(57)【要約】【課題】複数の圧縮機構が１本の駆動軸で連結された圧縮機が設けられて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置において、運転条件の変化に拘わらず高いＣＯＰを得る。【解決手段】３つ以上のロータリ型の圧縮機構部が１本の駆動軸で連結された圧縮機を有する冷媒回路を備えて二段圧縮冷凍サイクルを行う空気調和装置の２つ以上の圧縮機構部を並列に接続して低段側圧縮機構として用いる。また、並列に接続された圧縮機構部のうちの少なくとも１つの圧縮機構部（31）において、ブレード（63）によって高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが仕切られてシリンダ室（C1）で冷媒が圧縮される圧縮状態と、高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通してシリンダ室（C1）で冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率である吸入容積比を変更する吸入容積比変更手段（2）を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が閉塞されたシリンダ（61,71,81）と、該シリンダ（61,71,81）内に１つの流体室（C1,C2,C3）を形成するローラ（62,72,82）と、上記流体室（C1,C2,C3）を高圧室（C1-Hp,C2-Hp,C3-Hp）と低圧室（C1-Lp,C2-Lp,C3-Lp）とに仕切るための仕切部材（63,73,83）とがそれぞれに設けられた複数のロータリ型の圧縮機構部（31,32,33）が１本の駆動軸（35）で連結された圧縮機（11）を有する冷媒回路（10）を備えて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を３つ以上備えると共に、そのうちの２つ以上の圧縮機構部（31,32）が並列に接続されて低段側圧縮機構又は高段側圧縮機構として用いられ、
上記並列に接続された圧縮機構部（31,32）のうちの少なくとも１つの圧縮機構部（31）において、上記流体室（C1）で冷媒が圧縮される圧縮状態と、高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通する冷媒の非圧縮状態とに切り換えることにより、上記低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率である吸入容積比を変更する吸入容積比変更手段（2）を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を３つ備えると共に、そのうちの２つの圧縮機構部（31,32）が並列に接続され、
上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）のうちの一方の圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を４つ備えると共に、そのうちの３つの圧縮機構部（31,32,33）が並列に接続され、
上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された３つの圧縮機構部（31,32,33）のうちの１つ又は２つの圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を４つ備えると共に、そのうちの２つの圧縮機構部（31,32）が並列に接続され、
上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）のうちの一方の圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記吸入容積比変更手段（2）は、上記非圧縮状態において、上記仕切部材（63）を上記ローラ（62）から離隔させることにより、上記高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とを連通させる
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記冷媒回路（10）を流通する冷媒が二酸化炭素である
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に、複数の圧縮機構部が１本の駆動軸で連結された圧縮機が設けられた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置として、例えば、２つの圧縮機構部が１本の駆動軸に連結された圧縮機が用いられている（例えば特許文献１参照）。この冷凍装置の圧縮機では、一方の圧縮機構が低段側圧縮機構となり、他方の圧縮機構が高段側圧縮機構となる。
【特許文献１】特開２０００−８７８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置では、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間の冷媒の圧力（以下、「中間圧力」と称する。）の値によって成績係数（ＣＯＰ）が変化する。ところが、高いＣＯＰが得られる中間圧力は運転条件等によって異なる。そのため、運転条件に応じて中間圧力を適切な値に制御することが好ましい。
【０００４】
しかしながら、上述した冷凍装置では、一方の圧縮機構が常に低段側圧縮機構として用いられ、他方の圧縮機構が常に高段側圧縮機構として用いられるように構成されていた。そのため、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率が常に一定となり、中間圧を運転条件に応じて適切な値に制御することができない。よって、このような圧縮機を備えた冷凍装置では、運転条件が所定の範囲から外れると高いＣＯＰが得られなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の圧縮機構が１本の駆動軸で連結された圧縮機が設けられて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置において、運転条件の変化に拘わらず高いＣＯＰを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、両端が閉塞されたシリンダ（61,71,81）と、該シリンダ（61,71,81）内に１つの流体室（C1,C2,C3）を形成するローラ（62,72,82）と、上記流体室（C1,C2,C3）を高圧室（C1-Hp,C2-Hp,C3-Hp）と低圧室（C1-Lp,C2-Lp,C3-Lp）とに仕切るための仕切部材（63,73,83）とがそれぞれに設けられた複数のロータリ型の圧縮機構部（31,32,33）が１本の駆動軸（35）で連結された圧縮機（11）を有する冷媒回路（10）を備えて二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を３つ以上備えると共に、そのうちの２つ以上の圧縮機構部（31,32）が並列に接続されて低段側圧縮機構又は高段側圧縮機構として用いられ、上記並列に接続された圧縮機構部（31,32）のうちの少なくとも１つの圧縮機構部（31）において、上記流体室（C1）で冷媒が圧縮される圧縮状態と、高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通する冷媒の非圧縮状態とに切り換えることにより、上記低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率である吸入容積比を変更する吸入容積比変更手段（2）を備えている。
【０００７】
第１の発明では、圧縮機（11）は３つ以上の圧縮機構部（31,32,33）を備えている。そのため、該圧縮機（11）では、３つ以上の圧縮機構部（31,32,33）のうちの少なくとも１つが低段側圧縮機構として用いられ、残りの少なくとも１つが高段側圧縮機構として用いられて冷媒が二段圧縮される。また、吸入容積比変更手段（2）によって圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると、所定の圧縮機構部（31）において高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通するためにローラ（62）が空回りし、該圧縮機構部（31）の流体室（C1）では冷媒が圧縮されなくなる。これにより、低段側圧縮機構又は高段側圧縮機構の少なくとも一方の吸入容積が変わり、吸入容積比が変更される。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を３つ備えると共に、そのうちの２つの圧縮機構部（31,32）が並列に接続され、上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）のうちの一方の圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する。
【０００９】
第２の発明では、例えば、並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）が低段側圧縮機構として用いられている場合に、吸入容積比変更手段（2）によって非圧縮状態に切り換えられると、低段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は大きくなる。一方、並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）が高段側圧縮機構として用いられている場合には、吸入容積比変更手段（2）によって非圧縮状態に切り換えられると、高段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は小さくなる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を４つ備えると共に、そのうちの３つの圧縮機構部（31,32,33）が並列に接続され、上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された３つの圧縮機構部（31,32,33）のうちの１つ又は２つの圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する。
【００１１】
第３の発明では、例えば、並列に接続された３つの圧縮機構部（31,32,33）が低段側圧縮機構として用いられている場合に、吸入容積比変更手段（2）によって１つ又は２つの圧縮機構部（31）において非圧縮状態に切り換えられると、低段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は大きくなる。一方、並列に接続された３つの圧縮機構部（31,32,33）が高段側圧縮機構として用いられている場合に、吸入容積比変更手段（2）によって非圧縮状態に切り換えられると、高段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は小さくなる。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明において、上記圧縮機（11）は上記圧縮機構部を４つ備えると共に、そのうちの２つの圧縮機構部（31,32）が並列に接続され、上記吸入容積比変更手段（2）は、上記並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）のうちの一方の圧縮機構部（31）において、上記圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって上記吸入容積比を変更する。
【００１３】
第４の発明では、例えば、並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）が低段側圧縮機構として用いられている場合に、吸入容積比変更手段によって非圧縮状態に切り換えられると、低段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は大きくなる。一方、圧縮状態において並列に接続された２つの圧縮機構部（31,32）が高段側圧縮機構として用いられている場合に、吸入容積比変更手段（2）によって非圧縮状態に切り換えられると、高段側圧縮機構の吸入容積が小さくなる。これにより、吸入容積比は小さくなる。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか１つの発明において、上記吸入容積比変更手段（2）は、上記非圧縮状態において、上記仕切部材（63）を上記ローラ（62）から離隔させることにより、上記高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とを連通させる。
【００１５】
第５の発明では、吸入容積比変更手段（2）によって、仕切部材（63）をローラ（62）から離隔させると、高圧室（C1-Hp,C2-Hp,C3-Hp）と低圧室（C1-Lp,C2-Lp,C3-Lp）とが連通して流体室（C1,C2,C3）は仕切られなくなる。これにより、ローラ（62）がシリンダ（61）内において空回りし、流体室（C1,C2,C3）で冷媒が圧縮されない非圧縮状態となる。
【００１６】
第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記冷媒回路（10）を流通する冷媒が二酸化炭素である。
【００１７】
第６の発明では、冷媒回路（10）に充填された冷媒としての二酸化炭素は、低段側圧縮機構に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、高段側圧縮機構に吸入されて臨界圧力よりも高い高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続された２つ以上の圧縮機構部のうちの少なくとも１つの圧縮機構部において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比を変更することができる。そのため、運転条件の変化に伴って高いＣＯＰが得られるように中間圧力を変動（上昇又は低下）させることができる。従って、本発明によれば、運転条件の変化に拘わらず高いＣＯＰを得ることができる。
【００１９】
また、第５の発明によれば、吸入容積比変更手段は、仕切部材をローラから離隔させることによって高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とを連通させることができる。よって、冷媒回路（10）を変化させることなく容易に上記非圧縮状態に切り換えることができる。また、吸入容積比変更手段を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。なお、以下の実施形態では、本発明に係る冷凍装置の一例として、空気調和装置について説明する。
【００２１】
《発明の実施形態１》
−全体構成−
図１に示すように、空気調和装置（1）は、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えている。この冷媒回路（10）には、圧縮機（11）と、室外熱交換器（12）と、第１膨張弁（13）と、気液分離器（14）と、第２膨張弁（15）及び室内熱交換器（16）とが接続されている。冷媒回路（10）には、暖房運転と冷房運転とを切り換える四方弁（17）とが設けられている。また、本空気調和装置（1）は、圧縮機（11）の低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率（以下、単に「吸入容積比」と称する。）を変更する吸入容積比変更手段（2）を備えている。
【００２２】
圧縮機（11）の詳細な構成については後述するが、該圧縮機（11）は、密閉容器状のケーシング（40）を備えている。該ケーシング（40）内には、３つの圧縮機構部（31,32,33）と、該３つの圧縮機構部（31,32,33）を駆動するための電動機（34）と、３つの圧縮機構部（31,32,33）と電動機（34）とが連結された駆動軸（35）とが収容されている。なお、詳細については後述するが、圧縮機（11）は、３つの圧縮機構部（31,32,33）のうちの少なくとも１つが低段側圧縮機構として用いられる一方、残りの圧縮機後部のうちの少なくとも１つが高段側圧縮機構として用いられて二段圧縮冷凍サイクルを行うように冷媒回路（10）に接続されている。
【００２３】
ケーシング（40）には、該ケーシング（40）の内外を貫くように第１吸入管（51）、第１吐出管（52）、第２吸入管（53）、第２吐出管（54）、第３吸入管（55）及び高圧吐出管（56）が設けられている。
【００２４】
上記第１吸入管（51）は上記第１圧縮機構部（31）の吸入側に接続され、上記第１吐出管（52）は該第１圧縮機構部（31）の吐出側に接続されている。また、上記第２吸入管（53）は上記第２圧縮機構部（32）の吸入側に接続され、上記第２吐出管（54）は該第２圧縮機構部（32）の吐出側に接続されている。さらに、上記第３吸入管（55）は上記第３圧縮機構部（33）の吸入側に接続される一方、第３圧縮機構部（33）の吐出側はケーシング（40）の内部空間（S1）に開口している。また、上記高圧吐出管（56）は、ケーシング（40）の上部に設けられ、その内側端部が該ケーシング（40）の内部空間（S1）において開口している。
【００２５】
上記四方弁（17）は、第１〜第４ポート（P1,P2,P3,P4）を備え、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）とを連通させると共に第３ポート（P3）と第４ポート（P4）とを連通させる第１の位置（図１の実線）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とを連通させると共に第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とを連通させる第２の位置（図１の破線）とに切換可能に構成されている。なお、四方弁（17）は、コントローラ（図示省略）によって第１の位置と第２の位置とに切り換えられる。
【００２６】
上記四方弁（17）の第１ポート（P1）には、一端が上記高圧吐出管（56）に接続された高圧ガス管（21）の他端が接続されている。また、四方弁（17）の第２ポート（P2）には、第１ガス管（22）の一端が接続されている。第１ガス管（22）の他端には、室外熱交換器（12）のガス側端部が接続されている。
【００２７】
上記室外熱交換器（12）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。室外熱交換器（12）の液側端部には、第１液管（23a）の一端が接続され、該第１液管（23a）の他端には気液分離器（14）が接続されている。また、第１液管（23a）には第１膨張弁（13）が設けられている。
【００２８】
上記気液分離器（14）には、第２液管（23b）の一端が接続されている。該第２液管（23b）の他端は、上記室内熱交換器（16）の液側端部に接続されている。また、第２液管（23b）には、第２膨張弁（15）が設けられている。
【００２９】
上記室内熱交換器（16）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。室内熱交換器（16）のガス側端部には、第２ガス管（24）の一端が接続され、該第２ガス管（24）の他端は上記四方弁（17）の第４ポート（P4）に接続されている。
【００３０】
上記四方弁（17）の第３ポート（P3）には、低圧ガス管（25）の一端が接続されている。低圧ガス管（25）の他端は、上記第１吸入管（51）に接続されている。低圧ガス管（25）の中途部には、低圧ガス分岐管（25a）の一端が接続され、該低圧ガス分岐管（25a）の他端は、上記第２吸入管（53）に接続されている。
【００３１】
上記第１吐出管（52）には、第１連絡管（26）の一端が接続され、該第１連絡管（26）の他端は、上記第３吸入管（55）に接続されている。第１連絡管（26）の中途部には、第１連絡合流管（26a）の一端が接続され、該第１連絡合流管（26a）の他端は、上記第２吐出管（54）に接続されている。また、第１連絡管（26）の中途部の上記第１連絡合流管（26a）の接続部よりも第３吸入管（55）側には、一端が上記気液分離器（14）に接続されたインジェクション管（20）の他端が接続されている。なお、インジェクション管（20）は、気液分離器（14）で気液分離されたガス冷媒を圧縮機（11）において圧縮される途中にある冷媒と合流させることによって該圧縮途中の冷媒を冷却する冷却手段を構成している。
【００３２】
〈圧縮機の構成〉
図２に示すように、本実施形態の圧縮機（11）は、いわゆる全密閉型圧縮機であり、上述のように、第１圧縮機構部（31）と、第２圧縮機構部（32）と、第３圧縮機構部（33）と、該３つの圧縮機構部（31,32,33）を駆動するための電動機（34）と、３つの圧縮機構部（31,32,33）と電動機（34）とを連結する駆動軸（35）とが１つのケーシング（40）内に収容されている。
【００３３】
ケーシング（40）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されている。具体的には、このケーシング（40）は、本体筒部（41）と、上側鏡板（42）と、下側鏡板（43）とを備えている。本体筒部（41）は、両端が開口端となった中空円筒状に形成されている。ケーシング（40）では、本体筒部（41）の上端が上側鏡板（42）によって閉塞され、本体筒部（41）の下端が下側鏡板（43）によって閉塞されている。
【００３４】
ケーシング（40）内では、３つの圧縮機構部（31,32,33）の上方に電動機（34）が配置されている。３つの圧縮機構部（31,32,33）と電動機（34）を連結する駆動軸（35）は、その軸方向が上下方向となる姿勢で配置されている。
【００３５】
電動機（34）は、ロータ（34a）とステータ（34b）とを備えている。ロータ（34a）は、駆動軸（35）の上端部に固定される一方、ステータ（34b）は、ケーシング（40）の本体筒部（41）に固定されている。
【００３６】
駆動軸（35）は、主軸部（35a）と、第１偏心部（35b）と、第２偏心部（35c）と、第３偏心部（35d）とを備えている。３つの偏心部（35b,35c,35d）は、駆動軸（35）のうちのそれぞれの圧縮機構部（31,32,33）を貫通する部分に形成されている。駆動軸（35）では、第１偏心部（35b）の上方に第２偏心部（35c）が配置され、第２偏心部（35c）の上方に第３偏心部（35d）が配置されている。３つの偏心部（35b,35c,35d）は、いずれも外径が主軸部（35a）よりも大きな円柱状に形成され、３つの偏心部（35b,35c,35d）の外径は等しい。また、各偏心部（35b,35c,35d）の軸心は、主軸部（35a）の軸心に対して偏心している。第１偏心部（35b）の主軸部（35a）に対する偏心方向と、第２偏心部（35c）の主軸部（35a）に対する偏心方向とは、駆動軸（35）の回転方向において１８０°ずれている。また、第２偏心部（35c）の主軸部（35a）に対する偏心方向と、第３偏心部（35d）の主軸部（35a）に対する偏心方向とは、駆動軸（35）の回転方向において１８０°ずれている。
【００３７】
３つの圧縮機構部（31,32,33）は一体的に構成され、下から上に向かって、カバープレート（36）、リアヘッド（37r）、第１シリンダ（61）、第１ミドルプレート（38）、第２シリンダ（71）、第２ミドルプレート（39）、第３シリンダ（81）及びフロントヘッド（37f）が順に積層されてなる。図示は省略するが、３つの圧縮機構部（31,32,33）は、積層された各部材を貫通するように設けられた複数本のボルトによって互いに締結されている。
【００３８】
上記３つのシリンダ（61,71,81）は、それぞれ肉厚の筒状部材であってその両端面（図２における上端面と下端面）が互いに平行な平坦面となっている。３つのシリンダ（61,71,81）の内部には、駆動軸（35）が挿通されている。第１シリンダ（61）の内部には駆動軸（35）の第１偏心部（35b）が位置し、第２シリンダ（71）の内部には駆動軸（35）の第２偏心部（35c）が位置し、第３シリンダ（81）の内部には駆動軸（35）の第３偏心部（35d）が位置している。
【００３９】
第１ミドルプレート（38）及び第２ミドルプレート（39）は、３つのシリンダ（61,71,81）よりもやや薄肉の平板状部材によって構成されている。第１ミドルプレート（38）は、第１シリンダ（61）と第２シリンダ（71）との間に挟み込まれ、下面が第１シリンダ（61）に密着し、上面が第２シリンダ（71）に密着している。一方、第２ミドルプレート（39）は、第２シリンダ（71）と第３シリンダ（81）との間に挟み込まれ、下面が第２シリンダ（71）に密着し、上面が第３シリンダ（81）に密着している。また、第１ミドルプレート（38）及び第２ミドルプレート（39）には、厚み方向へ貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔には駆動軸（35）が挿通されている。
【００４０】
フロントヘッド（37f）は、平板状の鏡板部と、該鏡板部の上部に形成された筒状のボス部とを備えている。鏡板部のボス部の反対側の面は平坦に形成され、第３シリンダ（81）と密着している。また、フロントヘッド（37f）には、ボス部から鏡板部に亘って該ボス部の軸方向に延びる貫通孔が形成され、該貫通孔には、駆動軸（35）の主軸部（35a）が挿通されている。
【００４１】
リアヘッド（37r）は、第１シリンダ（61）よりもさらに肉厚の平板状部材によって構成され、その上面が第１シリンダ（61）と密着している。リアヘッド（37r）には、厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔には駆動軸（35）が挿通されている。
【００４２】
カバープレート（36）は、比較的薄肉の平板状部材によって構成されている。このカバープレート（36）は、リアヘッド（37r）の下面を覆うように設けられている。
【００４３】
第１シリンダ（61）内には円筒形状の第１ローラ（62）が収容され、第１シリンダ（61）の内周面と第１ローラ（62）の外周面との間には第１シリンダ室（C1）が形成されている。第１シリンダ室（C1）の上端は、第１ミドルプレート（38）の下面によって閉塞され、第１シリンダ室（C1）の下端は、リアヘッド（37r）の上面によって閉塞されている。第１ローラ（62）の外周面は、その周方向の一カ所において第１シリンダ（61）の内周面と摺接する。第１偏心部（35b）に係合する第１ローラ（62）は、その外周面が第１シリンダ（61）の内周面と接する状態で偏心回転する。
【００４４】
また、第２シリンダ（71）には第２ローラ（72）が収容され、第２シリンダ（71）の内周面と第２ローラ（72）の外周面との間には第２シリンダ室（C2）が形成されている。第２シリンダ室（C2）の上端は、第２ミドルプレート（39）の下面によって閉塞され、第２シリンダ室（C2）の下端は、第１ミドルプレート（38）の上面によって閉塞されている。第２ローラ（72）の外周面は、その周方向の一カ所において第２シリンダ（71）の内周面と摺接する。第２偏心部（35c）に係合する第２ローラ（72）は、その外周面が第２シリンダ（71）の内周面と接する状態で偏心回転する。
【００４５】
さらに、第３シリンダ（81）には第３ローラ（82）が収容され、第３シリンダ（81）の内周面と第３ローラ（82）の外周面との間には第３シリンダ室（C3）が形成されている。第３シリンダ室（C3）の上端は、フロントヘッド（37f）の下面によって閉塞され、第３シリンダ室（C3）の下端は、第２ミドルプレート（39）の上面によって閉塞されている。第３ローラ（82）の外周面は、その周方向の一カ所において第３シリンダ（81）の内周面と摺接する。第３偏心部（35d）に係合する第３ローラ（82）は、その外周面が第３シリンダ（81）の内周面と接する状態で偏心回転する。
【００４６】
図３は、第１圧縮機構部（31）の横断面図である。図３に示すように、第１圧縮機構部（31）は、ブレード（63）が設けられている。ブレード（63）は、ローラ（62）の外周面から外側へ向かって延びる平板状に形成されている。シリンダ室（C1）は、該ブレード（63）によって第１室である低圧室（C1-Lp）と第２室である高圧室（C1-Hp）とに区画されている。
【００４７】
また、第１シリンダ（61）には、上記ブレード（63）を挿入するためのブレード溝（64）が形成されている。該ブレード溝（64）は、第１シリンダ（61）の半径方向に延び、その径方向内側部分はブレード（63）と略等しい幅に形成されている。一方、ブレード溝（64）の径方向外側部分はブレード（63）よりも幅広に形成され、ブレード（63）との間には背圧空間（65）が形成されている。また、ブレード（63）は、ブレード溝（64）内に摺動自在に嵌め込まれ、シリンダ室（C1）内に出没自在に構成されている。
【００４８】
また、背圧空間（65）は、該背圧空間（65）の圧力（以下、単に「背圧」と称する。）を切り換えるための背圧切換機構を構成する三方弁（90）の第２ポート（P2）に接続されている。該三方弁（90）の第１ポート（P1）には、一端が低圧ガス管（25）又は低圧ガス分岐管（25a）に接続された低圧連絡管（25b）の他端が接続されている。また、三方弁（90）の第３ポート（P3）には、一端が高圧ガス管（21）に接続された高圧連絡管（21a）の他端が接続されている。
【００４９】
また、背圧切換機構としての三方弁（90）は、第１ポート（P2）と第２ポート（P2）とが連通する第１の位置と、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通する第２の位置とに切換可能に構成されている。そして、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると、背圧空間（65）が低圧連絡管（25b）に接続されて低圧雰囲気となる。一方、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると、背圧空間（65）が高圧連絡管（21a）に接続されて高圧ガス冷媒が導入されて高圧雰囲気となる。
【００５０】
また、ブレード溝（64）の径方向外側には、電磁石（91）が背圧空間（65）に露出するように設けられている。なお、該電磁石（91）は、上記三方弁（90）によって構成される背圧切換機構と共に後述する吸入容積比変更手段（2）を構成している。また、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）は、図示しないコントローラによって第１の位置と第２の位置とに切り換えられ、吸入容積比変更手段（2）を構成する電磁石（91）は、上記コントローラによって、通電状態と非通電状態とに切り換えられる。
【００５１】
また、第１シリンダ（61）には、吸入ポート（66）が形成されている。吸入ポート（66）は、径方向に延びてシリンダ（61）の内外を連通するように形成されている。吸入ポート（66）には上記第１吸入管（51）が接続されている。
【００５２】
一方、図２に示すように、第１シリンダ（61）に隣接するリアヘッド（37r）には、吐出空間（67）と、該吐出空間（67）と第１シリンダ室（C1）とを連通する吐出ポート（68）とが形成されている。そして、吐出ポート（68）には吐出弁（69）が取り付けられ、吐出空間（67）には上記第１吐出管（52）が接続されている。
【００５３】
図４は、第３圧縮機構部（33）の横断面図である。なお、第２圧縮機構部（32）は、後述する吐出空間及び吐出ポートが第２シリンダ（71）に形成されている点において図４に示す第３圧縮機構部（33）の構成と異なるが、それ以外の部分はほぼ同様に構成されているため、該第２圧縮機構部（32）についても図４を用いて説明する。なお、図４において括弧がない符号が第２圧縮機構部（32）の符号を表し、括弧内の符号が第３圧縮機構部（33）の符号を表している。
【００５４】
図４に示すように、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）のそれぞれには、ブレード（73,83）が設けられている。各ブレード（73,83）は、ローラ（72,82）の外周面から外側へ向かって延びる平板状に形成されている。各シリンダ室（C2,C3）は、該ブレード（73,83）によって第１室である低圧室（C2-Lp,C3-Lp）と第２室である高圧室（C2-Hp,C3-Hp）とに区画されている。
【００５５】
また、第２シリンダ（71）及び第３シリンダ（81）のそれぞれには、上記ブレード（73,83）を挿入するためのブレード溝（74,84）が形成されている。該ブレード溝（74,84）は、各シリンダ（71,81）の半径方向に延び、その径方向内側部分はブレード（73,83）と略等しい幅に形成されている。一方、ブレード溝（73,83）の径方向外側部分はブレード（73,83）よりも幅広に形成され、ブレード（73,83）との間には背圧空間（75,85）が形成されている。また、ブレード（73,83）は、ブレード溝（74,84）内に摺動自在に嵌め込まれ、シリンダ室（C2,C3）内に出没自在に構成されている。
【００５６】
また、背圧空間（75,85）には、スプリング（77,87）が設けられている。スプリング（77,87）は、ブレード（73,83）の後端とブレード溝（74,84）の内壁との間に介設されている。さらに、図示を省略しているが、背圧空間（75,85）はケーシング（40）の内部空間（S1）に連通して高圧雰囲気となるように構成されている。そのため、ブレード（73,83）は、該スプリング（77,87）と背圧空間（75,85）の高圧冷媒とによってローラ（72,82）側に付勢され、その先端部がローラ（72,82）の外周面に押圧されている。
【００５７】
各シリンダ（71,81）のそれぞれには、吸入ポート（76,86）が形成されている。吸入ポート（76,86）は、径方向に延びてシリンダ（71,81）の内外を連通するように形成されている。第２シリンダ（71）に形成された吸入ポート（76）には上記第２吸入管（53）が接続され、第３シリンダ（81）に形成された吸入ポート（86）には上記第３吸入管（55）が接続されている。
【００５８】
一方、図２に示すように、第３シリンダ（81）に隣接するフロントヘッド（37f）には、吐出空間（87）と、該吐出空間（87）と第３シリンダ室（C3）とを連通する吐出ポート（88）とが形成されている。そして、吐出ポート（88）には吐出弁（89）が取り付けられ、吐出空間（87）は、ケーシング（40）の内部空間（S1）に開口している。
【００５９】
なお、図示を省略しているが、第２シリンダ（71）にも、吐出空間と、該吐出空間と第２シリンダ室（C2）とを連通する吐出ポートとが形成されている。なお、吐出ポートは、第２シリンダ（71）の内外を貫通するように形成され、その外側端部には吐出弁が取り付けられている。また、吐出空間には上記第２吐出管（54）が接続されている。
【００６０】
以上の構成により、電動機（34）を起動すると、第１圧縮機構部（31）では、ロータ（34a）の回転が駆動軸（35）の第１偏心部（35b）を介して第１ローラ（62）に伝達される。これにより、第１ローラ（62）が第１シリンダ（61）に対して公転し、第１圧縮機構部（31）が所定の圧縮動作を行う（図５参照）。
【００６１】
具体的には、第１シリンダ室（C1）では、図５（ａ）の状態から駆動軸（35）が図の右回りに回転してローラ（62）によって吸入ポート（66）が閉塞された状態から、さらに駆動軸（35）が回転して図５（ｂ）〜（ａ）の状態へ変化するのに伴って低圧室（C1-Lp）の容積が増大し、冷媒が第１吸入管（51）から吸入ポート（66）を介して該低圧室（C1-Lp）に吸入される。
【００６２】
そして、駆動軸（35）が一回転して再びローラ（62）によって吸入ポート（66）が閉塞されると、上記低圧室（C1-Lp）への冷媒の吸入が完了し、低圧室（C1-Lp）は、冷媒が圧縮される高圧室（C1-Hp）となる。このとき、ブレード（63）を隔てて新たな低圧室（C1-Lp）が形成される。そして、駆動軸（35）がさらに回転すると、低圧室（C1-Lp）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（C1-Hp）の容積が減少し、該高圧室（C1-Hp）で冷媒が圧縮される。そして、高圧室（C1-Hp）の圧力が所定値となって吐出空間（67）との差圧が設定値に達すると、吐出弁（69）が開き、高圧室（C1-Hp）の冷媒が吐出ポート（68）及び吐出空間（67）を介して第１吐出管（52）に流出する。
【００６３】
第２圧縮機構部（32）においても、第１圧縮機構部（31）と同様にして冷媒が圧縮される。つまり、第２吸入管（53）から第２シリンダ室（C2）の低圧室（C2-Lp）に吸入された冷媒が高圧室（C2-Hp）において圧縮されて第２吐出管（54）に流出する。
【００６４】
第３圧縮機構部（33）においても、第１圧縮機構部（31）と同様にして冷媒が圧縮される。つまり、第３吸入管（55）から第３シリンダ室（C3）の低圧室（C3-Lp）に吸入された冷媒が高圧室（C3-Hp）において圧縮されてケーシング（40）の内部空間（S1）に流出する。
【００６５】
なお、本実施形態１では、第１圧縮機構部（31）の吸入容積（押しのけ容積）Ｖ１と、第２圧縮機構部（32）の吸入容積（押しのけ容積）Ｖ２と、第３圧縮機構部（33）の吸入容積（押しのけ容積）Ｖ３との間には、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３の関係が成立するように、各圧縮機構部（31,32,33）が設計されている。
【００６６】
〈吸入容積比変更手段の構成〉
上述したように、本空気調和装置（1）は、圧縮機（11）の低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との吸入容積の比率である吸入容積比を変更する吸入容積比変更手段（2）を備えている。また、本実施形態１では、該吸入容積比変更手段（2）は、上記圧縮機（11）の３つの圧縮機構部（31,32,33）のうちの並列に接続された第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）のうちの一方の第１圧縮機構部（31）において、以下に説明する圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって吸入容積比を変更するように構成されている。
【００６７】
具体的には、上記吸入容積比変更手段（2）は、背圧切換機構を構成する三方弁（90）と、電磁石（91）とを備えている。そして、吸入容積比変更手段（2）は、第１圧縮機構部（31）において、ブレード（63）によって高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが仕切られてシリンダ室（C1）で冷媒が圧縮される圧縮状態と、高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通してシリンダ室（C1）で冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることによって吸入容積比を変更する。
【００６８】
より具体的には、図３に示すように、上記三方弁（90）を第２の位置に設定し、電磁石（91）への通電を停止すると、上記圧縮状態となる。つまり、背圧空間（65）と高圧連絡管（21a）とが連通することにより、高圧ガス管（21）の高圧圧力状態のガス冷媒が高圧連絡管（21a）を介して背圧空間（65）に導入される。これにより、ブレード（63）は、背圧によって第１ローラ（62）に押し付けられ、シリンダ室（C1）が高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とに仕切られる。この状態では、シリンダ室（C1）において第１ローラ（62）が偏心回転することによって冷媒が該シリンダ室（C1）において圧縮される。
【００６９】
一方、図６に示すように、上記三方弁（90）を第１の位置に設定し、電磁石（91）への通電が行われると、上記非圧縮状態となる。つまり、背圧空間（65）と低圧連絡管（25b）とが連通することにより、背圧空間（65）から冷媒が低圧ガス管（25）に逃げ、背圧空間（65）が低圧雰囲気となる。また、電磁石（91）への通電が行われると、金属製のブレード（63）が電磁石（91）に引き寄せられる。これにより、金属製のブレード（63）は、電磁石（91）に引き寄せられて第１ローラ（62）から離隔し、シリンダ室（C1）の高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とが連通する。この状態では、シリンダ室（C1）において第１ローラ（62）が偏心回転しても冷媒が圧縮されない。そのため、第１圧縮機構部（31）では、吐出弁（69）が開かず、冷媒が第１吐出管（52）から吐出されなくなると共に第１吸入管（51）から吸入されなくなる。
【００７０】
−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。空気調和装置（1）は、下記の冷房運転と暖房運転とに切り換え可能となっている。
【００７１】
（冷房運転）
図７に示すように、四方弁（17）が第１の位置に設定された状態で、圧縮機（11）を起動すると、冷媒回路（10）では、室外熱交換器（12）が放熱器となる一方、室内熱交換器（16）が蒸発器となる二段圧縮冷凍サイクルが行われる。なお、この二段圧縮冷凍サイクルでは、二段圧縮冷凍サイクルの高圧圧力が二酸化炭素の臨界圧力よりも高くなる。この点は、後述する暖房運転でも同じである。
【００７２】
具体的には、圧縮機（11）が起動すると、圧縮機（11）において圧縮された高圧ガス冷媒が四方弁（17）を経由して室外熱交換器（12）に流入する。室外熱交換器（12）において、高圧ガス冷媒は空気と熱交換して放熱して冷却される。
【００７３】
室外熱交換器（12）において冷却された冷媒は、第１膨張弁（13）で中間圧力に減圧された後に、気液分離器（14）で液冷媒とガス冷媒とに分離される。このうち、ガス冷媒は、インジェクション管（20）を介して圧縮機（11）の低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間に流入する。一方、液冷媒は、第２膨張弁（15）において低圧圧力まで減圧された後に、室内熱交換器（16）に流入する。
【００７４】
室内熱交換器（16）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内空気は冷却されて室内へ供給される。室内熱交換器（16）で蒸発した低圧ガス冷媒は、圧縮機（11）に吸入されて再び圧縮される。
【００７５】
(暖房運転)
暖房運転では、図８に示すように、四方弁（17）が第２の位置に設定された状態で、圧縮機（11）を起動すると、冷媒回路（10）では、室内熱交換器（16）が放熱器となる一方、室外熱交換器（12）が蒸発器となる二段圧縮冷凍サイクルが行われる。
【００７６】
具体的には、圧縮機（11）が起動すると、圧縮機（11）において圧縮された高圧ガス冷媒が四方弁（17）を経由して室内熱交換器（16）に流入する。室内熱交換器（16）において、高圧ガス冷媒は室内空気と熱交換して放熱して冷却される。その結果、室内空気は加熱されて室内へ供給される。
【００７７】
室内熱交換器（16）において冷却された冷媒は、第２膨張弁（15）で中間圧力に減圧された後に、気液分離器（14）で液冷媒とガス冷媒とに分離される。このうち、ガス冷媒は、インジェクション管（20）を介して圧縮機（11）の低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間に流入する。一方、液冷媒は、第１膨張弁（13）において低圧圧力まで減圧された後に、室外熱交換器（12）に流入する。
【００７８】
室外熱交換器（12）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（12）で蒸発した低圧ガス冷媒は、圧縮機（11）に吸入されて再び圧縮される。
【００７９】
(吸入容積比変更手段の制御)
本実施形態１では、空気調和装置（1）の運転条件が変化すると、吸入容積比変更手段（2）によって吸入容積比Ｖｒが変更される。具体的には、図示しないコントローラによって、背圧切換機構を構成する三方弁（90）が、運転条件の変化に応じて第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられる。これにより、第１圧縮機構部（31）が非圧縮状態又は圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【００８０】
より具体的には、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられると、第１圧縮機構部（31）において冷媒が圧縮される上記圧縮状態となる。一方、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が通電状態に切り換えられると、第１圧縮機構部（31）において冷媒が圧縮されない上記非圧縮状態となる。
【００８１】
なお、本実施形態１では、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【００８２】
図８に示すように、上記圧縮状態では、低圧ガス管（25）の低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されると共に、その一部が低圧ガス管（25）の中途部に接続された低圧ガス分岐管（25a）を通って第２圧縮機構部（32）に吸入される。そして、該第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）においてそれぞれ中間圧力状態となるまで圧縮される。
【００８３】
第２圧縮機構部（32）において中間圧力状態となるまで圧縮された冷媒は、第１連絡合流管（26a）を通って第１連絡管（26）の中途部に流入する。一方、第１圧縮機構部（31）において中間圧力状態となるまで圧縮された冷媒は、第１連絡管（26）に流入し、第１連絡合流管（26a）から流入する冷媒と合流して第３圧縮機構部（33）に吸入され、該第３圧縮機構部（33）において高圧圧力状態となるまで圧縮される。なお、第１連絡管（26）の第１連絡合流管（26a）よりも下流側には、気液分離器（14）において液冷媒と分離されたガス冷媒がインジェクション管（20）を介して流入する。そのため、第１連絡管（26）を流れる冷媒は、インジェクション管（20）から流入するガス冷媒によって冷却された後、第３圧縮機構部（33）に吸入される。
【００８４】
第３圧縮機構部（33）において高圧圧力状態となるまで圧縮された冷媒は、ケーシング（40）の内部空間（S1）に吐出され、やがて高圧吐出管（56）を介して高圧ガス管（21）に流入する。
【００８５】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１及び第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２の和となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２）となる。
【００８６】
一方、図７に示すように、上記非圧縮状態では、低圧ガス管（25）の低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）には吸入されずに、低圧ガス分岐管（25a）を通って第２圧縮機構部（32）に吸入され、該第２圧縮機構部（32）において中間圧力状態となるまで圧縮される。
【００８７】
第２圧縮機構部（32）において中間圧力状態まで圧縮された冷媒は、第１連絡管（26）を通って第３圧縮機構部（33）に吸入され、該第３圧縮機構部（33）において高圧圧力状態となるまで圧縮される。なお、第１連絡管（26）の中途部には、気液分離器（14）において液冷媒と分離されたガス冷媒がインジェクション管（20）を介して流入する。そのため、第１連絡管（26）を流れる冷媒は、インジェクション管（20）から流入するガス冷媒によって冷却された後、第３圧縮機構部（33）に吸入される。
【００８８】
第３圧縮機構部（33）において高圧圧力状態となるまで圧縮された冷媒は、ケーシング（40）の内部空間（S1）に吐出され、やがて高圧吐出管（56）を介して高圧ガス管（21）に流入する。
【００８９】
このように非圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）では冷媒が圧縮されず、第２圧縮機構部（32）が低段側圧縮機構として用いられると共に第３圧縮機構部（33）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ３／Ｖ２となる。
【００９０】
なお、ここで、本空気調和装置（1）の圧縮機（11）は、１本の駆動軸（35）に３つの圧縮機構部（31,32,33）が連結されている。これにより、例えば、吸入容積比Ｖｒを冷房運転において好適な値に設定し、該吸入容積比Ｖｒを変更することなく暖房運転を行うと、暖房運転において中間圧の値が低圧と高圧との中間よりも低くなる一方、吸入容積比Ｖｒを暖房運転において好適な値に設定し、該吸入容積比Ｖｒを変更することなく冷房運転を行うと、冷房運転において中間圧の値が低圧と高圧との中間よりも高くなる。そのため、いずれか一方の運転条件において中間圧が低圧と高圧との平均値となるように吸入容積比Ｖｒを設定すると、他方の運転条件において中間圧が低圧と高圧との平均値から大きくずれてしまうこととなる。
【００９１】
しかし、本空気調和装置（1）では、上述のように、冷房運転に切り換えられる際に、吸入容積比変更手段（2）によって吸入容積比Ｖｒが大きくなるように変更される。これにより、低段側圧縮機構における圧縮比が小さくなるため、中間圧が低下して低圧と高圧との平均値に近い値となる。その結果、冷房運転において高いＣＯＰを得ることができる。また、中間圧が低下することにより、冷却手段としてのインジェクション管（20）からのガスインジェクション量が比較的多くなる。これにより、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間の冷媒がより冷却されるため、圧縮機（11）の入力を低減することができる。
【００９２】
一方、本空気調和装置（1）では、暖房運転に切り換えられる際に、吸入容積比変更手段（2）によって吸入容積比Ｖｒが小さくなるように変更される。これにより、低段側圧縮機構における圧縮比が大きくなるため、中間圧が上昇して低圧と高圧との平均値に近い値となる。その結果、暖房運転において高いＣＯＰを得ることができる。また、中間圧が上昇することにより、冷却手段としてのインジェクション管（20）からのガスインジェクション量が比較的少なくなる。これにより、高段側圧縮機構に吸入される冷媒の温度をなるべく低下させないようにすると共に、室外熱交換器（12）の冷媒流量を多くすることにより室外空気からの吸熱量を増大させることができるため、圧縮機（11）の入力の低減と暖房能力の向上の両立を図ることができる。
【００９３】
以上より、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる。
【００９４】
−実施形態１の効果−
以上により、本空気調和装置（1）によれば、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて低段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（31,32）のうちの第１圧縮機構部（31）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比を変更することができる。そのため、運転条件の変化に伴って高いＣＯＰが得られるように中間圧力を変動（上昇又は低下）させることができる。従って、本発明によれば、運転条件の変化に拘わらず高いＣＯＰを得ることができる。
【００９５】
また、本空気調和装置（1）によれば、吸入容積比変更手段（2）は、三方弁（90）と電磁石（91）とを備え、ブレード（63）を第１ローラ（62）から離隔させることによって高圧室（C1-Hp）と低圧室（C1-Lp）とを連通させることができる。よって、冷媒回路（10）を変化させることなく容易に第１圧縮機構部（31）を非圧縮状態に切り換えることができる。また、吸入容積比変更手段（2）を容易に構成することができる。
【００９６】
さらに、本空気調和装置（1）の冷媒回路（10）では、冷媒として二酸化炭素が用いられている。このように二酸化炭素を冷媒とする二段圧縮冷凍サイクルでは、放熱損失が大きく、高い成績係数（ＣＯＰ）を得難いという問題がある。そのため、上記吸入容積比変更手段（2）を設けてＣＯＰの向上を図る意義がより大きくなる。
【００９７】
《実施形態２》
上記実施形態１では、３つの圧縮機構部（31,32,33）のうち、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）を並列に接続して低段側圧縮機構として用いる一方、第３圧縮機構部（33）を高段側圧縮機構として用いていた。しかし、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との組合せをこれに限られず、以下のようにしてもよい。
【００９８】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態２の空気調和装置（1）は、３つの圧縮機構部（31,32,33）の接続関係を変更し、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）と電磁石（91）とを第２圧縮機構部（32）に設けたものである。
【００９９】
具体的には、３つの圧縮機構部（31,32,33）は、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられる一方、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。そして、第２圧縮機構部（32）は実施形態１の第１圧縮機構部（31）と同様に構成され、該第２圧縮機構部（32）には、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）と電磁石（91）とが設けられている。
【０１００】
そして、実施形態２においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第２圧縮機構部（32）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１０１】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１０２】
図９（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）にそれぞれ吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１０３】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられる一方、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２及び第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ２＋Ｖ３）／Ｖ１となる。
【０１０４】
一方、図９（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第２圧縮機構部（32）には吸入されずに、第３圧縮機構部（33）のみに吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１０５】
このように非圧縮状態では、第２圧縮機構部（32）では冷媒が圧縮されず、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられると共に第３圧縮機構部（33）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ３／Ｖ１となる。
【０１０６】
以上より、実施形態２では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる。
【０１０７】
−実施形態２の効果−
以上により、実施形態２の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて高段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（32,33）のうちの第２圧縮機構部（32）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比を容易に変更することができる。
【０１０８】
《実施形態３》
上記実施形態１では、圧縮機（11）は、３つの圧縮機構部（31,32,33）を備えていたが、圧縮機構部の数はこれに限られず、以下のように４つの圧縮機構部（31,32,33,34）を備えていてもよい。
【０１０９】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態３の空気調和装置（1）の圧縮機（11）は、第１圧縮機構部（31）、第２圧縮機構部（32）、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）を備えている。また、これら４つの圧縮機構部（31,32,33,34）は、第１圧縮機構部（31）、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。
【０１１０】
そして、実施形態３においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第１圧縮機構部（31）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１１１】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１１２】
図１０（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）にそれぞれ吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１１３】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１、第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２及び第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３の和となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）となる。
【０１１４】
一方、図１０（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）には吸入されずに、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１１５】
このように非圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）では冷媒が圧縮されず、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられると共に第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２及び第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３の和となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／（Ｖ２＋Ｖ３）となる。
【０１１６】
以上より、実施形態２では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる。
【０１１７】
−実施形態３の効果−
以上により、実施形態３の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて高段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（31,32）のうちの第２圧縮機構部（32）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比Ｖｒを容易に変更することができる。
【０１１８】
−実施形態３の変形例−
なお、上記実施形態３では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が第１圧縮機構部（31）のみに設けられていたが、該吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）を第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）の両方にそれぞれ設けることとしてもよい。このような場合でも、吸入容積比変更手段（2）によって、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が共に圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）からＶ４／Ｖ３となって大きくなる一方、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が共に非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／Ｖ３からＶ４／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）となって小さくなる。
【０１１９】
また、吸入容積比変更手段（2）によって、本空気調和装置（1）の運転条件に応じて、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が共に圧縮状態である第１の状態と、第１圧縮機構部（31）が非圧縮状態であって第２圧縮機構部（32）が圧縮状態である第２の状態と、第１圧縮機構部（31）が圧縮状態であって第２圧縮機構部（32）が非圧縮状態である第３の状態と、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が共に非圧縮状態となる第４の状態とに切り換えることとしてもよい。
【０１２０】
なお、吸入容積比Ｖｒは、第１の状態ではＶ４／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）となり、第２の状態ではＶ４／（Ｖ２＋Ｖ３）となり、第３の状態ではＶ４／（Ｖ１＋Ｖ３）となり、第４の状態ではＶ４／Ｖ３となる。
【０１２１】
よって、吸入容積比変更手段（2）によって第１の状態〜第４の状態にいずれかの状態から他の状態に切り換えることによって容易に吸入容積比Ｖｒを変更することができる。
【０１２２】
なお、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が設けられる圧縮機構部の組合せはこれに限られず、第２圧縮機構部（32）と第３圧縮機構部（33）であってもよく、第１圧縮機構部（31）と第３圧縮機構部（33）であってもよい。
【０１２３】
《実施形態４》
上記実施形態３では、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）のうち、第１圧縮機構部（31）、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）を並列に接続して低段側圧縮機構として用いる一方、第４圧縮機構部（30）を高段側圧縮機構として用いていた。しかし、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との組合せをこれに限られず、以下のようにしてもよい。
【０１２４】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態４の空気調和装置（1）は、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）の接続関係を変更し、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）と電磁石（91）とを第２圧縮機構部（32）に設けたものである。
【０１２５】
具体的には、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）は、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられる一方、第２圧縮機構部（32）、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。そして、第２圧縮機構部（32）は実施形態１及び実施形態３の第１圧縮機構部（31）と同様に構成され、該第２圧縮機構部（32）には、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）と電磁石（91）とが設けられている。
【０１２６】
そして、実施形態４においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第２圧縮機構部（32）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１２７】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１２８】
図１１（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第２圧縮機構部（32）、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）にそれぞれ吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１２９】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられる一方、第２圧縮機構部（32）、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２、第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３及び第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となる。
【０１３０】
一方、図１１（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第２圧縮機構部（32）には吸入されずに、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１３１】
このように非圧縮状態では、第２圧縮機構部（32）では冷媒が圧縮されず、第１圧縮機構部（31）が低段側圧縮機構として用いられると共に第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３及び第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となる。
【０１３２】
以上より、実施形態４では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる。
【０１３３】
−実施形態４の効果−
以上により、実施形態４の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて高段側圧縮機構を構成する３つの圧縮機構部（32,33,34）のうちの第２圧縮機構部（32）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比を容易に変更することができる。
【０１３４】
−実施形態４の変形例−
なお、上記実施形態４では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が第２圧縮機構部（32）のみに設けられていたが、該吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）を第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）の両方にそれぞれ設けることとしてもよい。このような場合でも、吸入容積比変更手段（2）によって、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が共に圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１からＶ４／Ｖ１となって小さくなる一方、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が共に非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／Ｖ１から（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となって大きくなる。
【０１３５】
また、吸入容積比変更手段（2）によって、本空気調和装置（1）の運転条件に応じて、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が共に圧縮状態である第１の状態と、第２圧縮機構部（32）が非圧縮状態であって第３圧縮機構部（33）が圧縮状態である第２の状態と、第２圧縮機構部（32）が圧縮状態であって第３圧縮機構部（33）が非圧縮状態である第３の状態と、第２圧縮機構部（32）及び第３圧縮機構部（33）が共に非圧縮状態である第４の状態とに切り換えることとしてもよい。
【０１３６】
なお、吸入容積比Ｖｒは、第１の状態では（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となり、第２の状態では（Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となり、第３の状態では（Ｖ２＋Ｖ４）／Ｖ１となり、第４の状態ではＶ４／Ｖ１となる。
【０１３７】
よって、吸入容積比変更手段（2）によって第１の状態〜第４の状態にいずれかの状態から他の状態に切り換えることによって容易に吸入容積比Ｖｒを変更することができる。
【０１３８】
なお、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が設けられる圧縮機構部の組合せはこれに限られず、第３圧縮機構部（33）と第４圧縮機構部（30）であってもよく、第２圧縮機構部（32）と第４圧縮機構部（30）であってもよい。
【０１３９】
《実施形態５》
上記実施形態５では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）は、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。
【０１４０】
そして、実施形態５においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第１圧縮機構部（31）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１４１】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１４２】
図１２（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）にそれぞれ吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）にそれぞれ吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１４３】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１及び第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２の和となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３及び第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ３＋Ｖ４）／（Ｖ１＋Ｖ２）となる。
【０１４４】
一方、図１２（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されずに第２圧縮機構部（32）のみに吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮された後、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１４５】
このように非圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）では冷媒が圧縮されず、第２圧縮機構部（32）が低段側圧縮機構として用いられると共に第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３及び第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ２となる。
【０１４６】
以上より、実施形態５では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる。
【０１４７】
−実施形態５の効果−
以上により、実施形態５の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて低段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（31,32）のうちの第１圧縮機構部（31）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比を容易に変更することができる。
【０１４８】
−実施形態５の変形例−
なお、上記実施形態５では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が低段側圧縮機構として用いられる第１圧縮機構部（31）に設けられていたが、該三方弁（90）及び電磁石（91）を高段側圧縮機構として用いられる第３圧縮機構部（33）に設けることとしてもよい。
【０１４９】
このような場合、吸入容積比変更手段（2）によって、冷房運転に切り換えられる際に、第３圧縮機構部（33）が非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比ＶｒがＶ４／（Ｖ１＋Ｖ２）から（Ｖ３＋Ｖ４）／（Ｖ１＋Ｖ２）となって大きくなり、暖房運転に切り換えられる際に、第３圧縮機構部（33）が圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが（Ｖ３＋Ｖ４）／（Ｖ１＋Ｖ２）からＶ４／（Ｖ１＋Ｖ２）となって小さくなる。
【０１５０】
また、上記実施形態５では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が第１圧縮機構部（31）のみに設けられていたが、該吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）を第１圧縮機構部（31）及び第３圧縮機構部（33）の両方にそれぞれ設けることとしてもよい。
【０１５１】
そして、吸入容積比変更手段（2）によって、本空気調和装置（1）の運転条件に応じて、第１圧縮機構部（31）及び第３圧縮機構部（33）が共に圧縮状態である第１の状態と、第１圧縮機構部（31）が非圧縮状態であって第３圧縮機構部（33）が圧縮状態である第２の状態と、第１圧縮機構部（31）が圧縮状態であって第３圧縮機構部（33）が非圧縮状態である第３の状態と、第１圧縮機構部（31）及び第３圧縮機構部（33）が共に非圧縮状態である第４の状態とに切り換えることとしてもよい。
【０１５２】
なお、吸入容積比Ｖｒは、第１の状態では（Ｖ３＋Ｖ４）／（Ｖ１＋Ｖ２）となり、第２の状態では（Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ２となり、第３の状態ではＶ４／（Ｖ１＋Ｖ２）となり、第４の状態ではＶ４／Ｖ２となる。
【０１５３】
よって、吸入容積比変更手段（2）によって第１の状態〜第４の状態にいずれかの状態から他の状態に切り換えることによって容易に吸入容積比Ｖｒを変更することができる。
【０１５４】
なお、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）が設けられる圧縮機構部の組合せはこれに限られず、第２圧縮機構部（32）と第３圧縮機構部（33）であってもよく、第１圧縮機構部（31）と第４圧縮機構部（30）であってもよい。
【０１５５】
《実施形態６》
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態６では、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）は、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が直列に接続されて高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。
【０１５６】
そして、実施形態６においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第１圧縮機構部（31）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１５７】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１５８】
図１３（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）にそれぞれ吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮される。そして、中間圧力状態の冷媒は、第３圧縮機構部（33）に吸入されて圧縮された後、第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１５９】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が並列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が直列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１及び第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２の和となり、高段側圧縮機構の吸入容積が上流側の第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ３／（Ｖ１＋Ｖ２）となる。
【０１６０】
一方、図１３（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）には吸入されずに、第２圧縮機構部（32）のみに吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮される。そして、中間圧力状態の冷媒は、第３圧縮機構部（33）に吸入されて圧縮された後、第４圧縮機構部（30）に吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１６１】
このように非圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）では冷媒が圧縮されず、第２圧縮機構部（32）が低段側圧縮機構として用いられると共に第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が直列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が第２圧縮機構部（32）の吸入容積Ｖ２となり、高段側圧縮機構の吸入容積が上流側の第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ３／Ｖ２となる。
【０１６２】
以上より、実施形態６では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる。
【０１６３】
−実施形態６の効果−
以上により、実施形態６の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて低段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（31,32）のうちの第１圧縮機構部（31）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比Ｖｒを容易に変更することができる。
【０１６４】
なお、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）を、第１圧縮機構部（31）でなく第２圧縮機構部（32）に設けて、第２圧縮機構部（32）を圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって吸入容積比Ｖｒを変更することとしてもよい。
【０１６５】
《実施形態７》
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態７の空気調和装置（1）は、実施形態３における４つの圧縮機構部（31,32,33,34）の接続関係を変更し、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）と電磁石（91）とを第３圧縮機構部（33）に設けたものである。
【０１６６】
具体的には、４つの圧縮機構部（31,32,33,34）は、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が直列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられるように接続されている。
【０１６７】
そして、実施形態７においても、空気調和装置（1）の運転条件の変化に応じて、図示しないコントローラによって三方弁（90）が第１の位置又は第２の位置に切り換えられると共に、電磁石（91）が非通電状態又は通電状態に切り換えられることにより、第３圧縮機構部（33）が圧縮状態又は非圧縮状態に切り換えられて、吸入容積比Ｖｒが変更される。
【０１６８】
具体的には、冷房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第２の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が非通電状態に切り換えられて上記圧縮状態となり、暖房運転に切り換えられる際に、三方弁（90）が第１の位置に切り換えられると共に電磁石（91）が通電状態に切り換えられて上記非圧縮状態となる。以下、それぞれの状態と吸入容積比Ｖｒとの関係について詳述する。
【０１６９】
図１４（ａ）に示すように、上記圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて圧縮された後、第２圧縮機構部（32）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮される。そして、中間圧力状態の冷媒は、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）にそれぞれ吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１７０】
このように圧縮状態では、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が直列に接続されて低段側圧縮機構として用いられる一方、第３圧縮機構部（33）及び第４圧縮機構部（30）が並列に接続されて高段側圧縮機構として用いられる。これにより、圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が上流側の第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が第３圧縮機構部（33）の吸入容積Ｖ３及び第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４の和となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、（Ｖ３＋Ｖ４）／Ｖ１となる。
【０１７１】
一方、図１４（ｂ）に示すように、上記非圧縮状態では、低圧圧力状態の冷媒は、第１圧縮機構部（31）に吸入されて圧縮された後、第２圧縮機構部（32）に吸入されて中間圧力状態となるまで圧縮される。そして、中間圧力状態の冷媒は、第３圧縮機構部（33）には吸入されずに、第４圧縮機構部（30）のみに吸入されて高圧圧力状態となるまで圧縮される。
【０１７２】
このように非圧縮状態では、第３圧縮機構部（33）では冷媒が圧縮されず、第１圧縮機構部（31）及び第２圧縮機構部（32）が直列に接続されて低段側圧縮機構として用いられると共に第４圧縮機構部（30）が高段側圧縮機構として用いられる。これにより、非圧縮状態では、低段側圧縮機構の吸入容積が上流側の第１圧縮機構部（31）の吸入容積Ｖ１となり、高段側圧縮機構の吸入容積が上流側の第４圧縮機構部（30）の吸入容積Ｖ４となる。よって、吸入容積比Ｖｒは、Ｖ４／Ｖ１となる。
【０１７３】
以上より、実施形態７では、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）によって、圧縮状態から非圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは小さくなる一方、非圧縮状態から圧縮状態に切り換えられると吸入容積比Ｖｒは大きくなる。
【０１７４】
−実施形態７の効果−
以上により、実施形態７の空気調和装置（1）によっても、吸入容積比変更手段（2）によって、並列に接続されて高段側圧縮機構を構成する２つの圧縮機構部（33,34）のうちの第３圧縮機構部（33）において冷媒が圧縮される圧縮状態と冷媒が圧縮されない非圧縮状態とに切り換えることにより、吸入容積比Ｖｒを容易に変更することができる。
【０１７５】
なお、吸入容積比変更手段（2）を構成する三方弁（90）及び電磁石（91）を、第３圧縮機構部（33）でなく第４圧縮機構部（30）に設けて、第４圧縮機構部（30）を圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えることによって吸入容積比Ｖｒを変更することとしてもよい。
【０１７６】
《その他の実施形態》
上述した各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１７７】
上記各実施形態について、冷媒回路（10）に充填される冷媒が二酸化炭素以外の冷媒（例えばフロン冷媒）であってもよい。
【０１７８】
また、上記各実施形態では、圧縮機（11）の中間段の冷媒を冷却する冷却手段としてインジェクション管（20）を用いていたが、冷却手段として熱交換器（中間冷却器）を用いてもよい。
【０１７９】
また、上記各実施形態では、吸入容積比変更手段（2）を、背圧切換機構としての三方弁（90）と電磁石（91）とによって構成されていたが、吸入容積比変更手段（2）はこれに限られず、いかなるものであってもよい。
【０１８０】
また、上記各実施形態では、吸入容積比変更手段（2）の背圧切換機構として三方弁（90）を用いていたが、背圧切換機構を複数の電磁弁によって代用することも可能である。
【０１８１】
また、上記各実施形態では、冷房運転又は暖房運転に切り換えられる際に、吸入容積比変更手段（2）によって吸入容積比Ｖｒを変更していたが、吸入容積比Ｖｒの変更を行うタイミングはこれらに限られず、様々な運転条件の変化に応じて変更することにより、運転条件の変化に拘わらず高いＣＯＰを得ることが可能となることは言うまでもない。
【０１８２】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、圧縮機（11）が３つの圧縮機構部（31,32,33）を備える場合について説明し、実施形態３〜実施形態７では圧縮機（11）が４つの圧縮機構部（31,32,33,34）を備える場合について説明したが、本発明に係る冷凍装置はこれに限られない。圧縮機（11）が５つ以上の圧縮機構部を備え、そのうちの少なくとも１つの圧縮機構部において圧縮状態と非圧縮状態とに切り換えられることによって吸入容積比Ｖｒが変更される空気調和装置であってもよい。
【０１８３】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
以上説明したように、本発明は、二段圧縮冷凍サイクルの冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】図１は、実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】図２は、実施形態１の圧縮機の縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の第１圧縮機構部の横断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の第２圧縮機構部及び第３圧縮機構部の横断面図である。
【図５】図５は、実施形態１の圧縮機構部の動作状態図である。
【図６】図６は、実施形態１の非圧縮状態にある第１圧縮機構部の横断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る空気調和装置の冷房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る空気調和装置の暖房運転時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図９】図９（ａ）は、実施形態２に係る空気調和装置において、第２圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図９（ｂ）は、第２圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施形態３に係る空気調和装置において、第１圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図１０（ｂ）は、第１圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施形態４に係る空気調和装置において、第２圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図１１（ｂ）は、第２圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施形態５に係る空気調和装置において、第１圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図１２（ｂ）は、第１圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施形態６に係る空気調和装置において、第１圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図１３（ｂ）は、第１圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施形態７に係る空気調和装置において、第３圧縮機構が圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図であり、図１４（ｂ）は、第３圧縮機構が非圧縮状態にあるときの圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１      空気調和装置（冷凍装置）
２      吸入容積比変更手段
１０      冷媒回路 
１１      圧縮機 
３０      第４圧縮機構部（圧縮機構部）
３１      第１圧縮機構部（圧縮機構部）
３２      第２圧縮機構部（圧縮機構部）
３３      第３圧縮機構部（圧縮機構部）
３５      駆動軸 
６１、７１、８１    シリンダ
６２、７２、８２    ローラ 
６３、７３、８３    ブレード（仕切部材） 
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３    シリンダ室（流体室）
Ｃ１−Ｈｐ、Ｃ２−Ｈｐ、Ｃ３−Ｈｐ    高圧室
Ｃ１−Ｌｐ、Ｃ２−Ｌｐ、Ｃ３−Ｌｐ    低圧室
【図１】
2010156498.tif 000003
【図２】
2010156498.tif 000004
【図３】
2010156498.tif 000005
【図４】
2010156498.tif 000006
【図５】
2010156498.tif 000007
【図６】
2010156498.tif 000008
【図７】
2010156498.tif 000009
【図８】
2010156498.tif 000010
【図９】
2010156498.tif 000011
【図１０】
2010156498.tif 000012
【図１１】
2010156498.tif 000013
【図１２】
2010156498.tif 000014
【図１３】
2010156498.tif 000015
【図１４】
2010156498.tif 000016