(57)【要約】      （修正有）【課題】複数段圧縮冷凍サイクルにおいて冷凍機油の枯渇を抑制することが可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】低段側の第１圧縮部の吐出側と第２圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離する第１油分離器３１は、第１本体容器３１ａと、第１下方油戻し管３１ｂと、第１上方油戻し管３１ｄとを有しており、第１吐出管２１ｂおよび第１流出管２１ｃが接続されている。第１下方油戻し管３１ｂは、分離された冷凍機油を第２圧縮部の吸入側に導く。第１流出管２１ｃは、第１本体容器３１ａの内部のうち第１下方油戻し管３１ｂの上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している。第１上方油戻し管３１ｄは、第１本体容器３１ａの内部における第１下方油戻し管３１ｂの上端より上方であって第１流出管２１ｃの下端よりも下方の高さ位置から伸びており、第１流出管２１ｃに合流している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側圧縮部（２１、２２、２３）、
前記低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する高段側圧縮部（２２、２３、２４）、
冷媒の熱を放熱させる放熱器（４４）、
減圧部（７０）、および
冷媒を蒸発させる蒸発器（１２ａ、１３ａ）、
が接続されることで構成される冷媒回路と、
前記低段側圧縮部（２１、２２、２３）の吐出側と前記高段側圧縮部（２２、２３、２４）の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離可能な中間油分離器（３１、３２、３３）と、
を備え、
前記中間油分離器は、
本体容器（３１ａ、３２ａ、３３ａ）と、
前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記本体容器の内部空間に導く導入管（２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ）と、
前記本体容器で分離した冷凍機油を前記高段側圧縮部（２２、２３、２４）の吸入側に導くために前記本体容器の前記内部空間の下方から外部へ伸び出している下方油戻し管（３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ）と、
冷媒を前記高段側圧縮部（２２、２３、２４）の吸入側に導くために前記本体容器の前記内部空間であって前記下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している流出管（２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ）と、
前記本体容器の前記内部空間における前記下方油戻し管の上端より上方であって前記流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、前記流出管に合流している上方油戻し管（３１ｄ、３２ｄ、３３ｄ）と、
を有している、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記流出管の内径は、前記上方油戻し管の内径よりも大きい、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷媒回路は、冷媒の熱を放熱させる中間冷却器（４１、４２、４３）と、切換弁（２６，２７、２８）と、をさらに有しており、
前記切換弁は、前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記中間油分離器と前記中間冷却器とを介して前記高段側圧縮部の吸入側に導く冷房運転と、前記低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記中間油分離器を介しつつ前記中間冷却器を介さずに前記高段側圧縮部の吸入側に導く暖房運転と、を切り換えて前記冷媒回路に実行させることが可能である、
請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記下方油戻し管は、前記本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出した後、流路抵抗体（３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ）を介して前記高段側圧縮部の吸入側に接続されており、
前記流路抵抗体による冷媒の通過抵抗は、前記流出管から前記高段側圧縮部（２２、２３、２４）の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きい、
請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記高段側圧縮部の吐出側に設けられ、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離可能な高段油分離器（３４）をさらに備え、
前記高段油分離器は、前記中間油分離器の前記上方油戻し管に対応する構造を有していない、
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記低段側圧縮部（２１、２２、２３）は、低段側の第１低段側圧縮部（２１、２２）と、前記第１低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２低段側圧縮部（２２、２３）と、を有しており、
前記第１低段側圧縮部の吐出側と前記第２低段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離可能な下段油分離器（３１、３２）をさらに備え、
前記下段油分離器は、
下段本体容器（３１ａ、３２ａ）と、
前記第１低段側圧縮部から吐出された冷媒を前記下段本体容器の内部空間に導く下段導入管（２１ｂ、２２ｂ）と、
前記下段本体容器で分離した冷凍機油を前記第２低段側圧縮部の吸入側に導くために前記下段本体容器の前記内部空間の下方から外部へ伸び出している下段下方油戻し管（３１ｂ、３２ｂ）と、
冷媒を前記第２低段側圧縮部の吸入側に導くために前記下段本体容器の前記内部空間であって前記下段下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している下段流出管（２１ｃ、２２ｃ）と、
前記下段本体容器の前記内部空間における前記下段下方油戻し管の上端より上方であって前記下段流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、前記下段流出管に合流している下段上方油戻し管（３１ｄ、３２ｄ）と、
を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記高段側圧縮部と前記低段側圧縮部とは、駆動源が共通である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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い、各段圧縮機に対してそれぞれに油分離器が設けられた冷凍装置がある。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２０１４−２１１２９３号公報）には、４つの圧縮機が直列に接続された４段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、各段圧縮機の間および最上段の圧縮機の吐出側にそれぞれ油分離器が設けられている。そして、最上段より下段の圧縮機の吐出側に設けられた油分離器は、分離した冷凍機油をより上段の圧縮機の吸入側に戻すように構成されている。また、最上段の圧縮機の吐出側に設けられた油分離器は、分離した冷凍機油を最も下段の圧縮機の吸入側に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】
ここで、特に、最上段と最下段の圧縮機の間に設けられた油分離器では、分離した冷凍機油を戻す戻し先との間で圧力差を十分に確保することが困難になり、冷凍機油が内部に溜まり込んでしまうおそれがある。
【０００５】
このように油分離器内に冷凍機油が溜まり込んでしまうと、圧縮機の摺動部分を円滑に駆動させることが困難になるおそれがある。
【０００６】
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、複数段圧縮冷凍サイクルにおいて冷凍機油の枯渇を抑制する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】
【０００７】
第１観点に係る冷凍装置は、冷媒回路と、中間油分離器と、を備えている。冷媒回路は、低段側圧縮部と、高段側圧縮部と、放熱器と、減圧部と、蒸発器と、が接続されることで構成されている。高段側圧縮部は、低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する。放熱器は、冷媒の熱を放熱させる。蒸発器は、冷媒を蒸発させる。中間油分離器は、低段側圧縮部の吐出側と高段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。中間油分離器は、本体容器と、導入管と、下方油戻し管と、流出管と、上方油戻し管と、を有している。導入管は、低段側圧縮部から吐出された冷媒を本体容器の内部空間に導く。下方油戻し管は、本体容器で分離した冷凍機油を高段側圧縮部の吸入側に導くために本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出している。流出管は、冷媒を高段側圧縮部の吸入側に導くために本体容器の内部空間であって下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している。上方油戻し管は、本体容器の内部空間における下方油戻し管の上端より上方であって流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、流出管に合流している。
【０００８】
ここで、上方油戻し管と流出管との合流位置は、中間油分離器の本体容器の内部であってもよいし、中間油分離器の本体容器の外部であってもよいが、外部の方が冷凍機油の汲み上げ効果が高い点でより好ましい。
【０００９】
この冷凍装置では、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧が十分に確保されずに下方油戻し管を介した冷凍機油の搬送を十分に行えない状況であっても、上方油戻し管によって吸入された冷凍機油を流出管を流れる冷媒に合流させることで中間油分離器外部へ送り出すことが可能になる。これにより、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。
【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、流出管の内径は、上方油戻し管の内径よりも大きい。
【００１１】
この冷凍装置では、中間油分離器内に流入した冷媒は、より大きな内径を有する流出管を介することで比較的勢いよく外部に流れていく。そして、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、中間油分離器において分離された冷凍機油をベンチュリー効果により汲み上げ、流出管を流れる冷媒に合流させ、中間油分離器外部に送り出すことが可能になる。このように、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、より効率的に冷凍機油を汲み上げることが可能になる。
【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、冷媒回路は、切換弁と、冷媒の熱を放熱させる中間冷却器と、をさらに有している。切換弁は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて冷媒回路に実行させることが可能である。冷房運転では、低段側圧縮部から吐出された冷媒が、中間油分離器と中間冷却器とを介して高段側圧縮部の吸入側に導かれる。暖房運転では、低段側圧縮部から吐出された冷媒が、中間油分離器を介しつつ中間冷却器を介さずに高段側圧縮部の吸入側に導かれる。
【００１３】
この冷凍装置では、冷房運転時は、中間冷却器を用いることでサイクル効率を高めることが可能になる。また、冷房運転時は、冷媒が中間冷却器を通過する際に冷媒の圧力損失が生じるため、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧が十分に確保されやすいため、中間油分離器において分離された冷凍機油を高段側圧縮部の吸入側に送りやすい。これに対して、暖房運転時では、低段側圧縮部から吐出された冷媒は、中間油分離器を介しつつ中間冷却器を介さずに高段側圧縮部の吸入側に導かれるため、冷房運転時のような中間冷却器通過時の圧力損失が生じない。このため、暖房運転時には冷房運転時と比較して、中間油分離器の本体容器の内部の冷媒圧力と冷凍機油の戻し先である高段側圧縮部の吸入側の冷媒圧力との差圧を十分に確保することが難しい。このように、暖房運転時において上記差圧の確保が困難な場合であっても、この冷凍装置では、上方油戻し管を有しているため、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。
【００１４】
第４観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る冷凍装置であって、下方油戻し管は、本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出した後、流路抵抗体を介して高段側圧縮部の吸入側に接続されている。流路抵抗体による冷媒の通過抵抗は、流出管から高段側圧縮部の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きい。
【００１５】
この冷凍装置では、主として冷凍機油が流れる下方油戻し管には、流出管から高段側圧縮部の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きな通過抵抗である流路抵抗体が設けられている。このため、冷房運転時に冷凍機油だけでなく多くの冷媒が下方油戻し管を流れてしまい、中間冷却器を通過できないことにより生じる性能低下を抑制することが可能になる。
【００１６】
第５観点に係る冷凍装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係る冷凍装置であって、高段油分離器をさらに備えている。高段油分離器は、高段側圧縮部の吐出側に設けられ、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。高段油分離器は、中間油分離器の上方油戻し管に対応する構造を有していない。
【００１７】
例えば、当該高段油分離器は、本体容器と流入管と流出管と下方油戻し管のそれぞれに対応する構成を備えるが、上方油戻し管は備えない。
【００１８】
この冷凍装置では、低段側圧縮部から吐出される冷媒を通過させる中間油分離器と、高段側圧縮部から吐出される冷媒を通過させる高段油分離器と、の種類を分けることにより、中間油分離器における冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になるとともに、高段油分離器については構成を簡素化させることができる。
【００１９】
第６観点に係る冷凍装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係る冷凍装置であって、下段油分離器をさらに備えている。低段側圧縮部は、低段側の第１低段側圧縮部と、第１低段側圧縮部で圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２低段側圧縮部と、を有している。下段油分離器は、第１低段側圧縮部の吐出側と第２低段側圧縮部の吸入側との間に配置され、通過する冷媒に同伴される冷凍機油を分離することが可能に構成されている。下段油分離器は、下段本体容器と、下段導入管と、下段下方油戻し管と、下段流出管と、下段上方油戻し管と、を有している。下段導入管は、第１低段側圧縮部から吐出された冷媒を下段本体容器の内部空間に導く。下段下方油戻し管は、下段本体容器で分離した冷凍機油を第２低段側圧縮部の吸入側に導くために下段本体容器の内部空間の下方から外部へ伸び出している。下段流出管は、冷媒を第２低段側圧縮部の吸入側に導くために下段本体容器の内部空間であって下段下方油戻し管の上端よりも上方の位置から外部へ伸び出している。下段上方油戻し管は、下段本体容器の内部空間における下段下方油戻し管の上端より上方であって下段流出管の下端よりも下方の高さ位置から伸びており、下段流出管に合流している。
【００２０】
この冷凍装置では、第１低段側圧縮部、第２低段側圧縮部、高段側圧縮部の３つの圧縮部を有して構成される冷凍装置においても、冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になる。
【００２１】
第７観点に係る冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置であって、高段側圧縮部と低段側圧縮部とは、駆動源が共通である。ここで、駆動源が共通である場合としては、例えば、駆動軸が共通であり、高段側圧縮部と低段側圧縮部のいずれも当該共通の駆動軸によって駆動され、高段側圧縮部と低段側圧縮部とが別個独立に自在に駆動することができない場合等をいう。
【００２２】
この冷凍装置では、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動源が共通であることによりそれぞれの吐出圧力や吸入圧力を個別に制御することができない構造であり、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動状態を独立に制御して冷凍機油の溜まり込みを抑制できない場合であっても、油分離器内の冷凍機油の溜まり込みを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
第１観点に係る冷凍装置では、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。
【００２４】
第２観点に係る冷凍装置では、内径が流出管よりも小さな上方油戻し管は、より効率的に冷凍機油を汲み上げることが可能になる。
【００２５】
第３観点に係る冷凍装置では、暖房運転時において差圧の確保が困難な場合であっても、冷凍機油の溜まり込みを抑制させることが可能になる。
【００２６】
第４観点に係る冷凍装置では、冷房運転時に中間冷却器を通過できないことにより生じる性能低下を抑制することが可能になる。
【００２７】
第５観点に係る冷凍装置では、中間油分離器における冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になるとともに、高段油分離器については構成を簡素化させることができる。
【００２８】
第６観点に係る冷凍装置では、第１低段側圧縮部、第２低段側圧縮部、高段側圧縮部の３つの圧縮部を有して構成される冷凍装置においても、冷凍機油の溜まり込みを抑制することが可能になる。
【００２９】
第７観点に係る冷凍装置では、高段側圧縮部と低段側圧縮部の駆動状態を独立に制御して冷凍機油の溜まり込みを抑制できない場合であっても、油分離器内の冷凍機油の溜まり込みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】四段圧縮部のうちの一部の軸方向視の断面図である。
【図３】四段圧縮部のうちの一部の側断面図である。
【図４】第１油分離器の概略構成図である。
【図５】空気調和装置の冷房運転時の概略構成図である。
【図６】図５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７】空気調和装置の暖房運転時の概略構成図である。
【図８】図７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。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（１）空気調和装置の構成
図１、図５および図７は、空気調和装置１の概略構成図である。このうち、図６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７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。
【００３３】
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とが切り換わる冷媒回路を有する。図５、図７において、冷媒回路の配管に沿って示す矢印が、冷媒の流れを表している。
【００３４】
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。
【００３５】
以下、冷媒回路の各構成要素を詳細に説明する。
【００３６】
（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、共通の駆動軸を介して、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いる。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。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。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、本実施形態において、各圧縮部２１〜２４は、ロータリー式やスクロール式などの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。
【００３９】
また、詳細は割愛するが、本実施形態の四段圧縮機２０の第３圧縮部２３および第４圧縮部２４は、例えば、軸心方向視の図２や側断面の図３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）。このような駆動源は、第１圧縮部２１、第２圧縮部２２、第３圧縮部２３、第４圧縮部２４において共通していることが好ましい。
【００４０】
（１−２）油分離器
第１吐出管２１ｂ、第２吐出管２２ｂ、第３吐出管２３ｂおよび第４吐出管２４ｂの下流側端部には、それぞれ第１油分離器３１、第２油分離器３２、第３油分離器３３、第４油分離器３４が設けられている。第１〜第４油分離器３１、３２、３３、３４は、冷媒回路を循環する冷媒に含まれる潤滑油としての冷凍機油を分離して、特定の場所に戻すことが可能である。
【００４１】
第１油分離器３１は、図４に示すように、第１本体容器３１ａ、第１下方油戻し管３１ｂ、第１上方油戻し管３１ｄを有している。第１本体容器３１ａは、流入してきた冷媒と冷凍機油を分離することが可能である。
【００４２】
第１本体容器３１ａの上方には、略水平方向に延びた第１吐出管２１ｂが偏心位置に接続されている。第１下方油戻し管３１ｂは、第１本体容器３１ａの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第１下方油戻し管３１ｂは、第１本体容器３１ａの内部側の端部とは反対側の端部が、第２吸入管２２ａの途中に接続されている。また、第１下方油戻し管３１ｂの途中には、流路抵抗体としての第１キャピラリーチューブ３１ｃが設けられている。当該第１キャピラリーチューブ３１ｃの流路の大きさ（流路抵抗）は、空気調和装置１が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第１キャピラリーチューブ３１ｃによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第１流出管２１ｃから第２圧縮部２２の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第１本体容器３１ａ内部のうち、第１下方油戻し管３１ｂの上端よりも上方であり第１吐出管２１ｂの端部よりも下方の位置から上方に向けて第１流出管２１ｃが伸び出している。第１流出管２１ｃは、一端が第１本体容器３１ａの中央近傍に位置しており、他端が後述する第１四路切換弁２６のポートの１つに接続されている。第１上方油戻し管３１ｄは、第１本体容器３１ａの内部のうち、第１下方油戻し管３１ｂの上端よりも上方であり第１流出管２１ｃの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第１上方油戻し管３１ｄは、第１本体容器３１ａの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第１本体容器３１ａの上方まで伸び、第１流出管２１ｃ側に折れ曲がって、第１本体容器３１ａの上方で第１流出管２１ｃと合流している。ここで、第１流出管２１ｃの内径は、第１上方油戻し管３１ｄの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第１流出管２１ｃの内径が第１上方油戻し管３１ｄの内径の２倍以上となるように構成されていてもよい。
【００４３】
また、第２油分離器３２も、図４に示す第１油分離器３１と同様であり、詳細な図示は省略する。第２油分離器３２は、第２本体容器３２ａ、第２下方油戻し管３２ｂ、第２上方油戻し管３２ｄを有している。第２本体容器３２ａの上方には、略水平方向に延びた第２吐出管２２ｂが偏心位置に接続されている。第２下方油戻し管３２ｂは、第２本体容器３２ａの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第２下方油戻し管３２ｂは、第２本体容器３２ａの内部側の端部とは反対側の端部が、第３吸入管２３ａの途中に接続されている。また、第２下方油戻し管３２ｂの途中には、流路抵抗体としての第２キャピラリーチューブ３２ｃが設けられている。当該第２キャピラリーチューブ３２ｃの流路の大きさ（流路抵抗）についても、空気調和装置１が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第２キャピラリーチューブ３２ｃによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第２流出管２２ｃから第３圧縮部２３の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第２本体容器３２ａ内部のうち、第２下方油戻し管３２ｂの上端よりも上方であり第２吐出管２２ｂの端部よりも下方の位置から上方に向けて第２流出管２２ｃが伸び出している。第２流出管２２ｃは、一端が第２本体容器３２ａの中央近傍に位置しており、他端が後述する第２四路切換弁２７のポートの１つに接続されている。第２上方油戻し管３２ｄは、第２本体容器３２ａの内部のうち、第２下方油戻し管３２ｂの上端よりも上方であり第２流出管２２ｃの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第２上方油戻し管３２ｄは、第２本体容器３２ａの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第２本体容器３２ａの上方まで伸び、第２流出管２２ｃ側に折れ曲がって、第２本体容器３２ａの上方で第２流出管２２ｃと合流している。ここで、第２流出管２２ｃの内径は、第２上方油戻し管３２ｄの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第２流出管２２ｃの内径が第２上方油戻し管３２ｄの内径の２倍以上となるように構成されていてもよい。
【００４４】
また、第３油分離器３３も、図４に示す第１油分離器３１と同様であり、詳細な図示は省略する。第３油分離器３３は、第３本体容器３３ａ、第３下方油戻し管３３ｂ、第３上方油戻し管３３ｄを有している。第３本体容器３３ａの上方には、略水平方向に延びた第３吐出管２３ｂが偏心位置に接続されている。第３下方油戻し管３３ｂは、第３本体容器３３ａの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第３下方油戻し管３３ｂは、第３本体容器３３ａの内部側の端部とは反対側の端部が、第４吸入管２４ａの途中に接続されている。また、第３下方油戻し管３３ｂの途中には、流路抵抗体としての第３キャピラリーチューブ３３ｃが設けられている。当該第３キャピラリーチューブ３３ｃの流路の大きさ（流路抵抗）についても、空気調和装置１が冷房運転を行う際に、冷媒の流れすぎを抑制しつつ冷凍機油を十分に通過させることができるように設計されている。なお、第３キャピラリーチューブ３３１ｃによる冷媒の通過抵抗は、冷房運転時においても暖房運転時においても、第３流出管２３ｃから第４圧縮部２４の吸入側までの冷媒の通過抵抗より大きくなるように設計されている。また、第３本体容器３３ａ内部のうち、第３下方油戻し管３３ｂの上端よりも上方であり第３吐出管２３ｂの端部よりも下方の位置から上方に向けて第３流出管２３ｃが伸び出している。第３流出管２３ｃは、一端が第３本体容器３３ａの中央近傍に位置しており、他端が後述する第３四路切換弁２８のポートの１つに接続されている。第３上方油戻し管３３ｄは、第３本体容器３３ａの内部のうち、第３下方油戻し管３３ｂの上端よりも上方であり第３流出管２３ｃの下端よりも下方の位置から、径方向外側に向けて伸び出している。第３上方油戻し管３３ｄは、第３本体容器３３ａの径方向外側の外部まで伸びた後、上方に向けて第３本体容器３３ａの上方まで伸び、第３流出管２３ｃ側に折れ曲がって、第３本体容器３３ａの上方で第３流出管２３ｃと合流している。ここで、第３流出管２３ｃの内径は、第３上方油戻し管３３ｄの内径よりも大きく構成されており、特に限定されないが、例えば、第３流出管２３ｃの内径が第３上方油戻し管３３ｄの内径の２倍以上となるように構成されていてもよい。
【００４５】
第４油分離器３４は、第１〜第３油分離器３１〜３３とは異なる構造を有している。第４油分離器３４は、第４本体容器３４ａ、第４下方油戻し管３４ｂを有しているが、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄに対応する構成は有していない。第４本体容器３４ａの上方には、略水平方向に延びた第４吐出管２４ｂが偏心位置に接続されている。第４下方油戻し管３４ｂは、第４本体容器３４ａの下端近傍から下方に向けて外部に伸び出している。第４下方油戻し管３４ｂは、第４本体容器３４ａの内部側の端部とは反対側の端部が、第１吸入管２１ａの途中に接続されている。また、第４下方油戻し管３４ｂの途中には、流路抵抗体としての第４キャピラリーチューブ３４ｃが設けられている。当該第４キャピラリーチューブ３４ｃの流路の大きさ（流路抵抗）についても、空気調和装置１が冷房運転を行う際に、主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように設計されている。また、第４本体容器３４ａ内部のうち、第４下方油戻し管３４ｂの上端よりも上方であり第４吐出管２４ｂの端部よりも下方の位置から上方に向けて第４流出管２４ｃが伸び出している。第４流出管２４ｃは、一端が第４本体容器３４ａの中央近傍に位置しており、他端が後述する第４四路切換弁２９のポートの１つに接続されている。
【００４６】
以上の構成により、各第１〜第４油分離器３１、３２、３３、３４において冷媒から分離された潤滑油としての冷凍機油は、四段圧縮機２０へと戻される。
【００４７】
（１−３）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。
【００４８】
第１四路切換弁２６の４つのポートは、第１流出管２１ｃ、第２吸入管２２ａ、第１配管４１ａ、および、第１液ガス吸入管２６ａ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。
【００４９】
第１液ガス吸入管２６ａは、暖房運転時には低圧冷媒を第１吸入管２１ａまで導く配管である。
【００５０】
第２四路切換弁２７は、第２流出管２２ｃ、第３吸入管２３ａ、第２配管４２ａ、および、第１接続配管４１ｄ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接続配管４１ｄは、第１室外熱交換器４１の第１配管４１ａ側とは反対側の第５配管４１ｂに対して接続されている。
【００５１】
第３四路切換弁２８は、第３流出管２３ｃ、第４吸入管２４ａ、第３配管４３ａ、および、第２接続配管４２ｄ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接続配管４２ｄは、第２室外熱交換器４２の第２配管４２ａ側とは反対側の第６配管４２ｂに対して接続されている。
【００５２】
第４四路切換弁２９は、第４流出管２４ｃ、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。低圧冷媒配管１９は、液ガス熱交換器６１のうち第１吸入管２１ａ側とは反対側に対して接続されている。
【００５３】
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５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。
【００５４】
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７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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
第１〜第４室外熱交換器４１〜４４は、並列に配置され、１つの室外熱交換器４０として一体化されている。この室外熱交換器４０には、内部を流れる冷媒と熱交換を行う冷却源あるいは加熱源として、水や空気が供給される。ここでは、室外熱交換器４０に、図示しない送風ファンから空気（外気）が供給される。
【００５８】
また、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。第５配管４１ｂからは、第１接続配管４１ｄとは別に、第２吸入管２２ａに接続された第１インタークーラ管４１ｃが分岐して伸びている。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。第６配管４２ｂの途中からは、第２接続配管４２ｄとは別に、第３吸入管２３ａに接続された第２インタークーラ管４２ｃが分岐して伸びている。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。第７配管４３ｂには、第１室外膨張弁４７が途中に設けられている共通配管４７ａが接続されている。また、第７配管４３ｂからは、共通配管４７ａとは別に、第４吸入管２４ａに接続された第３インタークーラ管４３ｃが分岐して伸びている。
【００５９】
第１インタークーラ管４１ｃ、第２インタークーラ管４２ｃおよび第３インタークーラ管４３ｃには、図１に示すように、それぞれ、第１インタークーラ用逆止弁、第２インタークーラ用逆止弁および第３インタークーラ用逆止弁が設けられている（参照符号は省略）。
【００６０】
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。
【００６１】
（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、共通配管４７ａの途中に設けられている。共通配管４７ａは、後述する過冷却熱交換器９１を流出した過冷却冷媒が流れる過冷却冷媒配管８４と合流し、ブリッジ回路４９の第２室外膨張弁４８と第１逆止弁４９ａとの間に接続される。
【００６２】
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、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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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、第２室内ユニット１２、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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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と、第１液ガス開閉弁６２および第２液ガス開閉弁６３を有している。
【００７１】
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。合流点６５で合流した低圧冷媒である合流冷媒は、液ガス熱交換器６１を通過した後に第１吸入管２１ａを流れる。この第１吸入管２１ａには、上述した第１液ガス吸入管２６ａが接続されている。
【００７２】
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。
【００７３】
第２液ガス開閉弁６３は、液ガス熱交換器６１の一端側と他端側とを接続する冷媒配管の途中に設けられた開閉弁である。
【００７４】
第１液ガス開閉弁６２は、エコノマイザ熱交換器５１と液ガス熱交換器６１との間であって、液ガス熱交換器６１の一端側と他端側とを接続する冷媒配管の接続位置よりも液ガス熱交換器６１側に設けられた開閉弁である。
【００７５】
冷房運転時には、液ガス熱交換器６１での熱交換を行わせるために、制御部７は、第１液ガス開閉弁６２を開状態にしつつ第２液ガス開閉弁６３を閉状態にして、エコノマイザ熱交換器５１を通過してきた冷媒を液ガス熱交換器６１に流す。他方、暖房運転時には、液ガス熱交換器６１での熱交換を行わせないために、制御部７は、第１液ガス開閉弁６２を閉状態にしつつ第２液ガス開閉弁６３を開状態にして、エコノマイザ熱交換器５１を通過してきた冷媒を、液ガス熱交換器６１を通過させることなく、膨張機構７０に送る。
【００７６】
（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、第２室内熱交換器１２ａ、１３ａに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、第２室内熱交換器１２ａ、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に送られる冷媒を減圧する。
【００７７】
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。
【００７８】
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は、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。
【００７９】
（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。
【００８０】
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。
【００８１】
レシーバ８１において分離されたガス冷媒は、レシーバ８１の上方から延び出している分離ガス配管８０を介して、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を流れる冷媒に合流させられる。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。
【００８２】
（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室外膨張弁４８との間の部分と、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
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、暖房運転時には冷媒の冷却器として機能する。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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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。
【００９１】
（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、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。
【００９２】
制御部７は、冷房運転モード、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。
【００９３】
（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５〜図８を参照しながら説明する。
【００９４】
図６および図８は、それぞれ、冷房運転、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５および図７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５の点Ｂにおける冷媒は、図６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。
【００９５】
（２−１）冷房運転モード時の動作
冷房運転時は、四路切換弁群２５が図５で示す接続状態に切り換えられ、図５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５および図６を参照しながら説明する。
【００９６】
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吐出管２１ｂを介して第１油分離器３１の第１本体容器３１ａに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第１本体容器３１ａ内で分離されて下方に集まり、第１下方油戻し管３１ｂを介して第２吸入管２２ａの途中に送られる。ここで、第１下方油戻し管３１ｂの途中に設けられている第１キャピラリーチューブ３１ｃの流路の大きさ（流路抵抗）は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されているため、第１本体容器３１ａ内の冷媒は第１下方油戻し管３１ｂ側に過剰に流れることが抑制され、主として第１流出管２１ｃ側に流れる。第１流出管２１ｃを流れた冷媒は、第１四路切換弁２６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）。このように、冷房運転時は、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に冷媒が流れる際に圧力損失が生じるため、第１本体容器３１ａ内と、第２吸入管２２ａとで圧力差を十分に確保しやすく、第１本体容器３１ａ内で分離された冷凍機油は第１下方油戻し管３１ｂを介して第２吸入管２２ａに戻しやすくなっている。したがって、冷房運転時には、第１本体容器３１ａ内に冷凍機油が多く溜まり込む状態になりにくく、第１上方油戻し管３１ｄの下側端部の高さ位置まで冷凍機油が溜まりにくく、第１上方油戻し管３１ｄが冷凍機油のみを直接吸い上げる状態は避けることができている。
【００９７】
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吐出管２２ｂを介して第２油分離器３２の第２本体容器３２ａに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第２本体容器３２ａ内で分離されて下方に集まり、第２下方油戻し管３２ｂを介して第３吸入管２３ａの途中に送られる。ここで、第１下方油戻し管３１ｂと同様に、第２本体容器３２ａ内の冷媒は、第２下方油戻し管３２ｂ側に過剰に流れることが抑制され、主として第２流出管２２ｃ側に流れる。なお、第２油分離器３２の状態は、上記第１油分離器３１と同様である。また、第２本体容器３２ａ内と、第３吸入管２３ａとで圧力差を十分に確保しやすい点も同様である。第２流出管２２ｃを流れた冷媒は、第２四路切換弁２７を通過し、インタークーラ（中間冷却器）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を流れる（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）。
【００９８】
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吐出管２３ｂを介して第３油分離器３３の第３本体容器３３ａに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第３本体容器３３ａ内で分離されて下方に集まり、第３下方油戻し管３３ｂを介して第４吸入管２４ａの途中に送られる。ここで、第１下方油戻し管３１ｂと同様に、第３本体容器３３ａ内の冷媒は、第３下方油戻し管３３ｂ側に過剰に流れることが抑制され、主として第３流出管２３ｃ側に流れる。なお、第３油分離器３３の状態は、上記第１、第２油分離器３１、３２と同様である。また、第３本体容器３３ａ内と、第４吸入管２４ａとで圧力差を十分に確保しやすい点も同様である。第３流出管２３ｃを流れた冷媒は、第３四路切換弁２８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）。
【００９９】
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、第４吐出管２４ｂを介して第４油分離器３４の第４本体容器３４ａに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第４本体容器３４ａ内で分離されて下方に集まり、第４下方油戻し管３４ｂを介して第１吸入管２１ａの途中に送られる。第４本体容器３４ａと第１吸入管２１ａとの間は十分な差圧が確保されているため、第４本体容器３４ａで捕らえられた冷凍機油は四段圧縮機２０に戻りやすく、他の部分への流出を抑制できている。なお、第４圧縮部２４から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流出管２４ｃと第４四路切換弁２９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）。
【０１００】
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。
【０１０１】
ここで、制御部７は、冷房運転時には液ガス熱交回路６０に冷媒を流し、液ガス熱交換器６１での熱交換を行わせるために、第１液ガス開閉弁６２を開状態にし、第２液ガス開閉弁６３を閉状態にしている。
【０１０２】
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、開状態の第１液ガス開閉弁６２を通過して、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）。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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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、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）。
【０１０５】
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。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）。
【０１０６】
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。）。
【０１０７】
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。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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（２−２）暖房運転モード時の動作
暖房運転時は、四路切換弁群２５の接続状態に切り換えられ、図７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、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７および図８を参照しながら説明する。
【０１１１】
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吐出管２１ｂを介して第１油分離器３１の第１本体容器３１ａに流入する。第１本体容器３１ａに流入した冷媒は、第１流出管２１ｃ側に流れる。第１流出管２１ｃを流れた冷媒は、第１四路切換弁２６を通過し、第１室外熱交換器４１を介することなく第２吸入管２２ａに流れ込む（点Ｃ）。ここで、第１本体容器３１ａ内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第１下方油戻し管３１ｂを介して第２吸入管２２ａの途中に送られる。ただし、第１下方油戻し管３１ｂの途中に設けられている第１キャピラリーチューブ３１ｃの流路の大きさ（流路抵抗）は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ（中間冷却器）として機能する第１室外熱交換器４１に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第１本体容器３１ａ内と第２吸入管２２ａとで圧力差を十分に確保することができず、第１油分離器３１で分離された冷凍機油は、第１下方油戻し管３１ｂを流れにくい。このため、第１本体容器３１ａ内に冷凍機油が溜まることがある。このように第１本体容器３１ａ内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第１上方油戻し管３１ｄの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第１上方油戻し管３１ｄのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第１四路切換弁２６および第２吸入管２２ａを介して第２圧縮部２２に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第１本体容器３１ａ内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
【０１１２】
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吐出管２２ｂを介して第２油分離器３２の第２本体容器３２ａに流入する。第２本体容器３２ａに流入した冷媒は、第２流出管２２ｃ側に流れる。第２流出管２２ｃを流れた冷媒は、第２四路切換弁２７を通過し、第２室外熱交換器４２を介することなく第３吸入管２３ａを流れる。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）。ここで、第２本体容器３２ａ内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第２下方油戻し管３２ｂを介して第３吸入管２３ａの途中に送られる。ここで、上記第１油分離器３１と同様に、第２下方油戻し管３２ｂの途中に設けられている第２キャピラリーチューブ３２ｃの流路の大きさ（流路抵抗）は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ（中間冷却器）として機能する第２室外熱交換器４２に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第２本体容器３２ａ内と第３吸入管２３ａとで圧力差を十分に確保することができず、第２油分離器３２で分離された冷凍機油は、第２下方油戻し管３２ｂを流れにくい。このため、第２本体容器３２ａ内に冷凍機油が溜まることがある。このように第２本体容器３２ａ内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第２上方油戻し管３２ｄの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第２上方油戻し管３２ｄのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第２四路切換弁２７および第３吸入管２３ａを介して第３圧縮部２３に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第２本体容器３２ａ内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
【０１１３】
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吐出管２３ｂを介して第３油分離器３３の第３本体容器３３ａに流入する。第３本体容器３３ａに流入した冷媒は、第３流出管２３ｃ側に流れる。第３流出管２３ｃを流れた冷媒は、第３四路切換弁２８を通過し、第３室外熱交換器４３を介することなく第４吸入管２４ａに流れ込む（点Ｈ）。ここで、第３本体容器３３ａ内で分離されて下方に集まった冷凍機油は、第３下方油戻し管３３ｂを介して第４吸入管２４ａの途中に送られる。ここで、上記第１、第２油分離器３１、３２と同様に、第３下方油戻し管３３ｂの途中に設けられている第３キャピラリーチューブ３３ｃの流路の大きさ（流路抵抗）は、冷房運転を行う際に主として冷媒以外の冷凍機油を流すことができるように小さく設計されており、しかも暖房運転時にはインタークーラ（中間冷却器）として機能する第３室外熱交換器４３に冷媒が流れないために圧力損失も生じないことから第３本体容器３３ａ内と第４吸入管２４ａとで圧力差を十分に確保することができず、第３油分離器３３で分離された冷凍機油は、第３下方油戻し管３３ｂを流れにくい。このため、第３本体容器３３ａ内に冷凍機油が溜まることがある。このように第３本体容器３３ａ内に冷凍機油が溜まったとしても、冷凍機油の油面が第３上方油戻し管３３ｄの入口高さ近傍まで達すると、冷凍機油は第３上方油戻し管３３ｄのベンチュリー効果によって吸い上げられ、第３四路切換弁２８および第４吸入管２４ａを介して第４圧縮部２４に送ることが可能になる。これにより、暖房運転時においても、第３本体容器３３ａ内に冷凍機油が溜まり込み過ぎてしまう状況を避けることができている。
【０１１４】
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、第４吐出管２４ｂを介して第４油分離器３４の第４本体容器３４ａに流入する。冷媒に同伴されていた冷凍機油は、第４本体容器３４ａ内で分離されて下方に集まり、第４下方油戻し管３４ｂを介して第１吸入管２１ａの途中に送られる。第４本体容器３４ａと第１吸入管２１ａとの間は十分な差圧が確保されているため、第４本体容器３４ａで捕らえられた冷凍機油は四段圧縮機２０に戻りやすく、他の部分への流出を抑制できている。なお、第４圧縮部２４から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）。
【０１１５】
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。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）。
【０１１６】
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。
【０１１７】
ここで、制御部７は、暖房運転時には液ガス熱交回路６０に冷媒を流さず、液ガス熱交換器６１での熱交換を行わせないために、第１液ガス開閉弁６２を閉状態にし、第２液ガス開閉弁６３を開状態にしている。
【０１１８】
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を流れることなく、第２液ガス開閉弁６３を通過して、膨張機構７０へと流れていく（点Ｎ）。
【０１１９】
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。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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
なお、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。
【０１２２】
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。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）。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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７配管４３ｂへと流れていく。第７配管４３ｂを通過した冷媒は、第３室外熱交換器４３において一部が蒸発し、第３配管４３ａと第３四路切換弁２８と第２接続配管４２ｄを通過して第６配管４２ｂへと向けて流れる。第６配管４２ｂを通過した冷媒は、第２室外熱交換器４２においてさらに一部が蒸発し、第２配管４２ａと第２四路切換弁２７と第１接続配管４１ｄを通過して第５配管４１ｂへと向けて流れる。第５配管４１ｂを通過した冷媒は、第１室外熱交換器４１においてさらに蒸発し、過熱のついた低圧のガス冷媒となり、第１配管４１ａと第１四路切換弁２６と第１液ガス吸入管２６ａを通過して（点ＸＹ）、第１吸入管２１ａに合流する。すなわち、これらの第１〜第３室外熱交換器４１〜４３は、互いに直列に接続され、通過する冷媒を蒸発させている。
【０１２６】
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、過熱のついた低圧のガス冷媒となり、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。
【０１２７】
なお、このとき、制御部７は、第１室外膨張弁４７と第２室外膨張弁４８の弁開度を各熱交換器の容量や圧力損失量に応じて調節することで、第４室外熱交換器４４と、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３と、のいずれかの熱交換器に冷媒が偏流してしまうことを抑制している。
【０１２８】
低圧冷媒配管１９を流れる低圧のガス冷媒は、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の低圧側を流れる。なお、暖房運転時には、液ガス熱交換器６１の高圧側には冷媒は流れていないため、ここでの熱交換は行われない。
【０１２９】
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液ガス吸入管２６ａを流れる冷媒（点ＸＹ）と合流した後、第１吸入管２１ａを介して四段圧縮機２０に吸入される（点Ａ）。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（３）空気調和装置の特徴
（３−１）
空気調和装置１では、第１〜第３油分離器３１〜３３において、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄが設けられている。このため、たとえ第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａ内の冷凍機油が増大したとしても、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄにおけるベンチュリー効果を利用して、第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃに対して冷凍機油を送り出すことが可能になっている。これにより、第１〜第３油分離器３１〜３３における冷凍機油の溜まり込みを抑制し、四段圧縮機２０における冷凍機油の枯渇を抑制することが可能になっている。
【０１３２】
ここで、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄの内径は、第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃの内径よりも小さく構成されている。このため、第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃには冷媒が勢いよく流れており、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄにおけるベンチュリー効果が得られやすい。
【０１３３】
（３−２）
また、空気調和装置１では、冷房運転時において第１〜第３室外熱交換器４１〜４３を中間冷却器として機能させるため、サイクル効率を高めることが可能になっている。そして、冷房運転時においては中間冷却器として機能する第１〜第３室外熱交換器４１〜４３での圧力損失分を利用して、第１〜第３下方油戻し管３１ｂ〜３３ｂにおいて冷凍機油を効率的に戻すことが可能になっている。また、ここで、冷房運転時に第１〜第３室外熱交換器４１〜４３で生じる圧力損失に起因して過剰な冷媒が第１〜第３下方油戻し管３１ｂ〜３３ｂを流れることが無いように、各第１〜第３キャピラリーチューブ３１ｃ〜３３ｃを小さく設計することが可能になっている。これにより、冷房運転時に中間冷却器として機能する第１〜第３室外熱交換器４１〜４３に冷媒を効率的に流すことができ、サイクル効率を十分に高めることができている。
【０１３４】
（３−３）
また、空気調和装置１では、暖房運転時には、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３に冷媒が流れないため、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３での圧力損失分が生じず、差圧を利用して十分な量の冷凍機油を第１〜第３下方油戻し管３１ｂ〜３３ｂに流すことが難しくなる。特に、冷房運転時において第１〜第３室外熱交換器４１〜４３で生じる圧力損失に起因して過剰な冷媒が第１〜第３下方油戻し管３１ｂ〜３３ｂを流れることが無いように、各第１〜第３キャピラリーチューブ３１ｃ〜３３ｃが小さく設計されているため、差圧を利用しにくい暖房運転時では、十分な量の冷凍機油を第１〜第３下方油戻し管３１ｂ〜３３ｂに流すことが難しくなる。
【０１３５】
これに対して、上記空気調和装置１の第１〜第３油分離器３１〜３３では、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄが設けられているため、たとえ第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａ内に冷凍機油が溜まったとしても、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄにおけるベンチュリー効果を利用して、第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａ内に過剰な量の冷凍機油が溜まり込むことを抑制することができている。
【０１３６】
なお、暖房運転時において、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄが多くの冷凍機油を吸入することがあったとしても、暖房運転時は冷媒が第１〜第３室外熱交換器４１〜４３に送られることなく、直ぐに上段の圧縮部に吸入されるため、第１〜第３室外熱交換器４１〜４３において冷凍機油が寝込んでしまうことも避けることができる。
【０１３７】
（３−４）
また、空気調和装置１では、第１〜第３油分離器３１〜３３においてのみ第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄを採用しており、第４油分離器３４においては第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄに対応するような管を設けていない。
【０１３８】
これにより、第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａにおいては冷凍機油の溜まり込みを抑制しつつ、第４油分離器３４から四段圧縮機２０以外の他の部分への冷凍機油の流出を抑制させることが可能になっている。
【０１３９】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、第１〜第３油分離器３１〜３３において、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄと第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃとの接続位置が、第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａの外部である場合を例に挙げて説明した。
【０１４０】
しかし、第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄと第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃとの接続位置は、第１〜第３本体容器３１ａ〜３３ａの内部であってもよい。この場合、第１〜第３流出管２１ｃ〜２３ｃの下端からできるだけ離れた位置で第１〜第３上方油戻し管３１ｄ〜３３ｄが合流していることが好ましい。
【０１４１】
（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、４段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置１を例に挙げて説明した。
【０１４２】
しかし、冷凍サイクルについては、４段圧縮を行うものに限定されず、例えば、２段圧縮であっても、３段圧縮であってもよい。例えば、２段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置であれば、１段目の吐出側と２段目の吸入側との間に設けられた油分離器において上方油戻し管を採用することができる。また、例えば、３段圧縮の冷凍サイクルを行う空気調和装置であれば、１段目の吐出側と２段目の吸入側との間と、２段目の吐出側と３段目の吸入側との間と、の少なくともいずれか一方に設けられた油分離器において上方油戻し管を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１４３】
１      空気調和装置（冷凍装置）
７    制御部
１２ａ  第１室内熱交換器（蒸発器）
１３ａ  第２室内熱交換器（蒸発器）
２０      四段圧縮機
２１      第１圧縮部（低段側圧縮部、第１低段側圧縮部）
２１ｂ    第１吐出管（導入管、下段導入管）
２１ｃ    第１流出管（流出管、下段流出管）
２２      第２圧縮部（低段側圧縮部、高段側圧縮部、第１低段側圧縮部、第２低段側圧縮部）
２２ｂ    第２吐出管（導入管、下段導入管）
２２ｃ    第２流出管（流出管、下段流出管）
２３      第３圧縮部（低段側圧縮部、高段側圧縮部、第２低段側圧縮部）
２３ｂ    第３吐出管
２３ｃ    第３流出管（流出管）
２４      第４圧縮部（高段側圧縮部）
２５      四路切換弁群
２６      第１四路切換弁（切換弁）
２７      第２四路切換弁（切換弁）
２８      第３四路切換弁（切換弁）
２９      第４四路切換弁
３１      第１油分離器（中間油分離器、下段油分離器）
３１ａ    第１本体容器（本体容器、下段本体容器）
３１ｂ    第１下方油戻し管（下方油戻し管、下段下方油戻し管）
３１ｃ    第１キャピラリーチューブ（流路抵抗体）
３１ｄ    第１上方油戻し管（上方油戻し管、下段上方油戻し管）
３２      第２油分離器（中間油分離器、下段油分離器）
３２ａ    第２本体容器（本体容器、下段本体容器）
３２ｂ    第２下方油戻し管（下方油戻し管、下段下方油戻し管）
３２ｃ    第２キャピラリーチューブ（流路抵抗体）
３２ｄ    第２上方油戻し管（上方油戻し管、下段上方油戻し管）
３３      第３油分離器（中間油分離器）
３３ａ    第３本体容器（本体容器）
３３ｂ    第３下方油戻し管（下方油戻し管）
３３ｃ    第３キャピラリーチューブ（流路抵抗体）
３３ｄ    第３上方油戻し管（上方油戻し管）
３４      第４油分離器（高段油分離器）
４０      室外熱交換器
４１      第１室外熱交換器（中間冷却器）
４２      第２室外熱交換器（中間冷却器）
４３      第３室外熱交換器（中間冷却器）
４４      第４室外熱交換器（放熱器）
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
５１    エコノマイザ熱交換器
５２    エコノマイザ膨張弁
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
６２    第１液ガス開閉弁
６３    第２液ガス開閉弁
７０      膨張機構（減圧部）
７１    膨張機
７２    膨張弁
８０    分離ガス配管
８１    レシーバ
８２  分離ガス膨張弁
８３    液冷媒出口管
９０    過冷却回路
９１    過冷却熱交換器
９２    過冷却膨張弁
９３    過冷却インジェクション配管
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４４】
【特許文献１】特開２０１４−２１１２９３号公報
【図１】
2016125749.tif 000003
【図２】
2016125749.tif 000004
【図３】
2016125749.tif 000005
【図４】
2016125749.tif 000006
【図５】
2016125749.tif 000007
【図６】
2016125749.tif 000008
【図７】
2016125749.tif 000009
【図８】
2016125749.tif 000010