JP2010145037A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】水路内での固形析出物の析出をより確実に検出することができる給湯システムを得る。
【解決手段】給湯用水が流れる水管２には、加熱体である冷媒管３が接触している。冷媒管３内には、加熱された冷媒が流れる。給湯用水は、冷媒管３を流れる冷媒から熱を受け取って湯となる。水管２には、光ファイバセンサ５が設けられている。光ファイバセンサ５は、水管２内に設けられたセンサ用光ファイバ６を有している。光ファイバセンサ５は、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量に応じた信号を検出信号として出力する。制御装置は、光ファイバセンサ５からの情報に基づいて、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量を求める。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば水道水や井戸水等の水を加熱して湯を供給する給湯システムに関するものである。

給湯システムでは、例えば水道水や井戸水等の水が熱交換器の配管内で加熱されることにより、湯が供給される。従って、熱交換器の配管内には、水に含まれるカルシウム成分が炭酸カルシウムのスケール（固形析出物）として析出することがある。

スケールが配管内に析出すると、熱交換器の配管内の水に熱が伝わりにくくなり、熱交換器における水への加熱効率が低下するという問題が生じる。また、スケールが配管内を閉塞するほど堆積すると、配管内を流れる水に対する抵抗が大きくなるので、熱交換器へ水を送るポンプの消費電力が増加するという問題も生じる。

従来、配管内でのスケールの析出を抑制するために、熱交換器への給水を行う給水路中に水質分析センサを設け、水質分析センサの分析値から炭酸カルシウムの析出の有無を判定し、炭酸カルシウムが析出する水質であるときに熱交換器の出口温度を規制する給湯機が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０００−３１４５５７号公報

しかし、従来の給湯機では、熱交換器への給水の水質について炭酸カルシウムが析出しやすいか否かの判定をすることはできるが、実際にスケールが配管内に析出しているか否かを検出することはできない。従って、実際にスケールが配管内に析出した場合には、水への加熱効率が低下したりポンプの消費電力が増加したりするので、給湯機の運転効率が低下してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、水路内での固形析出物の析出をより確実に検出することができる給湯システムを得ることを目的とする。

この発明に係る給湯システムは、給湯用水が流れる水路、給湯用水に熱を与える加熱体、水路内に設けられたセンサ部を有し、センサ部に対する固形析出物の析出量に応じた信号を検出信号として出力する固形析出物検出装置、及び固形析出物検出装置からの情報に基づいて、センサ部に対する固形析出物の析出量を求める制御装置を備えている。

この発明に係る給湯システムでは、センサ部が水路内に設けられ、センサ部に対する固形析出物の析出量に応じた信号が検出信号として固形析出物検出装置から出力されるので、水路内に析出する固形析出物を直接検出することができ、水路内での固形析出物の析出をより確実に検出することができる。これにより、水路内の汚れを洗浄する適切な時期を決定することができ、水路内の洗浄の回数が必要以上に増えてしまうことを防止することができる。また、水路内に析出した固形析出物による不具合、例えば加熱効率の低下や給湯用水を送るポンプの消費電力の増加等をより確実に防止することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による給湯システムの熱交換器を示す要部斜視図である。また、図２は、図１の給湯システムの熱交換器の構成を示す断面図である。図において、給湯システムの熱交換器１は、加熱の対象となる給湯用水（例えば水道水や井戸水等）が流れる水管（水路）２と、水管２の外周部に接触し、ヒートポンプ（図示せず）により加熱された冷媒が流れる複数本（この例では、３本）の冷媒管（冷媒路）３とを有している。熱交換器内では、給湯用水と冷媒との間で熱交換が行われることにより、給湯用水が加熱されて湯となる。従って、冷媒が流れているときの冷媒管３は、給湯用水に熱を与える加熱体とされる。

水管２の形状は、図１に示すように、コイル状とされている。また、水管２の内径は、冷媒管３の内径よりも大きくなっている。この例では、水管２の内径が数ｍｍ〜数ｃｍの範囲内の所定の内径に設定されている。

各冷媒管３は、水管２の長さ方向に沿って配置されている。従って、各冷媒管３の形状も、コイル状とされている。また、各冷媒管３は、水管２の周方向について互いに間隔を置いて水管２の外周部に配置されている。各冷媒管３及び水管２は、一体となっている。

水管２内の給湯用水が流れる方向は、各冷媒管３内の冷媒が流れる方向と逆方向となっている。給湯用水は、図示しないポンプの動力により水管２内を流れる。また、給湯用水にカルシウム成分が多く含まれることから、例えば給湯用水の温度が４０℃以上である場合等には、図２に示すように、炭酸カルシウムを主成分とする固形析出物（スケール）４が水管２内に析出する。

熱交換器１には、水管２内の固形析出物４による汚れの状態を検出する光ファイバセンサ（固形析出物検出装置）５が設けられている。光ファイバセンサ５は、図２に示すように、水管２内に設けられた線状のセンサ用光ファイバ（センサ部）６と、センサ用光ファイバ６の一端部に接続され、水管２内から水管２外へ引き出された線状の第１伝送用光ファイバ７と、センサ用光ファイバ６の他端部に接続され、水管２内から水管２外へ引き出された線状の第２伝送用光ファイバ８と、第１伝送用光ファイバ７の引き出し端部に設けられた光源９と、第２伝送用光ファイバ８の引き出し端部に設けられた光検出器１０とを有している。光ファイバセンサ５は、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量を汚れの状態として検出する。

図３は、図２の光ファイバセンサ５を示す構成図である。図において、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８は、互いに接続されることにより１本の線状体になっている。また、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８は、ガラスで構成されている。第１及び第２伝送用光ファイバ７，８は、センサ用光ファイバ６に対してガラス融着により接続されている。

センサ用光ファイバ６は、センサ用コア１１と、センサ用コア１１を囲むセンサ用クラッド１２とを有している。第１伝送用光ファイバ７は、センサ用コア１１の一端部に接続された第１伝送用コア１３と、第１伝送用コア１３を囲む第１伝送用クラッド１４とを有している。第２伝送用光ファイバ８は、センサ用コア１１の他端部に接続された第２伝送用コア１５と、第２伝送用コア１５を囲む第２伝送用クラッド１６とを有している。

センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８のそれぞれの外径は、同一とされている。また、第１及び第２伝送用コア１３，１５の径は、センサ用コア１１の径よりも大きくなっている。この例では、センサ用光ファイバ６、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８のそれぞれの外径が１２５μｍとされている。また、センサ用コア１１の径が１０μｍ、第１及び第２伝送用コア１３，１５の径が６２．５μｍとされている。

光源９は、所定の強度の光を第１伝送用光ファイバ７へ照射する。光源９からの光は、第１伝送用光ファイバ７を通ってセンサ用光ファイバ６へ送られる。

第１伝送用コア１３を通過してきた光は、第１伝送用光ファイバ７とセンサ用光ファイバ６との境界に達すると、第１伝送用コア１３の径がセンサ用コア１１の径よりも大きいことから、センサ用コア１１を通る光とセンサ用クラッド１２を通る光とに分かれる。センサ用クラッド１２を通る光は、センサ用クラッド１２の外面に達すると、センサ用クラッド１２の屈折率とセンサ用クラッド１２外の媒質の屈折率との関係により、全反射したり外部の媒質へ漏れ出したりする。

外部の媒質が空気や水である場合、センサ用クラッド１２の屈折率よりも空気や水の屈折率が小さいため、センサ用クラッド１２を通る光は、センサ用クラッド１２の外面で全反射し、センサ用クラッド１２内に維持される。この場合には、センサ用クラッド１２を通る光は、外部の媒質へ漏れ出ることなく第２伝送用光ファイバ８へそのまま送られる。

炭酸カルシウムを主成分とする固形析出物４がセンサ用クラッド１２の外面に析出している場合、センサ用クラッド１２の屈折率よりも固形析出物４の屈折率が大きいため、センサ用クラッド１２を通る光は、センサ用クラッド１２の外面における固形析出物４の析出部分でセンサ用クラッド１２外へ漏れ出る。従って、センサ用クラッド１２から第２伝送用光ファイバ８に達する光は、センサ用クラッド１２の外面に対する固形析出物４の析出量に応じて減衰することになる。

この後、センサ用光ファイバ６内を通過した光は、第２伝送用光ファイバ８を通って光検出器１０へ送られる。

光検出器１０は、第２伝送用光ファイバ８からの光の強度（光パワー）に応じた信号を検出信号として出力する。即ち、光検出器１０は、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量に応じた信号を検出信号として出力する。光検出器１０からの検出信号は、給湯システムの運転を制御する制御装置（図示せず）へ送られる。

制御装置は、光検出器１０からの情報（検出信号）に基づいて、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量を求める。固形析出物４の析出量の算出は、固形析出物４の析出が発生していない初期の検出信号と、光検出器１０からの現在の検出信号とを比較することにより行われる。また、制御装置は、求めた固形析出物４の析出量に基づいて、給湯システムの運転を制御する。給湯システムの運転の制御としては、例えば固形析出物４の析出量が所定量に達したときに給湯システムの洗浄時期を知らせる注意ランプを点灯させる制御等が挙げられる。

ここで、給湯用水の温度を変化させたときの光検出器１０が検出する光パワーの変化を調べる実験を行った。実験では、ウォータバス外に光源９及び光検出器１０を配置した状態でウォータバス内の底部にセンサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８を取り付け、硬度３００ｍｇ／Ｌの飲料用の硬水を給湯用水としてウォータバス内に入れた。これにより、センサ用光ファイバ６の全部と、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８の各一部とが水没した。センサ用光ファイバ６の長さは２０ｍｍとした。

実験では、ウォータバス内の水温を上昇させると、水中の炭酸ガスが次第に発泡し、炭酸ガスの発泡に伴って、炭酸カルシウムを主成分とする固形析出物４がウォータバス内に析出し始めた。これにより、センサ用光ファイバ６の外面にも固形析出物４が析出し始めた。

図４は、図３のセンサ用光ファイバ６の外面に析出した固形析出物４の状態を示す斜視図である。図４には、顕微鏡で観察したときの固形析出物４が示されている。図４に示すように、固形析出物４は、センサ用光ファイバ６の滑らかな外面に析出していることが分かる。また、固形析出物４の形状は、針状となっていることが分かる。

図５は、図３の光検出器１０が検出する光パワー及び給湯用水の温度（水温）の時間的変化を示すグラフである。図に示すように、実験では、水温Ｗを連続的に上昇させた後、水温Ｗを一定温度（約８０℃）に維持した。

図に示すように、光検出器１０が検出する光パワーＰは、水温Ｗが６０℃を超えたあたりから減衰し始めている。これにより、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出が約６０℃で開始していることが分かる。また、水温Ｗが約８０℃に達するまでは、光パワーＰの減衰が継続している。これにより、水温Ｗが約８０℃に達するまでは、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量が増加し続けていることが分かる。さらに、水温Ｗが約８０℃で一定になると、光パワーＰの減衰量が少なくなっている。これにより、水温Ｗが約８０℃で維持されると、平衡状態になって固形析出物４の新たな析出が抑制されることが分かる。

このように、実験結果からも、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量の変化に応じて光パワーＰが変化することが分かる。

図６は、図２の第１及び第２伝送用光ファイバ７，８が水管２に対して取り付けられている状態を示す構成図である。図において、水管２の内面には、第１伝送用光ファイバ７を水管２に取り付ける第１伝熱面取付部材１７と、第２伝送用光ファイバ８を水管２に取り付ける第１伝熱面取付部材１８とが設けられている。水管２における第１伝送用光ファイバ７の引出口には、第１伝送用光ファイバ７を水管２に取り付ける第１引出口取付部材１９が設けられている。水管２における第２伝送用光ファイバ８の引出口には、第２伝送用光ファイバ８を水管２に取り付ける第２引出口取付部材２０が設けられている。

ここで、第１伝熱面取付部材１７、第２伝熱面取付部材１８、第１引出口取付部材１９及び第２引出口取付部材２０のそれぞれを構成する材料について説明する。

各取付部材１７〜２０は、水管２内の水温の上昇により線膨張する。第１及び第２伝送用光ファイバ７，８は、各取付部材１７〜２０に接触して拘束されているので、各取付部材１７〜２０の線膨張に応じて変形する。

一方、光検出器１０が検出する光パワーは、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８のそれぞれの変形に応じて変化することがすでに知られている。このことから、水管２内の水温が変化すると、光検出器１０が検出する光パワーも水管２内の水温に応じて変化する。

次に、光検出器１０が検出する光パワーと給湯用水の温度（水温）との関係を調べる実験を行った。実験では、シリコンとテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）（登録商標）との混合物であるゴム材料を各取付部材１７〜２０を構成する材料とした。また、給湯用水としては、カルシウム成分を含まないイオン交換水を用いた。実験では、給湯用水の温度を上昇させながら、光検出器１０が検出する光パワーを測定した。

図７は、光検出器１０が検出する光パワーと給湯用水の温度（水温）との関係を示すグラフである。図に示すように、光検出器１０が検出する光パワーは、水温が約３０℃から約６５℃を超えるまで、水温に対してほぼ比例して変化している。実験に用いられる水にはカルシウム成分が含まれていないことから、このときの光検出器１０が検出する光パワーの変化は、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８のそれぞれの水温の変化による変形に基づく変化であると考えられる。

これに対して、光検出器１０が検出する光パワーの変化は、約６５℃を越えたあたり（Ａ点）から、急激に大きくなっている。この温度は、各取付部材１７〜２０を構成するゴム材料のガラス転移点と一致している。即ち、光検出器１０が検出する光パワーは、ガラス転移点で大きく変化することが分かる。これは、各取付部材１７〜２０を構成するゴム材料がガラス転移により大きく変形することにより、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８も大きく変形するためであると考えられる。

図７の実験結果から、各取付部材１７〜２０を構成するゴム材料のガラス転移による光パワーの変化は、光ファイバセンサ５の測定誤差として許容できない程度の大きな変化であることが分かった。従って、各取付部材１７〜２０を構成する材料は、ガラス転移点が給湯用水の使用温度範囲外となるように選定される。通常、給湯用水の使用温度が１００℃よりも高くなることはほとんどないことから、各取付部材１７〜２０を構成する材料のガラス転移点は、１００℃よりも高い温度であることが望ましい。各取付部材１７〜２０を構成する材料としては、例えばテフロン樹脂やアクリル系樹脂等が挙げられる。

次に、動作について説明する。給湯システムが運転されるときには、ポンプの動力により水管２内を給湯用水が流れ、ヒートポンプにより加熱された冷媒が冷媒管３内を流れる。これにより、熱交換器１内では、給湯用水と冷媒との間で熱交換が行われ、給湯用水が加熱されて湯となる。

給湯システムの運転により加熱された給湯用水が水管２内を流れると、カルシウムを主成分とする固形析出物４が水管２の内面やセンサ用光ファイバ６の外面に析出する。

光ファイバセンサ５からは、センサ用光ファイバ６の外面に対する固形析出物４の析出量に応じた信号が検出信号として制御装置へ常時送られている。制御装置は、光ファイバセンサ５からの情報に基づいて、センサ用光ファイバ６の外面に対する固形析出物４の析出量を求める。

給湯システムの運転が長期間継続されると、水管２内の固形析出物４の析出量が増加する。固形析出物４の析出量が所定の閾値に達したときには、水管２内の洗浄時期の目安を示す注意ランプが制御装置の制御により点灯する。

このような給湯システムでは、センサ用光ファイバ６が水管２内に設けられ、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量に応じた信号が検出信号として光ファイバセンサ５から出力されるので、水管２内に析出する固形析出物４を直接検出することができ、水管２内での固形析出物４の析出をより確実に検出することができる。これにより、水管２内の汚れを洗浄する適切な時期を決定することができ、水管２内の洗浄の回数が必要以上に増えてしまうことを防止することができる。また、水管２内に析出した固形析出物４による不具合、例えば加熱効率の低下や給湯用水を送るポンプの消費電力の増加等をより確実に防止することができる。

また、センサ用コア１１には第１及び第２伝送用コア１３，１５が接続され、第１及び第２伝送用コア１３，１５のそれぞれの径はセンサ用コア１１の径よりも大きな径となっているので、第１伝送用コア１３とセンサ用コア１１との境界で第１伝送用コア１３からの光の一部をセンサ用コア１１外へ漏れさせることができる。これにより、センサ用光ファイバ６の外面に対する固形析出物４の析出量に応じた強度の光を第２伝送用光ファイバ８へ送ることができ、固形析出物４の析出量を検出することができる。

また、光ファイバセンサ５のうち、水管２内に設けられる部分は、ガラス製の光ファイバとなっているので、細くしなやかであり、複雑な水管２内であっても光ファイバを容易に設けることができる。また、錆びが生じることがないとともに、飲料水としてのｐＨの範囲内であれば侵食されることもなく、給湯使用温度の範囲内では熱的に破損することもないので、給湯システムの長寿命化を図ることができ、固形析出物４の析出量の検出精度の低下も抑制することができる。さらに、原理上、ガラス製の光ファイバのクラッドの屈折率よりも、空気や水の屈折率のほうが小さいことから、例えば水管２から水が抜かれて水管２内に空気が入った場合や給湯用水の加熱によって炭酸ガスが発泡した場合等、空気や炭酸ガスがセンサ用光ファイバ６に接触した場合であっても、光ファイバセンサ５が空気や炭酸ガスを検出することを防止することができ、光ファイバセンサ５による測定誤差の発生の防止を図ることができる。

また、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８を水管２に取り付ける各取付部材１７〜２０のガラス転移点は、給湯用水の使用温度範囲外となっているので、各取付部材１７〜２０のガラス転移の発生を防止することができる。これにより、各取付部材１７〜２０のガラス転移による測定誤差の発生を防止することができる。

また、各取付部材１７〜２０のガラス転移による測定誤差の発生を防止することができることから、給湯用水を送るポンプの動作と、光検出器１０により検出される光パワーとに基づいて、水管２内が固形析出物４によって塞がれているか否かの判定を行うことができる。

即ち、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８は、給湯用水が水管２内を流れるときに、給湯用水の圧力の変化によって変形する。従って、給湯用水の流れが停止しているときの光パワーと、給湯用水が流れているときの光パワーとの間には、差が生じる。このことから、ポンプの動作が行われているにもかかわらず、給湯用水の流れが停止しているときの光パワーが検出されるときには、水管２内が固形析出物４によって塞がれていると判定することができる。

なお、上記の例では、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８がガラスで構成されているが、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８をそれぞれプラスチックにより構成してもよい。この場合、各光ファイバ６〜８を構成するプラスチックのガラス転移点は、給湯用水の使用温度範囲外とされる。

また、上記の例では、各取付部材１７〜２０や各光ファイバ６〜８を構成する材料のガラス転移点が給湯用水の使用温度範囲外とされているが、図７に示すような光ファイバセンサ５の温度特性をあらかじめ把握しておき、光検出器１０が検出した光パワーを光ファイバセンサ５の温度特性に基づいて補正するのであれば、給湯用水の使用温度範囲内にガラス転移点が含まれる材料を各取付部材１７〜２０や各光ファイバ６〜８の材料として選択してもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、水管２及び冷媒管３をコイル状にしたコイル型の熱交換器１にこの発明が適用されているが、扁平の水路及び扁平の冷媒路を交互に重ねたプレート型の熱交換器にこの発明を適用してもよい。

即ち、図８は、この発明の実施の形態２による給湯システムの熱交換器の要部を示す分解斜視図である。図において、プレート型の熱交換器１では、給湯用水が流れる扁平の水路（扁平水路）３１を含む水路層と、冷媒が流れる扁平の冷媒路（扁平冷媒路）（図示せず）を含む冷媒路層とがプレート３２を介して交互に重ねられている。なお、簡単のため、図８には、各プレート３２のうち、扁平水路３１を含む水路層が設けられたプレート３２のみを示している。

各扁平水路３１には、扁平水路３１に給湯用水を導入する水路である水導入路３３と、扁平水路３１から給湯用水を導出する水路である水導出路３４とがそれぞれ連通されている。各扁平冷媒路には、扁平冷媒路に冷媒を導入する冷媒路である冷媒導入路３５と、扁平冷媒路から冷媒を導出する冷媒路である冷媒導出路３６とがそれぞれ連通されている。水導入路３３、水導出路３４、冷媒導入路３５及び冷媒導出路３６は、各プレート３２の積層方向に沿って設けられている。水導入路３３及び水導出路３４は各扁平冷媒路を避けて各扁平水路３１に連通され、冷媒導入路３５及び冷媒導出路３６は各扁平水路３１を避けて各扁平冷媒路に連通されている。

各水路層には、扁平水路３１、水導入路３３及び水導出路３４をまとめて囲む水路用パッキン３７と、冷媒導入路３５及び冷媒導出路３６を個別に囲む第１冷媒路用接続パッキン３８及び第２冷媒路用接続パッキン３９とが設けられている。各冷媒路層には、扁平冷媒路、冷媒導入路及び冷媒導出路をまとめて囲む冷媒路用パッキンと、水導入路３３及び水導出路３４を個別に囲む第１水路用接続パッキン及び第２水路用接続パッキンとが設けられている。この例では、水路用パッキン３７、第１冷媒路用接続パッキン３８及び第２冷媒路用接続パッキン３９が一体となっている。また、冷媒路用パッキン、第１水路用接続パッキン及び第２水路用接続パッキンが一体となっている。

各プレート３２には、水導入路用穴４０、水導出路用穴４１、冷媒導入路用穴４２及び冷媒導出路用穴４３が互いに離して設けられている。水導入路３３は第１水路用接続パッキン及び水導入路用穴４０により形成され、水導出路３４は第２水路用接続パッキン及び水導出路用穴４１により形成されている。冷媒導入路３５は第１冷媒路用接続パッキン３８及び冷媒導入路用穴４２により形成され、冷媒導出路３６は第２冷媒路用接続パッキン３９及び冷媒導出路用穴４３により形成されている。

給湯用水は、水導入路３３、扁平水路３１及び水導出路３４の順に流れる。ヒートポンプにより加熱された冷媒は、冷媒導入路３５、扁平冷媒路及び冷媒導出路３６の順に流れる。給湯用水は、扁平水路３１を流れることにより、隣接する扁平冷媒路を流れる冷媒からプレート３２を介して熱を受け取って湯となる。

センサ用光ファイバ６は、扁平水路３１内にプレート３２に接触した状態で設けられている。第１伝送用光ファイバ７は、扁平水路３１内から水導入路３３内を通って水導入路３３外へ引き出されている。第２伝送用光ファイバ８は、扁平水路３１内から水導出路３４内を通って水導出路３４外へ引き出されている。センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８は、給湯用水が流れる方向に沿って配置されている。

扁平水路３１内には、第１伝送用光ファイバ７をプレート３２に取り付ける第１伝熱面取付部材１７と、第２伝送用光ファイバ８をプレート３２に取り付ける第２伝熱面取付部材１８とが設けられている。水導入路３３における第１伝送用光ファイバ７の引出口には、第１伝送用光ファイバ７を水導入路３３に取り付ける第１引出口取付部材１９が設けられている。水導出路３４における第２伝送用光ファイバ８の引出口には、第２伝送用光ファイバ８を水導出路３４に取り付ける第２引出口取付部材２０が設けられている。各取付部材１７〜２０を構成する材料は実施の形態１と同様である。また、他の構成も実施の形態１と同様である。

このように、熱交換器がプレート型の熱交換器１であっても、扁平水路３１内にセンサ用光ファイバ６を設けることにより、扁平水路３１内に析出する固形析出物を直接検出することができ、扁平水路３１内での固形析出物の析出をより確実に検出することができる。

なお、上記の例では、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８が給湯用水の流れの方向に沿って配置されているが、これに限定されず、センサ用光ファイバ６、第１伝送用光ファイバ７及び第２伝送用光ファイバ８を曲げたり折り返したりして給湯用水の流れの方向に対して交差させて配置してもよい。

実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３による給湯システムを示す構成図である。図において、プレート型の熱交換器１には、光ファイバセンサ５が設けられている。熱交換器１及び光ファイバセンサ５の構成は、実施の形態２と同様である。

熱交換器１の水導入路３３には、給湯用水を熱交換器１内に供給する給水管５１が接続されている。熱交換器１の水導出路３４には、熱交換器１で加熱された給湯用水をシャワーノズル５２へ湯として供給する給湯管５３が接続されている。

給水管５１には、バイパス管（バイパス路）５４の一端部が第１バイパス用切替バルブ５５を介して接続され、バイパス管５４の他端部が第２バイパス用切替バルブ５６を介して接続されている。第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６は、いずれも電磁バルブとされている。

第１バイパス用切替バルブ５５は、第２バイパス用切替バルブ５６の位置よりも給湯用水の流れの上流側に配置されている。また、第１バイパス用切替バルブ５５は、給水管５１の上流側と下流側とを連通する通常状態と、給水管５１の上流側とバイパス管５４とを連通する保守状態との間で切り替え可能になっている。

第２バイパス用切替バルブ５６は、給水管５１の上流側と下流側とを連通する通常状態と、給水管５１の上流側とバイパス管５４とを連通する保守状態との間で切り替え可能になっている。

従って、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６が通常状態であるときには、給湯用水がバイパス管５４を避けて給水管５１を流れた後、熱交換器１内へ供給される。また、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６が保守状態であるときには、給湯用水がバイパス管５４を流れて給水管５１に戻った後、熱交換器１内へ供給される。

バイパス管５４には、熱交換器１の扁平水路３１内の固形析出物を除去する洗浄を行う洗浄装置５７が設けられている。洗浄装置５７は、給湯用水を電解することにより酸性水及びアルカリ水を同時に得ることが可能になっている。即ち、洗浄装置５７は、カルシウム成分を主成分とする固形析出物を溶かす洗浄液を給湯用水から生成可能になっている。扁平水路３１内の洗浄は、洗浄液によって固形析出物を溶かすことにより行われる。

給湯管５３には、排水管５９が排水用切替バルブ５８を介して接続されている。排水用切替バルブ５８は、電磁バルブとされている。

排水用切替バルブ５８は、給湯管５３の上流側と下流側とを連通する通常状態と、給湯管５３の上流側と排水管５９とを連通する保守状態との間で切り替え可能になっている。従って、排水用切替バルブ５８が通常状態であるときには、給湯管５３を流れる給湯用水の排水管５９への排出が阻止されて給湯用水がシャワーノズル５２へ供給される。また、排水用切替バルブ５８が保守状態であるときには、給湯管５３を流れる給湯用水がシャワーノズル５２へ供給されずに排水管５９を通って給湯システム外へ排出される。

給湯システムの運転を制御する制御装置（図示せず）は、光ファイバセンサ５の光検出器１０からの情報に基づいて、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６、洗浄装置５７及び排水用切替バルブ５８のそれぞれを制御する。

即ち、制御装置は、光検出器１０からの情報に基づいて、熱交換器１の扁平水路３１内に設けられたセンサ用光ファイバ６に対する固形析出物の析出量を求める。また、制御装置は、求めた固形析出物の析出量に基づいて、熱交換器１に対する洗浄の要否を判定する。洗浄の要否の判定は、光検出器１０からの情報に基づいて求めた固形析出物の析出量と、あらかじめ設定された所定の閾値とを比較することにより行われる。即ち、固形析出物の析出量が閾値よりも少ないときには洗浄が不要であるとの判定（正常判定）が行われ、固形析出物の析出量が閾値以上であるときには洗浄が必要であるとの判定（析出判定）が行われる。

制御装置は、正常判定を行っているときに、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６及び排水用切替バルブ５８のそれぞれを通常状態とし、洗浄装置５７の運転を停止させる制御を行う。また、制御装置は、析出判定を行ったときに、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６及び排水用切替バルブ５８のそれぞれを保守状態とし、洗浄装置５７を運転させる制御を行う。

次に、動作について説明する。制御装置によって求められた固形析出物の析出量が閾値に達していない場合には、制御装置の制御により、各切替バルブ５５，５６，５８のそれぞれが通常状態とされる。これにより、給湯用水は、給水管５１から熱交換器１に供給され、熱交換器１で加熱された後、湯としてシャワーノズル５２へ供給される。

固形析出物の析出量が閾値に達したときには、制御装置の制御により、各切替バルブ５５，５６，５８のそれぞれが保守状態に切り替わるとともに、洗浄装置５７の運転が開始される。これにより、給水管５１を流れる給湯用水は、洗浄装置５７へ導かれる。

洗浄装置５７では、固形析出物を溶かす洗浄液が給湯用水の電解により生成される。この後、洗浄液は、洗浄装置５７から熱交換器１内へ導かれて熱交換器１内を洗浄した後、排水管５９を通って給湯システム外へ排出される。

このような給湯システムでは、熱交換器１の扁平水路３１内が洗浄装置５７によって洗浄可能になっており、制御装置は、扁平水路３１内に設けられたセンサ用光ファイバ６に対する固形析出物の析出量に基づいて、洗浄装置５７を制御するので、扁平水路３１内の汚れに応じた適切な時期に洗浄を自動的に行うことができる。従って、給湯システムのメンテナンスを行う作業者の負担を低減させることができる。また、固形析出物の析出量を把握しながら扁平水路３１内の洗浄を行うことができるので、固形析出物だけでなく扁平水路３１の内面をも溶かす過剰な洗浄の防止も図ることができる。これにより、扁平水路３１内における錆の発生を抑制することができ、給湯システムの長寿命化を図ることができる。

また、洗浄装置５７は、固形析出物を溶かす洗浄液を扁平水路３１内に供給することにより扁平水路３１内の洗浄を行うので、扁平水路３１内の洗浄を容易に行うことができる。

上記の例では、洗浄装置５７は、給湯用水を電解して生成した洗浄液を扁平水路３１内に供給するようになっているが、炭酸カルシウムを溶かす薬剤（例えば酸性水等）を洗浄液として洗浄装置５７内にあらかじめ溜めておき、洗浄時に扁平水路３１内に洗浄液を洗浄装置５７から供給するようにしてもよい。また、洗浄装置５７は、炭酸ガスを給湯用水に溶解させることにより洗浄液を生成する装置であってもよい。

また、上記の例では、センサ用光ファイバ６に析出した固形析出物のすべてを除去する洗浄が制御装置の制御により行われるが、センサ用光ファイバ６に析出した固形析出物を所定の厚さ（例えば２〜５μｍ）だけ残す洗浄を制御装置の制御によって行うようにしてもよい。この場合、洗浄により残される固形析出物の所定の厚さは、熱交換器１の熱交換効率の観点から固形析出物による熱伝達率の低下が許容される厚さとされる。また、固形析出物を所定の厚さだけ残す洗浄の制御は、固形析出物の残量を監視しながら制御装置により行われる。

ここで、給湯システムの給湯用水として通常用いられる水道水では、炭酸カルシウムの被膜の形成のされやすさの目安となるランゲリア指数（実際の水のｐＨ値と、水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にあるときの理論的ｐＨ値との差）がゼロ又は負の値となることが多い。ランゲリア指数が負の値となっている水は、炭酸カルシウムを析出させることはないが、金属に対して錆を発生させる水として判定される。また、ランゲリア指数には温度依存性があり、ランゲリア指数は、常温でほぼゼロであっても水の冷却により負の値になる傾向にある。このことから、冷たい水道水が熱交換器１内に供給された場合には、扁平水路３１内に錆が発生することがある。

従って、扁平水路３１内の固形析出物を所定の厚さだけ残しておくことにより、扁平水路３１内を流れる水から扁平水路３１の内面を保護することができ、扁平水路３１内での錆の発生を抑制することができる。これにより、給湯システムの長寿命化を図ることができる。

また、炭酸カルシウムの保護膜を扁平水路３１の内面に所定の厚さだけあらかじめ形成しておいてもよい。このようにしておけば、給湯システムの初期の使用時から、扁平水路３１内での錆の発生を抑制することができ、給湯システムの長寿命化をさらに図ることができる。

実施の形態４．
実施の形態３では、固形析出物を除去する洗浄を行う洗浄装置５７がバイパス管５４に設けられているが、固形析出物の成長を抑制する析出抑制処理を行う抑制装置を洗浄装置５７に代えてバイパス管５４に設けてもよい。

抑制装置による析出抑制処理は、給湯用水の圧力にパルス的な脈動を与えることにより行われる。即ち、給湯用水にパルス的な圧力の脈動が与えられることにより、扁平水路３１内の固形析出物にかかるせん断応力が増加する。固形析出物の成長は、給湯用水の圧力の脈動によるせん断応力の増加によって抑制される。

制御装置は、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物の析出量に基づいて、抑制装置、第１及び第２バイパス用切替バルブ５５，５６及び排水用切替バルブ５８を制御する。この例では、抑制装置は、固形析出物が所定の厚さになったときに制御装置の制御により析出抑制処理を開始する。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような給湯システムでは、固形析出物の成長を抑制する析出抑制処理が抑制装置により行われるので、扁平水路３１内での固形析出物の成長を抑制することができ、扁平水路３１内の洗浄を行う頻度を少なくすることができる。これにより、給湯システムのメンテナンスを行う作業者の負担をさらに低減することができる。

また、析出抑制処理は、給湯用水の圧力に脈動を与えることにより行われるので、固形析出物の成長を容易に抑制することができる。

なお、上記の例では、給湯用水の圧力に脈動を与えることにより析出抑制処理が行われるが、これに限定されず、例えば給湯用水中に多数のマイクロバブル（数μｍの直径を持つ微小気泡）を供給することにより析出抑制処理を行うようにしてもよい。この場合、抑制装置には、給湯用水を高速で流すための水流ポンプが設けられる。マイクロバブルは、給湯用水がくびれ管内を高速で流されることにより給湯用水中に発生する。

多数のマイクロバブルが給湯用水中に供給されると、給湯用水中に浮遊している炭酸カルシウムの結晶や、扁平水路３１の内面に付着している炭酸カルシウムの結晶にマイクロバブルが付着する。マイクロバブルが付着した炭酸カルシウムは、マイクロバブルとともに水流にのって熱交換器１外へ排出されやすくなる。このことから、給湯用水中にマイクロバブルが供給されることにより、扁平水路３１内の固形析出物の成長が抑制される。

また、上記の例では、析出抑制処理を行う抑制装置が洗浄装置５７に代えてバイパス管５４に設けられているが、洗浄装置５７及び抑制装置のそれぞれをバイパス管５４に設けてもよい。この場合、洗浄装置５７の運転が開始されるときの固形析出物の厚さは、抑制装置の運転が開始されるときの固形析出物の厚さよりも大きくなるように設定される。これにより、洗浄装置によって扁平水路３１内が洗浄される前の段階（即ち、固形析出物の厚さが薄い段階）で、抑制装置による析出抑制処理が制御装置の制御により行われる。このようにすることにより、固形析出物の成長を抑制することができ、洗浄装置５７による洗浄の頻度を少なくすることができる。従って、給湯システムの電力消費の低減を図ることができ、給湯システムの省エネ化を図ることができる。

実施の形態５．
実施の形態３では、扁平の水路及び扁平の冷媒路を交互に重ねたプレート型の熱交換器にこの発明が適用されているが、給湯用水を受ける貯水タンク内に冷媒管を設けたタンク型の熱交換器にこの発明を適用してもよい。

即ち、図１０は、この発明の実施の形態５による給湯システムの熱交換器を示す斜視図である。図において、熱交換器１は、給湯用水を受ける貯水タンク６１と、貯水タンク６１内に設けられたコイル状の冷媒管６２とを有している。

貯水タンク６１の下部には給水管５１が接続され、貯水タンク６１の上部には給湯管５３が接続されている。給水管５１及び給湯管５３の構成は実施の形態３と同様である。給湯用水は、給水管５１から貯水タンク６１内に供給され、貯水タンク６１内から給湯管５３へ排出される。また、貯水タンク６１は、給湯用水が流れる水路の一部として設けられている。

貯水タンク６１は、内部の給湯用水を保温するための断熱材により覆われている。また、この例では、貯水タンク６１の最大貯水量が約２５０Ｌとされている。

冷媒管６２内には、図示しないヒートポンプにより加熱された冷媒が流される。貯水タンク６１内に溜められた給湯用水には、冷媒管６２内を流れる冷媒から熱が与えられる。これにより、給湯用水は加熱されて湯となる。

貯水タンク６１には、高温部用光ファイバセンサ６３及び低温部用光ファイバセンサ６４が設けられている。高温部用光ファイバセンサ６３及び低温部用光ファイバセンサ６４のそれぞれの構成は、実施の形態１の光ファイバセンサ５の構成と同様である。高温部用及び低温部用光ファイバセンサ６３，６４は、センサ用光ファイバ６の全部と、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８の各一部とを貯水タンク６１内に配置させた状態で貯水タンク６１に設けられている。

高温部用光ファイバセンサ６３のセンサ用光ファイバ６は、冷媒管６２の外面に接触している。高温部用光ファイバセンサ６３の第１及び第２伝送用光ファイバ７，８は、冷媒管取付部材６５により冷媒管６２に取り付けられている。

低温部用光ファイバセンサ６４のセンサ用光ファイバ６は、貯水タンク６１の内面に接触している。低温部用光ファイバセンサ６４の第１及び第２伝送用光ファイバ７，８は、タンク面取付部材６６により貯水タンク６１の内面に取り付けられている。

冷媒管取付部材６５及びタンク面取付部材６６のそれぞれを構成する材料は、実施の形態１の各取付部材１７〜２０を構成する材料と同一とされている。

制御装置は、高温部用及び低温部用光ファイバセンサ６３，６４の光検出器１０のそれぞれからの情報に基づいて、給湯システムの運転を制御する。この例では、貯水タンク６１内の固形析出物を除去する洗浄を行う洗浄装置が制御装置により制御される。

貯水タンク６１内の温度は、冷媒管６２に近づくほど高くなる。従って、固形析出物の析出量は、冷媒管６２に近づくほど多くなる。即ち、高温部用光ファイバセンサ６３のセンサ用光ファイバ６に対する固形析出物の析出量は、低温部用光ファイバセンサ６４のセンサ用光ファイバ６に対する固形析出物の析出量よりも多くなる。

制御装置には、洗浄装置の運転をそれぞれ開始させるための高温用基準値及び低温用基準値（互いに異なる基準値）が設定されている。高温用基準値は、低温用基準値よりも大きな値とされている。制御装置は、高温部用光ファイバセンサ６３からの情報に基づいて求めた固形析出物の厚さと高温用基準値とを比較することにより、洗浄装置の運転開始の要否を判定する。また、制御装置は、低温部用光ファイバセンサ６４からの情報に基づいて求めた固形析出物の厚さと低温用基準値とを比較することにより、洗浄装置の運転開始の要否を判定する。

即ち、制御装置は、高温部用光ファイバセンサ６３及び低温部用光ファイバセンサ６４のそれぞれの情報に基づいて、洗浄装置の運転開始の要否を個別に判定する。制御装置は、高温部用及び低温部用光ファイバセンサ６３，６４からの情報に基づく２つの判定のうち、少なくともいずれかの判定が洗浄装置の運転開始を行う判定であるときに、洗浄装置の運転を開始する制御を行う。他の構成は実施の形態３と同様である。

このように、熱交換器がタンク型の熱交換器１であっても、貯水タンク６１内にセンサ用光ファイバ６を設けることにより、貯水タンク６１内に析出する固形析出物を直接検出することができ、貯水タンク６１内での固形析出物の析出をより確実に検出することができる。

また、低温部用光ファイバセンサ６４のセンサ用光ファイバ６は、貯水タンク６１の内面に設けられているので、熱交換器１よりも下流側の給湯管５３の内面に対する固形析出物の析出量を推定することができる。即ち、固形析出物の成長が著しい冷媒管６２近傍の高温部ではなく、高温部から離れた貯水タンク６１の内面の温度を検出することができるので、給湯管５３内の温度に近い温度を検出することができ、熱交換器１よりも下流側における固形析出物の析出量を推定することができる。従って、貯水タンク６１内よりも狭い給湯管５３内の固形析出物による閉塞の有無を推定することができる。

なお、上記の例では、貯水タンク６１内の給湯用水を加熱する加熱体として、冷媒が流れる冷媒管６２が用いられているが、例えば電気ヒータ等を加熱体として用いてもよい。

また、上記の例では、高温部用光ファイバセンサ６３及び低温部用光ファイバセンサ６４のそれぞれからの情報に基づいて、洗浄装置の運転開始の要否が制御装置により判定されるが、高温部用光ファイバセンサ６３からの情報のみに基づいて洗浄装置の運転開始の要否を制御装置が判定するようにしてもよいし、低温部用光ファイバセンサ６４からの情報のみに基づいて洗浄装置の運転開始の要否を制御装置が判定するようにしてもよい。

実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６による給湯システムにおける光ファイバセンサを示す構成図である。図において、光源９は、第１伝送用光ファイバ７から取り外されている。光源９からの光は、センサ用光ファイバ６の外面に向けて照射される。この例では、光源９が貯水タンク６１内に設けられている。

センサ用光ファイバ６の外面に析出する固形析出物４は、炭酸カルシウムを主成分としているので、所定の波長を持つ紫外線を受けることにより蛍光を発する。光源９からの光は、固形析出物４が蛍光を発する波長を含む励起光（紫外線）とされる。この例では、光源９からの光が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長を含む励起光とされている。また、固形析出物４が光源９からの光を受けたときには、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を含む蛍光（可視光線）が固形析出物４から発生する。

固形析出物４がセンサ用光ファイバ６の外面に接触しているときには、固形析出物４からの蛍光の一部がセンサ用光ファイバ６内へ進入する。センサ用光ファイバ６内に進入した蛍光は、第２伝送用光ファイバ８を通って光検出器１０へ送られる。

光検出器１０は、互いに異なる波長を持つ励起光及び蛍光のうち、蛍光のみを検出する。即ち、光検出器１０は、固形析出物４からの蛍光の波長が含まれ、かつ光源９からの励起光の波長から外れた所定の範囲の波長の光のみを検出する。このことから、光検出器１０が検出する光パワーは、固形析出物４のセンサ用光ファイバ６に対する析出量に応じて変化する。他の構成は実施の形態５と同様である。

このような給湯システムでは、光源９からの光がセンサ用光ファイバ６の外面に向けて照射され、光源９からの光を受けて発する固形析出物４からの蛍光の光パワー（蛍光の強度）を光検出器１０が検出するようになっているので、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量に応じた光パワーを検出することができる。従って、このような構成の光ファイバセンサをこの発明に適用しても、貯水タンク６１内に析出する固形析出物４の析出量を直接検出することができる。

なお、上記の例では、第１及び第２伝送用光ファイバ７，８のそれぞれがセンサ用光ファイバ６に接続されているが、第１伝送用光ファイバ７はなくてもよい。

実施の形態７．
図１２は、この発明の実施の形態７による給湯システムにおける光ファイバセンサを示す構成図である。図において、第２伝送用光ファイバ８と光検出器１０との間には、第２伝送用光ファイバ８からの光のうち、固形析出物４からの蛍光のみを通過させる光学フィルタ７１が設けられている。即ち、第２伝送用光ファイバ８と光検出器１０との間には、固形析出物４からの蛍光の波長を含む所定の範囲の波長を持つ光のみを通過させる光学フィルタ７１が設けられている。この例では、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を含む光のみが光学フィルタ７１を通過する。他の構成は実施の形態５と同様である。

光源９からの光は、第２伝送用光ファイバ７を通ってセンサ用コア１１及びセンサ用クラッド１２に分かれてセンサ用光ファイバ６に進入する。

センサ用クラッド１２に進入した光の一部は、センサ用光ファイバ６の外面に達する。センサ用光ファイバ６の外面に析出する固形析出物４がセンサ用クラッド１２の光を受けると、所定の波長（６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長）を持つ蛍光を発する。固形析出物４からの蛍光は、センサ用クラッド１２内に進入した後、第２伝送用光ファイバ８へ送られる。一方、センサ用コア１１に進入した光は、第２伝送用光ファイバ８へそのまま送られる。従って、第２伝送用光ファイバ８を通る光には、光源９からの光と固形析出物４からの蛍光とが含まれている。

第２伝送用光ファイバ８を通って送られる光のうち、固形析出物４からの蛍光のみが光学フィルタ７１を通過するので、光検出器１０が検出する光パワーは、固形析出物４からの蛍光のみの光パワーとなる。

このように、所定の範囲の波長を持つ光のみを通過させる光学フィルタ７１が第２伝送用光ファイバ８と光検出器１０との間に設けられているので、センサ用光ファイバ６の外面に析出した固形析出物４からの蛍光の光パワーのみを検出することができる。従って、このような構成であっても、センサ用光ファイバ６に対する固形析出物４の析出量を直接検出することができる。

なお、上記の例では、光源９からの光が第１伝送用光ファイバ７を通ってセンサ用光ファイバ６へ送られるようになっているが、実施の形態６と同様にして、光源９からの光をセンサ用光ファイバ６の外面に向けて照射するようにしてもよい。

また、各上記実施の形態では、互いに異なる屈折率のセンサ用コア１１及びセンサ用クラッド１２によりセンサ用光ファイバ６が構成されているが、センサ用光ファイバ６を均質な材料により構成してもよい。このようにしても、センサ用光ファイバ６の外面に光源９からの光が達するので、センサ用光ファイバ６から第２伝送用光ファイバ８へ送られる光の強度を固形析出物の析出量に応じた強度とすることができる。従って、光検出器１０が検出する光パワーに基づいて、センサ用光ファイバ６の外面に対する固形析出物の析出量を検出することができる。

この発明の実施の形態１による給湯システムの熱交換器を示す要部斜視図である。 図１の給湯システムの熱交換器の構成を示す断面図である。 図２の光ファイバセンサを示す構成図である。 図３のセンサ用光ファイバの外面に析出した固形析出物の状態を示す斜視図である。 図３の光検出器が検出する光パワー及び給湯用水の温度の時間的変化を示すグラフである。 図２の第１及び第２伝送用光ファイバが水管に対して取り付けられた状態を示す構成図である。 光検出器が検出する光パワーと給湯用水の温度との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態２による給湯システムの熱交換器の要部を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態３による給湯システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態５による給湯システムの熱交換器を示す斜視図である。 この発明の実施の形態６による給湯システムにおける光ファイバセンサを示す構成図である。 この発明の実施の形態７による給湯システムにおける光ファイバセンサを示す構成図である。

符号の説明

２ 水管（水路）、３ 冷媒管（冷媒路）、４ 固形析出物、５ 光ファイバセンサ（固形析出物検出装置）、６ センサ用光ファイバ（センサ部）、７ 第１伝送用光ファイバ、８ 第２伝送用光ファイバ、９ 光源、１０ 光検出器、１１ センサ用コア、１２ センサ用クラッド、１３ 第１伝送用コア、１４ 第１伝送用クラッド、１５ 第２伝送用コア、１６ 第２伝送用クラッド、１７〜２０，６５，６６ 取付部材、５７ 洗浄装置、６１ 貯水タンク。

Claims (10)

1. 給湯用水が流れる水路、
   上記給湯用水に熱を与える加熱体、
   上記水路内に設けられたセンサ部を有し、上記センサ部に対する固形析出物の析出量に応じた信号を検出信号として出力する固形析出物検出装置、及び
   上記固形析出物検出装置からの情報に基づいて、上記センサ部に対する上記固形析出物の析出量を求める制御装置
   を備えていることを特徴とする給湯システム。
2. 上記センサ部は、センサ用コアと、上記センサ用コアを囲むセンサ用クラッドとを有し、光を通すセンサ用光ファイバとされており、
   上記固形析出物検出装置は、
   光源と、
   上記センサ部に接続され、上記光源からの光を上記センサ部へ送る第１伝送用光ファイバと、
   上記センサ部に接続され、上記センサ部からの光を導く第２伝送用光ファイバと、
   上記第２伝送用光ファイバからの光を受け、受けた光の強度に応じた信号を上記検出信号として出力する光検出器と
   をさらに有し、
   上記第１及び第２伝送用光ファイバは、上記センサ用コアの径よりも大きな径を持ち上記センサ用コアに接続された伝送用コアと、上記伝送用コアを囲む伝送用クラッドとをそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. 上記固形析出物検出装置は、
   上記第２伝送用光ファイバと上記光検出器との間に設けられ、上記第２伝送用光ファイバからの光のうち、上記固形析出物が上記光源からの光を受けることによって上記固形析出物から発生する蛍光のみを上記光検出器へ送る光学フィルタ
   をさらに有していることを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
4. 上記固形析出物検出装置の一部は、取付部材により上記水路内に取り付けられており、
   上記取付部材を構成する材料のガラス転移点は、上記給湯用水の使用温度範囲外となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の給湯システム。
5. 上記水路内の上記固形析出物を除去する洗浄を行う洗浄装置
   をさらに備え、
   上記制御装置は、上記センサ部に対する上記固形析出物の析出量に基づいて、上記洗浄装置を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の給湯システム。
6. 上記洗浄装置は、上記固形析出物を溶かす洗浄液を上記水路内に供給することにより上記水路内の洗浄を行うことを特徴とする請求項５に記載の給湯システム。
7. 上記制御装置は、上記センサ部に析出した上記固形析出物を所定の厚さだけ残す洗浄の制御を上記洗浄装置について行うことを特徴する請求項５又は請求項６に記載の給湯システム。
8. 上記水路内の上記固形析出物の成長を抑制する析出抑制処理を行う抑制装置
   をさらに備え、
   上記制御装置は、上記センサ部に対する上記固形析出物の析出量に基づいて、上記抑制装置を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の給湯システム。
9. 上記抑制装置は、上記給湯用水の圧力に脈動を与えることにより上記析出抑制処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の給湯システム。
10. 上記水路には、上記給湯用水を受ける貯水タンクが含まれており、
    上記センサ部は、上記貯水タンクの内面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の給湯システム。

Images