CN107709904B - 空气净化保鲜装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对现有的冰箱结构的改变最小化的同时，能够净化冰箱内部空气并能够维持新鲜度的装置及其控制方法。本发明为另行于冰箱(10)的储藏空间(12)形成，并且设置于通过流入口(13)和排出口(15)连通于上述储藏空间(12)的冷却流路(14)的空气净化及保鲜装置，其特征在于，在上述冷却流路(14)内的排出口(15)附近设置有光催化过滤器(30)，在上述光催化过滤器(30)形成有以与上述冷却流路(14)内的空气流动方向相同的方向形成通气孔的多个单元(32)，在上述冷却流路(14)内设置有朝向上述光催化过滤器(30)的单元(32)照射紫外线的紫外线发光二极管(41)。

Description

空气净化保鲜装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种空气净化保鲜装置及其控制方法，更详细而言，涉及一种在对现有的冰箱结构的改变最小化的同时，净化冰箱内部空气，维持新鲜度的装置及其控制方法。
背景技术
存在于冰箱等食物储藏空间的空气中掺杂了来自食物的味道而给使用者带来特别不愉快的感觉。考虑到这一点，目前开发出一种内置有吸附这种味道的活性炭的除臭剂并在市面上销售，消费者购买这种除臭剂并在冰箱内部使用一段时间后废弃。由于这种除臭剂是一次性的，因此不容易回收再利用，并且需要持续替换而不方便。
与此相比，通过由紫外线而被激活的光催化剂物质，对空气中的有害气体进行分解而除臭的光催化过滤器可以再生光催化过滤器，因此只要设置一次就能够半永久地使用。
但是，这种结构需要同时设置提供激活能量的光源和接收紫外线而被激活的光催化过滤器，并且需要使光催化过滤器与光源之间保持一定距离，因此占据狭小的冰箱内部的空间，设置这些结构不是容易的事情。
另外，冰箱内部空间与一般室内空气相比由食物气化的气体引起的污染度高，从需要将光催化过滤器与光源最大限度地小型化且提高效率的方面出发，必须重新考虑空气的流动路径、空气吸入方向和排出方向、过滤器的设置结构、过滤器的设置方向与气流方向之间的关系、光源的设置位置等而进行设计。
另外，在冰箱中成为问题的并不仅仅是食物味道。在冰箱内部保存水果或蔬菜时，从水果或蔬菜中产生的乙烯反而使水果或蔬菜快速成熟，但由于冷藏效率而也不能为了去除这种冰箱内部空间的空气中的乙烯而经常打开冰箱门通风。而且这种乙烯不容易被除臭剂吸附。
另外，保存有食物的密闭的冰箱内部空间，无法避免浮游在空气中的微生物或细菌聚集，而除臭剂完全不能对微生物和细菌进行杀菌。当保存在冰箱内部的食物由这种细菌或微生物而变馊或腐烂的情况下，食物变坏或误食而可能诱发腹泻或食物中毒。
另外，在新买冰箱的情况下，从冰箱内壁的合成树脂涌出到空气中的石油系芳香成分等有害气体，由于是长时间密闭的空间而甚至几年后都无法排出。
这种关于现有的冰箱内部空气的问题并非单纯通过芳香剂或除臭剂就能够解决的课题。
现有技术中，为了解决这种问题，提出了通过生成等离子体来进行消毒和除臭的方案、设置二氧化碳生成装置的方案等，但其效果不明显而没有实际应用或普及。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而被完成的，其目的在于，对现有的冰箱结构的改变最小化的同时，使用光催化过滤器和光源实现冰箱内部空间的除臭，还可以维持蔬菜或水果等的新鲜度，在杀菌的同时去除有害气体的净化装置。
另外，本发明的目的在于，提供一种空气净化及保鲜装置，以使得能够向冰箱内的储藏空间提供最新鲜的空气。
另外，本发明的另一目的在于，提供一种使冷却流路中气流的阻力最小化的同时设置光催化过滤器和光源的方案。
另外，本发明的另一目的在于，提供一种能够抑制可能在用于冷却的蒸发器中繁殖的细菌的结构。
另外，本发明的另一目的在于，提供一种冰箱内部的空气可以维持已净化的状态的最有效的净化装置控制方法。
为了解决上述课题，本发明提供一种空气净化及保鲜装置，其另行于冰箱10的储藏空间12形成，并设置于通过流入口13和排出口15连通于上述储藏空间12的冷却流路14，在上述冷却流路14内的排出口15附近设置有光催化过滤器30，在上述光催化过滤器30形成多个单元32，该单元32以与上述冷却流路14内的空气流动方向相同的方向形成通气孔，在上述冷却流路14设置有朝向上述光催化过滤器30的单元32照射紫外线的紫外线发光二极管41。
上述排出口15的空气吐出方向与上述光催化过滤器30的通气孔的方向实质上可以垂直。
上述紫外线发光二极管41可以安装在基板42上，上述基板42可以设置在冷却流路14的内壁面上。
在上述冷却流路14可以具备使空气流动的风扇20、和冷却流动的空气的蒸发器22，上述光催化过滤器30和紫外线发光二极管41在冷却流路内可以设置于比上述蒸发器22靠空气流动的下游。
在上述紫外线发光二极管41的以上述光催化过滤器30为基准的相反侧可以配置有蒸发器22。
上述光催化过滤器30可以为实质上呈长方体形状，并且在形成有沿上下方向通气的多个单元32的基底31的表面涂布光催化物质而成。
另外，本发明提供一种空气净化及保鲜装置，其设置于：设置于冰箱10的储藏空间12内的抽屉16、以及与上述抽屉16对置的储藏空间12内壁上，将成为抽屉16内部的空气与抽屉外部的空气流动的通路的气孔17形成于上述抽屉壁面上，在形成有上述气孔17的抽屉壁面的外表面具备光催化剂物质，在上述储藏空间12内壁上设置有发出照射到上述光催化剂物质的紫外线的紫外线发光二极管41。
在储藏空间12的与形成有气孔17的上述抽屉壁面对置的内壁上可以设置有导光板45，以朝向上述抽屉壁面所具备的光催化剂物质照射光，上述紫外线发光二极管41可以使紫外线入射到上述导光板45。
另外，本发明提供一种上述的空气净化及保鲜装置的控制方法，包括：检测冰箱10的门是否为打开状态的步骤；以及当检测到上述冰箱门为打开状态时，阻断向上述紫外线发光二极管41供给的电源的步骤。
上述控制方法还可以包括：若在检测到上述门打开后门被再次关闭则点亮紫外线发光二极管41，在经过预定时间后，熄灭上述紫外线发光二极管41的步骤。
可以在上述紫外线发光二极管41被点亮的期间使设置于上述冷却流路14内的风扇20工作。
上述控制方法还可以包括：对上述储藏空间内的空气所包含的乙烯的浓度进行测定的步骤；以及当测定出的乙烯的浓度为预定浓度以上时，点亮紫外线发光二极管41，在经过预定时间后熄灭上述紫外线发光二极管41的步骤。
可以在上述紫外线发光二极管41被点亮的期间使设置于上述冷却流路14内的风扇20工作。
上述控制方法还可以包括：在上述储藏空间内的温度上升至基准温度以上时，冷却流路14内的蒸发器22和风扇20工作的步骤；以及在上述风扇20工作的期间点亮紫外线发光二极管41的步骤。
上述控制方法还可以包括，在上述风扇20启动后，经过预定时间后，熄灭上述紫外线发光二极管41的步骤。
根据本发明，在使对冰箱结构的改变最小化的同时，半永久性地对冰箱内部空间的空气进行净化，并且可以非常迅速且有效地使冰箱内部的空气维持新鲜。
另外，根据本发明，可以在紧凑的空间内大大提高光催化反应效率。
另外，根据本发明，可以非常有效地抑制细菌或微生物的繁殖并进行杀菌。
另外，根据本发明，可以防止紫外线向冰箱外部泄漏。
另外，根据本发明，可以非常有效地对冰箱内部的空气进行净化。
在上述的效果基础上，在对以下的实施发明的具体事项进行说明的同时对本发明的具体效果进行叙述。
附图说明
图1和图2为表示本发明所涉及的第一实施例的空气净化及保鲜装置的冰箱的示意图，
图3和图4为用于第一实施例的空气净化及保鲜装置的光催化过滤器的立体图和俯视图，
图5为表示本发明所涉及的第二实施例的空气净化及保鲜装置的光催化部分的立体图，并且
图6为表示包含图5的光催化部分的空气净化及保鲜装置的冰箱的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施例详细地进行说明。
本发明并不限定于以下公开的实施例，能够以不同的多种形态实施，但本实施例只用于使本发明的公开完整，并向本领域技术人员完整地告知发明的范围。
[空气净化及保鲜装置的第一实施例]
图1和图2为设置有本发明所涉及的第一实施例的空气净化及保鲜装置的冰箱的示意图，图3和图4为用于第一实施例的空气净化及保鲜装置的光催化过滤器的立体图和俯视图。
本发明的空气净化及保鲜装置如图所示设置于冰箱10。冰箱10如图1或图2所示具备，储藏食物的搁板(未图示)或抽屉(未图示)的储藏空间12、和成为使这种储藏空间12的空气循环并冷却循环的空气的流动路径的冷却流路14。
冷却流路14为与储藏空间12隔离的另外的空间，通过流入口13和排出口15相通。流入口13成为储藏空间12内的空气流入到冷却流路14中的入口，排出口15成为通过流入口13流入到冷却流路14中的空气被冷却后再次排出到储藏空间12的出口。吸收储藏空间12内的食物的热量的空气在储藏空间12内通过对流向上移动，因此大部分冰箱10如图1和图2所示，流入口13形成于储藏空间12的上部。
冷却流路14内具备蒸发器22，与通过冷却流路流动的空气进行热交换。即，蒸发器22吸收在周边流动的空气的热量来对空气进行冷却。而且，通常情况下，冰箱10的冷却流路14中设置有用于流动空气的风扇20。
根据本发明，光催化过滤器30和照射使其激活的光的光源41被设置于上述冷却流路14的接近排出口15侧。更确切地说，光催化过滤器30和光源41设置于冷却流路14的排出口近前。
冰箱内的空气的流动以储藏空间12、流入口13、冷却流路14、排出口15、储藏空间12的顺序循环，其中实际应该提供最新鲜的空气的空间是储藏空间12。冷却流路14内的蒸发器22是在储藏空间12和冷却流路14的全部空间中最冷的部位，在储藏空间12内吸收食物的湿气的空气内的湿气一般凝结于这种蒸发器22上。因此，蒸发器22经常凝结有湿气，并且与这种蒸发器22相接、经过的空气肯定会被污染。因此，本发明中，技术特征在于，在冷却流路14的排出口15近前设置光催化过滤器和光源，从而净化即将排出到储藏空间12中的空气，进而使排出到储藏空间12中的空气成为最新鲜的空气。
其次，成为连接冰箱的储藏空间12与冷却流路14的通道的流入口13和排出口15的截面积肯定小于冷却流路14的截面积。因此，在空气的流动过程中，压力最大的部分为冷却流路14内的排出口15近前的位置。压力大意味着单位面积碰撞的气体分子的数量更多，并且这与光催化反应效率直接相关。由光催化反应的净化功能通过气体与由光催化反应而在光催化过滤器表面上激活的基团接触而成，因此在空气的流动路径中在空气的压力最大的部位设置光催化过滤器时，能够相应地提高光催化效率。
因此，空气流入储藏空间12的部位即冷却流路14的排出口15近前位置为，向储藏空间12内提供最新鲜的空气，并且最能提高光催化反应效率的位置。
上述光催化过滤器30为如图1至图4所示，以上下方向贯穿长方体形状的基底31的多个单元32以矩阵形态整齐地排列的结构，并且在基底31上涂布光催化剂物质而被制作。基底31的材质可以使用铝或多孔性陶瓷，作为光催化剂物质可以使用二氧化钛(TiO2)。
虽然例示了各个单元32的截面形状为正方形，但其形状并不限定于正方形，还可以应用多个单元可以有效地配置的多种形状、例如长方形、正三角形、直角三角形、正六边形等或它们的形状的组合。这种单元的内部分离间隔可以为1至4mm，优选可以为1.8至2.2mm。若内部分离间隔太小则空气阻力变大而不理想，若分离间隔太大则被照射紫外线的光催化过滤器的表面积变小而由光催化反应的空气净化功能降低。
光催化过滤器10的高度、即单元32的空气流动路径的长度可以为2至15mm，更优选可以为5至10mm。若光催化过滤器的高度太低，则光催化过滤器的表面积变小，从而难以保持刚性，若光催化过滤器的高度太高，则对于紫外线未到达的部位造成材料的浪费，并且成为空气阻力变大的原因。
作为光源，使用紫外线发光二极管41，从紫外线发光二极管41照射出的紫外线的波长带可以包含250～410nm范围。照射出的紫外线的波长可以根据所使用的光催化物质使用激活效率高的波长带。
紫外线发光二极管41与现有的紫外线灯不同，可以向一个方向集中照射，由于照射角窄，因此可以构成为使照射出的紫外线集中地照射到光催化过滤器中。参照图1和图2时，本发明的紫外线发光二极管41安装于基板42上，这种基板42设置于可以朝向上述光催化过滤器10的单元32照射紫外线的方向上。
参照图1和图2，构成为，光催化过滤器30的通气孔的方向和排出口15的吐出空气方向实质上成垂直。根据这种结构，可以将光催化过滤器30的大小确保为相当于冷却流路14的截面积的宽度，由此可以将光催化过滤器30的大小设为最大，从而能够防止紫外线通过排出口15流出到外部。即，排出口与储藏空间的内壁垂直地形成，冷却流路14与储藏空间的内壁平行地设置，因此若以相当于冷却流路14的流动截面积的面积设置光催化过滤器，则可以相应地确保光催化过滤器的表面积，并且若以这种方位设置光催化过滤器，则可以几何学地防止朝向作为光催化过滤器的空气流动路径的一部分的单元照射的紫外线通过排出口15泄露到储藏空间。
另外，根据这种结构，如图1和图2所示，通过将安装有紫外线发光二极管41的基板42设置于冷却流路14的内壁面上，从而能够防止基板42阻碍在冷却流路14内流动的空气的流动。
紫外线发光二极管41与朝向紫外线发光二极管41的光催化过滤器的表面之间的距离可以为20至30mm。若两者之间的距离太远，则到达光催化过滤器表面的紫外线的强度变弱，若两者之间的距离太近，则产生紫外线只照射到光催化过滤器的一部分的问题。
由于冷却流路14中设置有风扇20，因此无需另外设置用于执行由光催化过滤器的净化和杀菌功能的风扇。因此，若以使紫外线发光二极管41只在风扇20启动时点亮，或者需要使紫外线发光二极管41点亮时启动上述风扇20的方式进行控制，则即便不添加额外的风扇也可以使用光催化过滤器。
另外，参照图1可以确认出，以光催化过滤器30为基准在上述紫外线发光二极管41的相反侧配置有蒸发器22。根据这种结构，从紫外线发光二极管41照射出的紫外线中通过光催化过滤器30的紫外线到达蒸发器22，从而能够对可能在蒸发器22表面繁殖的细菌或霉、微生物进行消毒。
[空气净化及保鲜装置的第二实施例]
图5为本发明所涉及的第二实施例的空气净化及保鲜装置的光催化部分的立体图，并且图6为表示包含图5的光催化部分的空气净化及保鲜装置的冰箱的示意图。
图5中图示了设置于冰箱的储藏空间的抽屉16。抽屉16内部的空间，通常情况下，不会直接被流入从冷却流路14排出的冷空气，而是通过限定的通道的气孔17被流入空气，因此是不会被过分冷却的空间。因此，这种抽屉的内部空间主要应用于装水果或蔬菜的空间。
如上所述，为了向这种空间提供最新鲜的空气，优选在空气即将流入该空间的位置净化空气后，使已净化的空气不经过其他空间直接流入该空间。
因此，本发明的技术特征在于，在这种抽屉16的外壁面中形成有气孔17的壁面的表面上涂布光催化物质而构成光催化涂布层35，向这种光催化涂布层35照射紫外线，通过光催化反应对即将流入抽屉16的空气进行净化。
这时，光催化涂布层35可以在上述抽屉16的外壁面上直接形成，也可以以将涂布有光催化物质的平板体附着于抽屉的外壁面的方式形成。当然，这种平板体构成为不堵塞上述气孔17的形状。
而且，上述光催化涂布层35的整个面与导光板45对置。导光板45如图6所示，设置于储藏空间12的内壁上。紫外线发光二极管41从导光板45的侧面入射紫外线时，入射的紫外线在导光板45内扩散并朝向上述光催化涂布层35面发光。
因此，通过冷却流路14冷却并排出的空气中一部分停留在抽屉的形成有上述气孔17的外壁面与导光板之间的空间，与形成在抽屉外壁面上的光催化涂布层35接触而被净化，已净化的空气通过气孔17流入到抽屉16内部空间。
[空气净化及保鲜装置的控制方法]
紫外线中UVC区域(约200～280nm)的紫外线对人体有害。因此，打开冰箱门的状态下，紫外线发光二极管最好不点亮。由此本发明构成为，确认门是否打开，在门打开的状态下阻断向紫外线发光二极管供给的电源。由于需要优先考虑不能对身体有害，因此即使在后述的紫外线发光二极管的点亮控制过程中，只要检测到门打开，就阻断向紫外线发光二极管供给的电源。
根据本发明，当门打开后关闭时，向紫外线发光二极管供给预定时间的电源使光催化反应发生，从而净化空气而提高新鲜度。由于开关门时外部空气流入到冰箱储藏空间内，因此需要净化。预定时间例如可以设为乙烯等有害气体可以分解99％以上程度的时间。
在这样的紫外线发光二极管点亮的期间为了提高空气净化功能优选启动风扇20。风扇20虽然是在蒸发器22工作时，为了冷却空气而工作的结构，但优选为在这样发生光催化反应的期间也使其工作，从而提高空气净化效率。
另外，根据本发明，具备可以测定储藏空间内的乙烯浓度的测定传感器，并且以用这种传感器测定的乙烯等挥发性有机化合物气体浓度超过基准浓度时，点亮紫外线发光二极管，工作预定时间后熄灭的方式进行控制。预定时间同样是乙烯等有害气体可以分解99％以上的程度的时间。同样，优选为在这样紫外线发光二极管点亮的期间为了提高空气净化功能而启动风扇20。
另外，本发明中，可以以由储藏空间内的温度升高到基准温度以上而蒸发器22和风扇20工作时紫外线发光二极管点亮的方式进行控制。根据这种控制方法，不是只为了净化空气而另行启动风扇，而是在为了冷却而使风扇工作的时刻相应地点亮紫外线发光二极管，从而能够使空气净化所消耗的电力最小化。这时，紫外线发光二极管的熄灭同样在冰箱内部的乙烯等有害气体可以分解99％以上的程度的时间经过之后进行。
如上所述的控制方法可以个别地应用，也可以以组合的形态应用。
如上所述，虽然参照附图对本发明进行了说明，但本发明并不限定于本说明书中公开的实施例和附图，显而易见地，本领域技术人员在本发明的技术思想的范围内可以进行多种变形。另外，即使在上述内容中对本发明的实施例进行说明时，没有对本发明的结构所带来的作用效果明确地记载并进行说明，也应当认定通过该结构所能预料到的效果。
符号说明
10：冰箱 12：储藏空间
13：流入口 14：冷却流路
15：排出口 16：抽屉
17：气孔 20：风扇
22：蒸发器(热交换机) 30：光催化过滤器
31：基底 32：单元
35：光催化涂布层 41：紫外线发光二极管
42：基板 45：导光板。

Claims (11)

1.一种空气净化及保鲜装置，其另行于冰箱的储藏空间形成，并设置于通过流入口和排出口连通于所述储藏空间的冷却流路，
其特征在于，
在所述冷却流路内的排出口附近设置有光催化过滤器，在所述光催化过滤器形成多个单元，该单元以与所述冷却流路内的空气流动方向相同的方向形成通气孔，
在所述冷却流路设置有朝向所述光催化过滤器的单元照射紫外线的紫外线发光二极管，
其中，所述排出口的空气吐出方向与所述光催化过滤器的通气孔的方向实质上垂直，
其中，在所述紫外线发光二极管的以所述光催化过滤器为基准的相反侧配置有蒸发器，并且
其中，在所述冷却流路具备使空气流动的风扇、和冷却流动的空气的蒸发器，所述光催化过滤器和紫外线发光二极管在冷却流路内设置于比所述蒸发器靠空气流动的下游。
2.根据权利要求1所述的空气净化及保鲜装置，其特征在于，
所述紫外线发光二极管安装于基板上，
所述基板设置于冷却流路的内壁面上。
3.根据权利要求1所述的空气净化及保鲜装置，其特征在于，
所述光催化过滤器实质上呈长方体形状，并且在形成有沿上下方向通气的多个单元的基底的表面涂布光催化物质而成。
4.一种空气净化及保鲜装置，其设置于：设置于冰箱的储藏空间内的抽屉、以及与所述抽屉对置的储藏空间内壁上，
其特征在于，
将成为抽屉内部的空气与抽屉外部的空气流动的通路的气孔形成于所述抽屉壁面上，
在形成有所述气孔的抽屉壁面的外表面具备光催化剂物质，
在所述储藏空间内壁上设置有发出照射到所述光催化剂物质的紫外线的紫外线发光二极管，
在储藏空间的与形成有气孔的所述抽屉壁面对置的内壁上设置有导光板，以朝向所述抽屉的壁面所具备的光催化剂物质照射光，
所述紫外线发光二极管使紫外线入射到所述导光板。
5.一种空气净化及保鲜装置的控制方法，其为权利要求1至权利要求4中任意一项所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
包括：
检测冰箱的门是否为打开状态的步骤；以及
当检测到所述冰箱的门为打开状态时，阻断向所述紫外线发光二极管供给的电源的步骤。
6.根据权利要求5所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
还包括：
若在检测到所述门打开后门被再次关闭则点亮紫外线发光二极管，在经过预定时间后，熄灭所述紫外线发光二极管的步骤。
7.根据权利要求6所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
在所述紫外线发光二极管被点亮的期间，使设置于所述冷却流路的风扇工作。
8.根据权利要求5所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
还包括：
对所述储藏空间内的空气所包含的乙烯的浓度进行测定的步骤；以及
当测定出的乙烯的浓度为预定浓度以上时，点亮紫外线发光二极管，在经过预定时间后熄灭所述紫外线发光二极管的步骤。
9.根据权利要求8所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
在所述紫外线发光二极管被点亮的期间使设置于所述冷却流路的风扇工作。
10.根据权利要求5所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
包括：
在所述储藏空间内的温度上升至基准温度以上时，冷却流路内的蒸发器和风扇工作的步骤；以及
在所述风扇工作的期间点亮紫外线发光二极管的步骤。
11.根据权利要求10所述的空气净化及保鲜装置的控制方法，其中，
还包括：在所述风扇启动后，经过预定时间后，熄灭所述紫外线发光二极管的步骤。
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