(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段圧縮部（２１）と、
前記低段圧縮部（２１）で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する中間段圧縮部（２２、２３）と、
前記中間段圧縮部（２２、２３）で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する高段圧縮部（２４）と、
熱源側熱交換器（４１、４２、４３、４４）と、
利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）と、
を備え、
前記低段圧縮部（２１）と前記中間段圧縮部（２２、２３）と前記高段圧縮部（２４）と前記熱源側熱交換器（４４）と前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に冷媒を循環させ、
前記高段圧縮部（２４）から吐出された冷媒が通過するように、前記高段圧縮部（２４）と前記熱源側熱交換器（４４）または前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）との間に設けられた高段油分離器（３４ａ）と、
前記高段油分離器（３４ａ）において分離された冷凍機油を前記中間段圧縮部（２２、２３）の吸入側に導くように設けられた高段油戻し回路（３４ｂ）と、
を備えた、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記中間段圧縮部（２２、２３）は、第１中間段圧縮部（２２）と第２中間段圧縮部（２３）を有しており、
前記第１中間段圧縮部（２２）は、前記低段圧縮部（２１）で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮し、
前記第２中間段圧縮部（２３）は、前記第１中間段圧縮部（２２）で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮し、
前記高段油戻し回路（３４ｂ）は、前記高段油分離器（３４ａ）において分離された冷凍機油を前記第２中間段圧縮部（２３）の吸入側に導くように設けられている、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記中間段圧縮部（２２、２３）と前記高段圧縮部（２４）とは、駆動源が共通である、
請求項１または２に記載の冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器（４１、４２、４３、４４）は、第１中間熱交換器（４１）と第２中間熱交換器（４２、４３）と熱源側主熱交換器（４４）とを有しており、
冷房運転の接続状態と暖房運転の接続状態と切り換えることが可能な運転状態切換部（２５）と、
前記冷房運転の接続状態において、前記低段圧縮部（２１）の吐出側と前記第１中間熱交換器（４１）との間であって前記運転状態切換部（２５）と前記第１中間熱交換器（４１）との間に設けられた低段油分離器（３１ａ）と、
前記冷房運転の接続状態において、前記中間段圧縮部（２２、２３）の吐出側と前記第２中間熱交換器（４２、４３）との間であって前記運転状態切換部（２５）と前記第２中間熱交換器（４２、４３）との間に設けられた中間段油分離器（３２ａ、３３ａ）と、
をさらに備え、
前記冷房運転時には、前記第１中間熱交換器（４１）を前記低段圧縮部（２１）から吐出され前記低段油分離器（３１ａ）を通過して前記中間段圧縮部（２２、２３）に向かう冷媒の冷却器として機能させ、前記第２中間熱交換器（４２、４３）を前記中間段圧縮部（２２、２３）から吐出され前記中間段油分離器（３２ａ、３３ａ）を通過して前記高段圧縮部（２４）に向かう冷媒の冷却器として機能させ、前記熱源側主熱交換器（４４）を前記高段圧縮部（２４）から吐出され前記高段油分離器（３４ａ）を通過した冷媒の冷却器として機能させ、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の蒸発器として機能させ、
前記暖房運転時には、前記低段圧縮部（２１）から吐出された冷媒を前記低段油分離器（３１ａ）を通過させること無く前記中間段圧縮部（２２、２３）に送り、前記中間段圧縮部（２２、２３）から吐出された冷媒を前記中間段油分離器（３２ａ、３３ａ）を通過させること無く前記高段圧縮部（２４）に送り、前記高段圧縮部（２４）から吐出された冷媒を前記高段油分離器（３４ａ）を通過させて前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）に送り、前記利用側熱交換器（１２ａ、１３ａ）を冷媒の冷却器として機能させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置、特に、複数の圧縮部を有する複数段圧縮部を備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、圧縮機の吐出側に油分離器を配備し、当該油分離器において冷凍機油を回収して圧縮機に戻すように構成されたものが存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２０１４−１２６３２４号公報）に記載の冷凍装置では、４段圧縮冷凍サイクルにおいて、最高段の第４段圧縮機から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油を油分離器において回収し、４段のうちの最下段の第１段圧縮機の吸入側に当該冷凍機油を戻すように構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１（特開２０１４−１２６３２４号公報）に記載の冷凍装置では、非常に圧力の高い最高段の第４段圧縮機から吐出された冷媒を通過させる油分離器が、４段のうちの最下段の第１段圧縮機の吸入側の最も圧力が低い部分に接続されている。
【０００５】
このため、第４段圧縮機から吐出された冷媒を通過させる油分離器には、非常に大きな圧力差が作用しているため、当該油分離器を介して冷凍機油だけでなく冷媒も第１段圧縮機の吸入側に流れ込んでしまう場合がある。この場合には、熱交換器に送られない冷媒が増大してしまうため、能力が低減されてしまうことがある。
【０００６】
他方で、４段圧縮冷凍サイクルにおいて第４段圧縮機から吐出された冷媒を通過させる油分離器の接続先を第４段圧縮機の吸入側等としてしまうと、油分離器における圧力差が確保しにくく、冷凍機油を戻すことが困難になる場合がある。当該圧力差は、３段以上の多段圧縮冷凍サイクルにおいては、単段圧縮冷凍サイクルと比べて、各段の前後の圧力差が小さくなる傾向があるため、冷凍機油を戻すことがより困難になる。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、多段圧縮冷凍サイクルにおける能力の低下を小さく抑えつつ冷凍機油をより確実に戻すことが可能な冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１観点に係る冷凍装置は、低段圧縮部と、中間段圧縮部と、高段圧縮部と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、高段油分離器と、高段油戻し回路と、を備えている。中間段圧縮部は、低段圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する。高段圧縮部は、中間段圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する。この冷凍装置は、低段圧縮部と中間段圧縮部と高段圧縮部と熱源側熱交換器と利用側熱交換器に冷媒を循環させる。高段油分離器は、高段圧縮部から吐出された冷媒が通過するように、高段圧縮部と熱源側熱交換器または利用側熱交換器との間に設けられている。高段油戻し回路は、高段油分離器において分離された冷凍機油を中間段圧縮部の吸入側に導くように設けられている。
【０００９】
この冷凍装置では、低段圧縮部と、中間段圧縮部と、高段圧縮部との３つ以上の圧縮部を有している圧縮冷凍サイクルにおいて、高段油戻し回路は、高段油分離器において分離された冷凍機油を、低段圧縮部の吸入側ではなく高段圧縮部の吸入側でもなく、中間段圧縮部の吸入側に導く。このため、低段圧縮部の吸入側に冷凍機油を導く場合のように冷凍機油に作用する圧力差が大きくなりすぎて冷凍機油だけでなく多くの冷媒も同伴されてしまい冷凍サイクルの能力が低下してしまうことを、この冷凍装置は避けることができている。そして、高段圧縮部の吸入側に冷凍機油を導く場合のように冷凍機油に作用する圧力差が小さすぎて冷凍機油を十分に圧縮部に戻すことができない事態を、この冷凍装置は避けることができている。このように、この冷凍装置では、冷凍サイクルにおける能力の低下を小さく抑えつつ冷凍機油をより確実に戻すことが可能になる。
【００１０】
第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、中間段圧縮部は、第１中間段圧縮部と第２中間段圧縮部を有している。第１中間段圧縮部は、低段圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する。第２中間段圧縮部は、第１中間段圧縮部で圧縮された後の冷媒をさらに圧縮する。高段油戻し回路は、高段油分離器において分離された冷凍機油を第２中間段圧縮部の吸入側に導くように設けられている。
【００１１】
この冷凍装置では、低段圧縮部、第１中間段圧縮部、第２中間段圧縮部、高段圧縮部の少なくとも４つの圧縮部を有している。このため、この冷凍装置では、単段圧縮冷凍サイクルや２段圧縮冷凍サイクル等と比べると、各段の前後の圧力差が小さくなる傾向がある。これに対して、この冷凍装置では、このように各段の前後の圧力差が小さくなりがちな構成であっても、冷凍機油に作用する圧力差を十分に確保して、冷凍機油をより確実に圧縮部に戻すことが可能になる。
【００１２】
第３観点に係る冷凍装置は、第１観点または第２観点に係る冷凍装置であって、中間段圧縮部と高段圧縮部とは、駆動源が共通である。ここで、低段圧縮部と中間段圧縮部と高段圧縮部との全てについて駆動源が共通であってもよい。
【００１３】
この冷凍装置では、駆動源を中間段圧縮部と高段圧縮部とにおいて共通化させ中間段圧縮部における圧縮比と高段圧縮部における圧縮比とを別個独立にコントロールすることが困難な構成を採用した場合であっても、冷凍サイクルにおける能力低下を抑制しつつ冷凍機油をより確実に戻すことが可能になる。
【００１４】
第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置であって、熱源側熱交換器は、第１中間熱交換器と第２中間熱交換器と熱源側主熱交換器とを有している。そして、この冷凍装置は、運転状態切換部と、低段油分離器と、中間段油分離器と、をさらに備えている。運転状態切換部は、冷房運転の接続状態と暖房運転の接続状態と切り換えることが可能である。低段油分離器は、冷房運転の接続状態において、低段圧縮部の吐出側と第１中間熱交換器との間であって運転状態切換部と第１中間熱交換器との間に設けられている。中間段油分離器は、冷房運転の接続状態において、中間段圧縮部の吐出側と第２中間熱交換器との間であって運転状態切換部と第２中間熱交換器との間に設けられている。この冷凍装置は、冷房運転時には、第１中間熱交換器を低段圧縮部から吐出され低段油分離器を通過して中間段圧縮部に向かう冷媒の冷却器として機能させ、第２中間熱交換器を中間段圧縮部から吐出され中間段油分離器を通過して高段圧縮部に向かう冷媒の冷却器として機能させ、熱源側主熱交換器を高段圧縮部から吐出され高段油分離器を通過した冷媒の冷却器として機能させ、利用側熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。そして、この冷凍装置は、暖房運転時には、低段圧縮部から吐出された冷媒を低段油分離器を通過させること無く中間段圧縮部に送り、中間段圧縮部から吐出された冷媒を中間段油分離器を通過させること無く高段圧縮部に送り、高段圧縮部から吐出された冷媒を高段油分離器を通過させて利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を冷媒の冷却器として機能させる。
【００１５】
この冷凍装置では、冷房運転時には各段において油分離器による冷凍機油の分離が可能になるため冷凍機油の回収が容易になる。また、暖房運転時には、高段油分離器において冷凍機油を回収することで冷凍機油の回収が困難になることを回避しつつも、低段油分離器と中間段油分離器を通過させないため、利用側熱交換器に送られる冷媒の熱損失が小さく抑えることが可能になる。しかも、暖房運転時には、当該高段油分離器で分離された冷凍機油は、高段油戻し回路を介して適度な差圧によって冷凍サイクルの能力低下を抑制しつつ中間段圧縮部の吸入側により確実に戻すことが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
第１観点に係る冷凍装置では、多段圧縮冷凍サイクルにおける能力の低下を小さく抑えつつ冷凍機油をより確実に戻すことが可能になる。
【００１７】
第２観点に係る冷凍装置では、各段の前後の圧力差が小さくなりがちな構成であっても、冷凍機油に作用する圧力差を十分に確保して、冷凍機油をより確実に圧縮部に戻すことが可能になる。
【００１８】
第３観点に係る冷凍装置では、中間段圧縮部における圧縮比と高段圧縮部における圧縮比とを別個独立にコントロールすることが困難な構成を採用した場合であっても、冷凍サイクルにおける能力低下を抑制しつつ冷凍機油をより確実に戻すことが可能になる。
【００１９】
第４観点に係る冷凍装置では、冷房運転時には各段において油分離器による冷凍機油の分離が可能になり、暖房運転時には、利用側熱交換器に送られる冷媒の熱損失を小さく抑えつつ、高段油分離器で分離された冷凍機油を冷凍サイクルの能力低下を抑制しつつ中間段圧縮部の吸入側により確実に戻すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。
【図２】空気調和装置の冷房運転時の概略構成図である。
【図３】図２の冷房運転時の冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図である。
【図４】空気調和装置の暖房運転時の概略構成図である。
【図５】図４の暖房運転時の冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図である。
【図６】四段圧縮部のうちの一部の軸方向視の断面図である。
【図７】四段圧縮部のうちの一部の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置１について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（１）空気調和装置の構成
図１、図２および図４は、空気調和装置１の概略構成図である。このうち、図２は、冷房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表しており、図４は、暖房運転時において冷媒回路を循環する冷媒の流れを表している。
【００２３】
空気調和装置１は、超臨界状態の二酸化炭素冷媒を使用して四段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置である。空気調和装置１は、熱源ユニットである室外ユニット１１と、利用ユニットである複数の室内ユニット１２、１３（第１室内ユニット１２および第２室内ユニット１３を含む）とが、液冷媒連絡配管１４およびガス冷媒連絡配管１５によって結ばれた装置であり、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルが切り換わる冷媒回路を有する。なお、空気調和装置１は、暖房運転の間に逆サイクルで冷媒を流すデフロスト運転サイクルがさらに可能に構成されていてもよい。
【００２４】
空気調和装置１の冷媒回路は、主として、四段圧縮機２０、四路切換弁群２５（第１〜第４四路切換弁２６〜２９）、室外熱交換器４０、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８、ブリッジ回路４９、エコノマイザ回路５０、液ガス熱交回路６０、膨張機構７０、分離ガス配管８０、レシーバ８１、過冷却回路９０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂおよび制御部７を備えている。なお、室外熱交換器４０は、第１室外熱交換器４１、第２室外熱交換器４２、第３室外熱交換器４３および第４室外熱交換器４４から構成されている。
【００２５】
以下、冷媒回路の各構成要素を詳細に説明する。
【００２６】
（１−１）四段圧縮機
四段圧縮機２０は、密閉容器内に、第１圧縮部２１、第２圧縮部２２、第３圧縮部２３、第４圧縮部２４および圧縮機駆動モータ（図示せず）が収容された、密閉式の圧縮機である。圧縮機駆動モータは、駆動軸を介して、４つの圧縮部２１〜２４を駆動する。すなわち、四段圧縮機２０は、４つの圧縮部２１〜２４が単一の駆動軸に連結された一軸四段の圧縮構造を有しており、駆動源が共通となるように構成されている。このため、本実施形態の四段圧縮機２０は、各圧縮部２１〜２４のそれぞれの圧縮比を別個独立に制御可能な構成ではなく、共通の駆動源を介して駆動されることで、互いの圧縮比の関係が制約されるものである。四段圧縮機２０では、第１圧縮部２１、第２圧縮部２２、第３圧縮部２３および第４圧縮部２４が、この順番で直列に配管接続される。第１圧縮部２１は、第１吸入管２１ａから冷媒を吸い込み、第１吐出管２１ｂへと冷媒を吐出する。なお、第１吸入管２１ａには、流れる冷媒の吸入圧力を検出するための吸入圧力センサ２１ｐが設けられている。第２圧縮部２２は、第２吸入管２２ａから冷媒を吸い込み、第２吐出管２２ｂへと冷媒を吐出する。第２吸入管２２ａには、第１四路切換弁２６から第２圧縮部２２の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。第３圧縮部２３は、第３吸入管２３ａから冷媒を吸い込み、第３吐出管２３ｂへと冷媒を吐出する。第３吸入管２３ａには、第２四路切換弁２７から第３圧縮部２３の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。第４圧縮部２４は、第４吸入管２４ａから冷媒を吸い込み、第４吐出管２４ｂへと冷媒を吐出する。この第４吐出管２４ｂは、第４圧縮部２４の吐出側から第４四路切換弁２９のポートの１つまで伸びている。第４吸入管２４ａには、第３四路切換弁２８から第４圧縮部２４の吸入側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。なお、第４吐出管２４ｂには、流れる冷媒の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２４ｐが設けられている。
【００２７】
第１圧縮部２１は、最下段の圧縮機構であり、冷媒回路を流れる最も低圧の冷媒を圧縮する。第２圧縮部２２は、第１圧縮部２１によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第３圧縮部２３は、第２圧縮部２２によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第４圧縮部２４は、最上段の圧縮機構であり、第３圧縮部２３によって圧縮された冷媒を吸い込んで圧縮する。第４圧縮部２４によって圧縮され第４吐出管２４ｂへと吐出された冷媒は、冷媒回路を流れる最も高圧の冷媒となる。
【００２８】
なお、本実施形態において、各圧縮部２１〜２４は、偏心回転型等の回転式圧縮機であって、容積式の圧縮機構である。また、圧縮機駆動モータは、制御部７によってインバータ制御される。
【００２９】
また、詳細は割愛するが、例えば、四段圧縮機２０の第３圧縮部２３および第４圧縮部２４は、軸心方向視の図６や側断面の図７に示すようにして構成されていてもよい。すなわち、固定されたシリンダ１２１に対して一体化物であるピストン１２２が共通の駆動源からの作用を受けて偏心回転運動することで、２つの被圧縮空間において同時に圧縮が行われるように構成されていてもよい。このような圧縮機では、シリンダ１２１とピストン１２２の間の内側の隙間とシリンダ１２１とピストン１２２の間の外側の隙間とを別個独立に調節することができず、圧縮比を別個独立に調節することができない構成となっている。なお、当該圧縮機の具体的な構造は、例えば、特許第４９６２５８５号に記載されている（当該文献の全ての内容は、参考として本明細書に組み込まれる）。
【００３０】
（１−２）四路切換弁群
四路切換弁群２５は、第１四路切換弁２６、第２四路切換弁２７、第３四路切換弁２８および第４四路切換弁２９によって構成されている。四路切換弁群２５は、冷媒回路内における冷媒の流れの方向を切り換えて、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルを切り換えるために設けられている。
【００３１】
第１四路切換弁２６の４つのポートは、第１吐出管２１ｂ、第２吸入管２２ａ、第１配管４１ａ、および、四路接続配管３０と接続されている。第１配管４１ａは、第１四路切換弁２６と第１室外熱交換器４１とを結ぶ配管である。この第１配管４１ａには、通過する冷媒温度を検知するための第３温度センサ４１ｔが設けられている。
【００３２】
四路接続配管３０は、暖房運転時には低圧冷媒を低圧冷媒配管１９まで導く配管である。低圧冷媒配管１９は、室外ユニット１１内の低圧のガス冷媒が流れる冷媒配管であり、液ガス熱交換器６１を介して第１吸入管２１ａに冷媒を送る。
【００３３】
第２四路切換弁２７は、第２吐出管２２ｂ、第３吸入管２３ａ、第２配管４２ａ、および、第１インタークーラ管４１ｃと接続されている。第２配管４２ａは、第２四路切換弁２７と第２室外熱交換器４２とを結ぶ配管である。第１インタークーラ管４１ｃは、冷房運転時の接続状態において、第３吸入管２３ａと連通しつつ第２吸入管２２ａとも連通するように接続される配管であり、後述する第５配管４１ｂの一端が途中で接続されている。
【００３４】
第３四路切換弁２８は、第３吐出管２３ｂ、第４吸入管２４ａ、第３配管４３ａ、および、第２インタークーラ管４２ｃと接続されている。第３配管４３ａは、第３四路切換弁２８と第３室外熱交換器４３とを結ぶ配管である。第２インタークーラ管４２ｃは、冷房運転時の接続状態において、第４吸入管２４ａと連通しつつ第３吸入管２３ａとも連通するように接続される配管であり、後述する第６配管４２ｂの一端が途中で接続されている。
【００３５】
第４四路切換弁２９は、第４吐出管２４ｂ、ガス冷媒連絡配管１５、第４配管４４ａ、および、低圧冷媒配管１９と接続されている。第４配管４４ａは、第４四路切換弁２９と第４室外熱交換器４４とを結ぶ配管である。この第４配管４４ａには、通過する冷媒温度を検知するための第２温度センサ４４ｔ２が設けられている。
【００３６】
四路切換弁群２５は、制御部７によって切換制御されることで、冷房運転時には、図２や図４に示すように、四段圧縮機２０によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器（冷媒の冷却器）として室外熱交換器４０（第１〜第４室外熱交換器４１〜４４）を機能させ、かつ、膨張機構７０および第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂを通過して膨張した冷媒の蒸発器（冷媒の加熱器）として第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａを機能させる切換状態となる。ここで、冷房運転時には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４は、冷媒流れ方向に対して互いに直列に接続された状態になる。
【００３７】
また、四路切換弁群２５は、制御部７によって切換制御されることで、暖房運転時には、図４に示すように、四段圧縮機２０によって圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器（冷媒の冷却器）として第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａを機能させ、かつ、膨張機構７０および第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８を通過して膨張した冷媒の蒸発器（冷媒の冷却器）として室外熱交換器４０（第１〜第４室外熱交換器４１〜４４）を機能させる切換状態となる。ここで、暖房運転時には、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３と、第４室外熱交換器４４とは、冷媒流れ方向に対して互いに並列に接続された状態になり、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は冷媒流れ方向において互いに直列に接続された状態になる。
【００３８】
すなわち、四路切換弁群２５は、冷媒回路の構成要素として四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０および第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａのみに着目すると、四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａの順に冷媒を循環させる冷房運転サイクルと、四段圧縮機２０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、膨張機構７０、室外熱交換器４０の順に冷媒を循環させる暖房運転サイクルとを切り換える役割を果たす。
【００３９】
（１−３）油戻し回路構成
第１配管４１ａの途中には、第１油分離器３１ａが設けられている。第２配管４２ａの途中には、第２油分離器３２ａが設けられている。第３配管４３ａの途中には、第３油分離器３３ａが設けられている。これら第１〜第３油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａは、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油を分離する小容器である。第１油分離器３１ａの下部からは、第１キャピラリーチューブ３１ｃを含む第１油戻管３１ｂが伸びている。第２油分離器３２ａの下部からは、第２キャピラリーチューブ３２ｃを含む第２油戻管３２ｂが伸びている。第３油分離器３３ａの下部からは、第３キャピラリーチューブ３３３ｃを含む第３油戻管３３ｂが伸びている。
【００４０】
第１油戻管３１ｂは、一端が第１インタークーラ管４１ｃの途中に接続されることで、第２吸入管２２ａの途中に冷凍機油を戻すことが可能になっている。また、第１油戻管３１ｂは、別の端部が第１油分離器３１ａと第１四路切換弁２６との間まで伸びている。なお、第１油戻管３１ｂには、第１油分離器３１ａと第１四路切換弁２６との間に向かう冷凍機油の流れおよび第２吸入管２２ａ側（第１インタークーラ管４１ｃ側）に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。
【００４１】
第２油戻管３２ｂは、一端が第２インタークーラ管４２ｃの途中に接続されることで、第３吸入管２３ａの途中に冷凍機油を戻すことが可能になっている。また、第２油戻管３２ｂは、別の端部が第２油分離器３２ａと第２四路切換弁２７との間まで伸びている。なお、第２油戻管３２ｂには、第２油分離器３２ａと第２四路切換弁２７との間に向かう冷凍機油の流れおよび第３吸入管２３ａ側（第２インタークーラ管４２ｃ側）に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。
【００４２】
第３油戻管３３ｂは、一端が第３インタークーラ管４３ｃの途中に接続されることで、第４吸入管２４ａの途中に冷凍機油を戻すことが可能になっている。また、第３油戻管３３ｂは、別の端部が第３油分離器３３ａと第３四路切換弁２８との間まで伸びている。なお、第３油戻管３３ｂには、第３油分離器３３ａと第３四路切換弁２８との間に向かう冷凍機油の流れおよび第４吸入管２４ａ側（第３インタークーラ管４３ｃ側）に向かう冷凍機油の流れを許容するように逆止構造が設けられている。
【００４３】
第４吐出管２４ｂの途中には、第４油分離器３４ａが設けられている。第４油分離器３４ａは、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油を分離する小容器である。第４油分離器３４ａの下部からは、第４油戻管３４ｂが伸びている。この第４油戻管３４ｂは、第４油分離器３４ａの下部と、第３圧縮部２３の吸入側の第３吸入管２３ａの途中と、を接続するように伸びている。なお、本実施形態では、第４油戻管３４ｂと第３吸入管２３ａとの接続位置は、第２インタークーラ管４２ｃと第３吸入管２３ａとの接続位置と比べて、第３圧縮部２３の吸入側に近い位置としているが、遠い位置としてもよい。第４油戻管３４ｂの途中には、第４キャピラリーチューブ３４ｃが設けられている。
【００４４】
これにより、各第１〜第４油分離器３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａにおいて冷媒から分離された潤滑油は、四段圧縮機２０へと戻される。
【００４５】
（１−４）室外熱交換器およびインタークーラ管
室外熱交換器４０は、上述のように、第１室外熱交換器４１、第２室外熱交換器４２、第３室外熱交換器４３および第４室外熱交換器４４から構成されている。冷房運転時には、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３が、圧縮途中の冷媒（中間圧冷媒）を冷やすインタークーラとして機能し、第４室外熱交換器４４が、最も高圧の冷媒を冷やすガスクーラ（冷媒の熱を放熱する放熱器）として機能する。第４室外熱交換器４４は、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３よりも容量が大きい。また、暖房運転時には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４の全てが、低圧の冷媒の蒸発器（加熱器）として機能する。
【００４６】
ここで、第１室外熱交換器４１の第１配管４１ａとは反対側には、第５配管４１ｂが接続されている。この第５配管４１ｂの第１室外熱交換器４１側とは反対側の端部は、第１インタークーラ管４１ｃの途中と接続されている。すなわち、冷房運転時の接続状態において、第３吸入管２３ａと連通しつつ第２吸入管２２ａとも連通するように接続される第１インタークーラ管４１ｃの途中に第５配管４１ｂの一端が接続されている。なお、第１インタークーラ管４１ｃには、第５配管４１ｂとの接続部分と第２吸入管２２ａとの接続部分との間において、第２吸入管２２ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。
【００４７】
第２室外熱交換器４２の第２配管４２ａとは反対側には、第６配管４２ｂが接続されている。この第６配管４２ｂの第２室外熱交換器４２側とは反対側の端部は、第２インタークーラ管４２ｃの途中と接続されている。すなわち、冷房運転時の接続状態において、第４吸入管２４ａと連通しつつ第３吸入管２３ａとも連通するように接続される第２インタークーラ管４２ｃの途中に第６配管４２ｂの一端が接続されている。なお、第２インタークーラ管４２ｃには、第６配管４２ｂとの接続部分と第３吸入管２３ａとの接続部分との間において、第３吸入管２３ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。
【００４８】
第３室外熱交換器４３の第３配管４３ａとは反対側には、第７配管４３ｂが接続されている。この第７配管４３ｂの第３室外熱交換器４３側とは反対側の端部は、第３インタークーラ管４３ｃおよび共通配管４７ａと接続されている。第３インタークーラ管４３ｃは、第７配管４３ｂとの接続部分とは反対側の端部が、第４吸入管２４ａと接続されている。この第３インタークーラ管４３ｃには、第４吸入管２４ａ側に向かう冷媒流れのみを許容する逆止構造が設けられている。共通配管４７ａは、後述する過冷却冷媒配管８４の途中に接続されている。この共通配管４７ａの途中には、第１室外膨張弁４７が設けられている。
【００４９】
なお、第４室外熱交換器４４の第４配管４４ａとは反対側には、第８配管４４ｂが接続されている。第８配管４４ｂは、後述するブリッジ回路４９のうちの第２室外膨張弁４８と第３逆止弁４９ｃとの間に接続されている。この第８配管４４ｂには、通過する冷媒温度を検知するための第１温度センサ４４ｔ１が設けられている。
【００５０】
（１−５）第１室外膨張弁と第２室外膨張弁
第１室外膨張弁４７は、上述のように、第３室外熱交換器４３から延びた第７配管４３ｂの端部と過冷却冷媒配管８４の途中とを接続している共通配管４７ａの途中に設けられている。共通配管４７ａは、過冷却冷媒配管８４を介して、ブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８と第１逆止弁４９ａとの間に接続されている。
【００５１】
第２室外膨張弁４８は、暖房運転時に、過冷却冷媒配管８４を流れた後、第８配管４４ｂに向かおうとする冷媒を、ブリッジ回路４９において減圧することができるように設けられている。
【００５２】
また、冷房運転時は、制御部７の制御によって、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８は閉じられる。暖房運転時は、制御部７の制御によって、第１室外膨張弁４７、第２室外膨張弁４８は、ブリッジ回路４９から第１〜第４室外熱交換器４１〜４４への冷媒の流れが偏流しないように開度調整が為され、それぞれ膨張機構としての役割も果たす。
【００５３】
（１−６）ブリッジ回路
ブリッジ回路４９は、第１逆止弁４９ａ、第２逆止弁４９ｂ、第３逆止弁４９ｃ、および、第２室外膨張弁４８が順に接続され、第１逆止弁４９ａと第２室外膨張弁４８とが接続された回路を構成している。第１逆止弁４９ａは、第２室外膨張弁４８側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第３逆止弁４９ｃは、第２室外膨張弁４８側とは反対側に向かう冷媒流れのみを許容する。第２逆止弁４９ｂは、第１逆止弁４９ａ側に向かう冷媒流れは許容せず、第３逆止弁４９ｃ側に向かう冷媒流れのみを許容する。
【００５４】
ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２室外膨張弁４８との間には、共通配管４７ａと、過冷却冷媒配管８４と、が合流した配管が接続されている。ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃと第２室外膨張弁４８との間には、第４室外熱交換器４４から延びた第８配管４４ｂが接続されている。ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２逆止弁４９ｂとの間には、第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３から伸び出している液冷媒連絡配管１４が接続されている。ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間には、エコノマイザ回路５０のエコノマイザ熱交換器５１側に向けて延びる冷媒配管が接続されている。
【００５５】
（１−７）エコノマイザ回路５０
エコノマイザ回路５０は、ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間の部分と、液ガス熱交換器６１もしくは膨張機構７０と、の間に設けられている。エコノマイザ回路５０は、エコノマイザ熱交換器５１と、エコノマイザインジェクション配管５３と、エコノマイザ膨張弁５２を有している。
【００５６】
エコノマイザインジェクション配管５３は、ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂと第３逆止弁４９ｃとの間の部分とエコノマイザ熱交換器５１の手前の部分との間から分岐して延びだしており、第２インタークーラ管４２ｃの第２インタークーラ用逆止弁の下流側に接続されている。
【００５７】
エコノマイザ膨張弁５２は、エコノマイザインジェクション配管５３の途中であって、分岐後にエコノマイザ熱交換器５１に流入する前の部分に設けられている。
【００５８】
エコノマイザ熱交換器５１は、ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１もしくは膨張機構７０に向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、エコノマイザインジェクション配管５３に分岐してエコノマイザ膨張弁５２で膨張させた中間圧の冷媒と、の間で熱交換を行わせる。
【００５９】
このエコノマイザ膨張弁５２において膨張し、エコノマイザ熱交換器５１で蒸発した冷媒は、第２インタークーラ管４２ｃを流れる冷媒と合流することで、第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３へ吸い込まれる冷媒を冷やす。
【００６０】
（１−８）液ガス熱交回路
液ガス熱交回路６０は、エコノマイザ熱交換器５１と膨張機構７０の間に設けられており、液ガス熱交換器６１を有している。
【００６１】
液ガス熱交換器６１は、ブリッジ回路４９から膨張機構７０にと向かう臨界圧力を超えた高圧の冷媒と、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒とが合流点６５で合流した低圧冷媒である合流冷媒と、の間で熱交換を行わせる。なお、液ガス熱交換器６１は、内部熱交換器と称してもよい。
【００６２】
なお、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒と低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒とが合流点６５で合流した後に液ガス熱交換器６１に向かって流れている合流冷媒の冷媒温度を検出する合流冷媒温度センサ６４ｔが、液ガス熱交換器６１の低圧冷媒入口側に設けられている。
【００６３】
（１−９）膨張機構
膨張機構７０は、エコノマイザ熱交換器５１もしくは液ガス熱交換器６１から流れてきた高圧の冷媒を減圧・膨張させ、気液二相状態の中間圧の冷媒をレシーバ８１へと流す。すなわち、冷房運転時には、膨張機構７０は、高圧冷媒のガスクーラ（放熱器）として機能する室外の第４室外熱交換器４４から低圧冷媒の蒸発器として機能する第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａに向けて送られる冷媒を減圧する。また、暖房運転時には、膨張機構７０は、高圧冷媒の放熱器として機能する第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａから低圧冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器４０に向けて送られる冷媒を減圧する。
【００６４】
膨張機構７０は、膨張機７１と第３室外膨張弁７２とが並列に接続されることで構成されている。膨張機７１は、冷媒の減圧過程の絞り損失を有効な仕事（エネルギー）として回収する役割を果たす。
【００６５】
なお、膨張機構７０とレシーバ８１との間には、冷媒の温度を中間温度センサ７０ｔが設けられている。この中間温度センサ７０ｔが中間圧力の飽和温度を検知するため、制御部７は、当該中間温度センサ７０ｔの検出温度から相当飽和圧力である中間圧力を把握することができる。
【００６６】
（１−１０）レシーバ
レシーバ８１は、膨張機構７０を出た気液二相状態の中間圧の冷媒を、天井面から内部空間に流入させ、液冷媒とガス冷媒とに分離する。
【００６７】
レシーバ８１において分離された液冷媒は、レシーバ８１の下方から延び出している液冷媒出口管８３を介して、過冷却回路９０に送られる。
【００６８】
レシーバ８１において分離されてレシーバ８１の上方から延び出している分離ガス配管８０を通過したガス冷媒は、後述する過冷却回路９０の過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒と合流する。この分離ガス配管８０の途中には、分離ガス膨張弁８２が設けられている。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、レシーバ８１において液冷媒が分離されたガス冷媒であって、分離ガス膨張弁８２によって減圧されることで低圧のガスリッチな冷媒となった後、過冷却インジェクション配管９３に送られる。
【００６９】
（１−１１）過冷却回路
過冷却回路９０は、レシーバ８１と、ブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａと第２逆止弁４９ｂの間の部分と、の間に設けられている。過冷却回路９０は、過冷却熱交換器９１と、過冷却インジェクション配管９３と、過冷却膨張弁９２と、を有している。
【００７０】
レシーバ８１から延びている液冷媒出口管８３を流れた冷媒は、過冷却熱交換器９１に向かう冷媒と、分流して過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒とに分けられる。過冷却インジェクション配管９３は、液冷媒出口管８３の途中から分岐して、合流点６５において低圧冷媒配管１９と接続されている。過冷却インジェクション配管９３の途中であって、液冷媒出口管８３から分岐した部分と、分離ガス配管８０が接続されている部分と、の間に過冷却膨張弁９２が設けられている。
【００７１】
冷房運転時には、制御部７が過冷却膨張弁９２および分離ガス膨張弁８２の制御を行って、過冷却インジェクション配管９３の過冷却膨張弁９２で減圧されて気液二相状態となった冷媒と、分離ガス配管８０の分離ガス膨張弁８２において減圧された冷媒と、を合流させ、過冷却インジェクション配管９３を流れて過冷却熱交換器９１に流入させる。過冷却熱交換器９１では、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧のガス冷媒と、液冷媒出口管８３から送られてきて過冷却冷媒配管８４へと進んでいく中間圧の液冷媒と、の間で熱交換を行わせる。過冷却熱交換器９１から過冷却冷媒配管８４へと流れていく冷媒は、過冷却度が増した状態となっている。過冷却冷媒配管８４には、通過する冷媒の温度を検出するための過冷却温度センサ９０ｔが設けられている。過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒であって、過冷却熱交換器９１を通過した後の冷媒は、過熱が付いた状態となっており、低圧冷媒配管１９の合流点６５に向けて送られる。
【００７２】
暖房運転時には、制御部７は、過冷却膨張弁９２を閉止状態とするため、過冷却インジェクション配管９３のうち液冷媒出口管８３と接続されている部分と分離ガス配管８０と接続されている部分との間には冷媒が流れないが、レシーバ８１の液冷媒出口管８３を流れる中間圧の液冷媒と、分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒とが、過冷却熱交換器９１において熱交換を行うことになる。
【００７３】
（１−１２）室内熱交換器
第１室内熱交換器１２ａは、第１室内ユニット１２に設けられている。第２室内熱交換器１３ａは、第２室内ユニット１３に設けられている。
【００７４】
第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａは、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し（冷媒の加熱器として機能し）、暖房運転時には冷媒の冷却器として機能する（冷媒の放熱器として機能する）。これらの第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａには、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷房対象あるいは暖房対象として、水や空気が流される。ここでは、第１室内熱交換器１２ａおよび第２室内熱交換器１３ａに、図示しない各室内送風ファンからの室内空気が流れ、冷却あるいは加熱された空調空気が室内へと供給される。なお、各室内送風ファンの風量は、空調対象空間で要求される負荷処理のために、個別に風量が制御される。
【００７５】
第１室内熱交換器１２ａの一端は第１室内膨張弁１２ｂに接続されている。第２室内熱交換器１３ａの一端は第２室内膨張弁１３ｂに接続されている。第１室内熱交換器１２ａの他端および第２室内熱交換器１３ａの他端は合流しており、当該合流した部分はガス冷媒連絡配管１５に接続されている。
【００７６】
また、第１室内熱交換器１２ａの第１室内膨張弁１２ｂ側とは反対側には第１室内温度センサ１２ｔが設けられており、第２室内熱交換器１３ａの第２室内膨張弁１３ｂ側とは反対側には第２室内温度センサ１３ｔが設けられており、それぞれ通過する冷媒温度を検知する。
【００７７】
（１−１３）室内膨張弁
第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内ユニット１２に設けられている。この第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内熱交換器１２ａに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第１室内膨張弁１２ｂは、液冷媒連絡配管１４と第１室内熱交換器１２ａとの間に配置されている。
【００７８】
第２室内膨張弁１３ｂは、第２室内ユニット１３に設けられている。この第２室内膨張弁１３ｂは、第２室内熱交換器１３ａに流す冷媒の量を調整したり冷媒の減圧・膨張を行ったりする。第２室内膨張弁１３ｂは、液冷媒連絡配管１４と第２室内熱交換器１３ａとの間に配置されている。
【００７９】
（１−１４）制御部
制御部７は、室外ユニット１１および第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３の電子部品が実装された各制御基板が通信線で結ばれて構成されているもので、四段圧縮機２０の圧縮機駆動モータや四路切換弁群２５、各膨張弁１２ｂ，１３ｂ，４７，４８，５２，７２，８２，９２等と接続される。この制御部７は、外部から入力された室内設定温度、第１温度センサ４４ｔ１、第２温度センサ４４ｔ２、第３温度センサ４１ｔ、第１室内温度センサ１２ｔ、第２室内温度センサ１３ｔ、過冷却温度センサ９０ｔ、中間温度センサ７０ｔ、合流冷媒温度センサ６４ｔ、吸入圧力センサ２１ｐ、吐出圧力センサ２４ｐ、および、図示しない温度センサや圧力センサの計測値などの情報に基づいて、圧縮機駆動モータの回転数制御や膨張弁開度の調節や室内送風ファンや室外送風ファンの風量調節などを行う。
【００８０】
制御部７は、冷房運転モードおよび暖房運転モードを有しており、いずれかの運転を選択的に行う。
【００８１】
（２）空気調和装置の動作
空気調和装置１の動作について、図２〜図５を参照しながら説明する。
【００８２】
図３は、冷房運転における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図（ｐ−ｈ線図）である。図５は、暖房運転における冷凍サイクルの圧力−エンタルピ線図（ｐ−ｈ線図）である。これらの各図において、上に凸の一点鎖線で示す曲線は、冷媒の飽和液線および乾き飽和蒸気線である。また、各図において、冷凍サイクル上の英文字が付された点は、それぞれ、図２、図４において同じ英文字で表される点における冷媒の圧力およびエンタルピを表している。例えば、図２の点Ｂにおける冷媒は、図３の点Ｂにおける圧力およびエンタルピの状態になっている。なお、空気調和装置１の冷房運転、暖房運転における各運転制御は、制御部７によって行われる。
【００８３】
（２−１）冷房運転モード時の動作
冷房運転時は、図２に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機２０、室外熱交換器４０、膨張機構７０、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂ、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａの順に冷媒回路内を循環する。以下、冷房運転時における空気調和装置１の動作について、図２および図３を参照しながら説明する。
【００８４】
第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０に吸い込まれる低圧のガス冷媒（点Ａ）は、第１圧縮部２１で圧縮されて、第１吐出管２１ｂへと吐出される（点Ｂ）。吐出された冷媒は、第１四路切換弁２６および第１配管４１ａを通過し、インタークーラ（中間冷却器）として機能する第１室外熱交換器４１で冷却された後、第１インタークーラ管４１ｃを介して第２吸入管２２ａに流れ込む（点Ｃ）。ここで、第１配管４１ａを通過する冷媒は、途中に設けられている第１油分離器３１ａを通過する際に冷凍機油が分離される。第１油分離器３１ａが捕らえた冷凍機油は、第１油戻管３１ｂと第１インタークーラ管４１ｃと第２吸入管２２ａを介して第２圧縮部２２に吸入される。ここで、第２圧縮部２２の吸入側の圧力は、第１油分離器３１ａの圧力と比べると、その間の第１室外熱交換器４１等を流れる冷媒の通過抵抗によって僅かに減少している。第１油戻管３１ｂが捕らえた冷凍機油は、この圧力差を利用して第２圧縮部２２に戻される。
【００８５】
第２吸入管２２ａから第２圧縮部２２に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第２吐出管２２ｂに吐出される（点Ｄ）。吐出された冷媒は、第２四路切換弁２７および第２配管４２ａを通過し、インタークーラとして機能する第２室外熱交換器４２で冷却された後、第２インタークーラ管４２ｃに流れる（点Ｅ）。第２インタークーラ管４２ｃを流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器５１において熱交換されてインジェクション配管５３を流れてくる中間圧の冷媒（点Ｌ）と合流した後、第３吸入管２３ａに流れ込む（点Ｆ）。ここで、第２配管４２ａを通過する冷媒は、途中に設けられている第２油分離器３２ａを通過する際に冷凍機油が分離される。第２油分離器３２ａが捕らえた冷凍機油は、第２油戻管３２ｂと第２インタークーラ管４２ｃと第３吸入管２３ａを介して第３圧縮部２３に吸入される。ここで、第３圧縮部２３の吸入側の圧力は、第２油分離器３２ａの圧力と比べると、その間の第２室外熱交換器４２等を流れる冷媒の通過抵抗によって僅かに減少している。第２油戻管３２ｂが捕らえた冷凍機油は、この圧力差を利用して第３圧縮部２３に戻される。
【００８６】
第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第３吐出管２３ｂに吐出される（点Ｇ）。吐出された冷媒は、第３四路切換弁２８および第３配管４３ａを通過し、インタークーラとして機能する第３室外熱交換器４３で冷却された後、第３インタークーラ管４３ｃを介して第４吸入管２４ａに流れ込む（点Ｈ）。ここで、第３配管４３ａを通過する冷媒は、途中に設けられている第３油分離器３３ａを通過する際に冷凍機油が分離される。第３油分離器３３ａが捕らえた冷凍機油は、第３油戻管３３ｂと第３インタークーラ管４３ｃと第４吸入管２４ａを介して第４圧縮部２４に吸入される。ここで、第４圧縮部２４の吸入側の圧力は、第３油分離器３３ａの圧力と比べると、その間の第３室外熱交換器４３等を流れる冷媒の通過抵抗によって僅かに減少している。第３油戻管３３ｂが捕らえた冷凍機油は、この圧力差を利用して第４圧縮部２４に戻される。
【００８７】
第４吸入管２４ａから第４圧縮部２４に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第４吐出管２４ｂに吐出される（点Ｉ）。吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第４四路切換弁２９および第４配管４４ａを通過し、ガスクーラとして機能する第４室外熱交換器４４で冷却され、ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通ってエコノマイザ熱交換器５１へと流れていく（点Ｊ）。ここで、第４吐出管２４ｂを通過する冷媒は、途中に設けられている第４油分離器３４ａを通過する際に冷凍機油が分離される。第４油分離器３４ａが捕らえた冷凍機油は、第４油戻管３４ｂと第３吸入管２３ａを介して第３圧縮部２３に吸入される。ここで、第４圧縮部２４の吐出側の圧力と第３圧縮部２３の吸入側の圧力との圧力差は十分に確保されている。このため、第４油戻管３４ｂが捕らえた冷凍機油は、この圧力差を利用して第３圧縮部２３に戻される。
【００８８】
ブリッジ回路４９の第３逆止弁４９ｃを通過した高圧冷媒は、その一部がエコノマイザインジェクション配管５３に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁５２において減圧される。エコノマイザ膨張弁５２において超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒（点Ｋ）は、エコノマイザ熱交換器５１において、他の一部の冷媒（ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１に向かう臨界圧力を超えている高圧冷媒（点Ｊ））と熱交換し、中間圧のガス冷媒（点Ｌ）となる。この中間圧のガス冷媒（点Ｌ）は、上述のようにインジェクション配管５３から第２インタークーラ管４２ｃへと流れ込む。
【００８９】
エコノマイザ膨張弁５２を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器５１を出た高圧冷媒（点Ｍ）は、液ガス熱交換器６１を流れ、膨張機構７０へと流れていく（点Ｎ）。なお、膨張機構７０は、膨張機７１で回収できる動力ができるだけ大きく確保できるように制御部７に制御されている。液ガス熱交換器６１では、エコノマイザ熱交換器５１を通過した臨界圧力を超えている高圧冷媒（点Ｍ）が、低圧冷媒配管１９から第１吸入管２１ａへと流れる低圧冷媒と過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒とが合流した合流冷媒と、の間で熱交換によって冷却され、温度が下がった高圧冷媒（点Ｎ）となる。
【００９０】
液ガス熱交換器６１を出た高圧冷媒（点Ｎ）は、２つに分岐され、一方が膨張機構７０の膨張機７１に向けて流れ、他方が膨張機構７０の第３室外膨張弁７２に向けて流れる。第３室外膨張弁７２では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ１）となる。また、膨張機７１においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ２）となる。これら中間圧冷媒（点Ｏ１）と中間圧冷媒（点Ｏ２）は、合流した後にレシーバ８１の内部空間へと流れ込む（点Ｐ）。このレシーバ８１に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ８１の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【００９１】
レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、液冷媒出口管８３を流れる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒の一部は、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却状態となり（点Ｗ）、過冷却冷媒配管８４やブリッジ回路４９の第１逆止弁４９ａを通って（冷房運転時は第１室外膨張弁４７および第２室外膨張弁４８は全閉状態であるため）、液冷媒連絡配管１４を介して、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂへと送られる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒の他の一部は、過冷却熱交換器９１に流入する前に、分岐して、過冷却インジェクション配管９３を流れる。過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒は、過冷却膨張弁９２において減圧されて気液二相状態の低圧冷媒となる（点Ｒ）。
【００９２】
レシーバ８１で分離されたガス冷媒（点Ｓ）は、分離ガス配管８０を流れる。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁８２で減圧され低圧冷媒（点Ｔ）となる。なお、分離ガス膨張弁８２は、膨張機構７０の下流側に設けられている中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力と、第１吸入管２１ａに設けられている吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力と、から把握される差圧に相当する差圧を分離ガス膨張弁８２の前後において生じさせることができるように弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される（差圧制御が行われる）。分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ）は、さらに分離ガス配管８０を流れて、過冷却インジェクション配管９３のうち、過冷却膨張弁９２よりも下流側であって過冷却熱交換器９１よりも上流側の部分に合流する（点Ｕ）。
【００９３】
過冷却熱交換器９１では、レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、分離ガス配管８０を介して過冷却インジェクション配管９３に合流した気液二相状態の低圧冷媒（点Ｕ）との間で熱交換することで冷却され、冷却されることによって過冷却度が付いた状態になる（点Ｗ）。他方で、分離ガス配管８０を介して過冷却インジェクション配管９３に合流した気液二相状態の低圧冷媒（点Ｕ）は、過冷却熱交換器９１において、レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）によって加熱される（点Ｖ、なお、点Ｖは過熱が付いた状態を例示しているが、運転条件や過渡的な状況によっては湿り状態になる場合がある。）。なお、過冷却膨張弁９２は、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却冷媒配管８４を流れる冷媒の過冷却度が通常の目標過冷却度となるように（例えば、過冷却度が５度確保されるように）、過冷却膨張弁９２の弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される。なお、過冷却冷媒配管８４を流れる冷媒の過冷却度は、過冷却温度センサ９０ｔの検知温度と、中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力とから制御部７が算定している。
【００９４】
液冷媒連絡配管１４から第１室内ユニット１２、第２室内ユニット１３に流入した冷媒は、第１室内膨張弁１２ｂや第２室内膨張弁１３ｂを通過するときに膨張し、気液二相の低圧冷媒（点Ｘ）となって第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａに流れ込む。この低圧冷媒は、第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａで室内空気から熱を奪い、過熱のついた低圧のガス冷媒（点Ｙ）になる。なお、第１室内膨張弁１２ｂは、第１室内熱交換器１２ａの出口を流れる冷媒の過熱度が所定の設定過熱度となるように（目標蒸発出口過熱度条件を満たすように）第１室内膨張弁１２ｂの弁開度（膨張程度）が制御部７によって制御される。第２室内膨張弁１３ｂも同様に、第２室内熱交換器１３ａの出口を流れる冷媒の過熱度が所定の設定過熱度（第１室内ユニット１２と同様の値であっても異なっていてもよい。）となるように（目標蒸発出口過熱度条件を満たすように）第２室内膨張弁１３ｂの弁開度（膨張程度）が制御される。ここで、第１室内熱交換器１２ａの出口を流れる冷媒の過熱度は、第１室内温度センサ１２ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とから制御部７が算定し、第２室内熱交換器１３ａの出口を流れる冷媒の過熱度は、第２室内温度センサ１３ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とから制御部７が算定している。第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３を出た低圧冷媒は、ガス冷媒連絡配管１５および第４四路切換弁２９を経て低圧冷媒配管１９へと流れていく。なお、第１室内熱交換器１２ａが配置されている室内の負荷の処理は、図示しない第１室内熱交換器１２ａに対して空気流れを供給する第１室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第２室内熱交換器１３ａが配置されている室内の負荷の処理についても同様に、図示しない第２室内熱交換器１３ａに対して空気流れを供給する第２室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。
【００９５】
第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３から戻ってきて低圧冷媒配管１９を流れる低圧冷媒（点Ｙ）と、過冷却インジェクション配管９３から流れてくる低圧冷媒（点Ｖ）とは、合流点６５で合流し（点Ｚ）、液ガス熱交換器６１の低圧側を通って第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０へと戻っていく。なお、ここで、液ガス熱交換器６１では、四段圧縮機２０の第１吸入管２１ａに向かう低圧冷媒（点Ｚ）と、エコノマイザ熱交換器５１を通過した後に膨張機構７０へと向かう高圧冷媒（点Ｍ）との間で熱交換が行われる。
【００９６】
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置１は冷房運転サイクルを行う。
【００９７】
（２−２）暖房運転モード時の動作
暖房運転時は、図４に示す冷媒配管に沿った矢印の方向に、冷媒が、四段圧縮機２０、第１室内熱交換器１２ａ、第２室内熱交換器１３ａ、第１室内膨張弁１２ｂ、第２室内膨張弁１３ｂ、膨張機構７０、室外熱交換器４０の順に冷媒回路内を循環する。以下、暖房運転時における空気調和装置１の動作について、図４および図５を参照しながら説明する。
【００９８】
第１吸入管２１ａから四段圧縮機２０に吸い込まれる低圧のガス冷媒（点Ａ）は、第１圧縮部２１で圧縮されて、第１吐出管２１ｂに吐出される（点Ｂ）。吐出された冷媒は、第１四路切換弁２６を通過し、第２吸入管２２ａを流れる（点Ｃ）。ここでは、第１圧縮部２１から吐出された冷媒は、冷房運転時とは異なり、第１油分離器３１ａ側には向かわない。このため、第１圧縮部２１から吐出されて第２圧縮部２２に向かう冷媒からは冷凍機油は回収されない。
【００９９】
第２吸入管２２ａから第２圧縮部２２に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第２吐出管２２ｂに吐出される（点Ｄ）。吐出された冷媒は、第２四路切換弁２７を通過し、第３吸入管２３ａを流れる。ここでは、冷房運転時とは異なり、第１圧縮部２１から吐出された冷媒が、第１室外熱交換器４１を通過しないため、そこでの圧力損失も無く、そのまま第２圧縮部２２に吸入されることになる。そして、第１圧縮部２１と第２圧縮部２２とは駆動源が共通しているため、第２圧縮部２２は第１圧縮部２１と比べると仕事量が少なくなり、第２圧縮部２２の吸入側と吐出側との圧力差はあまり生じないことになる。また、ここでは、第２圧縮部２２から吐出された冷媒は、冷房運転時とは異なり、第２油分離器３２ａ側には向かわない。このため、第２圧縮部２２から吐出されて第３圧縮部２３に向かう冷媒からは冷凍機油は回収されない。なお、第３吸入管２３ａには、エコノマイザ熱交換器５１において熱交換されてインジェクション配管５３を流れてくる中間圧の冷媒（点Ｌ）も流れ込んでくるため、冷媒の温度が下がる（点Ｆ）。
【０１００】
第３吸入管２３ａから第３圧縮部２３に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第３吐出管２３ｂに吐出される（点Ｇ）。吐出された冷媒は、第３四路切換弁２８を通過し、第４吸入管２４ａを流れる（点Ｈ）。ここでは、第３圧縮部２３から吐出された冷媒は、冷房運転時とは異なり、第３油分離器３３ａ側には向かわない。このため、第３圧縮部２３から吐出されて第４圧縮部２４に向かう冷媒からは冷凍機油は回収されない。なお、第３圧縮部２３には、第２圧縮部２２から吐出された冷媒とインジェクション配管５３を流れてくる中間圧の冷媒とが合流した合流冷媒が送られる。
【０１０１】
第４吸入管２４ａから第４圧縮部２４に吸い込まれた冷媒は、圧縮されて第４吐出管２４ｂに吐出される（点Ｉ）。吐出された高圧の冷媒は、臨界圧力を超えた超臨界状態となっている。この超臨界状態の冷媒は、第４四路切換弁２９を通過し、ガス冷媒連絡配管１５を介して第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３に流入する（点Ｙ）。ここで、第４吐出管２４ｂを通過する冷媒は、途中に設けられている第４油分離器３４ａを通過する際に冷凍機油が分離される。そして、第３圧縮部２３と第４圧縮部２４とは駆動源が共通しているため、第４圧縮部２４は第３圧縮部２３と比べると仕事量が少なくなり、第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との圧力差はあまり生じないことになる。これに対して、第４油分離器３４ａから伸びている第４油戻管３４ｂは、第４圧縮部２４の吸入側ではなく、第３圧縮部２３の吸入側である第３吸入管２３ａに接続されている。このため、第４圧縮部２４の仕事量が少なく第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との間の圧力差が小さい暖房運転時であっても、第４油戻管３４ｂで捕らえられた冷凍機油を四段圧縮機２０（ここでは第３圧縮部２３）に戻すための圧力差を確保することができている。
【０１０２】
ガス冷媒連絡配管１５から第１室内ユニット１２や第２室内ユニット１３に入った高圧冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａで室内空気に放熱し、室内空気を暖める。なお、第１室内熱交換器１２ａが配置されている室内の負荷の処理は、図示しない第１室内熱交換器１２ａに対して空気流れを供給する第１室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第２室内熱交換器１３ａが配置されている室内の負荷の処理についても同様に、図示しない第２室内熱交換器１３ａに対して空気流れを供給する第２室内ファンの風量を制御部７が調節することによって処理している。第１室内熱交換器１２ａや第２室内熱交換器１３ａでの熱交換によって温度が下がった高圧冷媒（点Ｘ）は、第１室内膨張弁１２ｂや第２室内膨張弁１３ｂを通過する際にわずかに減圧され、液冷媒連絡配管１４を通って室外ユニット１１のブリッジ回路４９へと流れる。ブリッジ回路４９では、第２逆止弁４９ｂを通過して、エコノマイザ熱交換器５１へ向かう（点Ｊ）。
【０１０３】
ブリッジ回路４９の第２逆止弁４９ｂを通過した高圧冷媒（点Ｊ）は、その一部がエコノマイザインジェクション配管５３に分岐して流れて、エコノマイザ膨張弁５２において減圧される。エコノマイザ膨張弁５２において減圧されて気液二相状態となった中間圧冷媒（点Ｋ）は、エコノマイザ熱交換器５１において、他の一部の冷媒（ブリッジ回路４９から液ガス熱交換器６１に向かう高圧冷媒（点Ｊ））と熱交換し、中間圧のガス冷媒（点Ｌ）となる。この中間圧のガス冷媒（点Ｌ）は、上述のようにインジェクション配管５３から第２インタークーラ管４２ｃへと流れ込む。
【０１０４】
エコノマイザ膨張弁５２を出た中間圧冷媒と熱交換をし、更に温度が下がった状態でエコノマイザ熱交換器５１を出た高圧冷媒（点Ｍ）は、液ガス熱交換器６１を通過して、膨張機構７０へと流れていく（点Ｎ）。
【０１０５】
膨張機構７０に流入する高圧冷媒（点Ｎ）は、２つに分岐され、一方が膨張機構７０の膨張機７１に向けて流れ、他方が膨張機構７０の第３室外膨張弁７２に向けて流れる。第３室外膨張弁７２では、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ１）となる。また、膨張機７１においても、超臨界状態から臨界圧力以下の圧力まで減圧されることで、中間圧冷媒（点Ｏ２）となる。なお、膨張機構７０は、膨張機７１で回収できる動力ができるだけ大きく確保できるように制御部７に制御されている。これら中間圧冷媒（点Ｏ１）と中間圧冷媒（点Ｏ２）は、合流した後にレシーバ８１の内部空間へと流れ込む（点Ｐ）。このレシーバ８１に流れ込んだ気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバ８１の内部空間において液冷媒とガス冷媒とに分離される。
【０１０６】
レシーバ８１で分離された液冷媒（点Ｑ）は、液冷媒出口管８３を流れる。液冷媒出口管８３を流れる冷媒は、全て、過冷却熱交換器９１を通過して過冷却状態となり（点Ｗ）、過冷却冷媒配管８４やブリッジ回路４９を通って、室外熱交換器４０へと送られる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、暖房運転時には、制御部７は、過冷却膨張弁９２を全閉状態に制御しているため、液冷媒出口管８３を流れる冷媒は、過冷却インジェクション配管９３に向けて分流しない。
【０１０８】
レシーバ８１で分離されたガス冷媒（点Ｓ）は、分離ガス配管８０を流れる。分離ガス配管８０を流れる冷媒は、途中の分離ガス膨張弁８２で減圧され低圧冷媒（点Ｔ）となる。なお、分離ガス膨張弁８２は、膨張機構７０の下流側に設けられている中間温度センサ７０ｔの検知飽和温度に相当する中間圧力と、第１吸入管２１ａに設けられている吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力と、から把握される差圧に相当する差圧を分離ガス膨張弁８２の前後において生じさせることができるように弁開度（膨張程度）が、制御部７によって制御される（差圧制御が行われる）。分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ）は、さらに分離ガス配管８０を流れて、過冷却インジェクション配管９３のうち、過冷却膨張弁９２よりも下流側であって過冷却熱交換器９１よりも上流側の部分に流れ込む（点Ｕ）。
【０１０９】
過冷却熱交換器９１では、レシーバ８１の液冷媒出口管８３から流れてくる中間圧冷媒（点Ｑ）と、分離ガス膨張弁８２で減圧された低圧冷媒（点Ｔ，Ｕ）との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧冷媒（点Ｔ、Ｕ）は、蒸発して過熱のついた低圧冷媒（点Ｖ）となって、合流点６５に向けて流れていく。レシーバ８１の液冷媒出口管８３から流れてくる中間圧冷媒（点Ｑ）は、熱を奪われて過冷却のついた中間圧冷媒（点Ｗ）となり、過冷却冷媒配管８４を介してブリッジ回路４９に向けて流れていく。
【０１１０】
過冷却冷媒配管８４をブリッジ回路４９に向けて流れる冷媒は、一部がブリッジ回路４９の手前で共通配管４７ａを流れるように分離し、他の一部がブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８を通過する。
【０１１１】
共通配管４７ａを流れる冷媒は、第１室外膨張弁４７で減圧されて低圧冷媒となり（点ＷＸ）、第３室外熱交換器４３、第２室外熱交換器４２、第１室外熱交換器４１の順に直列に流れていく。すなわち、第１室外膨張弁４７で減圧された冷媒は、第７配管４３ｂを介して第３室外熱交換器４３において一部が蒸発する。第３室外熱交換器４３を通過した冷媒は、第３配管４３ａ、第３四路切換弁２８、第２インタークーラ管４２ｃの一部、および、第６配管４２ｂをこの順に通過して、第２室外熱交換器４２においてさらに一部が蒸発する。第２室外熱交換器４２を通過した冷媒は、第２配管４２ａ、第２四路切換弁２７、第１インタークーラ管４１ｃの一部、および、第５配管４１ｂをこの順に通過して、第１室外熱交換器４１においてさらに一部が蒸発する。第１室外熱交換器４１を通過した冷媒は、第１配管４１ａ、第１四路切換弁２６、四路接続配管３０をこの順で通過した後、低圧冷媒配管１９へと向けて流れる。ここで、制御部７は、第４室外熱交換器４４の上流側に設けられた第１温度センサ４４ｔ１の検知温度（実質的に、第３室外熱交換器４３の上流側を流れる冷媒温度の検知温度に等しい）と、第１室外熱交換器４１の下流側に設けられた第３温度センサ４１ｔの検知温度と、の差（４１ｔ−４４ｔ１）が所定値より大きくなるように、第１室外膨張弁４７の減圧程度（弁開度）を制御する。
【０１１２】
他方、ブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８を通過して減圧された冷媒（点ＶＷ）は、第８配管４４ｂを流れた後に第４室外熱交換器４４において蒸発し、第４配管４４ａと第４四路切換弁２９を通過して低圧冷媒配管１９へと向けて流れる（点ＸＹ）。ここで、制御部７は、第４室外熱交換器４４の上流側に設けられた第１温度センサ４４ｔ１の検知温度と第４室外熱交換器４４の下流側に設けられた第２温度センサ４４ｔ２の検知温度との差（４４ｔ２−４４ｔ１）が、所定値（上記第１室外膨張弁４７の制御に関する所定値と同じであっても異なっていてもよい。）より大きくなるように、第２室外膨張弁４８の減圧程度（弁開度）を制御する。
【０１１３】
その後、低圧冷媒配管１９には、第１〜第４室外熱交換器４１〜４４を通過した冷媒が合流して流れる。
【０１１４】
低圧冷媒配管１９を流れる低圧のガス冷媒（点ＸＹ）は、過冷却インジェクション配管９３を流れる低圧のガス冷媒（点Ｖ）と、合流点６５において合流した後（点Ｚ）、液ガス熱交換器６１の低圧側を流れ、液ガス熱交換器６１において高圧側の冷媒と熱交換が行われる。ここで、制御部７は、低圧冷媒配管１９を流れる冷媒と過冷却インジェクション配管９３を流れる冷媒とが合流した後であって液ガス熱交換器６１に流入する前の冷媒（合流点６５を流れる冷媒）について、液ガス熱交換器６１の低圧側の下流側に設けられている合流冷媒温度センサ６４ｔの検知温度と、吸入圧力センサ２１ｐの検知圧力とを用いて、所定の過熱度が生じた状態になるように（特に限定されないが、本実施形態では過熱度が３度以上生じた状態になるように）、分離ガス膨張弁８２の弁開度を制御する。
【０１１５】
液ガス熱交換器６１の低圧側を通過した低圧のガス冷媒は、第１吸入管２１ａを介して四段圧縮機２０に吸入される（点Ａ）。
【０１１６】
以上のように冷媒が冷媒回路内を循環することにより、空気調和装置１は暖房運転サイクルを行う。
【０１１７】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１では、冷房運転時においては、第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された各中間圧力の冷媒を第１〜第３室外熱交換器４１〜４３のそれぞれが冷却することが可能になっている。そして、暖房運転時においては、上記冷房運転で各中間圧力の冷媒の冷却が可能になるように構成された第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を用いつつも、これらを互いに直列に接続させることにより、全体として通過する冷媒を蒸発させることが可能になっている。
【０１１８】
このように、冷房運転時には、第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された各中間圧力の冷媒が第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を流れることで、各中間圧力の冷媒に含まれていた冷凍機油は、第１〜第３油分離器３１ａ〜３３ａにおいてそれぞれ捕らえられる。そして、第１〜第３油分離器３１ａ〜３３ａで捕らえられた冷凍機油は、それぞれ第１〜第３室外熱交換器４１〜４３で生じる圧力損失分の圧力差を利用して、四段圧縮機２０（具体的には、より上位の第２〜第３圧縮部２２〜２３）に戻すことが可能になっている。そして、第４圧縮部２４から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油については、第４油分離器３４ａにおいて捕えられ、第４圧縮部２４の吐出側と第３圧縮部２３の吸入側とで十分に確保された圧力差を利用して、確実に四段圧縮機２０（具体的には、第３圧縮部２３）に戻すことが可能になっている。
【０１１９】
これに対して、暖房運転時は、第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された各中間圧力の冷媒は、第１〜第３油分離器３１ａ〜３３ａを通過しないため、暖房運転時における第１〜第２室内熱交換器１２ａ〜１３ａに対して送られる冷媒の圧力損失や熱損失を小さく抑えることが可能になっている。ここで、暖房運転時は、第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された各中間圧力の冷媒は、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３側に向かわないため、各中間圧力の冷媒に含まれる冷凍機油が第１〜第３油分離器３１ａ〜３３ａにおいて捕らえられることは無い。しかし、第４圧縮部２４から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油については、第４油分離器３４ａにおいて捕えられ、第４圧縮部２４の吐出側と第３圧縮部２３の吸入側とで十分に確保された圧力差を利用して、確実に四段圧縮機２０（具体的には、第３圧縮部２３）に戻すことが可能になっている。
【０１２０】
ここで、第３圧縮部２３と第４圧縮部２４とは駆動源が共通しており第３圧縮部２３から第４圧縮部２４に向かう冷媒に圧力損失が生じにくいため（暖房運転時には第３圧縮部２３から吐出された冷媒が第３室外熱交換器４３を通過しないため）、暖房運転時には、第４圧縮部２４は第３圧縮部２３と比べると仕事量が少なくなり、第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との圧力差はあまり生じないことになる。このように、第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との圧力差が小さい場合であっても、第４油分離器３４ａから伸びている第４油戻管３４ｂが、第４圧縮部２４の吸入側ではなく、第３圧縮部２３の吸入側である第３吸入管２３ａまで伸びて接続されている。このため、第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との間の圧力差が小さい暖房運転時であっても、第４油戻管３４ｂで捕らえられた冷凍機油を四段圧縮機２０（ここでは第３圧縮部２３）に戻すための圧力差を確保することができている。
【０１２１】
なお、仮に、第４油分離器３４ａで捕えられた冷凍機油を第１圧縮部２１の吸入側に戻すように油戻管が構成されている場合には、複数段（本実施形態では４段）の圧縮機構が採用されている空気調和装置１では、第４圧縮部２４の吐出側の圧力と第１圧縮部２１の吸入側の圧力との差圧が大きくなりすぎる。このため、第４油分離器３４ａで捕えられた冷凍機油だけでなく、第４圧縮部２４から吐出された冷媒の多くが第４油分離器３４ａを介して第１圧縮部２１の吸入側に流れてしまうことになり、冷凍サイクルの能力を発揮しにくい状況になってしまう。
【０１２２】
また、仮に、第４油分離器３４ａで捕えられた冷凍機油を第４圧縮部２４の吸入側に戻すように油戻管が構成されている場合には、複数段（本実施形態では４段）の圧縮機構が採用されている空気調和装置１では、１段当たりの圧縮分が小さくなりがちであることおよび暖房運転時にあまり仕事をしない第４圧縮部２４の吸入側と吐出側との間の圧力差が小さくなりがちであることから、第４油分離器３４ａにおいて捕らえられた冷凍機油を四段圧縮機２０に十分に戻すことが難しくなってしまう。さらに、上記実施形態では、暖房運転時には第１〜第３油分離器３１ａ〜３３ａは、各第１〜第３圧縮部２１〜２３から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油を捕らえないため、冷凍機油を捕らえることができる油分離器は第４油分離器３４ａのみとなることから、第４油分離器３４ａからはできるだけ十分に四段圧縮機２０へ冷凍機油を戻すことが望まれる。
【０１２３】
以上を考慮すると、第４油分離器３４ａから伸びる第４油戻管３４ｂを第３圧縮部２３の吸入側の第３吸入管２３ａに接続させた上記実施形態では、暖房運転時であっても、冷凍サイクルの能力低下を抑制しつつ冷凍機油を十分に四段圧縮機２０に戻すことが可能になっていることが分かる。
【０１２４】
（４）他の実施形態
上記実施形態では、本発明の実施形態の一例を説明したが、上記実施形態はなんら本願発明を限定する趣旨ではなく、上記実施形態には限られない。本願発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更した態様についても当然に含まれる。
【０１２５】
（４−１）他の実施形態Ａ
上記実施形態では、４段の圧縮を行う四段圧縮機２０を採用する空気調和装置１を例に挙げて説明した。
【０１２６】
しかし、４段圧縮を行う空気調和装置に限定されることなく、例えば、３段圧縮、もしくは、５段以上の圧縮を行う空気調和装置であってもよい。
【０１２７】
例えば、低段圧縮部と中間段圧縮部と高段圧縮部とにより３段圧縮を行う空気調和装置の場合には、高段の圧縮部から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油を高段の吐出側に設けられた油分離器において捕らえさせ、当該高段の油分離器が捕らえた冷凍機油を中間段圧縮部の吸入側に戻すように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１      空気調和装置（冷凍装置）
７      制御部
１２ａ    第１室内熱交換器（利用側熱交換器）
１２ｂ    第１室内膨張弁、室内膨張弁
１３ａ    第２室内熱交換器（利用側熱交換器）
１３ｂ    第２室内膨張弁、室内膨張弁
２０      四段圧縮機
２１      第１圧縮部（低段圧縮部）
２２      第２圧縮部（中間段圧縮部、第１中間段圧縮部）
２３      第３圧縮部（中間段圧縮部、第２中間段圧縮部）
２４      第４圧縮部（高段圧縮部）
２５      四路切換弁群（運転状態切換部）
２６      第１四路切換弁
２７      第２四路切換弁
２８      第３四路切換弁
２９      第４四路切換弁
３０      四路接続配管
３１ａ    第１油分離器（低段油分離器）
３１ｂ    第１油戻管
３２ａ    第２油分離器（中間段油分離器）
３２ｂ    第２油戻管
３３ａ    第３油分離器（中間段油分離器）
３３ｂ    第３油戻管
３４ａ    第４油分離器（高段油分離器）
３４ｂ    第４油戻管（高段油戻し回路）
４０      室外熱交換器
４１      第１室外熱交換器（第１中間熱交換器、熱源側熱交換器）
４２      第２室外熱交換器（第２中間熱交換器、熱源側熱交換器）
４３      第３室外熱交換器（第２中間熱交換器、熱源側熱交換器）
４４      第４室外熱交換器（熱源側主熱交換器、熱源側熱交換器）
４１ｃ    第１インタークーラ管
４２ｃ    第２インタークーラ管
４３ｃ    第３インタークーラ管
４１ａ    第１配管
４２ａ    第２配管
４３ａ    第３配管
４４ａ    第４配管
４５    室外送風ファン
４７    第１室外膨張弁
４８    第２室外膨張弁
４９    ブリッジ回路
５０    エコノマイザ回路
５３    エコノマイザインジェクション配管
６０    液ガス熱交回路
６１    液ガス熱交換器
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２９】
【特許文献１】特開２０１４−１２６３２４号公報
【図１】
0006435718.tif 000002
【図２】
0006435718.tif 000003
【図３】
0006435718.tif 000004
【図４】
0006435718.tif 000005
【図５】
0006435718.tif 000006
【図６】
0006435718.tif 000007
【図７】
0006435718.tif 000008