JP6394505B2 - ヒートポンプサイクル - Google Patents

Description

本発明は、アキュムレータを備えるヒートポンプサイクルに関する。

従来、空調装置等に利用されるヒートポンプサイクルには、圧縮機の冷媒吸入側にアキュムレータを設けるものがある。アキュムレータは、圧縮機の冷媒吸入側への液相冷媒の流入を抑制すると共に、圧縮機を円滑に作動させるための潤滑油を気相冷媒と共に圧縮機の冷媒吸入側へ供給する機能を有している。

ここで、アキュムレータの内部は、液相冷媒と潤滑油の比重差により、潤滑油の豊富な層と液相冷媒の豊富な層とが形成される二層分離状態となることがある。このような二層分離状態となる場合、アキュムレータから圧縮機への潤滑油の供給が阻害されることがあり、圧縮機の信頼性の低下が懸念される。

これに対して、アキュムレータの底部に加熱装置を設け、アキュムレータ内部の液相冷媒を加熱する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、加熱装置によりアキュムレータの底部を加熱して液相冷媒を蒸発させることで、アキュムレータの内部における二層分離状態を解消している。なお、特許文献１には、加熱装置の熱源として電気ヒータ等を利用する旨が記載されている。

特開２００１−２７４６０号公報

しかしながら、アキュムレータの底部を加熱する加熱装置を設けると、加熱装置だけでなく、加熱装置等の制御機器の追加が必要となり、ヒートポンプサイクルの構成部品が著しく増加してしまう。特に、加熱装置の熱源を電気ヒータで構成する場合、消費電力も増加してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、消費電力の増加および構成部品の増加を抑えつつ、アキュムレータの内部における冷媒と潤滑油の分離状態を解消可能なヒートポンプサイクルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明であるヒートポンプサイクルは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機の吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する放熱器（１２）と、
放熱器から流出した冷媒を減圧させる第１減圧機構（１３）と、
第１減圧機構を通過した冷媒の気液を分離する気液分離器（１４）と、
気液分離器で分離された気相冷媒を、圧縮機に設けられた中間圧ポート（１１ｂ）へ導いて、圧縮機における圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒通路（１５）と、
気液分離器で分離された液相冷媒を減圧させる第２減圧機構（１９）と、
第２減圧機構を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を圧縮機の吸入ポート（１１ａ）へ流出させるアキュムレータ（３０）と、
中間圧冷媒通路を流れる気相冷媒の一部をアキュムレータの内部に導入する冷媒導入通路（１８）と、を備え、
冷媒導入通路は、中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造となっていることを特徴としている。

また、請求項２および請求項３に記載の発明であるヒートポンプサイクルは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機の吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する放熱器（１２）と、
放熱器から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部（３１）と、
分岐部にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧機構（３５）と、
第１減圧機構を通過した中間圧冷媒を、分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒と熱交換させて蒸発させる中間冷却器（３４）と、
中間冷却器から流出した気相冷媒を圧縮機における圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒通路（１５）と、
中間冷却器から流出した高圧冷媒を減圧させる第２減圧機構（３６）と、
第２減圧機構を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を圧縮機の吸入ポート（１１ａ）へ流出させるアキュムレータ（３０）と、
中間圧冷媒通路を流れる気相冷媒の一部をアキュムレータに導入する冷媒導入通路（１８）と、を備え、
冷媒導入通路は、中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造となっている。
請求項２に記載の発明は、
室外熱交換器から流出した冷媒を減圧する第３減圧機構（２５）と、
第３減圧機構を通過した冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて熱交換対象流体を冷却する蒸発器（２６）と、
中間圧冷媒通路を開閉する通路開閉機構（１６）と、
運転モードを切り替える運転モード切替部（５０ａ）と、を備え、
通路開閉機構は、中間圧冷媒通路における冷媒導入通路との接続部（１７）よりも冷媒流れ上流側に設けられており、
運転モードは、室外熱交換器を外気から吸熱する吸熱用熱交換器として機能させて放熱器で熱交換対象流体を加熱する第１運転モード、室外熱交換器を外気へ放熱する放熱用熱交換器として機能させて蒸発器で熱交換対象流体を冷却する第２運転モードを含んでおり、
運転モード切替部は、第１運転モード時に、通路開閉機構により中間圧冷媒通路を開き、第２運転モード時に、通路開閉機構により中間圧冷媒通路を閉じることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、アキュムレータの内部からの冷媒の逆流を防止する逆流防止機構（１８ａ）が設けられていることを特徴としている。

これらによれば、冷媒導入通路から導入する気相冷媒によるアキュムレータ内部の冷媒の撹拌効果により、アキュムレータ内部における冷媒と潤滑油の分離状態を解消することが可能となる。これにより、アキュムレータ内部の潤滑油を圧縮機の吸入ポート側へ適切に供給することができるので、圧縮機の信頼性を充分に確保することが可能となる。

また、冷媒導入通路の気相冷媒は、中間圧冷媒通路とアキュムレータ内部との圧力差により、アキュムレータ内部へ流れる。このため、アキュムレータ内部の冷媒の撹拌効果は、冷媒導入通路を追加することで実現することができ、従来技術の如く、加熱装置を追加する場合に比べて、消費電力の増加およびヒートポンプサイクルの構成部品の増加を抑えることができる。

さらに、冷媒導入通路を中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造としているので、圧縮機の中間圧ポートへ導く気相冷媒の流量を充分に確保することができる。これにより、低温環境下における圧縮機の吸入冷媒を増加させて、ヒートポンプサイクルの暖房能力の向上を図ることが可能となる。すなわち、低温環境下におけるヒートポンプサイクルの暖房能力の向上と、アキュムレータから圧縮機への潤滑油の適切な供給とを両立させることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲では、各構成要素に対応して括弧付きの符号を記載することがある。これら括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の一例を示している。

第１実施形態に係るヒートポンプサイクルを適用した車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態に係るアキュムレータの模式的な外観図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房モード、および除湿暖房モードにおける冷媒の流れを示す全体構成図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの暖房モードにおける冷媒の流れを示す全体構成図である。 冷媒温度と冷媒に含まれる潤滑油の濃度との関係を示す特性図である。 比較例に係るアキュムレータ内部の潤滑油の状態を示す断面図である。 第１実施形態に係るアキュムレータ内部の潤滑油の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るヒートポンプサイクルを適用した車両用空調装置の全体構成図である。 第２実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房モード、および除湿暖房モードにおける冷媒の流れを示す全体構成図である。 第２実施形態に係るヒートポンプサイクルの暖房モードにおける冷媒の流れを示す全体構成図である。 第３実施形態に係るヒートポンプサイクルを適用した車両用空調装置の全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。

また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合がある。この場合には、構成要素の他の部分について、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

さらに、以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態では、図１に示すように、本発明のヒートポンプサイクル１０を走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車やハイブリッド自動車の車両用空調装置に適用している。

ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置において、空調対象空間である車室内へ送風する送風空気を熱交換対象流体としている。本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、送風空気の冷却により車室内を冷房する冷房モード、送風空気を冷却した後に加熱することにより車室内を除湿暖房する除湿暖房モード、送風空気の加熱により車室内を暖房する暖房モードに切替可能に構成されている。

本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、サイクル内の高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。なお、勿論、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。

ヒートポンプサイクル１０の冷媒には、圧縮機１１内部の各種構成要素を潤滑するための潤滑油である冷凍機油が混入している。潤滑油は、その一部が冷媒とともにサイクルを循環する。

ヒートポンプサイクル１０の構成機器である圧縮機１１は、車両のエンジンルーム内に配置されている。圧縮機１１は、ヒートポンプサイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する機能を果たす。

圧縮機１１は、外殻を形成するハウジングの内部に、固定容量型の圧縮機構からなる低段側圧縮部と高段側圧縮部が収容された二段昇圧式の圧縮機である。各圧縮部は、スクロール型、ベーン型、ローリングピストン型等の各種形式の圧縮機構を採用することができる。

本実施形態の圧縮機１１は、各圧縮部が電動モータにより回転駆動される電動型の圧縮機を構成している。圧縮機１１の電動モータは、後述する空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。圧縮機１１は、電動モータの回転数制御によって冷媒吐出能力が変更可能となっている。

圧縮機１１のハウジングには、吸入ポート１１ａ、中間圧ポート１１ｂ、および吐出ポート１１ｃが設けられている。吸入ポート１１ａは、ハウジングの外部から低段側圧縮部へ低圧冷媒を吸入するポートである。吐出ポート１１ｃは、高段側圧縮部で圧縮された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出するポートである。

また、中間圧ポート１１ｂは、ハウジングの外部からサイクル内における中間圧となる気相冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させるポートである。具体的には、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮部の冷媒出口と高段側圧縮部の冷媒入口との間に接続されている。

圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット４０の空調ケース４１内に配置されている。室内凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する室内蒸発器２６を通過した送風空気を加熱する放熱器である。

室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧する第１減圧機構１３が接続されている。第１減圧機構１３は、絞り開度が変更可能に構成された弁体、および弁体を駆動するアクチュエータを有する。

本実施形態の第１減圧機構１３は、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能な可変絞り機構で構成されている。また、第１減圧機構１３は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される電気式の可変絞り機構で構成されている。なお、中間圧冷媒とは、サイクルにおける高圧冷媒の圧力と低圧冷媒の圧力との間の圧力となる冷媒である。このため、サイクル内の冷媒圧力は、高圧冷媒、中間圧冷媒、低圧冷媒の順に低い圧力となる（低圧冷媒の圧力＜中間圧冷媒の圧力＜高圧冷媒の圧力）。

第１減圧機構１３の出口側には、第１減圧機構１３を通過した冷媒の気液を分離する気液分離器１４が接続されている。本実施形態の気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する遠心分離方式の気液分離器である。

気液分離器１４には、冷媒を流入させる流入口である流入ポート１４ａ、内部で分離した気相冷媒の流出口である気相用ポート１４ｂ、および内部で分離した液相冷媒の流出口である液相用ポート１４ｃが設けられている。

気液分離器１４の気相用ポート１４ｂには、中間圧冷媒通路１５が接続されている。中間圧冷媒通路１５は、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ気相冷媒を導いて、当該気相冷媒を圧縮機１１における圧縮過程の冷媒に合流させる冷媒通路である。

中間圧冷媒通路１５は、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ至る冷媒通路の途中に、冷媒の流れを分岐させる第１中間分岐部１７が設けられている。第１中間分岐部１７には、冷媒導入通路１８が接続されている。

第１中間分岐部１７は、気液分離器１４の気相用ポート１４ｂ側からの気相冷媒を圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ流す冷媒通路に加えて、当該冷媒通路を流れる気相冷媒の一部を冷媒導入通路１８側へ流出させる冷媒流出口を有する三方継手で構成されている。本実施形態では、第１中間分岐部１７が中間圧冷媒通路１５における冷媒導入通路１８との接続部を構成している。

冷媒導入通路１８は、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部を後述するアキュムレータ３０の内部へ導く冷媒通路である。冷媒導入通路１８は、一端側が第１中間分岐部１７を介して中間圧冷媒通路１５に接続され、他端側が後述するアキュムレータ３０に接続されている。

また、冷媒導入通路１８は、気液分離器１４の気相用ポート１４ｂ側からの気相冷媒の大半（例えば、９５％以上）が、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ流れるように、中間圧冷媒通路１５よりも圧力損失が大きい構造となっている。

具体的には、本実施形態の冷媒導入通路１８は、中間圧冷媒通路１５よりも圧力損失が大きくなるように、流路断面積が中間圧冷媒通路１５の流路断面積よりも小さくなっている。冷媒導入通路１８の流路断面積としては、例えば、中間圧冷媒通路１５の流路断面積の１／１０以下に設定することが望ましい。

また、中間圧冷媒通路１５には、中間圧冷媒通路１５を開閉する通路開閉機構として中間開閉機構１６が配置されている。本実施形態の中間開閉機構１６は、中間圧冷媒通路１５における冷媒導入通路１８との接続部である第１中間分岐部１７の冷媒流れ上流側に設けられている。中間開閉機構１６は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される電磁弁で構成されている。中間開閉機構１６は、中間圧冷媒通路１５を開閉することによって、サイクル内の冷媒流路を切り替える流路切替手段として機能する。

気液分離器１４の液相用ポート１４ｃには、液相冷媒通路が接続されている。液相冷媒通路は、後述する第２減圧機構１９へ気液分離器１４で分離された液相冷媒を導く冷媒通路である。

液相冷媒通路の冷媒流れ下流側には、液相冷媒通路を流れる冷媒を減圧する第２減圧機構１９が接続されている。本実施形態の第２減圧機構１９は、冷媒を減圧して室外熱交換器２０へ流出させる固定絞り１９ａ、固定絞り１９ａを迂回して後述する室外熱交換器２０へ導く迂回通路１９ｂ、および迂回通路１９ｂを開閉する迂回通路開閉機構１９ｃで構成されている。迂回通路開閉機構１９ｃは、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される電磁弁で構成されている。

ここで、冷媒が迂回通路開閉機構１９ｃを通過する際に生じる圧力損失は、固定絞り１９ａを通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、迂回通路開閉機構１９ｃが開いている場合には迂回通路１９ｂ側を介して室外熱交換器２０へ流入し、迂回通路開閉機構１９ｃが閉じている場合には固定絞り１９ａを介して室外熱交換器２０へ流入する。これにより、第２減圧機構１９は、迂回通路開閉機構１９ｃの開閉により、減圧作用を発揮する絞り状態と、減圧作用を発揮しない全開状態とに変更することが可能となっている。

第２減圧機構１９の出口側には、室外熱交換器２０が接続されている。室外熱交換器２０は、エンジンルーム内に配置されて、第２減圧機構１９を通過した冷媒と外気（車室外空気）とを熱交換させる熱交換器である。

室外熱交換器２０は、暖房モード時に低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器として機能する。また、室外熱交換器２０は、少なくとも冷房モード時に、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器として機能する。

室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒の流れを分岐する第２中間分岐部２１が接続されている。第２中間分岐部２１は、３つの出入口のうち、１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口とする三方継手で構成されている。

第２中間分岐部２１には、一方の冷媒流出口に低圧冷媒通路２２が接続され、他方の冷媒流出口に低圧バイパス通路２３が接続されている。

低圧冷媒通路２２は、第３減圧機構２５、および室内蒸発器２６を介して後述するアキュムレータ３０へ冷媒を導く冷媒通路である。第３減圧機構２５は、室外熱交換器２０から流出した冷媒を減圧する減圧機構である。第３減圧機構２５の基本的構成は、第１減圧機構１３と同様であり、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される電磁弁で構成されている。

室内蒸発器２６は、後述する室内空調ユニット４０の空調ケース４１内のうち、室内凝縮器１２の空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器２６は、第３減圧機構２５を通過した低圧冷媒と熱交換対象流体である送風空気とを熱交換させ、低圧冷媒を蒸発させることにより、送風空気を冷却する蒸発器である。

一方、低圧バイパス通路２３は、第３減圧機構２５、および室内蒸発器２６を迂回して後述するアキュムレータ３０へ冷媒を導く冷媒通路である。低圧バイパス通路２３には、低圧バイパス通路２３を開閉する低圧開閉機構２８が設けられている。

ここで、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧開閉機構２８が開き、第３減圧機構２５が全閉状態となっている場合に低圧バイパス通路２３へ流れ、低圧開閉機構２８が閉じ、第３減圧機構２５が絞り状態となっている場合に低圧冷媒通路２２へ流れる。従って、本実施形態では、低圧開閉機構２８および第３減圧機構２５が、室外熱交換器２０から流出した冷媒の冷媒通路を、低圧冷媒通路２２および低圧バイパス通路２３のいずれかに切り替える低圧通路切替機構として機能する。なお、低圧開閉機構２８は、流路切替弁で構成してもよい。低圧開閉機構２８を流路切替弁で構成する場合、当該流路切替弁を第２中間分岐部２１や合流部２９に配置すればよい。

室内蒸発器２６および低圧開閉機構２８の冷媒流れ下流側には、低圧冷媒通路２２と低圧バイパス通路２３との合流部２９が接続されている。合流部２９は、３つの出入口のうち、１つを冷媒流出口とし、残りの２つを冷媒流入口とする三方継手で構成されている。

合流部２９の冷媒流出口側には、アキュムレータ３０の入口側が接続されている。アキュムレータ３０は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側に流出させるものである。

本実施形態のアキュムレータ３０の詳細構成については、図２、図３を用いて説明する。図２、図３における上下方向を示す矢印は、アキュムレータ３０を車両用空調装置に搭載した状態における上下方向を示している。このことは、他の図面においても同様である。

本実施形態のアキュムレータ３０は、図２、図３に示すように、外殻を構成するハウジング３０１を有する。ハウジング３０１は、その内部に上下方向に円柱状に延びる内部空間が形成されている。ハウジング３０１の内部空間は、気液を分離する分離部３０ａ、分離部３０ａで分離された液相冷媒を貯留する貯留部３０ｂで構成されている。分離部３０ａは、ハウジング３０１の内部空間のうち、ハウジング３０１の上部３０１ａ側に形成される空間である。

また、貯留部３０ｂは、ハウジング３０１の内部空間のうち、ハウジング３０１の底部３０１ｃ側に形成される空間である。貯留部３０ｂは、サイクル中の余剰の冷媒を貯留する空間である。

ハウジング３０１の上部３０１ａには、冷媒を導入する導入管３０２と、気相冷媒および潤滑油を圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ流出させる導出管３０３とが接続されている。導入管３０２および導出管３０３は、それぞれ筒状の部材で構成されている。

導入管３０２は、その一端側がハウジング３０１外部で合流部２９の出口側に接続されている。導入管３０２は、その他端側がハウジング３０１内部に位置しており、貯留部３０ｂにおける液相冷媒の液面の上方側に開口している。導入管３０２における他端側の開口は、冷媒を導入する導入口３０２ａを構成している。

導出管３０３は、その一端側がハウジング３０１内部に位置しており、貯留部３０ｂにおける液相冷媒の液面の上方側に開口している。導出管３０３における一端側の開口は、ハウジング３０１内部の気相冷媒だけを導出する導出口３０３ａを構成している。導出管３０３は、その他端側がハウジング３０１外部で圧縮機１１の吸入ポート１１ａに接続されている。

導出管３０３は、ハウジング３０１内部において分離部３０ａと貯留部３０ｂとを跨ぐように、Ｕ字形状に曲折している。導出管３０３には、貯留部３０ｂに貯留された液相冷媒に常時浸かる部位に油戻し穴３０３ｂが形成されている。

油戻し穴３０３ｂは、導出管３０３を流れる気相冷媒と共に、貯留部３０ｂに貯留された液相冷媒中の潤滑油および微量の液相冷媒を、圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ戻すための連通穴である。

アキュムレータ３０の内部では、導入管３０２から導入された冷媒が、ハウジング３０１内部の分離部３０ａで分離される。分離部３０ａで分離された気相冷媒は、導出管３０３を介して圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ流出する。

また、分離部３０ａで分離された液相冷媒は、冷媒中の潤滑油と共に貯留部３０ｂに一時的に貯留される。貯留部３０ｂに貯留された潤滑油を含む液相冷媒は、その一部が導出管３０３の油戻し穴３０３ｂから圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ流出する。

アキュムレータ３０には、ハウジング３０１における貯留部３０ｂを形成する部位に、冷媒導入通路１８が接続されている。具体的には、本実施形態では、アキュムレータ３０のハウジング３０１における側壁部３０１ｂに、冷媒導入通路１８を接続している。なお、冷媒導入通路１８は、ハウジング３０１の底部３０１ｃに接続してもよい。

このように、本実施形態のアキュムレータ３０は、貯留部３０ｂに冷媒導入通路１８を介して中間圧となる気相冷媒が導入される構成となっている。アキュムレータ３０の内部では、冷媒導入通路１８を介して導入される気相冷媒により、貯留部３０ｂに存在する液相冷媒と潤滑油とが攪拌される。

次に、室内空調ユニット４０について説明する。室内空調ユニット４０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。室内空調ユニット４０は、その外殻を形成するとともに、車室内への送風空気の空気通路を形成する空調ケース４１を有する。

空調ケース４１の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置４２が配置されている。内外気切替装置４２は、内気の導入口および外気の導入口の開口面積を、内外気切替ドアで調整することで、空調ケース４１内への内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる装置である。

内外気切替装置４２の空気流れ下流側には、内外気切替装置４２から導入される空気を車室内へ向けて送風する送風機４３が配置されている。送風機４３は、シロッコファン等の遠心ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機４３は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機４３の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２６および室内凝縮器１２が、送風空気の流れに対して、室内蒸発器２６、室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２６は、室内凝縮器１２に対して空気流れ上流側に配置されている。

空調ケース４１内には、室内蒸発器２６通過後の送風空気を、室内凝縮器１２を迂回して流す冷風バイパス通路４５が設けられている。また、空調ケース４１内には、室内蒸発器２６の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１２の空気流れ上流側にエアミックスドア４４が配置されている。

エアミックスドア４４は、室内蒸発器２６通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量と冷風バイパス通路４５を通過させる風量との風量割合を調整して、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する能力調整部として機能する。エアミックスドア４４は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないアクチュエータにより駆動される。

また、室内凝縮器１２および冷風バイパス通路４５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２を通過した温風、および冷風バイパス通路４５を通過した冷風を合流させる図示しない合流空間が形成されている。

空調ケース４１の空気流れ最下流部には、合流空間にて合流した送風空気を、車室内へ吹き出す複数の開口穴が形成されている。図示しないが、空調ケース４１には、開口穴として、車両前面の窓ガラスの内面に向けて空気を吹き出すデフロスタ開口穴、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴が形成されている。

また、各開口穴の空気流れ上流側には、各開口穴の開口面積を調整する吹出モードドアとして、デフロスタドア、フェイスドア、フットドアが配置されている。これら吹出モードドアは、図示しないリンク機構等を介して、空調制御装置５０から出力される制御信号によってその作動が制御されるアクチュエータにより駆動される。

さらに、各開口穴の空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口に接続されている。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等のメモリを含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。空調制御装置５０は、メモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種空調用の制御機器の作動を制御する。

空調制御装置５０の入力側には、空調制御用のセンサ群が接続されている。具体的には、空調制御装置５０には、車両内外における環境の状態を検出するセンサとして、内気温を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内への日射量を検出する日射センサ等が接続されている。

また、空調制御装置５０には、ヒートポンプサイクル１０の作動状態を検出するセンサとして、室内蒸発器２６の温度を検出する第１温度センサ５１、室内凝縮器１２通過後の冷媒の温度、圧力を検出する第２温度センサ５２、圧力センサ５３等が接続されている。第１温度センサ５１としては、室内蒸発器２６の熱交換フィンの温度を検出するセンサや、室内蒸発器２６を流れる冷媒の温度を検出するセンサ等が考えられるが、いずれのセンサを用いてもよい。

さらに、空調制御装置５０には、各種空調操作スイッチが配置された操作パネルが接続されている。空調制御装置５０には、操作パネルの各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルには、各種空調操作スイッチとして、車両用空調装置の作動スイッチ、車室内の目標温度を設定する温度設定スイッチ、室内蒸発器２６で送風空気を冷却するか否かを設定するＡ／Ｃスイッチ等が設けられている。

本実施形態の空調制御装置５０は、出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する制御部（ハードウェアやソフトウェア）を集約した装置である。空調制御装置５０に集約される制御部としては、ヒートポンプサイクル１０の運転モードを切り替える運転モード切替部５０ａ、圧縮機１１の電動モータの作動を制御する吐出能力制御部等がある。

次に、上記構成における車両用空調装置の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置は、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、および車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードに切り替え可能となっている。これら運転モードは、空調制御装置５０が実行する空調制御処理により切り替え可能となっている。

運転モードを切り替える空調制御処理については、図４に示すフローチャートを参照して説明する。空調制御処理は、操作パネルの車両用空調装置の作動スイッチが投入されることで開始される。なお、図４に示すフローチャートの各ステップは、空調制御装置５０により実現されるものであり、各ステップで実現される機能それぞれを機能実現部として解釈することができる。

車両用空調装置の作動スイッチが投入されると、まず、メモリに記憶されたフラグ、タイマ等の初期化や、各種制御機器の初期位置を合わせる初期化処理が行われる（Ｓ１）。初期化処理では、前回の車両用空調装置の運転停止時にメモリに記憶された値に合わせることもある。

続いて、操作パネルの操作信号、および空調制御用のセンサ群の検出信号を読み込む（Ｓ２）。そして、ステップＳ２の処理で読み込んだ各種信号に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する（Ｓ３）。

具体的には、ステップＳ３の算出処理では、以下の数式Ｆ１を用いて目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ａｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチで設定された車室内の目標温度、Ｔｒは内気センサで検出された検出信号、Ｔａｍは外気センサで検出された検出信号、Ａｓは日射センサで検出された検出信号を示している。なお、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、およびＫｓは、制御ゲインであり、Ｃは、補正用の定数である。

続いて、送風機４３の送風能力を決定する（Ｓ４）。ステップＳ４の処理では、ステップＳ３で算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して、送風機４３の送風能力を決定する。

本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域、および極高温域となる場合に、送風機４３の送風量が多くなるように、送風能力を最大能力付近に決定する。また、本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域へ上昇したり、極高温域から中間温度域へ低下したりする場合に、送風機４３の送風量が減少するように、送風能力を最大付近よりも低い能力に決定する。

続いて、ステップＳ２で読み込んだ各種信号、およびステップＳ３で算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、ヒートポンプサイクル１０の運転モードを決定する（Ｓ５〜Ｓ８）。

ステップＳ５の処理では、Ａ／Ｃスイッチがオンされ、且つ、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた冷房基準値よりも低くなっている場合に、冷房運転を行う冷房モードに決定する（Ｓ６）。また、ステップＳ５の処理では、Ａ／Ｃスイッチがオンされ、且つ、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準値以上となっている場合に、除湿暖房運転を行う除湿暖房モードに決定する（Ｓ７）。さらに、ステップＳ５の処理では、Ａ／Ｃスイッチがオフされ、且つ、目標吹出温度ＴＡＯが暖房基準値以上となっている場合に、暖房運転を行う暖房モードに決定する（Ｓ８）。ステップＳ６〜Ｓ８の処理では、各運転モードに応じた制御処理が実行される。なお、ステップＳ６〜Ｓ８における詳細な処理内容については後述する。

続いて、内外気切替装置４２の切替状態を示す吸込口モードを決定する（Ｓ９）。ステップＳ９の処理では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して吸込口モードを決定する。本実施形態の空調制御装置５０は、基本的には、外気を導入する外気モードに吸込口モードを決定する。本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能が要求される状況や、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域となって高い暖房性能が要求される状況等に内気を導入する内気モードに吸込口モードを決定する。

続いて、吹出口モードを決定する（Ｓ１０）。ステップＳ１０の処理では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して吹出口モードを決定する。本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯが高温域から低温域へと低下するに伴って、フットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと移行するように吹出口モードを決定する。

続いて、上述のステップＳ４〜Ｓ１０で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置５０に接続された各種制御機器へ制御信号を出力する（Ｓ１１）。そして、予めメモリに記憶された制御周期が経過するまで待機する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２の処理にて制御周期が経過したと判定された場合、車両用空調装置の運転を停止するか否かを判定する（Ｓ１３）。ステップＳ１３の判定処理では、操作パネルや、車両全体の制御を司るメイン制御装置等から、車両用空調装置の運転停止を指示する指令信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１３の判定処理にて、運転停止と判定された場合には、所定の運転終了処理を実行する。また、ステップＳ１３の判定処理にて、運転停止と判定されなかった場合には、ステップＳ２の処理に戻る。

次に、ステップＳ６で実行する冷房モードの処理内容、ステップＳ７で実行する除湿暖房モードの処理内容、およびステップＳ８で実行する暖房モードの処理内容について説明する。

（ａ）冷房モード
本実施形態では、冷房モードが、室外熱交換器２０を外気へ放熱する放熱用熱交換器として機能させて室内蒸発器２６で送風空気を冷却する第２運転モードを構成している。本実施形態の冷房モードは、空調制御装置５０で各減圧機構１３、１９、２５、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。

具体的には、冷房モードでは、空調制御装置５０が、第１減圧機構１３を全開状態とし、第３減圧機構２５を絞り状態とし、さらに、迂回通路開閉機構１９ｃを開いて第２減圧機構１９を全開状態とする。また、空調制御装置５０は、中間開閉機構１６および低圧開閉機構２８を閉じる。

これにより、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、図５の矢印に示すように冷媒が流れる。すなわち、圧縮機１１からの吐出冷媒は、室内凝縮器１２→第１減圧機構１３→気液分離器１４→第２減圧機構１９→室外熱交換器２０→低圧冷媒通路２２→第３減圧機構２５→室内蒸発器２６→アキュムレータ３０→圧縮機１１の順に流れる。

このようなサイクル構成で、ステップＳ３で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号（回転数）については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２６の目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。目標蒸発器温度ＴＥＯは、室内蒸発器２６の着霜（フロスト）を防止するため、着霜温度（例えば、０℃）よりも高い温度（例えば、１℃）以上となるように決定される。

そして、目標蒸発器温度ＴＥＯと第１温度センサ５１で検出された室内蒸発器２６の温度Ｔｅとの偏差に基づいて、室内蒸発器２６の温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の回転数が決定される。

また、第３減圧機構２５に出力される制御信号については、第３減圧機構２５へ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、第２温度センサ５２および圧力センサ５３で検出された室内凝縮器１２通過後の高圧冷媒の温度Ｔｃｏおよび圧力Ｐｄに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大となるように決定される。

また、エアミックスドア４４を駆動するアクチュエータに出力される制御信号については、エアミックスドア４４が室内凝縮器１２側の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２６通過後の送風空気の全流量が冷風バイパス通路４５側を通過するように決定される。なお、冷房モードでは、室内空調ユニット４０からの吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア４４の開度を制御してもよい。このように決定された各制御信号等は、空調制御装置５０から各種制御機器へ出力される。

従って、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア４４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、第１減圧機構１３が全開状態となっているので、第１減圧機構１３にて殆ど減圧されることなく、気液分離器１４へ流れる。この際、室内凝縮器１２では冷媒が殆ど送風空気へ放熱することがないので、気液分離器１４へ流入する冷媒は気相状態となる。このため、気液分離器１４では冷媒の気液が分離されることなく、気相冷媒が液相冷媒通路へ流出する。さらに、中間開閉機構１６が閉じられているので、中間圧冷媒通路１５および冷媒導入通路１８へは冷媒が流れない。

液相冷媒通路に流入した気相冷媒は、第２減圧機構１９へ流れる。第２減圧機構１９に流入した気相冷媒は、迂回通路開閉機構１９ｃが開いているので、殆ど減圧されることなく、迂回通路１９ｂを介して室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、外気と熱交換して放熱し、目標過冷却度となるまで冷却される。

室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧開閉機構２８が閉じ、かつ、第３減圧機構２５が絞り状態となっているので、第２中間分岐部２１を介して第３減圧機構２５に流入して低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第３減圧機構２５から流出した低圧冷媒は、室内蒸発器２６へ流入し、送風機４３から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却および除湿される。

室内蒸発器２６から流出した冷媒は、合流部２９を介して、アキュムレータ３０へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ３０にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて低段側圧縮部および高段側圧縮部にて圧縮される。

ここで、アキュムレータ３０で分離された液相冷媒は、ヒートポンプサイクル１０が要求される冷凍能力を発揮するために不要な余剰冷媒として、アキュムレータ３０の内部に貯留される。このことは、除湿暖房モードや暖房モードにおいても同様である。

以上の如く、冷房モードでは、室外熱交換器２０にて冷媒を放熱させ、室内蒸発器２６にて冷媒を蒸発させるヒートポンプサイクル１０を構成する。このため、室内蒸発器２６にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができるので、車室内の冷房を実現することができる。なお、冷房モードでは、中間開閉機構１６が閉じているので、圧縮機１１は単段昇圧式の圧縮機として機能する。

（ｂ）除湿暖房モード
本実施形態の除湿暖房モードは、室外熱交換器２０を外気へ放熱する放熱用熱交換器として機能させて室内蒸発器２６で送風空気を冷却する第２運転モードを構成している。本実施形態の除湿暖房モードは、空調制御装置５０で各減圧機構１３、１９、２５、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。

具体的には、除湿暖房モードでは、冷房モード時の冷媒回路と同様の冷媒回路となるように、空調制御装置５０が、第１〜第３減圧機構１３、１９、２５、中間開閉機構１６、低圧開閉機構２８を制御する。これにより、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図５の矢印に示すように冷媒が流れる。

このようなサイクル構成で、ステップＳ３で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号（回転数）、および第３減圧機構２５に出力される制御信号については、冷房モードと同様に決定される。

また、エアミックスドア４４を駆動するアクチュエータに出力される制御信号については、エアミックスドア４４が冷風バイパス通路４５を閉塞し、室内蒸発器２６通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。なお、除湿暖房モードでは、室内空調ユニット４０からの吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア４４の開度を制御してもよい。このように決定された各制御信号等は、空調制御装置５０から各種制御機器へ出力される。

従って、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア４４が室内凝縮器１２の空気通路を全開しているので、室内凝縮器１２に流入した冷媒が、室内蒸発器２６で冷却および除湿された送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、冷房モードと同様に、第１減圧機構１３→気液分離器１４→第２減圧機構１９の順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０に流入した冷媒は、外気と熱交換して放熱し、目標過冷却度となるまで冷却される。さらに、室外熱交換器２０を流出した冷媒は、冷房モードと同様に、低圧冷媒通路２２→第３減圧機構２５→室内蒸発器２６→アキュムレータ３０→圧縮機１１の順に流れる。

以上の如く、除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２および室外熱交換器２０にて冷媒を放熱させ、室内蒸発器２６にて冷媒を蒸発させるヒートポンプサイクル１０を構成する。除湿暖房モードでは、室内蒸発器２６にて冷却および除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。なお、除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、中間開閉機構１６が閉じているので、圧縮機１１は単段昇圧式の圧縮機として機能する。

（ｃ）暖房モード
本実施形態の暖房モードは、室外熱交換器２０を外気から吸熱用熱交換器として機能させて室内凝縮器１２で送風空気を加熱する第１運転モードを構成している。本実施形態の暖房モードは、空調制御装置５０で各減圧機構１３、１９、２５、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。

具体的には、暖房モードでは、空調制御装置５０が、第１減圧機構１３を絞り状態とし、第３減圧機構２５を全閉状態とし、さらに、迂回通路開閉機構１９ｃを閉じて第２減圧機構１９を絞り状態とする。また、空調制御装置５０は、中間開閉機構１６および低圧開閉機構２８を開く。

これにより、暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図６の矢印に示すように冷媒が流れる。すなわち、圧縮機１１からの吐出冷媒は、室内凝縮器１２→第１減圧機構１３→気液分離器１４→第２減圧機構１９→室外熱交換器２０→低圧バイパス通路２３→アキュムレータ３０→圧縮機１１の順に流れる。

この際、気液分離器１４で分離された気相冷媒は、中間圧冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入する。また、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部が冷媒導入通路１８を介してアキュムレータ３０の内部に流入する。

このようなサイクル構成で、ステップＳ３で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、次のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予めメモリに記憶された制御マップを参照して、室内凝縮器１２を通過した高圧冷媒の圧力Ｐｄの目標圧力Ｔｐｄを決定する。そして、目標圧力Ｔｐｄと高圧冷媒の圧力Ｐｄとの偏差に基づいて、高圧冷媒の圧力Ｐｄが目標圧力Ｔｐｄに近づくように、圧縮機１１の回転数が決定される。

また、第１減圧機構１３へ出力される制御信号については、第１減圧機構１３へ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。

また、エアミックスドア４４を駆動するアクチュエータに出力される制御信号については、エアミックスドア４４が冷風バイパス通路４５側の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２６通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２側を通過するように決定される。このように決定された各制御信号等は、空調制御装置５０から各種制御機器へ出力される。

従って、暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２６を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている第１減圧機構１３へ流入して中間圧となるまで減圧される。そして、第１減圧機構１３にて減圧された中間圧冷媒は、気液分離器１４にて気液分離される。

気液分離器１４で分離された気相冷媒は、中間開閉機構１６が開いているので、中間圧冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入する。そして、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入した中間圧冷媒は、低段側圧縮部から吐出された冷媒と合流して、高段側圧縮部に吸入される。

また、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部は、冷媒導入通路１８を介して、アキュムレータ３０の内部に流れる。これにより、アキュムレータ３０の内部の液相冷媒が撹拌される。

一方、気液分離器１４にて分離された液相冷媒は、第２減圧機構１９に流入する。第２減圧機構１９に流入した冷媒は、迂回通路開閉機構１９ｃが閉じているので、固定絞り１９ａに流入して低圧冷媒となるまで減圧される。第２減圧機構１９から流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０に流入した冷媒は、外気と熱交換して吸熱して蒸発する。

室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧開閉機構２８が開き、かつ、第３減圧機構２５が全閉状態となっているので、第２中間分岐部２１→低圧バイパス通路２３→合流部２９を介してアキュムレータ３０に流入する。

アキュムレータ３０に流入した冷媒は、アキュムレータ３０で気液分離され、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて圧縮機１１の各圧縮部にて再び圧縮される。

以上の如く、暖房モードでは、室内凝縮器１２にて冷媒を放熱させ、室外熱交換器２０にて冷媒を蒸発させるヒートポンプサイクル１０を構成し、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

以上説明した本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、空調制御装置５０の各制御機器の制御により、暖房モード、冷房モード、除湿暖房モードといった運転モードを切替可能となっている。すなわち、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、車室内の暖房、冷房、除湿暖房といった異なる機能を実現することができる。

特に、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、暖房モード時に、冷媒を多段階に昇圧し、サイクル内の中間圧冷媒を圧縮機１１の低段側圧縮部から吐出された冷媒と合流させて高段側圧縮部へ吸入させる冷媒回路（ガスインジェクションサイクル）となる。これにより、外気温が極低温となる低温環境下であっても、圧縮機１１の吸入冷媒の密度を増加させることできるので、ヒートポンプサイクル１０における暖房能力を確保することができる。

ここで、本実施形態の如く、潤滑油を混入させた冷媒を循環させるヒートポンプサイクル１０では、低温域から高温域の全域で冷媒と潤滑油との相互溶解性が確保できていることが望ましい。

しかし、冷媒と潤滑油との組合せは、単に相互溶解性だけで選定できるわけではないため、ヒートポンプサイクル１０の運転環境の変化によって相互溶解性が低下するような冷媒と潤滑油との組合せを採用せざるを得ない状況もあり得る。

例えば、冷媒と潤滑油との組合せによっては、図７に示すように、冷媒温度が或る温度以上で潤滑油と冷媒とが均質に混ざった混相状態となり、冷媒温度が或る温度未満で、相互溶解性の変化により液相冷媒がオイル濃度の異なる二層に分離することがある。

このように、低温環境下等のような所定の条件下で、相互溶解性が低下する特性を有する冷媒および潤滑油の組合せを採用したヒートポンプサイクル１０では、アキュムレータ３０の貯留部３０ｂで液相冷媒と潤滑油とが二層に分離した状態となることがある。

この際、潤滑油が液相冷媒よりも比重の小さい状態となっていると、図８に示すように、貯留部３０ｂの上部に潤滑油が豊富なオイルリッチ層３０ｃが形成され、貯留部３０ｂの下部に潤滑油が少ないオイルプア層３０ｄが形成される。

このように貯留部３０ｂの下部に潤滑油が少ないオイルプア層３０ｄが形成されると、油戻し穴３０３ｂから潤滑油が吸い込まれ難くなる。この結果、圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ戻す潤滑油の返油量が減少し、圧縮機１１の信頼性が低下してしまう。なお、図８に示すアキュムレータ１００は、本実施形態のアキュムレータ３０に対して冷媒導入通路１８との接続を排除したものである。また、説明の便宜上、図８では、本実施形態のアキュムレータ３０と同様の要素については、本実施形態のアキュムレータ３０と同様の符号を付している。

これに対して、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部をアキュムレータ３０の内部に導入する冷媒導入通路１８を設ける構成としている。

これらによれば、冷媒導入通路１８から導入する気相冷媒によるアキュムレータ３０内部の冷媒の撹拌効果により、図９に示すように、潤滑油と冷媒とが均質に混ざった混層状態３０ｅとなる。このため、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、アキュムレータ３０の内部における冷媒と潤滑油の分離状態を解消することが可能となる。これにより、外気温が極低温となる低温環境下で運転しても、アキュムレータ３０の内部の潤滑油を圧縮機１１の吸入ポート１１ａ側へ適切に供給することができるので、圧縮機１１の信頼性を充分に確保することが可能となる。

また、冷媒導入通路１８の気相冷媒は、中間圧冷媒通路１５とアキュムレータ３０内部との圧力差により、アキュムレータ３０内部へ流れる。このため、アキュムレータ３０内部の冷媒の撹拌効果は、冷媒導入通路１８を追加することで実現することができる。

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、従来技術の如く、加熱装置を追加する場合に比べて、消費電力の増加およびヒートポンプサイクル１０の構成部品の増加を抑えることができる。

さらに、冷媒導入通路１８を中間圧冷媒通路１５に比べて圧力損失が大きい構造としているので、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ導く気相冷媒の流量を充分に確保することができる。これにより、低温環境下における圧縮機１１の吸入冷媒を増加させて、ヒートポンプサイクル１０の暖房能力の向上を図ることが可能となる。すなわち、低温環境下におけるヒートポンプサイクル１０の暖房能力の向上と、アキュムレータ３０から圧縮機１１への潤滑油の適切な供給とを両立させることが可能となる。

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０によれば、消費電力の増加および構成部品の増加を抑えつつ、アキュムレータ３０の内部における冷媒と潤滑油の分離状態を解消することが可能となる。

ここで、本発明者らの知見によれば、外気温が低温となる低温環境下において、液相冷媒と潤滑油とが二層に分離し易い傾向がある。このような低温環境下では、車両用空調装置に対して、ユーザ側から暖房が要求される状況でもある。

この点を鑑み、本実施形態では、中間圧冷媒通路１５を開閉する中間開閉機構１６を中間圧冷媒通路１５における冷媒導入通路１８との接続部である第１中間分岐部１７よりも冷媒流れ上流側に配置する構成としている。

これによれば、冷媒導入通路１８と中間圧冷媒通路１５とで別々の通路開閉機構を設ける必要がない。このため、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、構成部品の増加をより一層抑えることができる。

さらに、本実施形態では、低温環境下において実行される暖房モード時に、中間圧冷媒通路１５を開き、暖房モード以外の運転モード（例えば、冷房モード、除湿暖房モード）時に、中間圧冷媒通路１５を閉じる構成としている。

これによれば、室内蒸発器２６で熱交換対象流体である空気を冷却する運転モードにおいて、室内蒸発器２６の上流側の冷媒が冷媒導入通路１８を介して、アキュムレータ３０に流れることを防止できる。このため、室内蒸発器２６に流入する冷媒の流量を充分に確保することができる。この結果、室内蒸発器２６にて送風空気の冷却効果を充分に得ることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、中間冷却器３４により、温度式膨脹弁３５を通過した冷媒を蒸発させ、蒸発した気相冷媒を圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ流す点が第１実施形態と相違している。

図１０に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル１０には、室内凝縮器１２の冷媒出口側に、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒の冷媒通路を複数に分岐する冷媒分岐部３１が設けられている。本実施形態では、冷媒分岐部３１が放熱器である室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部を構成している。

本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、冷媒分岐部３１で分岐された一方の冷媒通路３２に、第１減圧機構を構成する温度式膨脹弁３５が配置されている。温度式膨脹弁３５は、分岐部である冷媒分岐部３１にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧する減圧部である。

また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０には、温度式膨脹弁３５を通過した中間圧冷媒を、冷媒分岐部３１で分岐された他方の冷媒通路３３を通過する高圧冷媒と熱交換させて蒸発させる中間冷却器３４が設けられている。

中間冷却器３４は、サイクル内の高圧冷媒と中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器である。本実施形態の中間冷却器３４は、高圧冷媒が流れる高圧側通路３４ａ、および中間圧冷媒が流れる中間圧側通路３４ｂを有する。中間冷却器３４では、高圧側通路３４ａを通過する高圧冷媒によって中間圧側通路３４ｂを通過する中間圧冷媒が加熱されることで、中間圧冷媒が蒸発して気相冷媒となる。

中間冷却器３４の中間圧側通路３４ｂの冷媒出口側は、中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに接続されている。これにより、中間冷却器３４にて蒸発した気相冷媒は、中間圧冷媒通路１５を通過して中間圧ポート１１ｂに導入される。

本実施形態の中間圧冷媒通路１５には、図示しないが温度式膨脹弁３５の感温部が配置されている。本実施形態の温度式膨脹弁３５は、感温部により感知される中間圧冷媒の温度に応じた圧力、および中間圧冷媒の圧力に基づいて、弁体が変位する。これにより、温度式膨脹弁３５の弁開度は、中間圧側通路３４ｂから流出する中間圧冷媒が所定の過熱度を持つように自動的に調整される。

続いて、中間冷却器３４の高圧側通路３４ａの冷媒出口側には、中間冷却器３４から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧する第２減圧機構として、電気式膨張弁３６が設けられている。電気式膨張弁３６の基本的構成は、第１実施形態の第１減圧機構１３と同様であり、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される電磁弁で構成されている。なお、電気式膨張弁３６の出口側は、室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続されている。

本実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様である。続いて、本実施形態における各運転モード時における空調制御装置５０の制御処理について説明する。

（ａ）冷房モード
本実施形態の冷房モードは、空調制御装置５０にて第３減圧機構２５、電気式膨張弁３６、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。具体的には、冷房モードでは、空調制御装置５０が、電気式膨張弁３６を全開状態とし、第３減圧機構２５を絞り状態とする。また、空調制御装置５０は、中間開閉機構１６および低圧開閉機構２８を閉じる。

これにより、冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１１の矢印に示すように冷媒が流れる。すなわち、圧縮機１１からの吐出冷媒は、室内凝縮器１２→中間冷却器３４の高圧側通路３４ａ→電気式膨張弁３６→室外熱交換器２０→低圧冷媒通路２２→第３減圧機構２５→室内蒸発器２６→アキュムレータ３０→圧縮機１１の順に流れる。

本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。なお、本実施形態の空調制御装置５０は、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を第１実施形態と同様に決定する。

本実施形態の冷房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア４４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、中間冷却器３４の高圧側通路３４ａに流入する。この際、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、中間開閉機構１６が閉じられているので、中間冷却器３４の中間圧側通路３４ｂや中間圧冷媒通路１５に流れない。このため、中間冷却器３４では、高圧冷媒と中間圧冷媒とが内部熱交換することなく、高圧側通路３４ａを通過した高圧冷媒が電気式膨張弁３６へ流れる。

電気式膨張弁３６に流入した高圧冷媒は、電気式膨張弁３６が全開状態に設定されているので、殆ど減圧することなく、室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、外気と熱交換して放熱し、目標過冷却度となるまで冷却される。

室外熱交換器２０から流出した高圧冷媒は、低圧開閉機構２８が閉じ、かつ、第３減圧機構２５が絞り状態となっているので、第２中間分岐部２１を介して第３減圧機構２５に流入して低圧冷媒となるまで減圧される。そして、第３減圧機構２５から流出した低圧冷媒は、室内蒸発器２６へ流入し、送風機４３から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却および除湿される。

室内蒸発器２６から流出した冷媒は、合流部２９を介して、アキュムレータ３０へ流入して気液分離され、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて低段側圧縮部および高段側圧縮部にて圧縮される。

以上の如く、本実施形態の冷房モードでは、第１実施形態の冷房モードと同様に、室内蒸発器２６にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができるので、車室内の冷房を実現することができる。

（ｂ）除湿暖房モード
本実施形態の除湿暖房モードは、空調制御装置５０で第３減圧機構２５、電気式膨張弁３６、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。具体的には、除湿暖房モードでは、冷房モード時の冷媒回路と同様の冷媒回路となるように、空調制御装置５０が、第３減圧機構２５、電気式膨張弁３６、各開閉機構１６、２８を制御する。これにより、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１１の矢印に示すように冷媒が流れる。

本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。なお、本実施形態の空調制御装置５０は、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を第１実施形態と同様に決定する。

本実施形態の除湿暖房モードでは、第１実施形態の除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２６にて冷却および除湿された送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。従って、車室内の除湿暖房を実現することができる。

（ｃ）暖房モード
本実施形態の暖房モードは、空調制御装置５０で第３減圧機構２５、電気式膨張弁３６、各開閉機構１６、２８を制御することで実現している。具体的には、暖房モードでは、空調制御装置５０が、電気式膨張弁３６を絞り状態とし、第３減圧機構２５を全閉状態とする。また、空調制御装置５０は、中間開閉機構１６および低圧開閉機構２８を開く。

これにより、暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図１２の矢印に示すように冷媒が流れる。すなわち、圧縮機１１からの吐出冷媒は、室内凝縮器１２→中間冷却器３４の高圧側通路３４ａ→電気式膨張弁３６→室外熱交換器２０→低圧バイパス通路２３→アキュムレータ３０→圧縮機１１の順に流れる。

この際、室内凝縮器１２から流出した冷媒の一部は、温度式膨脹弁３５→中間冷却器３４の中間圧側通路３４ｂ→中間圧冷媒通路１５→圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂの順に流れる。また、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部が冷媒導入通路１８を介してアキュムレータ３０の内部に流入する。

本実施形態の空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＡＯ、および各種センサ群の検出信号に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器の作動状態を決定する。例えば、電気式膨張弁３６へ出力される制御信号については、電気式膨張弁３６へ流入する冷媒の過冷却度が、目標過冷却度に近づくように決定される。なお、本実施形態の空調制御装置５０は、ヒートポンプサイクル１０の各構成機器のうち、電気式膨張弁３６以外の構成機器の作動状態については第１実施形態と同様に決定する。

本実施形態の暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２６を通過した送風空気と熱交換して放熱する。これにより、送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、中間開閉機構１６が開いているので、冷媒分岐部３１で分岐され、その大半が中間冷却器３４の高圧側通路３４ａに流入し、残りが温度式膨脹弁３５へ流入する。

温度式膨脹弁３５に流入した高圧冷媒は、中間圧冷媒となるまで減圧される。温度式膨脹弁３５を通過した中間圧冷媒は、中間冷却器３４の中間圧側通路３４ｂに流入する。中間冷却器３４の中間圧側通路３４ｂに流入した中間圧冷媒は、高圧側通路３４ａを通過する高圧冷媒から吸熱して蒸発する。

中間冷却器３４にて蒸発した気相冷媒は、中間圧冷媒通路１５を介して、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入する。そして、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入した中間圧冷媒は、低段側圧縮部から吐出された冷媒と合流して、高段側圧縮部に吸入される。

また、中間圧冷媒通路１５を流れる気相冷媒の一部は、冷媒導入通路１８を介して、アキュムレータ３０の内部に流れる。これにより、アキュムレータ３０の内部の液相冷媒が撹拌される。

一方、中間冷却器３４の高圧側通路３４ａを通過した高圧冷媒は、絞り状態となっている電気式膨張弁３６に流入する。電気式膨張弁３６に流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。電気式膨張弁３６から流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入する。室外熱交換器２０に流入した冷媒は、外気と熱交換して吸熱して蒸発する。

室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低圧開閉機構２８が開き、かつ、第３減圧機構２５が全閉状態となっているので、第２中間分岐部２１→低圧バイパス通路２３→合流部２９を介してアキュムレータ３０に流入する。

アキュムレータ３０に流入した冷媒は、アキュムレータ３０へ流入して気液分離され、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａから吸入されて低段側圧縮部および高段側圧縮部にて圧縮される。

以上の如く、暖房モードでは、第１実施形態の暖房モードと同様に、室内凝縮器１２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことができるので、車室内の暖房を実現することができる。

以上説明した本実施形態では、第１実施形態と同様に、消費電力の増加および構成部品の増加を抑えつつ、アキュムレータ３０の内部における冷媒と潤滑油の分離状態を解消することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、冷媒導入通路１８に逆流防止機構１８ａを配置している点が第１実施形態と相違している。

図１３に示すように、本実施形態のヒートポンプサイクル１０には、冷媒導入通路１８に逆流防止機構１８ａが配置されている。逆流防止機構１８ａは、アキュムレータ３０の内部から冷媒導入通路１８側へ向かって冷媒が流れることを防止するものである。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

ところで、アキュムレータ３０周囲の環境因子の変化等により、アキュムレータ３０の内部の圧力が過度に低下することがある。この場合、アキュムレータ３０の内部に貯留された液相冷媒が沸騰して、アキュムレータ３０の内部が泡立つ現象（所謂、フォーミング現象）が生じ易くなる。このような現象が生ずると、アキュムレータ３０の内部の液相冷媒が、冷媒導入通路１８を逆流し、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側に流れてしまう可能性がある。圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ液相冷媒が流入することは、圧縮機１１の信頼性の低下に招く要因となることから、好ましくない。

これに対して、本実施形態では、冷媒導入通路１８に逆流防止機構１８ａを設ける構成としている。これによれば、アキュムレータ３０の内部でフォーミング現象が生じたとしても、アキュムレータ３０内部の液相冷媒の冷媒導入通路１８への逆流を防止することができる。従って、本実施形態の構成によれば、圧縮機１１の信頼性の向上を図ることができる。

ここで、本実施形態では、第１実施形態に係るヒートポンプサイクル１０の冷媒導入通路１８に対して逆流防止機構１８ａを配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第２実施形態に係るヒートポンプサイクル１０の冷媒導入通路１８に対して逆流防止機構１８ａを配置してもよい。

また、本実施形態では、室内凝縮器１２を通過した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧する減圧機構として温度式膨脹弁３５を用いる例について説明したが、これに限定されない。高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧する減圧機構としては、第３減圧機構２５と同様の電気式の可変絞り機構を採用してもよい。

さらに、本実施形態では、室内凝縮器１２を通過した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧する減圧機構として、電気式膨張弁３６を用いる例について説明したが、これに限定されない。高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧する減圧機構としては、第１実施形態の第２減圧機構１９と同様の構成を採用してもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、本発明に係るヒートポンプサイクル１０を車両用空調装置に適用する例を説明したが、ヒートポンプサイクル１０の適用はこれに限定されない。例えば、本発明に係るヒートポンプサイクル１０は、車両用に限定されることなく、定置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱冷却装置等に適用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、ヒートポンプサイクル１０として、第１運転モードを構成する暖房モード、第２運転モードを構成する冷房モードおよび除湿暖房モードといった運転モードを切替可能な例について説明したが、これに限定されない。ヒートポンプサイクル１０は、暖房モードだけを実現可能に構成されていてもよい。

（３）上述の第１実施形態では、除湿暖房モード時に、空調制御装置５０が、第１減圧機構１３を全開状態とし、第３減圧機構２５を絞り状態とし、さらに、迂回通路開閉機構１９ｃを開いて第２減圧機構１９を全開状態とする例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１減圧機構１３、および第３減圧機構２５の絞り状態を各種センサ群の検出値に応じて変更するようにしてもよい。これによれば、室外熱交換器２０を放熱用熱交換器として機能させるだけでなく、吸熱用熱交換器として機能させること、すなわち、室内凝縮器１２における放熱量を調整することが可能となるので、送風空気の適切な温度調整を図ることができる。

ここで、除湿暖房モード時に室外熱交換器２０を吸熱用熱交換器として機能させる場合、暖房モードのように、中間開閉機構１６を開いてもよい。すなわち、除湿暖房モード時に室外熱交換器２０を吸熱用熱交換器として機能させる場合、暖房モードと同様に、ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして、ヒートポンプサイクル１０の暖房能力を確保するようにしてもよい。この際の除湿暖房モードは、本発明における第１運転モードを構成する。

（４）上述の各実施形態では、圧縮機１１として、低段側圧縮部および高段側圧縮部を有するものを用いる例について説明したが、これに限定されない。例えば、圧縮機１１としては、圧縮室を低段用と高段用に区分けして１つの圧縮部で二段に昇圧するコンパウンド型の圧縮機を用いてもよい。

（５）上述の実施形態では、気液分離器１４として遠心分離方式を採用する例を説明したが、これに限定されない。気液分離器１４としては、例えば、気液二相状態の冷媒を衝突板に衝突させることによって減速させ、密度の高い液相冷媒を下方側へ落下させることによって気液分離する重力落下方式のものを採用してもよい。

（６）上述の各実施形態では、アキュムレータ３０の内部構造について、図２および図３等を用いて具体的に説明したが、アキュムレータ３０は、冷媒の気液を分離可能、且つ、油戻し穴３０３ｂを有する構造であれば、他の内部構造となっていてもよい。例えば、アキュムレータ３０は、導出管３０３がハウジング３０１内部で分離部３０ａ側から貯留部３０ｂ側に向かって直線状に延びる構造となっていてもよい。

（７）上述の第１実施形態では、第２減圧機構１９として、迂回通路開閉機構１９ｃの開閉により、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに変更可能なものを用いる例について説明したが、これに限定されない。第２減圧機構１９としては、例えば、迂回通路１９ｂの接続部に、冷媒通路を切替可能な電気式の三方弁を設け、当該三方弁により、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに変更するようにしてもよい。また、第２減圧機構１９としては、第１減圧機構１３と同様の電気式の可変絞り機構を採用してもよい。

（８）上述の第１実施形態では、第１、第３減圧機構１３、２５として、電気式の可変絞り機構を採用する例について説明したが、これに限定されない。第１、第３減圧機構１３、２５としては、例えば、第２減圧機構１９の如く、固定絞り、固定絞りをバイパス通路、バイパス通路を開閉する開閉機構で構成される減圧機構を採用してもよい。

（９）上述の各実施形態の如く、中間開閉機構１６を第１中間分岐部１７の冷媒流れ上流側に配置することが望ましいが、これに限定されない。中間開閉機構１６の開閉に連動して冷媒導入通路１８を開閉可能であれば、中間開閉機構１６を第１中間分岐部１７の冷媒流れ下流側に配置してもよい。例えば、冷媒導入通路１８に対して、冷媒導入通路１８を開閉する開閉機構を設ける構成とすれば、中間開閉機構１６を第１中間分岐部１７の冷媒流れ下流側に配置してもよい。

（１０）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（１１）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（１２）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１１ 圧縮機
１１ａ 吸入ポート
１１ｂ 中間圧ポート
１１ｃ 吐出ポート
１２ 室内凝縮器（放熱器）
１３ 第１減圧機構
１４ 気液分離器
１５ 中間圧冷媒通路
１８ 冷媒導入通路
１９ 第２減圧機構
２０ 室外熱交換器
３０ アキュムレータ

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機の吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する放熱器（１２）と、
   前記放熱器から流出した冷媒を減圧させる第１減圧機構（１３）と、
   前記第１減圧機構を通過した冷媒の気液を分離する気液分離器（１４）と、
   前記気液分離器で分離された気相冷媒を、前記圧縮機に設けられた中間圧ポート（１１ｂ）へ導いて、前記圧縮機における圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒通路（１５）と、
   前記気液分離器で分離された液相冷媒を減圧させる第２減圧機構（１９）と、
   前記第２減圧機構を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を前記圧縮機の吸入ポート（１１ａ）へ流出させるアキュムレータ（３０）と、
   前記中間圧冷媒通路を流れる気相冷媒の一部を前記アキュムレータの内部に導入する冷媒導入通路（１８）と、を備え、
   前記冷媒導入通路は、前記中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造となっていることを特徴とするヒートポンプサイクル。
2. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機の吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する放熱器（１２）と、
   前記放熱器から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部（３１）と、
   前記分岐部にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧機構（３５）と、
   前記第１減圧機構を通過した中間圧冷媒を、前記分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒と熱交換させて蒸発させる中間冷却器（３４）と、
   前記中間冷却器から流出した気相冷媒を前記圧縮機における圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒通路（１５）と、
   前記中間冷却器から流出した高圧冷媒を減圧させる第２減圧機構（３６）と、
   前記第２減圧機構を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を前記圧縮機の吸入ポート（１１ａ）へ流出させるアキュムレータ（３０）と、
   前記中間圧冷媒通路を流れる気相冷媒の一部を前記アキュムレータに導入する冷媒導入通路（１８）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒を減圧する第３減圧機構（２５）と、
   前記第３減圧機構を通過した冷媒と前記熱交換対象流体とを熱交換させて前記熱交換対象流体を冷却する蒸発器（２６）と、
   前記中間圧冷媒通路を開閉する通路開閉機構（１６）と、
   運転モードを切り替える運転モード切替部（５０ａ）と、を備え、
   前記冷媒導入通路は、前記中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造となっており、
   前記通路開閉機構は、前記中間圧冷媒通路における前記冷媒導入通路との接続部（１７）よりも冷媒流れ上流側に設けられており、
   前記運転モードは、前記室外熱交換器を外気から吸熱する吸熱用熱交換器として機能させて前記放熱器で前記熱交換対象流体を加熱する第１運転モード、前記室外熱交換器を外気へ放熱する放熱用熱交換器として機能させて前記蒸発器で前記熱交換対象流体を冷却する第２運転モードを含んでおり、
   前記運転モード切替部は、前記第１運転モード時に、前記通路開閉機構により前記中間圧冷媒通路を開き、前記第２運転モード時に、前記通路開閉機構により前記中間圧冷媒通路を閉じることを特徴とするヒートポンプサイクル。
3. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機の吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する放熱器（１２）と、
   前記放熱器から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部（３１）と、
   前記分岐部にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる第１減圧機構（３５）と、
   前記第１減圧機構を通過した中間圧冷媒を、前記分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒と熱交換させて蒸発させる中間冷却器（３４）と、
   前記中間冷却器から流出した気相冷媒を前記圧縮機における圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒通路（１５）と、
   前記中間冷却器から流出した高圧冷媒を減圧させる第２減圧機構（３６）と、
   前記第２減圧機構を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
   前記室外熱交換器から流出した冷媒の気液を分離して、分離された気相冷媒、および冷媒中に含まれる潤滑油を前記圧縮機の吸入ポート（１１ａ）へ流出させるアキュムレータ（３０）と、
   前記中間圧冷媒通路を流れる気相冷媒の一部を前記アキュムレータに導入する冷媒導入通路（１８）と、を備え、
   前記冷媒導入通路は、前記中間圧冷媒通路に比べて圧力損失が大きい構造となっており、さらに、前記アキュムレータの内部からの冷媒の逆流を防止する逆流防止機構（１８ａ）が設けられていることを特徴とするヒートポンプサイクル。
4. 前記室外熱交換器から流出した冷媒を減圧する第３減圧機構（２５）と、
   前記第３減圧機構を通過した冷媒と前記熱交換対象流体とを熱交換させて前記熱交換対象流体を冷却する蒸発器（２６）と、
   前記中間圧冷媒通路を開閉する通路開閉機構（１６）と、
   運転モードを切り替える運転モード切替部（５０ａ）と、を備え、
   前記通路開閉機構は、前記中間圧冷媒通路における前記冷媒導入通路との接続部（１７）よりも冷媒流れ上流側に設けられており、
   前記運転モードは、前記室外熱交換器を外気から吸熱する吸熱用熱交換器として機能させて前記放熱器で前記熱交換対象流体を加熱する第１運転モード、前記室外熱交換器を外気へ放熱する放熱用熱交換器として機能させて前記蒸発器で前記熱交換対象流体を冷却する第２運転モードを含んでおり、
   前記運転モード切替部は、前記第１運転モード時に、前記通路開閉機構により前記中間圧冷媒通路を開き、前記第２運転モード時に、前記通路開閉機構により前記中間圧冷媒通路を閉じることを特徴とする請求項１または３に記載のヒートポンプサイクル。
5. 前記冷媒導入通路には、前記アキュムレータの内部からの冷媒の逆流を防止する逆流防止機構（１８ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプサイクル。
6. 前記冷媒導入通路の流路断面積は、前記中間圧冷媒通路の流路断面積よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つにヒートポンプサイクル。

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