(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【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、２４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記載の発明では、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５の発明では、請求項１〜４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３１、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１３、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３７、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３５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１０３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１０１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１２３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１１３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。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１４１，１４３とは、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。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、ＥＣＵ１６１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１３７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１３７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１０５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１０５，１３１，１３３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１５３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１０５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１３１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１０５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１３７に連通されるため、各オイルパン１０５，１３１，１３３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１４７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、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１４７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１３１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１０５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１３７に連通されるため、各オイルパン１０５，１３１，１３３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１４７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１０５，１３１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
【図１】
0003842843.tif 000002
【図２】
0003842843.tif 000003
【図３】
0003842843.tif 000004