(57)【要約】【課題】熱回収装置でコイル装置の排熱を効率良く回収することが可能となる排熱回収システムを提供する。【解決手段】排熱回収システム１は、非接触給電装置１００以外の熱源からの熱を回収する蓄熱部３０を用いて、非接触給電装置１００のコイル装置１０の排熱を回収する。排熱回収システム１は、コイル装置１０に設けられた熱媒体Ｍの流路である第１流路Ｌ１と、熱回収装置２０に設けられた熱媒体Ｍの流路である第２流路Ｌ２と、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とを接続し、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導く第３流路Ｌ３と、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とを接続し、第１流路Ｌ１の熱媒体Ｍを第２流路Ｌ２に導く第４流路Ｌ４と、を備える。第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２、第３流路Ｌ３、及び第４流路Ｌ４は、閉じた循環流路を形成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触給電装置以外の熱源からの熱を回収する熱回収装置を用いて、前記非接触給電装置のコイル装置の排熱を回収する排熱回収システムであって、
前記コイル装置に設けられた熱媒体の流路である第１流路と、
前記熱回収装置に設けられた前記熱媒体の流路である第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路とを接続し、前記第２流路の前記熱媒体を前記第１流路に導く第３流路と、
前記第１流路と前記第２流路とを接続し、前記第１流路の前記熱媒体を前記第２流路に導く第４流路と、を備え、
前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路、及び前記第４流路は、閉じた循環流路を形成する、排熱回収システム。
【請求項２】
前記熱回収装置は、前記第２流路に設けられた膨張弁及び圧縮機を含むヒートポンプ装置であり、
前記第３流路は、前記第２流路における前記膨張弁の下流側に接続されており、
前記第４流路は、前記第２流路における前記圧縮機の上流側に接続されている、請求項１に記載の排熱回収システム。
【請求項３】
前記第３流路と前記第４流路とを接続し、前記第３流路の前記熱媒体を前記第４流路に導くバイパス流路と、
前記バイパス流路への分岐箇所よりも前記第１流路側の前記第３流路上に設けられた第１バルブと、を更に備える、請求項１又は２に記載の排熱回収システム。
【請求項４】
前記コイル装置の温度を検出する第１センサと、
外気の温度を検出する第２センサと、
前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果に基づいて前記第１バルブを制御する制御部と、を更に備える、請求項３に記載の排熱回収システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記コイル装置の温度が前記外気の温度以上であると判定した場合、前記第２流路の前記熱媒体を前記第１流路に導くように前記第１バルブを制御する、請求項４に記載の排熱回収システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記コイル装置の温度が前記外気の温度以上ではないと判定した場合、前記第２流路の前記熱媒体を前記バイパス流路を介して前記第２流路に戻すように前記第１バルブを制御する、請求項４又は５に記載の排熱回収システム。
【請求項７】
前記第１バルブとは別の第２バルブを更に備え、
前記第２バルブは、前記バイパス流路上に設けられている、請求項３に記載の排熱回収システム。
【請求項８】
前記コイル装置の温度を検出する第１センサと、
外気の温度を検出する第２センサと、
前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果に基づいて前記第１バルブ及び前記第２バルブを制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記コイル装置の温度が前記外気の温度以上であると判定した場合、前記第２流路の前記熱媒体を前記第１流路に導くように前記第１バルブ及び前記第２バルブを制御する、請求項７に記載の排熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触給電装置以外の熱源からの熱を回収する熱回収装置を用いて、非接触給電装置のコイル装置の排熱を回収する排熱回収システムが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、コイル装置の排熱を、外気からの熱を回収する暖房システムに利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１６７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の排熱回収システムでは、コイル装置に設けられた熱媒体の流路と暖房システム（熱回収装置）の熱媒体の流路とが互いに独立している。この場合、熱回収装置で回収できるコイル装置の排熱は、主に、コイル装置の排熱で加熱された熱媒体から各流路の管壁を介して伝わる熱に過ぎないため、熱回収装置でコイル装置の排熱を回収する効率を向上する余地が残されている。
【０００５】
本開示は、熱回収装置でコイル装置の排熱を効率良く回収することが可能となる排熱回収システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る排熱回収システムは、非接触給電装置以外の熱源からの熱を回収する熱回収装置を用いて、非接触給電装置のコイル装置の排熱を回収する排熱回収システムであって、コイル装置に設けられた熱媒体の流路である第１流路と、熱回収装置に設けられた熱媒体の流路である第２流路と、第１流路と第２流路とを接続し、第２流路の熱媒体を第１流路に導く第３流路と、第１流路と第２流路とを接続し、第１流路の熱媒体を第２流路に導く第４流路と、を備え、第１流路、第２流路、第３流路、及び第４流路は、閉じた循環流路を形成する。
【０００７】
本開示の一態様に係る排熱回収システムでは、第１流路、第２流路、第３流路、及び第４流路によって閉じた循環流路が形成されているため、コイル装置の第１流路では、コイル装置の排熱で熱媒体が加熱される。加熱された熱媒体が、第４流路を介して熱回収装置の第２流路に導かれる。これにより、コイル装置の排熱を熱回収装置に直接的に導入することが可能となる。その結果、熱回収装置でコイル装置の排熱を効率良く回収することが可能となる。
【０００８】
いくつかの態様において、熱回収装置は、第２流路に設けられた膨張弁及び圧縮機を含むヒートポンプ装置であり、第３流路は、第２流路における膨張弁の下流側に接続されており、第４流路は、第２流路における圧縮機の上流側に接続されていてもよい。この場合、ヒートポンプ装置の膨張弁で膨張された熱媒体の少なくとも一部が、第３流路を介してコイル装置の第１流路に導かれる。コイル装置の第１流路で加熱された熱媒体が、第４流路を介してヒートポンプ装置の圧縮機の上流側に導かれる。これにより、圧縮機が熱媒体を圧縮する前に、熱媒体の少なくとも一部がコイル装置の排熱で予め加熱されるため、圧縮機が熱媒体を圧縮する仕事を低減することができる。
【０００９】
いくつかの態様において、排熱回収システムは、第３流路と第４流路とを接続し、第３流路の熱媒体を第４流路に導くバイパス流路と、バイパス流路への分岐箇所よりも第１流路側の第３流路上に設けられた第１バルブと、を更に備えていてもよい。この場合、例えばコイル装置の排熱量に応じて第１バルブを操作することで、第２流路からの熱媒体の行き先を第１流路とバイパス流路とで切り換えることができる。あるいは、熱媒体の流通量を第１流路とバイパス流路とで調整することができる。よって、コイル装置の排熱量に応じてコイル装置の排熱を適切に回収することが可能となる。
【００１０】
いくつかの態様において、排熱回収システムは、コイル装置の温度を検出する第１センサと、外気の温度を検出する第２センサと、第１センサ及び第２センサの検出結果に基づいて第１バルブを制御する制御部と、を更に備えていてもよい。この場合、第１センサで検出したコイル装置の温度及び第２センサで検出した外気温度に応じてコイル装置の排熱を回収することが可能となる。
【００１１】
いくつかの態様において、制御部は、コイル装置の温度が外気の温度以上であると判定した場合、第２流路の熱媒体を第１流路に導くように第１バルブを制御してもよい。この場合、コイル装置の温度が外気の温度以上となる程度にコイル装置の排熱量が大きいことに応じてコイル装置の排熱の回収をすることができる。
【００１２】
いくつかの態様において、制御部は、コイル装置の温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、第２流路の熱媒体をバイパス流路を介して第２流路に戻すように第１バルブを制御してもよい。この場合、コイル装置の排熱量が小さいことに応じてコイル装置の排熱の回収を一時的に停止することができる。
【００１３】
いくつかの態様において、排熱回収システムは、上記第１バルブとは別の第２バルブを更に備え、第２バルブは、バイパス流路上に設けられていてもよい。この場合、複数のバルブを用いて、第１流路又はバイパス流路への熱媒体の流通量をより細かく調整することができる。
【００１４】
いくつかの態様において、排熱回収システムは、コイル装置の温度を検出する第１センサと、外気の温度を検出する第２センサと、第１センサ及び第２センサの検出結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブを制御する制御部と、を更に備え、制御部は、コイル装置の温度が外気の温度以上であると判定した場合、第２流路の熱媒体を第１流路に導くように第１バルブ及び第２バルブを制御してもよい。この場合、バイパス流路への熱媒体の流通量を低減させるように第２バルブを制御することで、第２バルブがバイパス流路上に設けられていない場合と比べて、第１流路への熱媒体の流通量を増加させることが可能となる。よって、コイル装置の排熱の回収効率を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、熱回収装置でコイル装置の排熱を効率良く回収することが可能となる排熱回収システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本開示の排熱回収システムの適用例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の排熱回収システムの要部構成図である。
【図３】図３の（ａ）は、図１のａ−ａ線に沿ってのコイル装置の断面図である。図３の（ｂ）は、図１のｂ−ｂ線に沿っての断面図である。
【図４】図４は、制御部によるバルブ制御処理を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
図１を参照して、実施形態に係る排熱回収システムを説明する。図１は、本開示の排熱回収システムの適用例を示す概略図である。図１に示されるように、排熱回収システム１は、一例として、非接触給電装置１００のコイル装置１０と、熱回収装置２０と、蓄熱部３０と、を備えている。排熱回収システム１は、非接触給電装置１００以外の熱源からの熱を回収する熱回収装置２０を用いて、非接触給電装置１００のコイル装置１０の排熱を回収する。
【００１９】
コイル装置１０は、例えば、非接触給電装置１００の送電コイル装置１０Ａ又は受電コイル装置１０Ｂに用いられる。非接触給電装置１００は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両Ｖに搭載されたバッテリーを充電するための装置である。コイル装置１０が送電コイル装置１０Ａに用いられる場合、コイル装置１０は、地面Ｇに設置され、コイル装置１０には、送電回路及び整流回路等を介して、外部電源が接続される。コイル装置１０が受電コイル装置１０Ｂに用いられる場合、コイル装置１０は、例えば車両Ｖのシャシーの底部等に設置される。
【００２０】
送電コイル装置１０Ａと受電コイル装置１０Ｂとが上下方向において対向し、内部のコイル同士が電磁気的に結合して電磁結合回路を形成することにより、送電コイル装置１０Ａのコイルから受電コイル装置１０Ｂのコイルへと非接触給電が行われる。言い換えれば、受電コイル装置１０Ｂは、送電コイル装置１０Ａから非接触で電力を受け取る。電磁結合回路は、「電磁誘導方式」で送電を行う回路であってもよく、「磁界共鳴方式」で送電を行う回路であってもよい。
【００２１】
排熱回収システム１は、一例として、地面Ｇ側に設けられた排熱回収システム１Ａと、車両Ｖ側に搭載された排熱回収システム１Ｂと、を含む。
【００２２】
排熱回収システム１Ａは、送電コイル装置１０Ａとしてのコイル装置１０の排熱を回収する。排熱回収システム１Ａでは、例えば、熱回収装置２０はヒートポンプ装置２０Ａであり、蓄熱部３０は貯湯装置３０Ａである。ヒートポンプ装置２０Ａ及び貯湯装置３０Ａは、ヒートポンプ給湯設備を構成する。排熱回収システム１Ａは、例えば住宅用の給湯設備として用いられる。
【００２３】
排熱回収システム１Ｂは、受電コイル装置１０Ｂとしてのコイル装置１０の排熱を回収する。排熱回収システム１Ｂでは、例えば、熱回収装置２０はヒートポンプ装置２０Ｂであり、蓄熱部３０は蓄熱ユニット３０Ｂである。蓄熱ユニット３０Ｂは、貯湯装置として構成されていてもよい。ヒートポンプ装置２０Ｂ及び蓄熱ユニット３０Ｂは、車両Ｖの蓄熱システムを構成する。排熱回収システム１Ｂでは、例えば、車両Ｖへの送電時に蓄熱した熱が、車両Ｖの走行開始後の車内暖房用の熱源、バッテリー等の走行装置の暖機用の熱源、及び、給湯用の熱源等として用いられる。
【００２４】
図２及び図３を参照して、排熱回収システム１を説明する。排熱回収システム１Ａ及び排熱回収システム１Ｂは、上述した蓄熱部３０の違いを除いて、基本的に同様に構成されている。以下では、排熱回収システム１の説明として、排熱回収システム１Ａを例に説明する。
【００２５】
図２は、図１の排熱回収システム１Ａの要部構成図である。図２に示されるように、排熱回収システム１Ａは、送電コイル装置１０Ａと、ヒートポンプ装置２０Ａと、貯湯装置３０Ａと、を備えている。
【００２６】
送電コイル装置１０Ａは、例えば扁平な形状を成している。送電コイル装置１０Ａは、筐体１１と、筐体１１内に収容されるコイル部１２と、を備えている。コイル部１２は、少なくともコイルを有している。コイルは、例えばサーキュラー型のコイルである。コイルは、例えば、同一平面内で略矩形の渦巻状に巻回された導線（例えばリッツ線）によって形成される。コイル部１２は、例えば導線を保持するボビン及びフェライトコアを更に有していてもよい。コイル部１２では、例えばコイル、ボビン、及びフェライトコアが一体になって筐体１１内の空間に配置されている。コイル部１２は、送電コイル装置１０Ａを用いた送電時にジュール熱等により発熱する発熱体である。
【００２７】
図３の（ａ）は、図１のａ−ａ線に沿っての送電コイル装置１０Ａの断面図である。図３の（ａ）に示されるように、送電コイル装置１０Ａは、コイル部１２を支持すると共にコイル部１２を冷却するヒートシンク１３を備えている。ヒートシンク１３は、コイル部１２を支持する本体部１４と、本体部１４のコイル部１２とは反対側に取り付けられるカバー１５と、を有している。
【００２８】
本体部１４は、例えば筐体１１と同様の平面寸法を有する角柱体である。本体部１４は、例えば高い熱伝導性を有する金属製（例えばアルミニウム）である。本体部１４は、コイル部１２を支持する支持部１４ａと、コイル部１２とは反対側の放熱面１４ｂと、を有している。支持部１４ａは、送電回路及び整流回路等を含む回路基板１６を支持していてもよい。
【００２９】
図３の（ｂ）は、図１のｂ−ｂ線に沿っての断面図である。図３の（ｂ）の断面図は、本体部１４の放熱面１４ｂとカバー１５との境界付近の断面を示している。図３の（ｂ）に示されるように、放熱面１４ｂには、放熱面１４ｂに沿って延在する溝１７が形成されている。溝１７は、例えば放熱面１４ｂにおいて一端部１７ａと他端部１７ｂとを繋ぐ１本の湾曲線を成すように延在している。溝１７の断面形状は、例えばＵ字状である。放熱面１４ｂには、カバー１５が水密に取り付けられる。これにより、溝１７及びカバー１５は、一端部１７ａと他端部１７ｂとを繋ぐ１本の湾曲線を成す第１流路Ｌ１を形成する。
【００３０】
第１流路Ｌ１は、コイル部１２を冷却する冷媒の流路である。ここでの冷媒は、ヒートポンプ装置２０Ａから流通される熱媒体Ｍである。すなわち、排熱回収システム１Ａは、コイル装置１０に設けられた熱媒体Ｍの流路である第１流路Ｌ１を備えている。コイル部１２で発生した排熱は、ヒートシンク１３を介して第１流路Ｌ１の熱媒体Ｍに伝達され、熱媒体Ｍの移動によってヒートポンプ装置２０Ａで回収されて貯湯装置３０Ａで利用される。
【００３１】
図２に戻り、ヒートポンプ装置２０Ａは、膨張弁２１、第１熱交換器２２、圧縮機２４、及び第２熱交換器２５が設けられた第２流路Ｌ２を有している。第２流路Ｌ２は、ヒートポンプ装置２０Ａに設けられた熱媒体Ｍの流路である。第２流路Ｌ２では、図２の矢印で示す方向（流通方向）に熱媒体Ｍが流通される。熱媒体Ｍとしては、種々のものを用いることができ、ここでは、低沸点媒体であるＣＯ２ガス等の冷媒が用いられる。以下、熱媒体Ｍの流通方向の上流側を単に「上流側」と記し、熱媒体Ｍの流通方向の下流側を単に「下流側」と記す。
【００３２】
膨張弁２１は、熱媒体Ｍを膨張させて熱媒体Ｍの温度を低下させる弁である。膨張弁２１としては、周知の構成を採用することができる。膨張弁２１で膨張された熱媒体Ｍは、第２流路Ｌ２の下流側の第１熱交換器２２に送出される。
【００３３】
第１熱交換器２２は、熱媒体Ｍと外気との熱交換を行う熱交換器である。第１熱交換器２２としては、熱媒体Ｍと外気との熱交換に適する構成を有する周知の熱交換器を採用することができる。第１熱交換器２２には、例えばファン２３で送風された外気が当てられる。第１熱交換器２２では、膨張弁２１で膨張された熱媒体Ｍの温度が外気の温度よりも低い場合、熱媒体Ｍが外気の熱で加熱される。第１熱交換器２２で熱交換した熱媒体Ｍは、第２流路Ｌ２の下流側に送出される。
【００３４】
第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流側には、第３流路Ｌ３が接続されている。第３流路Ｌ３は、第２流路Ｌ２と第１流路Ｌ１とを接続し、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導く流路である。第３流路Ｌ３は、例えば、送電コイル装置１０Ａ及びヒートポンプ装置２０Ａの外部において、第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流端と、第１流路Ｌ１を形成する溝１７の一端部１７ａ又は他端部１７ｂの何れか一方（ここでは一端部１７ａ）と、を接続する。この場合、膨張弁２１の下流端は、第２流路Ｌ２の出口端Ｌ２ａであり、溝１７の一端部１７ａは、第１流路Ｌ１の入口端Ｌ１ａである。すなわち、第３流路Ｌ３は、第２流路Ｌ２の出口端Ｌ２ａと第１流路Ｌ１の入口端Ｌ１ａとを接続する。なお、第３流路Ｌ３は、ヒートポンプ装置２０Ａの内部で第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流側の一部と重複していてもよい。第３流路Ｌ３は、送電コイル装置１０Ａの内部で第１流路Ｌ１の一端部１７ａ側の一部と重複していてもよい。
【００３５】
第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流側に送出された熱媒体Ｍは、第３流路Ｌ３を介して第１流路Ｌ１に導かれる。送電コイル装置１０Ａの第１流路Ｌ１では、送電コイル装置１０Ａの排熱で熱媒体Ｍが加熱される。
【００３６】
第１流路Ｌ１における第３流路Ｌ３の反対側の端部には、第４流路Ｌ４が接続されている。第４流路Ｌ４は、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とを接続し、第１流路Ｌ１の熱媒体Ｍを第２流路Ｌ２に導く流路である。第４流路Ｌ４は、例えば、送電コイル装置１０Ａ及びヒートポンプ装置２０Ａの外部において、第１流路Ｌ１を形成する溝１７の一端部１７ａ又は他端部１７ｂの何れか他方（ここでは他端部１７ｂ）と、第２流路Ｌ２における圧縮機２４の上流端と、を接続する。この場合、圧縮機２４の上流端は、第２流路Ｌ２の入口端Ｌ２ｂであり、溝１７の他端部１７ｂは、第１流路Ｌ１の出口端Ｌ１ｂである。すなわち、第４流路Ｌ４は、第２流路Ｌ２の入口端Ｌ２ｂと第１流路Ｌ１の出口端Ｌ１ｂとを接続する。なお、第４流路Ｌ４は、送電コイル装置１０Ａの内部で第１流路Ｌ１の他端部１７ｂ側の一部と重複していてもよい。第４流路Ｌ４は、ヒートポンプ装置２０Ａの内部で第２流路Ｌ２における圧縮機２４の上流側の一部と重複していてもよい。
【００３７】
送電コイル装置１０Ａの第１流路Ｌ１で送電コイル装置１０Ａの排熱により加熱された熱媒体Ｍは、第４流路Ｌ４を介して第２流路Ｌ２に導かれて、第２流路Ｌ２における圧縮機２４の上流側に戻される。このように、熱媒体Ｍは、互いに接続された第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２、第３流路Ｌ３、及び第４流路Ｌ４を循環可能である。すなわち、第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２、第３流路Ｌ３、及び第４流路Ｌ４は、閉じた循環流路を形成する。閉じた循環流路とは、第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２、第３流路Ｌ３、及び第４流路Ｌ４が、熱媒体Ｍの漏れを生じないような連続した流路を成していることを意味する。閉じた循環流路は、１つの流路のみで構成されてもよいし、複数の流路で構成されてもよい。閉じた循環流路では、流路の一部分が枝分かれした後に合流してもよい。
【００３８】
第３流路Ｌ３及び第４流路Ｌ４には、バイパス流路Ｌ５が接続されている。バイパス流路Ｌ５は、第３流路Ｌ３の熱媒体Ｍを第４流路Ｌ４に導く流路である。
【００３９】
バイパス流路Ｌ５は、例えば、第３流路Ｌ３の分岐箇所Ｂ１で第３流路Ｌ３から分岐し、第４流路Ｌ４に向かって延びている。分岐箇所Ｂ１は、例えば、送電コイル装置１０Ａ及びヒートポンプ装置２０Ａの外部において、第３流路Ｌ３の途中に設けられている。分岐箇所Ｂ１は、例えば第３流路Ｌ３がヒートポンプ装置２０Ａの内部で第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流側の一部と重複している場合には、当該重複部分に設けられていてもよい。分岐箇所Ｂ１は、例えば第３流路Ｌ３が送電コイル装置１０Ａの内部で第１流路Ｌ１の一端部１７ａ側の一部と重複している場合には、当該重複部分に設けられていてもよい。
【００４０】
バイパス流路Ｌ５は、例えば、第４流路Ｌ４の合流箇所Ｂ２で第４流路Ｌ４と合流する。合流箇所Ｂ２は、例えば、送電コイル装置１０Ａ及びヒートポンプ装置２０Ａの外部において、第４流路Ｌ４の途中に設けられている。合流箇所Ｂ２は、例えば第４流路Ｌ４が送電コイル装置１０Ａの内部で第１流路Ｌ１の他端部１７ｂ側の一部と重複している場合には、当該重複部分に設けられていてもよい。合流箇所Ｂ２は、例えば第４流路Ｌ４がヒートポンプ装置２０Ａの内部で第２流路Ｌ２における圧縮機２４の上流側の一部と重複している場合には、当該重複部分に設けられていてもよい。
【００４１】
バイパス流路Ｌ５には、バルブ（第１バルブ）２及びバルブ（第２バルブ）３の開閉に応じて、第３流路Ｌ３の熱媒体Ｍが第４流路Ｌ４に向かって導かれる。バルブ２は、第３流路Ｌ３の熱媒体Ｍの第１流路Ｌ１への流通を低減又は遮断可能な弁である。バルブ２は、例えば、バイパス流路Ｌ５への分岐箇所Ｂ１よりも第１流路Ｌ１側の第３流路Ｌ３上に設けられている。バルブ３は、バイパス流路Ｌ５の熱媒体Ｍの第４流路Ｌ４への流通を低減又は遮断可能なバルブ２とは別の弁である。バルブ３は、例えば、分岐箇所Ｂ１よりも第４流路Ｌ４側のバイパス流路Ｌ５上に設けられている。本実施形態では、バルブ２，３は、例えば電動弁又は電磁弁であり、バルブ２，３の開閉動作は、後述の制御部６によって制御される。
【００４２】
圧縮機２４は、熱媒体Ｍを圧縮して加熱すると共に、熱媒体Ｍを送出（圧送）する。圧縮機２４の動力源としては、例えば電気モータ等が用いられる。圧縮機２４は、熱媒体Ｍを第２流路Ｌ２の下流側の第２熱交換器２５に送出する。
【００４３】
第２熱交換器２５は、熱媒体Ｍと給湯用水Ｗ（後述）との熱交換を行う熱交換器である。第２熱交換器２５としては、熱媒体Ｍと給湯用水Ｗとの熱交換に適する構成を有する周知の熱交換器を採用することができる。第２熱交換器２５では、送電コイル装置１０Ａの排熱及び圧縮機２４による圧縮で加熱された熱媒体Ｍの熱で、貯湯装置３０Ａの給湯用水Ｗが加熱される。第２熱交換器２５で熱交換した熱媒体Ｍは、第２流路Ｌ２の下流側の膨張弁２１に送出される。
【００４４】
貯湯装置３０Ａは、温水を供給するために、給湯用水Ｗを加熱すると共に貯湯する装置である。貯湯装置３０Ａは、冷水流路３１、給湯用水ポンプ３２、温水流路３３、及び貯湯タンク３４を有している。
【００４５】
貯湯装置３０Ａでは、貯湯タンク３４の下部又は底部に冷水流路３１が設けられている。冷水流路３１は、貯湯装置３０Ａにおいて温度が比較的低下した給湯用水Ｗをヒートポンプ装置２０Ａに導く。給湯用水ポンプ３２は、給湯用水Ｗを循環させるポンプである。給湯用水ポンプ３２の動力源としては、例えば電気モータ等が用いられる。給湯用水ポンプ３２は、冷水流路３１の給湯用水Ｗをヒートポンプ装置２０Ａの第２熱交換器２５に送出する。給湯用水Ｗは、上述のように、第２熱交換器２５で熱媒体Ｍの熱で加熱される。
【００４６】
貯湯装置３０Ａでは、貯湯タンク３４の上部又は頂部に温水流路３３が設けられている。温水流路３３は、ヒートポンプ装置２０Ａの第２熱交換器２５で加熱された給湯用水Ｗを貯湯装置３０Ａに導く。貯湯装置３０Ａでは、第２熱交換器２５で加熱された給湯用水Ｗが、温水流路３３から貯湯タンク３４へ供給されて、貯湯タンク３４内に貯湯される。
【００４７】
排熱回収システム１Ａは、第１センサ４と、第２センサ５と、制御部６と、を更に備えている。制御部６は、例えば、ＣＰＵ［Central  Processing  Unit］、ＲＯＭ［Read  Only  Memory］、ＲＡＭ［Random  Access  Memory］等を含む電子制御ユニットである。制御部６は、第１センサ４及び第２センサ５と電気的に接続されている。
【００４８】
第１センサ４は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１を検出するセンサである。第１センサ４は、特に限定されないが、例えばヒートシンク１３の中心部に設けられている。第１センサ４は、検出した温度Ｔ１に関する信号を制御部６へ送信する。
【００４９】
第２センサ５は、外気の温度Ｔ２を検出するセンサである。第２センサ５は、特に限定されないが、例えば、ファン２３の吸入口の近傍に設けられている。第２センサ５は、制御部６と電気的に接続されており、検出した外気の温度Ｔ２に関する信号を制御部６へ送信する。
【００５０】
制御部６は、第１センサ４及び第２センサ５の検出結果に基づいて、バルブ２，３を制御する。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導くようにバルブ２，３を制御する。より詳しくは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、バルブ２を開くようにバルブ２を制御する。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、バルブ３を閉じるようにバルブ３を制御する。なお、「バルブを開く」とは、バルブを完全に開けた状態にする態様だけでなく、バルブの開口度を大きくすることも含まれる。「バルブを閉じる」とは、バルブを完全に閉じた状態にする態様だけでなく、バルブの開口度を小さくすることも含まれる。バルブの開口度としては、例えば、バルブ内を流通する熱媒体Ｍの流通量とすることができる。ここでは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、バルブ２の開口度がバルブ３の開口度よりも大きくなるようにバルブ２，３を制御する。
【００５１】
制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍをバイパス流路Ｌ５を介して第２流路Ｌ２に戻すようにバルブ２，３を制御する。より詳しくは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、バルブ２を閉じるようにバルブ２を制御する。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、バルブ３を開くようにバルブ３を制御する。ここでは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、バルブ２の開口度がバルブ３の開口度よりも小さくなるようにバルブ２，３を制御する。
【００５２】
次に、本実施形態に係る排熱回収システム１Ａの制御部６によるバルブ制御処理について、図４を参照して説明する。図４は、制御部６によるバルブ制御処理を例示するフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、例えば、図１のように駐車中の車両Ｖに対する非接触給電装置１００による非接触給電が開始された際に実行される。
【００５３】
図４に示されるように、排熱回収システム１Ａの制御部６は、Ｓ１として、第１センサ４により送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１の取得を行う。制御部６は、第１センサ４の検出結果に基づいて、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１を取得する。制御部６は、Ｓ２として、第２センサ５により外気の温度Ｔ２の取得を行う。制御部６は、第２センサ５の検出結果に基づいて、外気の温度Ｔ２を取得する。
【００５４】
Ｓ３において、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上であるか否かを判定する。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上であると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４の処理を行う。Ｓ４において、制御部６は、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導くようにバルブ２，３を制御する。その後、制御部６は、図４のバルブ制御処理を終了する。
【００５５】
一方、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上ではないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ５の処理を行う。Ｓ５において、制御部６は、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍをバイパス流路Ｌ５を介して第２流路Ｌ２に戻すようにバルブ２，３を制御する。その後、制御部６は、図４のバルブ制御処理を終了する。
【００５６】
なお、制御部６は、図４のバルブ制御処理の終了後、例えば一定時間間隔で図４のバルブ制御処理を繰り返し実行してもよい。あるいは、制御部６は、例えば、車両Ｖに対する非接触給電の終了後に送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２と同等となるまで、図４のバルブ制御処理を繰り返し実行してもよい。
【００５７】
次に、本実施形態に係る排熱回収システム１Ａの作用及び効果について説明する。排熱回収システム１Ａでは、第１流路Ｌ１、第２流路Ｌ２、第３流路Ｌ３、及び第４流路Ｌ４によって閉じた循環流路が形成されているため、送電コイル装置１０Ａの第１流路Ｌ１では、送電コイル装置１０Ａの排熱で熱媒体Ｍが加熱される。加熱された熱媒体Ｍが、第４流路Ｌ４を介して熱回収装置２０の第２流路Ｌ２に導かれる。これにより、送電コイル装置１０Ａの排熱をヒートポンプ装置２０Ａに直接的に導入することが可能となる。その結果、ヒートポンプ装置２０Ａで送電コイル装置１０Ａの排熱を効率良く回収することが可能となる。
【００５８】
排熱回収システム１Ａでは、熱回収装置２０は、第２流路Ｌ２に設けられた膨張弁２１及び圧縮機２４を含むヒートポンプ装置２０Ａである。第３流路Ｌ３は、第２流路Ｌ２における膨張弁２１の下流側に接続されており、第４流路Ｌ４は、第２流路Ｌ２における圧縮機２４の上流側に接続されている。これにより、ヒートポンプ装置２０Ａの膨張弁２１で膨張された熱媒体Ｍの少なくとも一部が、第３流路Ｌ３を介して送電コイル装置１０Ａの第１流路Ｌ１に導かれる。送電コイル装置１０Ａの第１流路Ｌ１で加熱された熱媒体Ｍが、第４流路Ｌ４を介してヒートポンプ装置２０Ａの圧縮機２４の上流側に導かれる。これにより、圧縮機２４が熱媒体Ｍを圧縮する前に、熱媒体Ｍの少なくとも一部が送電コイル装置１０Ａの排熱で予め加熱されるため、圧縮機２４が熱媒体Ｍを圧縮する仕事を低減することができる。
【００５９】
排熱回収システム１Ａは、第３流路Ｌ３と第４流路Ｌ４とを接続し、第３流路Ｌ３の熱媒体Ｍを第４流路Ｌ４に導くバイパス流路Ｌ５と、バイパス流路Ｌ５への分岐箇所Ｂ１よりも第１流路Ｌ１側の第３流路Ｌ３上に設けられたバルブ２と、を更に備えている。これにより、例えば送電コイル装置１０Ａの排熱量に応じてバルブ２を操作することで、第２流路Ｌ２からの熱媒体Ｍの行き先を第１流路Ｌ１とバイパス流路Ｌ５とで切り換えることができる。あるいは、熱媒体Ｍの流通量を第１流路Ｌ１とバイパス流路Ｌ５とで調整することができる。よって、送電コイル装置１０Ａの排熱量に応じて送電コイル装置１０Ａの排熱を適切に回収することが可能となる。
【００６０】
排熱回収システム１Ａは、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１を検出する第１センサ４と、外気の温度Ｔ２を検出する第２センサ５と、第１センサ４及び第２センサ５の検出結果に基づいてバルブ２を制御する制御部６と、を更に備えている。これにより、第１センサ４で検出した送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１及び第２センサ５で検出した外気温度Ｔ２に応じて送電コイル装置１０Ａの排熱を回収することが可能となる。
【００６１】
排熱回収システム１Ａでは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上であると判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導くようにバルブ２を制御する。これにより、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上となる程度に送電コイル装置１０Ａの排熱量が大きいことに応じて送電コイル装置１０Ａの排熱の回収をすることができる。
【００６２】
排熱回収システム１Ａでは、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上ではないと判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍをバイパス流路Ｌ５を介して第２流路Ｌ２に戻すようにバルブ２を制御する。これにより、送電コイル装置１０Ａの排熱量が小さいことに応じて送電コイル装置１０Ａの排熱の回収を一時的に停止あるいは抑制することができる。
【００６３】
排熱回収システム１Ａは、バルブ２とは別のバルブ３を更に備えている。バルブ３は、バイパス流路Ｌ５上に設けられている。これにより、複数のバルブ２，３を用いて、第１流路Ｌ１又はバイパス流路Ｌ５への熱媒体Ｍの流通量をより細かく調整することができる。
【００６４】
排熱回収システム１Ａは、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１を検出する第１センサ４と、外気の温度Ｔ２を検出する第２センサ５と、第１センサ４及び第２センサ５の検出結果に基づいてバルブ２，３を制御する制御部６と、を更に備えている。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上であると判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導くようにバルブ２，３を制御する。これにより、バイパス流路Ｌ５への熱媒体Ｍの流通量を低減（又は遮断）させるようにバルブ３を制御することで、バルブ３がバイパス流路Ｌ５上に設けられていない場合と比べて、第１流路Ｌ１への熱媒体Ｍの流通量を増加させることが可能となる。よって、送電コイル装置１０Ａの排熱の回収効率を更に高めることができる。
【００６５】
以上、本開示のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
上記実施形態では、排熱回収システム１Ａを例に説明したが、排熱回収システム１Ｂによっても排熱回収システム１Ａの上記作用及び効果が奏される。排熱回収システム１は、排熱回収システム１Ａ及び排熱回収システム１Ｂの何れか一方のみを有していてもよい。
【００６７】
熱回収装置２０として、ヒートポンプ装置２０Ａ，２０Ｂを例示したが、これに限定されない。熱回収装置２０としては、非接触給電装置１００以外の熱源からの熱を回収する装置であって、熱媒体Ｍの第２流路を備える熱回収装置であればよく、例えば、ランキンサイクル装置等の熱サイクル装置、又はペルチェ素子を用いた熱回収装置であってもよい。この場合、熱媒体Ｍは、例えば１００℃以下の温度範囲で用いられてもよい。
【００６８】
第１流路Ｌ１は、上記の例に限定されない。例えば、溝１７の断面形状は、例えばＵ字状に限定されない。放熱面１４ｂには、複数の溝１７が形成されていてもよい。溝１７は、例えば湾曲線ではなく角を形成する矩形状の線を成してもよい。溝１７は、例えば互いに交差して複数の湾曲線又は矩形状の線を成してもよい。なお、放熱面１４ｂでは、溝１７の凹凸形状により、表面積が拡大されている。これを利用して、例えば熱回収装置２０で送電コイル装置１０Ａを冷却しなくてもよい場合には、放熱面１４ｂからカバー１５を取り外すことで、放熱面１４ｂからの自然冷却で送電コイル装置１０Ａの排熱を放熱させてもよい。
【００６９】
バルブ３は、必ずしも設けられていなくてもよい。排熱回収システム１では、バイパス流路Ｌ５への分岐箇所Ｂ１よりも第１流路Ｌ１側の第３流路Ｌ３上に、バルブ２が設けられていればよい。
【００７０】
制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、バルブ２を開くようにバルブ２を制御すると共にバルブ３を閉じるようにバルブ３を制御したが、必ずしもバルブ３を閉じる制御をしなくてもよい。制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、バルブ２を閉じるようにバルブ２を制御すると共にバルブ３を開くようにバルブ３を制御したが、バルブ３が既に開いている場合には、必ずしもバルブ３を更に開く制御をしなくてもよい。
【００７１】
バルブ２とバルブ３とが別体のバルブである例を示したが、分岐箇所Ｂ１に設けられた１つの切換弁のみでバルブ２，３の機能が実現されてもよい。この場合、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上であると判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍを第１流路Ｌ１に導くように当該切換弁を制御してもよい。また、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度が外気の温度以上ではないと判定した場合、第２流路Ｌ２の熱媒体Ｍをバイパス流路Ｌ５を介して第２流路Ｌ２に戻すように当該切換弁を制御してもよい。
【００７２】
バルブの開口度としては、バルブ内を流通する熱媒体Ｍの流通量に限定されない。バルブの開口度としては、例えば、バルブを完全に開けた状態の流通量を基準とした流通量の割合、又は、バルブを完全に開けた状態の流路断面積を基準とした流路断面積の割合、など種々の指標を用いることができる。
【００７３】
制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１が外気の温度Ｔ２以上であるか否かに基づいて、バルブ２，３を制御したが、バルブ２，３を制御する手法は、これに限定されない。例えば、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの温度Ｔ１を外気以外の環境温度（例えば地面Ｇの温度等）と比較した結果に基づいてバルブ２，３を制御してもよい。また、制御部６は、非接触給電装置１００が非接触給電を行っているか否かに基づいてバルブ２，３を制御してもよい。
【００７４】
制御部６は、時間に基づいてバルブ２，３の制御を行うこともできる。例えば、送電のために送電コイル装置１０Ａに電流が流されると、送電コイル装置１０Ａへの通電時間に応じて送電コイル装置１０Ａの温度が上昇する。送電コイル装置１０Ａへの通電時間が十分長くなると、送電コイル装置１０Ａ温度が大気の温度よりも高くなっていると考えられる。その後に送電コイル装置１０Ａへの通電が停止されると、余熱で熱くなっている送電コイル装置１０Ａの温度が徐々に低下する。したがって、送電コイル装置１０Ａへの通電を開始した時刻からの経過時間、及び、送電コイル装置１０Ａへの通電を停止した時刻からの経過時間に基づいて、送電コイル装置１０Ａの温度変化の傾向を把握することができる。この場合、排熱回収システム１Ａは、第１センサ４及び第２センサ５に代えて、時間計測用のタイマーを備えていてもよい。
【００７５】
たとえば送電コイル装置１０Ａに電流が流される場合、制御部６は、送電コイル装置１０Ａの通電開始時刻から所定時間経過タイミングの時刻ｔ１を基準としてバルブ２，３の制御を行う。具体的には、制御部６は、通電開始時刻から時刻ｔ１までは、バルブ２の開口度をバルブ３の開口度よりも小さくする。これにより、バルブ２よりもバルブ３の方が熱媒体Ｍの流通量が多くなる。バルブ３（バイパス流路Ｌ５）を介した熱媒体Ｍの経路よりも、バルブ２（送電コイル装置１０Ａ）を介した熱媒体Ｍの経路のほうが長いことを考慮すると、送電コイル装置１０Ａへの熱媒体Ｍの流通量を抑えることにより、圧縮機２４の負荷が低減されるため、効率的に余熱を回収することができる。また、時刻ｔ１以降においては、時刻ｔ１までに比べて送電コイル装置１０Ａの温度がさらに上昇している。そのため、制御部６は、バルブ２の開口度をバルブ３の開口度よりも大きくする。これにより、送電コイル装置１０Ａを確実且つ迅速に冷却することができる。
【００７６】
同様に、制御部６は、送電コイル装置１０Ａへの通電停止時刻から所定時間経過タイミングの時刻ｔ２を基準としてバルブ２，３の制御を行うこともできる。この場合、制御部６は、通電停止時刻から時刻ｔ２までは、バルブ２の開口度をバルブ３の開口度よりも大きくする。これにより、送電コイル装置１０Ａの余熱の回収が促進され、送電コイル装置１０Ａを確実且つ迅速に冷却することができる。時刻ｔ２以降においては、送電コイル装置１０Ａの余熱がある程度回収されている。そのため、制御部６は、バルブ２の開口度をバルブ３の開口度よりも小さくする。これにより、圧縮機２４の負荷が低減されるため、効率的に余熱を回収することができる。なお、時刻ｔ１，ｔ２は同一間隔でもよいし異なっていてもよい。また、時刻ｔ１は、通電開始時刻と同じであってもよい。時刻ｔ２は、通電停止時刻と同じであってもよい。さらに、時刻ｔ１，ｔ２だけでなく、更なる制御タイミングを設け、バルブ２，３の開口度を段階的に調整してもよい。
【００７７】
排熱回収システム１は、第１センサ４と、第２センサ５と、制御部６と、を備えていなくてもよい。この場合、バルブ２，３は、制御部６により制御されるバルブ（いわゆる他力式の自動弁）であったが、コイル装置１０の温度に応じて機械的に開閉するバルブ（いわゆる自力式の自動弁）であってもよいし、手動式の弁であってもよい。
【００７８】
排熱回収システム１Ａは、バルブ２，３、バイパス流路Ｌ５、第１センサ４、第２センサ５、制御部６、を備えていなくてもよい。この場合においても、送電コイル装置１０Ａの排熱がヒートポンプ装置２０Ａに直接的に導入されることにより、例えば送電コイル装置１０Ａの排熱が流路の管壁等を介して間接的に熱回収装置に伝わる場合と比較して、ヒートポンプ装置２０Ａで送電コイル装置１０Ａの排熱を効率良く回収することが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１、１Ａ、１Ｂ  排熱回収システム
２  バルブ（第１バルブ）
３  バルブ（第２バルブ）
４  第１センサ
５  第２センサ
６  制御部
１０  コイル装置
１０Ａ  送電コイル装置
１０Ｂ  受電コイル装置
２０  熱回収装置
２０Ａ、２０Ｂ  ヒートポンプ装置
２１  膨張弁
２４  圧縮機
３０  蓄熱部
３０Ａ  貯湯装置
３０Ｂ  蓄熱ユニット
１００  非接触給電装置
Ｌ１  第１流路
Ｌ２  第２流路
Ｌ３  第３流路
Ｌ４  第４流路
Ｌ５  バイパス流路
Ｂ１  分岐箇所
Ｍ  熱媒体
Ｗ  給湯用水
【図１】
2019215139.tif 000003
【図２】
2019215139.tif 000004
【図３】
2019215139.tif 000005
【図４】
2019215139.tif 000006