(57)【要約】【課題】、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおいて、サイクルへの冷媒充填作業時の各種不具合の少なくとも１つを解消可能とする。【解決手段】ヒートポンプサイクル１０は、サイクル内の冷媒通路のうち、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とを連通させる高圧側連通路２７、および冷媒充填作業を実施する際に高圧側連通路２７を開く高圧側逆止弁２７１を含んで構成されている。また、ヒートポンプサイクル１０は、サイクル内の冷媒通路のうち、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ吸入される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とを連通させる低圧側連通路２８、および冷媒充填作業を実施する際に低圧側連通路２８を開く低圧側逆止弁２８１を含んで構成されている。【選択図】図９
2014231948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスインジェクションサイクル、および前記ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおいて、
吸入ポート（１１ｂ）から吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｄ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポートから吐出された冷媒を放熱する放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した冷媒を少なくとも前記中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能な第１減圧手段（１３）と、
前記第１減圧手段を通過した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）と、
前記ガスインジェクションサイクルに切り替えられた際に前記気液分離手段から流出した冷媒を減圧させる絞り状態に設定され、前記通常サイクルに切り替えられた際に前記気液分離手段から流出した冷媒を減圧させない全開状態に設定される第２減圧手段（１７、１８、１８１）と、
前記第２減圧手段の冷媒流れ下流側に設けられ、冷媒を蒸発させて前記吸入ポート側へ流出させる蒸発器（２３）と、
前記気液分離手段にて分離された気相冷媒を、前記中間圧ポートへ導く中間圧冷媒通路（１５）と、
前記第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となる際に前記中間圧冷媒通路を開く差圧開閉手段（１６）と、
サイクル内の冷媒通路のうち、前記ガスインジェクションサイクルおよび前記通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても前記吐出ポートから吐出された冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する高圧冷媒通路と前記中間圧冷媒通路とを連通させる高圧側連通路（２７）と、
前記高圧側連通路に設けられ、前記高圧冷媒通路と前記中間圧冷媒通路との間を連通状態および遮断状態に切替可能な高圧側切替手段（２７１、２７２）と、
を備えることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項２】
前記高圧側切替手段は、前記中間圧冷媒通路側から前記高圧冷媒通路側への冷媒の流入を許容すると共に、前記高圧冷媒通路側から前記中間圧冷媒通路側への冷媒の流入を禁止する高圧側逆止弁（２７１）で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項３】
サイクル内の冷媒通路のうち、前記ガスインジェクションサイクルおよび前記通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても前記吸入ポートへ吸入される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する低圧冷媒通路と前記中間圧冷媒通路とを連通させる低圧側連通路（２８）と、
前記低圧冷媒通路側から前記中間圧冷媒通路側への冷媒の流入を許容すると共に、前記中間圧冷媒通路側から前記低圧冷媒通路側への冷媒の流入を禁止する低圧側逆止弁（２８１）と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項４】
前記高圧側切替手段は、冷媒充填作業時に前記高圧側連通路を開き、サイクル作動時に前記高圧側連通路を閉じるように構成された電磁弁（２７２）で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項５】
前記高圧側連通路は、冷媒を流すことが可能な冷媒配管にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
【請求項６】
前記高圧側連通路は、前記圧縮機の内部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
【請求項７】
ガスインジェクションサイクル、および前記ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおいて、
吸入ポート（１１ｂ）から吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｄ）を有する圧縮機（１１）と、
前記吐出ポートから吐出された冷媒を放熱する放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した冷媒を少なくとも前記中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能な第１減圧手段（１３）と、
前記第１減圧手段を通過した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）と、
前記ガスインジェクションサイクルに切り替えられた際に前記気液分離手段から流出した冷媒を減圧させる絞り状態に設定され、前記通常サイクルに切り替えられた際に前記気液分離手段から流出した冷媒を減圧させない全開状態に設定される第２減圧手段（１７、１８、１８１）と、
前記第２減圧手段の冷媒流れ下流側に設けられ、冷媒を蒸発させて前記吸入ポート側へ流出させる蒸発器（２３）と、
前記気液分離手段にて分離された気相冷媒を、前記中間圧ポートへ導く中間圧冷媒通路（１５）と、
前記第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となる際に前記中間圧冷媒通路を開く差圧開閉手段（１５）と、
サイクル内の冷媒通路のうち、前記ガスインジェクションサイクルおよび前記通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても前記吸入ポートへ吸入される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する低圧冷媒通路と前記中間圧冷媒通路とを連通させる低圧側連通路（２８）と、
前記低圧側連通路に設けられ、前記低圧冷媒通路と前記中間圧冷媒通路との間を連通状態および遮断状態に切替可能な低圧側切替手段（２８１、２８２）と、
を備えることを特徴とするヒートポンプサイクル。
【請求項８】
前記低圧側切替手段は、前記低圧冷媒通路側から前記中間圧冷媒通路側への冷媒の流入を許容すると共に、前記中間圧冷媒通路側から前記低圧冷媒通路側への冷媒の流入を禁止する低圧側逆止弁（２８１）で構成されていることを特徴とする請求項７に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項９】
前記低圧側切替手段は、冷媒充填作業時に前記低圧側連通路を開き、サイクル作動時に前記低圧側連通路を閉じるように構成された電磁弁（２８２）で構成されていることを特徴とする請求項７に記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１０】
前記低圧側連通路は、冷媒を流すことが可能な冷媒配管にて構成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
【請求項１１】
前記低圧側連通路は、前記圧縮機の内部に形成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載のヒートポンプサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車等の如く、車室内の暖房用の熱源を確保し難い車両に適用される空調装置として、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）の圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として車室内の暖房を行うものがある。
【０００３】
この種のヒートポンプサイクルとして、放熱器と蒸発器の間で冷媒を２段階に減圧し、中間圧冷媒の一部（気相冷媒）を、圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、暖房運転時におけるサイクルの成績係数（ＣＯＰ）の向上させるために、暖房運転時に通常サイクル（一段圧縮サイクル）からガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）に切り替えるヒートポンプサイクルが開示されている。
【０００５】
具体的には、特許文献１のヒートポンプサイクルは、放熱器からの流出冷媒を減圧する第１、第２減圧手段、第１減圧手段で減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器、第１減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器等を備える。
【０００６】
そして、気液分離器で分離された気相冷媒を圧縮機の中間圧ポートへと導く中間圧冷媒通路に、当該冷媒通路を開閉する開閉弁を設けることで、ガスインジェクションサイクルと、ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切り替える構成としている。
【０００７】
ここで、ヒートポンプサイクルを通常サイクルとして機能させる際には、第２減圧手段が減圧作用を発揮しない全開状態に設定される。一方、ヒートポンプサイクルをガスインジェクションサイクルとして機能させる際には、放熱器からの流出冷媒を２段階に減圧するために、第１、第２減圧手段の双方が減圧作用を発揮する絞り状態に設定される。
【０００８】
そこで、特許文献１では、中間圧冷媒通路を開閉する開閉弁を、第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となった際に、中間圧冷媒通路を開く差圧開閉弁で構成している。これにより、ヒートポンプサイクルのサイクル構成の簡素化を図っている。
【０００９】
また、特許文献２には、ガスインジェクションサイクルとして機能するヒートポンプサイクルにおいて、圧縮機をスクロール型圧縮機で構成した例が開示されている。具体的には、特許文献２では、中間圧ポートを固定スクロールの端板部に形成し、可動スクロールにおける固定スクロールの端板部に当接する歯先により、周期的に中間圧ポートを開閉することで、中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒と合流させる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１８１００５号公報
【特許文献２】特開平０９−１０５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１の如く、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに対し、特許文献２に記載の圧縮機を適用すると、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業時に以下の不具合が生ずることが分った。
（１）真空引き工程で中間圧冷媒通路の真空引きができない場合があること
（２）充填工程で中間圧冷媒通路へ冷媒を充填できない場合があること
本発明者らは、上述の不具合（１）、（２）について鋭意検討したところ、各不具合（１）、（２）の発生要因が明らかとなった。この点について以下に説明する。
【００１２】
図２１は、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに、特許文献２に開示されたスクロール型圧縮機を適用した構成（以下、検討例と呼ぶ。）を示す模式図である。
【００１３】
まず、検討例の各構成要素について簡単に説明する。検討例のヒートポンプサイクル１００は、吸入ポート１０１ａから吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート１０１ｂから吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１０１ｃを有するスクロール型の圧縮機１０１を備える。
【００１４】
この圧縮機１０１は、特許文献２と同様に、固定スクロール１０１ｄの端板部に当接する可動スクロール１０１ｅの歯先により、周期的に中間圧ポート１０１ｃを開閉する構成となっている。なお、圧縮機１０１には、中間圧ポート１０１ｃから後述の中間圧冷媒通路１１１側への冷媒の逆流を防止する逆止弁１０１ｆが設けられている。
【００１５】
圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｂ側には、上流側から順に放熱器１０２、第１減圧手段１０３、気液分離器１０４が接続されている。そして、気液分離器１０４における液相冷媒の出口側には、第２減圧手段１０５として機能する固定絞り１０５ａ、および固定絞り１０５ａを迂回して冷媒を流すバイパス流路の開閉弁１０５ｂが設けられている。
【００１６】
また、第２減圧手段１０５の出口側には、冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器１０６、室外熱交換器１０６から流出した冷媒を減圧する第３減圧手段１０７、蒸発器１０８、蒸発器１０８から流出した冷媒の気液を分離するアキュムレータ１０９が接続されている。なお、室外熱交換器１０６の出口側には、第３減圧手段１０７および蒸発器１０８を迂回してアキュムレータ１０９へ冷媒を流すバイパス流路１１０を開閉する開閉弁１１０ａが設けられている。
【００１７】
さらに、気液分離器１０４には、分離した気相冷媒を圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃへ導く中間圧冷媒通路１１１が接続されている。そして、中間圧冷媒通路１１１には、固定絞り１０５ａの前後差圧が所定圧力以上となった際に、中間圧冷媒通路１１１を開く差圧開閉弁１１２が設けられている。
【００１８】
具体的には、差圧開閉弁１１２は、図２２に示すように、中間圧冷媒通路１１１を開閉する弁体１１２ａ、中間圧冷媒通路１１１を閉じる側に弁体１１２ａに荷重をかけるスプリング１１２ｂ等で構成されている。
【００１９】
図２１に戻り、ヒートポンプサイクル１００には、サイクル内の高圧冷媒通路に冷媒を充填する第１充填ポート１１３、およびサイクル内の低圧冷媒通路に冷媒を充填する第２充填ポート１１４が設けられている。なお、第１充填ポート１１３は、真空引きを行うためのポートとしても機能する。
【００２０】
以上までがヒートポンプサイクル１００の説明であり、以下、前述の不具合（１）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００では、各開閉弁１０５ｂ、１１０ａ等の機能弁が全開状態に設定された状態で、第１充填ポート１１３を介して真空引きが行われる。
【００２１】
この真空引き工程では、中間圧冷媒通路１１１以外の部分については、真空引きを行うことが可能であるが、以下の場合に、中間圧冷媒通路１１１の真空引きを実施することができなくなってしまう。
【００２２】
すなわち、図２１の圧縮機１０１中に示すように、圧縮機１０１内部にて可動スクロール１０１ｅの歯先により中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されていると、圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃ側からの真空引きを実施できない。
【００２３】
一方、差圧開閉弁１１２側からの真空引きを行うことも考えられる。しかし、真空引きを行う際には、固定絞り１０５ａの前後の圧力が殆どゼロとなり、スプリング１１２ｂの付勢力により中間圧冷媒通路１１１が開かず、差圧開閉弁１１２を介した真空引きも実施できない。
【００２４】
このように、図２１のヒートポンプサイクル１００では、冷媒充填時の真空引き工程において、圧縮機１０１内部で中間圧ポート１０１ｃが閉塞されると、中間圧冷媒通路１１１の真空引きが実施できなくなってしまう。なお、不具合（１）は、スクロール型の圧縮機１０１に限らず、内部で中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されることがある圧縮機において生ずる。
【００２５】
次に、不具合（２）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００の真空引き工程の完了後、各充填ポート１１３、１１４の少なくとも一つを介して規定量の冷媒を充填する。
【００２６】
この充填工程では、差圧開閉弁１１２が開かず、中間圧冷媒通路１１１における当該差圧開閉弁１１２から圧縮機１０１の逆止弁１０１ｆまでの冷媒通路へ冷媒を封入することができない。
【００２７】
この点について図２２を用いて説明する。図２２に示すように、差圧開閉弁１１２の弁体１１２ａには、固定絞り１０５ａ前後の差圧による力Ｆ２３が開弁方向に作用する。また、弁体１１２ａには、中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側および固定絞り１０５ａの上流側の差圧による力Ｆ２１、およびスプリング１１２ｂの付勢力Ｆｓｐが閉弁方向に作用する。
【００２８】
そして、差圧開閉弁１１２の開弁力Ｆは、以下の数式で規定でき、開弁力Ｆ＞０となる条件で開弁して、ヒートポンプサイクル１００がガスインジェクションサイクルに切り替わる。
Ｆ＝Ｆ２３−Ｆ２１−Ｆｓｐ
Ｆ＝Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）−Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）−Ｆｓｐ
なお、「Ｐ１」が中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側の圧力、「Ｐ２」が固定絞り１０５ａ上流側の圧力、「Ｐ３」が固定絞り１０５ａ下流側の圧力である。また、「Ａ１」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ１、Ｐ２が作用する部位の面積であり、「Ａ２」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ２、Ｐ３が作用する部位の面積である。
【００２９】
ところが、真空引き工程にて、中間圧冷媒通路１１１が真空状態（Ｐ１≒０）となっていると、差圧開閉弁１１２の弁体１１２ａに閉弁方向に作用するＦ２１が増大し、サイクル作動により発生する差圧では、差圧開閉弁１１２が開弁しない場合がある。
【００３０】
本発明は上記点に鑑みて、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおいて、サイクルへの冷媒充填作業時の各種不具合の少なくとも１つを解消可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、ガスインジェクションサイクル、およびガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルを対象としている。
【００３２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
吸入ポート（１１ｂ）から吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｄ）を有する圧縮機（１１）と、
吐出ポートから吐出された冷媒を放熱する放熱器（１２）と、
放熱器から流出した冷媒を少なくとも中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能な第１減圧手段（１３）と、
第１減圧手段を通過した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）と、
ガスインジェクションサイクルに切り替えられた際に気液分離手段から流出した冷媒を減圧させる絞り状態に設定され、通常サイクルに切り替えられた際に気液分離手段から流出した冷媒を減圧させない全開状態に設定される第２減圧手段（１７、１８、１８１）と、
第２減圧手段の冷媒流れ下流側に設けられ、冷媒を蒸発させて吸入ポート側へ流出させる蒸発器（２３）と、
気液分離手段にて分離された気相冷媒を、中間圧ポートへ導く中間圧冷媒通路（１５）と、
第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となる際に中間圧冷媒通路を開く差圧開閉手段（１６）と、
サイクル内の冷媒通路のうち、ガスインジェクションサイクルおよび通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても吐出ポートから吐出された冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路とを連通させる高圧側連通路（２７）と、
高圧側連通路に設けられ、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路との間を連通状態および遮断状態に切替可能な高圧側切替手段（２７１、２７２）と、
を備えることを特徴としている。
【００３３】
これによれば、冷媒充填作業時に、高圧側切替手段により高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路とを連通状態に切り替えることで、少なくとも高圧側連通路を介して中間圧冷媒通路の真空引きを実施することが可能となる。なお、「吐出ポートから吐出された冷媒と同等の圧力」とは、吐出ポートから吐出される冷媒の圧力に厳密に一致する圧力だけでなく、サイクル内の圧力損失等により吐出ポートから吐出される冷媒の圧力から僅かにずれた圧力も含む意味である。
【００３４】
また、請求項７に記載の発明では、
吸入ポート（１１ｂ）から吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート（１１ｄ）を有する圧縮機（１１）と、
吐出ポートから吐出された冷媒を放熱する放熱器（１２）と、
放熱器から流出した冷媒を少なくとも中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能な第１減圧手段（１３）と、
第１減圧手段を通過した冷媒の気液を分離する気液分離手段（１４）と、
ガスインジェクションサイクルに切り替えられた際に気液分離手段から流出した冷媒を減圧させる絞り状態に設定され、通常サイクルに切り替えられた際に気液分離手段から流出した冷媒を減圧させない全開状態に設定される第２減圧手段（１７、１８、１８１）と、
第２減圧手段の冷媒流れ下流側に設けられ、冷媒を蒸発させて吸入ポート側へ流出させる蒸発器（２３）と、
気液分離手段にて分離された気相冷媒を、中間圧ポートへ導く中間圧冷媒通路（１５）と、
第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となる際に中間圧冷媒通路を開く差圧開閉手段（１５）と、
サイクル内の冷媒通路のうち、ガスインジェクションサイクルおよび通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても吸入ポートへ吸入される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路とを連通させる低圧側連通路（２８）と、
低圧側連通路に設けられ、低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路との間を連通状態および遮断状態に切替可能な低圧側切替手段（２８１、２８２）と、
を備えることを特徴としている。
【００３５】
これによれば、冷媒充填作業時に、低圧側切替手段により低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路とを連通状態に切り替えることで、少なくとも低圧側連通路を介して中間圧冷媒通路への冷媒の充填を実施することが可能となる。なお、「吸入ポートへ吸入される冷媒と同等の圧力」とは、吸入ポートへ吸入される冷媒の圧力に厳密に一致する圧力だけでなく、吸入ポートへ吐出される冷媒の圧力から僅かにずれた圧力も含む意味である。
【００３６】
なお、特許請求の範囲に記載の各請求項における「ガスインジェクションサイクル」とは、中間圧冷媒通路を介して、サイクル内の中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒に合流させるサイクルを意味している。また、特許請求の範囲に記載の各請求項における「通常サイクル」とは、中間圧冷媒通路を介して、サイクル内の中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒に合流させないサイクルを意味している。
【００３７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モード時、および除湿暖房運転モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図３】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図４】第１実施形態に係る中間圧開閉弁の構成を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る中間圧開閉弁の開弁時を示す断面図である。
【図６】第１実施形態に係る中間圧開閉弁の閉弁時を示す断面図である。
【図７】第１実施形態に係る高圧側逆止弁の閉弁時を示す断面図である。
【図８】第１実施形態に係る高圧側逆止弁の開弁時を示す断面図である。
【図９】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷媒充填作業時の真空引き工程を説明するための全体構成図である。
【図１０】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷媒充填作業時の充填工程を説明するための全体構成図である。
【図１１】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モードを説明するための示すモリエル線図である。
【図１２】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１３】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１４】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１５】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１６】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第３除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１７】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第４除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１８】第２実施形態に係るヒートポンプサイクルを示す全体構成図である。
【図１９】第３実施形態に係るヒートポンプサイクルを示す全体構成図である。
【図２０】第４実施形態に係るヒートポンプサイクルを示す全体構成図である。
【図２１】検討例に係るヒートポンプサイクルを示す模式図である。
【図２２】検討例に係る差圧開閉弁の開閉作動を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００４０】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明すると、本実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１０を走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。このヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される室内送風空気を熱交換対象流体とし、室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。
【００４１】
本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、車室内を冷房する冷房運転モードや車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モードの冷媒回路（図１）、および車室内を暖房する暖房運転モードの冷媒回路（図２、図３）を切替可能に構成されている。
【００４２】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、後述するように暖房運転モードとして、外気温が極低温時（例えば、０℃以下の時）に実行される第１暖房モードの冷媒回路（図２）、通常の暖房が実行される第２暖房モード（図３）の冷媒回路を切替可能に構成されている。
【００４３】
本実施形態では、図２に示す第１暖房モードの冷媒回路がガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）を構成し、冷房運転モードおよび除湿暖房モードの冷媒回路や第２暖房モードの冷媒回路が通常サイクル（一段圧縮サイクル）を構成している。
【００４４】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）、およびガスインジェクションサイクル以外の通常サイクル（一段圧縮サイクル）に切り替え可能なサイクルとして構成されている。なお、図１の全体構成図は、冷房運転モードおよび除湿暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示しており、図２、図３の全体構成図が暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示している。また、図１〜図３では、それぞれの運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００４５】
ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や二酸化炭素ＣＯ２等を採用してもよい。なお、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００４６】
ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、外殻を構成するハウジング内部に、圧縮室１１ａ内の冷媒を圧縮する圧縮機構、および圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機で構成されている。
【００４７】
圧縮機１１のハウジングには、圧縮室１１ａへ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ｂ、圧縮室１１ａから高圧冷媒を吐出する吐出ポート１１ｃ、サイクルの中間圧冷媒を圧縮室１１ａへ導くと共に、圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｄが設けられている。
【００４８】
本実施形態の圧縮機１１は、中間圧冷媒が圧縮室１１ａ内に適切に噴射されるように、圧縮機構が中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態を周期的に閉塞するように構成されている。
【００４９】
具体的には、圧縮機１１の圧縮機構として、例えば、従来技術（特許文献２）と同様のスクロール型圧縮機構を採用することができる。この場合、図示しない固定スクロールの端板部に設けられた中間圧ポート１１ｂが、図示しない可動スクロールの歯先により周期的に閉塞される。なお、圧縮機１１の圧縮機構としては、中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態が一時的に閉塞される圧縮機構であれば、スクロール型圧縮機構に限らず、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【００５０】
また、圧縮機１１には、中間圧ポート１１ｄに接続される後述の中間圧冷媒通路１５側から圧縮室１１ａへの冷媒の流入を許容し、圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側への冷媒の流入を禁止する逆止弁１１ｅが内蔵されている。これにより、圧縮室１１ａの冷媒圧力が中間圧冷媒通路１５の冷媒圧力（中間圧ポート１１ｄ側の冷媒圧力）よりも高くなった際に、中間圧ポート１１ｄを介して圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側へ冷媒が逆流してしまうことを防止できる。
【００５１】
電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。
【００５２】
なお、圧縮機１１は、中間圧ポート１１ｄから中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させると共に、圧縮機構により中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間が一時的に閉塞される構成であれば、複数の圧縮機構を有する形式の圧縮機を採用してもよい。
【００５３】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する室内蒸発器２３を通過した室内送風空気を加熱する放熱器である。
【００５４】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧可能な高段側膨脹弁１３の入口側が接続されている。この高段側膨脹弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
【００５５】
高段側膨脹弁１３は、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能に構成されている。なお、本実施形態では、高段側膨脹弁１３が、室内凝縮器１２から流出した冷媒を少なくとも中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能な第１減圧手段を構成している。
【００５６】
より具体的には、高段側膨脹弁１３では、冷媒を減圧させる際に、絞り通路面積が相当直径φ０．５〜φ３ｍｍとなる範囲で絞り開度を変化させるように構成されている。また、高段側膨脹弁１３は、絞り開度を全開とする際に、絞り通路面積を相当直径φ１０ｍｍ程度確保して、冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。なお、高段側膨脹弁１３は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００５７】
高段側膨脹弁１３の出口側には、高段側膨脹弁１３を通過した冷媒の気液を分離する気液分離器１４が接続されている。この気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式の気液分離手段である。
【００５８】
気液分離器１４は、ハウジング内に冷媒の気液を分離する分離空間１４ａが形成されると共に、分離空間１４ａにて分離された液相冷媒を流出させる液相側流出口１４ｂ、分離空間１４ａにて分離された気相冷媒を流出させる気相側流出口１４ｃが設けられている。
【００５９】
気液分離器１４の液相側流出口１４ｂには、気液分離器１４から流出した液相冷媒を減圧可能な中段側減圧手段の入口側が接続され、中段側減圧手段の出口側には、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。
【００６０】
この中段側減圧手段は、気液分離器１４の液相側流出口１４ｂから流出した冷媒を減圧させる絞り状態に設定可能に構成されている。本実施形態の中段側減圧手段は、冷媒を減圧させる固定絞り１７、冷媒を固定絞り１７を迂回させて室外熱交換器２０側へ導く第１迂回通路１８、第１迂回通路１８を開閉する第１通路開閉弁１８１で構成されている。
【００６１】
第１通路開閉弁１８１は、第１迂回通路１８を開閉する電磁弁であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その開閉作動が制御される。なお、第１通路開閉弁１８１は、第１迂回通路１８を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の第１通路開閉弁１８１は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。
【００６２】
ここで、冷媒が第１通路開閉弁１８１を通過する際に生じる圧力損失は、固定絞り１７を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１通路開閉弁１８１が開いている場合には第１迂回通路１８側を介して室外熱交換器２０へ流入し、第１通路開閉弁１８１が閉じている場合には固定絞り１７を介して室外熱交換器２０へ流入する。これにより、中段側減圧手段は、第１通路開閉弁１８１の開閉により、減圧作用を発揮する絞り状態と、減圧作用を発揮しない全開状態とに変更することが可能となっている。
【００６３】
具体的には、本実施形態の中段側減圧手段は、ガスインジェクションサイクルに切り替えられた際に減圧作用を発揮する絞り状態に設定され、ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルに切り替えられえた際に減圧作用を発揮しない全開状態に設定される。従って、本実施形態では、中段側減圧手段が［特許請求の範囲］に記載の第２減圧手段を構成している。
【００６４】
固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィス等を採用することができる。ノズル、オリフィス等の固定絞りでは、絞り通路面積が急縮小あるいは急拡大するので、上流側と下流側との圧力差（出入口間差圧）の変化に伴って、固定絞りを通過する冷媒の流量および固定絞り上流側冷媒の乾き度Ｘを自己調整（バランス）することができる。
【００６５】
具体的には、圧力差が比較的大きい場合には、サイクルを循環させる必要のある必要循環冷媒流量が減少するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が大きくなるようにバランスする。一方、圧力差が比較的小さい場合には、必要循環冷媒流量が増加するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が小さくなるようにバランスする。
【００６６】
また、気液分離器１４の気相側流出口１４ｃには、中間圧冷媒通路１５が接続されている。この中間圧冷媒通路１５は、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄへ導く冷媒通路である。中間圧冷媒通路１５には、中間圧冷媒通路１５を開閉する中間圧開閉弁１６が設けられている。
【００６７】
中間圧開閉弁１６は、中段側減圧手段の前後差圧に応じて中間圧冷媒通路１５を開閉する開閉弁である。本実施形態では、中間圧開閉弁１６が、中段側減圧手段の前後差圧が所定差圧となる際に中間圧冷媒通路１５を開く差圧開閉手段を構成している。
【００６８】
本実施形態の中間圧開閉弁１６は、中段側減圧手段の固定絞り１７の前後差圧が所定差圧以上となっている際に中間圧冷媒通路１５を開き、固定絞り１７の前後差圧が所定差圧より小さくなっている際に中間圧冷媒通路１５を閉じるように構成されている。
【００６９】
ここで、中間圧開閉弁１６を開閉する際の基準となる「所定差圧」は、例えば、中段側減圧手段が絞り状態に設定された際に、固定絞り１７の前後で生ずる圧力差の最小値に設定されている。なお、中間圧開閉弁１６は、中間圧冷媒通路１５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の中間圧開閉弁１６は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。
【００７０】
以下、本実施形態の中間圧開閉弁１６の構成について図４を用いて説明する。図４に示すように、中間圧開閉弁１６は、ボデー１６１、ボデー１６１の内部に形成された気相冷媒通路１６１ａを開閉する差圧弁体１６２、差圧弁体１６２に気相冷媒通路１６１ａを閉じる側に荷重をかけるスプリング（弾性部材）１６３等を有している。
【００７１】
ボデー１６１は、その外側壁面に、気液分離器１４にて分離された気相冷媒を気相冷媒通路１６１ａに導入する冷媒導入口１６１ｂ、気相冷媒通路１６１ａから圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄ側へ気相冷媒を導出する冷媒導出口１６１ｃが形成されている。
【００７２】
また、ボデー１６１の内部には、固定絞り１７下流側の圧力を差圧弁体１６２に作用させる背圧室１６１ｄ、背圧室１６１ｄへ固定絞り１７下流側の圧力を導入する圧力導入通路１６１ｅが形成されている。
【００７３】
差圧弁体１６２は、互いに連結された弁部１６２ａおよび胴体部１６２ｂで構成されている。弁部１６２ａは、気相冷媒通路１６１ａを閉じる際に、気相冷媒通路１６１ａにおける冷媒導出口１６１ｃ側に形成されたテーパ形状の弁座部１６１ｆに当接する部位である。弁部１６２ａには、弁座部１６１ｆに当接した際のシール性を確保するための円環上のシール部材１６２ｃが設けられている。
【００７４】
また、胴体部１６２ｂは、気相冷媒通路１６１ａと背圧室１６１ｄとの間に設けられ、長手方向の一端側の端面で、気相冷媒通路１６１ａ側から圧力を受け、他端側の端面で背圧室１６１ｄ側から圧力を受ける部位である。なお、胴体部１６２の外径は、気相冷媒通路１６１ａの内径よりも僅かに小さく、両者は隙間バメの関係となっている。これにより、差圧弁体１６２は、気相冷媒通路１６１ａ内を変位可能となっている。
【００７５】
スプリング１６３は、背圧室１６１ｄに収容されており、差圧弁体１６２に対して、弁部１６２ａに設けられたシール部材１６２ｃを弁座部１６１ｆへ押し付けてシール性を高める方向に荷重をかけるものである。
【００７６】
なお、背圧室１６１ｄには、スプリング１６３に加えて、差圧弁体１６２の変位を規制するストッパ１６４が収容されている。このストッパ１６４は、差圧弁体１６２の胴体部１６２ｂが圧力導入通路１６１ｅを閉じてしまうことを防止する規制部材である。なお、ストッパ１６４は、差圧弁体１６２の胴体部１６２ｂと共に背圧室１６１ｄを区画する部材でもある。
【００７７】
このように構成される中間圧開閉弁１６は、気相冷媒通路１６１ａにおける冷媒導入口１６１ｂ側の圧力Ｐ２と背圧室１６１ｄの圧力Ｐ３との差圧（＝Ｐ２−Ｐ３）が所定差圧以上となっている際に、差圧弁体１６２が図５に示す位置に変位して開弁する。これにより、中間圧冷媒通路１５が開放される。
【００７８】
具体的には、中間圧開閉弁１６は、以下の数式［数１］で示す関係を満たすことで開弁する。
Ａ２（Ｐ２−Ｐ３）＞Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）＋Ｆｓｐ・・・［数１］
但し、「Ｐ１」は、気相冷媒通路１６１ａにおける冷媒導出口１６１ｃ側の圧力を示している。また、「Ａ１」は、差圧弁体１６２において圧力Ｐ１、Ｐ２が作用する部位の面積（例えば、冷媒導出口１６１ｃの開口面積）であり、「Ａ２」は、差圧弁体１６２において圧力Ｐ２、Ｐ３が作用する部位の面積（例えば、胴体部１６２の断面積）である。
【００７９】
一方、中間圧開閉弁１６は、気相冷媒通路１６１ａにおける冷媒導入口１６１ｂ側の圧力Ｐ２と背圧室１６１ｄの圧力Ｐ３との差圧（＝Ｐ２−Ｐ３）が所定差圧を下回っている際に、差圧弁体１６２が図６に示す位置に変位して閉弁する。これにより、中間圧冷媒通路１５が閉鎖される。
【００８０】
なお、気相冷媒通路１６１ａにおける冷媒導入口１６１ｂは、固定絞り１７上流側に連通していることから、圧力Ｐ２は、固定絞り１７上流側の圧力となる。また、背圧室１６１ｄは、固定絞り１７下流側に連通していることから、圧力Ｐ３は、固定絞り１７下流側の圧力となる。このため、中間圧開閉弁１６は、固定絞り１７の前後差圧に応じて中間圧冷媒通路１５を開閉することになる。
【００８１】
図１〜図３に戻り、室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、第１、第２暖房モード時等には、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モード時等には、冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。
【００８２】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、第３減圧手段としての低段側膨脹弁２２の冷媒入口側が接続されている。低段側膨脹弁２２は、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この低段側膨脹弁２２の基本的構成は、高段側膨脹弁１３と同様であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００８３】
低段側膨脹弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房運転モード時や除湿暖房運転モード時に、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより車室内への送風空気を冷却する熱交換器である。
【００８４】
室内蒸発器２３の冷媒出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄えるものである。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ側へ流出させるように接続されている。
【００８５】
さらに、室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を低段側膨脹弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く第２迂回通路２５が接続されている。
【００８６】
この第２迂回通路２５には、第２迂回通路２５を開閉する第２通路開閉弁２５１が配置されている。なお、第２通路開閉弁２５１の基本的構成は、第１通路開閉弁１８１と同様であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。
【００８７】
本実施形態の第２通路開閉弁２５１は、第２迂回通路２５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の第２通路開閉弁２５１は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。なお、冷媒が第２通路開閉弁２５１を通過する際に生じる圧力損失は、低段側膨脹弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、第２通路開閉弁２５１が開いている場合には第２迂回通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入し、第２通路開閉弁２５１が閉じている場合には低段側膨脹弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。
【００８８】
ところで、ヒートポンプサイクル１０は、製品の製造時やサイクル構成機器の交換等を実施する際に、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業が必要となる。この冷媒充填作業では、サイクル内の空気や水分を取り除く真空引き工程を実施し、真空引き完了後にサイクル内へ規定量の冷媒を充填する充填工程を実施する。
【００８９】
このような冷媒充填作業を実施するために、ヒートポンプサイクル１０には、サイクル内の高圧側から冷媒を充填する第１充填ポート２６ａ、サイクル内における低圧側から冷媒を充填する第２充填ポート２６ｂが設けられている。
【００９０】
本実施形態では、第１充填ポート２６ａが室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ至る冷媒通路に設けられ、第２充填ポート２６ｂがアキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路に設けられている。なお、本実施形態では、第１充填ポート２６ａが真空引きを実施するためのポートとしても機能する。
【００９１】
ここで、ヒートポンプサイクル１０では、［発明が解決しようとする課題］で説明したように、冷媒充填作業時に中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない不具合が生ずることがある。
【００９２】
そこで、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０に対して、高圧側連通路２７を追加すると共に、当該高圧側連通路２７に高圧側逆止弁２７１を設ける構成としている。
【００９３】
高圧側連通路２７は、サイクル内における高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とを連通させる冷媒通路であり、本実施形態では、冷媒が流通可能な冷媒配管で構成している。なお、高圧冷媒通路は、サイクル内の冷媒通路のうち、ガスインジェクションサイクル、および通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する冷媒通路である。本実施形態では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから高段側膨脹弁１３へ至る冷媒通路へ至る冷媒通路が、高圧冷媒通路を構成している。
【００９４】
具体的には、本実施形態の高圧側連通路２７は、一端側が高圧冷媒通路における室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ至る冷媒通路に接続され、他端側が中間圧冷媒通路１５における中間圧開閉弁１６から中間圧ポート１１ｄへ至る冷媒通路に接続されている。なお、高圧側連通路２７は、一端側が高圧冷媒通路における圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから室内凝縮器１２へ至る冷媒通路に接続されていてもよい。
【００９５】
高圧側逆止弁２７１は、中間圧冷媒通路１５側から高圧冷媒通路側への冷媒の流入を許容すると共に、高圧冷媒通路側から中間圧冷媒通路１５側への冷媒の流入を禁止する逆止弁である。
【００９６】
具体的には、本実施形態の高圧側逆止弁２７１は、図７、図８に示すように、高圧側連通路２７内に設置された弁体２７１ａを有している。この弁体２７１ａは、高圧側連通路２７の冷媒の流れ方向が、図７の白抜き矢印の方向（高圧冷媒通路側から中間圧冷媒通路１５側に向かう方向）になる際、高圧冷媒通路側からの圧力により中間圧冷媒通路１５側へ変位するように構成されている。
【００９７】
そして、弁体２７１ａに設けられたシール部材２７１ｂが、高圧側連通路２７に設けられたテーパ形状の弁座部２７ａに密着し、高圧側連通路２７が閉鎖されることで、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間が遮断状態に切り替わる。
【００９８】
また、弁体２７１ａは、高圧側連通路２７の冷媒の流れ方向が、図８の黒塗矢印の方向（中間圧冷媒通路１５側から高圧冷媒通路側に向かう方向）になる際、中間圧冷媒通路１５側からの圧力により高圧冷媒通路側へ変位するように構成されている。
【００９９】
そして、弁体２７１ａのシール部材２７１ｂが、高圧側連通路２７の弁座部２７ａから離間して、高圧側連通路２７が開放されることで、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間が連通状態に切り替わる。
【０１００】
ここで、冷媒充填作業の真空引き工程では、中間圧冷媒通路１５側の圧力が高圧冷媒通路側の圧力よりも高くなることから、高圧側逆止弁２７１が開弁状態となる。一方、サイクル作動時には、高圧冷媒通路側の圧力が中間圧冷媒通路１５側の圧力よりも高くなることから、高圧側逆止弁２７１が閉弁状態となる。
【０１０１】
従って、本実施形態の高圧側逆止弁２７１は、冷媒充填作業の真空引き工程にて高圧側連通路２７を開き、熱交換対象流体（室内送風空気）を冷却あるいは加熱する機能を発揮させるサイクル作動時に高圧側連通路２７を閉じるように構成されている。なお、本実施形態では、高圧側逆止弁２７１が、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通させる連通状態、および遮断状態に切り替える高圧側切替手段を構成している。
【０１０２】
また、ヒートポンプサイクル１０では、［発明が解決しようとする課題］で説明したように、冷媒充填作業時に中間圧冷媒通路１５へ冷媒の充填が実施できない不具合が生ずることがある。
【０１０３】
そこで、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０に対して、低圧側連通路２８を追加すると共に、当該低圧側連通路２８に低圧側逆止弁２８１を設ける構成としている。
【０１０４】
低圧側連通路２８は、サイクル内における低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とを連通させる冷媒通路であり、本実施形態では、冷媒が流通可能な冷媒配管で構成している。なお、低圧冷媒通路は、サイクル内の冷媒通路のうち、ガスインジェクションサイクル、および通常サイクルのいずれに切り替えられたとしても、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ吸入される冷媒と同等の圧力となる冷媒が流通する冷媒通路である。本実施形態では、低段側膨脹弁２２から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路、および第２通路開閉弁２５１から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路が、低圧冷媒通路を構成している。
【０１０５】
具体的には、本実施形態の低圧側連通路２８は、一端側が中間圧冷媒通路１５における中間圧開閉弁１６から中間圧ポート１１ｄへ至る冷媒通路に接続され、他端側が低圧冷媒通路におけるアキュムレータ２４から吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路に接続されている。なお、低圧側連通路２８は、他端側が低段側膨脹弁２２からアキュムレータ２４へ至る冷媒通路や第２通路開閉弁２５１からアキュムレータ２４へ至る冷媒通路に接続されていてもよい。
【０１０６】
低圧側逆止弁２８１は、低圧冷媒通路側から中間圧冷媒通路１５側への冷媒の流入を許容すると共に、中間圧冷媒通路１５側から低圧冷媒通路側への冷媒の流入を禁止する低圧側逆止弁２８１で構成している。
【０１０７】
本実施形態の低圧側逆止弁２８１は、前述の高圧側逆止弁２７１と同様に構成されている。すなわち、低圧側逆止弁２８１は、中間圧冷媒通路１５側から低圧冷媒通路側へ向かう方向に冷媒が流れる際に、弁体が低圧側連通路２８の弁座部に密着して、低圧側連通路２８を閉じるように構成されている。一方、低圧側逆止弁２８１は、低圧冷媒通路側から中間圧冷媒通路１５側へ向かう方向に冷媒が流れる際に、弁体が低圧側連通路２８の弁座部から離間して、低圧側連通路２８を開くように構成されている。
【０１０８】
ここで、冷媒充填作業の充填工程では、低圧冷媒通路側の圧力が中間圧冷媒通路１５側の圧力よりも高くなることから、低圧側逆止弁２８１が開弁状態となる。一方、サイクル作動時には、中間圧冷媒通路１５側の圧力が低圧冷媒通路側の圧力よりも高くなることから、低圧側逆止弁２８１が閉弁状態となる。
【０１０９】
従って、本実施形態の低圧側逆止弁２８１は、冷媒充填作業の充填工程にて低圧側連通路２８を開き、熱交換対象流体（室内送風空気）を冷却あるいは加熱する機能を発揮させるサイクル作動時に低圧側連通路２８を閉じるように構成されている。なお、本実施形態では、低圧側逆止弁２８１が、低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通させる連通状態、および遮断状態に切り替える低圧側切替手段を構成している。
【０１１０】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成すると共に、その内部に車室内に送風される室内送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１を有している。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【０１１１】
空調ケース３１の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。この内外気切替装置３３は、空調ケース３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。
【０１１２】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御信号によって回転数（送風量）が制御される。
【０１１３】
送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２３および室内凝縮器１２が、室内送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、室内凝縮器１２に対して、空気流れ上流側に配置されている。
【０１１４】
また、空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、室内凝縮器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。
【０１１５】
このエアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整して、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する熱交換能力調整手段である。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【０１１６】
また、室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する合流空間３６が設けられている。
【０１１７】
空調ケース３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が形成されている。具体的には、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが形成されている。
【０１１８】
各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【０１１９】
また、各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ上流側には、デフロスタ開口穴３７ａを開閉するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂを開閉するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃを開閉するフットドア３８ｃが配置されている。各ドア３８ａ〜３８ｃは、車室内への空気の吹出モードを切り替える吹出モード切替手段を構成する。なお、各ドア３８ａ〜３８ｃは、空調制御装置４０から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【０１２０】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。空調制御装置４０は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各制御機器（圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、各通路開閉弁１８１、２５１、送風機３２等）の作動を制御する。
【０１２１】
また、空調制御装置４０の入力側には、各種空調制御用のセンサ群４１が接続されている。センサ群４１としては、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２３の温度を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する吐出圧センサ等が挙げられる。
【０１２２】
さらに、空調制御装置４０の入力側には、計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モードと暖房運転モードとの選択スイッチ等が設けられている。
【０１２３】
ここで、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、各制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。
【０１２４】
例えば、本実施形態では、各通路開閉弁１８１、２５１の開閉作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が流路切替制御手段を構成している。なお、空調制御装置４０における流路切替制御手段を、空調制御装置４０とは別の制御装置により構成してもよい。
【０１２５】
次に、上記構成における本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業、および車両用空調装置１の作動について説明する。まず、本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業について説明する。
【０１２６】
冷媒充填作業では、図９、図１０に示すように、真空ポンプおよび冷媒充填ポンプを有する冷媒充填装置５を第１、第２充填ポート２６ａ、２６ｂに接続する。そして、各通路開閉弁１８１、２５１を開いた状態で、冷媒充填装置５によって第１充填ポート２６ａからサイクル内に残存する空気等を吸引する（真空引き工程）。なお、真空引き工程では、例えば、冷媒充填装置５によって第２充填ポート２６ｂからサイクル内に残存する空気等を吸引するようにしてもよい。
【０１２７】
ここで、従来のヒートポンプサイクルでは、真空引き工程時に圧縮機１１内部で中間圧ポート１１ｄが閉塞されていると、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ側から中間圧冷媒通路１５の真空引きを適切に実施できない。
【０１２８】
また、従来のヒートポンプサイクルでは、真空引き工程時に各通路開閉弁１８１、２５１を開いていることで、固定絞り１７の前後差圧が殆ど生じない。このため、真空引き工程時に中間圧開閉弁１６が開かず、気液分離器１４の気相側流出口１４ｃ側からも中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない。
【０１２９】
これに対して、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５を連通させる高圧側連通路２７を備えているので、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できる。すなわち、真空引き工程では、高圧冷媒通路側の圧力が中間圧冷媒通路１５側の圧力よりも低くなり、高圧側逆止弁２７１が開弁することで、中間圧冷媒通路１５と高圧冷媒通路との間が高圧側連通路２７を介して連通する。これにより、図９の実線矢印で示すように、中間圧冷媒通路１５に残存する空気や水分が冷媒充填装置５に吸引されるので、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できる。
【０１３０】
真空引き工程の完了後、冷媒充填装置５によって第１充填ポート２６ａ、および第２充填ポート２６ｂからサイクル内へ冷媒を充填する（充填工程）。なお、充填工程では、冷媒充填装置５によって第１充填ポート２６ａおよび第２充填ポート２６ｂの一方のポートからサイクル内へ冷媒を充填するようにしてもよい。
【０１３１】
ここで、真空引き工程により中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となることで、充填工程時に、気液分離器１４の気相側流出口１４ｃ側の圧力Ｐ２と中間圧冷媒通路１５側の圧力Ｐ１との差圧が大きくなり、中間圧開閉弁１６が閉弁状態となることがある。例えば、［数１］の右辺側が、「Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）＋Ｆｓｐ」から「Ａ１×Ｐ２＋Ｆｓｐ」となると、［数１］で示す関係が成立し難くなり、中間圧開閉弁１６が閉弁状態に維持される。
【０１３２】
このため、従来のヒートポンプサイクルでは、サイクル内へ冷媒を充填する際に、中間圧開閉弁１６が閉弁し、気液分離器１４の気相側流出口１４ｃ側から中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填することができない場合がある。
【０１３３】
これに対して、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５を連通させる低圧側連通路２８を備えているので、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を適切に充填することができる。すなわち、充填工程では、低圧冷媒通路の圧力が中間圧冷媒通路１５の圧力よりも高くなり、低圧側逆止弁２８１が開弁することで、中間圧冷媒通路１５と低圧冷媒通路との間が低圧側連通路２８を介して連通する。これにより、図１０の実線矢印で示すように、冷媒充填装置５から供給される冷媒が、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ流入して充填される。
【０１３４】
続いて、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明すると、車両用空調装置１は、冷房運転モード、暖房運転モード、および除湿暖房運転モードに切り替えることができる。以下、各運転モードにおける作動を説明する。
【０１３５】
（Ａ）冷房運転モード
冷房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。
【０１３６】
冷房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）、低段側膨脹弁２２を絞り状態（減圧作用を発揮する状態）、第２通路開閉弁２５１を閉弁状態とする。
【０１３７】
さらに、第１通路開閉弁１８１を開弁状態として中段側減圧手段を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）とする。この際、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、中間圧開閉弁１６が閉弁状態となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０１３８】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が空調制御用のセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。
【０１３９】
例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。そして、蒸発器温度センサの検出値（吹出空気温度）が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１４０】
また、低段側膨脹弁２２へ出力される制御信号については、低段側膨脹弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。
【０１４１】
また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５を通過するように決定される。
【０１４２】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、各信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各制御機器の作動状態決定→制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。
【０１４３】
従って、冷房運転モードのヒートポンプサイクル１０では、図１１のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１１のａ１１点）が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど室内送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。
【０１４４】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく気液分離器１４へ流入する。この際、気液分離器１４へ流入する冷媒は過熱度を有する気相状態となっているものの、中間圧開閉弁１６が閉弁状態となっているので、気相側流出口１４ｃから中間圧冷媒通路１５へ冷媒が流出することなく、液相側流出口１４ｂから流出する。
【０１４５】
気液分離器１４の液相側流出口１４ｂから流出した冷媒は、中段側減圧手段の第１通路開閉弁１８１が全開状態となっているので、中段側減圧手段にて殆ど減圧されることなく室外熱交換器２０へ流入する。
【０１４６】
室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１１のａ１１点→ｂ１１点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、第２通路開閉弁２５１が閉弁状態となっているので、絞り状態となっている低段側膨脹弁２２へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１１のｂ１１点→ｃ１１点）。
【０１４７】
そして、低段側膨脹弁２２にて減圧された冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する（図１１のｃ１１点→ｄ１１点）。これにより、室内送風空気が冷却される。
【０１４８】
室内蒸発器２３から流出した冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図１１のｅ１１点）から吸入されて、再び圧縮される（図１１のｅ１１点→ａ１１１点→ａ１１点）。なお、アキュムレータ２４にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１４９】
ここで、図１１においてｄ１１点とｅ１１点が異なっている理由は、アキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒に生じる圧力損失と、気相冷媒が外部（外気）から吸熱する吸熱量を表したものである。従って、理想的なサイクルでは、ｄ１１点とｅ１１点が一致していることが望ましい。このことは、以下のモリエル線図においても同様である。
【０１５０】
以上の如く、冷房運転モードでは、エアミックスドア３４にて室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２３にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【０１５１】
なお、冷房運転モードでは、高圧冷媒通路を流通する冷媒圧力（図１１のａ１１点の圧力）が中間圧冷媒通路１５内の冷媒圧力（図１１のａ１１１点の圧力）よりも高くなる。これにより、高圧側逆止弁２７１が閉弁状態となるので、高圧冷媒通路を流通する冷媒が、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５へ流入することはない。このことは、冷房運転モード以外の他の運転モードにおいても同様である。
【０１５２】
また、冷房運転モードでは、低圧冷媒通路を流通する冷媒圧力（図１１のｅ１１点の圧力）が中間圧冷媒通路１５内の冷媒圧力（図１１のａ１１１点の圧力）よりも低くなる。これにより、低圧側逆止弁２８１が閉弁状態となるので、低圧冷媒通路を流通する冷媒が、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ流入することはない。このことは、冷房運転モード以外の他の運転モードにおいても同様である。
【０１５３】
（Ｂ）暖房運転モード
次に、暖房運転モードについて説明する。この暖房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。
【０１５４】
そして、暖房運転モードが開始されると、空調制御装置４０がセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数）を決定する。さらに、決定された回転数に応じて、第１暖房モードあるいは第２暖房モードを実行する。
【０１５５】
（Ｂ１）：第１暖房モード
まず、第１暖房モードについて説明すると、第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、第２通路開閉弁２５１を開弁状態とする。
【０１５６】
さらに、空調制御装置４０が、第１通路開閉弁１８１を閉弁状態として中段側減圧手段を絞り状態（減圧作用を発揮する状態）とする。この際、固定絞り１７の前後差圧により、中間圧開閉弁１６が開弁状態となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路（ガスインジェクションサイクルの冷媒回路）に切り替えられる。
【０１５７】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種制御機器の作動状態を決定する。
【０１５８】
なお、第１暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号については、室内凝縮器１２における冷媒圧力が予め定めた目標高圧となるように、あるいは、室内凝縮器１２から流出する冷媒の過冷却度が予め定めた目標過冷却度となるように決定される。また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１５９】
従って、第１暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１２に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１２のａ１２点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した室内送風空気と熱交換して放熱する（図１２のａ１２点→ｂ１２点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１６０】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１２のｂ１２点→ｃ１１２点）。そして、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４に流入し、気液分離器１４にて気液が分離される（図１２のｃ１２点→ｃ２１２点、ｃ１２点→ｃ３１２点）。
【０１６１】
気液分離器１４にて分離された気相冷媒は、中間圧開閉弁１６が開弁状態となっているので、気相側流出口１４ｃから中間圧冷媒通路１５へ流入して、中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄへ流入する（図１２のｃ２１２点）。そして、中間圧ポート１１ｄへ流入した冷媒は、圧縮室１１ａにて圧縮過程の冷媒（図１２のａ１１２点）と合流し（図１２のａ２１２点）、圧縮室１１ａで圧縮される。
【０１６２】
一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、液相側流出口１４ｂから中段側減圧手段へ流入する。この際、中段側減圧手段の第１通路開閉弁１８１が全閉状態となっているので、固定絞り１７にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１２のｃ３１２点→ｃ４１２点）。そして、固定絞り１７にて減圧された冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１２のｃ４１２点→ｄ１２点）。
【０１６３】
室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全閉状態となり、第２通路開閉弁２５１が開弁状態となっているので、第２迂回通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２４にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図１２のｅ１２点）から吸入されて再び圧縮される。
【０１６４】
以上の如く、第１暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１６５】
この第１暖房モードでは、固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒を圧縮機１１へ吸入させると共に、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒を圧縮機１１の圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクルを構成することができる。
【０１６６】
これにより、圧縮機１１の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させて、圧縮機１１の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。
【０１６７】
（Ｂ２）：第２暖房モード
次に、第２暖房モードについて説明すると、第２暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、第２通路開閉弁２５１を開弁状態とする。
【０１６８】
さらに、空調制御装置４０が、第１通路開閉弁１８１を開弁状態として中段側減圧手段を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）とする。この際、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、中間圧開閉弁１６が閉弁状態となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図３の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０１６９】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。なお、第２暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号等については、第１暖房モードと同様に決定される。
【０１７０】
従って、第２暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、図１３に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１３のａ１３点）が室内凝縮器１２へ流入し、室内送風空気と熱交換して放熱する（図１３のａ１３点→ｂ１３点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１７１】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹され（図１３のｂ１３点→ｃ１３点）、気液分離器１４に流入する。そして、気液分離器１４へ流入した冷媒は、冷房運転モードと同様に、気相側流出口１４ｃから流出することなく、液相側流出口１４ｂから室外熱交換器２０へ流入する。
【０１７２】
室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１３のｃ１３点→ｄ１３点）。以降の作動は第１暖房モードと同様であるため説明を省略する。
【０１７３】
以上の如く、第２暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１７４】
ここで、第２暖房モード時を、第１暖房モードに対して、外気温が高い場合等のように暖房負荷が比較的低い場合に実行することの効果を説明する。第１暖房モードでは、上述の如く、ガスインジェクションサイクルを構成することができるので、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。
【０１７５】
つまり、理論的には、圧縮機１１の回転数が同一であれば、第１暖房モードは、第２暖房モード時よりも高い暖房性能を発揮することができる。換言すると、同一の暖房性能を発揮させるために必要な圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）は、第２暖房モードよりも第１暖房モード時の方が低くなる。
【０１７６】
ところが、圧縮機１１には、圧縮効率が最大（ピーク）となる最大効率回転数があり、最大効率回転数よりも回転数が低くなると、圧縮効率が大きく低下してしまうという特性がある。このため、暖房負荷が比較的低い場合に圧縮機１１を最大効率回転数よりも低い回転数で作動させると、第１暖房モードでは、却ってＣＯＰが低下してしまうことがある。
【０１７７】
そこで、本実施形態では、上述の最大効率回転数を基準回転数として、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合に第２暖房モードへ切り替えるようにしている。なお、第２暖房モードから第１暖房モードへの切替は、第２暖房モードの実行中に基準回転数に対して予め定めた所定量を加えた回転数以上となった際に行うようにすればよい。
【０１７８】
これにより、第１暖房モードおよび第２暖房モードのうち高いＣＯＰを発揮できる運転モードを選択することができる。従って、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合であっても、第２暖房モードへ切り替えることにより、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。
【０１７９】
（Ｃ）除湿暖房運転モード
次に、除湿暖房運転モードについて説明する。除湿暖房運転モードは、例えば、冷房運転モード時に車室内温度設定スイッチによって設定された設定温度が外気温よりも高い温度に設定された際に実行される。
【０１８０】
除湿暖房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、第２通路開閉弁２５１を閉弁状態とする。
【０１８１】
さらに、空調制御装置４０が、第１通路開閉弁１８１を開弁状態として中段側減圧手段を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）とする。この際、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、中間圧開閉弁１６が閉弁状態となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、冷房運転モードと同様に、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０１８２】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。
【０１８３】
例えば、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１８４】
さらに、本実施形態の除湿暖房運転モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードの４段階の除湿暖房モードを実行する。
【０１８５】
（Ｃ１）：第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を全開状態とし、低段側膨脹弁２２を絞り状態とする。従って、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房運転モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開しているので、サイクルを循環する冷媒の状態については図１４のモリエル線図に示すように変化する。
【０１８６】
すなわち、図１４に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１４のａ１４点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１４のａ１４点→ｂ１１４点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１８７】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様に、気液分離器１４および中段側減圧手段を介して室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１４のｂ１１４点→ｂ２１４点）。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０１８８】
以上の如く、第１除湿暖房モード時には、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１８９】
（Ｃ２）：第２除湿暖房モード
次に、第１除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿暖房モードが実行される。第２除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第１除湿暖房モードよりも増加させた絞り状態とする。従って、第２除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１５のモリエル線図に示すように変化する。
【０１９０】
すなわち、図１５に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１５のａ１５点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１５のａ１５点→ｂ１１５点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１９１】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の高い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１５のｂ１１５点→ｂ２１５点）。
【０１９２】
高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、冷房運転モードと同様に、気液分離器１４および中段側減圧手段を介して室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１５のｂ２１５点→ｂ３１５点）。
【０１９３】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１５のｂ３１５点→ｃ１５点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。 
【０１９４】
以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０１９５】
この際、第２除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を絞り状態としているので、第１除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器２０における冷媒の放熱量を低減できる。
【０１９６】
その結果、第１除湿暖房モード時に対してサイクルを循環する冷媒循環流量を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができ、第１除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。
【０１９７】
（Ｃ３）：第３除湿暖房モード
次に、第２除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度（第２基準温度＞第１基準温度）よりも高くなった際には、第３除湿暖房モードが実行される。第３除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも増加させる。従って、第３除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１６のモリエル線図に示すように変化する。
【０１９８】
すなわち、図１６に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１６のａ１６点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１６のａ１６点→ｂ１６点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１９９】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１６のｂ１６点→ｃ１１６点）。
【０２００】
高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、冷房運転モードと同様に、気液分離器１４および中段側減圧手段を介して室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１６のｃ１１６点→ｃ２１６点）。
【０２０１】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１６のｃ２１６点→ｃ３１６点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０２０２】
以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２０３】
この際、第３除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を縮小させることによって、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させているので、第２除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
【０２０４】
その結果、第２除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第３除湿暖房モードでは、第２除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。
【０２０５】
（Ｃ４）：第４除湿暖房モード
次に、第３除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度（第３基準温度＞第２基準温度）よりも高くなった際には、第４除湿暖房モードが実行される。第４除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第３除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２を全開状態とする。従って、第４除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１７のモリエル線図に示すように変化する。
【０２０６】
すなわち、図１７に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１７のａ１７点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１７のａ１７点→ｂ１７点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０２０７】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の低い低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１７のｂ１７点→ｃ１１７点）。
【０２０８】
高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、冷房運転モードと同様に、気液分離器１４および中段側減圧手段を介して室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１７のｃ１１７点→ｃ２１７点）。
【０２０９】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全開状態となっているので、減圧されることなく室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０２１０】
以上の如く、第４除湿暖房モードでは、第１〜第３除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２１１】
この際、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードと同様に室外熱交換器２０を蒸発器として作用させると共に、第３除湿暖房モードよりも高段側膨脹弁１３の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器２０における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第３除湿暖房モードよりも室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
【０２１２】
その結果、第３除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。
【０２１３】
以上説明した本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路を切り替えることによって、種々のサイクル構成を実現して、車室内の適切な冷房、暖房および除湿暖房を実現できる。
【０２１４】
本実施形態のように電気自動車に適用される車両用空調装置１では、内燃機関（エンジン）を搭載する車両のようにエンジンの廃熱を車室内の暖房のために利用できない。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、暖房運転モード時にガスインジェクションサイクル、および通常サイクルに切り替えることで、暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮させることできることは、極めて有効である。
【０２１５】
また、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして機能させるために必要な中間圧開閉弁１６を差圧開閉弁により構成しているので、ヒートポンプサイクル１０を簡素なサイクル構成で実現することができる。
【０２１６】
特に、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５を連通させる高圧側連通路２７、および高圧側逆止弁２７１を備えている。これによれば、冷媒充填作業時に高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施することができる。つまり、本実施形態によれば、冷媒充填作業時に中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない不具合（１）を解消することができる。
【０２１７】
ここで、サイクル作動時には、高圧冷媒通路の圧力が中間圧冷媒通路１５の圧力よりも必ず大きくなり、高圧側逆止弁２７１が閉弁状態に維持されるので、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５と高圧冷媒通路とが連通することはない。なお、「サイクル作動時」とは、熱交換対象流体（室内送風空気）を冷却あるいは加熱する機能を発揮するヒートポンプサイクル１０の作動時を意味する。
【０２１８】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５を連通させる低圧側連通路２８、および低圧側逆止弁２８１を備えている。これによれば、冷媒充填作業時に低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填することができる。つまり、本実施形態によれば、冷媒充填作業時に中間圧冷媒通路１５へ冷媒の充填を実施できない不具合（２）を解消することができる。
【０２１９】
ここで、サイクル作動時には、中間圧冷媒通路１５の圧力が高圧冷媒通路の圧力よりも必ず大きくなり、低圧側逆止弁２８１が閉弁状態に維持されるので、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５と低圧冷媒通路とが連通することはない。
【０２２０】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０によれば、冷媒充填作業時に生ずる各種不具合を適切に解消することができる。
【０２２１】
なお、本実施形態の如く、ヒートポンプサイクル１０を、冷媒充填作業時に生ずる不具合（１）、（２）の双方を解消可能な構成とすることが望ましいが、これに限定されない。
【０２２２】
例えば、ヒートポンプサイクル１０において、冷媒充填作業時に前述の不具合（１）が生じ難い場合等には、高圧側連通路２７および高圧側逆止弁２７１を廃止して、低圧側連通路２８および低圧側逆止弁２８１だけを備える構成としてもよい。これによれば、冷媒充填作業時に生ずる不具合（２）を解消することができる。
【０２２３】
また、ヒートポンプサイクル１０において、冷媒充填作業時に前述の不具合（２）が生じ難い場合等には、低圧側連通路２８および低圧側逆止弁２８１を廃止して、高圧側連通路２７および高圧側逆止弁２７１だけを備える構成としてもよい。これによれば、冷媒充填作業時に生ずる不具合（１）を解消することができる。
【０２２４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【０２２５】
本実施形態では、第１実施形態にて冷媒配管で構成していた高圧側連通路２７および低圧側連通路２８それぞれを、図１８に示すように、圧縮機１１の内部に形成している。
【０２２６】
具体的には、本実施形態の高圧側連通路２７は、高圧冷媒通路に連通する圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ上流側と、中間圧冷媒通路１５に連通する逆止弁１１ｅ上流側とを連通させるように、圧縮機１１のハウジングに形成されている。
【０２２７】
そして、本実施形態の高圧側逆止弁２７１は、圧縮機１１の逆止弁１１ｅ上流側から吐出ポート１１ｃ上流側への冷媒の流入を許容すると共に、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃ上流側から逆止弁１１ｅ上流側への冷媒の流入を禁止するように構成されている。
【０２２８】
また、本実施形態の低圧側連通路２８は、低圧冷媒通路に連通する圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ上流側と、中間圧冷媒通路１５に連通する逆止弁１１ｅ上流側とを連通させるように、圧縮機１１のハウジングに形成されている。
【０２２９】
そして、本実施形態の低圧側逆止弁２８１は、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ上流側から逆止弁１１ｅ上流側への冷媒の流入を許容すると共に、圧縮機１１の逆止弁１１ｅ上流側から吸入ポート１１ｂ上流側への冷媒の流入を禁止するように構成されている。
【０２３０】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、第１実施形態の構成に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、本実施形態では、圧縮機１１の内部に高圧側連通路２７および低圧側連通路２８を形成している。このため、高圧側連通路２７および低圧側連通路２８を冷媒配管にて構成する場合に比べて、配管の取り回しなどが必要なくなり、ヒートポンプサイクル１０の簡素化および小型化を図ることができる。
【０２３１】
ここで、本実施形態では、高圧側連通路２７および低圧側連通路２８の双方を圧縮機１１の内部に形成する例について説明したが、これに限定されない。高圧側連通路２７および低圧側連通路２８のうち、一方を圧縮機１１の内部に形成し、他方を冷媒配管にて構成してもよい。なお、第１実施形態と同様に、ヒートポンプサイクル１０は、高圧側連通路２７および低圧側連通路２８のうち、一方の連通路だけ備える構成としてもよい。
【０２３２】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【０２３３】
本実施形態では、第１実施形態のヒートポンプサイクル１０に対して、図１９に示すように、低圧側連通路２８および低圧側逆止弁２８１を廃止し、高圧側逆止弁２７１を第１連通路開閉弁２７２に変更している。
【０２３４】
第１連通路開閉弁２７２は、高圧側連通路２７を開閉する電磁弁で構成されており、冷媒充填作業時に開弁し、サイクル作動時に閉弁するように、空調制御装置４０により開閉動作が制御されるようになっている。なお、本実施形態では、第１連通路開閉弁２７２が高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通状態および遮断状態に切替可能な高圧側切替手段を構成している。
【０２３５】
本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、冷媒充填作業時に第１連通路開閉弁２７２が開弁し、高圧側連通路２７を介して高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とが連通する。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０によれば、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できると共に、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を適切に充填可能となる。
【０２３６】
なお、サイクル作動時は、第１連通路開閉弁２７２が閉弁し、高圧側連通路２７を介した高圧冷媒通路および中間圧冷媒通路１５の連通が遮断されるので、高圧側連通路２７を介して高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とが連通することはない。
【０２３７】
ここで、本実施形態では、第１連通路開閉弁２７２を電磁弁で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１連通路開閉弁２７２の開閉作動を作業員等が手動で行うことが可能な機械式の開閉弁により構成してもよい。
【０２３８】
これによれば、冷媒充填作業時に、作業員等が第１連通路開閉弁２７２を開くことで、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できると共に、高圧側連通路２７を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を適切に充填可能となる。この場合、第１連通路開閉弁２７２を構成する機械式の開閉弁が、高圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通状態および遮断状態に切替可能な高圧側切替手段を構成する。
【０２３９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第３実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【０２４０】
本実施形態では、第１実施形態のヒートポンプサイクル１０に対して、図２０に示すように、高圧側連通路２７および高圧側逆止弁２７１を廃止し、低圧側逆止弁２８１を第２連通路開閉弁２８２に変更している。
【０２４１】
第２連通路開閉弁２８２は、低圧側連通路２８を開閉する電磁弁で構成されており、冷媒充填作業時に開弁し、サイクル作動時に閉弁するように、空調制御装置４０により開閉動作が制御されるようになっている。なお、本実施形態では、第２連通路開閉弁２８２が低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通状態および遮断状態に切替可能な低圧側切替手段を構成している。
【０２４２】
本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、冷媒充填作業時に第２連通路開閉弁２８２が開弁し、低圧側連通路２８を介して低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とが連通する。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０によれば、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できると共に、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を適切に充填可能となる。
【０２４３】
なお、サイクル作動時は、第２連通路開閉弁２８２が閉弁し、低圧側連通路２８を介した低圧冷媒通路および中間圧冷媒通路１５の連通が遮断されるので、低圧側連通路２８を介して低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５とが連通することはない。
【０２４４】
ここで、本実施形態では、第２連通路開閉弁２８２を電磁弁で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第２連通路開閉弁２８２の開閉作動を作業員等が手動で行うことが可能な機械式の開閉弁により構成してもよい。
【０２４５】
これによれば、冷媒充填作業時に、作業員等が第２連通路開閉弁２８２を開くことで、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できると共に、低圧側連通路２８を介して中間圧冷媒通路１５へ冷媒を適切に充填可能となる。この場合、第２連通路開閉弁２８２を構成する機械式の開閉弁が、低圧冷媒通路と中間圧冷媒通路１５との間を連通状態および遮断状態に切替可能な低圧側切替手段を構成する。
【０２４６】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
【０２４７】
（１）上述の各実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１０を電気自動車の車両用空調装置１に適用する例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド自動車の如く、エンジン廃熱が不充分なり得る車両の空調装置に適用してもよい。
【０２４８】
（２）上述の各実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１０を車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されず、例えば、据置型空調装置や液体加熱装置（例えば、給湯機）等に適用してもよい。
【０２４９】
（３）上述の各実施形態では、各膨脹弁１３、２２や各通路開閉弁１８１、２５１等にてヒートポンプサイクル１０の冷媒回路の切り替えることで、種々の運転モードを実現する例について説明したが、これに限定されない。
【０２５０】
ヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクルとガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切替可能な構成であればよい。例えば、ヒートポンプサイクル１０は、第１暖房モードおよび第２暖房モードからなる暖房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよいし、第１暖房モードおよび冷房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよい。勿論、種々の運転モードを設ける方が、熱交換対象流体（送風空気）の温度を適切に温度調整できる点で有効である。
【０２５１】
（４）上述の各実施形態では、第１減圧手段を構成する高段側膨脹弁１３を電気式の可変絞り機構で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、高段側膨脹弁１３を、中段側減圧手段の如く、固定絞り、固定絞りを迂回する迂回通路、当該迂回通路を開閉する通路開閉弁で構成してもよい。
【０２５２】
（５）上述の各実施形態では、上述の各実施形態では、第２減圧手段を構成する中段側減圧手段を固定絞り１７、第１迂回通路１８、および第１通路開閉弁１８１で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、中段側減圧手段を、高段側膨脹弁１３の如く、電気式の可変絞り機構で構成してもよい。
【０２５３】
（６）上述の各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
【０２５４】
（７）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【０２５５】
（８）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【０２５６】
（９）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【符号の説明】
【０２５７】
１１                  圧縮機
１２                  室内凝縮器（放熱器）
１３                  高段側膨脹弁（第１減圧手段）
１４                  気液分離器（気液分離手段）
１５                  中間圧冷媒通路
１６                  中間圧開閉弁（差圧開閉弁）
１７、１８、１８１    中段側減圧手段（第２減圧手段）
２７                  高圧側連通路
２７１                高圧側逆止弁（高圧側切替手段）
２８                  低圧側連通路
２８１                低圧側逆止弁（低圧側切替手段）
【図１】
2014231948.tif 000003
【図２】
2014231948.tif 000004
【図３】
2014231948.tif 000005
【図４】
2014231948.tif 000006
【図５】
2014231948.tif 000007
【図６】
2014231948.tif 000008
【図７】
2014231948.tif 000009
【図８】
2014231948.tif 000010
【図９】
2014231948.tif 000011
【図１０】
2014231948.tif 000012
【図１１】
2014231948.tif 000013
【図１２】
2014231948.tif 000014
【図１３】
2014231948.tif 000015
【図１４】
2014231948.tif 000016
【図１５】
2014231948.tif 000017
【図１６】
2014231948.tif 000018
【図１７】
2014231948.tif 000019
【図１８】
2014231948.tif 000020
【図１９】
2014231948.tif 000021
【図２０】
2014231948.tif 000022
【図２１】
2014231948.tif 000023
【図２２】
2014231948.tif 000024