JP2018204520A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンのエンジンオイル貯留量を簡素な構成で容易に制御できるヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプ装置は、エンジン１１によって駆動される。このヒートポンプ装置は、オイルタンク２２と、オイルポンプ２４と、オイル戻し管３０と、を備える。オイルタンク２２は、エンジン１１が備えるオイルパン１１ｂに供給するエンジンオイルを貯留する。オイルポンプ２４は、オイルタンク２２からオイルパン１１ｂにエンジンオイルを供給する。オイル戻し管３０は、オイルパン１１ｂのエンジンオイルをオイルタンク２２に戻す。オイル戻し管３０がオイルパン１１ｂの内部空間に形成する開口である第１開口３１の高さが、オイル戻し管３０がオイルタンク２２の内部空間に形成する開口である第２開口３２の高さよりも、低くなっている。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンによって駆動されるヒートポンプ装置において、エンジンのオイルパンが貯留するエンジンオイルの量を維持する構成に関する。

従来から、冷媒を圧縮するためのコンプレッサをエンジンにより駆動するエンジン駆動式ヒートポンプ装置が知られている。このエンジン駆動式ヒートポンプ装置においては、エンジンに設けられたオイルパンとは別にオイルタンクが設けられ、オイルパン内のエンジンオイル量に応じて、ポンプ等の供給装置により、エンジンオイルをオイルタンクからオイルパンに供給する。特許文献１は、オイルパン内のエンジンオイルを供給するエンジンオイル補給装置を開示する。

この特許文献１のエンジンオイル補給装置は、エンジンのオイルパンと連通し、その内部の油面がオイルパン内の油面位置の上昇下降と同調する第１オイルタンクと、外部から補給されたエンジンオイルを貯留する第２オイルタンクと、を備え、第１オイルタンクと第２オイルタンクとを連通するエンジンオイル戻し経路が設けられ、当該エンジンオイル戻し経路の開口の下端部が、オイルパン内に貯留するエンジンオイルの上限レベルとなる位置に設けられている構成となっている。特許文献１は、この構成により、エンジンのオイルパン内に貯留されるエンジンオイルの量を容易に適正量に保つことができるとする。

特許第４４２５０３７号公報

しかし、上記特許文献１の構成は、第１オイルタンクと第２オイルタンクとを設ける必要があり、第１オイルタンク内におけるエンジンオイル戻り経路の開口の下端部を、オイルパン内のエンジンオイル上限レベルに位置させる必要があって、オイルタンクの構造が複雑になり、製造時の手間、品質の安定化及びコストの面で改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、オイルパンのエンジンオイル貯留量を簡素な構成で容易に制御できるヒートポンプ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、エンジンによって駆動されるヒートポンプ装置について、以下の構成が提供される。即ち、このヒートポンプ装置は、オイルタンクと、ポンプと、オイル戻し管と、を備える。前記オイルタンクは、前記エンジンのオイルパンに供給するエンジンオイルを貯留する。前記ポンプは、前記オイルタンクから前記オイルパンにエンジンオイルを供給する。前記オイル戻し管は、前記オイルパンのエンジンオイルを前記オイルタンクに戻す。前記オイル戻し管が前記オイルパンの内部空間に形成する開口である第１開口の高さが、前記オイル戻し管が前記オイルタンクの内部空間に形成する開口である第２開口の高さよりも、低くなっている。

これにより、オイルパンにエンジンオイルを供給した結果、オイルパンでの油面高さが上昇してオイルパン内の第１開口の高さを超えると、エンジンオイルが第１開口からオイル戻し管内に流入する。オイルパンでの油面高さが更に上昇してオイルタンク内の第２開口の高さを超えると、その超えた分に相当する量のオイル戻し管内のエンジンオイルが第２開口から溢れて、自動的にオイルタンクに戻される。従って、ポンプを十分に駆動すれば、オイルパン内の油面高さを、第２開口の高さまで確実に上昇させることができ、かつ第２開口の高さに維持することができる。この結果、オイルパンにおける油面高さを容易に制御することができる。また、オイルパンのエンジンオイルをオイル戻し管によって戻すシンプルな構成であるので、製造時の手間及びコストを低減することができる。

前記のヒートポンプ装置においては、前記第１開口の高さは、前記エンジンについて定められる、前記オイルパン内のエンジンオイルの油面下限高さよりも低くなっていることが好ましい。

これにより、オイル戻し管を介して、オイルパンの十分に低い位置からエンジンオイルをオイルタンクに戻すことができる。この結果、オイルパンの底部で滞留するエンジンオイルを減らすことができ、エンジンオイルの清浄度を向上させることができる。

前記のヒートポンプ装置において、前記オイル戻し管の前記第２開口は、前記エンジンについて定められる、前記オイルパン内のエンジンオイルの油面上限高さと略一致する高さに配置されていることが好ましい。

これにより、オイルパンにおけるエンジンオイルの油面を高く維持することが容易になるので、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。

前記のヒートポンプ装置においては、前記オイル戻し管は、前記オイルタンクの側壁を通過する部分と、前記オイルタンクの内部で上向きに曲がる部分と、を有することが好ましい。

これにより、オイル戻し管の形状がシンプルな形状になるため、オイル戻し管を簡単に形成することができる。

前記のヒートポンプ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このヒートポンプ装置は、前記エンジンの内部空間と、前記オイルタンクの内部空間と、の間で空気を流通させる均圧管を備える。前記均圧管が前記オイルタンクの内部空間に形成する開口である第３開口は、前記第２開口の真上に配置される。前記第３開口の輪郭は、平面視で見たとき、その全部が前記第２開口の輪郭の内側に含まれている。

これにより、エンジンオイルが潤滑ポンプによりオイルパンから汲み上げられてエンジンの各部を潤滑してオイルパンに戻る過程で、エンジンオイルが均圧管の内部に混入してオイルタンクに戻された場合においても、そのエンジンオイルをオイル戻し管により受けることができる。この結果、オイル戻し管を介してそのエンジンオイルをオイルパンに供給することができ、オイルパンにおける油面の低下を防止することができる。

前記のヒートポンプ装置においては、前記オイル戻し管には、前記第２開口に近づくに従って内部通路が広くなる通路拡大部が形成されていることが好ましい。

これにより、例えばオイル戻し管として細い管を用いた場合でも、均圧管の第３開口から落下するエンジンオイルを確実に受けることができる。

本発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置を示す斜視図。 ヒートポンプ装置の冷媒回路を示す概略図。 ヒートポンプ装置を示す背面図。 筐体の内部に配置されるエンジン及びオイル供給装置を示す正面図。 エンジン及びオイル供給装置の模式図。 （ａ）オイルタンクの内部におけるオイル戻し管と均圧管との位置関係を示す斜視図。（ｂ）平面視における均圧管及びオイル戻し管の開口同士の位置関係を説明する図。 第１変形例のヒートポンプ装置を示す斜視図。 第２変形例のヒートポンプ装置を示す模式図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置１を示す斜視図である。図２は、ヒートポンプ装置１の冷媒回路を示す概略図である。

図１に示すヒートポンプ装置１は、外部装置９０に対して冷熱又は温熱を供給することが可能なヒートポンプチラーとして構成されている。ヒートポンプ装置１と外部装置９０との間は、１対の循環液配管９１によって接続されている。ヒートポンプ装置１は、外部装置９０との間で循環する循環液を、冷媒を用いた熱交換によって冷却又は加熱する。

本明細書において、冷媒とは熱を運ぶ媒体を意味し、ヒートポンプ装置１に導入された循環液を冷却するために用いられる場合と、循環液を加熱するために用いられる場合と、を含む概念である。循環液がヒートポンプ装置１において冷却される場合は、外部装置９０に冷熱が供給され、循環液がヒートポンプ装置１において加熱される場合は、外部装置９０に温熱が供給される。循環液としては、例えば水を用いることができるが、これに限定されない。

ヒートポンプ装置１は、図２に示すように、エンジン１１と、コンプレッサ１２と、アキュムレータ１３と、オイルセパレータ１４と、四方弁１５と、外気−冷媒熱交換器１６と、ブリッジ回路１７と、レシーバ１８と、膨張弁１９と、循環液−冷媒熱交換器２０と、を備える。これらの装置は、図１に示す筐体２の内部に配置されている。

エンジン１１は、コンプレッサ１２の駆動源であり、ガスを燃料とするガスエンジンとして構成されている。ただし、エンジン１１は、ガス以外の燃料（例えば、重油、灯油等）を用いる構成であっても良い。

コンプレッサ１２は、エンジン１１によって駆動され、アキュムレータ１３から冷媒を吸入して圧縮し、オイルセパレータ１４に向けて吐出する。この圧送により、外気−冷媒熱交換器１６と、循環液−冷媒熱交換器２０と、を含む冷媒回路において冷媒を循環させることができる。

アキュムレータ１３は、冷媒を液とガスとに分離して、ガス状態の冷媒をコンプレッサ１２に供給する。これにより、コンプレッサ１２による液圧縮が防止される。コンプレッサ１２は、駆動されることにより、アキュムレータ１３からガス状態の冷媒を吸入する。冷媒は、コンプレッサ１２により断熱的に圧縮されることで過熱状態となり、高温かつ高圧のガス状となってオイルセパレータ１４に供給される。

オイルセパレータ１４は、ガス状の冷媒から、コンプレッサ１２用の潤滑油を分離する。この分離された潤滑油は、図略の油戻し回路によってコンプレッサ１２に戻される。オイルセパレータ１４によって潤滑油が分離されたガス状の冷媒は、四方弁１５へ供給される。

四方弁１５は、４つのポートを有する切替弁として構成されている。四方弁１５は、循環液を冷却する冷却運転時と、循環液を加熱する加熱運転時とで、冷媒の供給先を異ならせるように切り替えることができる。

外気−冷媒熱交換器１６は、外気と冷媒との間で熱交換を行う。この外気−冷媒熱交換器１６としては、例えば、プレートフィンチューブ式の熱交換器を用いることができる。

ブリッジ回路１７は、４つの逆止弁を備えており、冷却運転時と加熱運転時とで冷媒が流れる方向を自動的に切り替えることができる。

レシーバ１８は、外気−冷媒熱交換器１６又は循環液−冷媒熱交換器２０での熱交換により温度が下がって液状になった冷媒を一時的に貯留することができる。

膨張弁１９は、コンプレッサ１２で圧縮した冷媒を膨張させる。

循環液−冷媒熱交換器２０は、外部装置９０から供給される循環液と、冷媒と、の間で熱交換を行う。この循環液−冷媒熱交換器２０としては、例えば、プレート式の熱交換器を用いることができる。

最初に、冷却運転時の冷媒の流れについて説明する。

循環液を冷却する場合、四方弁１５は、図２の実線で示すようにポート同士を接続することで、高温かつ高温のガス状の冷媒をオイルセパレータ１４から外気−冷媒熱交換器１６へ供給する。外気−冷媒熱交換器１６では外気と高温の冷媒との間で熱交換が行われ、これにより冷媒は凝縮して、高圧の液状に変化する。従って、このとき、外気−冷媒熱交換器１６は凝縮器として機能する。

外気−冷媒熱交換器１６で熱交換されて液状となった冷媒は、ブリッジ回路１７を通過した後、レシーバ１８へ供給される。

レシーバ１８から出た高圧の液状の冷媒は、膨張弁１９を通過することにより減圧され、低温かつ低圧の霧状（気液混合状態）となる。その後、冷媒は、ブリッジ回路１７を経由して、循環液−冷媒熱交換器２０へ供給される。循環液−冷媒熱交換器２０では、循環液と低温の冷媒との間で熱交換が行われ、これにより、循環液を冷却することができる。この熱交換に伴って冷媒の霧状の部分が蒸発し、低温かつ低圧のガス状に変化する。従って、このとき、循環液−冷媒熱交換器２０は蒸発器として機能する。

その後、冷媒は、四方弁１５を経由してアキュムレータ１３に戻される。

次に、加熱運転時の冷媒の流れについて説明する。

循環液を加熱する場合、四方弁１５は、図２の破線で示すようにポート同士を接続することで、高温かつ高温のガス状の冷媒をオイルセパレータ１４から循環液−冷媒熱交換器２０へ供給する。循環液−冷媒熱交換器２０では、循環液と高温の冷媒との間で熱交換が行われ、これにより、循環液を加熱することができる。これにより冷媒は凝縮して、低温かつ高圧の液状に変化する。従って、このとき、循環液−冷媒熱交換器２０は凝縮器として機能する。

循環液−冷媒熱交換器２０で熱交換されて液状になった冷媒は、ブリッジ回路１７を経由して、レシーバ１８へ供給される。

レシーバ１８から出た低温かつ高圧の液状の冷媒は、膨張弁１９を通過することにより減圧され、低温かつ低圧の霧状（気液混合状態）となる。その後、冷媒は、ブリッジ回路１７を経由して、外気−冷媒熱交換器１６へ供給される。外気−冷媒熱交換器１６では、外気と低温の冷媒との間で熱交換が行われる。この熱交換に伴って冷媒の霧状の部分が蒸発し、低温かつ低圧のガス状に変化する。従って、このとき、外気−冷媒熱交換器１６は蒸発器として機能する。

その後、冷媒は、四方弁１５を経由してアキュムレータ１３に戻される。

次に、上記のエンジン１１に対してエンジンオイルを供給するためにヒートポンプ装置１が備えるオイル供給装置４について説明する。図３は、ヒートポンプ装置１を示す背面図である。図４は、筐体２の内部に配置されるエンジン１１及びオイル供給装置４を示す正面図である。図５は、エンジン１１及びオイル供給装置４の模式図である。図６（ａ）は、オイルタンク２２の内部におけるオイル戻し管３０と均圧管４０との位置関係を示す斜視図である。図６（ｂ）は、平面視における、均圧管４０及びオイル戻し管３０の開口同士の位置関係を説明する図である。

最初に、エンジン１１の構成について簡単に説明する。エンジン１１は、図３に示すように、シリンダブロック１１ａと、オイルパン１１ｂと、を備える。

シリンダブロック１１ａには、ピストンを収容するシリンダが複数形成されている。

オイルパン１１ｂは、当該エンジン１１を潤滑するエンジンオイルを貯留する。このオイルパン１１ｂは、エンジン１１の下部に設けられる。オイルパン１１ｂに貯留されるエンジンオイルは、エンジン１１に設けられた図略の潤滑ポンプにより吸入された後にエンジン１１の各部に供給され、エンジン１１を潤滑した後、オイルパン１１ｂに戻され貯留される。

オイル供給装置４は、図３に示すように、オイルタンク２２と、オイル供給管２３と、オイルポンプ（ポンプ）２４と、オイル戻し管３０と、均圧管４０と、を備える。

オイルタンク２２は、オイルパン１１ｂに供給するためのエンジンオイルを貯留するタンクである。オイルタンク２２は、エンジン１１が有する主オイル溜めとしてのオイルパンに対する、副オイル溜めとして機能する。図４に示すように、オイルタンク２２は、中空の直方体状に形成されており、エンジン１１の外部、具体的にはオイルパン１１ｂの側方の位置に設けられている。オイルタンク２２の上部には給油口２５が設けられており、外部からエンジンオイルを補充することができる。オイルタンク２２は、エンジン１１が貯留できるエンジンオイルの量を実質的に増加させることができる。

オイルタンク２２は、オイル供給管２３及びオイル戻し管３０を介してオイルパン１１ｂと連通している。

オイル供給管２３は、細長い中空の管として構成されている。オイル供給管２３の長手方向一側の端部は、図４に示すように、オイルタンク２２の内底面の近くに位置している。オイル供給管２３は、当該端部から上方に延びてオイルタンク２２の上面を上下方向に貫通する部分と、オイルタンク２２の上方で曲がった後に水平方向に延びる部分と、を有している。

オイル供給管２３の長手方向中途部（オイルタンク２２の上方に位置している部分）には、オイルフィルタ２６と、オイルポンプ２４と、が設けられている。オイル供給管２３が構成するオイル供給経路において、オイルフィルタ２６は、オイルポンプ２４よりも上流側に設けられている。

オイル供給管２３は、オイルポンプ２４が配置された部分から、オイルタンク２２とエンジン１１との間の空間を適宜屈曲しながら通過するように延びて、オイルパン１１ｂの底部に横向きに接続する部分を有する。

オイルポンプ２４は、例えば電動モータ等により駆動される。当該オイルポンプ２４を駆動することにより、オイルタンク２２内のエンジンオイルがオイル供給管２３の内部に吸入され、オイルフィルタ２６を通過してオイルパン１１ｂの内部へ圧送される。

オイル戻し管３０は、細長い中空の管として構成されている。具体的には、オイル戻し管３０は、丸管を適宜曲げて構成されている。

オイル戻し管３０の長手方向一側の端部は、図４及び図５に示すようにオイルパン１１ｂの下部に接続されて、オイルパン１１ｂの内部空間に通じる第１開口３１を形成している。この第１開口３１は、オイルパン１１ｂの内壁に、横向きに配置される。また、オイルパン１１ｂの内部において第１開口３１が配置される高さは、エンジン１１について定められるオイルレベルの下限高さＯＬよりも低くなっている。下限高さＯＬは、オイルパン１１ｂにおけるエンジンオイルの油面下限高さであり、一般的なエンジンにおいて、予め規定されている高さである。

オイル戻し管３０は、オイルパン１１ｂと接続された側の端部から引き出されて、オイルタンク２２の側面を水平な向きで貫通して内部に突入するように延びる部分を有する。また、オイル戻し管３０のうちオイルタンク２２の内部に位置する部分は、上向きにＬ字状に曲がって延びており、この部分に、オイル戻し管３０がオイルパン１１ｂと接続する側と反対側の端部が位置している。

オイルタンク２２側に位置するオイル戻し管３０の端部は、当該オイルタンク２２の内部空間に通じる第２開口３２を形成している。この第２開口３２は、オイルタンク２２の内壁から離れた位置で、上向きに配置される。また、オイルタンク２２の内部において第２開口３２が配置される高さは、エンジン１１について定められるオイルレベルの上限高さＯＦと実質的に一致している。従って、上述の第１開口３１の高さは、第２開口３２の高さに比べて低くなっている。上限高さＯＦは、オイルパン１１ｂにおけるエンジンオイルの油面上限高さであり、一般的なエンジンにおいて、予め規定されている高さである。

なお、第２開口３２の高さとオイルレベルの上限高さＯＦとの間に、例えば寸法誤差等を考慮したマージンが設定され、この結果、高さが厳密に一致しなくなることはあり得る。この場合でも、第２開口３２の高さとオイルレベルの上限高さＯＦとが略一致していれば良い。

以上の構成で、エンジン１１を運転すると、エンジンオイルが少しずつ減るのに伴って、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣが徐々に下がる。しかしながら、適宜のタイミングでオイルポンプ２４を駆動して、オイルタンク２２のエンジンオイルをオイルパン１１ｂに補充することで、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣを回復させることができる。

オイルポンプ２４を駆動してオイルタンク２２からオイルパン１１ｂへエンジンオイルを供給することにより、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣが上昇する。油面高さＯＣが第１開口３１の高さ以上であるときは、エンジンオイルが第１開口３１からオイル戻し管３０内に流入する。その後、オイル戻し管３０のエンジンオイルの油面高さは、オイルパン１１ｂの油面高さＯＣと一致し、オイルパン１１ｂの油面高さＯＣの変化と連動して変化する。オイルタンク２２からオイルパン１１ｂへのエンジンオイルの供給により、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣが更に上昇して、第２開口３２の高さを上回ったとする。すると、オイル戻し管３０内のエンジンオイルが第２開口３２からオイルタンク２２に溢れるように排出される。従って、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣが第２開口３２の高さよりも高くなることはないので、例えば第２開口３２の高さをオイルレベルの上限高さＯＦと一致するように定めることで、オイルパン１１ｂでの油面がオイルレベルの上限高さＯＦを超えることを防止することができる。

以上により、本実施形態のオイル供給装置４は、エンジン１１が長時間にわたって継続的に運転される場合でも、オイルポンプ２４を間欠的に駆動することで、オイルパン１１ｂでの油面高さＯＣを、オイルレベルの下限高さＯＬと上限高さＯＦとの間の高さで容易に維持することができる。また、オイルポンプ２４の駆動間隔を短くすることで、油面高さＯＣをオイルレベルの上限高さＯＦの近傍に安定して維持することができるので、オイルパン１１ｂに多くの量のエンジンオイルを貯留した状態でエンジン１１を駆動することができる。この結果、エンジンオイルの劣化を緩和することができる。

更に、本実施形態においては、オイルパン１１ｂからオイルタンク２２にエンジンオイルを戻す経路が、管状の部材（オイル戻し管３０）によって構成されている。従って、オイルタンクの形状を特殊なものとする場合等と比較して、構成を簡素化でき、製造時の手間及びコストを低減することができる。

均圧管４０は、細長い管として構成されており、図５に示すように、エンジン１１の内部と、オイルタンク２２の内部と、の間で空気を流通させる。具体的には、図４に示すように、均圧管４０の長手方向一側の端部は、オイルタンク２２の上面から下向きに少量突入する部分を有しており、この部分の下端部に、オイルタンク２２の内部空間に連通する開口である第３開口４１が形成されている。この第３開口４１は、オイルタンク２２の内壁から離れた位置で、下向きに配置される。また、この第３開口４１が配置される高さは、オイルタンク２２の内部空間のほぼ上端部近傍の高さとなっており、オイル戻し管３０の第２開口３２よりも高くなっている。

均圧管４０において、オイルタンク２２に接続された側と反対側の端部は、エンジン１１が備えるシリンダブロック１１ａに接続されている。均圧管４０がエンジン１１の内部空間に形成する開口４２の高さは、エンジン１１のオイルレベルの上限高さＯＦより高くなっている。

この構成で、オイルポンプ２４によりオイルタンク２２からオイルパン１１ｂにエンジンオイルを供給する際に、その分の空気をエンジン１１の内部空間から均圧管４０を介してオイルタンク２２に戻すことで、エンジンオイルの円滑な供給が実現される。

図５及び図６（ａ）に示すように、均圧管４０がオイルタンク２２の内部空間に形成する第３開口４１は、オイル戻し管３０の第２開口３２の真上に配置されている。この第３開口４１は、第２開口３２と、鉛直上下方向で対面するように配置されている。均圧管４０の円形の第３開口４１は、オイル戻し管３０の円形の第２開口３２より小さく形成される。そして、平面視では図６（ｂ）に示すように、当該第３開口４１の輪郭の全部が、第２開口３２の輪郭の内部に入るように構成されている。

これにより、エンジン１１の各部を潤滑したエンジンオイルがシリンダブロック１１ａの内壁を伝って落下する途中で開口４２から均圧管４０の内部に混入し、均圧管４０を通過して第３開口４１から落下したとしても、そのエンジンオイルは、オイル戻し管３０の第２開口３２の内部に落下することになる。従って、エンジン１１側のエンジンオイルがオイルタンク２２に戻ってしまうのを防止して、オイルパン１１ｂにおける油面の高さを良好に維持することができる。

以上に説明したように、本実施形態のヒートポンプ装置１は、エンジン１１によって駆動される。このヒートポンプ装置１は、オイルタンク２２と、オイルポンプ２４と、オイル戻し管３０と、を備える。オイルタンク２２は、エンジン１１が備えるオイルパン１１ｂに供給するエンジンオイルを貯留する。オイルポンプ２４は、オイルタンク２２からオイルパン１１ｂにエンジンオイルを供給する。オイル戻し管３０は、オイルパン１１ｂのエンジンオイルをオイルタンク２２に戻す。オイル戻し管３０がオイルパン１１ｂの内部空間に形成する開口である第１開口３１の高さが、オイル戻し管３０がオイルタンク２２の内部空間に形成する開口である第２開口３２の高さよりも、低くなっている。

これにより、オイルパン１１ｂにエンジンオイルを供給した結果、オイルパン１１ｂでの油面高さが上昇してオイルパン１１ｂ内の第１開口３１の高さを超えると、エンジンオイルが第１開口３１からオイル戻し管３０内に流入する。オイルパン１１ｂでの油面高さＯＣが更に上昇してオイルタンク２２内の第２開口３２の高さを超えると、その超えた分に相当する量のオイル戻し管３０内のエンジンオイルが第２開口３２から溢れて、自動的にオイルタンク２２に戻される。従って、オイルポンプ２４を十分に駆動すれば、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣを、第２開口３２の高さまで確実に上昇させることができ、かつ第２開口３２の高さに維持することができる。この結果、オイルパン１１ｂにおける油面高さＯＣを容易に制御することができる。また、オイルパン１１ｂのエンジンオイルをオイル戻し管３０によって戻すシンプルな構成であるので、製造時の手間及びコストを低減することができる。更に、上記のシンプルな構成とすることでヒートポンプ装置１（特に、オイルパン１１ｂのエンジンオイルをオイルタンク２２へ戻す部分）の製作性が向上し、製作不良による機能不全が抑制されるため、品質の安定化を図ることができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１においては、第１開口３１の高さは、エンジン１１について定められる、オイルパン１１ｂ内のエンジンオイルの油面の下限高さＯＬよりも低くなっている。

これにより、オイル戻し管３０を介して、オイルパン１１ｂの十分に低い位置からエンジンオイルをオイルタンク２２に戻すことができる。この結果、オイルパン１１ｂの底部で滞留するエンジンオイルを減らすことができ、エンジンオイルの清浄度を向上させることができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１において、オイル戻し管３０の第２開口３２は、エンジン１１について定められる、オイルパン１１ｂ内のエンジンオイルの油面の上限高さＯＦと略一致する高さに配置されている。

これにより、オイルパン１１ｂにおけるエンジンオイルの油面を高く維持することが容易になるので、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１において、オイル戻し管３０は、オイルタンク２２の側壁を通過する部分と、オイルタンク２２の内部で上向きに曲がる部分と、を有する。

これにより、オイル戻し管３０がシンプルな形状になるため、オイル戻し管３０を簡単に形成することができる。

また、本実施形態のヒートポンプ装置１は、エンジン１１の内部空間と、オイルタンク２２の内部空間と、の間で空気を流通させる均圧管４０を備える。均圧管４０がオイルタンク２２の内部空間に形成する開口である第３開口４１は、第２開口３２の真上に配置されている。第３開口４１の輪郭は、平面視で見たとき、その全部が第２開口３２の輪郭の内側に含まれている。

これにより、エンジンオイルが前記潤滑ポンプによりオイルパン１１ｂから汲み上げられてエンジン１１の各部を潤滑してオイルパン１１ｂに戻る過程で、エンジンオイルが均圧管４０の内部に混入してオイルタンク２２に戻された場合においても、そのエンジンオイルをオイル戻し管３０により受けることができる。この結果、オイル戻し管３０を介してそのエンジンオイルをオイルパン１１ｂに供給することができ、オイルパン１１ｂにおける油面の低下を防止することができる。

次に、上記実施形態の第１変形例を説明する。図７は、第１変形例のヒートポンプ装置を示す斜視図である。

図７に示す第１変形例のヒートポンプ装置において、オイルタンク２２の内部に位置するオイル戻し管３０の端部には、上方に行くに従って広がる漏斗状の受け部（通路拡大部）３０ｘが形成されている。この受け部３０ｘは、第２開口３２に近づくに従って、オイル戻し管３０に形成されている内部通路が広くなるように形成されている。第２開口３２は、この受け部３０ｘの端部に配置されている。この結果、第２開口３２の開口面積を広げることができるので、均圧管４０の第３開口４１から落下するエンジンオイルを確実に受けることができる。なお、この受け部３０ｘを、メッシュ（例えば、金属メッシュ）によって構成しても良い。

以上に説明したように、本変形例のヒートポンプ装置において、オイル戻し管３０には、第２開口３２に近づくに従って内部通路が広くなる受け部３０ｘが形成されている。

これにより、例えばオイル戻し管３０として細い管を用いた場合でも、均圧管４０の第３開口４１から落下するエンジンオイルを確実に受けることができる。

次に、上記実施形態の第２変形例を説明する。図８は、第２変形例のヒートポンプ装置を示す模式図である。

図８に示す第２変形例のヒートポンプ装置において、エンジン１１が備えるオイルパン１１ｂｘは、シリンダブロック１１ａよりも水平な向きに張り出した部分を有している。均圧管４０がエンジン１１の内部空間に形成する開口４２は、この張り出した部分の天井面に、下向きに配置されている。

また、オイル戻し管３０がオイルタンク２２の内部空間に通じる第２開口３２は、オイルタンク２２の側壁の内壁に、ほぼ水平な向きで配置されている。第２開口３２の下端部の高さは、オイルレベルの上限高さＯＦと一致している。本変形例では、オイル戻し管３０は、オイルタンク２２の内部に入り込む部分を有していない。

この第２変形例では、均圧管４０の開口４２が下向きであるため、エンジン１１の各部を潤滑するエンジンオイルが均圧管４０に混入してオイルタンク２２に戻ることは考えにくい。従って、均圧管４０がオイルタンク２２の内部に形成する開口は、上述の実施形態等と異なり、第２開口３２の真上に位置していない。

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

第１開口３１の高さは、エンジンオイルの油面の下限高さＯＬより高く配置されても良い。ただし、第１開口３１をオイルパン１１ｂの底部に配置すると、オイルパン１１ｂの底部におけるエンジンオイルの淀みを防止できる点で好ましい。

オイルタンク２２の形状は、直方体状に限定されず、様々に変更されても良い。

オイル戻し管３０のレイアウトは任意であり、例えば、オイル戻し管３０がオイルタンク２２の内部で斜めに延びるように構成されても良い。

第３開口４１と第２開口３２の位置が上下方向で対応しない場合に、第３開口４１から落下するエンジンオイルを第２開口３２に導くように傾斜する例えば樋状のガイド部が、オイルタンク２２の内部に設けられても良い。

オイルポンプ２４及びオイルフィルタ２６は、オイル供給管２３の何れの位置に配置されても良い。ただし、オイルフィルタ２６は、上記実施の形態で説明したように、オイル供給管２３においてオイルポンプ２４の上流に配置されることが好ましい。これにより、異物によるオイルポンプ２４の詰まりを防止することができる。

油面の高さを検知するセンサをオイルパン１１ｂに設けて、油面の低下が検知された場合にオイルポンプ２４を駆動するように構成しても良い。

１ ヒートポンプ装置
１１ エンジン
２１ オイルパン
２２ オイルタンク
２４ オイルポンプ
３０ オイル戻し管
３１ 第１開口
３２ 第２開口

Claims (6)

1. エンジンによって駆動されるヒートポンプ装置であって、
   前記エンジンのオイルパンに供給するエンジンオイルを貯留するオイルタンクと、
   前記オイルタンクから前記オイルパンにエンジンオイルを供給するポンプと、
   前記オイルパンのエンジンオイルを前記オイルタンクに戻すオイル戻し管と、
   を備え、
   前記オイル戻し管が前記オイルパンの内部空間に形成する開口である第１開口の高さが、前記オイル戻し管が前記オイルタンクの内部空間に形成する開口である第２開口の高さよりも、低くなっていることを特徴とするヒートポンプ装置。
2. 請求項１に記載のヒートポンプ装置であって、
   前記第１開口の高さは、前記エンジンについて定められる、前記オイルパン内のエンジンオイルの油面下限高さよりも低くなっていることを特徴とするヒートポンプ装置。
3. 請求項１又は２に記載のヒートポンプ装置であって、
   前記オイル戻し管の前記第２開口は、前記エンジンについて定められる、前記オイルパン内のエンジンオイルの油面上限高さと略一致する高さに配置されていることを特徴とするヒートポンプ装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のヒートポンプ装置であって、
   前記オイル戻し管は、前記オイルタンクの側壁を通過する部分と、前記オイルタンクの内部で上向きに曲がる部分と、を有することを特徴とするヒートポンプ装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のヒートポンプ装置であって、
   前記エンジンの内部空間と、前記オイルタンクの内部空間と、の間で空気を流通させる均圧管を備え、
   前記均圧管が前記オイルタンクの内部空間に形成する開口である第３開口は、前記第２開口の真上に配置され、
   前記第３開口の輪郭は、平面視で見たとき、その全部が前記第２開口の輪郭の内側に含まれていることを特徴とするヒートポンプ装置。
6. 請求項５に記載のヒートポンプ装置であって、
   前記オイル戻し管には、前記第２開口に近づくに従って内部通路が広くなる通路拡大部が形成されていることを特徴とするヒートポンプ装置。

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