以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷� ��装置の実施形態について説明する。
 (1)空気調和装置の構成
 図1は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形 態としての空気調和装置1の概略構成図であ� �。空気調和装置1は、冷房運転が可能となる� ��うに構成された冷媒回路10を有し、超臨界� �で作動する冷媒(ここでは、二酸化炭素)を使 用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う装置で ある。
 空気調和装置1の冷媒回路10は、主として、� ��縮機構2と、熱源側熱交換器4と、膨張機構5� ��、利用側熱交換器6と、中間冷却器7とを有� �ている。
 圧縮機構2は、本実施形態において、2つの� �縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機21から構 成されている。圧縮機21は、ケーシング21a内� ��、圧縮機駆動モータ21bと、駆動軸21cと、圧� ��要素2c、2dとが収容された密閉式構造となっ ている。圧縮機駆動モータ21bは、駆動軸21cに 連結されている。そして、この駆動軸21cは、 2つの圧縮要素2c、2dに連結されている。すな� ��ち、圧縮機21は、2つの圧縮要素2c、2dが単一 の駆動軸21cに連結されており、2つの圧縮要� �2c、2dがともに圧縮機駆動モータ21bによって� ��転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造� ��なっている。圧縮要素2c、2dは、本実施形態 において、ロータリ式やスクロール式等の容 積式の圧縮要素である。そして、圧縮機21は� ��吸入管2aから冷媒を吸入し、この吸入され� �冷媒を圧縮要素2cによって圧縮した後に中間 冷媒管8に吐出し、中間冷媒管8に吐出された� ��媒を圧縮要素2dに吸入させて冷媒をさらに� �縮した後に吐出管2bに吐出するように構成さ れている。ここで、中間冷媒管8は、圧縮要� �2dの前段側に接続された圧縮要素2cから吐出� ��れた冷媒を、圧縮要素2cの後段側に接続さ� �た圧縮要素2dに吸入させるための冷媒管であ る。また、吐出管2bは、圧縮機構2から吐出さ れた冷媒を熱源側熱交換器4に送るための冷� �管であり、吐出管2bには、油分離機構41と逆� ��機構42とが設けられている。油分離機構41は 、圧縮機構2から吐出される冷媒に同伴する� �凍機油を冷媒から分離して圧縮機構2の吸入� ��へ戻す機構であり、主として、圧縮機構2か ら吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒 から分離する油分離器41aと、油分離器41aに接 続されており冷媒から分離された冷凍機油を 圧縮機構2の吸入管2aに戻す油戻し管41bとを有 している。油戻し管41bには、油戻し管41bを流 れる冷凍機油を減圧する減圧機構41cが設けら れている。減圧機構41cは、本実施形態におい て、キャピラリチューブが使用されている。 逆止機構42は、圧縮機構2の吐出側から熱源側 熱交換器4への冷媒の流れを許容し、かつ、� �源側熱交換器4から圧縮機構2の吐出側への冷 媒の流れを遮断するための機構であり、本実 施形態において、逆止弁が使用されている。

 このように、圧縮機構2は、本実施形態にお いて、2つの圧縮要素2c、2dを有しており、こ� ��らの圧縮要素2c、2dのうちの前段側の圧縮要 素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で 順次圧縮するように構成されている。
 熱源側熱交換器4は、冷媒の冷却器として機 能する熱交換器である。熱源側熱交換器4は� �その一端が圧縮機構2に接続されており、そ� ��他端が膨張機構5に接続されている。尚、こ こでは図示しないが、熱源側熱交換器4には� �熱源側熱交換器4を流れる冷媒と熱交換を行� ��冷却源としての水や空気が供給されるよう� ��なっている。
 膨張機構5は、冷媒を減圧する機構であり、 本実施形態において、電動膨張弁が使用され ている。膨張機構5は、その一端が熱源側熱� �換器4に接続され、その他端が利用側熱交換� ��6に接続されている。また、本実施形態にお いて、膨張機構5は、熱源側熱交換器4におい� ��冷却された高圧の冷媒を利用側熱交換器6に 送る前に減圧する。

 利用側熱交換器6は、冷媒の加熱器として機 能する熱交換器である。利用側熱交換器6は� �その一端が膨張機構5に接続されており、そ� ��他端が圧縮機構2に接続されている。尚、こ こでは図示しないが、利用側熱交換器6には� �利用側熱交換器6を流れる冷媒と熱交換を行� ��加熱源としての水や空気が供給されるよう� ��なっている。
 中間冷却器7は、中間冷媒管8に設けられて� �り、前段側の圧縮要素2cから吐出されて圧縮 要素2dに吸入される冷媒の冷却器として機能� ��る熱交換器である。尚、ここでは図示しな� ��が、中間冷却器7には、中間冷却器7を流れ� �冷媒と熱交換を行う冷却源としての水や空� �が供給されるようになっている。このよう� �、中間冷却器7は、冷媒回路10を循環する冷� �を用いたものではないという意味で、外部� �源を用いた冷却器ということができる。

 また、中間冷媒管8の前段側の圧縮要素2c� ��中間冷却器7の入口との間の部分には、中間 油分離機構16が設けられている。中間油分離� ��構16は、前段側の圧縮要素2cから吐出される 冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して 圧縮機構2に戻す機構である。中間油分離機� �16は、主として、前段側の圧縮要素2cから吐� ��される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から� ��離する中間油分離器16aと、中間油分離器16a� ��接続されており冷媒から分離された冷凍機� ��を圧縮機構2に戻すための中間油戻し管16bと を有している。中間油戻し管16bは、本実施形 態において、中間油分離器16aの油出口と圧縮 機構2の吸入側(ここでは、吸入管2a)との間を� ��続しており、中間油戻し管16bを流れる冷凍� ��油を減圧する減圧機構16cが設けられている� ��減圧機構16cは、本実施形態において、キャ� ��ラリチューブが使用されている。

 さらに、空気調和装置1は、ここでは図示し ないが、圧縮機構2、膨張機構5等の空気調和� ��置1を構成する各部の動作を制御する制御部 を有している。
 (2)空気調和装置の動作
 次に、本実施形態の空気調和装置1の動作に ついて、図1~図3を用いて説明する。ここで、 図2は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示さ� �た圧力-エンタルピ線図であり、図3は、冷房 運転時の冷凍サイクルが図示された温度-エ� �トロピ線図である。尚、以下の冷房運転に� �ける運転制御は、上述の制御部(図示せず)に よって行われる。また、以下の説明において 、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧 (すなわち、図2、3の点D、D’、Eにおける圧力 )を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルに� �ける低圧(すなわち、図2、3の点A、Fにおける 圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイ� �ルにおける中間圧(すなわち、図2、3の点B1、 C1における圧力)を意味している。

 圧縮機構2を駆動すると、低圧の冷媒(図1~ 図3の点A参照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸 入され、まず、圧縮要素2cによって中間圧力� ��で圧縮された後に、中間冷媒管8に吐出され る(図1~図3の点B1参照)。この前段側の圧縮要� �2cから吐出された中間圧の冷媒は、中間油分 離機構16を構成する中間油分離器16aに流入し� ��同伴する冷凍機油が分離された後に、中間� ��却器7に送られる。また、中間油分離器16aに おいて中間圧の冷媒から分離された冷凍機油 は、中間油分離機構16を構成する中間油戻し� ��16bに流入し、中間油戻し管16bに設けられた� ��圧機構16cで減圧された後に圧縮機構2(ここ� �は、吸入管2a)に戻されて、再び、圧縮機構2� ��吸入される。次に、中間油分離機構16にお� �て冷凍機油が分離された後の中間圧の冷媒� �、中間冷却器7において、冷却源としての水� ��は空気と熱交換を行うことで冷却される(図 1~図3の点C1参照)。この中間冷却器7において� �却された冷媒は、次に、圧縮要素2cの後段側 に接続された圧縮要素2dに吸入されてさらに� ��縮されて、圧縮機構2から吐出管2bに吐出さ� ��る(図1~図3の点D参照)。ここで、圧縮機構2か ら吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素2c、2d� �よる二段圧縮動作によって、臨界圧力(すな� ��ち、図2に示される臨界点CPにおける臨界圧� ��Pcp)を超える圧力まで圧縮されている。そし て、この圧縮機構2から吐出された高圧の冷� �は、油分離機構41を構成する油分離器41aに流 入し、同伴する冷凍機油が分離される。また 、油分離器41aにおいて高圧の冷媒から分離さ れた冷凍機油は、油分離機構41を構成する油� ��し管41bに流入し、油戻し管41bに設けられた� ��圧機構41cで減圧された後に圧縮機構2の吸入 管2aに戻されて、再び、圧縮機構2に吸入され る。次に、油分離機構41において冷凍機油が� ��離された後の高圧の冷媒は、逆止機構42を� �じて、冷媒の冷却器として機能する熱源側� �交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換� ��4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器 4において、冷却源としての水又は空気と熱� �換を行って冷却される(図1~図3の点E参照)。� �して、熱源側熱交換器4において冷却された� ��圧の冷媒は、膨張機構5によって減圧されて 低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の加 熱器として機能する利用側熱交換器6に送ら� �る(図1~図3の点F参照)。そして、利用側熱交� �器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は� ��利用側熱交換器6において、加熱源としての 水又は空気と熱交換を行って加熱されて、蒸 発することになる(図1~図3の点A参照)。そして 、この利用側熱交換器6において加熱された� �圧の冷媒は、再び、圧縮機構2に吸入される� ��このようにして、冷房運転が行われる。

 このように、空気調和装置1では、圧縮要 素2cから吐出された冷媒を圧縮要素2dに吸入� �せるための中間冷媒管8に中間冷却器7を設け ているため、中間冷却器7を設けなかった場� �(この場合には、図2、図3において、点A→点B 1→点D’→点E→点Fの順で冷凍サイクルが行� �れる)に比べて、圧縮要素2cの後段側の圧縮� �素2dに吸入される冷媒の温度が低下し(図3の� ��B1、C1参照)、圧縮要素2dから吐出される冷媒 の温度も低下することになる(図3の点D、D’� �照)。このため、この空気調和装置1では、高 圧の冷媒の冷却器として機能する熱源側熱交 換器4において、中間冷却器7を設けなかった� ��合に比べて、冷却源としての水や空気と冷� ��との温度差を小さくすることが可能になり� ��図3の点B1、D’、D、C1を結ぶことによって囲 まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さく できることから、運転効率を向上させること ができる。

 また、空気調和装置1では、中間冷媒管8の� �段側の圧縮要素2cと中間冷却器7の入口との� �の部分に、前段側の圧縮要素2cから吐出され る冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離し て圧縮機構2に戻す中間油分離機構16を設けて いるため、中間油分離機構16を設けなかった� ��合に比べて、前段側の圧縮要素2cから吐出� �れる冷媒に同伴する冷凍機油が中間冷却器7� ��流入するのを抑えることができるようにな� ��、中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込みを 防ぎ、圧縮機構2の油切れを防ぐことができ� �。
 また、中間油分離機構16を設けなかった場� �には、中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込� ��によって、中間冷却器7の伝熱性能の低下が 生じて、中間冷却器7における交換熱量(すな� ��ち、図2の点B1、点C1間のエンタルピ差)が小� ��くなってしまうため、熱源側熱交換器4にお ける放熱ロスが小さくできなくなるおそれが あり、また、中間冷却器7への冷凍機油の溜� �り込みによって、中間冷却器7の圧力損失の� ��大が生じて、後段側の圧縮要素2dに吸入さ� �る冷媒の圧力(すなわち、図2の点C1)が低くな って、後段側の圧縮要素2dの消費動力が増大� ��るおそれがあるが、中間油分離機構16を設� �ているため、中間冷却器7への冷凍機油の溜� ��り込みによる中間冷却器7の伝熱性能の低下 や圧力損失の増大を防ぎ、空気調和装置1の� �能を向上させることができる。

 さらに、本実施形態における中間油分離機� ��16は、前段側の圧縮要素2cから吐出される冷 媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する中 間油分離器16aと、中間油分離器16aに接続され ており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機 構2に戻すための中間油戻し管16bとを有して� �るため、中間油分離器16aを前段側の圧縮要� �2cの近傍に設けることによって、前段側の圧 縮要素2cの近傍で冷媒から冷凍機油を分離す� ��ことができ、これにより、中間冷却器7だけ でなく中間冷媒管8内における冷凍機油の溜� �り込みも防ぐことができる。
 尚、圧縮機構2を構成する圧縮機21としては� ��ケーシング21a内の冷凍機油が溜まる空間に� ��段側の圧縮要素2cに吸入される冷媒が充満� �る低圧ドーム型、冷凍機油が溜まるケーシ� �グ21a内の空間に前段側の圧縮要素2cから吐出 される冷媒が充満する中間圧ドーム型、冷凍 機油が溜まるケーシング21a内の空間に後段側 の圧縮要素2cから吐出される冷媒が充満する� ��圧ドーム型のいずれを採用した場合であっ� ��も、中間油分離機構16を設けることによっ� �、圧縮機構2の油切れを防ぐ等の効果を得る� ��とができるが、特に、圧縮機構2を構成する 圧縮機21として高圧ドーム型の圧縮機を採用� ��た場合には、後段側の圧縮要素2dから吐出� �れる冷媒が、冷凍機油が溜まったケーシン� �21a内の空間に一旦吐出された後に、ケーシ� �グ21a外に吐出されることから、冷媒に同伴� �る冷凍機油の量は多くないのに対して、前� �側の圧縮要素2cから吐出される冷媒は、直接 ケーシング21a外に吐出されることから、冷媒 に同伴する冷凍機油の量が多く、中間冷却器 7に溜まり込む冷凍機油の量が多くなるおそ� �が高いため、中間油分離機構16を設けること が非常に有効である。

 (3)変形例1
 上述の実施形態においては、中間油分離機� ��16が中間油分離器16aと中間油戻し管16bとか� �構成されているが、図4に示されるように、� ��間油分離機構16を中間冷却器7の入口に設け� ��れたヘッダ16dの下端に中間油戻し管16bを接� ��した構成にしてもよい。ここで、ヘッダ16d� ��、中間冷却器7が複数の伝熱流路を有する構 造である場合において、中間冷媒管8と各伝� �流路に分岐させるための分岐管との間に介� �する管部材である。また、中間油戻し管16b� �、中間油分離器16aの油出口ではなくヘッダ16 dの下端に接続されている点を除き、上述の� �施形態における中間油戻し管16bと同様の構� �である。
 そして、この変形例1の構成では、中間冷却 器7の入口に設けられたヘッダ16dが油分離器� �して機能することになるため、上述の実施� �態に比べて、機器点数の増加を抑えること� �できる。

 尚、後述の変形例においては、中間油分離� ��構16として、中間油分離器16aと中間油戻し� �16bとを有するものを例に挙げて説明するが� �本変形例のように、中間冷却器7の入口に設� ��られたヘッダ16dの下端に中間油戻し管16bを� ��続した構成を採用してもよい。
 (4)変形例2
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��圧縮機構2として、1台の一軸二段圧縮構造� �圧縮機21によって、2つの圧縮要素2c、2dのう� ��の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を� ��段側の圧縮要素で順次圧縮する二段圧縮式� ��圧縮機構2が構成されているが、1つの圧縮� �素が1つの圧縮機駆動モータによって回転駆� ��される単段圧縮構造の圧縮機を2台直列に接 続することによって二段圧縮構造の圧縮機構 2が構成されていてもよい。

 例えば、図5に示されるように、上述の実 施形態において、圧縮要素2cが収容された圧� ��機22、及び、圧縮要素2dが収容された圧縮機 23を2台直列に接続することで圧縮機構2を構� �し、上述の実施形態と同様の中間油分離機� �16(すなわち、中間油分離器16aと中間油戻し� �16bとを有する中間油分離機構16)を中間冷媒� �8の前段側の圧縮要素2c(すなわち、圧縮機22)� ��中間冷却器7の入口との間の部分に設けた構 成にすることができる。ここで、圧縮機構2� �、圧縮機22と、圧縮機23とを有している。圧� ��機22は、ケーシング22a内に、圧縮機駆動モ� �タ22bと、駆動軸22cと、圧縮要素2cとが収容さ れた密閉式構造となっている。そして、圧縮 機駆動モータ22bは、駆動軸22cに連結されてお り、駆動軸22cは、圧縮要素2cに連結されてい� ��。また、圧縮機23は、ケーシング23a内に、� �縮機駆動モータ23bと、駆動軸23cと、圧縮要� �2dとが収容された密閉式構造となっている。 そして、圧縮機駆動モータ23bは、駆動軸23cに 連結されており、駆動軸23cは、圧縮要素2dに� ��結されている。そして、圧縮機構2は、上述 の実施形態及びその変形例と同様に、吸入管 2aから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を� ��縮要素2cによって圧縮した後に中間冷媒管8� ��吐出し、中間冷媒管8に吐出された冷媒を圧 縮要素2dに吸入させて冷媒をさらに圧縮した� ��に吐出管2bに吐出するように構成されてい� �。

 そして、この変形例2の構成においても、圧 縮機22に収容された前段側の圧縮要素2cから� �出される冷媒に同伴する冷凍機油が中間冷� �器7に流入するのを抑えることができるため� ��中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込みを防 ぎ、圧縮機構2の油切れを防ぐことができる� �また、中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込� ��による中間冷却器7の伝熱性能の低下や圧力 損失の増大を防ぎ、空気調和装置1の性能を� �上させることができる。
 (5)変形例3
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��2つの圧縮要素2c、2dのうちの前段側の圧縮� �素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素� �順次圧縮する二段圧縮式の圧縮機構2を採用� ��ているが、3つの圧縮要素のうちの前段側の 圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮 要素で順次圧縮する三段圧縮式の圧縮機構102 を採用してもよい。

 例えば、図6に示されるように、上述の実 施形態において、圧縮要素102cが収容された� �縮機24、及び、圧縮要素102d、102eが収容され� ��圧縮機25を2台直列に接続することで圧縮機� ��102を構成し、上述の実施形態と同様の中間� ��分離機構16(すなわち、中間油分離器16aと中� ��油戻し管16bとを有する中間油分離機構16)を� ��間冷媒管8(圧縮要素102cと圧縮要素102dとを接 続するもの)の前段側の圧縮要素102cと中間冷� ��器7の入口との間の部分、及び、中間冷媒管 8(圧縮要素102dと圧縮要素102eとを接続するも� �)の前段側の圧縮要素102dと中間冷却器7の入� �との間の部分に設けた構成にすることがで� �る。ここで、圧縮機構102は、1つの圧縮要素� ��冷媒を単段圧縮する圧縮機24と、2つの圧縮� ��素で冷媒を二段圧縮する圧縮機25とが直列� �接続されることによって構成されている。� �縮機24は、上述の変形例3における単段圧縮� �造の圧縮機22、23と同様、ケーシング24a内に� ��圧縮機駆動モータ24bと、駆動軸24cと、圧縮� ��素102cとが収容された密閉式構造となってい る。そして、圧縮機駆動モータ24bは、駆動軸 24cに連結されており、駆動軸24cは、圧縮要素 102cに連結されている。また、圧縮機25は、上 述の実施形態における二段圧縮構造の圧縮機 21と同様、ケーシング25a内に、圧縮機駆動モ� ��タ25cと、駆動軸25cと、圧縮要素102d、102eと� �収容された密閉式構造となっている。そし� �、圧縮機駆動モータ25bは、駆動軸25cに連結� �れており、この駆動軸25cは、2つの圧縮要素1 02d、102eに連結されている。そして、圧縮機24 は、吸入管102aから冷媒を吸入し、この吸入� �れた冷媒を圧縮要素102cによって圧縮した後� ��、圧縮要素102cの後段側に接続された圧縮要 素102dに吸入させるための中間冷媒管8に吐出� ��るように構成されている。そして、圧縮機2 5は、この中間冷媒管8に吐出された冷媒を圧� ��要素102dに吸入させて冷媒をさらに圧縮した 後に、圧縮要素102dの後段側に接続された圧� �要素102eに吸入させるための中間冷媒管8に吐 出し、この中間冷媒管8に吐出された冷媒を� �縮要素102eに吸入させて冷媒をさらに圧縮し� ��後に、吐出管102bに吐出するように構成され ている。

 また、図6に示される構成(すなわち、単段� �縮式の圧縮機24と二段圧縮式の圧縮機25とが� ��列に接続された構成)に代えて、図7に示さ� �るように、二段圧縮式の圧縮機26と単段圧縮 式の圧縮機27とが直列に接続された構成にし� ��もよい。この場合においても、圧縮機26が� �縮要素102c、102dを有し、圧縮機27が圧縮要素1 02eを有しているため、図7に示される構成と� �様に、3つの圧縮要素102c、102d、102eが直列接� ��された構成が得られる。尚、圧縮機26は、� �述の実施形態における圧縮機21と同様の構成 であり、圧縮機27は、上述の変形例3における 圧縮機22、23と同様の構成であるため、圧縮� �素102c、102d、102eを除く各部を示す符号をそ� �ぞれ26番台や27番台に置き換えることとし、� ��こでは、説明を省略する。
 さらに、図6に示される構成(すなわち、単� �圧縮式の圧縮機25と二段圧縮式の圧縮機24と� ��直列に接続された構成)に代えて、図8に示� �れるように、3台の単段圧縮式の圧縮機24、28 、27が直列に接続された構成にしてもよい。� ��の場合においても、圧縮機24が圧縮要素102c� ��有し、圧縮機28が圧縮要素102dを有し、圧縮� ��27が圧縮要素102eを有しているため、図6や図 7に示される構成と同様に、3つの圧縮要素102c 、102d、102eが直列接続された構成が得られる� ��尚、圧縮機24、28は、上述の変形例3におけ� �圧縮機22、23と同様の構造であるため、圧縮� ��素102c、102dを除く各部を示す符号をそれぞ� �24番台や28番台に置き換えることとし、ここ� ��は、説明を省略する。

 このように、本変形例において、圧縮機構1 02は、3つの圧縮要素102c、102d、102eを有してお り、これらの圧縮要素102c、102d、102eのうちの 前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段 側の圧縮要素で順次圧縮するように構成され ている。そして、本変形例における冷媒回路 110は、圧縮機構102、中間冷媒管8、中間冷却� �7及び中間油分離機構16等から構成されてい� �。
 次に、本変形例の空気調和装置1の動作につ いて、図6~図10を用いて説明する。ここで、� �9は、変形例3における冷房運転時の冷凍サイ クルが図示された圧力-エンタルピ線図であ� �、図10は、変形例3における冷房運転時の冷� �サイクルが図示された温度-エントロピ線図� ��ある。尚、以下の冷房運転における運転制� ��は、上述の制御部(図示せず)によって行わ� �る。また、以下の説明において、「高圧」� �は、冷凍サイクルにおける高圧(すなわち、� ��9、10の点D、D’、Eにおける圧力)を意味し、 「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧(� �なわち、図9、10の点A、Fにおける圧力)を意� �し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおけ� �中間圧(すなわち、図9、10の点B1、B2、B2’、C 1、C2、C2’における圧力)を意味している。

 圧縮機構102を駆動すると、低圧の冷媒(図 6~図10の点A参照)は、吸入管102aから圧縮機構10 2に吸入され、まず、圧縮要素102cによって中� ��圧力まで圧縮された後に、前段側の圧縮要� ��102cから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素 102dに吸入させるための中間冷媒管8に吐出さ� ��る(図6~図10の点B1参照)。この前段側の圧縮� �素102cから吐出された中間圧の冷媒は、中間� ��媒管8の前段側の圧縮要素102cと中間冷却器7� ��入口との間の部分に設けられた中間油分離� ��構16を構成する中間油分離器16aに流入し、� �伴する冷凍機油が分離された後に、中間冷� �器7に送られる。また、この中間油分離器16a� ��おいて中間圧の冷媒から分離された冷凍機� ��は、中間油分離機構16を構成する中間油戻� �管16bに流入し、中間油戻し管16bに設けられ� �減圧機構16cで減圧された後に圧縮機構102(こ� ��では、吸入管102a)に戻されて、再び、圧縮� �構102に吸入される。次に、中間油分離機構16 において冷凍機油が分離された後の中間圧の 冷媒は、中間冷却器7において、冷却源とし� �の水又は空気と熱交換を行うことで冷却さ� �る(図6~図10の点C1参照)。この中間冷却器7に� �いて冷却された冷媒は、次に、圧縮要素102c� ��後段側に接続された圧縮要素102dに吸入され てさらに高い中間圧力まで圧縮された後に、 前段側の圧縮要素102dから吐出された冷媒を� �段側の圧縮要素102eに吸入させるための中間� ��媒管8に吐出される(図6~図10の点B2参照)。こ� ��前段側の圧縮要素102dから吐出された中間圧 の冷媒は、中間冷媒管8の前段側の圧縮要素10 2dと中間冷却器7の入口との間の部分に設けら れた中間油分離機構16を構成する中間油分離� ��16aに流入し、同伴する冷凍機油が分離され� ��後に、中間冷却器7に送られる。また、この 中間油分離器16aにおいて中間圧の冷媒から分 離された冷凍機油は、中間油分離機構16を構� ��する中間油戻し管16bに流入し、中間油戻し� ��16bに設けられた減圧機構16cで減圧された後� ��圧縮機構2の吸入管102aに戻されて、再び、� �縮機構102に吸入される。次に、中間油分離� �構16において冷凍機油が分離された後の中間 圧の冷媒は、中間冷却器7において、冷却源� �しての水又は空気と熱交換を行うことで冷� �される(図6~図10の点C2参照)。この中間冷却器 7において冷却された冷媒は、次に、圧縮要� �102dの後段側に接続された圧縮要素102eに吸入 されてさらに圧縮されて、圧縮機構102から吐 出管102bに吐出される(図6~図10の点D参照)。こ� ��で、圧縮機構102から吐出された高圧の冷媒� ��、圧縮要素102c、102d、102eによる三段圧縮動� ��によって、臨界圧力(すなわち、図9に示さ� �る臨界点CPにおける臨界圧力Pcp)を超える圧� �まで圧縮されている。そして、この圧縮機� �102から吐出された高圧の冷媒は、油分離機� �41を構成する油分離器41aに流入し、同伴する 冷凍機油が分離される。また、油分離器41aに おいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は 、油分離機構41を構成する油戻し管41bに流入� ��、油戻し管41bに設けられた減圧機構41cで減� ��された後に圧縮機構102(ここでは、吸入管102 a)に戻されて、再び、圧縮機構102に吸入され� ��。次に、油分離機構41において冷凍機油が� �離された後の高圧の冷媒は、逆止機構42を通 じて、冷媒の冷却器として機能する熱源側熱 交換器4に送られる。そして、熱源側熱交換� �4に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器4 において、冷却源としての水又は空気と熱交 換を行って冷却される(図6~図10の点E参照)。� �して、熱源側熱交換器4において冷却された� ��圧の冷媒は、膨張機構5によって減圧されて 低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の加 熱器として機能する利用側熱交換器6に送ら� �る(図6~図10の点F参照)。そして、利用側熱交� ��器6に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は 、利用側熱交換器6において、加熱源として� �水又は空気と熱交換を行って加熱されて、� �発することになる(図6~図10の点A参照)。そし� ��、この利用側熱交換器6において加熱された 低圧の冷媒は、再び、圧縮機構102に吸入され る。このようにして、冷房運転が行われる。

 このように、本変形例の構成においては� ��圧縮要素102cから吐出された冷媒を圧縮要素 102dに吸入させるための中間冷媒管8に中間冷� ��器7を設け、かつ、圧縮要素102dから吐出さ� �た冷媒を圧縮要素102eに吸入させるための中� ��冷媒管8に中間冷却器7を設けているため、� �間冷却器7を設けなかった場合(この場合には 、図9、図10において、点A→点B1→点B2’(C2’) →点D’→点E→点Fの順で冷凍サイクルが行わ れる)に比べて、圧縮要素102cの後段側の圧縮� ��素102dに吸入される冷媒の温度、及び、圧縮 要素102dの後段側の圧縮要素102eに吸入される� ��媒の温度が低下し(図10の点B1、C1、B2、C2参� �)、圧縮要素102eから吐出される冷媒の温度も 低下することになる(図10の点D、D’参照)。こ のため、本変形例の構成において、高圧の冷 媒の冷却器として機能する熱源側熱交換器4� �おいて、中間冷却器7を設けなかった場合に� ��べて、冷却源としての水や空気と冷媒との� ��度差を小さくすることが可能になり、図10� �点B1、B2’(C2’)、D’、D、C2、B2、C1によって� ��まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さ� ��できることから、運転効率を向上させるこ� ��ができる。しかも、この面積は、上述の実� ��形態及びその変形例のような二段圧縮式冷� ��サイクルにおける面積よりも大きくなるた� ��、上述の実施形態及びその変形例に比べて� ��さらに運転効率を向上させることができる� ��

 また、本変形例の構成においては、中間冷� ��管8の前段側の圧縮要素102cと中間冷却器7の� ��口との間の部分に、前段側の圧縮要素102cか ら吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒 から分離して圧縮機構2の吸入側に戻す中間� �分離機構16を設け、かつ、中間冷媒管8の前� �側の圧縮要素102dと中間冷却器7の入口との間 の部分に、前段側の圧縮要素102dから吐出さ� �る冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離� �て圧縮機構2の吸入側に戻す中間油分離機構1 6を設けているため、上述の実施形態及びそ� �変形例と同様、圧縮機構102の油切れを防ぐ� �とができる。
 また、中間油分離機構16を設けなかった場� �には、中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込� ��によって、中間冷却器7の伝熱性能の低下が 生じて、中間冷却器7における交換熱量(すな� ��ち、図9の点B1、点C1間のエンタルピ差や、� �B2、点C2間のエンタルピ差)が小さくなってし まうため、熱源側熱交換器4における放熱ロ� �が小さくできなくなるおそれがあり、また� �中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込みによ� ��て、中間冷却器7の圧力損失の増大が生じて 、後段側の圧縮要素102dや圧縮要素102eに吸入� ��れる冷媒の圧力(すなわち、図9の点C1や点C2) が低くなって、後段側の圧縮要素102dや圧縮� �素102eの消費動力が増大するおそれがあるが� ��中間油分離機構16を設けているため、上述� �実施形態及びその変形例と同様、空気調和� �置1の性能を向上させることができる。

 尚、圧縮機構102を構成する二段圧縮式の� ��縮機25(図6参照)としては、ケーシング25a、25 a内の冷凍機油が溜まる空間に前段側の圧縮� �素102dに吸入される冷媒が充満する低圧ドー� ��型、冷凍機油が溜まるケーシング25a内の空� ��に前段側の圧縮要素102dから吐出される冷媒 が充満する中間圧ドーム型、冷凍機油が溜ま るケーシング25a内の空間に後段側の圧縮要素 102eから吐出される冷媒が充満する高圧ドー� �型のいずれを採用した場合であっても、中� �油分離機構16を設けることによって、圧縮機 構102の油切れを防ぐ等の効果を得ることがで きるが、特に、圧縮機構102を構成する圧縮機 25として高圧ドーム型の圧縮機を採用した場� ��には、後段側の圧縮要素102eから吐出される 冷媒が、冷凍機油が溜まったケーシング25a内 の空間に一旦吐出された後に、ケーシング25a 外に吐出されることから、冷媒に同伴する冷 凍機油の量は多くないのに対して、前段側の 圧縮要素102dから吐出される冷媒は、直接ケ� �シング25a外に吐出されることから、冷媒に� �伴する冷凍機油の量が多く、中間冷却器7に� ��まり込む冷凍機油の量が多くなるおそれが� ��いため、中間油分離機構16を設けることが� �常に有効である。また、圧縮機構102を構成� �る二段圧縮式の圧縮機26(図7参照)についても 、高圧ドーム型を採用する場合には、圧縮機 25と同様、中間油分離機構16を設けることが� �常に有効である。

 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��三段圧縮式の圧縮機構102に代えて、四段圧� ��式等のような三段圧縮式よりも多段の圧縮� ��構を採用してもよく、この場合においても� ��本変形例と同様の効果を得ることができる� ��
 (6)変形例4
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��複数の圧縮要素で順次圧縮する多段圧縮式� ��圧縮機構2や圧縮機構102を一系統だけ有する 構成としているが、例えば、能力の大きな利 用側熱交換器6が接続される場合や複数の利� �側熱交換器6が接続される場合等においては� ��多段圧縮式の圧縮機構2や圧縮機構102を複数 系統並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機 構を採用してもよい。
 例えば、図11に示されるように、圧縮要素20 3c、203dを有する二段圧縮式の第1圧縮機構203� �圧縮要素204c、204dを有する二段圧縮式の第2� �縮機構204とを並列に接続した構成を有する� �縮機構202を採用した冷媒回路210にすること� �できる。

 第1圧縮機構203は、本変形例において、2� �の圧縮要素203c、203dで冷媒を二段圧縮する圧 縮機29から構成されており、圧縮機構202の吸� ��母管202aから分岐された第1吸入枝管203a、及� ��、圧縮機構202の吐出母管202bに合流する第1� �出枝管203bに接続されている。第2圧縮機構204 は、本変形例において、2つの圧縮要素204c、2 04dで冷媒を二段圧縮する圧縮機30から構成さ� ��ており、圧縮機構202の吸入母管202aから分岐 された第2吸入枝管204a、及び、圧縮機構202の� ��出母管202bに合流する第2吐出枝管204bに接続� ��れている。尚、圧縮機29、30は、上述の実施 形態における圧縮機21と同様の構成であるた� ��、圧縮要素203c、203d、204c、204dを除く各部を 示す符号をそれぞれ29番台や30番台に置き換� �ることとし、ここでは、説明を省略する。� �して、圧縮機29は、第1吸入枝管203bから冷媒� ��吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素203c によって圧縮した後に中間冷媒管8を構成す� �第1入口側中間枝管81に吐出し、第1入口側中� ��枝管81に吐出された冷媒を中間冷媒管8を構� ��する中間母管82及び第1出口側中間枝管83を� �じて圧縮要素203dに吸入させて冷媒をさらに� ��縮した後に第1吐出枝管203bに吐出するよう� �構成されている。圧縮機30は、第1吸入枝管20 4bから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を� ��縮要素204cによって圧縮した後に中間冷媒管 8を構成する第2入口側中間枝管84に吐出し、� �2入口側中間枝管84に吐出された冷媒を中間� �媒管8を構成する中間母管82及び第2出口側中� ��枝管85を通じて圧縮要素204dに吸入させて冷� ��をさらに圧縮した後に第2吐出枝管204bに吐� �するように構成されている。中間冷媒管8は� ��本変形例において、圧縮要素203d、204dの前� �側に接続された圧縮要素203c、204cから吐出さ れた冷媒を、圧縮要素203c、204cの後段側に接� ��された圧縮要素203d、204dに吸入させるため� �冷媒管であり、主として、第1圧縮機構203の� ��段側の圧縮要素203cの吐出側に接続される第 1入口側中間枝管81と、第2圧縮機構204の前段� �の圧縮要素204cの吐出側に接続される第2入口 側中間枝管84と、両入口側中間枝管81、84が合 流する中間母管82と、中間母管82から分岐さ� �て第1圧縮機構203の後段側の圧縮要素203dの吸 入側に接続される第1出口側中間枝管83と、中 間母管82から分岐されて第2圧縮機構204の後段 側の圧縮要素204dの吸入側に接続される第2出� ��側中間枝管85とを有している。また、吐出� �管202bは、圧縮機構202から吐出された冷媒を� ��源側熱交換器4に送るための冷媒管であり、 吐出母管202bに接続される第1吐出枝管203bには 、第1油分離機構241と第1逆止機構242とが設け� ��れており、吐出母管202bに接続される第2吐� �枝管204bには、第2油分離機構243と第2逆止機� �244とが設けられている。第1油分離機構241は� ��第1圧縮機構203から吐出される冷媒に同伴す る冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構202の 吸入側へ戻す機構であり、主として、第1圧� �機構203から吐出される冷媒に同伴する冷凍� �油を冷媒から分離する第1油分離器241aと、第 1油分離器241aに接続されており冷媒から分離� ��れた冷凍機油を圧縮機構202の吸入側に戻す� ��1油戻し管241bとを有している。第2油分離機� ��243は、第2圧縮機構204から吐出される冷媒に 同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機 構202の吸入側へ戻す機構であり、主として、 第2圧縮機構204から吐出される冷媒に同伴す� �冷凍機油を冷媒から分離する第2油分離器243a と、第2油分離器243aに接続されており冷媒か� ��分離された冷凍機油を圧縮機構202の吸入側� ��戻す第2油戻し管243bとを有している。本変� �例において、第1油戻し管241bは、第2吸入枝� �204aに接続されており、第2油戻し管243cは、� �1吸入枝管203aに接続されている。このため、 第1圧縮機構203内に溜まった冷凍機油の量と� �2圧縮機構204内に溜まった冷凍機油の量との� ��に偏りに起因して第1圧縮機構203から吐出さ れる冷媒に同伴する冷凍機油の量と第2圧縮� �構204から吐出される冷媒に同伴する冷凍機� �の量との間に偏りが生じた場合であっても� �圧縮機構203、204のうち冷凍機油の量が少な� �方に冷凍機油が多く戻ることになり、第1圧� ��機構203内に溜まった冷凍機油の量と第2圧縮 機構204内に溜まった冷凍機油の量との間の偏 りが解消されるようになっている。また、本 変形例において、第1吸入枝管203aは、第2油戻 し管243bとの合流部から吸入母管202aとの合流� ��までの間の部分が、吸入母管202aとの合流部 に向かって下り勾配になるように構成されて おり、第2吸入枝管204aは、第1油戻し管241bと� �合流部から吸入母管202aとの合流部までの間� ��部分が、吸入母管202aとの合流部に向かって 下り勾配になるように構成されている。この ため、圧縮機構203、204のいずれか一方が停止 中であっても、運転中の圧縮機構に対応する 油戻し管から停止中の圧縮機構に対応する吸 入枝管に戻される冷凍機油は、吸入母管202a� �戻ることになり、運転中の圧縮機構の油切� �が生じにくくなっている。油戻し管241b、243b には、油戻し管241b、243bを流れる冷凍機油を� ��圧する減圧機構241c、243cが設けられている� �逆止機構242、244は、圧縮機構203、204の吐出� �から熱源側熱交換器4への冷媒の流れを許容� ��、かつ、熱源側熱交換器4から圧縮機構203、 204の吐出側への冷媒の流れを遮断するための 機構である。

 このように、圧縮機構202は、本変形例にお� ��て、2つの圧縮要素203c、203dを有するととも� ��これらの圧縮要素203c、203dのうちの前段側� �圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧� �要素で順次圧縮するように構成された第1圧� ��機構203と、2つの圧縮要素204c、204dを有する� ��ともにこれらの圧縮要素204c、204dのうちの� �段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段� �の圧縮要素で順次圧縮するように構成され� �第2圧縮機構204とを並列に接続した構成とな� ��ている。
 中間冷却器7は、本変形例において、中間冷 媒管8を構成する中間母管82に設けられており 、第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203cから� ��出された冷媒と第2圧縮機構204の前段側の圧 縮要素204cから吐出された冷媒とが合流した� �のを冷却する熱交換器である。すなわち、� �間冷却器7は、2つの圧縮機構203、204に共通の 冷却器として機能するものとなっている。こ のため、多段圧縮式の圧縮機構203、204を複数 系統並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機 構202に対して中間冷却器7を設ける際の圧縮� �構202周りの回路構成の簡素化が図られてい� �。

 また、中間油分離機構16は、本変形例にお� �て、中間冷媒管8を構成する中間母管82の入� �側中間枝管81、84との合流部と中間冷却器7の 入口との間の部分に設けられており、中間冷 却器7と同様、2つの圧縮機構203、204に共通に� ��けられている。また、本変形例においては� ��中間油戻し管16bは、中間油分離器16aの油出� ��と圧縮機構202の吸入母管202aとの間を接続し ている。
 また、中間冷媒管8を構成する第1入口側中� �枝管81には、第1圧縮機構203の前段側の圧縮� �素203cの吐出側から中間母管82側への冷媒の� �れを許容し、かつ、中間母管82側から前段側 の圧縮要素203cの吐出側への冷媒の流れを遮� �するための逆止機構81aが設けられており、� �間冷媒管8を構成する第2入口側中間枝管84に� ��、第2圧縮機構203の前段側の圧縮要素204cの� �出側から中間母管82側への冷媒の流れを許容 し、かつ、中間母管82側から前段側の圧縮要� ��204cの吐出側への冷媒の流れを遮断するため の逆止機構84aが設けられている。本変形例に おいては、逆止機構81a、84aとして逆止弁が使 用されている。このため、圧縮機構203、204の いずれか一方が停止中であっても、運転中の 圧縮機構の前段側の圧縮要素から吐出された 冷媒が中間冷媒管8を通じて、停止中の圧縮� �構の前段側の圧縮要素の吐出側に達すると� �うことが生じないため、運転中の圧縮機構� �前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が、� �止中の圧縮機構の前段側の圧縮要素内を通� �て圧縮機構202の吸入側に抜けて停止中の圧� �機構の冷凍機油が流出するということが生� �なくなり、これにより、停止中の圧縮機構� �起動する際の冷凍機油の不足が生じにくく� �っている。尚、圧縮機構203、204間に運転の� �先順位を設けている場合(例えば、第1圧縮機 構203を優先的に運転する圧縮機構とする場合 )には、上述の停止中の圧縮機構に該当する� �とがあるのは、第2圧縮機構204に限られるこ� ��になるため、この場合には、第2圧縮機構204 に対応する逆止機構84aだけを設けるようにし てもよい。

 また、上述のように、第1圧縮機構203を優 先的に運転する圧縮機構とする場合において は、中間冷媒管8が圧縮機構203、204に共通に� �けられているため、運転中の第1圧縮機構203� ��対応する前段側の圧縮要素203cから吐出され た冷媒が中間冷媒管8の第2出口側中間枝管85� �通じて、停止中の第2圧縮機構204の後段側の� ��縮要素204dの吸入側に達し、これにより、運 転中の第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203c� ��ら吐出された冷媒が、停止中の第2圧縮機構 204の後段側の圧縮要素204d内を通じて圧縮機� �202の吐出側に抜けて停止中の第2圧縮機構204� ��冷凍機油が流出して、停止中の第2圧縮機構 204を起動する際の冷凍機油の不足が生じるお それがある。そこで、本変形例では、第2出� �側中間枝管85に開閉弁85aを設け、第2圧縮機� �204が停止中の場合には、この開閉弁85aによ� �て第2出口側中間枝管85内の冷媒の流れを遮� �するようにしている。これにより、運転中� �第1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203cから吐 出された冷媒が中間冷媒管8の第2出口側中間� ��管85を通じて、停止中の第2圧縮機構204の後� ��側の圧縮要素204dの吸入側に達することがな くなるため、運転中の第1圧縮機構203の前段� �の圧縮要素203cから吐出された冷媒が、停止� ��の第2圧縮機構204の後段側の圧縮要素204d内� �通じて圧縮機構202の吐出側に抜けて停止中� �第2圧縮機構204の冷凍機油が流出するという� ��とが生じなくなり、これにより、停止中の� ��2圧縮機構204を起動する際の冷凍機油の不足 がさらに生じにくくなっている。尚、本変形 例においては、開閉弁85aとして電磁弁が使用 されている。

 また、第1圧縮機構203を優先的に運転する 圧縮機構とする場合においては、第1圧縮機� �203の起動に続いて第2圧縮機構204を起動する� ��とになるが、この際、中間冷媒管8が圧縮機 構203、204に共通に設けられているため、第2� �縮機構204の前段側の圧縮要素203cの吐出側の� ��力及び後段側の圧縮要素203dの吸入側の圧力 が、前段側の圧縮要素203cの吸入側の圧力及� �後段側の圧縮要素203dの吐出側の圧力よりも� ��くなった状態から起動することになり、安� ��的に第2圧縮機構204を起動することが難しい 。そこで、本変形例では、第2圧縮機構204の� �段側の圧縮要素204cの吐出側と後段側の圧縮� ��素204dの吸入側とを接続する起動バイパス管 86を設けるとともに、この起動バイパス管86� �開閉弁86aを設け、第2圧縮機構204が停止中の� ��合には、この開閉弁86aによって起動バイパ� ��管86内の冷媒の流れを遮断し、かつ、開閉� �85aによって第2出口側中間枝管85内の冷媒の� �れを遮断するようにし、第2圧縮機構204を起� ��する際に、開閉弁86aによって起動バイパス� ��86内に冷媒を流すことができる状態にする� �とで、第2圧縮機構204の前段側の圧縮要素204c から吐出される冷媒を第1圧縮機構203の前段� �の圧縮要素204cから吐出される冷媒に合流さ� ��ることなく、起動バイパス管86を通じて後� �側の圧縮要素204dに吸入させるようにして、� ��縮機構202の運転状態が安定した時点(例えば 、圧縮機構202の吸入圧力、吐出圧力及び中間 圧力が安定した時点)で、開閉弁85aによって� �2出口側中間枝管85内に冷媒を流すことがで� �る状態にし、かつ、開閉弁86aによって起動� �イパス管86内の冷媒の流れを遮断して、通常 の冷房運転に移行することができるようにな っている。尚、本変形例において、起動バイ パス管86は、その一端が第2出口側中間枝管85� ��開閉弁85aと第2圧縮機構204の後段側の圧縮要 素204dの吸入側との間に接続され、その他端� �第2圧縮機構204の前段側の圧縮要素204cの吐出 側と第2入口側中間枝管84の逆止機構84aとの間 に接続されており、第2圧縮機構204を起動す� �際に、第1圧縮機構203の中間圧部分の影響を� ��けにくい状態にできるようになっている。� ��た、本変形例においては、開閉弁86aとして� ��磁弁が使用されている。

 また、本変形例の空気調和装置1の冷房運転 時の動作は、圧縮機構2に代えて設けられた� �縮機構202によって、圧縮機構202周りの回路� �成がやや複雑化したことによる変更点を除� �ては、上述の実施形態における冷房運転時� �動作(図1~3及びその関連記載)と基本的に同じ であるため、ここでは、説明を省略する。
 そして、この変形例4の構成においても、第 1圧縮機構203の前段側の圧縮要素203c及び第2圧 縮機構204の前段側の圧縮要素204cから吐出さ� �る冷媒に同伴する冷凍機油が中間冷却器7に� ��入するのを抑えることができるため、中間� ��却器7への冷凍機油の溜まり込みを防ぎ、圧 縮機構202の油切れを防ぐことができる。また 、中間冷却器7への冷凍機油の溜まり込みに� �る中間冷却器7の伝熱性能の低下や圧力損失� ��増大を防ぎ、空気調和装置1の性能を向上さ せることができる。また、本変形例の構成で は、多段圧縮式の圧縮機構203、204を複数系統 並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構202 を採用しているにもかかわらず、中間油分離 機構16を2つの圧縮機構203、204に共通に設ける ようにしているため、圧縮機構202周りの回路 構成の簡素化を図ることができる。また、本 変形例においては、中間油戻し管16bを中間油 分離器16aの油出口と圧縮機構202の吸入母管202 aとの間を接続しているため、圧縮機構203、20 4の両方に対して確実に冷凍機油を戻すこと� �できる。

 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��二段圧縮式の圧縮機構203、204に代えて、三� ��圧縮式(例えば、変形例3における圧縮機構10 2)等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機� ��を採用してもよいし、また、多段圧縮式の� ��縮機構を3系統以上並列に接続した並列多段 圧縮式の圧縮機構を採用してもよく、この場 合においても、本変形例と同様の効果を得る ことができる。
 (7)変形例5
 上述の変形例4においては、図11に示される� ��うに、中間油分離機構16を2つの圧縮機構203� ��204に共通に設けるようにしているが、図12� �示されるように、各圧縮機構203、204に対応� �るように設けるようにしてもよい。例えば� �第1圧縮機構203に対しては、中間油分離機構1 6を前段側の圧縮要素203cの吐出側に接続され� ��第1入口側中間枝管81に設け、第2圧縮機構204 に対しては、中間油分離機構16を前段側の圧� ��要素204cの吐出側に接続された第2入口側中� �枝管84に設けるようにすることができる。

 そして、この変形例5の構成においても、 上述の変形例4と同様、第1圧縮機構203の前段� ��の圧縮要素203c及び第2圧縮機構204の前段側� �圧縮要素204cから吐出される冷媒に同伴する� ��凍機油が中間冷却器7に流入するのを抑える ことができるため、中間冷却器7への冷凍機� �の溜まり込みを防ぎ、圧縮機構202の油切れ� �防ぐことができる。また、中間冷却器7への� ��凍機油の溜まり込みによる中間冷却器7の伝 熱性能の低下や圧力損失の増大を防ぎ、空気 調和装置1の性能を向上させることができる� �また、本変形例の構成では、各圧縮機構203� �204に対応するように中間油分離機構16を設け るようにしているため、中間油分離器16aを前 段側の圧縮要素203c、204cの近傍に設けること� ��よって、前段側の圧縮要素203c、204cの近傍� �冷媒から冷凍機油を分離することができ、� �れにより、中間冷却器7だけでなく、中間母� ��82や入口側中間枝管81、84等の中間冷媒管8内 における冷凍機油の溜まり込みも防ぐことが できる。

 また、図12に示される構成において、第1圧� ��機構203に対応して設けられた中間油分離機� ��16の中間油戻し管16bを、第2吸入枝管204aの吸 入母管202aとの合流部に向かって下り勾配に� �るように構成された部分に接続し、第2圧縮� ��構204に対応して設けられた中間油分離機構1 6の中間油戻し管16bを、第1吸入枝管203aの吸入 母管202aとの合流部に向かって下り勾配にな� �ように構成された部分に接続してもよい(図1 3参照)。
 そして、この構成においては、上述の効果� ��加えて、第1圧縮機構203内に溜まった冷凍機 油の量と第2圧縮機構204内に溜まった冷凍機� �の量との間に偏りに起因して第1圧縮機構203� ��前段側の圧縮要素203cから吐出される冷媒に 同伴する冷凍機油の量と第2圧縮機構204の前� �側の圧縮要素204cから吐出される冷媒に同伴� ��る冷凍機油の量との間に偏りが生じた場合� ��あっても、圧縮機構203、204のうち冷凍機油� ��量が少ない方に冷凍機油が多く戻ることに� ��り、第1圧縮機構203内に溜まった冷凍機油の 量と第2圧縮機構204内に溜まった冷凍機油の� �との間の偏りを解消することができる。し� �も、圧縮機構203、204のいずれか一方が停止� �であっても、運転中の圧縮機構に対応する� �間油戻し管から停止中の圧縮機構に対応す� �吸入枝管に戻される冷凍機油は、吸入母管20 2aに戻ることになり、運転中の圧縮機構の油� ��れを生じにくくできる。

 (8)変形例6
 上述の実施形態及びその変形例においては� ��冷房運転が可能に構成された空気調和装置1 において、中間冷媒管8に中間冷却器7を設け� ��とともに、中間冷媒管8の前段側の圧縮要素 と中間冷却器8の入口との間に中間油分離機� �16を設けることで、冷媒の冷却器として機能 する熱源側熱交換器4における放熱ロスを小� �くして、運転効率を向上させるとともに、� �転中の圧縮機構の油切れを防ぐ等の効果を� �るようにしているが、この構成に加えて、� �房運転と暖房運転とを切換可能な構成にす� �とともに、熱源側熱交換器4又は利用側熱交� ��器6において冷却された冷媒を分岐して後段 側の圧縮要素2dに戻すための後段側インジェ� ��ション管をさらに設けるようにしてもよい� ��
 例えば、図14に示されるように、二段圧縮� �の圧縮機構2が採用された上述の実施形態に� ��いて、冷房運転と暖房運転とを切換可能に� ��るための切換機構3が設けられ、そして、膨 張機構5に代えてレシーバ入口膨張機構5a及び レシーバ出口膨張機構5bが設けられるととも� ��、ブリッジ回路17、レシーバ18、後段側イン ジェクション管19、及び、エコノマイザ熱交� ��器20が設けられた冷媒回路310にすることが� �きる。

 切換機構3は、冷媒回路310内における冷媒 の流れの方向を切り換えるための機構であり 、冷房運転時には、熱源側熱交換器4を圧縮� �構2によって圧縮される冷媒の冷却器として� ��かつ、利用側熱交換器6を熱源側熱交換器4� �おいて冷却された冷媒の加熱器として機能� �せるために、圧縮機構2の吐出側と熱源側熱� ��換器4の一端とを接続するとともに圧縮機21� ��吸入側と利用側熱交換器6とを接続し(図14の 切換機構3の実線を参照、以下、この切換機� �3の状態を「冷却運転状態」とする)、暖房運 転時には、利用側熱交換器6を圧縮機構2によ� ��て圧縮される冷媒の冷却器として、かつ、� ��源側熱交換器4を利用側熱交換器6において� �却された冷媒の加熱器として機能させるた� �に、圧縮機構2の吐出側と利用側熱交換器6と を接続するとともに圧縮機構2の吸入側と熱� �側熱交換器4の一端とを接続することが可能� ��ある(図14の切換機構3の破線を参照、以下、 この切換機構3の状態を「加熱運転状態」と� �る)。本実施形態において、切換機構3は、圧 縮機構2の吸入側、圧縮機構2の吐出側、熱源� ��熱交換器4及び利用側熱交換器6に接続され� �四路切換弁である。尚、切換機構3は、四路� ��換弁に限定されるものではなく、例えば、� ��数の電磁弁を組み合わせる等によって、上� ��と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機� ��を有するように構成したものであってもよ� ��。

 このように、切換機構3は、圧縮機構2、熱� �側熱交換器4、膨張機構5a、5b、利用側熱交換 器6の順に冷媒を循環させる冷却運転状態と� �圧縮機構2、利用側熱交換器6、膨張機構5a、5 b、熱源側熱交換器4の順に冷媒を循環させる� ��熱運転状態とを切り換えることができるよ� ��に構成されている。
 また、中間冷媒管8には、中間冷却器7をバ� �パスするように、中間冷却器バイパス管9が� ��続されている。この中間冷却器バイパス管9 は、中間冷却器7を流れる冷媒の流量を制限� �る中間冷却機能制限機構として機能するも� �である。そして、中間冷却器バイパス管9に� ��、中間冷却器バイパス開閉弁11が設けられ� �いる。中間冷却器バイパス開閉弁11は、本実 施形態において、電磁弁である。この中間冷 却器バイパス開閉弁11は、切換機構3を冷却運 転状態にしている際に閉め、切換機構3を加� �運転状態にしている際に開ける制御がなさ� �る。

 また、中間冷媒管8には、中間冷却器バイパ ス管9との接続部から中間冷却器7側の位置(す なわち、中間冷却器7の入口側の中間冷却器� �イパス管9との接続部から中間冷却器7の出口 側の接続部までの部分)に、冷却器開閉弁12が 設けられている。この冷却器開閉弁12は、中� ��冷却器7を流れる冷媒の流量を制限する中間 冷却機能制限機構として機能するものである 。冷却器開閉弁12は、本実施形態において、� ��磁弁である。この冷却器開閉弁12は、切換� �構3を冷却運転状態にしている際に開け、切� ��機構3を加熱運転状態にしている際に閉める 制御がなされる。
 ブリッジ回路17は、熱源側熱交換器4と利用� ��熱交換器6との間に設けられており、レシー バ18の入口に接続されるレシーバ入口管18a、� ��び、レシーバ18の出口に接続されるレシー� �出口管18bに接続されている。ブリッジ回路17 は、本変形例において、4つの逆止弁17a、17b� �17c、17dを有している。そして、入口逆止弁17 aは、熱源側熱交換器4からレシーバ入口管18a� ��の冷媒の流通のみを許容する逆止弁である� ��入口逆止弁17bは、利用側熱交換器6からレシ ーバ入口管18aへの冷媒の流通のみを許容する 逆止弁である。すなわち、入口逆止弁17a、17b は、熱源側熱交換器4及び利用側熱交換器6の� ��方からレシーバ入口管18aに冷媒を流通させ� ��機能を有している。出口逆止弁17cは、レシ� ��バ出口管18bから利用側熱交換器6への冷媒の 流通のみを許容する逆止弁である。出口逆止 弁17dは、レシーバ出口管18bから熱源側熱交換 器4への冷媒の流通のみを許容する逆止弁で� �る。すなわち、出口逆止弁17c、17dは、レシ� �バ出口管18bから熱源側熱交換器4及び利用側� ��交換器6の他方に冷媒を流通させる機能を有 している。

 レシーバ入口膨張機構5aは、レシーバ入口� �18aに設けられた冷媒を減圧する機構であり� �本変形例において、電動膨張弁が使用され� �いる。また、本変形例において、レシーバ� �口膨張機構5aは、冷房運転時には、熱源側熱 交換器4において冷却された高圧の冷媒を利� �側熱交換器6に送る前に減圧し、暖房運転時� ��は、利用側熱交換器6において冷却された高 圧の冷媒を熱源側熱交換器4に送る前に減圧� �る。
 レシーバ18は、レシーバ入口膨張機構5aで減 圧された後の冷媒を一時的に溜めるために設 けられた容器であり、その入口がレシーバ入 口管18aに接続されており、その出口がレシー バ出口管18bに接続されている。また、レシー バ18には、レシーバ18内から冷媒を抜き出し� �圧縮機構2の吸入管2a(すなわち、圧縮機構2の 前段側の圧縮要素2cの吸入側)に戻すことが可 能な吸入戻し管18cが接続されている。この吸 入戻し管18cには、吸入戻し開閉弁18dが設けら れている。吸入戻し開閉弁18dは、本変形例に おいて、電磁弁である。

 レシーバ出口膨張機構5bは、レシーバ出口� �18bに設けられた冷媒を減圧する機構であり� �本変形例において、電動膨張弁が使用され� �いる。また、本変形例において、レシーバ� �口膨張機構5bは、冷房運転時には、レシーバ 入口膨張機構5aによって減圧された冷媒を利� ��側熱交換器6に送る前に低圧になるまでさら に減圧し、暖房運転時には、レシーバ入口膨 張機構5aによって減圧された冷媒を熱源側熱� ��換器4に送る前に低圧になるまでさらに減圧 する。
 このように、ブリッジ回路17、レシーバ18、 レシーバ入口管18a及びレシーバ出口管18bによ って、切換機構3を冷却運転状態にしている� �には、熱源側熱交換器4において冷却された� ��圧の冷媒が、ブリッジ回路17の入口逆止弁17 a、レシーバ入口管18aのレシーバ入口膨張機� �5a、レシーバ18、レシーバ出口管18bのレシー� ��出口膨張機構5b及びブリッジ回路17の出口逆 止弁17cを通じて、利用側熱交換器6に送るこ� �ができるようになっている。また、切換機� �3を加熱運転状態にしている際には、利用側� ��交換器6において冷却された高圧の冷媒が、 ブリッジ回路17の入口逆止弁17b、レシーバ入� ��管18aのレシーバ入口膨張機構5a、レシーバ18 、レシーバ出口管18bのレシーバ出口膨張機構 5b及びブリッジ回路17の出口逆止弁17dを通じ� �、熱源側熱交換器6に送ることができるよう� ��なっている。

 後段側インジェクション管19は、熱源側� �交換器4又は利用側熱交換器6において冷却さ れた冷媒を分岐して圧縮機構2の後段側の圧� �要素2dに戻す機能を有している。本変形例に おいて、後段側インジェクション管19は、レ� ��ーバ入口管18aを流れる冷媒を分岐して後段� ��の圧縮要素2dの吸入側に戻すように設けら� �ている。より具体的には、後段側インジェ� �ション管19は、レシーバ入口管18aのレシーバ 入口膨張機構5aの上流側の位置(すなわち、切 換機構3を冷却運転状態にしている際には、� �源側熱交換器4とレシーバ入口膨張機構5aと� �間、また、切換機構3を加熱運転状態にして� ��る際には、利用側熱交換器6とレシーバ入口 膨張機構5aとの間)から冷媒を分岐して中間冷 媒管8の中間冷却器7の下流側の位置に戻すよ� ��に設けられている。この後段側インジェク� ��ョン管19には、開度制御が可能な後段側イ� �ジェクション弁19aが設けられている。後段� �インジェクション弁19aは、本変形例におい� �、電動膨張弁である。

 エコノマイザ熱交換器20は、熱源側熱交� �器4又は利用側熱交換器6において冷却された 冷媒と後段側インジェクション管19を流れる� ��媒(より具体的には、後段側インジェクショ ン弁19aにおいて中間圧付近まで減圧された後 の冷媒)との熱交換を行う熱交換器である。� �変形例において、エコノマイザ熱交換器20は 、レシーバ入口管18aのレシーバ入口膨張機構 5aの上流側の位置(すなわち、切換機構3を冷� �運転状態にしている際には、熱源側熱交換� �4とレシーバ入口膨張機構5aとの間、また、� �換機構3を加熱運転状態にしている際には、� ��用側熱交換器6とレシーバ入口膨張機構5aと� ��間)を流れる冷媒と後段側インジェクション 管19を流れる冷媒との熱交換を行うように設� ��られており、また、両冷媒が対向するよう� ��流れる流路を有している。また、本変形例� ��おいて、エコノマイザ熱交換器20は、レシ� �バ入口管18aの後段側インジェクション管19の 上流側に設けられている。このため、熱源側 熱交換器4又は利用側熱交換器6において冷却� ��れた冷媒は、レシーバ入口管18aにおいて、� ��コノマイザ熱交換器20において熱交換され� �前に後段側インジェクション管19に分岐され 、その後に、エコノマイザ熱交換器20におい� ��、後段側インジェクション管19を流れる冷� �と熱交換を行うことになる。

 さらに、本変形例の空気調和装置1には、各 種のセンサが設けられている。具体的には、 中間冷媒管8又は圧縮機構2には、中間冷媒管8 を流れる冷媒の圧力を検出する中間圧力セン サ54が設けられている。エコノマイザ熱交換� ��20の後段側インジェクション管19側の出口に は、エコノマイザ熱交換器20の後段側インジ� ��クション管19側の出口における冷媒の温度� �検出するエコノマイザ出口温度センサ55が設 けられている。
 次に、本変形例の空気調和装置1の動作につ いて、図14~図18を用いて説明する。ここで、� ��15は、変形例6における冷房運転時の冷凍サ� ��クルが図示された圧力-エンタルピ線図であ り、図16は、変形例6における冷房運転時の冷 凍サイクルが図示された温度-エントロピ線� �であり、図17は、変形例6における暖房運転� �の冷凍サイクルが図示された圧力-エンタル� ��線図であり、図18は、変形例6における暖房� ��転時の冷凍サイクルが図示された温度-エン トロピ線図である。尚、以下の冷房運転や暖 房運転における運転制御は、上述の制御部(� �示せず)によって行われる。また、以下の説� ��において、「高圧」とは、冷凍サイクルに� ��ける高圧(すなわち、図15、16の点D、D’、E� �Hにおける圧力や図17、18の点D、D’、F、Hに� �ける圧力)を意味し、「低圧」とは、冷凍サ� ��クルにおける低圧(すなわち、図15、16の点A� ��F、F’における圧力や図17、18の点A、E、E’� ��おける圧力)を意味し、「中間圧」とは、冷 凍サイクルにおける中間圧(すなわち、図15~18 の点B1、C1、G、J、Kにおける圧力)を意味して� ��る。

 <冷房運転>
 冷房運転時は、切換機構3が図14の実線で示� ��れる冷却運転状態とされる。レシーバ入口� ��張機構5a及びレシーバ出口膨張機構5bは、開 度調節される。そして、切換機構3が冷却運� �状態となるため、冷却器開閉弁12が開けられ 、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却� �バイパス開閉弁11が閉められることによって 、中間冷却器7が冷却器として機能する状態� �される。さらに、後段側インジェクション� �19aも、開度調節される。より具体的には、� �変形例において、後段側インジェクション� �19aは、エコノマイザ熱交換器20の後段側イン ジェクション管19側の出口における冷媒の過� ��度が目標値になるように開度調節される、� ��わゆる過熱度制御がなされるようになって� ��る。本変形例において、エコノマイザ熱交� ��器20の後段側インジェクション管19側の出口 における冷媒の過熱度は、中間圧力センサ54� ��より検出される中間圧を飽和温度に換算し� ��エコノマイザ出口温度センサ55により検出� �れる冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を� �し引くことによって得られる。尚、本変形� �では採用していないが、エコノマイザ熱交� �器20の後段側インジェクション管19側の入口� ��温度センサを設けて、この温度センサによ� ��検出される冷媒温度をエコノマイザ出口温� ��センサ55により検出される冷媒温度から差� �引くことによって、エコノマイザ熱交換器20 の後段側インジェクション管19側の出口にお� ��る冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。

 この冷媒回路310の状態において、圧縮機� ��2を駆動すると、低圧の冷媒(図14~図16の点A� �照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入され、� ��ず、圧縮要素2cによって中間圧力まで圧縮� �れた後に、中間冷媒管8に吐出される(図14~図 16の点B1参照)。この前段側の圧縮要素2cから� �出された中間圧の冷媒は、上述の実施形態� �同様に、中間油分離機構16を構成する中間油 分離器16aに流入し、同伴する冷凍機油が分離 された後に、中間冷却器7に送られる。また� �中間油分離器16aにおいて中間圧の冷媒から� �離された冷凍機油は、中間油分離機構16を構 成する中間油戻し管16bに流入し、中間油戻し 管16bに設けられた減圧機構16cで減圧された後 に圧縮機構2(ここでは、吸入管2a)に戻されて� ��再び、圧縮機構2に吸入される。次に、中間 油分離機構16において冷凍機油が分離された� ��の中間圧の冷媒は、中間冷却器7において、 冷却源としての水又は空気と熱交換を行うこ とで冷却される(図14~図16の点C1参照)。この中 間冷却器7において冷却された冷媒は、後段� �インジェクション管19から後段側の圧縮機構 2dに戻される冷媒(図14~図16の点K参照)と合流� �ることでさらに冷却される(図14~図16の点G参� ��)。次に、後段側インジェクション管19から� ��る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、圧縮要� ��2cの後段側に接続された圧縮要素2dに吸入さ れてさらに圧縮されて、圧縮機構2から吐出� �2bに吐出される(図14~図16の点D参照)。ここで� ��圧縮機構2から吐出された高圧の冷媒は、圧 縮要素2c、2dによる二段圧縮動作によって、� �界圧力(すなわち、図15に示される臨界点CPに おける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮さ� �ている。そして、この圧縮機構2から吐出さ� ��た高圧の冷媒は、切換機構3を経由して、冷 媒の冷却器として機能する熱源側熱交換器4� �送られて、冷却源としての水又は空気と熱� �換を行って冷却される(図14~図16の点E参照)。 そして、熱源側熱交換器4において冷却され� �高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入口逆止弁 17aを通じてレシーバ入口管18aに流入し、その 一部が後段側インジェクション管19に分岐さ� ��る。そして、後段側インジェクション管19� �流れる冷媒は、後段側インジェクション弁19 aにおいて中間圧付近まで減圧された後に、� �コノマイザ熱交換器20に送られる(図14~図16の 点J参照)。また、後段側インジェクション管1 9に分岐された後のレシーバ入口管18aを流れ� �冷媒は、エコノマイザ熱交換器20に流入し、 後段側インジェクション管19を流れる冷媒と� ��交換を行って冷却される(図14~図16の点H参照 )。一方、後段側インジェクション管19を流れ る冷媒は、レシーバ入口管18aを流れる冷媒と 熱交換を行って加熱されて(図14~図16の点K参� �)、上述のように、中間冷却器7において冷却 された冷媒に合流することになる。そして、 エコノマイザ熱交換器20において冷却された� ��圧の冷媒は、レシーバ入口膨張機構5aによ� �て飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内 に一時的に溜められる(図14~図16の点I参照)。� ��して、レシーバ18内に溜められた冷媒は、� �シーバ出口管18bに送られて、レシーバ出口� �張機構5bによって減圧されて低圧の気液二相 状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の出口逆� ��弁17cを通じて冷媒の加熱器として機能する� ��用側熱交換器6に送られる(図14~図16の点F参� �)。そして、利用側熱交換器6に送られた低圧 の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水 又は空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発 することになる(図14~図16の点A参照)。そして� ��この利用側熱交換器6において加熱された低 圧の冷媒は、切換機構3を経由して、再び、� �縮機構2に吸入される。このようにして、冷� ��運転が行われる。

 そして、本変形例の構成においては、上述� ��実施形態と同様、切換機構3を冷却運転状態 にした冷房運転において、中間冷却器7を冷� �器として機能する状態にしていることから� �中間冷却器7を設けなかった場合に比べて、� ��源側熱交換器4における放熱ロスを小さくで きるようになっている。
 また、本変形例の構成においては、上述の� ��施形態と同様、中間冷媒管8の前段側の圧縮 要素2cと中間冷却器7の入口との間の部分に中 間油分離機構16を設けているため、中間冷却� ��7への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構 2の油切れを防ぐことができ、また、中間冷� �器7の伝熱性能の低下や圧力損失の増大を防� ��ことができる。さらに、本変形例では、中� ��油分離機構16は、中間冷媒管8と中間冷却器� ��イパス管9との接続部よりも上流側の位置に 設けられているため、中間冷却器バイパス管 9内における冷凍機油の溜まり込みも防ぐこ� �ができる。

 しかも、本変形例の構成では、後段側イン� ��ェクション管19を設けて熱源側熱交換器4か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後 段側の圧縮要素5dに戻すようにしているため� ��中間冷却器7のような外部への放熱を行うこ となく、後段側の圧縮要素5dに吸入される冷� ��の温度をさらに低く抑えることができる(図 16の点C1、G参照)。これにより、圧縮機構2か� �吐出される冷媒の温度がさらに低く抑えら� �(図16の点D、D’参照)、後段側インジェクシ� �ン管19を設けていない場合に比べて、図16の� ��C1、D’、D、Gを結ぶことによって囲まれる� �積に相当する分の放熱ロスをさらに小さく� �きることから、運転効率をさらに向上させ� �ことができる。
 また、本変形例の構成では、熱源側熱交換� ��4から膨張機構5a、5bに送られる冷媒と後段� �インジェクション管19を流れる冷媒との熱交 換を行うエコノマイザ熱交換器20をさらに設� ��ているため、後段側インジェクション管19� �流れる冷媒によって熱源側熱交換器4から膨� ��機構5a、5bに送られる冷媒を冷却することが でき(図15、図16の点E、点H参照)、後段側イン� ��ェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20 を設けない場合(この場合には、図15、図16に� ��いて、点A→点B1→点C1→点D’→点E→点F’� �順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、利� ��側熱交換器6における冷媒の単位流量当たり の冷却能力を高くすることができる。

 <暖房運転>
 暖房運転時は、切換機構3が図14の破線で示� ��れる加熱運転状態とされる。レシーバ入口� ��張機構5a及びレシーバ出口膨張機構5bは、開 度調節される。そして、切換機構3が加熱運� �状態となるため、冷却器開閉弁12が閉められ 、また、中間冷却器バイパス管9の中間冷却� �バイパス開閉弁11が開けられることによって 、中間冷却器7が冷却器として機能しない状� �とされる。さらに、後段側インジェクショ� �弁19aも、冷房運転時と同様の過熱度制御に� �って開度調節される。
 この冷媒回路310の状態において、圧縮機構2 を駆動すると、低圧の冷媒(図14、図17、図18� �点A参照)は、吸入管2aから圧縮機構2に吸入さ れ、まず、圧縮要素2cによって中間圧力まで� ��縮された後に、中間冷媒管8に吐出される(� �14、図17、図18の点B1参照)。この前段側の圧� �要素2cから吐出された中間圧の冷媒は、上述 の実施形態と同様に、中間油分離機構16を構� ��する中間油分離器16aに流入し、同伴する冷� ��機油が分離された後に、中間冷却器7に送ら れる。また、中間油分離器16aにおいて中間圧 の冷媒から分離された冷凍機油は、中間油分 離機構16を構成する中間油戻し管16bに流入し� ��中間油戻し管16bに設けられた減圧機構16cで� ��圧された後に圧縮機構2(ここでは、吸入管2a )に戻されて、再び、圧縮機構2に吸入される� ��次に、中間油分離機構16において冷凍機油� �分離された後の中間圧の冷媒は、冷房運転� �とは異なり、中間冷却器7を通過せずに(すな わち、冷却されることなく)、中間冷却器バ� �パス管9を通過して(図14、図17、図18の点C1参� ��)、後段側インジェクション管19から後段側� ��圧縮機構2dに戻される冷媒(図14、図17、図18� ��点K参照)と合流することで冷却される(図14� �図17、図18の点G参照)。次に、後段側インジ� �クション管19から戻る冷媒と合流した中間圧 の冷媒は、圧縮要素2cの後段側に接続された� ��縮要素2dに吸入されてさらに圧縮されて、� �縮機構2から吐出管2bに吐出される(図14、図17 、図18の点D参照)。ここで、圧縮機構2から吐� ��された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、� ��縮要素2c、2dによる二段圧縮動作によって、 臨界圧力(すなわち、図17に示される臨界点CP� ��おける臨界圧力Pcp)を超える圧力まで圧縮さ れている。そして、この圧縮機構2から吐出� �れた高圧の冷媒は、切換機構3を経由して、� ��媒の冷却器として機能する利用側熱交換器6 に送られて、冷却源としての水又は空気と熱 交換を行って冷却される(図14、図17、図18の� �F参照)。そして、利用側熱交換器6において� �却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路17の入 口逆止弁17bを通じてレシーバ入口管18aに流入 し、その一部が後段側インジェクション管19� ��分岐される。そして、後段側インジェクシ� ��ン管19を流れる冷媒は、後段側インジェク� �ョン弁19aにおいて中間圧付近まで減圧され� �後に、エコノマイザ熱交換器20に送られる(� �14、図17、図18の点J参照)。また、後段側イン ジェクション管19に分岐された後のレシーバ� ��口管18aを流れる冷媒は、エコノマイザ熱交� ��器20に流入し、後段側インジェクション管19 を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される(� �14、図17、図18の点H参照)。一方、後段側イン ジェクション管19を流れる冷媒は、レシーバ� ��口管18aを流れる冷媒と熱交換を行って加熱� ��れて(図14、図17、図18の点K参照)、上述のよ� ��に、前段側の圧縮要素2cから吐出された中� �圧の冷媒に合流することになる。そして、� �コノマイザ熱交換器20において冷却された高 圧の冷媒は、レシーバ入口膨張機構5aによっ� ��飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ18内� �一時的に溜められる(図14、図17、図18の点I参 照)。そして、レシーバ18内に溜められた冷媒 は、レシーバ出口管18bに送られて、レシーバ 出口膨張機構5bによって減圧されて低圧の気� ��二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路17の� �口逆止弁17dを通じて冷媒の加熱器として機� �する熱源側熱交換器4に送られる(図14、図17� �図18の点E参照)。そして、熱源側熱交換器4に 送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱 源としての水又は空気と熱交換を行って加熱 されて、蒸発することになる(図14、図17、図1 8の点A参照)。そして、この熱源側熱交換器4� �おいて加熱された低圧の冷媒は、切換機構3� ��経由して、再び、圧縮機構2に吸入される。 このようにして、暖房運転が行われる。

 そして、本変形例の構成においては、切� ��機構3を加熱運転状態にした暖房運転におい て、冷却器開閉弁12を閉め、また、中間冷却� ��バイパス管9の中間冷却器バイパス開閉弁11� ��開けることによって、中間冷却器7を冷却器 として機能しない状態にしているため、中間 冷却器7だけを設けた場合や上述の冷房運転� �同様に中間冷却器7を冷却器として機能させ� ��場合に比べて、圧縮機構2から吐出される冷 媒の温度の低下が抑えられる(図18の点D、D’� ��照)。このため、この空気調和装置1では、� �間冷却器7だけを設けた場合や上述の冷房運� ��と同様に中間冷却器7を冷却器として機能さ せた場合に比べて、外部への放熱を抑え、冷 媒の冷却器として機能する利用側熱交換器6� �供給される冷媒の温度の低下を抑えること� �可能になり、加熱能力の低下を抑えて、運� �効率の低下を防ぐことができるようになっ� �いる。

 また、本変形例の構成においては、上述の� ��房運転時と同様、中間冷媒管8の前段側の圧 縮要素2cと中間冷却器7の入口との間の部分に 中間油分離機構16を設けているため、中間冷� ��器7への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機 構2の油切れを防ぐことができ、また、中間� �却器7の伝熱性能の低下や圧力損失の増大を� ��ぐことができる。
 しかも、本変形例の構成では、後段側イン� ��ェクション管19を設けて利用側熱交換器6か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐して後 段側の圧縮要素5dに戻すようにしているため� ��圧縮機構2から吐出される冷媒の温度が低く なり(図18の点D、点D’参照)、これによって、 利用側熱交換器6における冷媒の単位流量当� �りの加熱能力は小さくなるが(図17の点D、点D ’、点F参照)、後段側の圧縮要素2dから吐出� �れる冷媒の流量は増加するため、利用側熱� �換器6における加熱能力が確保されて、運転� ��率を向上させることができる。

 また、本変形例の構成では、利用側熱交換� ��6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒と後段� �インジェクション管19を流れる冷媒との熱交 換を行うエコノマイザ熱交換器20をさらに設� ��ているため、利用側熱交換器6から膨張機構 5a、5bに送られる冷媒によって後段側インジ� �クション管19を流れる冷媒を加熱することが でき(図17、図18の点J、点K参照)、後段側イン� ��ェクション管19及びエコノマイザ熱交換器20 を設けない場合(この場合には、図17、図18に� ��いて、点A→点B1→点C1→点D’→点F→点E’� �順で冷凍サイクルが行われる)に比べて、後� ��側の圧縮要素2dから吐出される冷媒の流量� �増加させることができる。
 また、冷房運転及び暖房運転に共通する利� ��として、本変形例の構成では、エコノマイ� ��熱交換器20として、熱源側熱交換器4又は利� ��側熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる� �媒と後段側インジェクション管19を流れる冷 媒とが対向するように流れる流路を有する熱 交換器を採用しているため、エコノマイザ熱 交換器20における熱源側熱交換器4又は利用側 熱交換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒� ��後段側インジェクション管19を流れる冷媒� �の温度差を小さくすることができ、高い熱� �換効率を得ることができる。また、本変形� �の構成では、熱源側熱交換器4又は利用側熱� ��換器6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒が� �コノマイザ熱交換器20において熱交換される 前に熱源側熱交換器4又は利用側熱交換器6か� ��膨張機構5a、5bに送られる冷媒を分岐するよ うに後段側インジェクション管19を設けてい� ��ため、エコノマイザ熱交換器20において後� �側インジェクション管19を流れる冷媒と熱交 換を行う熱源側熱交換器4又は利用側熱交換� �6から膨張機構5a、5bに送られる冷媒の流量を 少なくすることができ、エコノマイザ熱交換 器20における交換熱量を小さくすることがで� ��、エコノマイザ熱交換器20のサイズを小さ� �することができる。

 また、ここでは、詳しい説明を省略する� ��、二段圧縮式の圧縮機構2に代えて、三段圧 縮式(例えば、変形例3における圧縮機構102)等 のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構を 採用してもよいし、また、二段圧縮式の圧縮 機構2に代えて、変形例4における二段圧縮式� ��圧縮機構203、204を有する圧縮機構202を採用� ��た冷媒回路410(図19参照)にする等のように、 圧縮機構を複数系統並列に接続した並列多段 圧縮式の圧縮機構を採用してもよく、この場 合においても、本変形例と同様の効果を得る ことができる。また、本変形例の空気調和装 置1では、レシーバ入口膨張機構5a、レシーバ 出口膨張機構5b、レシーバ18、後段側インジ� �クション管19、又は、エコノマイザ熱交換器 20に対する冷媒の流れ方向を、冷房運転及び� ��房運転にかかわらず一定させるという観点� ��ら、ブリッジ回路17を併せて採用している� �、例えば、冷房運転時又は暖房運転時のい� �れか一方だけ後段側インジェクション管19や エコノマイザ熱交換器20を使用する等のよう� ��、レシーバ入口膨張機構5a、レシーバ出口� �張機構5b、レシーバ18、後段側インジェクシ� ��ン管19、又は、エコノマイザ熱交換器20に対 する冷媒の流れ方向を冷房運転及び暖房運転 にかかわらず一定させる必要がない場合には 、ブリッジ回路17を省略してもよい。

 (9)変形例7
 上述の変形例6における冷媒回路310(図14参照 )及び冷媒回路410(図19参照)では、1つの利用側 熱交換器6が接続された構成となっているが� �複数の利用側熱交換器6を接続するとともに� ��これらの利用側熱交換器6を個別に発停させ ることができるように構成してもよい。
 例えば、図20に示されるように、二段圧縮� �の圧縮機構2が採用された変形例7の冷媒回路 310(図15参照)において、2つの利用側熱交換器6 が接続されるとともに、各利用側熱交換器6� �ブリッジ回路17側端に対応して利用側膨張機 構5cが設けられ、レシーバ出口管18bに設けら� ��ていたレシーバ出口膨張機構5bが削除され� �さらに、ブリッジ回路17の出口逆止弁17dに代 えて、ブリッジ出口膨張機構5dが設けられた� ��媒回路510にしたり、また、図21に示される� �うに、並列二段圧縮式の圧縮機構202が採用� �れた変形例6の冷媒回路410(図19参照)において 、2つの利用側熱交換器6が接続されるととも� ��、各利用側熱交換器6のブリッジ回路17側端� ��対応して利用側膨張機構5cが設けられ、レ� �ーバ出口管18bに設けられていたレシーバ出� �膨張機構5bが削除され、さらに、ブリッジ回 路17の出口逆止弁17dに代えて、ブリッジ出口� ��張機構5dが設けられた冷媒回路610にしても� �い。

 そして、本変形例の構成においては、冷� ��運転時において、ブリッジ出口膨張機構5d� �全閉状態にされる点と、変形例7におけるレ� ��ーバ出口膨張機構5bの代わりに、利用側膨� �機構5cがレシーバ入口膨張機構5aによって減� ��された冷媒を利用側熱交換器6に送る前に低 圧になるまでさらに減圧する動作を行う点と が、変形例6における冷房運転時の動作と異� �るが、その他の動作については、変形例6に� ��ける冷房運転時の動作(図14~図16及びその関� ��記載)と基本的に同じである。また、暖房運 転時においては、各利用側熱交換器6を流れ� �冷媒の流量を制御するために利用側膨張機� �5cの開度調節がなされる点と、変形例6にお� �るレシーバ出口膨張機構5bの代わりに、ブリ ッジ出口膨張機構5dがレシーバ入口膨張機構5 aによって減圧された冷媒を熱源側熱交換器4� ��送る前に低圧になるまでさらに減圧する動� ��を行う点とが、変形例6における暖房運転時 の動作と異なるが、その他の動作については 、変形例6における暖房運転時の動作(図14、� �17、図18及びその関連記載)と基本的に同じで ある。

 そして、本変形例の構成においても、上述� ��変形例6と同様の作用効果を得ることができ る。
 また、ここでは、詳しい説明を省略するが� ��二段圧縮式の圧縮機構2、203、204に代えて、 三段圧縮式(例えば、変形例3における圧縮機� ��102)等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮 機構を採用してもよい。
 (10)他の実施形態
 以上、本発明の実施形態及びその変形例に� ��いて図面に基づいて説明したが、具体的な� ��成は、これらの実施形態及びその変形例に� ��られるものではなく、発明の要旨を逸脱し� ��い範囲で変更可能である。
 例えば、上述の実施形態及びその変形例に� ��いて、利用側熱交換器6を流れる冷媒と熱交 換を行う加熱源又は冷却源としての水やブラ インを使用するとともに、利用側熱交換器6� �おいて熱交換された水やブラインと室内空� �とを熱交換させる二次熱交換器を設けた、� �わゆる、チラー型の空気調和装置に本発明� �適用してもよい。

 また、上述のチラータイプの空気調和装置� ��他の型式の冷凍装置であっても、超臨界域� ��作動する冷媒を冷媒として使用して多段圧� ��式冷凍サイクルを行うものであれば、本発� ��を適用可能である。
 また、超臨界域で作動する冷媒としては、� ��酸化炭素に限定されず、エチレン、エタン� ��酸化窒素等を使用してもよい。