）は、逆止弁（CV11,CV12,CV13）および第５膨張弁（84）をブリッジ状に接続した回路である。ブリッジ回路（17）では、逆止弁（CV13）の流入側及び第５膨張弁（84）の他端側に位置する接続端が、第１流出管（61）に接続され、逆止弁（CV13）の流出側及び逆止弁（CV12）の流入側に位置する接続端が、液側連絡配管（14）に接続されている。尚、液側連絡配管（14）と、第１の室内熱交換器（110）とを繋ぐ冷媒配管には、開度可変の第１室内膨張弁（85）が設けられている。また、液側連絡配管（14）と、第２の室内熱交換器（111）とを繋ぐ冷媒配管には、開度可変の第２室内膨張弁（86）が設けられている。逆止弁（CV12）の流出側及び逆止弁（CV11）の流出側に位置する接続端が、流入管（60）に接続されている。また、第５膨張弁（84）の一端側には分流器（18）が接続され、逆止弁（CV11）の流入端は、第４冷媒配管（73）に接続されている。

　　上記流入管（60）は、その途中に、第１の過冷却熱交換器（100）と、第２の過冷却熱交換器（101）と、膨張機（87）と、気液分離器（88）と、第３の過冷却熱交換器（102）とが順に接続されている。

　　上記第１の過冷却熱交換器（100）は、高圧側流路（100a）と低圧側流路（100b）とを備えている。第１の過冷却熱交換器（100）は、高圧側流路（100a）および低圧側流路（100b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（100a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（100a）の流入端には、流入管（60）が接続され、低圧側流路（100b）の流入端には、過冷却用の通路として第１分岐管（62）が接続されている。この第１分岐管（62）には、過冷却用の第２膨張弁（81）が設けられている。この第２膨張弁（81）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（100b）の流出端には、インジェクション管（106）の一端が接続されている。

　　上記インジェクション管（106）は、一端が第１の過冷却熱交換器（100）の低圧側流路（100b）に接続され、他端が第２冷媒配管（71）に接続されている。尚、インジェクション管（106）の他端は、第２冷媒配管（71）における逆止弁（CV9）の流出側に接続されている。

　　上記第２の過冷却熱交換器（101）は、高圧側流路（101a）と低圧側流路（101b）とを備えている。第２の過冷却熱交換器（101）では、高圧側流路（101a）および低圧側流路（101b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（101a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（101a）の流入端には、流入管（60）が接続されている。また、低圧側流路（101b）は、その流入端に連絡管（66）の他端側が接続され、その流出端に第１吸入管（29）が接続されている。

　　上記連絡管（66）は、その一端側が第４の四路切換弁（96）の第２ポートに接続され、その他端側が第２の過冷却熱交換器（101）の低圧側流路（101b）の流入端に接続されている。また、連絡管（66）の途中には、合流管（67）の他端が接続されている。

　　上記合流管（67）は、その一端側が第１の四路切換弁（93）の第２ポートに接続され、その他端側が連絡管（66）の途中に接続されている。また、合流管（67）の途中には、第２の四路切換弁（94）の第２ポートと第３の四路切換弁（95）の第２ポートと連通する配管が接続されている。

　　上記膨張機（87）は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシングを備え、流入管（60）における第２の過冷却熱交換器（101）と気液分離器（88）との間に設けられている。膨張機ケーシングの内部には、冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構が設けられている。膨張機（87）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。膨張機（87）は、流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を再び流入管（60）へ送り出すように構成されている。

　　上記流入管（60）には、上記膨張機（87）をバイパスするバイパス管（64）が設けられている。バイパス管（64）は、その一端側が膨張機（87）の流入側に接続され、その他端側が膨張機（87）の流出側に接続されて膨張機（87）をバイパスしている。このバイパス管（64）には、第１膨張弁（80）が設けられている。この第１膨張弁（80）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記気液分離器（88）は、縦長で円筒状の密閉容器により構成されている。気液分離器（88）には、流入管（60）と第１流出管（61）と第２流出管（65）とが接続されている。流入管（60）は、気液分離器（88）の内部空間の上方に開口している。第１流出管（61）は、気液分離器（88）の内部空間の下方に開口している。第２流出管（65）は、気液分離器（88）の内部空間の上方に開口している。気液分離器（88）では、流入管（60）から流入した冷媒が飽和液と飽和ガスとに分離され、飽和液が第１流出管（61）から流出し、飽和ガスが第２流出管（65）から流出する。

　　上記第２流出管（65）は、その一端側が気液分離器（88）に接続され、その他端側が戻り管（68）の途中に接続されている。この第２流出管（65）には、第４膨張弁（83）が設けられている。この第４膨張弁（83）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記第１流出管（61）は、その途中に、第３の過冷却熱交換器（102）が接続されている。この第３の過冷却熱交換器（102）は、高圧側流路（102a）と低圧側流路（102b）とを備えている。第３の過冷却熱交換器（102）は、高圧側流路（102a）および低圧側流路（102b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（102a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（102a）は、その流入端に気液分離器（88）の流出側が接続され、その流出端にブリッジ回路（17）が接続されている。また、低圧側流路（102b）の流入端には、過冷却用の通路として第２分岐管（63）が接続され、低圧側流路（102b）の流出端には、戻り管（68）の他端側が接続されている。

　　上記第２分岐管（63）は、その一端側が第１流出管（61）における気液分離器（88）と第３の過冷却熱交換器（102）との間に接続され、その他端側が第３の過冷却熱交換器（102）の低圧側流路（102b）の流入端に接続されている。この第２分岐管（63）には、第３膨張弁（82）が設けられている。この第３膨張弁（82）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記戻り管（68）は、その一端が連絡管（66）の他端と接続され、その他端が第３の過冷却熱交換器（102）の低圧側流路（102b）の流出端に接続され、その途中に第２流出管（65）が接続されている。

　　　〈室内回路〉
　　室内回路（12）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第１室内膨張弁（85）および第１の室内熱交換器（110）と第２室内膨張弁（86）および第２の室内熱交換器（111）とが並列に設けられている。各室内膨張弁（85,86）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。また、各室内熱交換器（110,111）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（110,111）の近傍には、図示はしないが、各室内熱交換器（110,111）に室内空気を送る室内ファンがそれぞれに設けられている。そして、各室内熱交換器（110,111）では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。

　　　〈室外ユニットの構成〉
　　図３～図５に示すように、室外ユニット（3）は、本発明に係るケーシングを構成する室外ケーシング（121）を備えている。室外ケーシング（121）は、縦長の矩形状の箱体に形成され、正面の下方に空気の吸込口（123）が形成される一方、上面に空気の吹出口（124）が形成されている。尚、この吸込口（123）は、本発明に係る吸入口を構成している。室外ケーシング（121）の内部には、室外熱交換ユニット（40）を構成する室外熱交換器（44）と、第１の中間熱交換器（41）と、第２の中間熱交換器（42）と、第３の中間熱交換器（43）と、室外ファン（122）とが配置されている。各熱交換器（41,42,43,44）は、平面視で略コの字状に形成され、吸込口（123）に沿って起立して配置されている。

　　上記室外ファン（122）は、室外ケーシング（121）内に取り込んだ空気を各熱交換器（41,42,43,44）に送るためのファンであって、いわゆるシロッコファンに構成されている。室外ファン（122）は、室外ケーシング（121）内の各熱交換器（41,42,43,44）の上方に配置されている。そして、室外ファン（122）は、吸込口（123）から吸い込んだ空気を各熱交換器（41,42,43,44）に通過させた後、吹出口（124）から外部へ吹き出している。

　　図５に示すように、室外ケーシング（121）の内部では、下側から上側に向かって第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）、第３の中間熱交換器（43）および室外熱交換器（44）の順に重ねられて配置されている。尚、第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）とは互いを上下に入れ替えて設置してもよい。

　　上記第１の中間熱交換器（41）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。第１の中間熱交換器（41）は、それぞれが複数の伝熱管（52）および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群（50）と、伝熱フィン（51）とを備えている。

　　上記複数の伝熱管群（50）は、７つの伝熱管群（50）が上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群（50）は、複数の伝熱管（52）（図５では６本）が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、図５における左側（すなわち、風上側）に第１管列（53）、図５における中央に第２管列（54）、および図５における右側（すなわち、風下側）に第３管列（55）が構成されている。すなわち、各伝熱管群（50）は、各列に伝熱管（52）が２段になるように配置されている。

　　各伝熱管群（50）は、上記複数の伝熱管（52）のうち、第１管列（53）における上段の伝熱管（52）の一端（第１端）と、第３管列（55）における下段の伝熱管（52）の一端（第２端）とを除く伝熱管（52）の端部同士を上記Ｕ字管で接続することにより、上記第１端と上記第２端とを両端とする一本の冷媒パスが形成される。各伝熱管群（50）の第１管列（53）の第１端は、ヘッダを介して冷媒回路（10）の第１冷媒配管（70）に接続されている。また、各伝熱管群（50）の第３管列（55）の第２端は、第１の四路切換弁（93）の第３ポートと連通している。

　　上記各伝熱フィン（51）は、図５に示すように、略長方形状の薄板に形成されている。伝熱フィン（51）は、伝熱管群（50）の伸長方向に沿って所定間隔ごとに並べて配置されている。各伝熱フィン（51）には、伝熱管（52）が貫通するための複数の貫通孔が３列に形成され、該貫通孔に伝熱管（52）が貫通される。こうすることで、伝熱管（52）の周囲に伝熱フィン（51）が設けられ、伝熱面積が増えて熱伝達が促進される。

　　上記第２の中間熱交換器（42）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。第２の中間熱交換器（42）は、それぞれが複数の伝熱管（52）および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群（50）と、伝熱フィン（51）とを備えている。

　　上記複数の伝熱管群（50）は、７つの伝熱管群（50）が上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群（50）は、複数の伝熱管（52）（図５では６本）が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、図５における左側（すなわち、風上側）に第１管列（53）、図５における中央に第２管列（54）、および図５における右側（すなわち、風下側）に第３管列（55）が構成されている。すなわち、各伝熱管群（50）は、各列に伝熱管（52）が２段に配置されるように構成されている。

　　各伝熱管群（50）は、上記複数の伝熱管（52）のうち、第１管列（53）における上段の伝熱管（52）の一端（第１端）と、第３管列（55）における下段の伝熱管（52）の一端（第２端）とを除く伝熱管（52）の端部同士を上記Ｕ字管で接続することにより、上記第１端と上記第２端とを両端とする一本の冷媒パスが形成される。各伝熱管群（50）の第１管列（53）の第１端は、ヘッダを介して冷媒回路（10）の第２冷媒配管（71）に接続されている。また、各伝熱管群（50）の第３管列（55）の第２端は、第２の四路切換弁（94）の第３ポートと連通している。

　　上記第３の中間熱交換器（43）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。第３の中間熱交換器（43）は、それぞれが複数の伝熱管（52）および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群（50）と、伝熱フィン（51）とを備えている。

　　上記複数の伝熱管群（50）は、６つの伝熱管群（50）が上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群（50）は、複数の伝熱管（52）（図５では６本）が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、図５における左側（すなわち、風上側）に第１管列（53）、図５における中央に第２管列（54）、および図５における右側（すなわち、風下側）に第３管列（55）が構成されている。すなわち、各伝熱管群（50）は、各列に伝熱管（52）が２段に配置されるように構成されている。

　　各伝熱管群（50）は、上記複数の伝熱管（52）のうち、第１管列（53）における上段の伝熱管（52）の一端（第１端）と、第３管列（55）における下段の伝熱管（52）の一端（第２端）とを除く伝熱管（52）の端部同士を上記Ｕ字管で接続することにより、上記第１端と上記第２端とを両端とする一本の冷媒パスが形成される。各伝熱管群（50）の第１管列（53）の第１端は、ヘッダを介して冷媒回路（10）の第３冷媒配管（72）に接続されている。また、各伝熱管群（50）の第３管列（55）の第２端は、第３の四路切換弁（95）の第３ポートと連通している。

　　上記室外熱交換器（44）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。室外熱交換器（44）は、それぞれが複数の伝熱管（52）および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群（50）と、伝熱フィン（51）とを備えている。

　　上記複数の伝熱管群（50）は、８つの伝熱管群（50）が上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群（50）は、複数の伝熱管（52）（図５では６本）が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、図５における左側（すなわち、風上側）に第１管列（53）、図５における中央に第２管列（54）、および図５における右側（すなわち、風下側）に第３管列（55）が構成されている。すなわち、各伝熱管群（50）は、各列に伝熱管（52）が２段に配置されるように構成されている。

　　各伝熱管群（50）は、上記複数の伝熱管（52）のうち、第１管列（53）における上段の伝熱管（52）の一端（第１端）と、第３管列（55）における下段の伝熱管（52）の一端（第２端）とを除く伝熱管（52）の端部同士を上記Ｕ字管で接続することにより、上記第１端と上記第２端とを両端とする一本の冷媒パスが形成される。各伝熱管群（50）の第１管列（53）の第１端は、ヘッダを介して冷媒回路（10）の第４冷媒配管（73）に接続されている。また、各伝熱管群（50）の第３管列（55）の第２端は、第４の四路切換弁（96）の第３ポートと連通している。

　　　　－運転動作－
　　次に、空気調和装置（1）の運転動作について説明する。この空気調和装置（1）では、第１～第４の四路切換弁（93,94,95,96）を切り換えることにより、上記冷媒回路（10）を冷房運転又は暖房運転に切り換える。尚、図１および図２における１～２６は、冷媒の圧力状態を示すものである。

　　　　－冷房運転－
　　空気調和装置（1）の冷房運転について、図１および図２を参照しながら説明する。図１では、この冷房運転時の冷媒の流れを実線の矢印で示している。冷房運転では、室外熱交換器（44）が放熱器として動作し、各室内熱交換器（110,111）が蒸発器として動作することにより四段圧縮式の超臨界冷凍サイクルが行われる。又、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）は、各圧縮部（21,22,23）から吐出された高圧冷媒を冷却する冷却器として動作する。

　　冷房運転では、すべての四路切換弁（93,94,95,96）が第１状態に設定され、四段圧縮機（20）が駆動する。四段圧縮機（20）が駆動すると、各圧縮部（21,22,23,24）で冷媒が圧縮される。第１の圧縮部（21）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（25）へ吐出される（図１および図２の２）。尚、このとき第１吐出管（25）の第１油分離器（89）では、該第１吐出管（25）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（16）から第２吸入管（30）へ送られる。そして、第１吐出管（25）を流れる冷媒は、第１の四路切換弁（93）を通過して第１の中間熱交換器（41）に流入する。第１の中間熱交換器（41）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。第１の中間熱交換器（41）で冷却された冷媒は、第１冷媒配管（70）へ流入する。第１冷媒配管（70）を流れる冷媒は、逆止弁（CV8）を通過して第２吸入管（30）へ流入して第２の圧縮部（22）へ吸入される（図１および図２の３）。

　　第２の圧縮部（22）で圧縮された冷媒は、第２吐出管（26）へ吐出される（図１および図２の４）。尚、このとき第２吐出管（26）の第２油分離器（90）では、該第２吐出管（26）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（16）から第２吸入管（30）へ送られる。そして、第２吐出管（26）を流れる冷媒は、第２の四路切換弁（94）を通過して第２の中間熱交換器（42）に流入する。第２の中間熱交換器（42）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。第２の中間熱交換器（42）で冷却された冷媒は、第２冷媒配管（71）へ流入する（図１および図２の５）。第２冷媒配管（71）を流れる冷媒は、逆止弁（CV9）を通過してインジェクション管（106）を流れる冷媒と合流し、第３吸入管（31）へ流入して第３の圧縮部（23）へ吸入される（図１および図２の６）。

　　第３の圧縮部（23）で圧縮された冷媒は、第３吐出管（27）へ吐出される（図１および図２の７）。尚、このとき第３吐出管（27）の第３油分離器（91）では、該第３吐出管（27）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（16）から第４吸入管（32）へ送られる。そして、第３吐出管（27）を流れる冷媒は、第３の四路切換弁（95）を通過して第３の中間熱交換器（43）に流入する。第３の中間熱交換器（43）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。第３の中間熱交換器（43）で冷却された冷媒は、第３冷媒配管（72）へ流入する。第３冷媒配管（72）を流れる冷媒は、逆止弁（CV10）を通過して第４吸入管（32）へ流入して第４の圧縮部（24）へ吸入される（図１および図２の８）。

　　第４の圧縮部（24）で圧縮された冷媒は、第４吐出管（28）へ吐出される（図１および図２の９）。このように圧縮と冷却とを交互に繰り返すことにより、上記四段圧縮機（20）の圧縮行程を等温圧縮へ近づけて、上記四段圧縮機（20）に必要な圧縮動力の低減を図っている。尚、このとき第４吐出管（28）の第４油分離器（92）では、該第４吐出管（28）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（16）から第１吸入管（29）へ送られる。第４吐出管（28）を流れる冷媒は、第４の四路切換弁（96）を通過して室外熱交換器（44）に流入する。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。室外熱交換器（44）で冷却された冷媒は、第４冷媒配管（73）へ流入する。第４冷媒配管（73）を流れる冷媒は、逆止弁（CV11）を通過して流入管（60）へ流入する。

　　流入管（60）を流れる冷媒は、その一部が第１分岐管（62）に流入する。第１分岐管（62）を流れる冷媒（図１および図２の１０）は、第２膨張弁（81）で減圧される。第２膨張弁（81）で減圧された冷媒（図１および図２の１１）は、第１の過冷却熱交換器（100）の低圧側流路（100b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第１の過冷却熱交換器（100）の高圧側流路（100a）に流入する（図１および図２の１０）。第１の過冷却熱交換器（100）では、高圧側流路（100a）および低圧側流路（100b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（100a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１の過冷却熱交換器（100）の高圧側流路（100a）を流出した冷媒は、再び流入管（60）を流れ（図１および図２の１３）、第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）に流入する。一方、第１の過冷却熱交換器（100）の低圧側流路（100b）を流出した冷媒（図１および図２の１２）は、インジェクション管（106）に流入する。インジェクション管（106）を流れる冷媒は、第２冷媒配管（71）に流入し、第２冷媒配管（71）の冷媒と合流する（図１および図２の６）。つまり、インジェクション管（106）へ流れた冷媒は、第３の圧縮部（23）の吸入側へインジェクションされる。

　　第２の過冷却熱交換器（101）では、高圧側流路（101a）および低圧側流路（101b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（101a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）を流出した冷媒は、再び流入管（60）を流れ（図１および図２の１４）、その一部が膨張機（87）に流入する。膨張機（87）では、流入した冷媒を膨張させ（図１および図２の１４から１６）、膨張後の冷媒を再び流入管（60）へ送り出す。一方、第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）を流出した冷媒の残りは、分岐してバイパス管（64）に流れる。バイパス管（64）を流れる冷媒は、第１膨張弁（80）で減圧（図１および図２の１５）されて再び流入管（60）に戻る。膨張機（87）を流出した冷媒と、バイパス管（64）を流出した冷媒は、流入管（60）で合流（図１および図２の１７）して気液分離器（88）に流入する。気液分離器（88）では、流入した冷媒をガス冷媒（図１および図２の２２）と、液冷媒（図１および図２の１８）とに分離される。

　　気液分離器（88）を流出した液冷媒（図１および図２の１８）は、第１流出管（61）を流れ、その一部が第２分岐管（63）に流入する。第２分岐管（63）を流れる冷媒は、第３膨張弁（82）で減圧される。第３膨張弁（82）で減圧された冷媒（図１および図２の１９）は、第３の過冷却熱交換器（102）の低圧側流路（102b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第３の過冷却熱交換器（102）の高圧側流路（102a）に流入する。

　　第３の過冷却熱交換器（102）では、高圧側流路（102a）および低圧側流路（102b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（102a）を流れる液冷媒が過冷却される。

　　第３の過冷却熱交換器（102）の高圧側流路（102a）を流出した液冷媒（図１および図２の２０）は、再び第１流出管（61）を流れ、ブリッジ回路（17）の逆止弁（CV13）を通過して液側連絡配管（14）に流入する。一方、第３の過冷却熱交換器（102）の低圧側流路（102b）を流出した冷媒は、戻り管（68）を流れる。そして、戻り管（68）を流れる冷媒（図１および図２の２４）は、その途中で第２流出管（65）から流出したガス冷媒（図１および図２の２３）と合流してさらに流れる。戻り管（68）を流出した冷媒は、連絡管（66）を流出した冷媒と合流する。合流した冷媒（図１および図２の２６）は、第２の過冷却熱交換器（101）の低圧側流路（101b）に流入する。

　　液側連絡配管（14）を流れる液冷媒は、その一部が分岐して第１室内膨張弁（85）で減圧される。減圧された冷媒（図１および図２の２１ａ）は、第１の室内熱交換器（110）に流入する。第１の室内熱交換器（110）では、液冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒（図１および図２の２５ａ）は、ガス側連絡配管（13）に流入する。

　　液側連絡配管（14）を流れる液冷媒の残りは、第２室内膨張弁（86）で減圧される。減圧された冷媒（図１および図２の２１ｂ）は、第２の室内熱交換器（111）に流入する。第２の室内熱交換器（111）では、液冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒（図１および図２の２５ｂ）は、ガス側連絡配管（13）に流入する。

　　ガス側連絡配管（13）では、第１の室内熱交換器（110）から流出した冷媒と第２の室内熱交換器（111）から流出した冷媒が合流する。ガス側連絡配管（13）を流れる冷媒は、第４の四路切換弁（96）を通過して連絡管（66）に流入する。連絡管（66）を流れる冷媒は、その一部が合流管（67）から分岐して第１から第３の四路切換弁（92,93,94）のそれぞれに分流する。

　　第１の四路切換弁（93）の第２ポートを通過した冷媒は、第２吸入管（30）に流入する。第２吸入管（30）を流れる冷媒は、逆止弁（CV1）を通過して第１冷媒配管（70）を流れる冷媒と合流して第２の圧縮部（22）に吸入される。第２の四路切換弁（94）の第２ポートを通過した冷媒は、第３吸入管（31）に流入する。第３吸入管（31）を流れる冷媒は、逆止弁（CV2）を通過して第２冷媒配管（71）を流れる冷媒と合流して第３の圧縮部（23）に吸入される。第３の四路切換弁（95）の第２ポートを通過した冷媒は、第４吸入管（32）に流入する。第４吸入管（32）を流れる冷媒は、逆止弁（CV3）を通過して第３冷媒配管（72）を流れる冷媒と合流して第４の圧縮部（24）に吸入される。

　　連絡管（66）を流れる冷媒の残りは、戻り管（68）を流れる冷媒と合流する。合流した冷媒（図１および図２の２６）は、第２の過冷却熱交換器（101）の低圧側流路（101b）を通過して第１吸入管（29）に流入する。第１吸入管（29）を流れる冷媒は、（図１および図２の１）は、再び四段圧縮機（20）の第１の圧縮部（21）で圧縮される。

　　　　－暖房運転－
　　次に、この空気調和装置（1）の暖房運転について図７を参照しながら説明する。図７では、この暖房運転時の冷媒の流れを破線の矢印で示している。この暖房運転では、各室内熱交換器（110,111）が放熱器として動作し、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）および室外熱交換器（44）が蒸発器として動作することにより四段圧縮式の超臨界冷凍サイクルが行われる。

　　暖房運転では、すべての四路切換弁（93,94,95,96）が第２状態に設定され、四段圧縮機（20）が駆動する。四段圧縮機（20）が駆動すると、各圧縮部（21,22,23,24）で冷媒が圧縮される。第１の圧縮部（21）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（25）へ吐出される。そして、第１吐出管（25）を流れる冷媒は、第１の四路切換弁（93）を通過して第２の圧縮部（22）に吸入される。第２の圧縮部（22）でさらに圧縮された冷媒は、第２の四路切換弁（94）を通過して第３の圧縮部（23）に吸入される。第３の圧縮部（23）でさらに圧縮された冷媒は、第３の四路切換弁（95）を通過して第４の圧縮部（24）に吸入される。第４の圧縮部（24）でさらに冷媒が圧縮される。このように、暖房運転の場合には、冷房運転とは違って冷却を伴わずに四段圧縮が行われる。これにより、冷却を伴いながら四段圧縮する場合に比べて、四段圧縮機（20）から吐出される冷媒の温度が下がらない。この結果、冷却を伴いながら四段圧縮する場合に比べて、暖房運転時の暖房能力が大きくなる。

　　第４の圧縮部（24）を吐出した冷媒は、第４の四路切換弁（96）を通過して第１および第２の室内熱交換器（110,111）へ送られる。第１および第２室内熱交換器（110,111）では、冷媒が室内空気に放熱して冷却される。各室内熱交換器（110,111）で冷却された冷媒は、第１および第２室内膨張弁（85,86）で減圧された後、ブリッジ回路（17）に送られる。そして、この冷媒は、逆止弁（CV12）を通過して流入管（60）へ流入する。

　　流入管（60）を流れる冷媒は、その一部が第１分岐管（62）に流入する。第１分岐管（62）を流れる冷媒は、第２膨張弁（81）で減圧される。第２膨張弁（81）で減圧された冷媒は、第１の過冷却熱交換器（100）の低圧側流路（100b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第１の過冷却熱交換器（100）の高圧側流路（100a）に流入する。第１の過冷却熱交換器（100）では、高圧側流路（100a）および低圧側流路（100b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（100a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１の過冷却熱交換器（100）の高圧側流路（100a）を流出した冷媒は、再び第１流出管（61）を流れ、第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）に流入する。一方、第１の過冷却熱交換器（100）の低圧側流路（100b）を流出した冷媒は、インジェクション管（106）に流入する。インジェクション管（106）を流れる冷媒は、第２冷媒配管（71）に流入し、第２冷媒配管（71）の冷媒と合流する。つまり、インジェクション管（106）へ流れた冷媒は、第３の圧縮部（23）の吸入側へインジェクションされる。

　　第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）を流出した冷媒は、再び第１流出管（61）を流れ、その一部が膨張機（87）に流入する。膨張機（87）では、流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を再び流入管（60）へ送り出す。一方、第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）を流出した冷媒の残りは、分岐してバイパス管（64）に流れる。バイパス管（64）を流れる冷媒は、第１膨張弁（80）で減圧されて再び流入管（60）に戻る。膨張機（87）を流出した冷媒と、バイパス管（64）を流出した冷媒は、流入管（60）で合流して気液分離器（88）に流入する。気液分離器（88）では、流入した冷媒をガス冷媒と、液冷媒とに分離される。

　　気液分離器（88）を流出した液冷媒は、第１流出管（61）を流れ、その一部が第２分岐管（63）に流入する。第２分岐管（63）を流れる冷媒は、第３膨張弁（82）で減圧される。第３膨張弁（82）で減圧された冷媒は、第３の過冷却熱交換器（102）の低圧側流路（102b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第３の過冷却熱交換器（102）の高圧側流路（102a）に流入する。

　　第３の過冷却熱交換器（102）の高圧側流路（102a）を流出した液冷媒は、再び第１流出管（61）を流れ、ブリッジ回路（17）の第５膨張弁（84）で減圧された後、分流器（18）へ送られる。分流器（18）で分配された冷媒は、キャピラリチューブ（15）および逆止弁（CV4,CV5,CV6,CV7）を通過して第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）および室外熱交換器（44）に流入する。第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）および室外熱交換器（44）では、液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。第１の中間熱交換器（41）から流出した冷媒は、第１の四路切換弁（93）を通過して合流管（67）に流入する。第２の中間熱交換器（42）から流出した冷媒は、第２の四路切換弁（94）を通過して合流管（67）に流入する。第３の中間熱交換器（43）から流出した冷媒は、第３の四路切換弁（95）を通過して合流管（67）に流入する。そして、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）から流出した冷媒は、合流管（67）を通過して連絡管（66）に流入する。

　　また、室外熱交換器（44）から流出した冷媒は、第４の四路切換弁（96）を通過して連絡管（66）に流入し、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）から流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、連絡管（66）を流れて戻り管（68）を流れる冷媒と合流する。合流した冷媒は、第１吸入管（29）に流入する。第１吸入管（29）を流れる冷媒は、再び四段圧縮機（20）の第１の圧縮部（21）で圧縮される。

　　　　－室外ユニット－
　　次に、室外ユニットについて説明する。図３に示すように、吸込口（123）から室外ケーシング（121）の内部に取り込まれた空気は、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）および室外熱交換器（44）において熱交換されて室外ケーシング（121）の上方に流れて吹出口（124）から吹き出される。

　　ここで、上記室外ユニット（3）は、図６に示すように、側面の吸込口（123）から空気を吸い込んで吹出口（124）から上方に向かって空気を吹き出す、いわゆる上吹きタイプに構成されているため、吸込口（123）の下方よりも上方のほうが空気の流速が高くなる。図２に示すように、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を流れる冷媒圧力は、室外熱交換器（44）を流れる冷媒圧力よりも低いため、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を流れる冷媒密度は、室外熱交換器（44）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）と室外熱交換器（44）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）における冷媒の体積流量は、室外熱交換器（44）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）と室外熱交換器（44）の冷媒パスの数が同等程度であっても、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を流れる冷媒流速は、室外熱交換器（44）の冷媒流速よりも大きくなるため、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）における冷媒の圧力損失は、室外熱交換器（44）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　室外ケーシング（121）内における空気流速の大きい上方に配置した室外熱交換器（44）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、室外ケーシング（121）内における空気の流速の小さい下方に配置した第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、室外熱交換器（44）および第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の大型化によって室外熱交換ユニット（40）が大型化することはない。

　　また、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を大型化すると、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の冷媒パス数が増える。このため、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、室外熱交換器（44）が小型化すると、室外熱交換器（44）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、室外熱交換器（44）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、室外熱交換器（44）を第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の上方に配置した場合は、室外熱交換ユニット（40）の大型化を抑えつつ、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　また、図２に示すように、第３の中間熱交換器（43）を流れる冷媒圧力は、第１および第２の中間熱交換器（41,42）を流れる冷媒圧力よりも高いため、第１および第２の中間熱交換器（41,42）を流れる冷媒密度は、第３の中間熱交換器（43）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、第１および第２の中間熱交換器（41,42）と第３の中間熱交換器（43）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、第１および第２の中間熱交換器（41,42）における冷媒の体積流量は、第３の中間熱交換器（43）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。第１および第２の中間熱交換器（41,42）と第３の中間熱交換器（43）の冷媒パスの数が同等程度であっても、第１および第２の中間熱交換器（41,42）を流れる冷媒流速は、第３の中間熱交換器（43）の冷媒流速よりも大きくなるため、第１および第２の中間熱交換器（41,42）における冷媒の圧力損失は、第３の中間熱交換器（43）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　室外ケーシング（121）内における空気流速の大きい上方に配置した第３の中間熱交換器（43）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、室外ケーシング（121）内における空気の流速の小さい下方に配置した第１および第２の中間熱交換器（41,42）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、第１および第２の中間熱交換器（41,42）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、第３の中間熱交換器（43）および第１および第２の中間熱交換器（41,42）の大型化によって室外熱交換ユニット（40）が大型化することはない。

　　また、第１および第２の中間熱交換器（41,42）を大型化すると、第１および第２の中間熱交換器（41,42）の冷媒パス数が増える。このため、第１および第２の中間熱交換器（41,42）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。第１および第２の中間熱交換器（41,42）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、第３の中間熱交換器（43）が小型化すると、第３の中間熱交換器（43）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、第３の中間熱交換器（43）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、第３の中間熱交換器（43）を第１および第２の中間熱交換器（41,42）の上方に配置した場合は、室外熱交換ユニット（40）の大型化を抑えつつ、第１および第２の中間熱交換器（41,42）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　また、図２に示すように、流入する冷媒圧力が高い第２の中間熱交換器（42）は、その冷媒密度が、流入する冷媒圧力が低い第１の中間熱交換器（41）の冷媒密度よりも高くなる。このため、第１の中間熱交換器（41）と第２の中間熱交換器（42）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、第１の中間熱交換器（41）における冷媒の体積流量は、第２の中間熱交換器（42）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。第１の中間熱交換器（41）と第２の中間熱交換器（42）の冷媒パスの数が同等程度であっても、第１の中間熱交換器（41）を流れる冷媒流速は、第２の中間熱交換器（42）の冷媒流速よりも大きくなるため、第１の中間熱交換器（41）における冷媒の圧力損失は、第２の中間熱交換器（42）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。室外ケーシング（121）内における空気の流速の小さい下方に配置した第１の中間熱交換器（41）では、熱交換能力が高くならないため、その大きさを小型化することはない。第１の中間熱交換器（41）の各冷媒パスの数が減らないため、冷媒の圧力損失は増加しない。以上より、第１の中間熱交換器（41）での冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。

　　　　－実施形態１の効果－
　　上記実施形態１によれば、室外熱交換器（44）を室外ケーシング（121）内において空気流速の大きい上方に配置したため、室外熱交換器（44）の熱交換性能を高めることができる。また、冷媒流速の小さい室外熱交換器（44）を室外ケーシング（121）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、室外熱交換器（44）を小型化することができる。

　　一方、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）を室外ケーシング（121）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒パスの数を増やすことで、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い室外熱交換器（44,162）を上方に配置して小型化することで、室外熱交換ユニット（40）のサイズアップを抑えつつ、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　また、第３の中間熱交換器（43）を室外ケーシング（121）内において空気流速の高い上方に配置したため、第３の中間熱交換器（43）の熱交換性能を向上させることができる。また、冷媒流速の小さい第３の中間熱交換器（43）を室外ケーシング（121）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、第３の中間熱交換器（43）を小型化することができる。

　　一方、冷媒流速の大きい第１および第２の中間熱交換器（41,42）を室外ケーシング（121）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒のパス数を増やすことで、第１および第２の中間熱交換器（41,42）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い第３の中間熱交換器（43）を上方に配置して小型化することで、室外熱交換ユニット（40）のサイズアップを抑えつつ、他の中間熱交換器（41,42）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　また、冷媒流速の大きい第１の中間熱交換器（41）を室外ケーシング（121）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒パスの数を増やすことで、第１の中間熱交換器（41）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。これにより、第１の中間熱交換器（41）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。

　　〈発明の実施形態２〉
　　次に、本発明の実施形態２について説明する。図８に示すように、本実施形態２に係る空気調和装置（1）は、上記実施形態１に係る空気調和装置（1）とは、冷媒回路の構成が異なっている。尚、本実施形態２では、上記実施形態１と異なる構成についてのみ説明すると共に、共通する部材については共通する符号を付している。

　　具体的には、上記本実施形態２に係る冷媒回路（10）は、第１ａの過冷却熱交換器（103）と、第１ｂの過冷却熱交換器（104）と、第１ｃの過冷却熱交換器（105）との３つの過冷却熱交換器が設けられている。

　　　　－回路の構成－
　　上記第１ａの過冷却熱交換器（103）は、高圧側流路（103a）と低圧側流路（103b）とを備えている。第１ａの過冷却熱交換器（103）は、高圧側流路（103a）および低圧側流路（103b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（103a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（103a）の流入端には、流入管（60）が接続され、低圧側流路（103b）の流入端には、過冷却用の通路として第１ａ分岐管（62a）が接続されている。この第１ａ分岐管（62a）には、過冷却用の第２ａ膨張弁（81a）が設けられている。この第２ａ膨張弁（81a）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（103b）の流出端には、第１インジェクション管（107）の一端が接続されている。

　　上記第１インジェクション管（107）は、一端が第１ａの過冷却熱交換器（103）の低圧側流路（103b）に接続され、他端が第３冷媒配管（72）に接続されている。尚、第１インジェクション管（107）の他端は、第３冷媒配管（72）における逆止弁（CV10）の流出側に接続されている。上記第１ａの過冷却熱交換器（103）と第２ａ膨張弁（81a）とは、いわゆるエコノマイザ回路を構成している。

　　上記第１ｂの過冷却熱交換器（104）は、高圧側流路（104a）と低圧側流路（104b）とを備えている。第１ｂの過冷却熱交換器（104）は、高圧側流路（104a）および低圧側流路（104b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（104a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（104a）の流入端には、流入管（60）が接続され、低圧側流路（104b）の流入端には、過冷却用の通路として第１ｂ分岐管（62b）が接続されている。この第１ｂ分岐管（62b）には、過冷却用の第２ｂ膨張弁（81b）が設けられている。この第２ｂ膨張弁（81b）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（104b）の流出端には、第２インジェクション管（108）の一端が接続されている。

　　上記第２インジェクション管（108）は、一端が第１ｂの過冷却熱交換器（104）の低圧側流路（104b）に接続され、他端が第２冷媒配管（71）に接続されている。尚、第２インジェクション管（108）の他端は、第２冷媒配管（71）における逆止弁（CV9）の流出側に接続されている。上記第１ｂの過冷却熱交換器（104）と第２ｂ膨張弁（81b）とは、いわゆるエコノマイザ回路を構成している。

　　上記第１ｃの過冷却熱交換器（105）は、高圧側流路（105a）と低圧側流路（105b）とを備えている。第１ｃの過冷却熱交換器（105）は、高圧側流路（105a）および低圧側流路（105b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（105a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（105a）の流入端には、流入管（60）が接続され、低圧側流路（105b）の流入端には、過冷却用の通路として第１ｃ分岐管（62c）が接続されている。この第１ｃ分岐管（62c）には、過冷却用の第２ｃ膨張弁（81c）が設けられている。この第２ｃ膨張弁（81c）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（105b）の流出端には、第３インジェクション管（109）の一端が接続されている。

　　上記第３インジェクション管（109）は、一端が第１ｃの過冷却熱交換器（105）の低圧側流路（105b）に接続され、他端が第１冷媒配管（70）に接続されている。尚、第３インジェクション管（109）の他端は、第１冷媒配管（70）における逆止弁（CV8）の流出側に接続されている。上記第１ｃの過冷却熱交換器（105）と第２ｃ膨張弁（81c）とは、いわゆるエコノマイザ回路を構成している。

　　　　－回路の運転動作－
　　次に、各過冷却熱交換器（103,104,105）と各膨張弁（81a,81b,81c）の運転動作について図８および９を参照して説明する。尚、上記実施形態１と共通する動作については説明を省略する。

　　上記四段圧縮機（20）の第４の圧縮部（24）で圧縮された冷媒は、第４吐出管（28）へ吐出される。四段圧縮機（20）、第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）において圧縮と冷却とを交互に繰り返すことにより、上記四段圧縮機（20）の圧縮行程を等温圧縮へ近づけて、上記四段圧縮機（20）に必要な圧縮動力の低減を図っている。

　　第４吐出管（28）を流れる冷媒は、第４の四路切換弁（96）を通過して室外熱交換器（44）に流入する。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。室外熱交換器（44）で冷却された冷媒は、第４冷媒配管（73）へ流入する。第４冷媒配管（73）を流れる冷媒は、逆止弁（CV11）を通過して流入管（60）へ流入する。

　　流入管（60）を流れる冷媒は、その一部が第１ａ分岐管（62a）に流入する。第１ａ分岐管（62a）を流れる冷媒（図８および図９の２７）。は、第２ａ膨張弁（81a）で減圧される。第２ａ膨張弁（81a）で減圧された冷媒（図８および図９の２８）は、第１ａの過冷却熱交換器（103）の低圧側流路（103b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第１ａの過冷却熱交換器（103）の高圧側流路（103a）に流入する（図８および図９の２７）。第１ａの過冷却熱交換器（103）では、高圧側流路（103a）および低圧側流路（103b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（103a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１ａの過冷却熱交換器（103）の高圧側流路（103a）を流出した冷媒は、再び流入管（60）を流れ（図８および図９の３１）、第１ｂの過冷却熱交換器（104）の高圧側流路（104a）に流入する。一方、第１ａの過冷却熱交換器（103）の低圧側流路（103b）を流出した冷媒（図８および図９の２９）は、第１インジェクション管（107）に流入する。第１インジェクション管（107）を流れる冷媒は、第３冷媒配管（72）に流入し、第３冷媒配管（72）の冷媒（図８および図９の３０）と合流する（図８および図９の８）。つまり、第１インジェクション管（107）へ流れた冷媒は、第４の圧縮部（24）の吸入側へインジェクションされる。

　　次に、第１ａの過冷却熱交換器（103）を流出して流入管（60）を流れる冷媒は、その一部が第１ｂ分岐管（62b）に流入する。第１ａ分岐管（62a）を流れる冷媒（図８および図９の３１）は、第２ｂ膨張弁（81b）で減圧される。第２ｂ膨張弁（81b）で減圧された冷媒（図８および図９の３２）は、第１ｂの過冷却熱交換器（104）の低圧側流路（104b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第１ｂの過冷却熱交換器（104）の高圧側流路（104a）に流入する（図８および図９の３１）。第１ｂの過冷却熱交換器（104）では、高圧側流路（104a）および低圧側流路（104b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（104a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１ｂの過冷却熱交換器（104）の高圧側流路（104a）を流出した冷媒は、再び流入管（60）を流れ（図８および図９の３４）、第１ｃの過冷却熱交換器（105）の高圧側流路（105a）に流入する。一方、第１ｂの過冷却熱交換器（104）の低圧側流路（104b）を流出した冷媒（図８および図９の３３）は、第２インジェクション管（108）に流入する。第２インジェクション管（108）を流れる冷媒は、第２冷媒配管（71）に流入し、第２冷媒配管（71）の冷媒（図８および図９の５）と合流する（図８および図９の６）。つまり、第２インジェクション管（108）へ流れた冷媒は、第３の圧縮部（23）の吸入側へインジェクションされる。

　　次に、第１ｂの過冷却熱交換器（104）を流出して流入管（60）を流れる冷媒は、その一部が第１ｃ分岐管（62c）に流入する。第１ｃ分岐管（62c）を流れる冷媒（図８および図９の３４）。は、第２ｃ膨張弁（81c）で減圧される。第２ｃ膨張弁（81c）で減圧された冷媒（図８および図９の３５）は、第１ｃの過冷却熱交換器（105）の低圧側流路（105b）に流入する。一方、流入管（60）を流れる冷媒の残りは、第１ｃの過冷却熱交換器（105）の高圧側流路（105a）に流入する（図８および図９の３４）。第１ｃの過冷却熱交換器（105）では、高圧側流路（105a）および低圧側流路（105b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（105a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１ｃの過冷却熱交換器（105）の高圧側流路（105a）を流出した冷媒は、再び流入管（60）を流れ（図８および図９の３８）、第２の過冷却熱交換器（101）の高圧側流路（101a）に流入する。一方、第１ｃの過冷却熱交換器（105）の低圧側流路（105b）を流出した冷媒（図８および図９の３６）は、第１インジェクション管（107）に流入する。第１インジェクション管（107）を流れる冷媒は、第１冷媒配管（70）に流入し、第１冷媒配管（70）の冷媒（図８および図９の３７）と合流する（図８および図９の３）。つまり、第３インジェクション管（109）へ流れた冷媒は、第２の圧縮部（22）の吸入側へインジェクションされる。その他の構成、作用・効果は実施形態１と同様である。

　　〈発明の実施形態３〉
　　次に、本発明の実施形態３について説明する。図１０に示すように、本実施形態３に係る空気調和装置（140）は、上記実施形態１に係る空気調和装置（1）とは、冷媒回路の構成が異なっている。尚、本実施形態３では、上記実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

　　具体的に、本実施形態３に係る空気調和装置（140）について説明する。この空気調和装置（140）は、冷媒の流れを可逆に切換可能に構成された冷媒回路（143）を備え、冷暖に切換可能に構成されている。この空気調和装置（140）は、屋外に設置された室外ユニット（142）と屋内に設置された室内ユニット（141）とを備えている。上述した空気調和装置（140）の冷媒回路（143）は、室外ユニット（142）が有する室外回路（144）と室内ユニット（141）が有する室内回路（145）とがガス側連絡配管（146）及び液側連絡配管（147）で接続されてなる。この冷媒回路（143）には二酸化炭素（以下、冷媒という。）が封入され、この冷媒が冷媒回路（143）を循環することにより、多段圧縮式の超臨界冷凍サイクルを行うことが可能に構成されている。

　　　〈室外回路〉
　　上記室外回路（144）には、図１０に示すように、二段圧縮機（150）と、室外熱交換ユニット（160）と、１および第２の四路切換弁（175,176）と、第１および第２の過冷却熱交換器（191,192）と、第１から第５の膨張弁（201～205）と、膨張機（193）と、気液分離器（194）とが接続されている。上記室外熱交換ユニット（160）は、中間熱交換器（161）と、室外熱交換器（162）とを備えている。

　　また、上記構成要素の他に、２つの油分離器（174,174）、分流器（173）、キャピラリチューブ（170）、ブリッジ回路（172）、および逆止弁（CV1～CV7）が接続されている。

　　本実施形態３では、第１および第２四路切換弁（175,176）を切り換えることにより、上記冷媒回路（143）を冷房運転又は暖房運転に切り換える。

　　上記二段圧縮機（150）は、第１および第２の圧縮部（151,152）を備え、本発明に係る複数段圧縮部を構成している。第１および第２の圧縮部（151,152）の吐出側に第１および第２の吐出管（153,154）が接続され、第１および第２の圧縮部（151,152）の吸入側に第１および第２の吸入管（155,156）が接続されている。各圧縮部（151,152）では、各吸入管（155,156）を通じて吸入された低圧ガス冷媒を所定の圧力まで圧縮して高圧ガス冷媒とし、この高圧ガス冷媒を各吐出管（153,154）から吐出する。

　　上記第１の四路切換弁（175）は、その第１ポートが第１の圧縮部（151）の第１吐出管（153）に接続され、その第２ポートが合流管（187）の一端側に接続され、その第３ポートが中間熱交換器（161）の一端側に接続され、その第４ポートが第２の圧縮部（152）の第２吸入管（156）に接続されている。この第１の四路切換弁（175）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１０に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１０に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　上記第２の四路切換弁（176）は、その第１ポートが第２の圧縮部（152）の第２吐出管（154）に接続され、その第２ポートが連絡管（186）の一端側に接続され、その第３ポートが室外熱交換器（162）の一端側に接続され、その第４ポートがガス側連絡配管（146）に接続されている。この第１の四路切換弁（175）は、第１ポートが第３のポートと連通し、且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１０に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し、且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１０に破線で示す状態）とに切り換わる。

　　ここで、第２吸入管（156）の途中には逆止弁（CV1）が接続されている。逆止弁（CV1）は、第１の四路切換弁（175）から上記二段圧縮機（150）へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　また、第１および第２の吐出管（153,154）の途中には、それぞれ油分離器（174,174）が接続されている。この油分離器（174,174）は、該吐出管（153,154）を流れる高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油を該高圧ガス冷媒から分離するためのものである。この油分離器（174,174）には、該油分離器（174,174）内で分離した潤滑油を該油分離器（174,174）外へ流出する油流出管（171,171）が接続されている。

　　具体的に、上記第１吐出管（153）に係る油分離器（174）の油流出管（171）は上記第２吸入管（156）に接続されている。上記第２吐出管（154）に係る油分離器（174）の油流出管（171）は上記第１吸入管（155）に接続されている。尚、各油流出管（171,171）の途中には、それぞれにキャピラリチューブ（170,170）が接続されている。

　　上記中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）は、フィン・アンド・チューブ型の熱交換器に構成されている。この中間熱交換器（161）は、本発明に係る中間熱交換部を構成し、室外熱交換器（162）は、本発明に係る室外熱交換部を構成している。各熱交換器（161,162）は、その近傍に室外ファン（122）が設けられ、該室外ファン（122）によって送られた屋外の空気と中間熱交換器（161）の伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換が行われるように構成されている。

　　ここで、上記中間熱交換器（161）の一端が上記第１の四路切換弁（175）の第３ポートに接続され、上記室外熱交換器（162）の一端が上記第２の四路切換弁（176）の第３ポートにそれぞれ接続されている。一方、上記中間熱交換器（161）の他端は、第１冷媒配管（181）に接続され、室外熱交換器（162）の他端は、第２冷媒配管（182）に接続されている。

　　上記第２冷媒配管（182）の他端は分岐して一方が上記ブリッジ回路（172）に接続されて他方が上記分流器（173）の第２流出ポート（P2）に接続されている。尚、上記第２冷媒配管（182）の分岐部と上記分流器の第２流出ポート（P2）との間には逆止弁（CV3）およびキャピラリチューブ（170）が設けられている。この逆止弁（CV3）は、上記分流器（173）から上記第２冷媒配管（182）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記第１冷媒配管（181）の他端は分岐して一方が上記第２吸入管（156）の途中（逆止弁（CV1）と第２の圧縮部（152）との間）に接続されて他方が上記分流器（173）の第１流出ポート（P1）に接続されている。尚、上記第１冷媒配管（181）の分岐部と上記分流器（173）の第１流出ポート（P1）との間には逆止弁（CV2）およびキャピラリチューブ（170）が設けられている。この逆止弁（CV2）は、上記分流器（173）から上記第１冷媒配管（181）の分岐部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。また、上記第１冷媒配管（181）の分岐部と上記第２吸入管（156）の接続部との間に逆止弁（CV4）が設けられている。この逆止弁（CV4）は、上記第１冷媒配管（181）の分岐部から上記第２吸入管（156）の接続部へ向かう冷媒の流通を許容し、逆方向への冷媒の流通を阻止している。

　　上記ブリッジ回路（172）は、逆止弁（CV5,CV6,CV7）および第５膨張弁（205）をブリッジ状に接続した回路である。ブリッジ回路（172）では、逆止弁（CV7）の流入側及び第５膨張弁（205）の他端側に位置する接続端が、第１流出管（180）に接続され、逆止弁（CV7）の流出側及び逆止弁（CV6）の流入側に位置する接続端が、液側連絡配管（147）に接続されている。尚、液側連絡配管（147）と、第１の室内熱交換器（211）とを繋ぐ冷媒配管には、開度可変の第１室内膨張弁（206）が設けられている。また、液側連絡配管（147）と、第２の室内熱交換器（212）とを繋ぐ冷媒配管には、開度可変の第２室内膨張弁（207）が設けられている。逆止弁（CV6）の流出側及び逆止弁（CV5）の流出側に位置する接続端が、流入管（179）に接続されている。また、第５膨張弁（205）の一端側には分流器（173）が接続され、逆止弁（CV5）の流入端は、第２冷媒配管（182）に接続されている。

　　上記流入管（179）は、その途中に、第１の過冷却熱交換器（191）と、膨張機（193）と、気液分離器（194）と、第２の過冷却熱交換器（192）とが順に接続されている。

　　上記第１の過冷却熱交換器（191）は、高圧側流路（191a）と低圧側流路（191b）とを備えている。第１の過冷却熱交換器（191）は、高圧側流路（191a）および低圧側流路（191b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（191a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（191a）の流入端には、流入管（179）が接続され、低圧側流路（191b）の流入端には、過冷却用の通路として第１分岐管（177）が接続されている。この第１分岐管（177）には、過冷却用の第２膨張弁（202）が設けられている。この第２膨張弁（202）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（191b）の流出端には、インジェクション管（188）の一端が接続されている。

　　上記インジェクション管（188）は、一端が第１の過冷却熱交換器（191）の低圧側流路（191b）に接続され、他端が第１冷媒配管（181）に接続されている。尚、インジェクション管（188）の他端は、第１冷媒配管（181）における逆止弁（CV4）の流出側に接続されている。

　　上記膨張機（193）は、縦長の円筒形に形成された膨張機ケーシングを備え、流入管（179）における第１の過冷却熱交換器（191）と気液分離器（194）との間に設けられている。膨張機ケーシングの内部には、冷媒を膨張させて動力を発生させる膨張機構が設けられている。膨張機（193）は、いわゆるロータリ式の容積型流体機械を構成している。膨張機（193）は、流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を再び流入管（179）へ送り出すように構成されている。

　　上記流入管（179）には、上記膨張機（193）をバイパスするバイパス管（183）が設けられている。バイパス管（183）は、その一端側が膨張機（193）の流入側に接続され、その他端側が膨張機（193）の流出側に接続されて膨張機（193）をバイパスしている。このバイパス管（183）には、第１膨張弁（201）が設けられている。この第１膨張弁（201）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記気液分離器（194）は、縦長で円筒状の密閉容器により構成されている。気液分離器（194）には、流入管（179）と第１流出管（180）と第２流出管（184）とが接続されている。流入管（179）は、気液分離器（194）の内部空間の上方に開口している。第１流出管（180）は、気液分離器（194）の内部空間の下方に開口している。第２流出管（184）は、気液分離器（194）の内部空間の上方に開口している。気液分離器（194）では、流入管（179）から流入した冷媒が飽和液と飽和ガスとに分離され、飽和液が第１流出管（180）から流出し、飽和ガスが第２流出管（184）から流出する。

　　上記第２流出管（184）は、その一端側が気液分離器（194）に接続され、その他端側が第２分岐管（178）の途中に接続されている。この第２流出管（184）には、第４膨張弁（204）が設けられている。この第４膨張弁（204）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記第１流出管（180）は、その途中に、第２の過冷却熱交換器（192）が接続されている。この第２の過冷却熱交換器（192）は、高圧側流路（192a）と低圧側流路（192b）とを備えている。第２の過冷却熱交換器（192）は、高圧側流路（192a）および低圧側流路（192b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（192a）を流れる冷媒が過冷却されるように構成されている。

　　上記高圧側流路（192a）は、その流入端に気液分離器（194）の流出側が接続され、その流出端にブリッジ回路（172）が接続されている。また、低圧側流路（192b）の流入端には、過冷却用の通路として第２分岐管（178）が接続され、低圧側流路（192b）の流出端には、戻り管（185）の他端側が接続されている。

　　上記第２分岐管（178）は、その一端側が第１流出管（180）における気液分離器（194）と第２の過冷却熱交換器（192）との間に接続され、その他端側が第２の過冷却熱交換器（192）の低圧側流路（102b）の流入端に接続され、その途中に第２流出管（184）が接続されている。この第２分岐管（178）には、第３膨張弁（203）が設けられている。この第３膨張弁（203）は、開度が調節可変な電子膨張弁で構成されている。

　　上記戻り管（185）は、その一端が連絡管（186）の他端と接続され、その他端が第２の過冷却熱交換器（192）の低圧側流路（192b）の流出端に接続されている。

　　上記連絡管（186）は、その一端側が第２の四路切換弁（176）の第２ポートに接続され、その他端側が戻り管（185）の一端および第１吸入管（155）の他端と接続され、その途中には、合流管（187）の他端が接続されている。

　　上記合流管（187）は、その一端側が第１の四路切換弁（175）の第２ポートに接続され、その他端側が連絡管（186）の途中に接続されている。

　　　〈室内回路〉
　　室内回路（145）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、第１室内膨張弁（206）および第１の室内熱交換器（211）と第２室内膨張弁（207）および第２の室内熱交換器（212）とが並列に設けられている。各室内膨張弁（206,207）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。また、各室内熱交換器（211,212）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（211,212）の近傍には、図示はしないが、各室内熱交換器（211,212）に室内空気を送る室内ファンがそれぞれに設けられている。そして、各室内熱交換器（211,212）では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。

　　〈室外ユニットの構成〉
　　図１２に示すように、室外ユニット（142）は、室外ケーシング（163）を備えている。室外ケーシング（163）は、縦長の矩形状の箱体に形成され、正面の下方に空気の吸込口（164）が形成される一方、上面に空気の吹出口（165）が形成されている。室外ケーシング（163）の内部には、室外熱交換ユニット（160）と室外ファン（166）とが配置されている。

　　上記室外ファン（166）は、室外ケーシング（163）内に取り込んだ空気を各熱交換器（161,162）に送るためのファンであって、いわゆるシロッコファンに構成されている。室外ファン（166）は、室外ケーシング（163）内の各熱交換器（161,162）の上方に配置されている。そして、室外ファン（166）は、吸込口（164）から吸い込んだ空気を各熱交換器（161,162）に通過させた後、吹出口（165）から外部へ吹き出している。

　　図１２に示すように、室外ケーシング（163）の内部では、室外熱交換ユニット（160）が下側から上側に向かって中間熱交換器（161）、室外熱交換器（162）の順に重ねられて配置されている。つまり、室外熱交換器（162）が中間熱交換器（161）の上方に配置されている。

　　上記各熱交換器（161,162）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。各熱交換器（161,162）は、それぞれが複数の伝熱管および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群と、伝熱フィンとを備えている。

　　上記複数の伝熱管群は、上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群は、複数の伝熱管が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、における風上側に第１管列、中央に第２管列、および風下側に第３管列が構成されている。すなわち、各伝熱管群は、各列に伝熱管が２段になるように配置されている。

　　　　－運転動作－
　　次に、空気調和装置（140）の運転動作について説明する。この空気調和装置（140）では、第１および第２四路切換弁（175,176）を切り換えることにより、上記冷媒回路（143）を冷房運転又は暖房運転に切り換える。尚、図１０および図１１における１～１８は、冷媒の圧力状態を示すものである。

　　　　－冷房運転－
　　空気調和装置（140）の冷房運転について、図１０を参照しながら説明する。図１０では、この冷房運転時の冷媒の流れを実線の矢印で示している。冷房運転では、室外熱交換器（162）が放熱器として動作し、各室内熱交換器（211,212）が蒸発器として動作することにより二段圧縮式の超臨界冷凍サイクルが行われる。又、中間熱交換器（161）は、第１の圧縮部（151）から吐出された高圧冷媒を冷却する冷却器として動作する。

　　冷房運転では、すべての四路切換弁（175,176）が第１状態に設定され、二段圧縮機（150）が駆動する。二段圧縮機（150）が駆動すると、各圧縮部（161,162）で冷媒が圧縮される。第１の圧縮部（151）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（153）へ吐出される（図１０および図１１の２）。尚、このとき第１吐出管（153）の油分離器（174）では、該第１吐出管（153）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（171）から第２吸入管（156）へ送られる。そして、第１吐出管（153）を流れる冷媒は、第１の四路切換弁（175）を通過して中間熱交換器（161）に流入する。中間熱交換器（161）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。中間熱交換器（161）で冷却された冷媒は、第１冷媒配管（181）へ流入する。第１冷媒配管（181）を流れる冷媒（図１０および図１１の３）は、逆止弁（CV4）を通過してインジェクション管（188）を流れる冷媒と合流し、第２吸入管（156）へ流入して第２の圧縮部（152）へ吸入される（図１０および図１１の４）。

　　第２の圧縮部（152）で圧縮された冷媒（図１０および図１１の５）は、第２吐出管（154）へ吐出される。このように圧縮と冷却とを交互にすることにより、上記二段圧縮機（150）の圧縮行程を等温圧縮へ近づけて、上記二段圧縮機（150）に必要な圧縮動力の低減を図っている。尚、このとき第２吐出管（154）の油分離器（174）では、該第２吐出管（154）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（171）から第１吸入管（155）へ送られる。第２吐出管（154）を流れる冷媒は、第２の四路切換弁（176）を通過して室外熱交換器（162）に流入する。室外熱交換器（162）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。室外熱交換器（162）で冷却された冷媒は、第２冷媒配管（182）へ流入する。第２冷媒配管（182）を流れる冷媒は、逆止弁（CV5）を通過して流入管（179）へ流入する。

　　流入管（179）を流れる冷媒（図１０および図１１の６）は、その一部が第１分岐管（177）に流入する。第１分岐管（177）を流れる冷媒は、第２膨張弁（202）で減圧される。第２膨張弁（202）で減圧された冷媒（図１０および図１１の７）は、第１の過冷却熱交換器（191）の低圧側流路（191b）に流入する。一方、流入管（179）を流れる冷媒の残りは、第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）に流入する（図１０および図１１の６）。第１の過冷却熱交換器（191）では、高圧側流路（191a）および低圧側流路（191b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（191a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒は、再び流入管（179）を流れる一方、第１の過冷却熱交換器（191）の低圧側流路（100b）を流出した冷媒は、インジェクション管（188）に流入する。インジェクション管（188）を流れる冷媒（図１０および図１１の８）は、第１冷媒配管（181）に流入し、第１冷媒配管（181）の冷媒と合流する（図１０および図１１の４）。つまり、インジェクション管（188）へ流れた冷媒は、第２の圧縮部（152）の吸入側へインジェクションされる。

　　第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒は、再び流入管（179）を流れ（図１および図２の９）、その一部が膨張機（193）に流入する。膨張機（193）では、流入した冷媒を膨張させ（図１０および図１１の９から１１）、膨張後の冷媒を再び流入管（179）へ送り出す。一方、第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒の残りは、分岐してバイパス管（183）に流れる。バイパス管（183）を流れる冷媒は、第１膨張弁（201）で減圧（図１０および図１１の９から１０）されて再び流入管（179）に戻る。膨張機（193）を流出した冷媒と、バイパス管（183）を流出した冷媒は、流入管（179）で合流（図１０および図１１の１２）して気液分離器（194）に流入する。気液分離器（194）では、流入した冷媒をガス冷媒（図１０および図１１の１５）と、液冷媒（図１０および図１１の１３）とに分離される。

　　気液分離器（194）を流出した液冷媒（図１０および図１１の１３）は、流入管（179）を流れ、その一部が第２分岐管（178）に流入する。一方、流入管（179）を流れる冷媒の残りは、第２の過冷却熱交換器（192）の高圧側流路（192a）に流入する。

　　気液分離器（194）を流出したガス冷媒（図１０および図１１の１５）は、第２流出管（184）を流れて第４膨張弁（204）で減圧（図１０および図１１の１８）された後、第２分岐管（178）に流入する。そして、第２分岐管（178）を流れる冷媒は、第３膨張弁（203）で減圧される。第３膨張弁（203）で減圧された冷媒（図１０および図１１の１７）は、第２流出管（184）を流れる冷媒と合流する。

　　合流した冷媒は、第２の過冷却熱交換器（192）の低圧側流路（192b）に流入する。第２の過冷却熱交換器（192）では、高圧側流路（192a）および低圧側流路（192b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（192a）を流れる液冷媒が過冷却される。

　　第２の過冷却熱交換器（192）の高圧側流路（192a）を流出した液冷媒（図１０および図１１の１４）は、再び第１流出管（180）を流れ、ブリッジ回路（172）の逆止弁（CV7）を通過して液側連絡配管（147）に流入する。一方、第２の過冷却熱交換器（192）の低圧側流路（192b）を流出した冷媒は、戻り管（185）を流れる。戻り管（185）を流出した冷媒は、連絡管（186）を流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、第１の圧縮部（151）の吸入側に流入する。

　　液側連絡配管（147）を流れる液冷媒は、その一部が分岐して第１室内膨張弁（206）で減圧される。減圧された冷媒（図１０および図１１の１６ａ）は、第１の室内熱交換器（211）に流入する。第１の室内熱交換器（211）では、液冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、ガス側連絡配管（146）に流入する。

　　液側連絡配管（147）を流れる液冷媒の残りは、第２室内膨張弁（207）で減圧される。減圧された冷媒（図１０および図１１の１６ｂ）は、第２の室内熱交換器（212）に流入する。第２の室内熱交換器（212）では、液冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、ガス側連絡配管（146）に流入する。

　　ガス側連絡配管（146）では、第１の室内熱交換器（211）から流出した冷媒と第２の室内熱交換器（212）から流出した冷媒が合流する。ガス側連絡配管（146）を流れる冷媒は、第２の四路切換弁（176）を通過して連絡管（186）に流入する。連絡管（186）を流れる冷媒は、戻り管（185）を流れる冷媒と合流して第１吸入管（155）に流入する。第１吸入管（155）を流れる冷媒（図１０および図１１の１）は、再び二段圧縮機（150）の第１の圧縮部（151）で圧縮される。

　　　　－暖房運転－
　　次に、この空気調和装置（140）の暖房運転について図１３を参照しながら説明する。図１３では、この暖房運転時の冷媒の流れを破線の矢印で示している。この暖房運転では、各室内熱交換器（211,212）が放熱器として動作し、中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）が蒸発器として動作することにより二段圧縮式の超臨界冷凍サイクルが行われる。

　　暖房運転では、すべての四路切換弁（175,176）が第２状態に設定され、二段圧縮機（150）が駆動する。二段圧縮機（150）が駆動すると、各圧縮部（151,152）で冷媒が圧縮される。第１の圧縮部（151）で圧縮された冷媒は、第１吐出管（153）へ吐出される。尚、このとき第１吐出管（153）の油分離器（174）では、該第１吐出管（153）を流れるガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。分離された潤滑油は油流出管（171）から第２吸入管（156）へ送られる。そして、第１吐出管（153）を流れる冷媒は、第１の四路切換弁（175）を通過して第２の圧縮部（152）に吸入される。第２の圧縮部（152）でさらに冷媒が圧縮される。このように、暖房運転の場合には、冷房運転とは違って冷却を伴わずに二段圧縮が行われる。これにより、冷却を伴いながら四段圧縮する場合に比べて、二段圧縮機（150）から吐出される冷媒の温度が下がらない。この結果、冷却を伴いながら二段圧縮する場合に比べて、暖房運転時の暖房能力が大きくなる。

　　第２の圧縮部（152）を吐出した冷媒は、第２の四路切換弁（176）を通過して第１および第２の室内熱交換器（211,212）へ送られる。第１および第２室内熱交換器（211,212）では、冷媒が室内空気に放熱して冷却される。各室内熱交換器（211,212）で冷却された冷媒は、第１および第２室内膨張弁（206,207）で減圧された後、ブリッジ回路（172）に送られる。そして、この冷媒は、逆止弁（CV6）を通過して流入管（179）へ流入する。

　　流入管（179）を流れる冷媒は、その一部が第１分岐管（177）に流入する。第１分岐管（177）を流れる冷媒は、第２膨張弁（202）で減圧される。第２膨張弁（202）で減圧された冷媒は、第１の過冷却熱交換器（191）の低圧側流路（191b）に流入する。一方、流入管（179）を流れる冷媒の残りは、第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）に流入する。第１の過冷却熱交換器（191）では、高圧側流路（191a）および低圧側流路（191b）を流れる冷媒同士が熱交換して、高圧側流路（191a）を流れる冷媒が過冷却される。

　　第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒は、再び流入管（179）を流れる一方、第１の過冷却熱交換器（191）の低圧側流路（191b）を流出した冷媒は、インジェクション管（188）に流入する。インジェクション管（188）を流れる冷媒は、第１冷媒配管（181）に流入し、第１冷媒配管（181）の冷媒と合流する。つまり、インジェクション管（188）へ流れた冷媒は、第２の圧縮部（152）の吸入側へインジェクションされる。

　　第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒は、再び流入管（179）を流れ、その一部が膨張機（193）に流入する。膨張機（193）では、流入した冷媒を膨張させ、膨張後の冷媒を再び流入管（179）へ送り出す。一方、第１の過冷却熱交換器（191）の高圧側流路（191a）を流出した冷媒の残りは、分岐してバイパス管（183）に流れる。バイパス管（183）を流れる冷媒は、第１膨張弁（201）で減圧されて再び流入管（179）に戻る。膨張機（193）を流出した冷媒と、バイパス管（183）を流出した冷媒は、流入管（179）で合流して気液分離器（194）に流入する。気液分離器（194）では、流入した冷媒をガス冷媒と、液冷媒とに分離される。

　　気液分離器（194）を流出した液冷媒は、第１流出管（180）を流れ、その一部が第２分岐管（178）に流入する。一方、流入管（179）を流れる冷媒の残りは、第２の過冷却熱交換器（192）の高圧側流路（192a）に流入する。

　　気液分離器（194）を流出したガス冷媒は、第２流出管（184）を流れて第４膨張弁（204）で減圧された後、第２分岐管（178）に流入する。そして、第２分岐管（178）を流れる冷媒は、第３膨張弁（203）で減圧される。第３膨張弁（203）で減圧された冷媒は、第２流出管（184）を流れる冷媒と合流する。

　　第２の過冷却熱交換器（192）の高圧側流路（192a）を流出した液冷媒は、再び第１流出管（180）を流れ、ブリッジ回路（172）の第５膨張弁（205）で減圧された後、分流器（173）へ送られる。分流器（173）で分配された冷媒は、キャピラリチューブ（170）および逆止弁（CV2,CV3）を通過して中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）に流入する。中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）では、液冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。中間熱交換器（161）から流出した冷媒は、第１の四路切換弁（175）を通過して合流管（187）に流入し、その後、連絡管（186）に流入する。

　　また、室外熱交換器（162）から流出した冷媒は、第２の四路切換弁（176）を通過して連絡管（186）に流入し、中間熱交換器（161）から流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、連絡管（186）を流れて戻り管（185）を流れる冷媒と合流する。合流した冷媒は、第１吸入管（155）に流入する。第１吸入管（155）を流れる冷媒は、再び二段圧縮機（150）の第１の圧縮部（151）で圧縮される。

　　　　－室外ユニット－
　　図１２に示すように、吸込口（164）から室外ケーシング（163）の内部に取り込まれた空気は、中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）において熱交換されて室外ケーシング（163）の上方に流れて吹出口（124）から吹き出される。

　　ここで、上記室外ユニット（3）は、側面の吸込口（164）から空気を吸い込んで吹出口（124）から上方に向かって空気を吹き出す、いわゆる上吹きタイプに構成されているため、吸込口（164）の下方よりも上方のほうが空気の流速が高くなる。図１１に示すように、中間熱交換器（161）を流れる冷媒圧力は、室外熱交換器（162）を流れる冷媒圧力よりも低いため、中間熱交換器（161）を流れる冷媒密度は、室外熱交換器（162）を流れる冷媒密度よりも低くなる。このため、中間熱交換器（161）と室外熱交換器（162）をそれぞれ流れる冷媒の質量流量が同等程度であれば、中間熱交換器（161）における冷媒の体積流量は、室外熱交換器（162）を流れる冷媒の体積流量よりも大きくなる。中間熱交換器（161）と室外熱交換器（162）の冷媒パスの数が同等程度であっても、中間熱交換器（161）を流れる冷媒流速は、室外熱交換器（162）の冷媒流速よりも大きくなるため、中間熱交換器（161）における冷媒の圧力損失は、室外熱交換器（162）の冷媒の圧力損失よりも大きくなる。

　　室外ケーシング（163）内における空気流速の大きい上方に配置した室外熱交換器（162）では、熱交換性能が高くなるため、その大きさを小型化することができる。その一方、室外ケーシング（163）内における空気の流速の小さい下方に配置した中間熱交換器（161）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、中間熱交換器（161）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。

　　したがって、室外熱交換器（162）および中間熱交換器（161）の大型化によって室外熱交換ユニット（160）が大型化することはない。

　　また、中間熱交換器（161）を大型化すると、中間熱交換器（161）の冷媒パス数が増える。このため、中間熱交換器（161）では、各冷媒パスにおける冷媒の流速が低下し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。中間熱交換器（161）を流れる冷媒の流速は、もともと高いため、冷媒パス数が増えて流速が低下すると、それによって圧力損失が比較的大幅に減少する。

　　一方、室外熱交換器（162）が小型化すると、室外熱交換器（162）の冷媒パス数が減る。冷媒パスの数が減ると、各冷媒パスにおける冷媒の流速が上昇し、各冷媒パスを通過する際の冷媒の圧力損失が増加する。

　　しかし、室外熱交換器（162）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、冷媒パス数の減少によって流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　したがって、室外熱交換器（162）を中間熱交換器（161）の上方に配置した場合は、室外熱交換ユニット（160）の大型化を抑えつつ、中間熱交換器（161）の冷媒の圧力損失を低減することができる。

　　　　－実施形態３の効果－
　　上記実施形態３によれば、室外熱交換器（162）を室外ケーシング（163）内において空気流速の大きい上方に配置したため、室外熱交換器（162）の熱交換性能を高めることができる。また、冷媒流速の小さい室外熱交換器（162）を室外ケーシング（163）内において空気流速の大きい上方に配置したため、冷媒の圧力損失を増加させることなく、室外熱交換器（162）を小型化することができる。

　　一方、中間熱交換器（161）を室外ケーシング（163）内において空気流速の小さい下方に配置して冷媒パス数を増やすことで、中間熱交換器（161）の冷媒の圧力損失が増加するのを確実に防止することができる。

　　以上より、冷媒の圧力損失が増加し難い室外熱交換器（162）を上方に配置して小型化することで、室外熱交換ユニット（160）のサイズアップを抑えつつ、中間熱交換器（161）での冷媒の圧力損失を抑えることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態１および２と同様である。

　　　　－実施形態３の変形例－
　　次に本発明の実施形態３の変形例について図面に基づいて説明する。本変形例に係る空気調和装置は、上記実施形態３に係る空気調和装置（140）の熱交換器の構成が異なっているものである。尚、本変形例では、上記実施形態３と異なる構成についてのみ説明する。

　　具体的に、図１４および図１５に示すように、室外ユニット（142）は、室外ケーシング（163）を備えている。室外ケーシング（163）は、縦長の矩形状の箱体に形成され、正面の下方に空気の吸込口（164）が形成される一方、上面に空気の吹出口（165）が形成されている。室外ケーシング（163）の内部には、室外熱交換ユニット（160）と、室外ファン（166）とが配置されている。室外熱交換ユニット（160）は、室外熱交換器（162）と、中間熱交換器（161）とを備えている。

　　図１４に示すように、室外ケーシング（163）の内部では、下側から上側に向かって中間熱交換器（161）および室外熱交換器（162）の順に重ねられて配置されている。

　　　　－熱交換器の構成－
　　図１４および図１５に示すように、本変形例の各熱交換器（161,162）は、一つの第１ヘッダ集合管（240）と、一つの第２ヘッダ集合管（250）と、多数の扁平管（231）と、多数のフィン（235）とを備えている。第１ヘッダ集合管（240）、第２ヘッダ集合管（250）、扁平管（231）、及びフィン（235）は、何れもアルミニウム合金製の部材であって、互いにロウ付けによって接合されている。

　　第１ヘッダ集合管（240）と第２ヘッダ集合管（250）は、中空の細長い管状に形成されている。各熱交換器（161,162）では、扁平管（231）の一端側に第１ヘッダ集合管（240）が立設され、扁平管（231）の他端側に第２ヘッダ集合管（250）が立設されている。つまり、第１ヘッダ集合管（240）と第２ヘッダ集合管（250）は、それぞれの軸方向が鉛直方向となるように上下に延びている。

　　第１ヘッダ集合管（240）は、その上端部および下端部が閉塞され、下端部には、第１接続管（240b）が接続している。第１接続管（240b）は、冷媒回路（143）の液側と連通している。つまり、第１ヘッダ集合管（240）は、液を含んだ冷媒（液単相冷媒や気液二相冷媒）が流れる液側ヘッダを構成している。第２ヘッダ集合管（250）は、その上端部及び下端部が閉塞され、上方に第２接続管（250b）が接続している。第２接続管（250b）は、冷媒回路（143）のガス側と接続している。つまり、第２ヘッダ集合管（250）は、ガス冷媒が流れるガス側ヘッダを構成している。

　　本変形例の各熱交換器（161,162）は、複数の扁平管（231）を有している。扁平管（231）は、その軸直角断面形状が扁平な長円形あるいは矩形となっている伝熱管である。各熱交換器（161,162）において、複数の扁平管（231）は、その伸長方向が左右方向となり、且つそれぞれの平坦な側面が互いに向かい合う姿勢で配置されている。また、複数の扁平管（231）は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管（231）は、その一端部が第１ヘッダ集合管（240）に挿入され、その他端部が第２ヘッダ集合管（250）に挿入されている。

　　図１５に示すように、各扁平管（231）には、複数の冷媒パス（232）が形成されている。各冷媒パス（232）は、扁平管（231）の伸長方向に延びる通路である。各扁平管（231）において、複数の冷媒パス（232）は、扁平管（231）の伸長方向と直交する幅方向に一列に並んでいる。各扁平管（231）の冷媒パス（232）は、その一端が第１ヘッダ集合管（240）の内部空間に連通し、その他端が第２ヘッダ集合管（250）の内部空間に連通している。尚、上記冷媒パス（232）は、本発明に係る流体通路を構成している。

　　フィン（235）は、上下に蛇行するコルゲートフィンであって、上下に隣り合う扁平管（231）の間に配置されている。フィン（235）には、扁平管（231）の伸長方向に配列される複数の伝熱部（236）が形成されている。伝熱部（236）は、隣り合う扁平管（231）の一方から他方に亘る板状に形成されている。伝熱部（236）には、該伝熱部（236）の一部を切り起こして形成される複数のルーバ（237）が設けられている。これらのルーバ（237）は、伝熱部（236）の前縁（即ち、風上側の端部）と実質的に平行となるように、上下に延びている。伝熱部（236）では、各ルーバ（237）が風上側から風下側に向かって並んで形成されている。

　　伝熱部（236）の風下側端部には、更に風下側に突出する突出板部（238）が連接している。突出板部（238）は、伝熱部（236）よりも上下に張り出した台形板状に形成されている。各熱交換器（161,162）では、上下に隣り合う突出板部（238,238）が厚さ方向に重複し、実質的に接触している。

　　扁平管（231）とフィン（235,235）とが複数ずつ設けられる。上下に並んだ扁平管（231）の間には、フィン（235,235）が配置される。中間熱交換部（41,42,43,161）では、上下に並んだ扁平管（231）の間を空気が通過し、この空気が扁平管（231）内の流体通路（232）を流れる流体と熱交換する。

　　中間熱交換器（161）では、通風抵抗が小さくなるため、流れる空気の流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）が向上する。扁平管（231）は、従来の伝熱管と比較して管径が小さくなるため、管内流速が増加する。このため、冷媒パス（232）を通過する冷媒の圧力損失が大きくなる。

　　しかしながら、室外ケーシング（163）内における空気の流速の小さい下方に配置した中間熱交換器（161）では、熱交換能力が低くなる。このため、熱交換量を大きくしようとすると、中間熱交換器（161）は、上方に配置する場合に比べて大きくなる。大きくなると中間熱交換器（161）の冷媒パス（232）の数が増えるため、中間熱交換器（161）では、各冷媒パス（232）における冷媒の流速が低下し、各冷媒パス（232）を通過する際の冷媒の圧力損失が減少する。したがって、扁平管（231）による管径の小径化によっても冷媒の圧力損失の増加は比較的小さくなる。

　　室外熱交換部（162）では、通風抵抗が小さくなるため、流れる空気の流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、冷凍装置のＣＯＰ（成績係数）が向上する。扁平管（231）は、従来の伝熱管と比較して管径が小さくなるため、管内流速が増加する。このため、冷媒パス（232）を通過する冷媒の圧力損失が大きくなる。

　　しかし、室外熱交換部（162）を流れる冷媒の流速は、もともと低いため、扁平管（231）で管径を小径化して流速が多少上昇しても、それに起因する圧力損失の増加量は、比較的小さい。

　　上記本変形例によれば、複数の冷媒パス（232）が形成される複数の扁平管（231）と、複数のフィン（235,235）とを備えて中間熱交換器（161）および室外熱交換部（162）を構成したため、通風抵抗を小さくすることができる。このため、通風路を流れる空気流速が大きくなる。また、扁平管（231）によって冷媒の伝熱面積が増加するため、冷媒の熱交換性能が向上する。このため、空気調和装置のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態３と同様である。

　　　　〈参考例〉
　　次に、参考例について説明する。本参考例では、図１８および図１９に示すように、室内ユニット内の風速分布が上下方向に一様に分布している。

　　本参考例に係る室外熱交換ユニット（40）は、下側から上側に向かって室外熱交換器（44）、第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）、第３の中間熱交換器（43）の順に重ねられて配置されている。尚、第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）とは互いを上下に入れ替えて設置してもよい。

　　また、各熱交換器の大きさは、室外熱交換器（44）、第３の中間熱交換器（43）、第１の中間熱交換器（41）および第２の中間熱交換器（42）の順に大きくなるように形成されている。

　　上記各熱交換器（41,42,43,44）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。各熱交換器（41,42,43,44）は、それぞれが複数の伝熱管（52）および複数のＵ字管を有する複数の伝熱管群（50）と、伝熱フィン（51）とを備えている。

　　上記複数の伝熱管群（50）は、上下に順に並んで配置されて構成されている。各伝熱管群（50）は、複数の伝熱管（52）が空気の流れ方向に沿って上下に２本ずつ３列に配列され、図１９における左側（すなわち、風上側）に第１管列（53）、図１９における中央に第２管列（54）、および図１９における右側（すなわち、風下側）に第３管列（55）が構成されている。すなわち、各伝熱管群（50）は、各列に伝熱管（52）が２段になるように配置されている。

　　〈その他の実施形態〉
　　本発明は、上記実施形態１および２について、以下のような構成としてもよい。

　　上記実施形態１および２では、四段圧縮機（20）を用いたが、本発明はこの構成に限られず、二段圧縮機を２つ設けるようにしてもよい。

　　上記実施形態１～４では、二段圧縮式の超臨界冷凍サイクルおよび四段圧縮式の超臨界冷凍サイクルとしたが、本発明はこれに限られず、例えば三段圧縮機の超臨界冷凍サイクルやその他の多段圧縮式の冷凍サイクルにおいて適用することができる。

　　上記実施形態１および２では、熱交換器の構成をフィン・アンド・チューブ型としたが、本発明はこれに限られない。

　　具体的には、図１６に示すように、室外ユニット（3）は、室外ケーシング（121）を備えている。室外ケーシング（121）は、縦長の矩形状の箱体に形成され、正面の下方に空気の吸込口（123）が形成される一方、上面に空気の吹出口（124）が形成されている。室外ケーシング（121）の内部には、室外熱交換ユニット（40）と、室外ファン（122）とが配置されている。室外熱交換ユニット（40）は、室外熱交換器（44）と、第１の中間熱交換器（41）と、第２の中間熱交換器（42）と、第３の中間熱交換器（43）とを備えている。

　　図１６に示すように、室外ケーシング（121）の内部では、下側から上側に向かって第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）、第３の中間熱交換器（43）、および室外熱交換器（162）の順に重ねられて配置されている。つまり、室外熱交換器（162）が第１から第３の中間熱交換器（41,42,43）よりも上方に配置されている。尚、このとき、第１の中間熱交換器（41）、第２の中間熱交換器（42）とを互いに上下に入れ替えて設置してもよい。

　　　　－熱交換器の構成－
　　図１６および図１７に示すように、本形態の各熱交換器（41,42,43,44）は、それぞれが一つの第１ヘッダ集合管（240）と、一つの第２ヘッダ集合管（250）と、多数の扁平管（231）と、多数のフィン（235）とを備えている。第１ヘッダ集合管（240）、第２ヘッダ集合管（250）、扁平管（231）、及びフィン（235）は、何れもアルミニウム合金製の部材であって、互いにロウ付けによって接合されている。

　　第１ヘッダ集合管（240）と第２ヘッダ集合管（250）は、中空の細長い管状に形成されている。各熱交換器（41,42,43,44）では、扁平管（231）の一端側に第１ヘッダ集合管（240）が立設され、扁平管（231）の他端側に第２ヘッダ集合管（250）が立設されている。つまり、第１ヘッダ集合管（240）と第２ヘッダ集合管（250）は、それぞれの軸方向が鉛直方向となるように上下に延びている。

　　第１ヘッダ集合管（240）は、その上端部および下端部が閉塞され、その下端部には、第１接続管（240b）が接続している。第１接続管（240b）は、冷媒回路（10）の液側と連通している。つまり、第１ヘッダ集合管（240）は、液を含んだ冷媒（液単相冷媒や気液二相冷媒）が流れる液側ヘッダを構成している。第２ヘッダ集合管（250）は、その上端部及び下端部が閉塞され、その上方には、第２接続管（250b）が接続している。第２接続管（250b）は、冷媒回路（10）のガス側と接続している。つまり、第２ヘッダ集合管（250）は、ガス冷媒が流れるガス側ヘッダを構成している。

　　本形態の各熱交換器（41,42,43,44）は、複数の扁平管（231）を有している。扁平管（231）は、その軸直角断面形状が扁平な長円形あるいは矩形となっている伝熱管である。各熱交換器（41,42,43,44）において、複数の扁平管（231）は、その伸長方向が左右方向となり、且つそれぞれの平坦な側面が互いに向かい合う姿勢で配置されている。また、複数の扁平管（231）は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管（231）は、その一端部が第１ヘッダ集合管（240）に挿入され、その他端部が第２ヘッダ集合管（250）に挿入されている。

　　図１７に示すように、各扁平管（231）には、複数の冷媒パス（232）が形成されている。各冷媒パス（232）は、扁平管（231）の伸長方向に延びる通路であって、本発明に係る流体通路に構成されている。各扁平管（231）において、複数の冷媒パス（232）は、扁平管（231）の伸長方向と直交する幅方向に一列に並んでいる。各扁平管（231）の冷媒パス（232）は、その一端が第１ヘッダ集合管（240）の内部空間に連通し、その他端が第２ヘッダ集合管（250）の内部空間に連通している。

　　伝熱部（236）の風下側端部には、更に風下側に突出する突出板部（238）が連接している。突出板部（238）は、伝熱部（236）よりも上下に張り出した台形板状に形成されている。各熱交換器（41,42,43,44）では、上下に隣り合う突出板部（238,238）が厚さ方向に重複し、実質的に接触している。その他の構成、作用・効果は実施形態３の変形例と同様である。

　　尚、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、多段圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置について有用である。

２１　　　　　第１の圧縮部
２２　　　　　第２の圧縮部
２３　　　　　第３の圧縮部
２４　　　　　第４の圧縮部
４１　　　　　第１の中間熱交換器
４２　　　　　第２の中間熱交換器
４３　　　　　第３の中間熱交換器
４４　　　　　室外熱交換器
１２１　　　　室外ケーシング
１２３　　　　吸込口
１５１　　　　第１の圧縮部
１５２　　　　第２の圧縮部
１６１　　　　室外熱交換器
１６２　　　　中間熱交換器
１６３　　　　室外ケーシング
１６４　　　　吸込口
２３１　　　　扁平管
２３２　　　　冷媒パス
２３５　　　　フィン

Claims

　　互いに直列に接続された複数の圧縮機構（21～24,151,152）を有し、低段側の圧縮機構（21,22,23,151）が吐出した冷媒を高段側の圧縮機構（22,23,24,152）が吸入して圧縮する複数段圧縮部（20,150）と、
　　隣り合う二つの上記圧縮機構（21,22,23,24,151,152）の間に設けられて低段側の圧縮機構（21,22,23,151）から高段側の圧縮機構（22,23,24,152）へ向かう冷媒を室外空気と熱交換させて冷却する中間熱交換部（41,42,43,161）と、
　　最も高段側の圧縮機構（24,152）から吐出された冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換部（44,162）と、
　　側面に空気の吸入口（123,164）が、上面に空気の吹出口（124,165）がそれぞれ形成され、上記圧縮機構（21～24,151,152）、中間熱交換部（41,42,43,161）および室外熱交換部（44,162）を収容するケーシング（121,163）とを備える冷凍装置の室外機であって、
　　上記中間熱交換部（41,42,43,161）と上記室外熱交換部（44,162）が上記ケーシング（121,163）の吸入口（123,164）に沿って起立した状態で設置されると共に、上記室外熱交換部（44,162）が上記中間熱交換部（41,42,43,161）よりも上方に配置されている
ことを特徴とする冷凍装置の室外機。
　　請求項１において、
　　上記複数段圧縮部（20）は、三つ以上の圧縮機構（21～24）を有する一方、
　　最も高段側の中間熱交換部（43）は、他の中間熱交換部（41,42）よりも上方、且つ上記室外熱交換器（44）よりも下方に配置されている
ことを特徴とする冷凍装置の室外機。
　　請求項２において、
　　複数の上記中間熱交換部（41,42,43）は、流入する冷媒の圧力が高いものほど上方に配置されている
ことを特徴とする冷凍装置の室外機。
　　請求項１において、
　　上記中間熱交換部（41,42,43,161）は、側面が対向するように上下に配列され、内部に管長さ方向に沿って延びる複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、隣り合う上記扁平管（231）の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン（235,235）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置の室外機。
　　請求項４において、
　　上記室外熱交換部（44,162）は、側面が対向するように上下に配列され、内部に管長さ方向に沿って延びる複数の流体通路（232）が形成される複数の扁平管（231）と、隣り合う上記扁平管（231）の間を空気が流れる複数の通風路に区画する複数のフィン（235,235）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置の室外機。