(57)【要約】【課題】放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置において、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構の油切れを生じにくくする。【解決手段】空気調和装置１は、圧縮機構２と、冷媒を放熱させる熱源側熱交換器４と、冷媒を蒸発させる利用側熱交換器６と、熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に送られる冷媒を分岐して圧縮機構２に戻す後段側インジェクション管１９と、熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に送られる冷媒と後段側インジェクション管１９を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器２０とを備え、エコノマイザ熱交換器２０の後段側インジェクション管１９側の流路に溜まる冷凍機油を後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構（２、１０２）と、
前記圧縮機構によって圧縮された冷媒を放熱させる放熱器（４、６）と、
前記放熱器によって放熱された冷媒を蒸発させる蒸発器（６、４）と、
前記放熱器から前記蒸発器に送られる冷媒を分岐して前記圧縮機構に戻す戻し管（１９、９５）と、
前記放熱器から前記蒸発器に送られる冷媒と前記戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器（２０、９６）とを備え、
前記冷却器の前記戻し管側の流路に溜まる冷凍機油を前記戻し管を通じて前記圧縮機構に回収する冷却器油回収運転を行う、
冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記戻し管（１９、９５）には、開度制御が可能な戻し弁（１９ａ、９５ａ）が設けられており、
前記戻し弁は、前記冷却器油回収運転の際に、全開状態にされる、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記戻し管（１９、９５）には、開度制御が可能な戻し弁（１９ａ、９５ａ）が設けられており、
前記戻し弁は、前記冷却器油回収運転の際に、前記冷却器（２０、９６）の前記戻し管側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になる開度に設定される、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記圧縮機構（２、１０２）は、運転容量を可変することが可能であり、前記冷却器油回収運転の際に、前記冷却器（２０、９６）の前記戻し管（１９、９５）側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になるように運転容量が設定される、請求項１に記載の冷凍装置（１）。
【請求項５】
前記冷凍機油は、冷媒に非相溶である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項６】
前記冷却器油回収運転は、冷媒が前記圧縮機構（２、１０２）、前記放熱器（４、６）、前記冷却器（２０、９６）、前記蒸発器（６、４）の順に循環する主冷媒回路に溜まる冷凍機油を前記圧縮機構に回収する主冷媒回路油回収運転を含む油回収運転の一部として行われる、請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項７】
前記油回収運転において、前記主冷媒回路油回収運転は、前記冷却器油回収運転よりも前に開始される、請求項６に記載の冷凍装置（１）。
【請求項８】
前記圧縮機構（２、１０２）は、複数の圧縮要素を有しており、前記複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成されており、
前記戻し管は、前記放熱器（４、６）から前記蒸発器（６、４）に送られる冷媒を分岐して前記後段側の圧縮要素に戻す後段側インジェクション管（１９）であり、
前記冷却器は、前記放熱器から前記蒸発器に送られる冷媒と前記後段側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器（２０）であり、
前記冷却器油回収運転は、前記エコノマイザ熱交換器の前記後段側インジェクション管側の流路に溜まる冷凍機油を前記後段側インジェクション管を通じて前記圧縮機構に回収するエコノマイザ熱交油回収運転である、
請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【請求項９】
前記戻し管は、前記前記放熱器（４、６）から前記蒸発器（６、４）に送られる冷媒を分岐して前記圧縮機構（２、１０２）の吸入側に戻す吸入戻し管（９５）であり、
前記冷却器は、前記放熱器から前記蒸発器に送られる冷媒と前記吸入戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う過冷却熱交換器（９６）であり、
前記冷却器油回収運転は、前記過冷却熱交換器の前記吸入戻し管側の流路に溜まる冷凍機油を前記吸入戻し管を通じて前記圧縮機構に回収する過冷却熱交油回収運転である、
請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置、特に、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍装置の１つとして、特許文献１に示されるような、二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、主として、直列に接続された前後段２つの圧縮要素を有する圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室外熱交換器と室内熱交換器との間を流れる冷媒を気液分離する気液分離器と、気液分離器から冷媒を後段側の圧縮要素に戻すための後段側インジェクション管とを有している。
【０００３】
そして、この空気調和装置においては、圧縮機の後段側の圧縮要素から吐出された後に放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒の一部を、後段側インジェクション管を通じて気液分離器から後段側の圧縮要素に戻すことによって、圧縮機の前段側の圧縮要素から吐出されて後段側の圧縮要素に吸入される中間圧の冷媒と合流させる中間圧インジェクションを行うことができる。
【特許文献１】特開２００７−２３２２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、上述のような気液分離器による中間圧インジェクションに代えて、放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素に戻すように後段側インジェクション管を設け、そして、放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒と後段側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器を設けることで、エコノマイザ熱交換器による中間圧インジェクションを行うことも考えられる。
【０００５】
しかし、エコノマイザ熱交換器による中間圧インジェクションを行う場合には、冷凍機油がエコノマイザ熱交換器の後段側インジェクション管側の流路に溜まり込みやすく、圧縮機の油切れの問題が生じやすい。
【０００６】
また、放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒の温度を低下させる等の目的で、放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒を分岐して圧縮機の吸入側に戻すように吸入戻し管を設け、そして、放熱器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の一方から蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器の他方に送られる冷媒と吸入戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う過冷却熱交換器を設けることも考えられるが、この際にも、冷凍機油が過冷却熱交換器の吸入戻し管側の流路に溜まり込みやすく、圧縮機の油切れの問題が生じやすい。
【０００７】
このように、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置においては、冷却器の戻し管側の流路に冷凍機油の溜まり込みやすく、圧縮機構の油切れの問題が生じやすい。
【０００８】
本発明の課題は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置において、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構の油切れを生じにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明にかかる冷凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構によって圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、放熱器によって放熱された冷媒を蒸発させる蒸発器と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えている。そして、この冷凍装置では、冷却器の戻し管側の流路に溜まる冷凍機油を戻し管を通じて圧縮機構に回収する冷却器油回収運転を行う。
【００１０】
放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置において、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みが生じる原因としては、戻し管に分岐された冷媒に同伴する冷凍機油が、冷媒とともに冷却器に流入し、冷却器の戻し管側の流路において冷媒が加熱されて蒸発する際に、そのまま冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んでしまうことが挙げられる。しかも、戻し管や冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒は、圧縮機、放熱器、冷却器（より具体的には、冷却器の放熱器から蒸発器に送られる冷媒が流れる側の流路）、蒸発器の順に冷媒を循環させる主冷媒回路を流れる冷媒に比べて流量が小さいことから、冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒の流速が小さくなる傾向にあるため、冷凍機油がさらに溜まり込みやすくなる原因となっている。
【００１１】
そこで、この冷凍装置では、冷却器の戻し管側の流路に溜まる冷凍機油を戻し管を通じて圧縮機構に回収する冷却器油回収運転を行うようにしている。これにより、この冷凍装置では、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。また、冷凍機油の溜まり込みによる冷却器の伝熱性能の低下を防ぐこともできる。
【００１２】
第２の発明にかかる冷凍装置は、第１の発明にかかる冷凍装置において、戻し管には、開度制御が可能な戻し弁が設けられており、戻し弁は、冷却器油回収運転の際に、全開状態にされる。
【００１３】
この冷凍装置では、冷却器油回収運転の際に、戻し弁が全開状態にされるため、冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒の流速が増加して、冷却器の戻し管側の流路に溜まった冷凍機油が下流に押し流されることになり、冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構への回収が促進される。
【００１４】
第３の発明にかかる冷凍装置は、第１の発明にかかる冷凍装置において、戻し管には、開度制御が可能な戻し弁が設けられており、戻し弁は、冷却器油回収運転の際に、冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になる開度に設定される。
【００１５】
この冷凍装置では、冷却器油回収運転の際に、戻し弁が冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になる開度に設定されるため、例えば、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合であっても、冷却器の戻し管側の流路に溜まった冷凍機油が、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を確実に上昇するようになり、冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構への回収が促進される。
【００１６】
第４の発明にかかる冷凍装置は、第１の発明にかかる冷凍装置において、圧縮機構は、運転容量を可変することが可能であり、冷却器油回収運転の際に、冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になるように運転容量が設定される。
【００１７】
この冷凍装置では、冷却器油回収運転の際に、圧縮機構が冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒のフルード数が１以上になる運転容量に設定されるため、例えば、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合であっても、冷却器の戻し管側の流路に溜まった冷凍機油が、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を確実に上昇するようになり、冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構への回収が促進される。
【００１８】
第５の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第４の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、冷凍機油は、冷媒に非相溶である。
【００１９】
この冷凍装置では、冷媒に非相溶の冷凍機油が使用されていることから、冷媒と冷凍機油が分離しやすいため、冷却器の戻し管側の流路に冷凍機油がさらに溜まりやすくなっている。
【００２０】
しかし、この冷凍装置においても、上述の第１〜第４の発明のいずれかにかかる冷凍装置と同様の冷却器油回収運転を行うようにしているため、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。
【００２１】
第６の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第５の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、冷却器油回収運転は、冷媒が圧縮機構、放熱器、冷却器、蒸発器の順に循環する主冷媒回路に溜まる冷凍機油を圧縮機構に回収する主冷媒回路油回収運転を含む油回収運転の一部として行われる。
【００２２】
この冷凍装置では、冷却器油回収運転が主冷媒回路油回収運転を含む油回収運転の一部として行われるため、通常運転（すなわち、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクル）を行うことができない時間を極力少なくできる。
【００２３】
第７の発明にかかる冷凍装置は、第６の発明にかかる冷凍装置において、油回収運転において、主冷媒回路油回収運転は、冷却器油回収運転よりも前に開始される。
【００２４】
この冷凍装置では、主冷媒回路油回収運転を冷却器油回収運転よりも前に開始することで、主冷媒回路の各所に溜まった冷凍機油が圧縮機構に回収されるため、冷却器油回収運転を行う際には、主冷媒回路の各所に溜まった冷凍機油が戻し管を通じて冷却器の戻し管側の流路に流入することのない状態となる。このため、この冷凍装置では、冷却器油回収運転を短時間で行うことができる。また、主冷媒回路油回収運転は、戻し管によって放熱器から蒸発器に送られる冷媒が分岐されない状態で行われることになるため、主冷媒回路を循環する冷媒の流量を確保しやすくなる。このため、この冷凍装置では、主冷媒回路油回収運転において、主冷媒回路の各所に溜まった冷凍機油の圧縮機構への回収が促進され、また、主冷媒回路油回収運転を短時間で行うことができる。
【００２５】
第８の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、圧縮機構は、複数の圧縮要素を有しており、複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成されており、戻し管は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素に戻す後段側インジェクション管であり、冷却器は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と後段側インジェクション管を流れる冷媒との熱交換を行うエコノマイザ熱交換器であり、冷却器油回収運転は、エコノマイザ熱交換器の後段側インジェクション管側の流路に溜まる冷凍機油を後段側インジェクション管を通じて圧縮機構に回収するエコノマイザ熱交油回収運転である。ここでいう「圧縮機構」とは、複数の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台接続したものを含む構成を意味している。また、「複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する」とは、「前段側の圧縮要素」及び「後段側の圧縮要素」という直列に接続された２つの圧縮要素を含むことだけを意味しているのではなく、複数の圧縮要素が直列に接続されており、各圧縮要素間の関係が、上述の「前段側の圧縮要素」と「後段側の圧縮要素」との関係を有することを意味している。
【００２６】
この冷凍装置は、圧縮機構が、複数の圧縮要素を有しており、複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された多段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、上述の第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置における戻し管及び冷却器としての後段側インジェクション管及びエコノマイザ熱交換器が設けられることによって、エコノマイザ熱交換器による中間圧インジェクションを行うことができるようになっている。
【００２７】
そして、この冷凍装置においても、上述の第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置における冷却器油回収運転と同様のエコノマイザ熱交油回収運転を行うようにしているため、エコノマイザ熱交換器の後段側インジェクション管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。
【００２８】
第９の発明にかかる冷凍装置は、第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置において、戻し管は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構の吸入側に戻す吸入戻し管であり、冷却器は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と吸入戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う過冷却熱交換器であり、冷却器油回収運転は、過冷却熱交換器の吸入戻し管側の流路に溜まる冷凍機油を吸入戻し管を通じて圧縮機構に回収する過冷却熱交油回収運転である。
【００２９】
この冷凍装置は、放熱器から蒸発器に送られる冷媒の温度を低下させる等の目的で、上述の第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置における戻し管及び冷却器としての吸入戻し管及び過冷却熱交換器が設けられている。
【００３０】
そして、この冷凍装置においても、上述の第１〜第７の発明のいずれかにかかる冷凍装置における冷却器油回収運転と同様の過冷却熱交油回収運転を行うようにしているため、過冷却熱交換器の吸入戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３２】
第１又は第５の発明では、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。また、冷凍機油の溜まり込みによる冷却器の伝熱性能の低下を防ぐこともできる。
【００３３】
第２の発明では、冷却器の戻し管側の流路を流れる冷媒の流速が増加して、冷却器の戻し管側の流路に溜まった冷凍機油が下流に押し流されることになり、冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構への回収が促進される。
【００３４】
第３又は第４の発明では、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合であっても、冷却器の戻し管側の流路に溜まった冷凍機油が、冷却器の戻し管側の流路が垂直に立ち上がった部分を確実に上昇するようになり、冷却器の戻し管側の流路に溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構への回収が促進される。
【００３５】
第６の発明では、通常運転を行うことができない時間を極力少なくできる。
【００３６】
第７の発明では、冷却器油回収運転を短時間で行うことができ、また、主冷媒回路油回収運転を短時間で行うことができる。
【００３７】
第８の発明では、エコノマイザ熱交換器の後段側インジェクション管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。
【００３８】
第９の発明では、過冷却熱交換器の吸入戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構における油切れを生じにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について説明する。
【００４０】
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、冷房運転が可能となるように構成された冷媒回路１０を有している。そして、この冷媒回路１０には、超臨界域で作動する冷媒（ここでは、二酸化炭素）が封入されており、二段圧縮式冷凍サイクルが行われるようになっている。
【００４１】
空気調和装置１の冷媒回路１０は、主として、圧縮機構２と、熱源側熱交換器４と、膨張機構５、第１後段側インジェクション管１９と、エコノマイザ熱交換器２０と、利用側熱交換器６とを有している。
【００４２】
圧縮機構２は、本実施形態において、２つの圧縮要素で冷媒を二段圧縮する圧縮機２１から構成されている。圧縮機２１は、ケーシング２１ａ内に、圧縮機駆動モータ２１ｂと、駆動軸２１ｃと、圧縮要素２ｃ、２ｄとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機駆動モータ２１ｂは、駆動軸２１ｃに連結されている。そして、この駆動軸２１ｃは、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄに連結されている。すなわち、圧縮機２１は、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄが単一の駆動軸２１ｃに連結されており、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄがともに圧縮機駆動モータ２１ｂによって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。圧縮要素２ｃ、２ｄは、本実施形態において、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。また、圧縮機駆動モータ２１ｂは、本実施形態において、インバータ装置（図示せず）によって運転周波数が制御されることで、運転容量を可変することが可能になっている。そして、圧縮機２１は、吸入管２ａから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素２ｃによって圧縮した後に中間冷媒管８に吐出し、中間冷媒管８に吐出された冷媒を圧縮要素２ｄに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に吐出管２ｂに吐出するように構成されている。ここで、中間冷媒管８は、圧縮要素２ｃの前段側に接続された圧縮要素２ｃから吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入させるための冷媒管である。また、吐出管２ｂは、圧縮機構２から吐出された冷媒を放熱器としての熱源側熱交換器４に送るための冷媒管であり、吐出管２ｂには、油分離機構４１と逆止機構４２とが設けられている。油分離機構４１は、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構２の吸入側へ戻す機構であり、主として、圧縮機構２から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する油分離器４１ａと、油分離器４１ａに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構２の吸入管２ａに戻す油戻し管４１ｂとを有している。油戻し管４１ｂには、油戻し管４１ｂを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構４１ｃが設けられている。減圧機構４１ｃは、本実施形態において、キャピラリチューブが使用されている。逆止機構４２は、圧縮機構２の吐出側から放熱器としての熱源側熱交換器４への冷媒の流れを許容し、かつ、放熱器としての熱源側熱交換器４から圧縮機構２の吐出側への冷媒の流れを遮断するための機構であり、本実施形態において、逆止弁が使用されている。
【００４３】
このように、圧縮機構２は、本実施形態において、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄを有しており、これらの圧縮要素２ｃ、２ｄのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成されており、その運転容量を可変することが可能になっている。また、冷媒回路１０には、圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１）の圧縮要素２ｃ、２ｄ等の摺動部を潤滑するための冷凍機油として、ポリアルキレングリコール（以下、ＰＡＧとする）が冷媒とともに封入されている。このＰＡＧは、本実施形態のように、冷媒として二酸化炭素を使用することで冷凍サイクルにおける高圧が超臨界域になるような場合であっても、高粘性の特性を有しており、圧縮要素２ｃ、２ｄ等の摺動部に対して良好な潤滑性を示すものであるが、冷媒に対する相溶性が低い、いわゆる、冷媒に非相溶の冷凍機油である。そして、この冷凍機油の大部分は、圧縮機２１のケーシング２１ａ内に溜まっているが、冷凍機油の一部は、圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１）の前段側の圧縮要素２ｃから冷媒に同伴して中間冷媒管８に吐出されたり、後段側の圧縮要素２ｄから冷媒に同伴して吐出管２ｂに吐出されることで、圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出することになる。
【００４４】
熱源側熱交換器４は、圧縮機構２によって圧縮された冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器４は、その一端が圧縮機構２に接続されており、その他端がエコノマイザ熱交換器２０を介して膨張機構５に接続されている。尚、ここでは図示しないが、熱源側熱交換器４には、熱源側熱交換器４を流れる冷媒と熱交換を行う冷却源として水や空気が供給されるようになっている。
【００４５】
膨張機構５は、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒を減圧する機構であり、本実施形態において、膨張弁の一種である電動膨張弁が使用されている。膨張機構５は、その一端がエコノマイザ熱交換器２０を介して熱源側熱交換器４に接続され、その他端が利用側熱交換器６に接続されている。また、本実施形態において、膨張機構５は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒を蒸発器としての利用側熱交換器６に送る前に冷凍サイクルにおける低圧付近まで減圧する。
【００４６】
利用側熱交換器６は、放熱器としての熱源側熱交換器４によって放熱された冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器６は、その一端が膨張機構５に接続されており、その他端が圧縮機構２に接続されている。尚、ここでは図示しないが、利用側熱交換器６には、利用側熱交換器６を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源としての水や空気が供給されるようになっている。
【００４７】
第１後段側インジェクション管１９は、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒を分岐して後段側の圧縮要素２ｄに戻す戻し管として機能する冷媒管である。本実施形態において、第１後段側インジェクション管１９は、放熱器としての熱源側熱交換器４から膨張機構５に送られる冷媒を分岐するように設けられている。より具体的には、第１後段側インジェクション管１９は、エコノマイザ熱交換器２０の上流側の位置（すなわち、放熱器としての熱源側熱交換器４とエコノマイザ熱交換器２０との間）から冷媒を分岐して中間冷媒管８に戻すように設けられている。この第１後段側インジェクション管１９には、開度制御が可能な戻し弁として機能する第１後段側インジェクション弁１９ａが設けられている。第１後段側インジェクション弁１９ａは、本実施形態において、電動膨張弁である。
【００４８】
エコノマイザ熱交換器２０は、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒と戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒（より具体的には、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後の冷媒）との熱交換を行う冷却器として機能する熱交換器である。本実施形態において、エコノマイザ熱交換器２０は、膨張機構５の上流側の位置（すなわち、第１後段側インジェクション管１９が分岐される位置と膨張機構５との間）を流れる冷媒と第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒との熱交換を行うように設けられている。また、本実施形態において、エコノマイザ熱交換器２０は、第１後段側インジェクション管１９が分岐される位置よりも下流側に設けられている。このため、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された冷媒は、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０を通過する前に、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐され、エコノマイザ熱交換器２０において、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行うことになる。
【００４９】
そして、このようなエコノマイザ熱交換器２０としては、種々の型式のものが採用可能であるが、例えば、図２に示されるような配管熱交換器を採用することができる。図２に示されるエコノマイザ熱交換器２０は、主として、管状の第１管２０ａと、管状の第２管２０ｂとを有しており、第１管２０ａの外周面と第２管２０ｂの外周面とが接触することによって構成されている。より具体的には、エコノマイザ熱交換器２０は、第１管２０ａを第２管２０ｂの外周に巻き付けることによって構成されている。第１管２０ａは、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる冷媒管に接続されており、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる流路Ｘを形成している。第２管２０ｂは、第１後段側インジェクション管１９に接続されており、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒が流れる流路Ｙを形成している。そして、第２管２０ｂは、垂直に立ち上がるように配置されており、その流路Ｙを冷媒が上方に向かって流れるように第１後段側インジェクション管１９に接続されている。また、第１管２０ａは、その流路Ｘを流れる冷媒と流路Ｙを流れる冷媒とが対向流となるように設けられている。また、配管熱交換器に代えて、図３に示される二重管熱交換器からなるエコノマイザ熱交換器２０を採用してもよい。図３に示されるエコノマイザ熱交換器２０は、主として、管状の内管２０ｃと、内管２０ｃよりも大径の外管２０ｄとを有しており、外管２０ｄが内管２０ｃの外周を取り囲むように配置されることによって構成されている。内管２０ｃは、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる冷媒管に接続されており、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる流路Ｘを形成している。外管２０ｄは、第１後段側インジェクション管１９に接続されており、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒が流れる流路Ｙを形成している。そして、内管２０ｃ及び外管２０ｄは、垂直に立ち上がるように配置されており、外管２０ｄの流路Ｙを冷媒が上方に向かって流れるように第１後段側インジェクション管１９に接続されている。また、内管２０ｃは、その流路Ｘを流れる冷媒と流路Ｙを流れる冷媒とが対向流となるように配置されている。尚、第２管２０ｂや外管２０ｄは、図２や図３に示されるように、垂直に立ち上がった部分のみから構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、上下に折り返した構成等のように、垂直に立ち上がった部分を有する構成であってもよい。
【００５０】
このように、本実施形態の空気調和装置１の冷媒回路１０は、主として、冷媒が圧縮機構２（ここでは、中間冷媒管８も含む）、放熱器としての熱源側熱交換器４、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０（より具体的には、エコノマイザ熱交換器２０の熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる側の流路Ｘ）、蒸発器としての利用側熱交換器６の順に冷媒を循環させる主冷媒回路１０ａと、この主冷媒回路１０ａに接続される戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０（より具体的には、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ）とから構成されている。
【００５１】
さらに、空気調和装置１には、各種のセンサが設けられている。具体的には、中間冷媒管８又は圧縮機構２には、中間冷媒管８を流れる冷媒の圧力を検出する中間圧力センサ５４が設けられている。エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の出口には、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の出口における冷媒の温度を検出するエコノマイザ出口温度センサ５５が設けられている。また、空気調和装置１は、ここでは図示しないが、圧縮機構２、膨張機構５、第１後段側インジェクション弁１９ａ等の空気調和装置１を構成する各部の動作を制御する制御部を有しており、この制御部は、マイクロコンピュータ、メモリや圧縮機駆動モータ２１ｂを制御するインバータ回路等を有している。
【００５２】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図１〜図８を用いて説明する。ここで、通常運転とは、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転）を行うことをいう。また、図４は、通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図５は、通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図であり、図６は、油回収運転のフローチャートであり、図７は、主冷媒回路油回収運転における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図であり、図８は、エコノマイザ熱交油回収運転における空気調和装置１内の冷媒の流れを示す図である。尚、以下の通常運転としての冷房運転や油回収運転における運転制御は、上述の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図４、図５の点Ｄ、Ｄ’、Ｅ、Ｈにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図４、図５の点Ａ、Ｆ、Ｆ’における圧力）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図４、図５の点Ｂ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力）を意味している。
【００５３】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、膨張機構５は、開度調節される。また、第１後段側インジェクション弁１９ａも、開度調節される。より具体的には、本実施形態において、第１後段側インジェクション弁１９ａは、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本実施形態において、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の出口における冷媒の過熱度は、中間圧力センサ５４により検出される中間圧を飽和温度に換算し、エコノマイザ出口温度センサ５５により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。尚、本実施形態では採用していないが、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度をエコノマイザ出口温度センサ５５により検出される冷媒温度から差し引くことによって、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、第１後段側インジェクション弁１９ａの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路１０における冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。
【００５４】
この冷媒回路１０の状態において、低圧の冷媒（図１、図４、図５の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１、図４、図５の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１、図４、図５の点Ｋ参照）と合流することで冷却される（図１、図４、図５の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１、図４、図５の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図４に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１、図４、図５の点Ｅ参照）。そして、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１、図４、図５の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１、図４、図５の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１、図４、図５の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、膨張機構５によって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１、図４、図５の点Ｆ参照）。そして、蒸発器としての利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１、図４、図５の点Ａ参照）。そして、この蒸発器としての利用側熱交換器６において加熱され蒸発した低圧の冷媒は、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００５５】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用しているため、外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができる（図５の点Ｂ１、Ｇ参照）。これにより、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用していない場合（この場合には、図４、図５の点Ａ→点Ｂ１→点Ｄ’→点Ｅ→点Ｆ’の順で冷凍サイクルが行われる）に比べて、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度が低く抑えられ（図５の点Ｄ、Ｄ’参照）、図５の点Ｂ１、Ｄ’、Ｄ、Ｇを結ぶことによって囲まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さくできることから、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率を向上させることができる。
【００５６】
また、この空気調和装置１では、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０として、放熱器としての熱源側熱交換器４から膨張機構５に送られる冷媒と第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒とが対向するように流れる流路を有する熱交換器を採用しているため、エコノマイザ熱交換器２０における熱源側熱交換器４から膨張機構５に送られる冷媒と第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒との温度差を小さくすることができ、高い熱交換効率を得ることができる。
【００５７】
＜油回収運転＞
上述のような空気調和装置１においては、通常運転としての冷房運転を長時間継続すると、冷媒とともに圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出した冷凍機油が、主冷媒回路１０ａに溜まり込んでしまい、主冷媒回路１０ａへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２の油切れが生じるおそれがある。しかも、本実施形態の空気調和装置１では、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０を設けて中間圧インジェクションを行うようにしているため、冷凍機油が、主冷媒回路１０ａだけでなく、第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙにも溜まり込んでしまい、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２の油切れが生じるおそれがある。ここで、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みが生じる原因としては、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐された冷媒に同伴する冷凍機油が、冷媒とともにエコノマイザ熱交換器２０に流入し、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙにおいて冷媒が加熱されて蒸発する際に、そのままエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んでしまうことが挙げられる。しかも、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒は、主冷媒回路１０ａを流れる冷媒に比べて流量が小さいことから、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の流速が小さくなる傾向にあり、これにより、冷凍機油がさらに溜まり込みやすくなる原因となっている（図２、３参照）。また、本実施形態では、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されているため、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まりやすくなっている（図２、３参照）。さらに、本実施形態では、冷媒に非相溶の冷凍機油が使用されていることから、冷媒と冷凍機油が分離しやすいため、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まりやすくなっている。
【００５８】
そこで、本実施形態では、主冷媒回路１０に溜まる冷凍機油を圧縮機構２に回収する主冷媒回路油回収運転と、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油を戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転とからなる油回収運転を行うようにしている。以下、本実施形態の油回収運転について、図６〜図８を用いて説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ１の通常運転（ここでは、冷房運転）が行われている際に、ステップＳ２において、油回収運転を行うべきかどうかを判定する。この判定は、空気調和装置１の運転時間に基づいて行われる。例えば、空気調和装置１が運転された時間を積算した時間である第１積算運転時間が第１所定時間ｔ１を超えた場合、又は、圧縮機構２の運転周波数が所定周波数以上の条件で空気調和装置１が運転された時間を積算した時間である第２積算運転時間が第２所定時間ｔ２を超えた場合には、油回収運転を行うべきと判定し、このような時間条件に該当しない場合には、油回収運転を行わなくてよいと判定するものである。ここで、第１積算運転時間は、通常運転がある程度の時間（ここでは、第１所定時間ｔ１）行われた場合には、その運転負荷の大小等の条件にかかわらず、冷媒回路１０の各所に冷凍機油が溜まっているものとみなして、油回収運転を行うことを意図するものであり、第２積算運転時間は、運転負荷の高い条件で通常運転が行われた場合には、第１積算運転時間が第１所定時間ｔ１を超えていなくても（すなわち、第１所定時間ｔ１よりも短い第２所定時間ｔ２を超えた時点において）、冷媒回路１０の各所に冷凍機油が溜まっているものとみなして、油回収運転を行うことを意図するものである。そして、ステップＳ２において、油回収運転を行うべきと判定された場合には、ステップＳ３の処理に移行する。
【００６０】
次に、ステップＳ３において、主冷媒回路油回収運転を開始する。この主冷媒回路油回収運転は、膨張機構５の開度を通常運転としての冷房運転よりも大きな開度に設定するとともに、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９によって放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が分岐されない状態（すなわち、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａを全閉にした状態）において、主冷媒回路１０ａ、すなわち、圧縮機構２（ここでは、中間冷媒管８も含む）、熱源側熱交換器４、エコノマイザ熱交換器２０の熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる側の流路Ｘ、膨張機構５、利用側熱交換器６の順に冷媒を循環させる運転である（図７参照）。すなわち、主冷媒回路油回収運転は、膨張機構５の開度を通常運転としての冷房運転よりも大きな開度に設定する点、及び、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９によって放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が分岐されない状態にする点を除いて、上述の冷房運転と同様である。そして、この主冷媒回路油回収運転を開始すると、膨張機構５の開度が通常運転としての冷房運転よりも大きな開度に設定されているため、主冷媒回路１０ａを循環する冷媒の流速が増加して、主冷媒回路１０ａの各所に溜まり込んだ冷凍機油が下流に押し流されることになり、主冷媒回路１０ａの各所に溜まり込んだ冷凍機油が圧縮機構２に回収される。しかも、この主冷媒回路油回収運転では、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９によって放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が分岐されない状態で行われているため、主冷媒回路１０ａを循環する冷媒の流量を確保しやすくなり、主冷媒回路１０ａの各所に溜まった冷凍機油の圧縮機構２への回収が促進され、また、主冷媒回路油回収運転を短時間で行うことができるようになっている。そして、この主冷媒回路油回収運転は、ステップＳ４において、主冷媒回路油回収運転の運転時間である主冷媒回路油回収運転時間が第３所定時間ｔ３を超えるまで行われる。
【００６１】
次に、ステップＳ５において、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を開始する。このエコノマイザ熱交油回収運転は、主冷媒回路油回収運転の状態から戻し管としての第１後段側インジェクション管１９によって放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒が分岐される状態（すなわち、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａを開けた状態）にして、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油を第１後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する運転である（図８参照）。ここで、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａは、全開状態にされ、膨張機構５の開度は、主冷媒回路油回収運転よりも小さな開度に設定される。そして、このエコノマイザ熱交油回収運転を開始すると、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて後段側の圧縮要素２ｄに戻され、圧縮機構２に回収される。しかも、このエコノマイザ熱交油回収運転では、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａが全開状態にされているため、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の流速が増加して、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まった冷凍機油が下流に押し流されることになり、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構２への回収が促進されている。また、このエコノマイザ熱交油回収運転では、膨張機構５の開度が主冷媒回路油回収運転よりも小さな開度に設定されているため、主冷媒回路１０ａを循環する冷媒の流量が減少し、その分だけ、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される冷媒の流量が増加して、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まった冷凍機油の圧縮機構２への回収が促進され、また、エコノマイザ熱交油回収運転を短時間で行うことができるようになっている。そして、このエコノマイザ熱交油回収運転は、ステップＳ６において、エコノマイザ熱交油回収運転の運転時間である冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転時間が第４所定時間ｔ４を超えるまで行われて、ステップＳ１の通常運転としての冷房運転に復帰することになる。尚、第４所定時間ｔ４は、第３所定時間ｔ３よりも短い時間に設定されている。
【００６２】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。また、冷凍機油の溜まり込みによるエコノマイザ熱交換器２０の伝熱性能の低下を防ぐこともできる。特に、この空気調和装置１では、冷媒（ここでは、二酸化炭素）に非相溶の冷凍機油（ここでは、ＰＡＧ）が使用されていることから、冷媒と冷凍機油が分離しやすく、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに冷凍機油がさらに溜まりやすくなっているため、上述の冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことが有効である。
【００６３】
また、この空気調和装置１では、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転が主冷媒回路油回収運転を含む油回収運転の一部として行われるため、通常運転としての冷房運転を行うことができない時間を極力少なくできる。
【００６４】
さらに、この空気調和装置１では、主冷媒回路油回収運転を冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転よりも前に開始することで、主冷媒回路１０ａの各所に溜まった冷凍機油が圧縮機構２に回収されるため、エコノマイザ熱交油回収運転を行う際には、主冷媒回路１０ａの各所に溜まった冷凍機油が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに流入することのない状態となる。このため、この空気調和装置１では、エコノマイザ熱交油回収運転を短時間で行うことができる。
【００６５】
（３）変形例１
上述の実施形態にかかる油回収運転では、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転が主冷媒回路油回収運転を含む油回収運転を行う毎に行われるようになっているが（図６参照）、図９に示されるように、油回収運転が複数回（ここでは、ｎ回）行われる毎に１回だけエコノマイザ熱交油回収運転を行うようにしてもよい。より具体的には、図６に示されるステップＳ１〜Ｓ６からなる油回収運転において、例えば、主冷媒回路油回収運転の完了を判定するステップＳ４の後に、油回収運転（より具体的には、主冷媒回路油回収運転）が行われた回数ｋが冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うべき回数ｎに達したかどうかを判定するステップＳ７、油回収運転が行われた回数ｋを１回ずつ加算するステップＳ８、及び、油回収運転が行われた回数ｋをゼロ（すなわち、回数ｋをリセットする）ステップＳ９を追加することができる（図９参照）。
【００６６】
そして、このようなステップＳ７〜Ｓ９が追加された本変形例にかかる油回収運転においては、まず、ステップＳ７において、回数ｋが回数ｎに達するまでは、ステップＳ８において、油回収運転が行われた回数ｋを１回ずつ加算しながら、ステップＳ１の通常運転としての冷房運転、ステップＳ２における油回収運転を行うべきかどうかの判定、及び、ステップＳ３、Ｓ４の主冷媒回路油回収運転を繰り返す。そして、ステップＳ７において、油回収運転の回数ｋが回数ｎに達したと判定された場合には、ステップＳ５、Ｓ６の冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行い、ステップＳ６において、エコノマイザ熱交油回収運転が完了したと判定された場合には、ステップＳ９において、油回収運転が行われた回数ｋをゼロにして（すなわち、回数ｋをリセットして）、ステップＳ１の通常運転としての冷房運転に戻る処理が行われる。
【００６７】
このように、本変形例の空気調和装置１では、上述の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、油回収運転が複数回行われる毎に１回だけエコノマイザ熱交油回収運転を行うようにしているため、通常運転としての冷房運転を行うことができない時間をさらに少なくできる。
【００６８】
（４）変形例２
上述の実施形態及びその変形例にかかる空気調和装置１では、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転の際に、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａを全開状態にしているが、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）を流れる冷媒のフルード数（Ｆｒ数）が１以上になるように、第１後段側インジェクション弁１９ａの開度を設定するようにしてもよい。
【００６９】
まず、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上にする意味について説明する。図２や図３に示される冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０のように、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合には、第１後段側インジェクション管１９に分岐された冷媒に同伴する冷凍機油が、冷媒とともにエコノマイザ熱交換器２０に流入し、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙにおいて冷媒が加熱されて蒸発する際に、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んでしまいやすく、しかも、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転の際に、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の流速を大きくしなければ、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まった冷凍機油がこの流路Ｙの垂直に立ち上がった部分を上昇して下流に押し流されるような流れを得ることができない。
【００７０】
しかし、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の流速をどの程度に設定するかは、冷凍機油がこの流路Ｙの垂直に立ち上がった部分を上昇するかどうかで決定されるべきものである。
【００７１】
そして、冷凍機油がこの流路Ｙの垂直に立ち上がった部分を上昇するためには、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上にすることが望ましいことから、上述のように、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になるように、第１後段側インジェクション弁１９ａの開度を設定している。
【００７２】
次に、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａの開度の設定について説明する。
【００７３】
まず、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数は、次式で表される。
【００７４】
Ｆｒ＝（ρｒ／ρｏ）×（ｕ2／ｇＤ）
ここで、ρｒは、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の密度であり、ρｏは、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷凍機油の密度であり、ｕは、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒の流速であり、ｇは、重力加速度であり、Ｄは、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙの内径である。
【００７５】
そして、重力加速度ｇ及び内径Ｄは、既知の値であり、密度ρｒ、ρｏは、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転において想定される冷媒回路１０の各所における冷媒の圧力及び温度の値から得られる値であるため、上式より、フルード数が１となる際の冷媒の流速ｕを得ることができる。
【００７６】
そうすると、この流速ｕの値、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転において想定される冷媒回路１０の各部における冷媒の圧力及び温度の値、及び、既知の第１後段側インジェクション弁１９ａの開度−Ｃｖ値特性から、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる第１後段側インジェクション弁１９ａの開度を得ることができ、予め設定しておくことができる。尚、本変形例では、採用していないが、冷媒回路１０の各所に圧力センサや温度センサを設けて、これらの実測値を用いて、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる第１後段側インジェクション弁１９ａの開度を得るようにしてもよい。
【００７７】
このように、本変形例の空気調和装置１では、上述の実施形態及びその変形例と同様の作用効果が得られるとともに、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転の際に、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａが冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる開度に設定されるため、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合であっても、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まった冷凍機油が、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を上昇するようになり、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構２への回収が促進される。
【００７８】
（５）変形例３
上述の変形例２にかかる空気調和装置１では、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転の際に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）を流れる冷媒のフルード数が１以上になるように、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａの開度を設定しているが、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になるように、圧縮機構２の運転容量を設定してもよい。
【００７９】
この場合には、上述の変形例２と同様、冷凍機油がエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙの垂直に立ち上がった部分を上昇することができる流速ｕが得られるように、圧縮機駆動モータ２１ｂの運転周波数を設定することになる。例えば、上述の実施形態及び変形例１のように、戻し弁としての第１後段側インジェクション弁１９ａを全開状態として冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行う場合には、第１後段側インジェクション弁１９ａの全開状態におけるＣｖ値、及び、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転において想定される冷媒回路１０の各部における冷媒の圧力及び温度の値から、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる流速ｕ及び流量を得て、さらに、主冷媒回路１０ａを流れる冷媒の流量を考慮して、冷媒回路１０全体の冷媒循環量を得て、この冷媒循環量に対応する圧縮機構２の運転容量（ここでは、圧縮機駆動モータ２１ｂの運転周波数）を予め設定することができる。尚、本変形例では、採用していないが、冷媒回路１０の各所に圧力センサや温度センサを設けて、これらの実測値を用いて、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる圧縮機構２の運転容量を得るようにしてもよい。
【００８０】
このように、本変形例の空気調和装置１においても、上述の変形例２と同様に、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転の際に、圧縮機構２が冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙを流れる冷媒のフルード数が１以上になる運転容量に設定されるため、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を有しており、この垂直に立ち上がった部分を冷媒が上方に向かって流れるように構成されている場合であっても、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まった冷凍機油が、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙが垂直に立ち上がった部分を上昇するようになり、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んだ冷凍機油の圧縮機構２への回収が促進される。
【００８１】
（６）変形例４
上述の実施形態及びその変形例では、冷房運転が可能に構成された二段圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置１において、第１後段側インジェクション管１９及びエコノマイザ熱交換器２０を設けることで、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うことができるようにしているが、この構成に加えて、冷房運転と暖房運転とが切換可能な構成にしてもよい。
【００８２】
例えば、図１０に示されるように、二段圧縮式の圧縮機構２が採用された上述の実施形態の冷媒回路１０（図１参照）において、冷房運転と暖房運転とを切換可能にするための切換機構３が設けられ、そして、膨張機構５に代えて第１膨張機構５ａ及び第２膨張機構５ｂが設けられるとともに、ブリッジ回路１７、及び、レシーバ１８が設けられた冷媒回路１１０にすることができる。
【００８３】
ここで、切換機構３は、冷媒回路１１０内における冷媒の流れの方向を切り換えるための機構であり、冷房運転時には、熱源側熱交換器４を圧縮機構２から吐出される冷媒の放熱器として、かつ、利用側熱交換器６を熱源側熱交換器４において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と熱源側熱交換器４の一端とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と利用側熱交換器６とを接続し（図１０の切換機構３の実線を参照、以下、この切換機構３の状態を「冷却運転状態」とする）、暖房運転時には、利用側熱交換器６を圧縮機構２から吐出される冷媒の放熱器として、かつ、熱源側熱交換器４を利用側熱交換器６において冷却された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機構２の吐出側と利用側熱交換器６とを接続するとともに圧縮機構２の吸入側と熱源側熱交換器４の一端とを接続することが可能である（図１０の切換機構３の破線を参照、以下、この切換機構３の状態を「加熱運転状態」とする）。本変形例において、切換機構３は、圧縮機構２の吸入側、圧縮機構２の吐出側、熱源側熱交換器４及び利用側熱交換器６に接続された四路切換弁である。尚、切換機構３は、四路切換弁に限定されるものではなく、例えば、複数の電磁弁を組み合わせる等によって、上述と同様の冷媒の流れの方向を切り換える機能を有するように構成したものであってもよい。
【００８４】
また、ブリッジ回路１７は、熱源側熱交換器４と利用側熱交換器６との間に設けられており、レシーバ１８の入口に接続されるレシーバ入口管１８ａ、及び、レシーバ１８の出口に接続されるレシーバ出口管１８ｂに接続されている。ブリッジ回路１７は、本変形例において、４つの逆止弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを有している。そして、入口逆止弁１７ａは、熱源側熱交換器４からレシーバ入口管１８ａへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。入口逆止弁１７ｂは、利用側熱交換器６からレシーバ入口管１８ａへの冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、入口逆止弁１７ａ、１７ｂは、熱源側熱交換器４及び利用側熱交換器６の一方からレシーバ入口管１８ａに冷媒を流通させる機能を有している。出口逆止弁１７ｃは、レシーバ出口管１８ｂから利用側熱交換器６への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。出口逆止弁１７ｄは、レシーバ出口管１８ｂから熱源側熱交換器４への冷媒の流通のみを許容する逆止弁である。すなわち、出口逆止弁１７ｃ、１７ｄは、レシーバ出口管１８ｂから熱源側熱交換器４及び利用側熱交換器６の他方に冷媒を流通させる機能を有している。また、本変形例において、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０は、レシーバ入口管１８ａに設けられており、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９は、レシーバ入口管１８ａを流れる冷媒を分岐するように接続されている。
【００８５】
また、第１膨張機構５ａは、レシーバ入口管１８ａに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本変形例において、電動膨張弁が使用されている。また、本変形例において、第１膨張機構５ａは、冷房運転時には、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒をエコノマイザ熱交換器２０及びレシーバ１８を介して利用側熱交換器６に送る前に冷媒の飽和圧力付近まで減圧し、暖房運転時には、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒をエコノマイザ熱交換器２０及びレシーバ１８を介して熱源側熱交換器４に送る前に冷媒の飽和圧力付近まで減圧する。
【００８６】
また、レシーバ１８は、冷房運転と暖房運転との間で冷媒回路１１０における冷媒の循環量が異なる等の運転状態に応じて発生する余剰冷媒を溜めることができるように、第１膨張機構５ａで減圧された後の冷媒を一時的に溜めるために設けられた容器であり、その入口がレシーバ入口管１８ａに接続されており、その出口がレシーバ出口管１８ｂに接続されている。また、レシーバ１８には、レシーバ１８内から冷媒を抜き出して圧縮機構２の吸入管２ａ（すなわち、圧縮機構２の前段側の圧縮要素２ｃの吸入側）に戻すことが可能な第１吸入戻し管１８ｆが接続されている。この第１吸入戻し管１８ｆには、第１吸入戻し開閉弁１８ｇが設けられている。第１吸入戻し開閉弁１８ｇは、本変形例において、電磁弁である。
【００８７】
また、第２膨張機構５ｂは、レシーバ出口管１８ｂに設けられた冷媒を減圧する機構であり、本変形例において、電動膨張弁が使用されている。また、本変形例において、第２膨張機構５ｂは、冷房運転時には、第１膨張機構５ａによって減圧された冷媒をレシーバ１８を介して利用側熱交換器６に送る前に冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧し、暖房運転時には、第１膨張機構５ａによって減圧された冷媒をレシーバ１８を介して熱源側熱交換器４に送る前に冷凍サイクルにおける低圧になるまでさらに減圧する。
【００８８】
このように、本変形例の冷媒回路１１０は、主として、冷媒が圧縮機構２（ここでは、中間冷媒管８も含む）、放熱器としての熱源側熱交換器４、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０（より具体的には、エコノマイザ熱交換器２０の熱源側熱交換器４から利用側熱交換器６に送られる冷媒が流れる側の流路Ｘ（図２、図３参照））、蒸発器としての利用側熱交換器６の順に冷媒を循環させる主冷媒回路１１０ａと、この主冷媒回路１１０ａに接続される戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０（より具体的には、エコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照））とから構成されており、切換機構３及びブリッジ回路１７によって、圧縮機構２、熱源側熱交換器４、エコノマイザ熱交換器２０、第１膨張機構５ａ、レシーバ１８、第２膨張機構５ｂ、利用側熱交換器６の順に冷媒を循環させる冷却運転状態と、圧縮機構２、利用側熱交換器６、第１膨張機構５ａ、エコノマイザ熱交換器２０、レシーバ１８、第２膨張機構５ｂ、熱源側熱交換器４の順に冷媒を循環させる加熱運転状態とを切り換えることができるようになっている。
【００８９】
次に、本変形例の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図１０〜図１２を用いて説明する。ここで、通常運転とは、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転及び必要暖房能力に応じた暖房運転）を行うことをいう。また、図１１は、本変形例における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図１２は、本変形例における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルについては、図１１及び図１２を用いて説明するものとする。より具体的には、図１１及び図１２における点Ｅと点Ｆとを入れ替えることによって代用して、暖房運転時の冷凍サイクルについて説明する。尚、以下の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転における運転制御は、上述の実施形態と同様の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図１１、図１２の点Ｄ、Ｄ’、Ｅ、Ｈ、Ｉにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図１１、図１２の点Ａ、Ｆにおける圧力）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図１１、図１２の点Ｂ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力）を意味している。
【００９０】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、切換機構３が図１０の実線で示される冷却運転状態とされる。また、第１膨張機構５ａ及び第２膨張機構５ｂは、開度調節される。また、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の実施形態及びその変形例と同様の開度調節がなされる。
【００９１】
この冷媒回路１１０の状態において、低圧の冷媒（図１０〜図１２の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１０〜図１２の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１０〜図１２の点Ｋ参照）と合流することで冷却される（図１０〜図１２の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した（すなわち、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１０〜図１２の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１１に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られる。そして、熱源側熱交換器４に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器４において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１０〜図１２の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路１７の入口逆止弁１７ａを通じてレシーバ入口管１８ａに流入し、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１０〜図１２の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１０〜図１２の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１０〜図１２の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図１０〜図１２の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管１８ｂに送られて、第２膨張機構５ｂによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路１７の出口逆止弁１７ｃを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１０〜図１２の点Ｆ参照）。そして、利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１０〜図１２の点Ａ参照）。そして、この利用側熱交換器６において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【００９２】
このように、本変形例の空気調和装置１では、上述の実施形態及びその変形例と同様に、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用しているため、外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、これにより、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用していない場合に比べて、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度が低く抑えられ、図１２の点Ｂ１、Ｄ’、Ｄ、Ｇを結ぶことによって囲まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さくできることから、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率を向上させることができる。
【００９３】
＜通常運転としての暖房運転＞
暖房運転時は、切換機構３が図１０の破線で示される加熱運転状態とされる。また、第１膨張機構５ａ及び第２膨張機構５ｂは、開度調節される。また、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の冷房運転時と同様の開度調節がなされる。
【００９４】
この冷媒回路１１０の状態において、低圧の冷媒（図１０〜図１２の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１０〜図１２の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時と同様に、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１０〜図１２の点Ｋ参照）と合流することで冷却される（図１０〜図１２の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１０〜図１２の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１１に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１０の点Ｆ、及び、図１１、図１２の点Ｅを点Ｆに読み替えて参照）。そして、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒は、ブリッジ回路１７の入口逆止弁１７ｂを通じてレシーバ入口管１８ａに流入し、その一部が第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１０〜図１２の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１０〜図１２の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１０〜図１２の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図１０〜図１２の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、レシーバ出口管１８ｂに送られて、第２膨張機構５ｂによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、ブリッジ回路１７の出口逆止弁１７ｄを通じて、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器４に送られる（図１０の点Ｅ、及び、図１１、図１２の点Ｆを点Ｅに読み替えて参照）。そして、熱源側熱交換器４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１０〜図１２の点Ａ参照）。そして、この熱源側熱交換器４において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【００９５】
このように、本変形例の空気調和装置１では、暖房運転時においても、冷房運転時と同様に、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用しているため、外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、これにより、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを採用していない場合に比べて、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度が低く抑えられ、図１２の点Ｂ１、Ｄ’、Ｄ、Ｇを結ぶことによって囲まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さくできることから、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率を向上させることができる。
【００９６】
＜油回収運転＞
本変形例の空気調和装置１においても、上述の実施形態及びその変形例と同様、通常運転としての冷房運転及び暖房運転を長時間継続すると、冷媒とともに圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出した冷凍機油が、主冷媒回路１１０ａや戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んでしまい、圧縮機構２の油切れが生じるおそれがある。
【００９７】
このため、本変形例においても、上述の実施形態及びその変形例と同様に、主冷媒回路１１０ａに溜まる冷凍機油を圧縮機構２に回収する主冷媒回路油回収運転と、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油を戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転とからなる油回収運転を行う必要がある。
【００９８】
尚、本変形例の油回収運転は、上述の実施形態及びその変形例と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。但し、本変形例の冷媒回路１１０では、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行っており、これにより、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込んでしまうことから、ステップＳ２（図６、図９及びその関連記載を参照）における第１積算運転時間や第２積算運転時間は、冷房運転及び暖房運転の両方の時間を積算することが好ましい。また、本変形例の冷媒回路１１０が冷房運転と暖房運転とが切換可能な構成であるため、油回収運転の動作の簡略化や利用側への影響を少なくする観点から、ステップＳ２において、油回収運転を行うべきと判定された場合には、切換機構３の切換状態をその判定がされた時点における切換状態を変えることなく、すなわち、油回収運転を行うべきと判定された場合における運転が冷房運転であれば、切換機構３を冷却運転状態で維持し、また、油回収運転を行うべきと判定された場合における運転が暖房運転であれば、切換機構３を加熱運転状態で維持したままで、ステップＳ３以降の処理を行うことが好ましい。
【００９９】
このように、本変形例の空気調和装置１においても、上述の実施形態及びその変形例と同様に、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。
【０１００】
（７）変形例５
上述の変形例４における冷媒回路１１０（図１０参照）においては、上述のように、切換機構３を冷却運転状態にする冷房運転及び切換機構３を加熱運転状態にする暖房運転のいずれにおいても、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うことで、後段側の圧縮要素２ｄから吐出される冷媒の温度を低下させるとともに、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率の向上を図るようにしている。そして、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションは、冷凍サイクルにおける中間圧が臨界圧力付近まで上昇した条件においても使用可能であることから、上述の実施形態及びその変形例における冷媒回路１０、１１０（図１、図１０参照）のように、１つの利用側熱交換器６を有する構成では、超臨界域で作動する冷媒を使用する場合には、特に、有利であると考えられる。
【０１０１】
しかし、複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房を行うこと等を目的として、互いに並列に接続された複数の利用側熱交換器６を有する構成にするとともに、各利用側熱交換器６を流れる冷媒の流量を制御して各利用側熱交換器６において必要とされる冷凍負荷を得ることができるようにするために、気液分離器としてのレシーバ１８と利用側熱交換器６との間において各利用側熱交換器６に対応するように利用側膨張機構５ｃを設ける場合がある。
【０１０２】
例えば、詳細は図示しないが、上述の変形例４におけるブリッジ回路１７を有する冷媒回路１１０（図１０参照）において、互いが並列に接続された複数（ここでは、２つ）の利用側熱交換器６を設けるとともに、気液分離器としてのレシーバ１８（より具体的には、ブリッジ回路１７）と利用側熱交換器６との間において各利用側熱交換器６に対応するように利用側膨張機構５ｃを設け（図１３参照）、レシーバ出口管１８ｂに設けられていた第２膨張機構５ｂを削除し、また、ブリッジ回路１７の出口逆止弁１７ｄに代えて、暖房運転時に冷凍サイクルにおける低圧まで冷媒を減圧する第３膨張機構（図示せず）を設けることが考えられる。
【０１０３】
そして、このような構成においても、切換機構３を冷却運転状態にする冷房運転のように、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された後に熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ以外に大幅な減圧操作が行われることなく、冷凍サイクルにおける高圧から冷凍サイクルの中間圧付近までの圧力差を利用できる条件においては、上述の変形例４と同様、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが有利である。
【０１０４】
しかし、切換機構３を加熱運転状態にする暖房運転のように、各利用側膨張機構５ｃが放熱器としての各利用側熱交換器６において必要とされる冷凍負荷が得られるように放熱器としての各利用側熱交換器６を流れる冷媒の流量を制御しており、放熱器としての各利用側熱交換器６を通過する冷媒の流量が、放熱器としての各利用側熱交換器６の下流側でかつエコノマイザ熱交換器２０の上流側に設けられた利用側膨張機構５ｃの開度制御による冷媒の減圧操作によって概ね決定される条件においては、各利用側膨張機構５ｃの開度制御による冷媒の減圧の程度が、放熱器としての各利用側熱交換器６を流れる冷媒の流量だけでなく、複数の放熱器としての利用側熱交換器６間の流量分配の状態によって変動することになり、複数の利用側膨張機構５ｃ間で減圧の程度が大きく異なる状態が生じたり、利用側膨張機構５ｃにおける減圧の程度が比較的大きくなったりする場合があるため、エコノマイザ熱交換器２０の入口における冷媒の圧力が低くなるおそれがあり、このような場合には、エコノマイザ熱交換器２０における交換熱量（すなわち、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒の流量）が小さくなってしまい使用が困難になるおそれがある。特に、このような空気調和装置１を、主として圧縮機構２、熱源側熱交換器４及びレシーバ１８を含む熱源ユニットと、主として利用側熱交換器６を含む利用ユニットとが連絡配管によって接続されたセパレート型の空気調和装置として構成する場合には、利用ユニット及び熱源ユニットの配置によっては、この連絡配管が非常に長くなることがあり得るため、その圧力損失による影響も加わり、エコノマイザ熱交換器２０の入口における冷媒の圧力がさらに低下することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０の入口における冷媒の圧力が低下するおそれがある場合には、気液分離器圧力が臨界圧力よりも低い圧力であれば気液分離器圧力と冷凍サイクルにおける中間圧（ここでは、中間冷媒管８を流れる冷媒の圧力）との圧力差が小さい条件であっても使用可能な気液分離器による中間圧インジェクションが有利である。
【０１０５】
そこで、本変形例では、図１３に示されるように、レシーバ１８を気液分離器として機能させて中間圧インジェクションを行うことができるようにするために、レシーバ１８に第２後段側インジェクション管１８ｃを接続するようにして、冷房運転時には、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行い、暖房運転時には、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションを行うことが可能な冷媒回路２１０としている。
【０１０６】
尚、第２後段側インジェクション管１８ｃは、レシーバ１８から冷媒を抜き出して圧縮機構２の後段側の圧縮要素２ｄに戻す中間圧インジェクションを行うことが可能な冷媒管であり、本変形例において、レシーバ１８の上部と中間冷媒管８（すなわち、圧縮機構２の後段側の圧縮要素２ｄの吸入側）とを接続するように設けられている。この第２後段側インジェクション管１８ｃには、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄと第２後段側インジェクション逆止機構１８ｅとが設けられている。第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄは、開閉動作が可能な弁であり、本変形例において、電磁弁である。第２後段側インジェクション逆止機構１８ｅは、レシーバ１８から後段側の圧縮要素２ｄへの冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧縮要素２ｄからレシーバ１８への冷媒の流れを遮断するための機構であり、本変形例において、逆止弁が使用されている。尚、第２後段側インジェクション管１８ｃと第１吸入戻し管１８ｆとは、レシーバ１８側の部分が一体となっている。また、第２後段側インジェクション管１８ｃと第１後段側インジェクション管１９とは、中間冷媒管８側の部分が一体となっている。また、本変形例において、利用側膨張機構５ｃは、電動膨張弁である。また、本変形例では、上述のように、第１後段側インジェクション管１９及びエコノマイザ熱交換器２０を冷房運転時に使用し、第２後段側インジェクション管１８ｃを暖房運転時に使用するようにしていることから、エコノマイザ熱交換器２０への冷媒の流通方向を冷房運転及び暖房運転を問わず一定にする必要がないため、ブリッジ回路１７を省略して、冷媒回路２１０の構成を簡単化している。
【０１０７】
次に、本変形例の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図１３、図１１、図１２、図１４、図１５を用いて説明する。ここで、通常運転とは、上述の変形例４と同様に、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転及び必要暖房能力に応じた暖房運転）を行うことをいう。また、図１４は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図１５は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルについては、図１１、図１２を用いて説明するものとする。尚、以下の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転における運転制御は、上述の実施形態と同様の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図１１、図１２の点Ｄ、Ｄ’、Ｅ、Ｈ、Ｉにおける圧力や図１４、図１５の点Ｄ、Ｄ’、Ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図１１、図１２の点Ａ、Ｆにおける圧力や図１４、図１５の点Ａ、Ｅ）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図１１、図１２の点Ｂ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力や図１４、図１５の点Ｂ１、Ｇ、Ｉ、Ｌ、Ｍ）を意味している。
【０１０８】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、切換機構３が図１３の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションを行わずに、第１後段側インジェクション管１９を通じて、エコノマイザ熱交換器２０において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄは閉状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の実施形態及びその変形例と同様の開度調節がなされる。
【０１０９】
この冷媒回路２１０の状態において、低圧の冷媒（図１３、図１１、図１２の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１３、図１１、図１２の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１３、図１１、図１２の点Ｋ参照）と合流することで冷却される（図１３、図１１、図１２の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した（すなわち、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１３、図１１、図１２の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１１に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られる。そして、熱源側熱交換器４に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器４において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１３、図１１、図１２の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１３、図１１、図１２の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１３、図１１、図１２の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１３、図１１、図１２の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図１３、図１１、図１２の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、利用側膨張機構５ｃに送られて、利用側膨張機構５ｃよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１３、図１１、図１２の点Ｆ参照）。そして、利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１３、図１１、図１２の点Ａ参照）。そして、この利用側熱交換器６において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１１０】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷房運転時においては、上述の実施形態及びその変形例と同様に、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われるため、外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、これにより、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度が低く抑えられ、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率を向上させることができる。
【０１１１】
＜通常運転としての暖房運転＞
通常運転としての暖房運転時は、切換機構３が図１３の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行わずに、第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて、気液分離器としてのレシーバ１８から冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すレシーバ１８による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄが開状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａが全閉状態にされる。
【０１１２】
この冷媒回路２１０の状態において、低圧の冷媒（図１３〜図１５の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１３〜図１５の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、レシーバ１８から第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１３〜図１５の点Ｍ参照）と合流することで冷却される（図１３〜図１５の点Ｇ参照）。次に、第２後段側インジェクション管１８ｃから戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１３〜図１５の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１４に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１３〜図１５の点Ｆを参照）。そして、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構５ｃによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ１８内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる（図１３〜図１５の点Ｉ、Ｌ、Ｍ参照）。そして、レシーバ１８において気液分離されたガス冷媒は、第２後段側インジェクション管１８ｃによってレシーバ１８の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ１８内に溜められた液冷媒は、第１膨張機構５ａによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器４に送られる（図１３〜図１５の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１３〜図１５の点Ａ参照）。そして、この熱源側熱交換器４において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１１３】
このように、本変形例の空気調和装置１では、暖房運転時においては、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションに代えて、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションが行われるため、外部への放熱を行うことなく、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度を低く抑えることができ、これにより、レシーバ１８による中間圧インジェクションを採用していない場合に比べて、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度が低く抑えられ、図１５の点Ｂ１、Ｄ’、Ｄ、Ｇを結ぶことによって囲まれる面積に相当する分の放熱ロスを小さくできることから、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率を向上させることができる。
【０１１４】
＜油回収運転＞
本変形例の空気調和装置１においては、上述の変形例４とは異なり、通常運転としての冷房運転にのみ、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしているため、冷房運転を長時間継続すると、冷媒とともに圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出した冷凍機油が、主冷媒回路２１０ａや戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）に溜まり込むが、暖房運転を長時間継続しても、冷媒とともに圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出した冷凍機油が、主冷媒回路２１０ａに溜まり込むことはあるが、第１後段側インジェクション管１９及びエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まり込むことはほとんどない。
【０１１５】
このため、本変形例においては、上述の変形例４とは異なり、主冷媒回路２１０ａに溜まる冷凍機油を圧縮機構２に回収する主冷媒回路油回収運転については、冷房運転及び暖房運転のいずれにおいても行う必要があるが、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油を戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転については、冷房運転のみ行うようにしてもよい。すなわち、エコノマイザ熱交油回収運転に関するステップＳ５、Ｓ６（図６、図９及びその関連記載を参照）の処理の前に、油回収運転を行う直前の運転が冷房運転であるかどうかを判定して、冷房運転であれば、主冷媒回路油回収運転が完了した後に、ステップＳ５、Ｓ６の処理に移行して、エコノマイザ熱交油回収運転を行い、冷房運転でなければ（すなわち、暖房運転であれば）、主冷媒回路油回収運転が完了した後に、エコノマイザ熱交油回収運転を行うことなく、ステップＳ１に戻るようにしてもよい。
【０１１６】
このように、本変形例の空気調和装置１においては、通常運転としての冷房運転にのみ、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行う点が変形例４とは異なることから、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによる効果が冷房運転時に限定されることになるが、上述の実施形態及びその変形例と同様に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。
【０１１７】
（８）変形例６
上述の変形例５における冷媒回路２１０（図１３参照）においては、複数の空調空間の空調負荷に応じた冷房や暖房を行うこと等を目的として、互いに並列に接続された複数の利用側熱交換器６を有する構成にするとともに、各利用側熱交換器６を流れる冷媒の流量を制御して各利用側熱交換器６において必要とされる冷凍負荷を得ることができるようにするために、レシーバ１８と利用側熱交換器６との間において各利用側熱交換器６に対応するように利用側膨張機構５ｃを設けた構成を採用している。このような構成では、冷房運転時において、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められた冷媒（図１３の点Ｌ参照）が、各利用側膨張機構５ｃに分配されるが、レシーバ１８から各利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒が気液二相状態であると、各利用側膨張機構５ｃへの分配時に偏流を生じるおそれがあるため、レシーバ１８から各利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒をできるだけ過冷却状態にすることが望ましい。
【０１１８】
そこで、本変形例では、図１６に示されるように、上述の変形例５における冷媒回路２１０において、レシーバ１８と利用側膨張機構５ｃとの間に、冷却器としての過冷却熱交換器９６及び戻し管としての第２吸入戻し管９５を設けた冷媒回路３１０としている。
【０１１９】
ここで、第２吸入戻し管９５は、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒を分岐して圧縮機構２の吸入側（すなわち、吸入管２ａ）に戻す戻し管として機能する冷媒管である。本変形例において、第２吸入戻し管９５は、レシーバ１８から利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を分岐するように設けられている。より具体的には、第２吸入戻し管９５は、過冷却熱交換器９６の上流側の位置（すなわち、レシーバ１８とエコノマイザ熱交換器２０との間）から冷媒を分岐して中間冷媒管８に戻すように設けられている。この第２吸入戻し管９５には、開度制御が可能な戻し弁として機能する第２吸入戻し弁９５ａが設けられている。第２吸入戻し弁９５ａは、本変形例において、電動膨張弁である。
【０１２０】
また、過冷却熱交換器９６は、放熱器としての熱源側熱交換器４から蒸発器としての利用側熱交換器６に送られる冷媒と第２吸入戻し管９５を流れる冷媒（より具体的には、戻し管としての第２吸入戻し弁９５ａにおいて低圧付近まで減圧された後の冷媒）との熱交換を行う熱交換器である。本変形例において、過冷却熱交換器９６は、利用側膨張機構５ｃの上流側の位置（すなわち、第２吸入戻し管９５が分岐される位置と利用側膨張機構５ｃとの間）を流れる冷媒と第２吸入戻し管９５を流れる冷媒との熱交換を行うように設けられている。また、本変形例において、過冷却熱交換器９６は、第２吸入戻し管９５が分岐される位置よりも下流側に設けられている。このため、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された冷媒は、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０を通過した後に、戻し管としての第２吸入戻し管９５に分岐され、過冷却熱交換器９６において、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒と熱交換を行うことになる。そして、このような過冷却熱交換器９６としては、種々の型式のものが採用可能であるが、例えば、エコノマイザ熱交換器２０と同様に、図２及び図３に示されるような配管熱交換器や二重管熱交換器を採用することができる。
【０１２１】
また、吸入管２ａ又は圧縮機構２には、圧縮機構２の吸入側を流れる冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ６０が設けられている。過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の出口には、過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の出口における冷媒の温度を検出する過冷却熱交出口温度センサ５９が設けられている。
【０１２２】
次に、本変形例の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図１６〜図１８、図１４、図１５を用いて説明する。ここで、通常運転とは、上述の変形例４、５と同様に、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転及び必要暖房能力に応じた暖房運転）を行うことをいう。また、図１７は、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図１８は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルについては、図１４、図１５を用いて説明するものとする。尚、以下の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転における運転制御は、上述の実施形態と同様の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図１７、図１８の点Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｒにおける圧力や図１４、図１５の点Ｄ、Ｄ’、Ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図１７、図１８の点Ａ、Ｆ、Ｓ、Ｕにおける圧力や図１４、図１５の点Ａ、Ｅ）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図１７、図１８の点Ｂ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力や図１４、図１５の点Ｂ１、Ｇ、Ｉ、Ｌ、Ｍ）を意味している。
【０１２３】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、切換機構３が図１６の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションを行わずに、第１後段側インジェクション管１９を通じて、エコノマイザ熱交換器２０において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄは閉状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の実施形態及びその変形例と同様の開度調節がなされる。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、冷却器としての過冷却熱交換器９６を使用するため、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａについても、開度調節される。より具体的には、本変形例において、第２吸入戻し弁９５ａは、過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の出口における冷媒の過熱度が目標値になるように開度調節される、いわゆる過熱度制御がなされるようになっている。本変形例において、過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の出口における冷媒の過熱度は、吸入圧力センサ６０により検出される低圧を飽和温度に換算し、過冷却熱交出口温度センサ５９により検出される冷媒温度からこの冷媒の飽和温度値を差し引くことによって得られる。尚、本変形例では採用していないが、過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の入口に温度センサを設けて、この温度センサにより検出される冷媒温度を過冷却熱交出口温度センサ５９により検出される冷媒温度から差し引くことによって、過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の出口における冷媒の過熱度を得るようにしてもよい。また、第２吸入戻し弁９５ａの開度調節は、過熱度制御に限られるものではなく、例えば、冷媒回路３１０における冷媒循環量等に応じて所定開度だけ開けるようにするものであってもよい。
【０１２４】
この冷媒回路３１０の状態において、低圧の冷媒（図１６〜図１８の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１６〜図１８の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１６〜図１８の点Ｋ参照）と合流することで冷却される（図１６〜図１８の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した（すなわち、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１６〜図１８の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１７に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られる。そして、熱源側熱交換器４に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器４において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１６〜図１８の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１６〜図１８の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１６〜図１８の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１６〜図１８の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図１６〜図１８の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、その一部が戻し管としての第２吸入戻し管９５に分岐される。そして、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａにおいて低圧付近まで減圧された後に、冷却器としての過冷却熱交換器９６に送られる（図１６〜図１８の点Ｓ参照）。また、第２吸入戻し管９５に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器９６に流入し、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される（図１６〜図１８の点Ｒ参照）。一方、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１６〜図１８の点Ｕ参照）、圧縮機構２の吸入側（ここでは、吸入管２ａ）を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器９６において冷却された冷媒は、利用側膨張機構５ｃに送られて、利用側膨張機構５ｃよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１６〜図１８の点Ｆ参照）。そして、利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１６〜図１８の点Ａ参照）。そして、この利用側熱交換器６において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１２５】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷房運転時においては、上述の変形例５と同様の作用効果が得られるとともに、レシーバ１８から利用側膨張機構５ｃへ送られる冷媒（図１７、図１８の点Ｉ参照）を冷却器としての過冷却熱交換器９６によって過冷却状態まで冷却することができるため（図１７、図１８の点Ｒ参照）、各利用側膨張機構５ｃへの分配時に偏流を生じるおそれを少なくすることができる。
【０１２６】
＜通常運転としての暖房運転＞
通常運転としての暖房運転時は、切換機構３が図１６の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行わずに、第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて、気液分離器としてのレシーバ１８から冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すレシーバ１８による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄが開状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａが全閉状態にされる。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器９６を使用しないため、第２吸入戻し弁９５ａについても全閉状態にされる。
【０１２７】
この冷媒回路３１０の状態において、低圧の冷媒（図１６、図１４、図１５の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１６、図１４、図１５の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、レシーバ１８から第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１６、図１４、図１５の点Ｍ参照）と合流することで冷却される（図１６、図１４、図１５の点Ｇ参照）。次に、第２後段側インジェクション管１８ｃから戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１６、図１４、図１５の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１４に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１６、図１４、図１５の点Ｆを参照）。そして、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構５ｃによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ１８内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる（図１６、図１４、図１５の点Ｉ、Ｌ、Ｍ参照）。そして、レシーバ１８において気液分離されたガス冷媒は、第２後段側インジェクション管１８ｃによってレシーバ１８の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ１８内に溜められた液冷媒は、第１膨張機構５ａによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器４に送られる（図１６、図１４、図１５の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１６、図１４、図１５の点Ａ参照）。そして、この熱源側熱交換器４において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１２８】
このように、本変形例の空気調和装置１では、暖房運転時においては、上述の変形例５と同様の作用効果が得られる。
【０１２９】
＜油回収運転＞
本変形例の空気調和装置１においては、上述の変形例５と同様に、通常運転としての冷房運転にのみ、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしているため、冷房運転を長時間継続すると、冷媒とともに圧縮機構２（ここでは、圧縮機２１のケーシング２１ａ）の外部に流出した冷凍機油が、主冷媒回路３１０ａや戻し管としての第１後段側インジェクション管１９及び冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）に溜まり込むことになる。しかも、本変形例では、戻し管及び冷却器としての第２吸入戻し管９５及び過冷却熱交換器９６を設けて、通常運転としての冷房運転において、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却するようにしているため、第２吸入戻し管９５及び過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の流路Ｙにも冷凍機油が溜まり込むことになる。
【０１３０】
このため、本変形例においては、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙに溜まる冷凍機油を戻し管としての第１後段側インジェクション管１９を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転に加えて、冷却器としての過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の流路Ｙ（図２、図３参照）に溜まる冷凍機油を戻し管としての第２吸入戻し管９５を通じて圧縮機構２に回収する冷却器油回収運転としての過冷却熱交油回収運転を行う必要がある。
【０１３１】
ここで、過冷却熱交油回収運転は、ステップＳ５、Ｓ６として、エコノマイザ熱交油回収運転とともに行ったり（図６、図９及びその関連記載を参照）、又は、エコノマイザ熱交油回収運転とは別のステップとして行うことができる。例えば、フルード数が１以上になる流速を確保しやすくする観点では、エコノマイザ熱交油回収運転と過冷却熱交油回収運転を別に行うほうが好ましく、また、油回収運転全体の処理時間を短縮する観点では、エコノマイザ熱交油回収運転と過冷却熱交油回収運転を同時に行うほうが好ましい。尚、本変形例の油回収運転は、上述の変形例５と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３２】
このように、本変形例の空気調和装置１においても、上述の変形例５と同様に、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができるとともに、冷却器油回収運転としての過冷却熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としての過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。
【０１３３】
（９）変形例７
上述の実施形態及びその変形例における冷媒回路１０、１１０、２１０、３１０（図１、１０、１３、１６参照）においては、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションやエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うことで、後段側の圧縮要素２ｄから吐出される冷媒の温度を低下させるとともに、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率の向上を図るようにしたり、第２吸入戻し管９５及び過冷却熱交換器９６を設けて、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却するようにしているが、この構成に加えて、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに吸入させるための中間冷媒管８に前段側の圧縮要素２ｃから吐出されて後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の冷却器として機能する中間熱交換器７をさらに設けるようにしてもよい。
【０１３４】
例えば、図１９に示されるように、上述の変形例６の冷媒回路３１０において、中間熱交換器７及び中間熱交換器バイパス管９が設けられた冷媒回路４１０にすることができる。
【０１３５】
ここで、中間熱交換器７は、中間冷媒管８に設けられており、前段側の圧縮要素２ｃから吐出されて圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の冷却器として機能する熱交換器である。中間熱交換器７は、空気や水を熱源（すなわち、冷却源）とする熱交換器である。このように、中間熱交換器７は、冷媒回路４１０を循環する冷媒を用いたものではないという意味で、外部熱源を用いた冷却器ということができる。
【０１３６】
また、中間冷媒管８には、中間熱交換器７をバイパスするように、中間熱交換器バイパス管９が接続されている。この中間熱交換器バイパス管９は、中間熱交換器７を流れる冷媒の流量を制限する冷媒管である。そして、中間熱交換器バイパス管９には、中間熱交換器バイパス開閉弁１１が設けられている。中間熱交換器バイパス開閉弁１１は、本変形例において、電磁弁である。この中間熱交換器バイパス開閉弁１１は、本変形例において、基本的には、切換機構３を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構３を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。すなわち、中間熱交換器バイパス開閉弁１１は、冷房運転を行う際に閉め、暖房運転を行う際に開ける制御がなされる。
【０１３７】
また、中間冷媒管８には、中間熱交換器バイパス管９の前段側の圧縮要素２ｃ側端との接続部から中間熱交換器７の前段側の圧縮要素２ｃ側端までの部分に、中間熱交換器開閉弁１２が設けられている。この中間熱交換器開閉弁１２は、中間熱交換器７を流れる冷媒の流量を制限する機構である。中間熱交換器開閉弁１２は、本変形例において、電磁弁である。この中間熱交換器開閉弁１２は、本変形例において、基本的には、切換機構３を冷却運転状態にしている際に開け、切換機構３を加熱運転状態にしている際に閉める制御がなされる。すなわち、中間熱交換器開閉弁１２は、冷房運転を行う際に開け、暖房運転を行う際に閉める制御がなされる。
【０１３８】
また、中間冷媒管８には、前段側の圧縮要素２ｃの吐出側から後段側の圧縮要素２ｄの吸入側への冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧縮要素２ｄの吸入側から前段側の圧縮要素２ｃの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構１５が設けられている。逆止機構１５は、本変形例において、逆止弁である。尚、逆止機構１５は、本変形例において、中間冷媒管８の中間熱交換器７の後段側の圧縮要素２ｄ側端から中間熱交換器バイパス管９の後段側の圧縮要素２ｄ側端との接続部までの部分に設けられている。
【０１３９】
次に、本変形例の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図１９〜図２１、図１４、図１５を用いて説明する。ここで、通常運転とは、上述の変形例４〜６と同様に、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転及び必要暖房能力に応じた暖房運転）を行うことをいう。また、図２０は、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図２１は、冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルについては、図１４、図１５を用いて説明するものとする。尚、以下の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転における運転制御は、上述の実施形態と同様の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図２０、図２１の点Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｒにおける圧力や図１４、図１５の点Ｄ、Ｄ’、Ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図２０、図２１の点Ａ、Ｆ、Ｓ、Ｕにおける圧力や図１４、図１５の点Ａ、Ｅ）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図２０、図２１の点Ｂ１、Ｃ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力や図１４、図１５の点Ｂ１、Ｇ、Ｉ、Ｌ、Ｍ）を意味している。
【０１４０】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、切換機構３が図１９の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションを行わずに、第１後段側インジェクション管１９を通じて、エコノマイザ熱交換器２０において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄは閉状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の実施形態及びその変形例と同様の開度調節がなされる。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、冷却器としての過冷却熱交換器９６を使用するため、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａについても、上述の変形例６と同様の開度調節がなされる。さらに、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、中間熱交換器開閉弁１２が開けられ、また、中間熱交換器バイパス管９の中間熱交換器バイパス開閉弁１１が閉められることによって、中間熱交換器７が冷却器として機能する状態とされる。
【０１４１】
この冷媒回路４１０の状態において、低圧の冷媒（図１９〜図２１の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１９〜図２１の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、中間熱交換器７において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される（図１９〜図２１の点Ｃ１参照）。この中間熱交換器７において冷却された冷媒は、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１９〜図２１の点Ｋ参照）と合流することでさらに冷却される（図１９〜図２１の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した（すなわち、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１９〜図２１の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図２０に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られる。そして、熱源側熱交換器４に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器４において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１９〜図２１の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図１９〜図２１の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図１９〜図２１の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１９〜図２１の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図１９〜図２１の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、その一部が戻し管としての第２吸入戻し管９５に分岐される。そして、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａにおいて低圧付近まで減圧された後に、冷却器としての過冷却熱交換器９６に送られる（図１９〜図２１の点Ｓ参照）。また、第２吸入戻し管９５に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器９６に流入し、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される（図１９〜図２１の点Ｒ参照）。一方、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図１９〜図２１の点Ｕ参照）、圧縮機構２の吸入側（ここでは、吸入管２ａ）を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器９６において冷却された冷媒は、利用側膨張機構５ｃに送られて、利用側膨張機構５ｃよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図１９〜図２１の点Ｆ参照）。そして、利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１９〜図２１の点Ａ参照）。そして、この利用側熱交換器６において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１４２】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷房運転時においては、上述の変形例６と同様の作用効果が得られるとともに、中間熱交換器７を冷却器として機能する状態にしていることから、後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の温度をさらに低くなり（図２０の点Ｂ１、Ｃ１参照）、圧縮機構２から吐出される冷媒の温度をさらに低く抑えることができるため、中間熱交換器７を冷却器として機能させていない場合に比べて、放熱ロスをさらに小さくできる。
【０１４３】
＜通常運転としての暖房運転＞
通常運転としての暖房運転時は、切換機構３が図１９の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行わずに、第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて、気液分離器としてのレシーバ１８から冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すレシーバ１８による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄが開状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａが全閉状態にされる。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器９６を使用しないため、第２吸入戻し弁９５ａについても全閉状態にされる。さらに、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、中間熱交換器開閉弁１２が閉められ、また、中間熱交換器バイパス管９の中間熱交換器バイパス開閉弁１１が開けられることによって、中間熱交換器７が冷却器として機能しない状態とされる。
【０１４４】
この冷媒回路４１０の状態において、低圧の冷媒（図１９、図１４、図１５の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図１９、図１４、図１５の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間熱交換器７を通過せずに（すなわち、冷却されることなく）、中間熱交換器バイパス管９を通過して（図１９の点Ｃ１参照）、レシーバ１８から第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図１９、図１４、図１５の点Ｍ参照）と合流することで冷却される（図１９、図１４、図１５の点Ｇ参照）。次に、第２後段側インジェクション管１８ｃから戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図１９、図１４、図１５の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図１４に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図１９、図１４、図１５の点Ｆを参照）。そして、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構５ｃによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ１８内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる（図１９、図１４、図１５の点Ｉ、Ｌ、Ｍ参照）。そして、レシーバ１８において気液分離されたガス冷媒は、第２後段側インジェクション管１８ｃによってレシーバ１８の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ１８内に溜められた液冷媒は、第１膨張機構５ａによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器４に送られる（図１９、図１４、図１５の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図１９、図１４、図１５の点Ａ参照）。そして、この熱源側熱交換器４において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１４５】
このように、本変形例の空気調和装置１では、暖房運転時においては、上述の変形例６と同様の作用効果が得られるとともに、中間熱交換器７を冷却器として機能させない状態にしていることから、冷房運転と同様に中間熱交換器７を冷却器として機能させた場合に比べて、中間熱交換器７による外部への放熱ロスを抑えて、利用側熱交換器６における加熱能力の低下を抑えることができる。
【０１４６】
＜油回収運転＞
本変形例の空気調和装置１においては、中間冷媒管８に中間熱交換器７が設けられている点が上述の変形例６とは異なるが、通常運転としての冷房運転にのみ、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクション、及び、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却する操作を行う点については、上述の変形例６と同じであり、したがって、本変形例の油回収運転も、上述の変形例６と基本的に同じである。
【０１４７】
このため、本変形例の空気調和装置１においても、上述の変形例６と同様に、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができるとともに、冷却器油回収運転としての過冷却熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としての過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。
【０１４８】
（１０）変形例８
上述の変形例７における冷媒回路４１０（図１９参照）においては、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションやエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うことで、後段側の圧縮要素２ｄから吐出される冷媒の温度を低下させるとともに、圧縮機構２の消費動力を減らし、運転効率の向上を図るようにしたり、第２吸入戻し管９５及び過冷却熱交換器９６を設けて、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却するとともに、冷房運転時の熱源側熱交換器４における放熱ロスを低減するために、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに吸入させるための中間冷媒管８に前段側の圧縮要素２ｃから吐出されて後段側の圧縮要素２ｄに吸入される冷媒の冷却器として機能する中間熱交換器７をさらに設けるとともに、暖房運転時における加熱能力の低下を抑えるために、中間熱交換器７をバイパスする中間熱交換器バイパス管９を設けるようにしている。
【０１４９】
しかし、このような構成では、暖房運転時に中間熱交換器７を使用しない状態にするため、中間熱交換器７は、暖房運転時には利用されない機器となっている。
【０１５０】
そこで、暖房運転時における中間熱交換器７の有効利用を図るために、本変形例では、図２２に示されるように、上述の変形例７の冷媒回路４１０において、中間熱交換器７の一端と圧縮機構２の吸入側とを接続させるための第３吸入戻し管９２を設けるとともに、利用側熱交換器６と熱源側熱交換器４との間と中間熱交換器７の他端とを接続させるための中間熱交換器戻し管９４を設けることで、冷媒回路５１０を構成するようにしている。
【０１５１】
ここで、第３吸入戻し管９２は、中間熱交換器７の一端（ここでは、前段側の圧縮要素２ｃ側端）に接続されており、中間熱交換器戻し管９４は、中間熱交換器７の他端（ここでは、後段側の圧縮要素２ｄ側端）に接続されている。この第３吸入戻し管９２は、中間熱交換器バイパス管９を通じて前段側の圧縮要素２ｃから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに吸入させる状態にしている際に、中間熱交換器７の一端と圧縮機構２の吸入側（ここでは、吸入管２ａ）とを接続させるための冷媒管である。また、この中間熱交換器戻し管９４は、中間熱交換器バイパス管９を通じて前段側の圧縮要素２ｃから吐出された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに吸入させる状態にし、かつ、切換機構３を加熱運転状態にしている際に、利用側熱交換器６と熱源側熱交換器４との間（ここでは、冷凍サイクルにおける低圧になるまで冷媒を減圧する熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａと蒸発器としての熱源側熱交換器４との間）と中間熱交換器７の他端とを接続させるための冷媒管である。本変形例において、第３吸入戻し管９２は、その一端が、中間冷媒管８の中間熱交換器バイパス管９の前段側の圧縮要素２ｃ側端との接続部から中間熱交換器７の前段側の圧縮要素２ｃ側端までの部分に接続されており、他端が、圧縮機構２の吸入側（ここでは、吸入管２ａ）に接続されている。また、中間熱交換器戻し管９４は、その一端が、第１膨張機構５ａから熱源側熱交換器４までの部分に接続されており、他端が、中間冷媒管８の中間熱交換器７の前段側の圧縮要素２ｃ側端から逆止機構１５までの部分に接続されている。そして、第３吸入戻し管９２には、第３吸入戻し開閉弁９２ａが設けられており、中間熱交換器戻し管９４には、中間熱交換器戻し開閉弁９４ａが設けられている。第３吸入戻し開閉弁９２ａ及び中間熱交換器戻し開閉弁９４ａは、本変形例において、電磁弁である。この第３吸入戻し開閉弁９２ａは、本変形例において、基本的には、切換機構３を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構３を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。また、中間熱交換器戻し開閉弁９４ａは、基本的には、切換機構３を冷却運転状態にしている際に閉め、切換機構３を加熱運転状態にしている際に開ける制御がなされる。
【０１５２】
このように、本変形例では、主として、中間熱交換器バイパス管９、第３吸入戻し管９２及び中間熱交換器戻し管９４によって、冷房運転時には、中間冷媒管８を流れる中間圧の冷媒を中間熱交換器７によって冷却することができ、暖房運転時には、中間冷媒管８を流れる中間圧の冷媒を中間熱交換器バイパス管９によって、中間熱交換器７をバイパスさせるとともに、第３吸入戻し管９２及び中間熱交換器戻し管９４によって、利用側熱交換器６において冷却された冷媒の一部を中間熱交換器７に導いて蒸発させ、圧縮機構２の吸入側に戻すことができるようになっている。
【０１５３】
次に、本変形例の空気調和装置１の通常運転及び油回収運転の動作について、図２２、図２０、図２１、図２３、図２４を用いて説明する。ここで、通常運転とは、上述の変形例４〜７と同様に、必要冷凍能力に応じた冷凍サイクルを行う運転（ここでは、必要冷房能力に応じた冷房運転及び必要暖房能力に応じた暖房運転）を行うことをいう。また、図２３は、本変形例における暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図であり、図２４は、暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。また、本変形例における冷房運転時の冷凍サイクルについては、図２０、図２１を用いて説明するものとする。尚、以下の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転における運転制御は、上述の実施形態と同様の制御部（図示せず）によって行われる。また、以下の説明において、「高圧」とは、冷凍サイクルにおける高圧（すなわち、図２０、図２１の点Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｒにおける圧力や図２３、図２４の点Ｄ、Ｆにおける圧力）を意味し、「低圧」とは、冷凍サイクルにおける低圧（すなわち、図２０、図２１の点Ａ、Ｆ、Ｓ、Ｕにおける圧力や図２３、図２４の点Ａ、Ｅ、Ｖ）を意味し、「中間圧」とは、冷凍サイクルにおける中間圧（すなわち、図２０、図２１の点Ｂ１、Ｃ１、Ｇ、Ｊ、Ｋにおける圧力や図２３、図２４の点Ｂ１、Ｇ、Ｉ、Ｌ、Ｍ）を意味している。
【０１５４】
＜通常運転としての冷房運転＞
通常運転としての冷房運転時は、切換機構３が図２２の実線で示される冷却運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションを行わずに、第１後段側インジェクション管１９を通じて、エコノマイザ熱交換器２０において加熱された冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄは閉状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａは、上述の実施形態及びその変形例と同様の開度調節がなされる。また、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、冷却器としての過冷却熱交換器９６を使用するため、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａについても、上述の変形例６と同様の開度調節がなされる。さらに、切換機構３を冷却運転状態にしている際には、中間熱交換器開閉弁１２が開けられ、また、中間熱交換器バイパス管９の中間熱交換器バイパス開閉弁１１が閉められることによって、中間熱交換器７が冷却器として機能する状態とされるとともに、第３吸入戻し管９２の第３吸入戻し開閉弁９２ａが閉められることによって、中間熱交換器７と圧縮機構２の吸入側とが接続していない状態にされ、また、中間熱交換器戻し管９４の中間熱交換器戻し開閉弁９４ａが閉められることによって、利用側熱交換器６と熱源側熱交換器４との間と中間熱交換器７とが接続していない状態にされる。
【０１５５】
この冷媒回路５１０の状態において、低圧の冷媒（図２２、図２０、図２１の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図２２、図２０、図２１の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、中間熱交換器７において、冷却源としての水や空気と熱交換を行うことで冷却される（図２２、図２０、図２１の点Ｃ１参照）。この中間熱交換器７において冷却された冷媒は、戻し管としての第１後段側インジェクション管１９から後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図２２、図２０、図２１の点Ｋ参照）と合流することでさらに冷却される（図２２、図２０、図２１の点Ｇ参照）。次に、第１後段側インジェクション管１９から戻る冷媒と合流した（すなわち、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図２２、図２０、図２１の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図２０に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器４に送られる。そして、熱源側熱交換器４に送られた高圧の冷媒は、熱源側熱交換器４において、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図２２、図２０、図２１の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒は、その一部が戻し管としての第１後段側インジェクション管１９に分岐される。そして、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、第１後段側インジェクション弁１９ａにおいて中間圧付近まで減圧された後に、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０に送られる（図２２、図２０、図２１の点Ｊ参照）。また、第１後段側インジェクション管１９に分岐された後の冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０に流入し、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒と熱交換を行って冷却される（図２２、図２０、図２１の点Ｈ参照）。一方、第１後段側インジェクション管１９を流れる冷媒は、放熱器としての熱源側熱交換器４において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図２２、図２０、図２１の点Ｋ参照）、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒は、第１膨張機構５ａによって飽和圧力付近まで減圧されてレシーバ１８内に一時的に溜められる（図２２、図２０、図２１の点Ｉ参照）。そして、レシーバ１８内に溜められた冷媒は、その一部が戻し管としての第２吸入戻し管９５に分岐される。そして、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、戻し弁としての第２吸入戻し弁９５ａにおいて低圧付近まで減圧された後に、冷却器としての過冷却熱交換器９６に送られる（図２２、図２０、図２１の点Ｓ参照）。また、第２吸入戻し管９５に分岐された後の冷媒は、過冷却熱交換器９６に流入し、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される（図２２、図２０、図２１の点Ｒ参照）。一方、第２吸入戻し管９５を流れる冷媒は、エコノマイザ熱交換器２０において冷却された高圧の冷媒と熱交換を行って加熱されて（図２２、図２０、図２１の点Ｕ参照）、圧縮機構２の吸入側（ここでは、吸入管２ａ）を流れる冷媒に合流することになる。この過冷却熱交換器９６において冷却された冷媒は、利用側膨張機構５ｃに送られて、利用側膨張機構５ｃよって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器６に送られる（図２２、図２０、図２１の点Ｆ参照）。そして、利用側熱交換器６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図２２、図２０、図２１の点Ａ参照）。そして、この利用側熱交換器６において加熱された低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
【０１５６】
このように、本変形例の空気調和装置１では、冷房運転時においては、上述の変形例７と同様の作用効果が得られる。
【０１５７】
＜通常運転としての暖房運転＞
通常運転としての暖房運転時は、切換機構３が図２２の破線で示される加熱運転状態とされる。熱源側膨張機構としての第１膨張機構５ａ及び利用側膨張機構５ｃは、開度調節される。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行わずに、第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて、気液分離器としてのレシーバ１８から冷媒を後段側の圧縮要素２ｄに戻すレシーバ１８による中間圧インジェクションを行うようにしている。より具体的には、第２後段側インジェクション開閉弁１８ｄが開状態にされて、第１後段側インジェクション弁１９ａが全閉状態にされる。また、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、過冷却熱交換器９６を使用しないため、第２吸入戻し弁９５ａについても全閉状態にされる。さらに、切換機構３を加熱運転状態にしている際には、中間熱交換器開閉弁１２が閉められ、また、中間熱交換器バイパス管９の中間熱交換器バイパス開閉弁１１が開けられることによって、中間熱交換器７が冷却器として機能しない状態とされる。さらに、切換機構３が加熱運転状態となるため、第３吸入戻し管９２の第３吸入戻し開閉弁９２ａが開けられることによって、中間熱交換器７と圧縮機構２の吸入側とを接続されている状態にされ、また、中間熱交換器戻し管９４の中間熱交換器戻し開閉弁９４ａが開けられることによって、利用側熱交換器６と熱源側熱交換器４との間と中間熱交換器７とが接続されている状態にされる。
【０１５８】
この冷媒回路５１０の状態において、低圧の冷媒（図２２〜図２４の点Ａ参照）は、吸入管２ａから圧縮機構２に吸入され、まず、圧縮要素２ｃによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管８に吐出される（図２２〜図２４の点Ｂ１参照）。この前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒は、冷房運転時とは異なり、中間熱交換器７を通過せずに（すなわち、冷却されることなく）、中間熱交換器バイパス管９を通過して（図２２の点Ｃ１参照）、レシーバ１８から第２後段側インジェクション管１８ｃを通じて後段側の圧縮機構２ｄに戻される冷媒（図２２〜図２４の点Ｍ参照）と合流することで冷却される（図２２〜図２４の点Ｇ参照）。次に、第２後段側インジェクション管１８ｃから戻る冷媒と合流した（すなわち、気液分離器としてのレシーバ１８による中間圧インジェクションが行われた）中間圧の冷媒は、圧縮要素２ｃの後段側に接続された圧縮要素２ｄに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機構２から吐出管２ｂに吐出される（図２２〜図２４の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、冷房運転時と同様、圧縮要素２ｃ、２ｄによる二段圧縮動作によって、臨界圧力（すなわち、図２３に示される臨界点ＣＰにおける臨界圧力Ｐｃｐ）を超える圧力まで圧縮されている。そして、この圧縮機構２から吐出された高圧の冷媒は、油分離機構４１を構成する油分離器４１ａに流入し、同伴する冷凍機油が分離される。また、油分離器４１ａにおいて高圧の冷媒から分離された冷凍機油は、油分離機構４１を構成する油戻し管４１ｂに流入し、油戻し管４１ｂに設けられた減圧機構４１ｃで減圧された後に圧縮機構２の吸入管２ａに戻されて、再び、圧縮機構２に吸入される。次に、油分離機構４１において冷凍機油が分離された後の高圧の冷媒は、逆止機構４２及び切換機構３を通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器６に送られて、冷却源としての水や空気と熱交換を行って冷却される（図２２〜図２４の点Ｆを参照）。そして、利用側熱交換器６において冷却された高圧の冷媒は、利用側膨張機構５ｃによって中間圧付近まで減圧された後に、レシーバ１８内に一時的に溜められるとともに気液分離が行われる（図２２〜図２４の点Ｉ、Ｌ、Ｍ参照）。そして、レシーバ１８において気液分離されたガス冷媒は、第２後段側インジェクション管１８ｃによってレシーバ１８の上部から抜き出されて、上述のように、前段側の圧縮要素２ｃから吐出された中間圧の冷媒に合流することになる。そして、レシーバ１８内に溜められた液冷媒は、第１膨張機構５ａによって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器４に送られるとともに、中間熱交換器戻し管９４を通じて、冷媒の蒸発器として機能する中間熱交換器７にも送られる（図２２〜図２４の点Ｅ参照）。そして、熱源側熱交換器４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図２２〜図２４の点Ａ参照）。また、中間熱交換器７に送られた低圧の気液二相状態の冷媒も、加熱源としての水や空気と熱交換を行って加熱されて、蒸発することになる（図２２〜図２４の点Ｖ参照）。そして、この熱源側熱交換器４において加熱されて蒸発した低圧の冷媒は、切換機構３を経由して、再び、圧縮機構２に吸入される。また、この中間熱交換器７において加熱されて蒸発した低圧の冷媒は、第３吸入戻し管９２を通じて、再び、圧縮機構２に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
【０１５９】
このように、本変形例の空気調和装置１では、暖房運転時においては、上述の変形例７と同様の作用効果が得られるとともに、熱源側熱交換器４とともに、中間熱交換器７を利用側熱交換器７において放熱した冷媒の蒸発器として機能させるようにして、暖房運転時にも有効利用し、これにより、暖房運転時における冷媒の蒸発能力を高めて、利用側熱交換器６における加熱能力が低くなるのを抑えて、暖房運転時の運転効率が低下しないようにすることができる。
【０１６０】
＜油回収運転＞
本変形例の空気調和装置１においては、中間熱交換器７の一端と圧縮機構２の吸入側とを接続させるための第３吸入戻し管９２、及び、利用側熱交換器６と熱源側熱交換器４との間と中間熱交換器７の他端とを接続させるための中間熱交換器戻し管９４が設けられている点が上述の変形例７とは異なるが、通常運転としての冷房運転にのみ、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクション、及び、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却する操作を行う点については、上述の変形例７と同じであり、したがって、本変形例の油回収運転も、上述の変形例７と基本的に同じである。
【０１６１】
このため、本変形例の空気調和装置１においても、上述の変形例７と同様に、冷却器油回収運転としてのエコノマイザ熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としてのエコノマイザ熱交換器２０の第１後段側インジェクション管１９側の流路Ｙ（図２、図３参照）への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができるとともに、冷却器油回収運転としての過冷却熱交油回収運転を行うことによって、冷却器としての過冷却熱交換器９６の第２吸入戻し管９５側の流路Ｙへの冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構２における油切れを生じにくくすることができる。
【０１６２】
（１１）変形例９
上述の実施形態及びその変形例では、１台の一軸二段圧縮構造の圧縮機２１によって、２つの圧縮要素２ｃ、２ｄのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する二段圧縮式の圧縮機構２が構成されているが、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構を採用してもよいし、また、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台直列に接続することで多段の圧縮機構を構成してもよい。また、利用側熱交換器６が多数接続される場合等のように、圧縮機構の能力を大きくする必要がある場合には、多段圧縮式の圧縮機構を２系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構を採用してもよい。
【０１６３】
例えば、図２５に示されるように、上述の変形例８における冷媒回路５１０（図２２参照）において、二段圧縮式の圧縮機構２に代えて、二段圧縮式の圧縮機構１０３、１０４を並列に接続した圧縮機構１０２を採用した冷媒回路６１０にしてもよい。
【０１６４】
ここで、第１圧縮機構１０３は、本変形例において、２つの圧縮要素１０３ｃ、１０３ｄで冷媒を二段圧縮する圧縮機２９から構成されており、圧縮機構１０２の吸入母管１０２ａから分岐された第１吸入枝管１０３ａ、及び、圧縮機構１０２の吐出母管１０２ｂに合流する第１吐出枝管１０３ｂに接続されている。第２圧縮機構１０４は、本変形例において、２つの圧縮要素１０４ｃ、１０４ｄで冷媒を二段圧縮する圧縮機３０から構成されており、圧縮機構１０２の吸入母管１０２ａから分岐された第２吸入枝管１０４ａ、及び、圧縮機構１０２の吐出母管１０２ｂに合流する第２吐出枝管１０４ｂに接続されている。尚、圧縮機２９、３０は、上述の実施形態及びその変形例における圧縮機２１と同様の構成であるため、圧縮要素１０３ｃ、１０３ｄ、１０４ｃ、１０４ｄを除く各部を示す符号をそれぞれ２９番台や３０番台に置き換えることとし、ここでは、説明を省略する。そして、圧縮機２９は、第１吸入枝管１０３ａから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素１０３ｃによって圧縮した後に中間冷媒管８を構成する第１入口側中間枝管８１に吐出し、第１入口側中間枝管８１に吐出された冷媒を中間冷媒管８を構成する中間母管８２及び第１出口側中間枝管８３を通じて圧縮要素１０３ｄに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に第１吐出枝管１０３ｂに吐出するように構成されている。圧縮機３０は、第２吸入枝管１０４ａから冷媒を吸入し、この吸入された冷媒を圧縮要素１０４ｃによって圧縮した後に中間冷媒管８を構成する第２入口側中間枝管８４に吐出し、第２入口側中間枝管８４に吐出された冷媒を中間冷媒管８を構成する中間母管８２及び第２出口側中間枝管８５を通じて圧縮要素１０４ｄに吸入させて冷媒をさらに圧縮した後に第２吐出枝管１０４ｂに吐出するように構成されている。中間冷媒管８は、本変形例において、圧縮要素１０３ｄ、１０４ｄの前段側に接続された圧縮要素１０３ｃ、１０４ｃから吐出された冷媒を、圧縮要素１０３ｃ、１０４ｃの後段側に接続された圧縮要素１０３ｄ、１０４ｄに吸入させるための冷媒管であり、主として、第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃの吐出側に接続される第１入口側中間枝管８１と、第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０４ｃの吐出側に接続される第２入口側中間枝管８４と、両入口側中間枝管８１、８４が合流する中間母管８２と、中間母管８２から分岐されて第１圧縮機構１０３の後段側の圧縮要素１０３ｄの吸入側に接続される第１出口側中間枝管８３と、中間母管８２から分岐されて第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄの吸入側に接続される第２出口側中間枝管８５とを有している。また、吐出母管１０２ｂは、圧縮機構１０２から吐出された冷媒を切換機構３に送るための冷媒管であり、吐出母管１０２ｂに接続される第１吐出枝管１０３ｂには、第１油分離機構１４１と第１逆止機構１４２とが設けられており、吐出母管１０２ｂに接続される第２吐出枝管１０４ｂには、第２油分離機構１４３と第２逆止機構１４４とが設けられている。第１油分離機構１４１は、第１圧縮機構１０３から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構１０２の吸入側へ戻す機構であり、主として、第１圧縮機構１０３から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する第１油分離器１４１ａと、第１油分離器１４１ａに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構１０２の吸入側に戻す第１油戻し管１４１ｂとを有している。第２油分離機構１４３は、第２圧縮機構１０４から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離して圧縮機構１０２の吸入側へ戻す機構であり、主として、第２圧縮機構１０４から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油を冷媒から分離する第２油分離器１４３ａと、第２油分離器１４３ａに接続されており冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機構１０２の吸入側に戻す第２油戻し管１４３ｂとを有している。本変形例において、第１油戻し管１４１ｂは、第２吸入枝管１０４ａに接続されており、第２油戻し管１４３ｃは、第１吸入枝管１０３ａに接続されている。このため、第１圧縮機構１０３内に溜まった冷凍機油の量と第２圧縮機構１０４内に溜まった冷凍機油の量との間に偏りに起因して第１圧縮機構１０３から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油の量と第２圧縮機構１０４から吐出される冷媒に同伴する冷凍機油の量との間に偏りが生じた場合であっても、圧縮機構１０３、１０４のうち冷凍機油の量が少ない方に冷凍機油が多く戻ることになり、第１圧縮機構１０３内に溜まった冷凍機油の量と第２圧縮機構１０４内に溜まった冷凍機油の量との間の偏りが解消されるようになっている。また、本変形例において、第１吸入枝管１０３ａは、第２油戻し管１４３ｂとの合流部から吸入母管１０２ａとの合流部までの間の部分が、吸入母管１０２ａとの合流部に向かって下り勾配になるように構成されており、第２吸入枝管１０４ａは、第１油戻し管１４１ｂとの合流部から吸入母管１０２ａとの合流部までの間の部分が、吸入母管１０２ａとの合流部に向かって下り勾配になるように構成されている。このため、圧縮機構１０３、１０４のいずれか一方が停止中であっても、運転中の圧縮機構に対応する油戻し管から停止中の圧縮機構に対応する吸入枝管に戻される冷凍機油は、吸入母管１０２ａに戻ることになり、運転中の圧縮機構の油切れが生じにくくなっている。油戻し管１４１ｂ、１４３ｂには、油戻し管１４１ｂ、１４３ｂを流れる冷凍機油を減圧する減圧機構１４１ｃ、１４３ｃが設けられている。逆止機構１４２、１４４は、圧縮機構１０３、１０４の吐出側から切換機構３への冷媒の流れを許容し、かつ、切換機構３から圧縮機構１０３、１０４の吐出側への冷媒の流れを遮断するための機構である。
【０１６５】
このように、圧縮機構１０２は、本変形例において、２つの圧縮要素１０３ｃ、１０３ｄを有するとともにこれらの圧縮要素１０３ｃ、１０３ｄのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された第１圧縮機構１０３と、２つの圧縮要素１０４ｃ、１０４ｄを有するとともにこれらの圧縮要素１０４ｃ、１０４ｄのうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された第２圧縮機構１０４とを並列に接続した構成となっている。
【０１６６】
また、中間熱交換器７は、本変形例において、中間冷媒管８を構成する中間母管８２に設けられており、冷房運転時には、第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃから吐出された冷媒と第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０４ｃから吐出された冷媒とが合流したものを冷却する熱交換器である。すなわち、中間熱交換器７は、冷房運転時には、２つの圧縮機構１０３、１０４に共通の冷却器として機能するものとなっている。このため、多段圧縮式の圧縮機構１０３、１０４を複数系統並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構１０２に対して中間熱交換器７を設ける際の圧縮機構１０２周りの回路構成の簡素化が図られている。
【０１６７】
また、中間冷媒管８を構成する第１入口側中間枝管８１には、第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃの吐出側から中間母管８２側への冷媒の流れを許容し、かつ、中間母管８２側から前段側の圧縮要素１０３ｃの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構８１ａが設けられており、中間冷媒管８を構成する第２入口側中間枝管８４には、第２圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０４ｃの吐出側から中間母管８２側への冷媒の流れを許容し、かつ、中間母管８２側から前段側の圧縮要素１０４ｃの吐出側への冷媒の流れを遮断するための逆止機構８４ａが設けられている。本変形例においては、逆止機構８１ａ、８４ａとして逆止弁が使用されている。このため、圧縮機構１０３、１０４のいずれか一方が停止中であっても、運転中の圧縮機構の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が中間冷媒管８を通じて、停止中の圧縮機構の前段側の圧縮要素の吐出側に達するということが生じないため、運転中の圧縮機構の前段側の圧縮要素から吐出された冷媒が、停止中の圧縮機構の前段側の圧縮要素内を通じて圧縮機構１０２の吸入側に抜けて停止中の圧縮機構の冷凍機油が流出するということが生じなくなり、これにより、停止中の圧縮機構を起動する際の冷凍機油の不足が生じにくくなっている。尚、圧縮機構１０３、１０４間に運転の優先順位を設けている場合（例えば、第１圧縮機構１０３を優先的に運転する圧縮機構とする場合）には、上述の停止中の圧縮機構に該当することがあるのは、第２圧縮機構１０４に限られることになるため、この場合には、第２圧縮機構１０４に対応する逆止機構８４ａだけを設けるようにしてもよい。
【０１６８】
また、上述のように、第１圧縮機構１０３を優先的に運転する圧縮機構とする場合においては、中間冷媒管８が圧縮機構１０３、１０４に共通に設けられているため、運転中の第１圧縮機構１０３に対応する前段側の圧縮要素１０３ｃから吐出された冷媒が中間冷媒管８の第２出口側中間枝管８５を通じて、停止中の第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄの吸入側に達し、これにより、運転中の第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃから吐出された冷媒が、停止中の第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄ内を通じて圧縮機構１０２の吐出側に抜けて停止中の第２圧縮機構１０４の冷凍機油が流出して、停止中の第２圧縮機構１０４を起動する際の冷凍機油の不足が生じるおそれがある。そこで、本変形例では、第２出口側中間枝管８５に開閉弁８５ａを設け、第２圧縮機構１０４が停止中の場合には、この開閉弁８５ａによって第２出口側中間枝管８５内の冷媒の流れを遮断するようにしている。これにより、運転中の第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃから吐出された冷媒が中間冷媒管８の第２出口側中間枝管８５を通じて、停止中の第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄの吸入側に達することがなくなるため、運転中の第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０３ｃから吐出された冷媒が、停止中の第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄ内を通じて圧縮機構１０２の吐出側に抜けて停止中の第２圧縮機構１０４の冷凍機油が流出するということが生じなくなり、これにより、停止中の第２圧縮機構１０４を起動する際の冷凍機油の不足がさらに生じにくくなっている。尚、本変形例においては、開閉弁８５ａとして電磁弁が使用されている。
【０１６９】
また、第１圧縮機構１０３を優先的に運転する圧縮機構とする場合においては、第１圧縮機構１０３の起動に続いて第２圧縮機構１０４を起動することになるが、この際、中間冷媒管８が圧縮機構１０３、１０４に共通に設けられているため、第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０３ｃの吐出側の圧力及び後段側の圧縮要素１０３ｄの吸入側の圧力が、前段側の圧縮要素１０３ｃの吸入側の圧力及び後段側の圧縮要素１０３ｄの吐出側の圧力よりも高くなった状態から起動することになり、安定的に第２圧縮機構１０４を起動することが難しい。そこで、本変形例では、第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０４ｃの吐出側と後段側の圧縮要素１０４ｄの吸入側とを接続する起動バイパス管８６を設けるとともに、この起動バイパス管８６に開閉弁８６ａを設け、第２圧縮機構１０４が停止中の場合には、この開閉弁８６ａによって起動バイパス管８６内の冷媒の流れを遮断し、かつ、開閉弁８５ａによって第２出口側中間枝管８５内の冷媒の流れを遮断するようにし、第２圧縮機構１０４を起動する際に、開閉弁８６ａによって起動バイパス管８６内に冷媒を流すことができる状態にすることで、第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０４ｃから吐出される冷媒を第１圧縮機構１０３の前段側の圧縮要素１０４ｃから吐出される冷媒に合流させることなく、起動バイパス管８６を通じて後段側の圧縮要素１０４ｄに吸入させるようにして、圧縮機構１０２の運転状態が安定した時点（例えば、圧縮機構１０２の吸入圧力、吐出圧力及び中間圧力が安定した時点）で、開閉弁８５ａによって第２出口側中間枝管８５内に冷媒を流すことができる状態にし、かつ、開閉弁８６ａによって起動バイパス管８６内の冷媒の流れを遮断して、通常の冷房運転に移行することができるようになっている。尚、本変形例において、起動バイパス管８６は、その一端が第２出口側中間枝管８５の開閉弁８５ａと第２圧縮機構１０４の後段側の圧縮要素１０４ｄの吸入側との間に接続され、その他端が第２圧縮機構１０４の前段側の圧縮要素１０４ｃの吐出側と第２入口側中間枝管８４の逆止機構８４ａとの間に接続されており、第２圧縮機構１０４を起動する際に、第１圧縮機構１０３の中間圧部分の影響を受けにくい状態にできるようになっている。また、本変形例においては、開閉弁８６ａとして電磁弁が使用されている。
【０１７０】
また、本変形例の空気調和装置１の通常運転としての冷暖房運転や油回収運転の動作は、圧縮機構２に代えて設けられた圧縮機構１０２によって、圧縮機構１０２周りの回路構成がやや複雑化したことによる変更点を除いては、上述の変形例８における動作（図２２〜図２４、図２０、図２１及びその関連記載）と基本的に同じであるため、ここでは、説明を省略する。
【０１７１】
そして、本変形例の構成においても、上述の変形例８と同様の作用効果を得ることができる。
【０１７２】
（１２）他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【０１７３】
例えば、上述の実施形態及びその変形例においては、エコノマイザ熱交換器２０の冷却源となる冷媒が流れる第１後段側インジェクション管１９が、エコノマイザ熱交換器２０の上流側の位置から分岐されているが、エコノマイザ熱交換器２０の下流側の位置から分岐するようにしてもよい。また、上述の実施形態及びその変形例においては、過冷却熱交換器９６の冷却源となる冷媒が流れる第２吸入戻し管９５が、過冷却熱交換器９６の上流側の位置から分岐されているが、過冷却熱交換器９６の下流側の位置から分岐するようにしてもよい。
【０１７４】
また、上述の変形例６〜９では、二段圧縮式の圧縮機構２、１０２を使用するとともに、戻し管及び冷却器としての第１後段側インジェクション管１９及びエコノマイザ熱交換器２０を設けて、エコノマイザ熱交換器２０による中間圧インジェクションを行うことができるようにするとともに、戻し管及び冷却器としての第２吸入戻し管９５及び過冷却熱交換器９６を設けて、過冷却熱交換器９６によって利用側膨張機構５ｃに送られる冷媒を過冷却状態まで冷却するようにしているが、一段圧縮式の圧縮機構を使用する場合には、戻し管及び冷却器としての第１後段側インジェクション管１９及びエコノマイザ熱交換器２０を削除した構成にしてもよい。この場合には、冷却器油回収運転として過冷却熱交油回収運転のみが行われることになる。
【０１７５】
また、上述の実施形態及びその変形例において、利用側熱交換器６を流れる冷媒と熱交換を行う加熱源又は冷却源としての水やブラインを使用するとともに、利用側熱交換器６において熱交換された水やブラインと室内空気とを熱交換させる二次熱交換器を設けた、いわゆる、チラー型の空気調和装置に本発明を適用してもよい。
【０１７６】
また、上述のチラータイプの空気調和装置の他の型式の冷凍装置であっても、超臨界域で作動する冷媒を冷媒として使用して多段圧縮式冷凍サイクルを行うものであれば、本発明を適用可能である。
【０１７７】
また、超臨界域で作動する冷媒としては、二酸化炭素に限定されず、エチレン、エタンや酸化窒素等を使用してもよい。
【０１７８】
また、冷媒と非相溶の冷凍機油の組み合わせは、二酸化炭素とＰＡＧに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明を利用すれば、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を分岐して圧縮機構に戻す戻し管と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒と戻し管を流れる冷媒との熱交換を行う冷却器とを備えた冷凍装置において、冷却器の戻し管側の流路への冷凍機油の溜まり込みによる圧縮機構の油切れを生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。
【図２】配管熱交換器によって構成されたエコノマイザ熱交換器を示す部分断面図である。
【図３】二重管熱交換器によって構成されたエコノマイザ熱交換器を示す断面図である。
【図４】通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図５】通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図６】油回収運転のフローチャートである。
【図７】主冷媒回路油回収運転における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図８】エコノマイザ熱交油回収運転における空気調和装置内の冷媒の流れを示す図である。
【図９】変形例１にかかる油回収運転のフローチャートである。
【図１０】変形例４にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１１】変形例４における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１２】変形例４における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図１３】変形例５にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１４】変形例５における通常運転としての暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１５】変形例５における通常運転としての暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図１６】変形例６にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図１７】変形例６における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図１８】変形例６における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図１９】変形例７にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図２０】変形例７における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図２１】変形例７における通常運転としての冷房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図２２】変形例８にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【図２３】変形例８における通常運転としての暖房運転時の冷凍サイクルが図示された圧力−エンタルピ線図である。
【図２４】変形例８における通常運転としての暖房運転時の冷凍サイクルが図示された温度−エントロピ線図である。
【図２５】変形例９にかかる空気調和装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１  空気調和装置（冷凍装置）
２、１０２  圧縮機構
４  熱源側熱交換器（放熱器、蒸発器）
６  利用側熱交換器（蒸発器、放熱器）
１９  第１後段側インジェクション管（戻し管）
１９ａ  第１後段側インジェクション弁（戻し弁）
２０  エコノマイザ熱交換器（冷却器）
９５  第２吸入戻し管（戻し管）
９５ａ  第２吸入戻し弁（戻し弁）
９６  過冷却熱交換器（冷却器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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