(57)【要約】【課題】飲料に不快な臭気や有害成分を取り除いた上、アルカリ成分を増やした健康によい美味しい水が常時得られる冷蔵庫を提供する。【解決手段】浄水槽に貯水あるいは流水された被浄化水中に存在させる静電吸着能力が相対的に大きな第１電極６および静電吸着能力が相対的に小さな第２電極７と、上記第１電極６を陽極とし第２電極７を陰極として上記第１電極６および第２電極７に直流電圧を印加する直流電源装置４と、上記被浄化水中に存在するマイナスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極６および第２電極７に直流電流を印加して被浄化水のアルカリ化を制御する制御回路８と、上記浄水槽に上記被浄化水として水道水を供給する給水機構と、上記浄水槽でアルカリ化された水を飲料配水として配水する配水部２１とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水槽に貯水あるいは流水された被浄化水中に存在させる静電吸着能力が相対的に大きな第１電極および静電吸着能力が相対的に小さな第２電極と、上記第１電極を陽極とし第２電極を陰極として上記第１電極および第２電極に直流電圧を印加する電圧供給手段と、上記被浄化水中に存在するマイナスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極および第２電極に直流電流を印加して被浄化水のアルカリ化を制御する制御手段と、上記浄水槽に上記被浄化水として水道水を供給する給水機構と、上記浄水槽でアルカリ化された水を飲料配水として配水する配水機構とを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
上記制御手段は、上記第１電極と第２電極に対して直流電圧を印加して被浄化水中のイオンを吸着する吸着モードと、上記第１電極と第２電極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで第１電極と第２電極にそれぞれ吸着していたイオンを放出する放出モードとを切り替えるよう制御する請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
上記制御手段は、上記第１電極を陰極とし第２電極を陽極として上記被浄化水中に存在するプラスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極および第２電極に直流電流を印加して被浄化水の酸性化を制御する請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
上記浄水槽から不要な水を排水する排水機構を備え、上記排水機構は上記放出モードで運転したときの浄水槽内の水を排水するように構成されている請求項２または３記載の冷蔵庫。
【請求項５】
上記第１電極と第２電極は、表面積を異ならせることにより静電吸着能力が相対的に異なるものとなっている請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水機構が内蔵された冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水道水の原水には、淡水に属する河川水、湖沼水、人工ダムや池などの水を用いている。これらの原水は浄水場で浄化されるもので、水道水をつくるためには次のような処理が行われる。まず、浄水処理のために取り入れられた原水を沈殿池、濾過池の順に通すことにより、懸濁物質、細菌、鉄、マンガン、臭いの原因や不快を催す有機成分などを除去して清浄な水にする。次に、生物化学的には、まだ活性な状態であるため、微生物や細菌類が存在したり、あるいは発生したりするために浄水工程の最後に消毒処理が行われる。この処理は主に塩素ガスやさらし粉などを添加して行われる。この処理後、水道水として各家庭や地域に供給されるようになる。
【０００３】
上記のように水道水は、浄水場において浄水処理され、飲料水として適する水になっているが、原水中に溶存する物質がすべて除去されているわけでわない。浄水場で清浄にされた水道水に溶存している主な成分としては、ミネラル、炭酸、塩素イオン、シリカ、鉄、有機物などがある。ミネラル、鉄およびシリカなどは、山や大地の鉱石などから溶出して、イオンなどの形態で原水に溶け込む。これからの成分は浄水場では除去しきれないので、そのまま水道水中に溶存した状態で家庭などに供給されている。炭酸は地中の炭酸化合物が原水に溶解したり、空気中の二酸化炭素が水に溶け込むことによって生成される。塩素イオンや次亜塩素イオンは浄水場で行われる消毒処理に用いられる塩素がイオン化した状態で存在する。有機成分は水道水の原水である河川や湖、沼などで発生した藻や細菌などから放出される成分やこれらの本体が分解して生じた物質が浄水場で完全に除去しきれずに極微量ではあるが水道水に溶存してしまう。一般家庭では、この水道水を飲料や料理等に用いている。
【０００４】
近年の健康ブームに伴って、水、特に水道水に対する関心が高まっており、水道水に何らかの処理を行い、飲料に不快なカルキ臭の主成分である残留塩素やトリハロメタンなどの揮発性有機成分を除去する事ができる浄水器や電気分解等により水のｐＨ値を調整できるアルカリイオン水整水器などが市場に数多く販売されている。また、最近では、一般家庭において水に関する関心が高まり、ミネラルウォーターの需要が著しく伸びている。特に水道水に取って代わり飲料水としてポジションが定着しつつある。
【０００５】
そこで、浄水機構を内蔵した冷蔵庫として、下記の特許文献１に示すものが考案されている。
【特許文献１】特開平１０−２０６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の冷蔵庫に搭載されている冷水供給機構は、フィルターや活性炭を組み合わせた浄水カートリッジさえも付いていないため、水道水の臭気が残り、冷やしただけでは美味しい水になりえていない。また、上記特許文献１の冷蔵庫でも、フィルターや活性炭、イオン透過性膜等の消耗品を用いるものであることから、上記消耗品の消耗度合いによって充分な浄水効果を得られなくなるため、消耗品の交換や再生等のメンテナンスが必要となり、浄水性能維持するためのメンテナンスに多大な手間とコストがかかってしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、飲料に不快な臭気や有害成分を取り除いた上、アルカリ成分を増やした「健康によい美味しい水」が常時得られる冷蔵庫の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の冷蔵庫は、浄水槽に貯水あるいは流水された被浄化水中に存在させる静電吸着能力が相対的に大きな第１電極および静電吸着能力が相対的に小さな第２電極と、上記第１電極を陽極とし第２電極を陰極として上記第１電極および第２電極に直流電圧を印加する電圧供給手段と、上記被浄化水中に存在するマイナスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極および第２電極に直流電流を印加して被浄化水のアルカリ化を制御する制御手段と、上記浄水槽に上記被浄化水として水道水を供給する給水機構と、上記浄水槽でアルカリ化された水を飲料配水として配水する配水機構とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
すなわち、本発明は、静電吸着能力が相対的に大きな第１電極を陽極とし静電吸着能力が相対的に小さな第２電極を陰極として直流電圧を印加し、被浄化水中に存在するマイナスイオンを選択的に多く吸着してアルカリ化した水を飲料として配水する。このため、飲料に不快な臭気や有害成分となるイオン等を電極に吸着して取り除いた上、マイナスイオンを選択的に多く吸着してアルカリ成分を増やした「健康によい美味しい水」を得ることができる。また、フィルターや活性炭、イオン透過性膜等の消耗品を用いなくてもよいことから、消耗品の交換や再生等のメンテナンスが不要となり、浄水性能維持するためのメンテナンスにかかる手間とコストが節減できる。しかも、フィルターや活性炭、イオン透過性膜等の消耗品の消耗度合いによって充分な浄水効果を得られなくなることもなくなり、「健康によい美味しい水」を常時得ることができる。
【００１０】
本発明において、上記制御手段は、上記第１電極と第２電極に対して直流電圧を印加して被浄化水中のイオンを吸着する吸着モードと、上記第１電極と第２電極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで第１電極と第２電極にそれぞれ吸着していたイオンを放出する放出モードとを切り替えるよう制御する場合には、吸着モードでは、被浄化水中に元々存在していた臭気や有害成分となるイオン等を吸着して浄化とアルカリ化を行うが、そのまま吸着を続けると吸着能力の限界に達する。そこで、このような場合には、上記制御手段により放出モードに切り換えて、上記第１電極と第２電極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで第１電極と第２電極にそれぞれ吸着していたイオンを放出することにより、第１電極と第２電極を再生することができるのである。このように、第１電極および第２電極の再生を繰り返して吸着を行い、消耗品を用いることなく浄化とアルカリ化を繰り返すことができるのである。
【００１１】
上記制御手段は、上記第１電極を陰極とし第２電極を陽極として上記被浄化水中に存在するプラスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極および第２電極に直流電流を印加して被浄化水の酸性化を制御する場合には、上記酸性化した水を、導水配管等の殺菌に使用することができ、導水配管を常に清潔な状態に維持することができる。
【００１２】
本発明において、上記浄水槽から不要な水を排水する排水機構を備え、上記排水機構は上記放出モードで運転したときの浄水槽内の水を排水するように構成されている場合には、上記放出モードにおいて、第１電極および第２電極から放出された臭気や有害成分となるイオン等を多く含む水を排水機構から排出することが可能になる。このように、第１電極および第２電極の再生を繰り返して吸着を行い、消耗品を用いることなく浄化とアルカリ化を繰り返すことができるのである。
【００１３】
本発明において、上記第１電極と第２電極は、表面積を異ならせることにより静電吸着能力が相対的に異なるものとなっている場合には、表面積が大きな第１電極には、表面積が小さい第２電極よりも多くのイオンが吸着されることから、第１電極と第２電極の材質をそれぞれ適宜選定したり、大きさや枚数を適宜設定したりすることにより、第１電極と第２電極の静電吸着能力を適宜設定して運転することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明が適用された冷蔵庫の第１実施形態を示す図である。
【００１６】
この冷蔵庫は、家庭の水道管に接続された水道直結配管２４から水道水の供給を受けて貯留する貯水槽２０と、上記貯水槽２０から被浄化水の供給を受けて被浄化水の浄化やアルカリ化等を行う浄水槽としての電極セル３０とを備えている。この例では、上記水道直結配管２４、貯水槽２０等が浄水槽に被浄化水として水道水を供給する給水機構として機能する。
【００１７】
そして、上記電極セル３０で浄化された水は、上記浄水槽でアルカリ化された水を飲料配水として配水する配水機構としての配水部２１で分配され、給水による水圧または給水ポンプ等のメカニカルな動作で配管２５を流れて飲料用給水口（ディスペンサー）２２に配水される。また、これと同様に配管２６を流れて自動製氷器２７に配水される。また、後述する電極再生モードで生成された廃水や、酸性化モードで精製された酸性水など飲用に適さない水は配水部２１で分離され、排水管１８を流れて家庭用廃水溝に排出されるか、あるいは冷蔵庫のドレインパンに流し蒸発させる。
【００１８】
上記電極セル３０には、貯水槽２０の被浄化水を電極セル３０内に導入する導入路２と、電極セル３０内の被浄化水を排出して配水部２１に導入する排出路３とが接続されている。
【００１９】
上記電極セル３０には、コントロールボックス２３が電気的に接続されており、電極セル３０で浄化された浄化水のｐＨを検知するｐＨセンサ１０による検知結果に基づいて電極セル３０内の電極に対する直流電圧の印加状態をコントロールするようになっている。上記コントロールボックス２３の直流電源は、冷蔵庫自体の電源装置１９の交流電源を整流することにより得られる。
【００２０】
図３は、上記電極セル３０とコントロールボックス２３の概略構成を示す図である。
【００２１】
上記電極セル３０は、被浄化水が導入され貯留される貯留槽１と、上記貯留槽１内で被浄化水中に存在させる第１電極６および第２電極７とを備えて構成されている。上記第１電極６と第２電極７は静電吸着能力が相対的に異なるように設定されており、この例では、第１電極６の静電吸着能力が相対的に大きく設定され、第２電極の静電吸着能力が相対的に小さく設定されている。
【００２２】
具体的には、上記第１電極６と第２電極７は、表面積を異ならせることによりイオン等の静電吸着能力が相対的に異なるものとなっており、上記第１電極６の表面積が第２電極７の表面積よりも大きくなっている。
【００２３】
上記第１電極６と第２電極７の表面積を異ならせるために、第１電極６と第２電極７を異なる材質にしたり、あるいは、第１電極６と第２電極７の枚数や大きさを異ならせたりすることを行うことができる。
【００２４】
第１電極６と第２電極７を異なる材質の組み合わせにする場合、相対的に表面積が異なる第１電極６と第２電極７の組み合わせとして、例えば、相対的に表面積が大きい第１電極６に、金属粉末の焼結体，板状活性炭，活性炭不織布，炭化ケイ素等の導電性セラミックス，カーボンエアロゲル（ＢＥＴ比表面積を５００〜２５００ｍ２／ｇに調整した孔径２〜５０ｎｍのメソポア主体のカーボンシート）等の多孔質体を用い、相対的に表面積が小さい第２電極７に、ステンレス，チタン，ニッケル，銅，白金，金等各種の金属材料や、カーボン等の導電材料を用いることにより、比表面積や実質の表面積を異ならせ、静電吸着能力を異ならせることができるのである。
【００２５】
また、図示していないが、第１電極６と第２電極７を同じ材質のものとし、第１電極６の枚数を第２電極７よりも多くしたり、第１電極６の大きさを第２電極７よりも大きくしたりすることにより、表面積を異ならせ、静電吸着能力を異ならせることができる。
【００２６】
上記第１電極６，第２電極７は、板状とするのが好ましく、厚みは、特に限定するものではないが、０．１〜５ｍｍ程度が好ましく、より好ましいのは０．５〜２ｍｍ程度である。第１電極６と第２電極７の間隔は、特に限定するものではないが、０．１〜５ｍｍ程度が好ましく、より好ましいのは０．５〜２ｍｍ程度である。なお、第１電極６と第２電極７の間隔は、液体が通過してイオンの吸着や放出を妨げなければ、０．１ｍｍ以下とすることを妨げるものではない。
【００２７】
上記電極として金属板を用いる場合、金属板にめっきや表面改質を施したものを用いることができる。例えば、ステンレス板の表層部に、フッ化処理の後低温浸炭処理を施すことにより、クロム炭化物が実質的に析出していない炭素の拡散浸透層を形成したものを用いることができる。また、チタン板に白金をめっきしたものを用いることもできる。これらは極めて耐食性に優れることから、好適に用いられる。
【００２８】
ここで、上記第１電極６と第２電極７の表面積が異なる組み合わせとは、（１）見かけの面積が同じで第１電極６と第２電極７に比表面積が異なる材料を用いた場合、（２）第１電極６と第２電極７に比表面積が同じ材料を用いて見かけの面積が異なる場合、（３）第１電極６と第２電極７に比表面積が異なる材料を用いてさらに見かけの面積も異なる場合、等があげられる。すなわち、静電吸着能力が異なるとは、これらいずれの場合も含む趣旨である。
【００２９】
なお、比表面積とは、電極を構成する物質１ｇあたりの真の表面積の総和をいう。ここでは、ＢＥＴ比表面積のことをいい、単位はｍ２／ｇである。これに対し、見かけの面積とは、板形状の電極の場合の最大投影面積をいう。表面の面積と裏面の面積の合算は、してもしなくてもよいが、ここでは表裏の合算をしない最大投影面積を扱うことにする。そして、実質の表面積とは、上記比表面積とから算出した表面積の総和をいい、下記の関係式が成り立つ。
Ｔ＝Ｓ×Ｖ×Ｇ
Ｔ：実質の表面積（ｍ２）  Ｓ：比表面積（ｍ２／ｇ）
Ｖ：電極の体積（ｍ３）    Ｇ:電極の比重（ｇ／ｍ３）
【００３０】
上記コントロールボックス２３は、上記第１電極６および第２電極７に直流電圧を印加する電圧供給手段としての直流電源部４と、上記ｐＨセンサ１０の検知結果に基づいて、上記被浄化水中に存在するプラスイオンとマイナスイオンのいずれかを選択的に多く吸着するよう第１電極６および第２電極７に直流電流を印加して被浄化水のｐＨを制御する制御手段としての制御回路８とを備えて構成されている。
【００３１】
これにより、上記被浄化水中に存在するプラスイオンとマイナスイオンのいずれかを選択的に多く吸着して被浄化水のイオン濃度すなわちｐＨを調節するようになっている。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、この冷蔵庫では、上記制御回路８は、上記ｐＨセンサ１０での検知結果が目標値よりも小さいｐＨ値であるときに、相対的に静電吸着能力が大きな第１電極６を陽極として直流電流を印加する。
【００３３】
このように、静電吸着能力が相対的に大きな第１電極６を陽極とし、静電吸着能力が相対的に小さな第２電極７を陰極とするよう直流電流を印加すると、被浄化水中に元々存在していたマイナスイオンの吸着量がプラスイオンよりも多くなる。その結果、（被浄化水中に新たなマイナスイオンが生成したとしても）元々存在していたプラスイオンの存在比率が、元々存在していたマイナスイオンよりも高くなるように制御することが可能となる。このように、プラスイオンが多くなるように制御することにより、被浄化水のアルカリ化が進むのである。アルカリ化の程度は、ｐＨセンサ１０で浄化水のｐＨを検知することにより知ることができ、それを目標値に制御することも可能である。
【００３４】
すなわち、図示したものは、表面積の大きな多孔質電極を使用した第１電極６を陽極とし、表面積の小さい板状電極を使用した第２電極７を陰極として直流電流を印加している。このようにすることにより、マイナスイオンの吸着量をプラスイオンよりも増やすことができる。その結果、被浄化水中に元々存在していたマイナスイオン等の第１電極６への吸着量が増大し、結果として制御対象とする被浄化水中に元々存在していたプラスイオンとマイナスイオンの存在比率すなわち濃度バランスを制御することが可能となる。
【００３５】
例えば、制御対象となる被浄化水がプラスイオンとしてＮａ＋、マイナスイオンとしてＣｌ−が等しく存在する状態で説明する。この状態で、第１電極６にＣｌ−の方を多く吸着すると、被浄化水全体として電気的な中性を保つために第２電極７側で水が電極反応を起こし、残ったＮａ＋に対応するＯＨ−が生成する。その結果、被浄化水全体としてはＮａ＋とＯＨ−が存在することとなり、アルカリ性の水酸化ナトリウムが生成することとなると考えられる。
【００３６】
上記の説明は、わかりやすくするためにプラスイオンがＮａ＋、マイナスイオンがＣｌ−の場合で説明したが、それ以外のイオンであっても、元々の被浄化水中にはプラスイオンとマイナスイオンが等しく存在し、その状態で、第１電極６にマイナスイオンの方を多く吸着すると、被浄化水全体として電気的な中性を保つために第２電極７側で水が電極反応を起こしてＯＨ−が生成する。その結果、被浄化水全体としてアルカリ化することとなると考えられる。
【００３７】
すなわち、この例のように、相対的に表面積が大きく静電吸着能力が大きな第１電極６を陽極とし、相対的に表面積が小さく静電吸着能力が小さな第２電極７を陰極として直流電圧を印加することにより、被浄化水をアルカリ化することが可能となるのである。
【００３８】
また、上記導入路２には、貯留槽１に導入する被浄化水の流量を調節する流量調節弁１１と、上記流量調節弁１１で調節された流量で貯留槽１に導入される被浄化水の流量を検知する流量計９が設けられている。上記流量計９で検知された流量は、制御回路８に送られる。
【００３９】
そして、上記制御回路８は、ｐＨセンサ１０において被浄化水のｐＨが目標値から外れたときに目標値になるようにアルカリ化モードで被浄化水中のイオンを第１および第２電極６，７に吸着させるのであるが、この場合において、あらかじめ設定された所定時間が経過しても目標値に達しないときには、流量調節弁１１を流量が小さくなるように制御することができる。このような場合に流量を小さくすることにより、被浄化水が貯留槽１内に滞留する時間が長くなり、より多くのイオン等を第１および第２電極６，７に吸着させてｐＨを目標値まで制御することができるようになる。反対に、目標値に達するまでの時間が、あらかじめ設定された所定時間以下であるときには、流量調節弁１１を流量が大きくなるように制御する。このような場合に流量を大きくすることにより、被浄化水が貯留槽１内に滞留する時間が短くなり、短時間で液質を目標値まで制御することができて処理効率を向上させることができるようになる。
【００４０】
このように、導入路２から電極セル３０内に導入された被浄化水は、上述した原理によりアルカリ化が行われ、アルカリ化された浄化水は排出路３から配水部２１に導入され、配水部２１から飲料用給水口２２や自動製氷器２７に配水される。
【００４１】
また、上記コントロールボックス２３は、上記第１電極６と第２電極７に対して直流電圧を印加して液体中のマイナスイオンを選択的に多く吸着する吸着モード（アルカリ化モード）と、上記第１電極６と第２電極７間を短絡させてそれまで第１電極６と第２電極７にそれぞれ吸着していたイオンを放出する放出モード（電極再生モード）とを切り替えるスイッチング装置（切替手段）５を備えている。また、上記ｐＨ制御装置は、吸着モードのときに、第１電極６と第２電極７間に流れる電流を検知する電流計１２を備えている。
【００４２】
吸着モードの際に第１電極６と第２電極７間に流れる電流は、初期は吸着速度が早く、それに伴い電流計１２で検知される電流値も大きいが、第１および第２電極６，７への吸着量が次第に増えるにつれ、徐々に吸着速度が遅くなるに伴い、電流計１２で検知される電流値も小さくなってきて、やがて限界吸着量に達する。したがって、吸着モードのときに電流計１２で第１電極６と第２電極７間の電流値を検知することにより、第１および第２電極６，７の吸着限界を検知することが可能となる。また、上記電流値を検知することにより、吸着イオン量すなわち被浄化水がどの程度アルカリ化したかを検知することも可能である。また、上記ｐＨセンサ１０は、被浄化水がどの程度アルカリ化したかを被浄化水のｐＨを直接測定することによって検知する。
【００４３】
ここで、上記冷蔵庫は、制御回路８が上記電流計１２で検知された電流値が所定の閾値以下になったときに、図示しない報知手段としてのシグナルランプを点灯させて報知するようにしてもよい。上記シグナルランプが点灯することにより、電流計１２で検知された電流値が所定の閾値以下になり、第１電極６と第２電極７が吸着限界となったことを検知したり、吸着イオン量を検知したり、あるいは、すなわち被浄化水がどの程度アルカリ化または酸性化したかを検知したりすることが可能となる。
【００４４】
また、上記制御回路８は、上記ｐＨセンサ１０で検知されたｐＨが所定の閾値以上になったときに、報知手段としての図示しないシグナルランプを点灯させて報知するようにすることもできる。上記シグナルランプが点灯することにより、ｐＨセンサ１０で検知されたｐＨが所定の閾値以上すなわち被浄化水のアルカリ化や酸性化の程度を検知することが可能となる。
【００４５】
また、吸着イオン量すなわち被浄化水がどの程度アルカリ化したかや吸着限界を図示しないタイマによって検知するようにすることもできる。例えば、貯留槽１に貯留されている被浄化水の性質と液量がある程度わかっており、その被浄化水をイオン制御する目標値もあらかじめある程度決まっている場合、装置が備える第１および第２電極６，７数等に応じて、上記目標値に達する時間もある程度決まってくる。したがって、タイマのカウント時間が所定時間経過したときに図示しないシグナルランプを点灯させ、吸着イオン量すなわち被浄化水のアルカリ化や酸性化の程度や吸着限界を報知するようにできる。
【００４６】
図３（ｂ）に示すように、アルカリ化モードでは電流計１２で検知された電流値が所定の閾値以下になり、第１電極６と第２電極７が吸着限界となったり、ｐＨセンサ１０で検知されたｐＨが所定の閾値以上となって被浄化水がアルカリ化したりすると、スイッチング装置５を切り換えて、上記第１電極６と第２電極７間を短絡させて放出モードに切り替え、それまでに第１電極６と第２電極７に吸着されたイオンを放出して第１電極６と第２電極７を再生するようになっている。
【００４７】
このように、電極再生モードでは、導入路２から電極セル３０内に導入された被浄化水は、アルカリ化モードで第１電極６および第２電極７に吸着されたイオン等の放出を受けて飲料に適さない汚水となるため、この汚水は、排出路３から配水部２１に導入され、排水管１８から外部に排出される。
【００４８】
図４（ａ）に示すように、上記制御回路８は、上述した状態から極性を切り換えて、相対的に静電吸着能力が大きな第１電極６を陰極として直流電流を印加することもできる。
【００４９】
このように、上述した例と反対に、静電吸着能力が相対的に大きな第１電極６を陰極とし、静電吸着能力が相対的に小さな第２電極７を陽極とするよう直流電流を印加すると、被浄化水中に元々存在していたプラスイオンの吸着量がマイナスイオンよりも多くなる。その結果、（被浄化水中に新たなプラスイオンが生成したとしても）元々存在していたマイナスイオンの存在比率が、元々存在していたプラスイオンよりも高くなるように制御することが可能となる。このように、マイナスイオンが多くなるように制御することにより、被浄化水の酸性化が進むよう制御することができるのである。
【００５０】
例えば、上述した例のように、制御対象となる被浄化水がプラスイオンとしてＮａ＋、マイナスイオンとしてＣｌ−が等しく存在する状態で説明する。この状態で、第２電極７にＮａ＋の方を多く吸着すると、被浄化水全体として電気的な中性を保つために第１電極６側で水が電極反応を起こし、Ｈ＋が生成する。その結果、被浄化水全体としてはＨ＋とＣｌ−が存在することとなり、酸性の塩化水素が生成することとなると考えられる。
【００５１】
上記の説明は、わかりやすくするためにプラスイオンがＮａ＋、マイナスイオンがＣｌ−の場合で説明したが、それ以外のイオンであっても、元々の被浄化水中にはプラスイオンとマイナスイオンが等しく存在し、その状態で、第２電極７にプラスイオンの方を多く吸着すると、被浄化水全体として電気的な中性を保つために第１電極６側で水が電極反応を起こしてＨ＋が生成する。その結果、被浄化水全体として酸性化することとなると考えられる。
【００５２】
すなわち、この例のように、相対的に表面積が大きく静電吸着能力が大きな第１電極６を陰極とし、相対的に表面積が小さく静電吸着能力が小さな第２電極７を陽極として直流電圧を印加することにより、被浄化水を酸性化することが可能となるのである。
【００５３】
このように、アルカリ化モードとは逆極性にした酸性化モードでは、導入路２から電極セル３０内に導入された被浄化水は、飲料に適さない酸性水となるため、この酸性水は、排出路３から配水部２１に導入され、排水管１８から外部に排出される。また、必要に応じて、上記酸性水を配水部２１から飲料用給水口２２や自動製氷器２７に配水することにより、配水部２１、配管２５，２６、飲料用給水口２２、自動製氷器２７等の導水配管等を殺菌することができる。
【００５４】
なお、図４に示す酸性化モードでも、図４（ｂ）に示すように、電流計１２で検知された電流値が所定の閾値以下になり、第１電極６と第２電極７が吸着限界となったり、ｐＨセンサ１０で検知されたｐＨが所定の閾値以下となって被浄化水が酸性化したりすると、スイッチング装置５を切り換えて、上記第１電極６と第２電極７間を短絡させて放出モードに切り替え、それまでに第１電極６と第２電極７に吸着されたイオンを放出して第１電極６と第２電極７を再生することができる。
【００５５】
このように、第１電極６および第２電極の再生の際にイオンが放出された電極セル３０内の被浄化水は、バルブの開閉操作により汚水として排水管１８から廃棄される。
【００５６】
上述した説明では、放出モードにおいて、上記第１電極６と第２電極７を短絡させるようにしたが、これに限定するものではなく、上記スイッチング装置５は、単に電源を切って第１電極６と第２電極７への直流電圧の印加を解除するよう切り替えたり、あるいは、第１電極６にマイナス電圧を印加するとともに第２電極７にプラス電圧を印加して逆極性にする接続に切り替えたりしてもよい。
【００５７】
図５は、上記電極セル３０を工業的に実現したものの一例を示す図である。すなわち、図３および図４では、貯留槽１の中に第１電極６と第２電極７がそれぞれ１枚ずつ収容されたものを模式的に表したいわゆるビーカーモデルを示したが、上記電極セル３０は、工業的には、複数の集電極（両面電極）２８ａ，２８ｂを配設したものとすることができる。
【００５８】
この電極セル３０は、２枚の末端プレート３６の間に、複数（この例では１２）の両面電極２８ａ，２８ｂが積層状態に配置され、各両面電極２８ａ，２８ｂ同士の間および両面電極２８ａ，２８ｂと末端プレート３６の間には枠状スペーサ３３が配置されている。１７は積層状の枠状スペーサ３３、末端プレート３６、両面電極２８ａ，２８ｂを固定するボルトナットである。
【００５９】
一方の両面電極２８ａは、セパレータ３２の両面に第１電極６が設けられた陽電極であり、他方の両面電極２８ｂは、セパレータ３２の両面に第２電極７が設けられた陰電極である。そして、陽電極２８ａと陰電極２８ｂが交互に積層されることにより、隣り合う両面電極２８ａ，２８ｂ間において第１電極６と第２電極７が対面するように配置されている。そして、上記両面電極２８ａ，２８ｂ、枠状スペーサ３３、末端プレート３６により形成される内部空間が、溶液が貯留される貯留空間であり、セル全体が貯留槽として機能する。上記貯留空間は、両面電極２８ａ，２８ｂによって複数段（この例では１３段）の空間に仕切られている。
【００６０】
また、一方（図では上側）の末端プレート３６に導入路２（図２には示していない）に連通する導入口１４が形成され、他方の末端プレート３６に排出路３（図２には示していない）に連通する排出口１５が形成されている。また、この例では、各セパレータ３２には、内部の貯留空間に導入された溶液が格段の空間をジグザグに流れるよう、千鳥状の配置で連通口３１が形成されている。
【００６１】
そして、導入口１４から導入された溶液は、第１電極６と第２電極７に挟まれる複数の空間を通りながら第１および第２電極６，７へのイオン等の吸着作用を受けてｐＨが制御され、調整済みの被浄化水が排出口１５から排出されるのである。
【００６２】
なお、上記第１電極６と第２電極７に印加する電圧としては、特に限定するものではないが、０．５〜５Ｖ程度に設定するのが好ましく、被浄化水を電気分解させない範囲が好ましい。具体的には、被浄化水の種類に応じて適宜設定されるが、水を主体とする被浄化水の場合には、２Ｖ以下が好ましく、より好適なのは１．５Ｖ以下である。
【００６３】
被浄化水を電気分解させてしまうと、それだけでイオン濃度等の液質が変化するが、イオンの吸着および放出を実質的に被浄化水の電気分解を生じない範囲で行なうことにより、イオンの吸着や放出によってのみ液質の制御を行い、第１および第２電極６，７に印加する電気的制御だけを液質に反映させて他の要因を排除し、常に正確な液質制御を実現し、液質制御の精度を確保できる。このような電圧範囲で制御するのは、特に、上記第１および第２電極６，７が、金属やカーボン等の被浄化水と通電する導電体からなる場合に有効である。また、被浄化水の電気分解が生じた場合、電極の消耗が加速されてメンテナンスコストがかかったり、スラッジの除去設備が必要になったりするという不都合も生じるからである。
【００６４】
図６は、本発明の第２の実施の形態を示す。
【００６５】
この装置は、貯水槽２０と電極セル３０を別々に設けるのではなく、貯水槽２０内に電極セル３０を内蔵し、貯水槽２０自体を浄水槽として機能させる例である。すなわち、貯水槽２０自体が、図３および図４における貯留槽１を構成し、この貯水槽２０内に、所定間隔を隔てて積層された第１電極６および第２電極７を存在させたものである。この例では、上記水道直結配管２４等が浄水槽に被浄化水として水道水を供給する給水機構として機能する。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【実施例】
【００６６】
上述した装置により、導電率２０ｍＳ／ｍの水道水を原水とし、１．２Ｖの直流電圧を印加し、１リットル／分の流量において整水を行った。その結果を図７に示す。図７（ａ）は、測定値を表にまとめた結果であり、図７（ｂ）は、その測定結果をグラフ化したものである。
【００６７】
前半２〜２２分は第１電極を陽極とし第２電極を陰極として電圧を印加したアルカリ化モードであり、後半２４〜４０分は第２電極を陽極とし第１電極を陰極として電圧を印加した酸性化モードでの運転である。アルカリ化モードではｐＨ７であった原水がアルカリ化し、酸性化モードでは酸性化していることがわかる。
【００６８】
以上の構成により、本発明は、静電吸着能力が相対的に大きな第１電極を陽極とし静電吸着能力が相対的に小さな第２電極を陰極として直流電圧を印加し、被浄化水中に存在するマイナスイオンを選択的に多く吸着してアルカリ化した水を飲料として配水する。このため、飲料に不快な臭気や有害成分となるイオン等を電極に吸着して取り除いた上、マイナスイオンを選択的に多く吸着してアルカリ成分を増やした「健康によい美味しい水」を得ることができる。また、フィルターや活性炭、イオン透過性膜等の消耗品を用いなくてもよいことから、消耗品の交換や再生等のメンテナンスが不要となり、浄水性能維持するためのメンテナンスにかかる手間とコストが節減できる。しかも、フィルターや活性炭、イオン透過性膜等の消耗品の消耗度合いによって充分な浄水効果を得られなくなることもなくなり、「健康によい美味しい水」を常時得ることができる。
【００６９】
本発明において、上記制御手段は、上記第１電極と第２電極に対して直流電圧を印加して被浄化水中のイオンを吸着する吸着モードと、上記第１電極と第２電極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで第１電極と第２電極にそれぞれ吸着していたイオンを放出する放出モードとを切り替えるよう制御する場合には、吸着モードでは、被浄化水中に元々存在していた臭気や有害成分となるイオン等を吸着して浄化とアルカリ化を行うが、そのまま吸着を続けると吸着能力の限界に達する。そこで、このような場合には、上記制御手段により放出モードに切り換えて、上記第１電極と第２電極を短絡させるかもしくは逆極性にしてそれまで第１電極と第２電極にそれぞれそれまで吸着していたイオンを放出することにより、第１電極と第２電極を再生することができるのである。このように、第１電極および第２電極の再生を繰り返して吸着を行い、消耗品を用いることなく浄化とアルカリ化を繰り返すことができるのである。
【００７０】
上記制御手段は、上記第１電極を陰極とし第２電極を陽極として上記被浄化水中に存在するプラスイオンを選択的に多く吸着するよう第１電極および第２電極に直流電流を印加して被浄化水の酸性化を制御する場合には、上記酸性化した水を、導水配管等の殺菌に使用することができ、導水配管を常に清潔な状態に維持することができる。
【００７１】
本発明において、上記浄水槽から不要な水を排水する排水機構を備え、上記排水機構は上記放出モードで運転したときの浄水槽内の水を排水するように構成されている場合には、上記放出モードにおいて、第１電極および第２電極から放出された臭気や有害成分となるイオン等を多く含む水を排水機構から排出することが可能になる。このように、第１電極および第２電極の再生を繰り返して吸着を行い、消耗品を用いることなく浄化とアルカリ化を繰り返すことができるのである。
【００７２】
本発明において、上記第１電極と第２電極は、表面積を異ならせることにより静電吸着能力が相対的に異なるものとなっている場合には、表面積が大きな第１電極には、表面積が小さい第２電極よりも多くのイオンが吸着されることから、第１電極と第２電極の材質をそれぞれ適宜選定したり、大きさや枚数を適宜設定したりすることにより、第１電極と第２電極の静電吸着能力を適宜設定して運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の冷蔵庫を示す断面図である。
【図２】上記冷蔵庫の概略構成を示す図である。
【図３】上記冷蔵庫のアルカリ化モードおよび電極再生モードの原理を説明する図である。
【図４】上記冷蔵庫の酸性化モードおよび電極再生モードの原理を説明する図である。
【図５】電極が収容されたセルを示す断面図である。
【図６】本発明の冷蔵庫の第２例を示す図である。
【図７】本発明により水道水を整水した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      貯留槽
２      導入路
３      排出路
４      直流電源部
５      スイッチング装置
６      第１電極
７      第２電極
８      制御回路
９      流量計
１０      ｐＨセンサ
１１      流量調節弁
１２      電流計
１４      導入口
１５      排出口
１７      ボルトナット
１８      排水管
１９      電源装置
２０      貯水槽
２１      配水部
２２      飲料用給水口
２３      コントロールボックス
２４      水道直結配管
２５      配管
２６      配管
２７      自動製氷器
２８ａ，２８ｂ      両面電極
３０      電極セル
３１      連通口
３２      セパレータ
３３      枠状スペーサ
３６      末端プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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