JPH1018830A - 内燃機関およびその内燃機関を用いたガスヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メインオイルパンとサブオイルパンとの間で
エンジンオイルを強制的に循環させ、もってエンジンオ
イルの交換インターバルを大幅に長くすること等を実現
した内燃機関およびその内燃機関を用いたガスヒートポ
ンプ装置を提供する。 【解決手段】 循環用オイルパン１３３の下部は、第２
連通オイルパイプ１４１，１４３を介し、メインオイル
パン１０５とサブオイルパン１３１とに連通している。
第２連通オイルパイプ１４１の管路には、循環用オイル
パン１３３側へのみエンジンオイルを流通させる第１逆
止弁１４５が介装されている。第２連通オイルパイプ１
４３の管路には、メインオイルパン１０５側へのみエン
ジンオイルを流通させる第２逆止弁１４７が介装されて
いる。循環用オイルパン１３３の上部空間は、第２均圧
パイプ１５１を介して第１均圧パイプ１３７に連通され
ると共に、三方電磁弁１５３により大気にも開放される
ようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サブオイルパンを
有する内燃機関およびその内燃機関を用いたガスヒート
ポンプ装置に係り、詳しくはメインオイルパンとサブオ
イルパンとの間でエンジンオイルを強制循環させる技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パッケージエアコン等に用いられ
る業務用冷凍機では、内燃機関であるガスエンジン（以
下、単にエンジンと記す）をコンプレッサの駆動源とし
た、ガスヒートポンプが採用されることが多くなってい
る。

【０００３】ガスヒートポンプ型空気調和機では、エン
ジンにより冷凍機のコンプレッサを駆動し、四方弁を切
換えて冷暖房を行う他、エンジンの冷却水や排気ガスの
熱エネルギーを捕集して暖房に利用する。そのため、エ
ンジンの冷却水回路には、冷却水から冷媒に熱エネルギ
ーを伝達させる室外熱交換器や冷媒熱交換器と、排気ガ
スから冷却水に熱エネルギーを伝達させる排気熱交換器
とが設けられている。ガスヒートポンプ型空気調和機で
は、冷却水や排気ガスから冷媒に熱エネルギーが伝達す
るため、外気温が零度以下になるような厳冬期等にも十
分な暖房を行うことができる。

【０００４】ところで、ガスヒートポンプ用のエンジン
は、その稼働率が高く且つ長時間に亘って連続運転され
ることが多いため、自動車用エンジン等に比べてエンジ
ンオイルが短期間で劣化する。また、エンジン本体が筐
体の中に収納されているため、オイル交換時のアクセス
も一般には良好でない。そこで、オイル交換のインター
バルを長くするべく、エンジン本体に付設されたメイン
オイルパンの他に、比較的大容量のサブオイルパンを併
設することにより総油量を増大させたものが出現してい
る。

【０００５】通常、サブオイルパンとメインオイルパン
とは連通管および均圧管により連通されており、重力の
作用により、エンジンオイルが両オイルパン間を移動す
る。例えば、エンジンが運転されると、メインオイルパ
ン内のエンジンオイルがエンジン本体の動弁系や各部の
軸受等に圧送され、メインオイルパン内の油面が低下す
る。これにより、両オイルパンの油面間には高低差が生
じ、サブオイルパン内のエンジンオイルがメインオイル
パンに流入する。また、エンジンの停止直後には、エン
ジン各部からメインオイルパンにエンジンオイルが落下
・環流し、メインオイルパンの油面が上昇する。これに
より、やはり両オイルパンの油面間には高低差が生じる
ことになり、メインオイルパン内のエンジンオイルがサ
ブオイルパンに流入する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した内
燃機関では、エンジンオイルの循環を重力にのみ頼って
いるため、循環頻度や循環量を十分に確保することが難
しく、サブオイルパンを設置した効果が十分に発揮され
ないという問題があった。

【０００７】例えば、エンジンオイルの循環はエンジン
の起動停止時にしか行われないため、エンジンが長時間
に亘って連続運転される場合には、循環頻度がごく少な
くなる。そこで、従来装置では、所定時間（例えば、２
４時間毎）にエンジンを一時停止させ、循環頻度を高め
る等の手段が採られていた。しかし、この方法ではエン
ジンの停止が空調側の運転要求と無関係に行われるた
め、所期の空調性能を阻害することになり、好ましくな
かった。

【０００８】また、サブオイルパン内では、主として連
通油管近傍のエンジンオイルがメインオイルパンとの間
を移動する。そのため、サブオイルパンの容量を徒に大
きくしても、実際に循環に供されるエンジンオイルの量
は総油量より遙かに少なくなり、エンジンオイルの交換
インターバルを大幅に長くすることは難しかった。

【０００９】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
メインオイルパンとサブオイルパンとの間でエンジンオ
イルを強制的に循環させ、もってエンジンオイルの交換
インターバルを大幅に長くすること等を実現した内燃機
関およびその内燃機関を用いたガスヒートポンプ装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明では、エンジン本体に付設されたメ
インオイルパンと、このメインオイルパンに連通路と均
圧路とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内
燃機関において、当該メインオイルパンと当該サブオイ
ルパンとの間でエンジンオイルを強制循環させる強制循
環手段を備えた内燃機関を提案する。

【００１１】この発明によれば、例えば、エンジンの運
転中においても、強制循環手段を駆動させることによ
り、メインオイルパンとサブオイルパンとの間で適宜エ
ンジンオイルを循環させることができるようになる。こ
れにより、空調性能を阻害することなくエンジンオイル
の劣化が防止でき、オイル交換インターバルの長期化が
実現できる。

【００１２】また、請求項２の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と均圧路とを介して連通されたサブオ
イルパンとを有する内燃機関において、前記メインオイ
ルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通油路
と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパン
と、所定のタイミングで、この循環用オイルパンを介し
て前記サブオイルパンから前記メインオイルパンにエン
ジンオイルを供給し、当該メインオイルパンから当該サ
ブオイルパンにエンジンオイルを環流させる循環手段と
を備えた内燃機関を提案する。

【００１３】この発明によれば、例えば、制御装置等に
より駆動制御された循環手段が、先ず循環用オイルパン
内のエンジンオイルをメインオイルパンに流入させる。
すると、メインオイルパンの油面が上昇し、これにより
生じた油面間の高低差により、第１連通油路を介してメ
インオイルパンからサブオイルパンにエンジンオイルが
環流する。

【００１４】また、請求項３の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と均圧路とを介して連通されたサブオ
イルパンとを有する内燃機関において、前記メインオイ
ルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通油路
と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパン
と、所定のタイミングで、この循環用オイルパンを介し
て前記メインオイルパンから前記サブオイルパンにエン
ジンオイルを供給し、当該サブオイルパンから当該メイ
ンオイルパンにエンジンオイルを環流させる循環手段と
を備えた内燃機関を提案する。

【００１５】この発明によれば、例えば、制御装置等に
より駆動制御された循環手段が、先ず循環用オイルパン
内のエンジンオイルをサブオイルパンに流入させる。す
ると、サブオイルパンの油面が上昇し、これにより生じ
た油面間の高低差により、第１連通油路を介してサブオ
イルパンからメインオイルパンにエンジンオイルが環流
する。

【００１６】また、請求項４の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と第１均圧路とを介して連通されたサ
ブオイルパンとを有する内燃機関において、前記メイン
オイルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通
油路と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパ
ンと、当該第２連通油路の前記サブオイルパンと前記循
環用オイルパンとの間に介装され、当該サブオイルパン
から当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通
させる第１逆止弁と、当該第２連通油路の前記循環用オ
イルパンと前記メインオイルパンとの間に介装され、当
該循環用オイルパンから当該メインオイルパンへのみエ
ンジンオイルを流通させる第２逆止弁と、前記循環用オ
イルパンと前記第１均圧路とを連通する第２均圧路と、
この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
で切換えられる遮断弁と、この遮断弁を駆動制御する駆
動制御手段とを備えた内燃機関を提案する。

【００１７】この発明によれば、例えば、エンジンの運
転に伴ってメインオイルパン内が負圧になると、第１お
よび第２均圧路を介してサブオイルパンや循環用オイル
パン内も負圧になる。この状態で、遮断弁が駆動制御手
段により第１弁位置から第２弁位置に切り換えられる
と、大気圧と負圧との差圧により循環用オイルパン内の
エンジンオイルがメインオイルパンに流入する。この際
には、第１逆止弁の作用により、循環用オイルパンから
サブオイルパンへのエンジンオイルの流入が防止され
る。そして、メインオイルパンの油面が上昇すると、油
面間に高低差が生じ、メインオイルパンからサブオイル
パンにエンジンオイルが環流する。また、遮断弁が第２
弁位置から第１弁位置に切り換えられると、各オイルパ
ン間の圧力差がなくなり、サブオイルパンから循環用オ
イルパンにエンジンオイルが流入する。この際には、第
２逆止弁の作用により、メインオイルパンから循環用オ
イルパンへのエンジンオイルの流入が防止される。

【００１８】また、請求項５の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と第１均圧路とを介して連通されたサ
ブオイルパンとを有する内燃機関において、前記メイン
オイルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通
油路と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパ
ンと、当該第２連通油路の前記メインオイルパンと前記
循環用オイルパンとの間に介装され、当該メインオイル
パンから当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを
流通させる第１逆止弁と、当該第２連通油路の前記循環
用オイルパンと前記サブオイルパンとの間に介装され、
当該循環用オイルパンから当該サブオイルパンへのみエ
ンジンオイルを流通させる第２逆止弁と、前記循環用オ
イルパンと前記第１均圧路とを連通する第２均圧路と、
この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
で切換えられる遮断弁と、この遮断弁を駆動制御する駆
動制御手段とを備えた内燃機関を提案する。

【００１９】この発明によれば、例えば、エンジンの運
転に伴ってメインオイルパン内が負圧になると、第１お
よび第２均圧路を介してサブオイルパンや循環用オイル
パン内も負圧になる。この状態で、遮断弁が駆動制御手
段により第１弁位置から第２弁位置に切り換えられる
と、大気圧と負圧との差圧により循環用オイルパン内の
エンジンオイルがサブオイルパンに流入する。この際に
は、第１逆止弁の作用により、循環用オイルパンからメ
インオイルパンへのエンジンオイルの流入が防止され
る。そして、サブオイルパンの油面が上昇すると、油面
間に高低差が生じ、サブオイルパンからメインオイルパ
ンにエンジンオイルが環流する。また、遮断弁が第２弁
位置から第１弁位置に切り換えられると、各オイルパン
間の圧力差がなくなり、メインオイルパンから循環用オ
イルパンにエンジンオイルが流入する。この際には、第
２逆止弁の作用により、サブオイルパンから循環用オイ
ルパンへのエンジンオイルの流入が防止される。

【００２０】また、請求項６の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と第１均圧路とを介して連通されたサ
ブオイルパンとを有する内燃機関において、前記メイン
オイルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通
油路と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパ
ンと、当該第２連通油路の前記サブオイルパンと前記循
環用オイルパンとの間に介装され、当該サブオイルパン
から当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通
させる第１逆止弁と、当該第２連通油路の前記循環用オ
イルパンと前記メインオイルパンとの間に介装され、当
該循環用オイルパンから当該メインオイルパンへのみエ
ンジンオイルを流通させる第２逆止弁と、前記循環用オ
イルパンと前記第１均圧路とを連通する第２均圧路と、
この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
で切換えられる遮断弁と、この遮断弁を駆動制御する駆
動制御手段とを備え、当該駆動制御手段が第１所定時間
毎に前記遮断弁を第１弁位置から第２弁位置に第２所定
時間に亘って切り換える内燃機関を提案する。

【００２１】この発明によれば、例えば、エンジンの運
転に伴ってメインオイルパン内が負圧になると、第１お
よび第２均圧路を介してサブオイルパンや循環用オイル
パン内も負圧になる。この状態で、第１所定時間（例え
ば、２４時間）毎に、遮断弁が駆動制御手段により第１
弁位置から第２弁位置に切り換えられると、大気圧と負
圧との差圧により循環用オイルパン内のエンジンオイル
がメインオイルパンに流入する。この際には、第１逆止
弁の作用により、循環用オイルパンからサブオイルパン
へのエンジンオイルの流入が防止される。そして、メイ
ンオイルパンの油面が上昇すると、油面間に高低差が生
じ、メインオイルパンからサブオイルパンにエンジンオ
イルが環流する。また、第２所定時間（例えば、１０分
間）経過後に、遮断弁が第２弁位置から第１弁位置に切
り換えられると、各オイルパン間の圧力差がなくなり、
サブオイルパンから循環用オイルパンにエンジンオイル
が流入する。この際には、第２逆止弁の作用により、メ
インオイルパンから循環用オイルパンへのエンジンオイ
ルの流入が防止される。

【００２２】また、請求項７の発明では、エンジン本体
に付設されたメインオイルパンと、このメインオイルパ
ンに第１連通油路と第１均圧路とを介して連通されたサ
ブオイルパンとを有する内燃機関において、前記メイン
オイルパンと前記サブオイルパンとを連通する第２連通
油路と、当該第２連通油路に介装された循環用オイルパ
ンと、当該第２連通油路の前記メインオイルパンと前記
循環用オイルパンとの間に介装され、当該メインオイル
パンから当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを
流通させる第１逆止弁と、当該第２連通油路の前記循環
用オイルパンと前記サブオイルパンとの間に介装され、
当該循環用オイルパンから当該サブオイルパンへのみエ
ンジンオイルを流通させる第２逆止弁と、前記循環用オ
イルパンと前記第１均圧路とを連通する第２均圧路と、
この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
で切換えられる遮断弁と、この遮断弁を駆動制御する駆
動制御手段とを備え、当該駆動制御手段が第１所定時間
毎に前記遮断弁を第１弁位置から第２弁位置に第２所定
時間に亘って切り換える内燃機関を提案する。

【００２３】この発明によれば、例えば、エンジンの運
転に伴ってメインオイルパン内が負圧になると、第１お
よび第２均圧路を介してサブオイルパンや循環用オイル
パン内も負圧になる。この状態で、第１所定時間（例え
ば、２４時間）毎に、遮断弁が駆動制御手段により第１
弁位置から第２弁位置に切り換えられると、大気圧と負
圧との差圧により循環用オイルパン内のエンジンオイル
がサブオイルパンに流入する。この際には、第１逆止弁
の作用により、循環用オイルパンからメインオイルパン
へのエンジンオイルの流入が防止される。そして、サブ
オイルパンの油面が上昇すると、油面間に高低差が生
じ、サブオイルパンからメインオイルパンにエンジンオ
イルが環流する。また、第２所定時間（例えば、１０分
間）経過後に、遮断弁が第２弁位置から第１弁位置に切
り換えられると、各オイルパン間の圧力差がなくなり、
メインオイルパンから循環用オイルパンにエンジンオイ
ルが流入する。この際には、第２逆止弁の作用により、
サブオイルパンから循環用オイルパンへのエンジンオイ
ルの流入が防止される。

【００２４】また、請求項８の発明では、請求項１〜７
に記載の内燃機関を圧縮機の駆動源としたガスヒートポ
ンプ装置を提案する。

【００２５】この発明によれば、全オイルパンに貯留さ
れたエンジンオイルの総量をエンジンの潤滑や冷却等に
供することができるようになるため、エンジンオイルの
劣化等が長期間に亘って防止され、ガスヒートポンプ装
置の保守インターバルを確実に延長することが可能とな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の二つの実施形態を
図面に基づき詳細に説明する。

【００２７】図１はガスヒートポンプ型空気調和機の概
略構成図であり、同図中には、太い一点鎖線で冷媒回路
を示し、太い実線で冷却水回路を示してある。空気調和
機は、室内ユニット１と室外ユニット３とから構成され
ており、室内ユニット１側には分流器５が付設された室
内熱交換器７やファン９等が設置されている。また、室
外ユニット３側には、冷媒回路の要素部品として、圧縮
機１１、電磁式の四方弁１３、冷媒熱交換器１５、分流
器１７が付設された室外熱交換器１９、ファン２１等が
設置され、冷却水回路の要素部品として、エンジン３
１、排気熱交換器３３、サーモスタット３５、電動式の
三方弁３７、電動式の冷却水ポンプ３９等が設置されて
いる。図中、４３は排気熱交換器３３内に接続された排
気管、４７はファン２１を駆動するファンモータ、４９
はエンジン３１と圧縮機１１とを連結するフレキシブル
カップリングである。

【００２８】室外ユニット３の内部には、四方弁１３、
電動三方弁３７、ファンモータ４７等を駆動制御するコ
ントロールユニット６１が設置されている。コントロー
ルユニット６１は、ＣＰＵを始め、入出力インタフェー
スやＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマカウンタ等から構成されて
おり、その入力インタフェースには、エンジン３１とサ
ーモスタット３５との間の冷却水配管８７に設けられた
水温センサ６３、室外熱交換器１９に取り付けられた熱
交温度センサ６５、排気管４３に設けられた排気温セン
サ６７、外壁面に取り付けられた外気温度センサ６９等
が接続している。また、コントロールユニット６１は、
室内ユニット１側の図示しないコントロールユニットと
接続されており、相互に信号の授受を行う。

【００２９】次に、暖房運転時における冷媒および冷却
水の流れを説明する。

【００３０】冷媒配管７１から室外ユニット３側に流入
した液冷媒は、分流器１７、室外熱交換器１９、冷媒配
管７５、四方弁１３、冷媒配管７７を経由して冷媒熱交
換器１５に流入し、両熱交換器１９，１５を通過する間
に加熱される。尚、冷媒熱交換器１５では冷媒配管の周
囲を冷却水が通過する二重管型式が採られており、室外
熱交換器１９では冷媒配管と冷却水配管とがプレートフ
ィンを介して接続されたプレートフィン型式が採られて
いる。両熱交換器１９，１５で加熱されたガス冷媒は、
冷媒配管７８を経由して圧縮機１１に流入し、ここで圧
縮されることにより更に加熱される。圧縮機１１から吐
出された高温のガス冷媒は、冷媒配管７９、四方弁１
３、冷媒配管８１を経由して室内ユニット１側の室内熱
交換器７に流入し、ファン９により送風された室内気に
熱エネルギーを放出して暖房を行った後、液冷媒となっ
て冷媒配管７１から再び室外ユニット３側に流入する。

【００３１】一方、冷却水ポンプ３９から吐出された冷
却水は、冷却水配管８５を経由して排気熱交換器３３内
に流入し、排気ガスにより加熱された後にエンジン３１
に流入する。エンジン３１の冷却を行って高温となった
冷却水は、冷却水配管８７、サーモスタット３５、冷却
水配管８９を経由して室外熱交換器１９に流入して、熱
エネルギーを放出する。室外熱交換器１９で熱エネルギ
ーを放出した冷却水は、冷却水配管９１、電動三方弁３
７、冷却水配管９３を経由して再び冷却水ポンプ３９に
環流する。

【００３２】この際、コントロールユニット６１により
電動三方弁３７が切換えられていた場合、冷却水は、冷
却水配管９５を経由して冷媒熱交換器１５に流入し、こ
こで熱エネルギーを放出した後に冷却水配管９７、冷却
水配管９３を経由して冷却水ポンプ３９に環流する。ま
た、エンジン３１出口の冷却水温が下限設定値（実施形
態では、６０℃）に至るまでは、冷却水は、室外熱交換
器１９側に流れず、全量がサーモスタット３５からバイ
パス配管９９を経由して冷却水ポンプ３９に環流する。
そして、冷却水温が下限設定値と上限設定値（実施形態
では、７０℃）との間では、冷却水はサーモスタット３
５からバイパス配管９９と冷却水配管８９との双方に流
れ、冷却水温が上限設定値を超えた時点で全量が冷却水
配管８９に流れる。

【００３３】図２には、第１実施形態に係るエンジン周
りの概略構成を示してある。本実施形態のエンジン３１
は、乗用車用ガソリンエンジンの燃料系統等を天然ガス
用に改造したものであり、シリンダブロック１０１の上
部には図示しない動弁機構を収納したシリンダヘッド１
０３が載置され、シリンダブロック１０１の底部にはオ
イルパン（以下、メインオイルパンと記す）１０５が取
り付けられている。メインオイルパン１０５は、乗用車
用のものがそのまま用いられており、比較的小容量（本
実施形態では、３．９リットル）となっている。図中、
１０７はオイルストレーナであり、シリンダブロック１
０１内の図示しないオイルポンプに接続されている。

【００３４】シリンダヘッド１０３には、サージタンク
が一体となった吸気マニホールド１１３が装着されてい
る。エアクリーナ１１５から導入された外気は、電動式
のスロットルバルブ１１７により流量を制御され、吸気
マニホールド１１３を介して各気筒の図示しない燃焼室
に負圧吸引される。カムカバー１２１の上部には、オイ
ルセパレータ１２３が配設されており、エンジン３１内
で発生したブローバイガス中のオイルミストを捕捉し、
エンジンオイルとしてメインオイルパン１０５またはサ
ブオイルパン１３１に環流させる。オイルセパレータ１
２３はブローバイホース１２５を介してスロットルバル
ブ１１７の上流に連通されており、オイルミストが除去
されたブローバイガスが外気と共に吸気マニホールド１
１３側に負圧吸引される。

【００３５】エンジン３１には、サブオイルパン１３１
と循環用オイルパン１３３とが付設されている。サブオ
イルパン１３１は、下部がメインオイルパン１０５の下
部に第１連通オイルパイプ１３５を介して連通し、上部
空間が第１均圧パイプ１３７とシリンダブロック１０１
とを介してメインオイルパン１０５の上部空間に連通し
ている。尚、サブオイルパン１３１は、比較的大容量
（本実施形態では、２１１．１リットル）に設定されて
いる。

【００３６】一方、循環用オイルパン１３３の下部は、
２本の第２連通オイルパイプ１４１，１４３を介して、
メインオイルパン１０５とサブオイルパン１３１とに連
通している。第２連通オイルパイプ１４１の管路には、
サブオイルパン１３１側から循環用オイルパン１３３側
へのみエンジンオイルを流通させる第１逆止弁１４５が
介装されている。第２連通オイルパイプ１４３の管路に
は、循環用オイルパン１３３側からメインオイルパン１
０５側へのみエンジンオイルを流通させる第２逆止弁１
４７が介装されている。尚、本実施形態では、第１連通
オイルパイプ１３５と第２連通オイルパイプ１４１，１
４３とは、相互に離間した部位でメインオイルパン１０
５とサブオイルパン１３１とに接続されている。また、
循環用オイルパン１３５は比較的小容量（３リットル）
に設定されている。

【００３７】循環用オイルパン１３３の上部空間は、第
２均圧パイプ１５１を介して第１均圧パイプ１３７に連
通されると共に、第２均圧パイプ１５１の管路に介装さ
れた三方電磁弁１５３により大気にも開放されるように
なっている。尚、三方電磁弁１５３は公知のもので、消
磁された状態で循環用オイルパン１３３の上部空間を第
１均圧パイプ１３７に連通させ、励磁された状態で循環
用オイルパン１３３の上部空間を大気に開放させる構成
となっている。

【００３８】室外ユニット３内にはＣＰＵや入出力イン
タフェース，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ等からなる電子制
御ユニット（ＥＣＵ）１６１が設置されており、制御プ
ログラムやセンサ類からの情報に基づき、スロットルバ
ルブ１１７や三方電磁弁１５３を始めとして室外ユニッ
ト３内の各機器を集中制御する。

【００３９】以下、第１実施形態の作用を述べる。

【００４０】空気調和機の運転が開始されると、ＥＣＵ
１６１の指令によりエンジン３１が始動し、フレキシブ
ルカップリング４９を介して圧縮機１１が駆動される。
これにより、冷媒回路内を冷媒が循環し、上述した手順
で暖房運転が行われたり、四方弁１３の切換えにより冷
房運転が行われる。この際、エンジン３１内では、メイ
ンオイルパン１０５内のエンジンオイル１２１が各部に
圧送され、動弁機構や各摺動部位の潤滑や冷却に供され
る。そして、冷却水ポンプ３９から吐出された冷却水
が、シリンダブロック１０１からシリンダヘッド１０３
を経由し、冷却水回路を循環する。

【００４１】一方、エンジン３１が始動すると、メイン
オイルパン１０５内のエンジンオイル１２１がオイルス
トレーナ１０７を介してオイルポンプに吸い込まれ、メ
インオイルパン１０５内の油面が低下する。そのため、
メインオイルパン１０５とサブオイルパン１３１との間
には一時的に油面の高低差が生じる。ところが、両オイ
ルパン１０５，１３１の上部空間が第１均圧パイプ１３
７により連通されているため、サブオイルパン１３１か
らメインオイルパン１０５にエンジンオイルが流入し、
油面の高低差が徐々に解消される。また、通常運転時に
おいては、第２均圧パイプ１５１が第１均圧パイプ１３
７に連通されているため、循環用オイルパン１３３の油
面も両オイルパン１０５，１３１の油面と等しくなる。

【００４２】また、エンジン回転数の上昇に伴って吸気
負圧が大きくなると、ブローバイホース１２５およびオ
イルセパレータ１２３等を介して、メインオイルパン１
０５内が徐々に真空引きされる。そして、本実施形態で
は上部空間が第１および第２均圧パイプ１３７，１５１
を介して相互に連通されているため、各オイルパン１０
５，１３１，１３３内が次第に負圧（エンジン回転数が
2,200rpmで、約−８０mmHg）となる。

【００４３】さて、ＥＣＵ１６１は、エンジン１を始動
した後、内蔵するタイマの出力信号に基づき、第１所定
時間（本実施形態では、２４時間）毎に三方電磁弁１５
３の励磁を開始する。すると、前述したように循環用オ
イルパン１３３の上部空間が大気に開放されるため、循
環用オイルパン１３３内の圧力（大気圧）がメインオイ
ルパン１０５内の圧力（負圧）よりも大きくなる。

【００４４】その結果、図２中に実線の矢印で示したよ
うに、循環用オイルパン１３３内のエンジンオイルが第
２連通オイルパイプ１４３を介してメインオイルパン１
０５に流入する。この際には、第１逆止弁１４５の作用
により、循環用オイルパン１３３からサブオイルパン１
３１へのエンジンオイルの流入は起こらない。また、こ
れにより生じた油面の高低差を解消するべく、メインオ
イルパン１０５からサブオイルパン１３１にエンジンオ
イルが流入する。尚、本実施形態では、循環用オイルパ
ン１３５の容量が比較的小さく設定されているため、循
環用オイルパン１３３からメインオイルパン１０５にエ
ンジンオイルが流入した直後にも、メインオイルパン１
０５内でのオーバフローは発生しない。

【００４５】ＥＣＵ１６１は、励磁後に第２所定時間
（本実施形態では、１０分間）が経過すると、今度は三
方電磁弁１５３を消磁する。すると、前述したように循
環用オイルパン１３３の上部空間が第１均圧パイプ１３
７に連通されるため、各オイルパン１０５，１３１，１
３３間の圧力差がなくなる。

【００４６】その結果、エンジンオイルの流出により油
面が低下した循環用オイルパン１３３には、図２中に破
線の矢印で示したように、サブオイルパン１３１からエ
ンジンオイルが流入する。この際には、第２逆止弁１４
７の作用により、メインオイルパン１０５から循環用オ
イルパン１３３へのエンジンオイルの流入は起こらな
い。

【００４７】以上述べたように、本発明の第１実施形態
では、エンジンオイルが循環用オイルパン１３３→メイ
ンオイルパン１０５→サブオイルパン１３１を経て循環
用オイルパン１３３に環流するため、サブオイルパン１
３１とメインオイルパン１０５との間でエンジンオイル
が滞りなく循環することになる。また、第１連通オイル
パイプ１３５と第２連通オイルパイプ１４１，１４３と
が、相互に離間した部位でメインオイルパン１０５とサ
ブオイルパン１３１とに接続されているため、両オイル
パン１０５，１３１内でのエンジンオイルの撹拌も良好
となる。

【００４８】図３には、第２実施形態に係るエンジン周
りの概略構成を示してある。本実施形態の構成は、上述
した第１実施形態と略同様であるが、以下の点で相違し
ている。すなわち、第２連通オイルパイプ１４３の管路
には第１逆止弁１４５が介装されており、第１実施例と
は逆に、メインオイルパン１０５側から循環用オイルパ
ン１３３側へのみエンジンオイルを流通させる。また、
第２連通オイルパイプ１４１の管路には第２逆止弁１４
７が介装されており、こちらも第１実施例とは逆に、循
環用オイルパン１３３側からサブオイルパン１３１側へ
のみエンジンオイルを流通させる。

【００４９】以下、第２実施形態の作用を述べる。

【００５０】本実施形態においても、ＥＣＵ１６１は、
第１所定時間（本実施形態では、２４時間）毎に三方電
磁弁１５３の励磁を開始する。すると、循環用オイルパ
ン１３３の上部空間が大気に開放され、循環用オイルパ
ン１３３内の圧力（大気圧）がサブオイルパン１３１内
の圧力（負圧）よりも大きくなる。

【００５１】その結果、図３中に実線の矢印で示したよ
うに、循環用オイルパン１３３内のエンジンオイルが第
２連通オイルパイプ１４１を介してサブオイルパン１３
１に流入する。この際には、第１逆止弁１４５の作用に
より、循環用オイルパン１３３からメインオイルパン１
０５へのエンジンオイルの流入は起こらない。また、こ
れにより生じた油面の高低差を解消するべく、サブオイ
ルパン１３１からメインオイルパン１０５にエンジンオ
イルが流入する。

【００５２】ＥＣＵ１６１は、励磁後に第２所定時間
（本実施形態では、１０分間）が経過すると、今度は三
方電磁弁１５３を消磁する。すると、前述したように循
環用オイルパン１３３の上部空間が第１均圧パイプ１３
７に連通されるため、各オイルパン１０５，１３１，１
３３間の圧力差がなくなる。

【００５３】その結果、エンジンオイルの流出により油
面が低下した循環用オイルパン１３３には、図２中に破
線の矢印で示したように、メインオイルパン１０５から
エンジンオイルが流入する。この際には、第２逆止弁１
４７の作用により、サブオイルパン１３１から循環用オ
イルパン１３３へのエンジンオイルの流入は起こらな
い。

【００５４】以上述べたように、本発明の第２実施形態
では、第１実施形態とは逆に、エンジンオイルが循環用
オイルパン１３３→サブオイルパン１３１→メインオイ
ルパン１０５を経て循環用オイルパン１３３に環流し、
サブオイルパン１３１とメインオイルパン１０５との間
でエンジンオイルが滞りなく循環することになる。ま
た、第１連通オイルパイプ１３５と第２連通オイルパイ
プ１４１，１４３とが、相互に離間した部位でメインオ
イルパン１０５とサブオイルパン１３１とに接続されて
いるため、第１実施形態と同様に、両オイルパン１０
５，１３１内でのエンジンオイルの撹拌も良好となる。

【００５５】以上述べたように、上記両本実施形態で
は、三方電磁弁１５１を駆動制御することだけで、負圧
と大気圧とを利用して、メインオイルパン１０５とサブ
オイルパン１３１との間でエンジンオイルを循環させる
ことができるようになった。これにより、高価な循環ポ
ンプ等を用いることなく、エンジンオイルの全量をエン
ジン３１の潤滑や冷却に供することができるようにな
り、エンジンオイルの劣化防止や交換インターバルの長
期化等を図ることができるようになった。

【００５６】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、循環用オイルパンや逆止弁に代えて、電動オイ
ルポンプ等を第２循環油路に介装し、これを間欠的ある
いは連続的に駆動するようにしてもよい。また、その他
の部分の具体的構成についても、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更可能である。更に、上記実施形態は
空気調和機用の内燃機関に関するものであるが、サブオ
イルパンを有する発電用等の内燃機関等にも好適であ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の内燃機関に
よれば、メインオイルパンとサブオイルパンとの間で強
制的にエンジンオイルを循環させるようにしたため、エ
ンジンオイルの全量をエンジンの潤滑や冷却に供するこ
とができるようになり、エンジンオイルの劣化防止や交
換インターバルの長期化等を図ることができるようにな
った。また、循環用オイルパンと逆止弁とを第２循環油
路に介装し、循環用オイルパンに大気を導入することに
よりエンジンオイルを循環させるものでは、装置コスト
やランニングコストを低減させることが可能となる。ま
た、この内燃機関を用いたガスヒートポンプ装置によれ
ば、保守インターバルを確実に延長することが可能とな
る

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成
図である。

【図２】第１実施形態に係るエンジン周りの概略構成図
である。

【図３】第２実施形態に係るエンジン周りの概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 室外ユニット ３ 室内ユニット ３１ エンジン １０５ メインオイルパン １３１ サブオイルパン １３３ 循環用オイルパン １３５ 第１連通オイルパイプ １３７ 第１均圧パイプ １４１，１４３ 第２連通オイルパイプ １４５ 第１逆止弁 １４７ 第２逆止弁 １５１ 第２均圧パイプ １５３ 三方電磁弁 １６１ 電子制御ユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに連通路と均圧路とを介
   して連通されたサブオイルパンとを有する内燃機関にお
   いて、当該メインオイルパンと当該サブオイルパンとの
   間でエンジンオイルを強制循環させる強制循環手段を備
   えたことを特徴とする内燃機関。
2. 【請求項２】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と均圧路
   とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内燃機
   関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 所定のタイミングで、この循環用オイルパンを介して前
   記サブオイルパンから前記メインオイルパンにエンジン
   オイルを供給し、当該メインオイルパンから当該サブオ
   イルパンにエンジンオイルを環流させる循環手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関。
3. 【請求項３】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と均圧路
   とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内燃機
   関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 所定のタイミングで、この循環用オイルパンを介して前
   記メインオイルパンから前記サブオイルパンにエンジン
   オイルを供給し、当該サブオイルパンから当該メインオ
   イルパンにエンジンオイルを環流させる循環手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関。
4. 【請求項４】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と第１均
   圧路とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内
   燃機関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 当該第２連通油路の前記サブオイルパンと前記循環用オ
   イルパンとの間に介装され、当該サブオイルパンから当
   該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通させる
   第１逆止弁と、 当該第２連通油路の前記循環用オイルパンと前記メイン
   オイルパンとの間に介装され、当該循環用オイルパンか
   ら当該メインオイルパンへのみエンジンオイルを流通さ
   せる第２逆止弁と、 前記循環用オイルパンと前記第１均圧路とを連通する第
   ２均圧路と、 この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
   る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
   記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
   で切換えられる遮断弁と、 この遮断弁を駆動制御する駆動制御手段とを備えたこと
   を特徴とする内燃機関。
5. 【請求項５】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と第１均
   圧路とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内
   燃機関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 当該第２連通油路の前記メインオイルパンと前記循環用
   オイルパンとの間に介装され、当該メインオイルパンか
   ら当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通さ
   せる第１逆止弁と、 当該第２連通油路の前記循環用オイルパンと前記サブオ
   イルパンとの間に介装され、当該循環用オイルパンから
   当該サブオイルパンへのみエンジンオイルを流通させる
   第２逆止弁と、 前記循環用オイルパンと前記第１均圧路とを連通する第
   ２均圧路と、 この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
   る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
   記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
   で切換えられる遮断弁と、 この遮断弁を駆動制御する駆動制御手段とを備えたこと
   を特徴とする内燃機関。
6. 【請求項６】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と第１均
   圧路とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内
   燃機関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 当該第２連通油路の前記サブオイルパンと前記循環用オ
   イルパンとの間に介装され、当該サブオイルパンから当
   該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通させる
   第１逆止弁と、 当該第２連通油路の前記循環用オイルパンと前記メイン
   オイルパンとの間に介装され、当該循環用オイルパンか
   ら当該メインオイルパンへのみエンジンオイルを流通さ
   せる第２逆止弁と、 前記循環用オイルパンと前記第１均圧路とを連通する第
   ２均圧路と、 この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
   る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
   記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
   で切換えられる遮断弁と、 この遮断弁を駆動制御する駆動制御手段とを備え、 当該駆動制御手段が第１所定時間毎に前記遮断弁を第１
   弁位置から第２弁位置に第２所定時間に亘って切り換え
   ることを特徴とする内燃機関。
7. 【請求項７】 エンジン本体に付設されたメインオイル
   パンと、このメインオイルパンに第１連通油路と第１均
   圧路とを介して連通されたサブオイルパンとを有する内
   燃機関において、 前記メインオイルパンと前記サブオイルパンとを連通す
   る第２連通油路と、 当該第２連通油路に介装された循環用オイルパンと、 当該第２連通油路の前記メインオイルパンと前記循環用
   オイルパンとの間に介装され、当該メインオイルパンか
   ら当該循環用オイルパンへのみエンジンオイルを流通さ
   せる第１逆止弁と、 当該第２連通油路の前記循環用オイルパンと前記サブオ
   イルパンとの間に介装され、当該循環用オイルパンから
   当該サブオイルパンへのみエンジンオイルを流通させる
   第２逆止弁と、 前記循環用オイルパンと前記第１均圧路とを連通する第
   ２均圧路と、 この第２均圧路に介装され、当該第２均圧路を連通させ
   る第１弁位置と、当該第２均圧路を遮断すると同時に前
   記循環用オイルパンを大気開放させる第２弁位置との間
   で切換えられる遮断弁と、 この遮断弁を駆動制御する駆動制御手段とを備え、 当該駆動制御手段が第１所定時間毎に前記遮断弁を第１
   弁位置から第２弁位置に第２所定時間に亘って切り換え
   ることを特徴とする内燃機関。
8. 【請求項８】 請求項１〜７に記載の内燃機関を圧縮機
   の駆動源としたことを特徴とするガスヒートポンプ装
   置。