CN101368781A - 一种保鲜冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明的一种保鲜冰箱，设置有冷却空间和除氧装置，除氧装置设在冰箱冷却空间外，一固体氧化物电解质板在除氧装置外壳中隔出密闭的除氧区，除氧区通过进、出气管对应连接冰箱冷却空间的出、进气口；电解质板的除氧区侧设有导电阴极，另一侧设导电阳极；除氧装置中还设有为固体氧化物电解质板加热的加热器；所述除氧装置与冰箱冷却空间之间的接通管路上设有气泵。该电解质板被加热到400度以上时仅供氧离子通过，除氧区中的氧分子在导电阴极上得到电子变成氧离子，氧离子在电场作用下从电解质板中穿过再后在导电阳极上失去电子，重新变成氧分子，利用气泵将该脱氧并再经冷却后的低氧气体送至冰箱中，使冷却空间中的气体处于低氧状态，更加保鲜。

Description

一种保鲜冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱保鲜技术领域，尤其涉及一种通过调节冰箱冷却空间中的气体成分含量来提高保鲜程度的冰箱。

背景技术

目前，家用的冷藏冷冻冰箱主要是通过降低冰箱冷藏冷冻室内的温度来延长食品的保质保鲜期；引起食物变质有5个因素：1、微生物作用，2、酶的作用，3、氧化作用，4、呼吸作用，5、机械损伤，一般来说降低温度可以延缓、减弱这些作用，但不能完全抑制，所以冷藏冷冻食品的质量、营养价值总是有所下降。为了达到冰箱食品保鲜的目的，须从四个方面来研究冰箱保鲜技术：温度处理、微生物处理、湿度处理和气体调节。

氧与冰箱中食品的氧化作用、呼吸作用都密切相关，食品的呼吸越慢则保鲜时间越长，食品的氧化作用越底，食品的保鲜时间越长。普通空气中的氧含量高，近21％，不利于食品保鲜，因此如果采取措施降低冰箱的氧气浓度、控制食品储藏环境中的气体组成，就能控制果蔬的呼吸和蒸发，抑制微生物的生长，抑制食品成分的氧化和褐变，从而达到延长食品保鲜期的目的。

降低环境空气中的氧含量，可对食品保鲜具有显著作用：低氧可以抑制叶绿素的降解，达到食品保鲜的目的；可以减少抗坏酸的损失，提高食品的营养价值；可以降低不溶性果胶物质的减少速度，保持食品的脆硬度；降低环境中空气的氧含量，能够降低果蔬的呼吸强度并推迟其呼吸高峰的出现；降低环境中空气的氧浓度，可以抑制乙烯的生成，并减弱乙烯对成熟的刺激作用，因此由乙烯所引起的生理作用也就受到了抑制，如叶绿素的降解、果实的褪绿和成熟、蛋白质的合成、组织器官的脱落和开裂、呼吸跃变和储藏物质的水解等，从而延缓了果蔬等食品的衰老速度，延长食品的保鲜期，提高食品的保存质量。氧气对呼吸强度的抑制须降到7％以下含量时才起作用，但又不宜低于2％，否则易出现中毒现象。

专利CN86204116公开了一种保鲜机，该保鲜机由传统冰箱和除氧器组成，所述除氧器由铁质池体、砂芯管、碳棒、电解质和鼓泡管组成。该专利公开的除氧作用是冰箱中的空气经循环气泵通入电解液，被鼓泡管分散成细小气泡，分散后的空气与电解质接触，电解质吸收氧气，由还原态变为氧化态，在直流电的作用下，电解质在负极由氧化态变为还原态，在正极析出氧气，于是被除氧器处理后的空气中氧浓度就降低了，保鲜机贮藏室的气体在循环气泵的作用下，通过除氧器除氧后回到贮藏室，在一个闭合的气体回路中进行连续除氧。该专利提出了一种降低了冷却空间中氧浓度的方案，但没有公开使用什么电解质。

专利CN03160147.2公开了一种冰箱，具有即使在冰箱冷却空间被冷却时也不发生使除氧效率降低的脱氧装置，在冰箱蔬菜室的收容盒上设有装拆自如的盖体，该盖体上设有脱氧装置，脱氧装置通过正极电极和负极电极夹持高分子电解质膜的电解元件收容在冰箱箱体的内部，利用盖体密闭收容盒，并通过该脱氧装置将密闭空间内空气中的氧气予以分离。该专利仅针对果蔬盒设计，对整个冷却空间不适用。

如果提供一种对其冷却空间中的氧气具有除氧功能的冰箱，将可有效延长冷却空间内所储藏所有食品的保鲜时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种可对其冷却空间中的氧气进行脱氧处理以提高所保藏食品保鲜程度的冰箱。

一种保鲜冰箱，设置有冷却空间和除氧装置，除氧装置包括一外壳，其中，所述除氧装置设置在冰箱冷却空间外，一固体氧化物电解质板在除氧装置外壳中隔出密闭的除氧区，除氧区通过进气管、出气管分别对应连接冰箱冷却空间的出气口、进气口；电解质板的除氧区侧设置有导电阴极，电解质板另一侧设有导电阳极；除氧装置中还设有为固体氧化物电解质板加热的加热器；所述除氧装置与冰箱冷却空间之间的接通管路上设有循环气泵。

所述的保鲜冰箱，其中，所述电解质板由骨架与外表的电解质薄壁组成；所述骨架是由纳米和亚微米氧化锆粉末合成的固体氧化物制成；电解质薄壁是由气密性氧化钇生成。

所述的保鲜冰箱，其中，所述电解质薄壁的壁厚<0.5mm。

所述的保鲜冰箱，其中，所述的导电阴极为多孔导电陶瓷阴极，所述的导电阳极为多孔导电陶瓷阳极，所述的固体氧化物电解质板夹设在该多孔导电陶瓷阴极、多孔导电陶瓷阳极之间。

所述的保鲜冰箱，其中，所述除氧装置中的加热器为埋设在所述固体氧化物电解质板中的电热丝。

所述的保鲜冰箱，其中，所述除氧区出气管上设有散热片。

所述的保鲜冰箱，其中，所述除氧装置还包括一换热器，换热器的冷却管道连通所述除氧区的出气管与冰箱冷却空间的进气口，加热管道连通所述除氧区进气管与冰箱冷却空间出气口。

所述的保鲜冰箱，其中，所述循环气泵连接在除氧区出气管与冰箱冷却空间的进气口之间或除氧区出气管与冰箱冷却空间的进气口之间。

所述的保鲜冰箱，其中，所述除氧装置设置在冰箱主体外部。

所述的保鲜冰箱，其中，所述除氧装置外壳内，固体氧化物电解质板的导电阳极侧是一散发区，散发区的除氧装置外壳壁镂空，设置有筛网。

本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：

本发明的保鲜冰箱，设置有除氧装置，在除氧装置外壳中由固体氧化物电解质板隔出一密闭的除氧区，除氧区通过进、出气管与冰箱冷却空间的出气、进气口连通；该电解质板由骨架与外表的电解质薄壁组成，固体氧化物电解质板除氧区侧设置导电阴极，另一侧设置导电阳极，一加热器对电解质板加热，除氧区通气管路上设置有循环气泵；氧气在除氧区导电阴极上得到电子，在阴阳极之间的电场作用下穿过固体氧化物电解质板，在导电阳极上失去电子，还原成氧分子，在气泵的循环作用下，渐渐将冰箱冷却空间中的氧气脱除出去，达到除氧的目的；所述电解质板的骨架是由纳米和亚微米氧化锆粉末合成的固体氧化物制成，电解质薄壁是由气密性氧化钇生成，其具有在被加热到400度以上时仅供氧离子通过的特性；在除氧装置的出气管路上设置散热片，将出气管路中的低氧高温气体降温后再输送到冰箱冷却空间中，防止热气进入冷却空间影响食品保鲜并减少冰箱对冷却空间降温的耗能；还可将除氧装置的出气、进气管路分别对应接入一换热器的冷却、加热管路，将除氧装置出来的高温低氧气体与冰箱冷却空间出来的高氧低温气体换热，从而达到进一步节能的目的。

附图说明

图1为固体氧化物电解质分离氧气的原理图；

图2为除氧装置的结构图；

图3为除氧装置与冰箱冷却空间连通的第一种实施例结构图；

图4为除氧装置与冰箱冷却空间连通的第二种实施例结构图。

具体实施方式

实施例1：

一种保鲜冰箱，其内部设有冷却空间，本实施例的冷却空间是冰箱的冷藏室，一除氧装置设置在该冰箱冷藏室外部，该除氧装置包括一外壳1，如图2所示，一固体氧化物电解质板7在该外壳1中隔出密闭的除氧区1，固体氧化物电解质板7另一侧是脱除氧气的散发区3；除氧区通过进气管11、出气管12对应连接冰箱冷藏室的出气口、进气口；散发区的除氧装置外壳上设计成镂空的筛网4，方便脱除的氧气散发出去；所述电解质板夹设在多孔导电陶瓷阴极6、多孔导电陶瓷阳极5之间，多孔导电陶瓷阴极6设在除氧区2中，多孔导电陶瓷阳极5设在散发区3中，多孔导电陶瓷阴极6、多孔导电陶瓷阳极5分别对应连接直流电源8(UG)的负极、正极。

所述固体氧化物电解质板7是采用纳米和亚微米氧化锆(YSZ)粉末合成技术制成，由稳定氧化锆(YSZ)生成电解质板骨架，再由气密性氧化钇生成骨架外表的电解质薄壁，其中，所述电解质薄壁的壁厚<0.5mm(毫米)，这种固体氧化物电解质在被加热到400度以上温度时，具有仅供氧离子通过的特性，因此，设一加热器对电解质板加热，本实施例中的加热器是埋设在电解质板中的电热丝10，电热丝两端接入交流电源9(US)；另外，也可将电热丝绕在电解质板周围或设在电解质板下部，都可以达到加热电解质板的目的。

图1是固体氧化物电解质分离氧气的原理图，固体氧化物电解质板7夹设在导电阴极6、导电阳极5之间，导电阴极6、导电阳极5分别对应连接直流电源8的负、正极，氧分子在导电阴极6上得到电子，变成氧离子，氧离子在电场作用下，从被加热到400度以上温度的固体氧化物电解质板7中穿过，然后在导电阳极上失去电子，重新结合成氧分子。

图3为除氧装置与冰箱冷藏室15连通的第一种实施例结构图，除氧装置中除氧区2的进气管11连接在冰箱冷藏室15的出气口上，除氧区的出气管12连接在冰箱冷藏室15的进气口上，除氧区的出气管12上还依次设有一散热片14、一循环泵13，散热片14用于将除氧区出气管12中的高温气体冷却，防止其进入冰箱冷藏室后使冷藏室中温度升高、增加冰箱耗能，循环气泵13用于将除氧及冷却后的低氧气体抽取到冰箱冷藏室中。

图4为除氧装置与冰箱冷却空间(本实施例中为冷藏室)连通的第二种实施例结构图，其中，除氧装置中除氧区的进气管11连接在冰箱冷藏室的出气口上，除氧区的出气管12连接在冰箱冷藏室的进气口上，除氧区的进气管11、出气管12还分别连通一换热器16的加热管、冷却管，换热器使用热传导效率高的金属制成，采用套管结构，其外层加热管连通在冰箱冷藏区出气口与除氧区的进气管11之间，其里层冷却管连通在除氧区出气管12与冰箱冷藏区进气口之间，其里层冷却管与冰箱进气口之间连接的管路上还设有一散热片14、一循环气泵13，散热片14将换热器冷却管出来的气体进一步冷却，循环气泵13用于将冷却后的低氧气体抽取到冰箱冷藏室中，加快气体的循环，热交换器16将冰箱冷藏室出来的高氧低温气体与除氧装置除氧区出气管中的低氧高温气体换热，减少能量损失，达到节能的目的。

其中，所述的循环气泵13也可以连接在冰箱出气口与除氧装置进气管之间的管路上，同样可以达到加快闭合回路中气体循环的目的。

Claims (10)

1.一种保鲜冰箱，包括冷却空间和除氧装置，除氧装置包括一外壳，其特征在于，所述除氧装置设置在冰箱冷却空间外，一固体氧化物电解质板在除氧装置外壳中隔出密闭的除氧区，除氧区通过进气管、出气管分别对应连接冰箱冷却空间的出气口、进气口；电解质板的除氧区侧设置有导电阴极，电解质板另一侧设有导电阳极；除氧装置中还设有为固体氧化物电解质板加热的加热器；所述除氧装置与冰箱冷却空间之间的连接管路上设有循环气泵。

2.如权利要求1所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述电解质板由骨架及其外表面的电解质薄壁组成。

3.如权利要求2所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述骨架是由纳米和亚微米氧化锆粉末合成的固体氧化物制成；电解质薄壁是由气密性氧化钇生成，其中，电解质薄壁的壁厚<0.5mm。

4.如权利要求1至3任一项所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述的导电阴极为多孔导电陶瓷阴极，所述的导电阳极为多孔导电陶瓷阳极，所述的固体氧化物电解质板夹设在该多孔导电陶瓷阴极、多孔导电陶瓷阳极之间。

5.如权利要求4所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述除氧装置中的加热器为埋设在所述固体氧化物电解质板中的电热丝。

6.如权利要求5所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述除氧区出气管上设有散热片。

7.如权利要求6所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述除氧装置还包括一换热器，换热器的冷却管道连通所述除氧区的出气管与冰箱冷却空间的进气口，加热管道连通所述除氧区进气管与冰箱冷却空间出气口。

8.如权利要求7所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述循环气泵连接在除氧区出气管与冰箱冷却空间的进气口之间或除氧区出气管与冰箱冷却空间的进气口之间。

9.如权利要求8所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述除氧装置设置在冰箱主体外部。

10.如权利要求8所述的保鲜冰箱，其特征在于，所述除氧装置外壳内，固体氧化物电解质板的导电阳极侧是一散发区，散发区的除氧装置外壳壁设置成镂空的筛网。

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