(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（31,34）と熱源側熱交換器（36）と利用側熱交換器（71）とが接続されて冷凍サイクルを行うと共に、上記熱源側熱交換器（36）が凝縮器となって上記利用側熱交換器（71）が蒸発器となる冷却動作と、上記利用側熱交換器（71）が凝縮器となって上記熱源側熱交換器（36）が蒸発器となる加熱動作とが切り換え可能な冷媒回路（20）を備える冷凍装置であって、
上記冷媒回路（20）は、
高圧液冷媒の一部を減圧して得られた中間圧冷媒を上記圧縮機（31,34）へ供給するインジェクション通路（43）と、上記インジェクション通路（43）を上記圧縮機（31,34）へ向けて流れる中間圧冷媒を高圧液冷媒と熱交換させて蒸発させる中間圧熱交換器（40）と、高圧液冷媒を減圧して得られた中間圧冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器（51）とを備え、
上記冷却動作中には上記インジェクション通路（43）を流れる中間圧のガス冷媒が、上記加熱動作中には上記気液分離器（51）から流出した中間圧のガス冷媒がそれぞれ上記圧縮機（31,34）へ供給されるように冷媒の流通経路が変更可能となっている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、上記圧縮機（31,34）及び上記熱源側熱交換器（36）が設けられた熱源側回路（30）と上記利用側熱交換器（71）が設けられた利用側回路（70）とを連絡配管（21,22）で接続することによって構成され、
上記インジェクション通路（43）、上記中間圧熱交換器（40）、及び上記気液分離器（51）が上記熱源側回路（30）に設けられている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記気液分離器（51）は、上記冷媒回路（20）のうち上記冷却動作中に上記熱源側熱交換器（36）の下流側となり且つ上記加熱動作中に上記利用側熱交換器（71）の下流側となる位置に配置された容器状部材（65）によって構成される一方、
上記中間圧熱交換器（40）は、上記容器状部材（65）の内部に収容されて上記インジェクション通路（43）を流れる中間圧冷媒を上記容器状部材（65）内の液冷媒と熱交換させる熱交換用部材（66）によって構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）のうち上記冷却動作中に上記中間圧熱交換器（40）の下流側となる位置には、高圧液冷媒の一部を低圧にまで減圧して得られた低圧冷媒と熱交換させることによって高圧液冷媒を冷却する過冷却熱交換器（60）が設けられている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）では、単段圧縮冷凍サイクルが行われる一方、
上記圧縮機（31）は、圧縮途中の圧縮室へ中間圧のガス冷媒が流入するように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）では、低段側の圧縮機（33）と高段側の圧縮機（34）が直列に接続されて二段圧縮冷凍サイクルが行われる一方、
上記冷媒回路（20）は、上記高段側の圧縮機（34）の吸入側へ中間圧のガス冷媒を供給するように構成されている
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、中間圧のガス冷媒を圧縮機へ供給してガスインジェクションを行う冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧縮機への入力の削減を目的として、いわゆるガスインジェクション（即ち、中間圧のガス冷媒を圧縮機へ供給する動作）を行う冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１の図１には、単段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、圧縮機における圧縮途中の圧縮室へ中間圧のガス冷媒を供給するものが開示されている。また、特許文献１の図１３には、二段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって低段圧縮機と高段圧縮機の間に中間圧のガス冷媒を供給するものが開示されている。
【０００３】
ガスインジェクションを行うには、中間圧のガス冷媒を発生させなければならない。そのため、例えば特許文献１の図１に記載された冷凍装置では、中間圧冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器を冷媒回路に設け、この気液分離器から圧縮機へ中間圧のガス冷媒を供給している。また、特許文献１の図９に記載された冷凍装置では、中間圧熱交換器で中間圧冷媒を高圧液冷媒と熱交換させることによって蒸発させ、この中間圧熱交換器から圧縮機へ中間圧のガス冷媒を供給している。
【特許文献１】特開２００１−０３３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記冷凍装置では、冷媒回路に設けられた圧縮機や熱交換器等の構成機器が互いに離れた位置に配置されたり、互いに異なる高さに配置される場合がある。例えば、冷凍装置の一種である空調機は、室外ユニットと室内ユニットを連絡配管で接続することによって構成される場合が多い。そして、空調機をビルなどに設置するような場合は、連絡配管の長さが１００ｍ近くに達したり、室外ユニットと室内ユニットの間に２０〜３０ｍ程度の高低差がつくこともある。
【０００５】
このように、冷凍装置の設置状況は、その用途などによって様々である。そして、上記のガスインジェクションを行う冷凍装置については、その設置状況によっては円滑な運転ができなくなるおそれがあった。以下では、この問題点について説明する。
【０００６】
上述したように、ガスインジェクションを行う冷凍装置では、気液分離器から圧縮機へ中間圧のガス冷媒を供給する場合がある。気液分離器内では液冷媒とガス冷媒が共存しているため、気液分離器から送り出される液冷媒は飽和状態となっている。この種の冷凍装置が対象物を冷却する動作を行う際には、気液分離器から流出した飽和状態の液冷媒が利用側熱交換器へ送られる。ところが、利用側熱交換器が気液分離器から遠く離れていたり、利用側熱交換器が気液分離器よりも高い位置に設置されていると、気液分離器から利用側熱交換器へ向けて配管内を流れる間に冷媒の圧力が低下し、冷媒の一部が蒸発してしまうことがある。このため、利用側熱交換器への液冷媒の流入量が減少し、利用側熱交換器で得られる冷却能力が減少するおそれがある。
【０００７】
また、ガスインジェクションを行う冷凍装置では、中間圧熱交換器で中間圧冷媒を高圧液冷媒と熱交換させ、中間圧熱交換器で蒸発した中間圧冷媒を圧縮機へ供給する場合がある。この種の冷凍装置が対象物を加熱する動作を行う際には、利用側熱交換器で凝縮した冷媒の一部が中間圧にまで減圧されて中間圧熱交換器へ導入される。ところが、中間圧熱交換器が利用側熱交換器から遠く離れていたり、中間圧熱交換器が利用側熱交換器よりも高い位置に設置されていると、利用側熱交換器から中間圧熱交換器へ向けて配管内を流れる間に冷媒の圧力が低下し、冷媒の一部が蒸発して冷媒の温度が低下することがある。このため、中間圧熱交換器で互いに熱交換する高圧冷媒と中間圧冷媒の温度差が小さくなり、中間圧熱交換器で中間圧冷媒を確実にガス化できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、いわゆるガスインジェクションを行う冷凍装置において、その設置状況や運転状態に拘わらず円滑な運転を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、圧縮機（31,34）と熱源側熱交換器（36）と利用側熱交換器（71）とが接続されて冷凍サイクルを行うと共に、上記熱源側熱交換器（36）が凝縮器となって上記利用側熱交換器（71）が蒸発器となる冷却動作と、上記利用側熱交換器（71）が凝縮器となって上記熱源側熱交換器（36）が蒸発器となる加熱動作とが切り換え可能な冷媒回路（20）を備える冷凍装置を対象としている。そして、上記冷媒回路（20）は、高圧液冷媒の一部を減圧して得られた中間圧冷媒を上記圧縮機（31,34）へ供給するインジェクション通路（43）と、上記インジェクション通路（43）を上記圧縮機（31,34）へ向けて流れる中間圧冷媒を高圧液冷媒と熱交換させて蒸発させる中間圧熱交換器（40）と、高圧液冷媒を減圧して得られた中間圧冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する気液分離器（51）とを備え、上記冷却動作中には上記インジェクション通路（43）を流れる中間圧のガス冷媒が、上記加熱動作中には上記気液分離器（51）から流出した中間圧のガス冷媒がそれぞれ上記圧縮機（31,34）へ供給されるように冷媒の流通経路が変更可能となっているものである。
【００１０】
第１の発明では、冷却動作中と加熱動作中とで圧縮機（31,34）に対する中間圧冷媒の供給元が変更される。冷却動作中には、中間圧熱交換器（40）で蒸発した中間圧冷媒が圧縮機（31,34）へ供給される。その際、中間圧熱交換器（40）では、高圧液冷媒が中間圧冷媒との熱交換によって冷却されるため、高圧液冷媒の過冷却度が大きくなる。このため、中間圧熱交換器（40）から利用側熱交換器（71）へ至るまでに高圧冷媒の圧力がある程度低下しても、利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒は液状態に保たれ、あるいは利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量が少なくなる。一方、加熱動作中には、中間圧冷媒が気液分離器（51）へ導入され、気液分離器（51）内のガス冷媒が圧縮機（31,34）へ供給される。このため、利用側熱交換器（71）から気液分離器（51）へ至るまでに冷媒の圧力がある程度低下して冷媒の一部が蒸発しても、気液分離器（51）ではガス冷媒と液冷媒が分離されるため、圧縮機（31,34）へは中間圧のガス冷媒が確実に供給される。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）は、上記圧縮機（31,34）及び上記熱源側熱交換器（36）が設けられた熱源側回路（30）と上記利用側熱交換器（71）が設けられた利用側回路（70）とを連絡配管（21,22）で接続することによって構成され、上記インジェクション通路（43）、上記中間圧熱交換器（40）、及び上記気液分離器（51）が上記熱源側回路（30）に設けられるものである。
【００１２】
第２の発明では、冷媒回路（20）が熱源側回路（30）と利用側回路（70）と連絡配管（21,22）とによって構成される。冷却動作中には、中間圧熱交換器（40）を通過する際に冷却された高圧液冷媒が連絡配管（21）を通って利用側熱交換器（71）へ流入する。このため、連絡配管（21,22）が長い場合や、利用側回路（70）が熱源側回路（30）よりも高い位置に設置される場合であっても、利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒は液状態に保たれ、あるいは利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量が少なくなる。一方、加熱動作中には、利用側熱交換器（71）で凝縮した冷媒が連絡配管（21）を通って気液分離器（51）へ流入し、気液分離器（51）内のガス冷媒が圧縮機（31,34）へ供給される。このため、連絡配管（21,22）が長い場合や、熱源側回路（30）が利用側回路（70）よりも高い位置に設置される場合であっても、圧縮機（31,34）へガス冷媒が確実に供給される。
【００１３】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記気液分離器（51）は、上記冷媒回路（20）のうち上記冷却動作中に上記熱源側熱交換器（36）の下流側となり且つ上記加熱動作中に上記利用側熱交換器（71）の下流側となる位置に配置された容器状部材（65）によって構成される一方、上記中間圧熱交換器（40）は、上記容器状部材（65）の内部に収容されて上記インジェクション通路（43）を流れる中間圧冷媒を上記容器状部材（65）内の液冷媒と熱交換させる熱交換用部材（66）によって構成されるものである。
【００１４】
第３の発明では、気液分離器（51）が容器状部材（65）によって構成され、中間圧熱交換器（40）が熱交換用部材（66）によって構成される。冷却動作において、熱源側熱交換器（36）で凝縮した冷媒（高圧液冷媒）が容器状部材（65）へ流入する。また、高圧液冷媒の一部は、インジェクション通路（43）へ流入し、中間圧にまで減圧されて熱交換部材へ流入する。熱交換部材へ流入した中間圧冷媒は、容器状部材（65）内の高圧液冷媒と熱交換して蒸発し、その後に圧縮機（31,34）へ供給される。中間圧冷媒との熱交換によって冷却された容器状部材（65）内の高圧液冷媒は、利用側熱交換器（71）へ向けて容器状部材（65）から送り出される。一方、加熱動作において、容器状部材（65）には、利用側熱交換器（71）で凝縮した冷媒が中間圧にまで減圧されてから流入する。容器状部材（65）内では、流入した中間圧冷媒が液冷媒とガス冷媒に分離される。熱源側熱交換器（36）からは、液冷媒が熱源側熱交換器（36）へ向けて送り出され、ガス冷媒がインジェクション通路（43）を通じて圧縮機（31,34）へ供給される。
【００１５】
第４の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）のうち上記冷却動作中に上記中間圧熱交換器（40）の下流側となる位置には、高圧液冷媒の一部を低圧にまで減圧して得られた低圧冷媒と熱交換させることによって高圧液冷媒を冷却する過冷却熱交換器（60）が設けられるものである。
【００１６】
第４の発明では、過冷却熱交換器（60）が冷媒回路（20）に設けられる。冷却動作中において、過冷却熱交換器（60）では、中間圧熱交換器（40）を通過した高圧液冷媒が、高圧液冷媒の一部を減圧して得られた低圧冷媒と熱交換することによって冷却される。つまり、過冷却熱交換器（60）では、高圧液冷媒の過冷却度が大きくなる。過冷却熱交換器（60）で冷却された高圧液冷媒は、利用側熱交換器（71）へ送られる。
【００１７】
第５の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）では、単段圧縮冷凍サイクルが行われる一方、上記圧縮機（31）は、圧縮途中の圧縮室へ中間圧のガス冷媒が流入するように構成されるものである。
【００１８】
第５の発明では、圧縮機（31）における圧縮途中の圧縮室へ中間圧のガス冷媒が導入される。圧縮機（31）は、利用側熱交換器（71）と熱源側熱交換器（36）のうち蒸発器となっている方で蒸発した低圧冷媒と、中間圧熱交換器（40）又は気液分離器（51）から供給された中間圧冷媒とを吸入して圧縮する。
【００１９】
第６の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）では、低段側の圧縮機（33）と高段側の圧縮機（34）が直列に接続されて二段圧縮冷凍サイクルが行われる一方、上記冷媒回路（20）は、上記高段側の圧縮機（34）の吸入側へ中間圧のガス冷媒を供給するように構成されるものである。
【００２０】
第６の発明では、高段側の圧縮機（34）の吸入側に中間圧のガス冷媒が導入される。高段側の圧縮機（34）は、低段側の圧縮機（33）で圧縮された冷媒と、中間圧熱交換器（40）や気液分離器（51）から送られてきたガス冷媒とを吸入する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、冷却動作中には中間圧熱交換器（40）で蒸発させた中間圧冷媒を圧縮機（31,34）へ供給し、中間圧熱交換器（40）で冷却された高圧液冷媒を利用側熱交換器（71）へ送るようにしている。このため、利用側熱交換器（71）が中間圧熱交換器（40）から遠く離れた位置に配置されていたり、利用側熱交換器（71）が中間圧熱交換器（40）よりも高い位置に配置されていて、中間圧熱交換器（40）から利用側熱交換器（71）へ至るまでに高圧冷媒の圧力がかなり低下するような設置状況であっても、利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒を液状態に保つことができ、あるいは利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量を削減することができる。その結果、冷却動作中に利用側熱交換器（71）へ供給される液冷媒の量を確保することができ、利用側熱交換器（71）の冷却能力を充分に発揮させることができる。
【００２２】
また、本発明では、加熱動作中には気液分離器（51）から圧縮機（31,34）へ中間圧のガス冷媒を供給している。このため、気液分離器（51）が利用側熱交換器（71）から遠く離れた位置に配置されていたり、気液分離器（51）が利用側熱交換器（71）よりも高い位置に配置されていて、利用側熱交換器（71）から気液分離器（51）へ至るまでに冷媒の圧力がかなり低下するような設置状況であっても、中間圧のガス冷媒を圧縮機（31,34）へ確実に供給することができる。その結果、中間圧の液冷媒が圧縮機（31,34）へ流入してしまって圧縮機（31,34）の破損を招くといった事態を回避できる。
【００２３】
このように、本発明によれば、冷凍装置（10）がどの様な状態で設置されている場合であっても、冷却動作中と加熱動作中の両方において冷凍装置（10）を円滑に運転することが可能となる。
【００２４】
上記第２の発明では、冷媒回路（20）を熱源側回路（30）と利用側回路（70）と連絡配管（21,22）とによって構成している。この場合には、中間圧熱交換器（40）や気液分離器（51）が設けられた熱源側回路（30）と、利用側熱交換器（71）が設けられた利用側回路（70）とが遠く離れた位置に配置されたり、両者が異なる高さに設置されることが多い。従って、この発明のような構成の冷媒回路（20）を備える冷凍装置（10）において、上述したように冷却動作中と加熱動作中で圧縮機（31,34）に対する中間圧冷媒の供給元を変更すると、冷凍装置（10）の設置状況に関する制約を緩和することができる。
【００２５】
上記第３の発明では、中間圧熱交換器（40）を構成する熱交換用部材（66）が気液分離器（51）を構成する容器状部材（65）の内部に収容されている。つまり、内部に熱交換用部材（66）が収容された容器状部材（65）を冷媒回路（20）に接続すれば、気液分離器（51）と中間圧熱交換器（40）の両方を冷媒回路（20）に設置したことになる。従って、この発明によれば、気液分離器（51）と中間圧熱交換器（40）をそれぞれ個別に形成する場合に比べ、冷媒回路（20）の構成を簡素化することができる。
【００２６】
上記第４の発明では、冷媒回路（20）に過冷却熱交換器（60）を設け、冷却動作中に利用側熱交換器（71）へ送られる高圧液冷媒の過冷却度を増大させている。このため、中間圧熱交換器（40）から利用側熱交換器（71）へ至るまでに高圧冷媒の圧力がある程度低下するような設置状況であっても、利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒を一層確実に液状態に保つことができ、あるいは利用側熱交換器（71）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量を一層削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置によって構成された空調機（10）である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、１台の室外ユニット（11）と、２台の室内ユニット（12）とを備えている。なお、室内ユニット（12）の台数は、単なる例示である。室外ユニット（11）には、熱源側回路（30）である室外回路（30）が収容されている。各室内ユニット（12）には、利用側回路である室内回路（70）が収容されている。
【００３０】
空調機（10）では、室外回路（30）と室内回路（70）を液側連絡配管（21）及びガス側連絡配管（22）で接続することによって冷媒回路（20）が形成されている。この冷媒回路（20）では、１つの室外回路（30）に対して２つの室内回路（70）が互いに並列に接続されている。
【００３１】
各室内回路（70）には、利用側熱交換器である室内熱交換器（71）と、室内膨張弁（72）とが１つずつ設けられている。室内熱交換器（71）は、室内空気と冷媒を熱交換させる空気熱交換器である。各室内回路（70）において、室内熱交換器（71）と室内膨張弁（72）は互いに直列に接続されている。各室内回路（70）では、室内膨張弁（72）側の端部に液側連絡配管（21）が接続され、室内熱交換器（71）側の端部にガス側連絡配管（22）が接続されている。
【００３２】
室外回路（30）には、圧縮機（31）と、四方切換弁（35）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（36）と、室外膨張弁（37）と、アキュームレータ（38）とが設けられている。また、この室外熱交換器（36）には、中間圧熱交換器（40）と、気液分離器（51）と、バイパス配管（50）と、インジェクション配管（43）と、中間圧ガス配管（52）とが設けられている。
【００３３】
圧縮機（31）は、容積型の圧縮機（31）であって、圧縮室へ吸入した冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機（31）には、圧縮途中の圧縮室へ中間圧の冷媒を導入するための中間圧ポート（32）が設けられている。この圧縮機（31）は、その吐出側が四方切換弁（35）の第１のポートに、その吸入側がアキュームレータ（38）を介して四方切換弁（35）の第２のポートにそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では室外回路（30）に圧縮機（31）を１台だけ設けているが、複数台の圧縮機を並列に設けてもよい。
【００３４】
室外熱交換器（36）は、室外空気と冷媒を熱交換させる空気熱交換器である。中間圧熱交換器（40）は、二重管式熱交換器やプレート式熱交換器等の冷媒同士を熱交換させる熱交換器である。この中間圧熱交換器（40）には、第１流路（41）と第２流路（42）とが形成されている。室外熱交換器（36）は、その一端が四方切換弁（35）の第３のポートに、他端が室外膨張弁（37）を介して中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）の一端にそれぞれ接続されている。中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）の他端は、第１逆止弁（45）を介して液側連絡配管（21）に接続されている。第１逆止弁（45）は、中間圧熱交換器（40）から液側連絡配管（21）へ向かう冷媒の流通だけを許容するように配置されている。
【００３５】
インジェクション配管（43）は、インジェクション通路を形成している。このインジェクション配管（43）は、その始端が中間圧熱交換器（40）と第１逆止弁（45）の間に、終端が圧縮機（31）の中間圧ポート（32）にそれぞれ接続されている。中間圧熱交換器（40）の第２流路（42）は、このインジェクション配管（43）の途中に配置されている。インジェクション配管（43）では、その始端と中間圧熱交換器（40）の第２流路（42）との間にインジェクション用膨張弁（44）が設けられている。
【００３６】
気液分離器（51）は、縦長の筒状に形成された密閉容器である。この気液分離器（51）は、その下端部がバイパス配管（50）の途中に配置されている。バイパス配管（50）は、その始端が第１逆止弁（45）と液側連絡配管（21）の間に、終端が中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）と室外膨張弁（37）の間にそれぞれ接続されている。また、バイパス配管（50）では、その終端と気液分離器（51）の間に第２逆止弁（55）が設けられている。第２逆止弁（55）は、気液分離器（51）から流出する方向の冷媒の流通だけを許容するように配置されている。
【００３７】
気液分離器（51）の頂部には、中間圧ガス配管（52）の一端が接続されている。中間圧ガス配管（52）の他端は、インジェクション配管（43）における中間圧熱交換器（40）の第２流路（42）と圧縮機（31）との間に接続されている。この中間圧ガス配管（52）の途中には、電磁弁（53）が設けられている。
【００３８】
上述したように、四方切換弁（35）は、その第１のポートが圧縮機（31）の吐出側に、第２のポートがアキュームレータ（38）に、第３のポートが室外熱交換器（36）にそれぞれ接続されている。また、四方切換弁（35）の第４のポートは、ガス側連絡配管（22）に接続されている。この四方切換弁（35）は、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図１(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１(Ｂ)に示す状態）とに切り換わる。
【００３９】
−運転動作−
上記空調機（10）では、冷房運転と暖房運転が切り換え可能となっている。
【００４０】
〈冷房運転〉
冷房運転時の運転動作について、図１(Ａ)を参照しながら説明する。冷房運転時の冷媒回路（20）では、室外熱交換器（36）が凝縮器となって室内熱交換器（71）が蒸発器となるように冷媒が循環する。つまり、冷媒回路（20）では、冷却動作が行われる。
【００４１】
具体的に、冷房運転時には、四方切換弁（35）が第１状態に設定される。また、室外膨張弁（37）が全開状態に設定され、インジェクション用膨張弁（44）と室内膨張弁（72）の開度がそれぞれ適宜調節されると共に、電磁弁（53）が閉じられる。
【００４２】
圧縮機（31）から吐出された高圧ガス冷媒は、室外熱交換器（36）で室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（36）から出た高圧液冷媒は、中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）を通過する間に第２流路（42）の冷媒に対して放熱する。中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）から流出した高圧液冷媒は、その一部がインジェクション配管（43）へ流入し、残りが液側連絡配管（21）を通って各室内回路（70）へ分配される。
【００４３】
各室内回路（70）では、流入した高圧液冷媒が室内膨張弁（72）を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器（71）で室内空気から吸熱して蒸発する。室内熱交換器（71）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡配管（22）を通って室外回路（30）へ戻り、アキュームレータ（38）を通って圧縮機（31）へ吸入される。
【００４４】
一方、インジェクション配管（43）へ流入した高圧液冷媒は、インジェクション用膨張弁（44）を通過する際に中間圧にまで減圧されて気液二相状態の中間圧冷媒となる。この中間圧冷媒は、中間圧熱交換器（40）の第２流路（42）を流れる間に第１流路（41）の冷媒から吸熱して蒸発する。中間圧熱交換器（40）の第２流路（42）から出た中間圧ガス冷媒は、圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ送られる。
【００４５】
圧縮機（31）は、アキュームレータ（38）を通じて低圧冷媒を圧縮室へ吸入して圧縮する。また、圧縮途中の圧縮室へは、中間圧ポート（32）から流入した中間圧ガス冷媒が導入される。そして、圧縮機（31）は、圧縮室内の冷媒を高圧にまで圧縮して吐出する。
【００４６】
このように、冷房運転中には、中間圧熱交換器（40）を通過する際に冷却されて過冷却度の大きくなった高圧液冷媒が、液側連絡配管（21）を通じて室内回路（70）へ送られる。このため、液側連絡配管（21）の長さがある程度以上であったり、室内回路（70）が室外回路（30）よりもある程度以上高い位置に配置されていたりして、室外回路（30）から液側連絡配管（21）へ送り込まれる液冷媒が飽和状態だとすると室内回路（70）に達するまでに高圧液冷媒の一部が蒸発してしまうような場合であっても、室内回路（70）へ流入する高圧冷媒が液単相状態に保たれる。また、室内回路（70）に達するまでに高圧液冷媒の一部が蒸発したとしても、室外回路（30）から液側連絡配管（21）へ送り込まれる液冷媒が飽和状態である場合に比べれば、蒸発する高圧液冷媒の量は減少する。
【００４７】
〈暖房運転〉
暖房運転時の運転動作について、図１(Ｂ)を参照しながら説明する。暖房運転時の冷媒回路（20）では、室内熱交換器（71）が凝縮器となって室外熱交換器（36）が蒸発器となるように冷媒が循環する。つまり、冷媒回路（20）では、加熱動作が行われる。
【００４８】
具体的に、暖房運転時には、四方切換弁（35）が第２状態に設定される。また、室外膨張弁（37）と室内膨張弁（72）の開度がそれぞれ適宜調節され、インジェクション用膨張弁（44）が全閉状態に設定されると共に、電磁弁（53）が開かれる。
【００４９】
圧縮機（31）から吐出された高圧ガス冷媒は、ガス側連絡配管（22）を通って各室内回路（70）へ分配される。各室内回路（70）の室内熱交換器（71）では、高圧ガス冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。各室内回路（70）において、室内熱交換器（71）から流出した冷媒は、室内膨張弁（72）を通過する際に減圧されて気液二相状態の中間圧冷媒となる。各室内回路（70）から流出した中間圧冷媒は、液側連絡配管（21）を通って室外回路（30）へ戻り、バイパス配管（50）を通って気液分離器（51）へ流入する。
【００５０】
気液分離器（51）へ流入した中間圧冷媒は、そのうちの液冷媒が気液分離器（51）の下部に溜まり、ガス冷媒が気液分離器（51）の上部に溜まる。気液分離器（51）内の中間圧の液冷媒は、再びバイパス配管（50）を流れ、室外膨張弁（37）を通過する際に減圧されてから室外熱交換器（36）へ導入される。室外熱交換器（36）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（36）で蒸発した冷媒は、アキュームレータ（38）を通って圧縮機（31）へ吸入される。一方、気液分離器（51）内の中間圧のガス冷媒は、中間圧ガス配管（52）とインジェクション配管（43）を順に通って圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ導入される。
【００５１】
圧縮機（31）は、アキュームレータ（38）を通じて低圧冷媒を圧縮室へ吸入して圧縮する。また、圧縮途中の圧縮室へは、中間圧ポート（32）から流入した中間圧ガス冷媒が導入される。そして、圧縮機（31）は、圧縮室内の冷媒を高圧にまで圧縮して吐出する。
【００５２】
このように、暖房運転中には、液側連絡配管（21）を通って室外回路（30）へ戻ってきた冷媒を気液分離器（51）へ導入して液冷媒とガス冷媒に分離し、気液分離器（51）内のガス冷媒だけを圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ供給している。つまり、室外回路（30）へ流入する冷媒が気液二相状態であっても、圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へは確実にガス冷媒だけが供給される。このため、液側連絡配管（21）の長さがある程度以上であったり、室外回路（30）が室内回路（70）よりもある程度以上高い位置に配置されていたりして、室内回路（70）に達するまでに冷媒の一部が蒸発してしまうような場合であっても、圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ流入する冷媒がガス単相状態に保たれる。
【００５３】
−実施形態１の効果−
上記空調機（10）の冷房運転中には、中間圧熱交換器（40）で蒸発させた中間圧冷媒を圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ供給し、中間圧熱交換器（40）で冷却された高圧液冷媒を室内回路（70）へ供給している。このため、室外回路（30）と室内回路（70）を繋ぐ液側連絡配管（21）が極めて長かったり、室内回路（70）が室外回路（30）よりも高い位置に配置されていて、液側連絡配管（21）を流れる間に冷媒の圧力が大幅に低下するような設置状況であっても、室内回路（70）へ供給される高圧冷媒を液状態に保つことができ、あるいは室内回路（70）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量を削減することができる。その結果、冷房運転中に室内回路（70）へ供給される液冷媒の量を確保することができ、室内ユニット（12）の冷房能力を充分に発揮させることができる。
【００５４】
ここで、上記空調機（10）のように、複数の室内回路（70）が互いに並列接続されている場合には、各室内ユニット（12）の冷房能力を適切に調節するため、各室内回路（70）の室内膨張弁（72）の開度を個別に制御して室内回路（70）への冷媒の分配割合を調節している。ところが、室内膨張弁（72）を通過する冷媒が気液二相状態になると、室内膨張弁（72）の流量特性が不安定となり、各室内回路（70）に対する冷媒の分配割合を適切に制御できなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態の空調機（10）では、冷房運転時に室内回路（70）へ流入する冷媒を液状態に保持しやすくなる。従って、本実施形態によれば、複数の室内ユニット（12）を備える空調機（10）において、各室内ユニット（12）の冷房能力を的確に制御することが可能となる。
【００５５】
また、上記空調機（10）の加熱動作中には、室内回路（70）から室外回路（30）へ戻ってきた冷媒を気液分離器（51）で液冷媒とガス冷媒に分離し、気液分離器（51）から圧縮機（31）へ中間圧のガス冷媒だけを供給している。このため、室外回路（30）と室内回路（70）を繋ぐ液側連絡配管（21）が極めて長かったり、室外回路（30）が室内回路（70）よりも高い位置に配置されていて、液側連絡配管（21）を流れる間に冷媒の圧力が大幅に低下するような設置状況であっても、圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へはガス冷媒だけを確実に供給することができる。その結果、中間圧の液冷媒が圧縮機（31）へ流入してしまって圧縮機（31）の破損を招くといった事態を回避できる。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、空調機（10）がどの様な状態で設置されている場合であっても、冷房運転中と暖房運転中の両方において空調機（10）を円滑に運転することが可能となる。
【００５７】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１の空調機（10）に過冷却熱交換器（60）と過冷却用配管（63）とを追加したものである。ここでは、本実施形態の空調機（10）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
【００５８】
図２に示すように、過冷却熱交換器（60）は、室外回路（30）に設けられている。過冷却熱交換器（60）は、二重管式熱交換器やプレート式熱交換器等の冷媒同士を熱交換させる熱交換器である。この過冷却熱交換器（60）には、第１流路（61）と第２流路（62）とが形成されている。過冷却熱交換器（60）の第１流路（61）は、室外回路（30）における中間圧熱交換器（40）と第１逆止弁（45）の間に設けられている。
【００５９】
過冷却用配管（63）は、その始端が過冷却熱交換器（60）と第１逆止弁（45）の間に、終端がアキュームレータ（38）と四方切換弁（35）の間にそれぞれ接続されている。過冷却熱交換器（60）の第２流路（62）は、この過冷却用配管（63）の途中に配置されている。過冷却用配管（63）では、その始端と過冷却熱交換器（60）の第２流路（62）との間に過冷却用膨張弁（64）が設けられている。
【００６０】
−運転動作−
〈冷房運転〉
図２(Ａ)に示すように、冷房運転時の冷媒回路（20）では、上記実施形態１の場合と概ね同様に冷媒が循環する。具体的には、中間圧熱交換器（40）から流出した高圧液冷媒が過冷却熱交換器（60）を通過後に液側連絡配管（21）へ流入する点と、高圧液冷媒の一部が過冷却用配管（63）へ流入する点だけが、上記実施形態１における冷媒の循環経路と異なっている。
【００６１】
本実施形態の空調機（10）の冷房運転では、過冷却用膨張弁（64）の開度が適宜調節される。中間圧熱交換器（40）の第１流路（41）から流出した高圧液冷媒は、過冷却熱交換器（60）の第１流路（61）を通過する間に第２流路（62）の冷媒に対して放熱する。過冷却熱交換器（60）の第１流路（61）から流出した高圧液冷媒は、その一部が過冷却用配管（63）へ流入し、残りが液側連絡配管（21）を通って各室内回路（70）へ分配される。つまり、室内回路（70）へは、中間圧熱交換器（40）と過冷却熱交換器（60）の両方で冷却された高圧液冷媒が供給される。
【００６２】
一方、過冷却用配管（63）へ流入した高圧液冷媒は、過冷却用膨張弁（64）を通過する際に低圧にまで減圧されて気液二相状態の低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、過冷却熱交換器（60）の第２流路（62）を流れる間に第１流路（61）の冷媒から吸熱して蒸発する。過冷却熱交換器（60）の第２流路（62）から出た低圧ガス冷媒は、室内回路（70）からガス側連絡配管（22）を通って室外回路（30）へ戻ってきた低圧冷媒と共に圧縮機（31）へ吸入される。
【００６３】
〈暖房運転〉
図２(Ｂ)に示すように、暖房運転時の冷媒回路（20）では、上記実施形態１の場合と全く同様に冷媒が循環する。具体的に、暖房運転時には、過冷却用膨張弁（64）が全閉される。そして、液側連絡配管（21）から室外回路（30）へ流入した中間圧冷媒は、バイパス配管（50）を通って気液分離器（51）へ流入し、液冷媒とガス冷媒に分離される。
【００６４】
−実施形態２の効果−
本実施形態では、室外回路（30）に過冷却熱交換器（60）を設け、冷房運転中に室内回路（70）へ送られる高圧液冷媒の過熱度を増大させている。このため、室外回路（30）から室内回路（70）へ至るまでに高圧冷媒の圧力が低下するような設置状況であっても、室内回路（70）へ供給される高圧冷媒を一層確実に液状態に保つことができ、あるいは室内回路（70）へ供給される高圧冷媒のうち途中で蒸発する量を一層削減することができる。
【００６５】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６６】
−第１変形例−
上記の各実施形態では、気液分離器（51）と中間圧熱交換器（40）を一体化してもよい。ここでは、本変形例を上記実施形態２の空調機（10）に適用したものについて、図３を参照しながら説明する。
【００６７】
本変形例の気液分離器（51）は、やや縦長の筒状に形成された容器状部材（65）によって構成されている。気液分離器（51）を構成する容器状部材（65）は、その底部が室外回路（30）のうち室外膨張弁（37）と過冷却熱交換器（60）の間の部分に接続されている。なお、本変形例の室外回路（30）では、バイパス配管（50）と第１逆止弁（45）と第２逆止弁（55）とが省略されている。
【００６８】
容器状部材（65）の内部には、伝熱管をコイルばね状に成形した熱交換用部材（66）が設けられている。熱交換用部材（66）は、容器状部材（65）内に溜まった液冷媒に浸かるように、容器状部材（65）内の底部に配置されている。熱交換用部材（66）は、インジェクション配管（43）におけるインジェクション用膨張弁（44）の下流側に配置されている。本変形例では、この熱交換用部材（66）が中間圧熱交換器（40）を構成している。
【００６９】
冷房運転時の動作について説明する。冷房運転時には、上記実施形態２の場合と同様に、インジェクション用膨張弁（44）と過冷却用膨張弁（64）の開度が適宜調節され、電磁弁（53）が閉じられる。
【００７０】
冷房運転時において、室外熱交換器（36）で凝縮した冷媒は、全開状態の室外膨張弁（37）を通過して容器状部材（65）へ流入する。容器状部材（65）内の高圧液冷媒は、熱交換用部材（66）内を流れる中間圧冷媒へ放熱する。つまり、容器状部材（65）内では、高圧液冷媒が熱交換用部材（66）内の中間圧冷媒との熱交換によって冷却され、高圧液冷媒の過冷却度が大きくなる。容器状部材（65）内で冷却された高圧液冷媒は、その一部がインジェクション配管（43）へ流入し、残りが過冷却熱交換器（60）の第１流路（61）を通過する間に更に冷却される。
【００７１】
過冷却熱交換器（60）で冷却された高圧液冷媒は、液側連絡配管（21）を通じて室内回路（70）へ供給される。一方、インジェクション配管（43）へ流入した高圧液冷媒は、インジェクション用膨張弁（44）を通過する際に中間圧にまで減圧され、中間圧冷媒となって熱交換用部材（66）へ送られる。熱交換用部材（66）へ流入した中間圧冷媒は、容器状部材（65）内の高圧液冷媒から吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ供給される。
【００７２】
暖房運転時の動作について説明する。暖房運転時には、上記実施形態２の場合と同様に、インジェクション用膨張弁（44）と過冷却用膨張弁（64）が全閉され、電磁弁（53）が開かれる。
【００７３】
暖房運転時において、室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（72）を通過する際に中間圧にまで減圧され、その後に液側連絡配管（21）と過冷却熱交換器（60）の第１流路（61）とを順に通過して容器状部材（65）へ流入する。容器状部材（65）内では、気液二相状態の中間圧冷媒が液冷媒とガス冷媒に分離される。そして、容器状部材（65）内の上部に溜まった中間圧のガス冷媒は、インジェクション配管（43）を通じて圧縮機（31）の中間圧ポート（32）へ供給される。また、容器状部材（65）内の下部に溜まった中間圧の液冷媒は、室外膨張弁（37）を通過する際に低圧にまで減圧されてから室外熱交換器（36）へ導入される。
【００７４】
上述したように、本変形例では、中間圧熱交換器（40）を構成する熱交換用部材（66）が気液分離器（51）を構成する容器状部材（65）の内部に収容されている。つまり、内部に熱交換用部材（66）を収容する容器状部材（65）を室外回路（30）に接続すれば、気液分離器（51）と中間圧熱交換器（40）の両方を室外回路（30）に設置したことになる。従って、本変形例によれば、気液分離器（51）と中間圧熱交換器（40）をそれぞれ個別に形成する場合に比べ、室外回路（30）の構成を簡素化することができる。
【００７５】
−第２変形例−
上記の各実施形態では、室外回路（30）に低段側圧縮機（33）と高段側圧縮機（34）を設置し、冷媒回路（20）で二段圧縮冷凍サイクルを行うようにしてもよい。ここでは、本変形例を上記実施形態２の空調機（10）に適用したものについて、図４を参照しながら説明する。
【００７６】
本変形例の室外回路（30）では、低段側圧縮機（33）と高段側圧縮機（34）が直列に接続される。具体的に、低段側圧縮機（33）の吸入側は、アキュームレータ（38）を介して四方切換弁（35）の第２のポートに接続されている。低段側圧縮機（33）の吐出側は、高段側圧縮機（34）の吸入側に接続されている。高段側圧縮機（34）の吐出側は、四方切換弁（35）の第１のポートに接続されている。また、本変形例において、インジェクション配管（43）の終端は、低段側圧縮機（33）の吐出側と高段側圧縮機（34）の吸入側を繋ぐ配管に接続されている。そして、インジェクション配管（43）を流れる中間圧のガス冷媒は、低段側圧縮機（33）から吐出された中間圧冷媒と共に高段側圧縮機（34）へ吸入される。
【００７７】
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】
【００７８】
以上説明したように、本発明は、中間圧のガス冷媒を圧縮機へ供給してガスインジェクションを行う冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施形態１における空調機の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は冷房運転時の状態を示しており、(Ｂ)は暖房運転時の状態を示している。
【図２】実施形態２における空調機の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は冷房運転時の状態を示しており、(Ｂ)は暖房運転時の状態を示している。
【図３】その他の実施形態の第１変形例における空調機の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は冷房運転時の状態を示しており、(Ｂ)は暖房運転時の状態を示している。
【図４】その他の実施形態の第２変形例における空調機の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は冷房運転時の状態を示しており、(Ｂ)は暖房運転時の状態を示している。
【符号の説明】
【００８０】
20    冷媒回路
21    液側連絡配管
22    ガス側連絡配管
30    室外回路（熱源側回路）
31    圧縮機
33    低段側圧縮機
34    高段側圧縮機
36    室外熱交換器（熱源側熱交換器）
40    中間圧熱交換器
43    インジェクション配管（インジェクション通路）
51    気液分離器
65    容器状部材
66    熱交換用部材
70    室内回路（利用側回路）
71    室内熱交換器（利用側熱交換器）
【図１】
0004715561.tif 000002
【図２】
0004715561.tif 000003
【図３】
0004715561.tif 000004
【図４】
0004715561.tif 000005