CN108278823B - 冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冰箱，包括：箱体、储物容器和电解除氧组件。电解除氧组件用于消耗储物空间内空气中的氧气，从而在该空间内获得富氮贫氧以利于食物保鲜的气体氛围。该气体氛围通过降低储物空间内氧气的含量，降低食物(特别是果蔬)的有氧呼吸的强度，同时保证基础的呼吸作用，防止食物进行无氧呼吸，从而达到食物长期保鲜的目的。电解除氧组件设置于冰箱的背板上，且与蒸发器的上游部分和基本位于同一高度上。由于蒸发器上游处属于冷热空气交汇处，因此湿度较大，空气中水蒸气含量丰富。在本发明中，电解除氧组件靠近蒸发器上游设置。电解除氧组件设置于该位置有利于加快电解反应的速度，从而提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及冷藏冷冻领域，特别涉及一种冰箱。
背景技术
气调保鲜技术一般性地是指通过调节储存物所处封闭空间的气体氛围(气体成分比例或气体压力)的方式来来延长食品贮藏寿命的技术，其基本原理为：在一定的封闭空间内，通过各种调节方式得到不同于正常空气成分的气体氛围，以抑制导致储存物(通常为食材)腐败变质的生理生化过程及微生物的活动。特别地，在本申请中，所讨论的气调保鲜将专门针对于对气体成分比例进行调节的气调保鲜技术。
本领域技术人员均知晓，正常空气成分包括(按体积百分比计，下文同)：约78％的氮气，约21％的氧气，约0.939％的稀有气体0.031％的二氧化碳，以及0.03％的其他气体和杂质(例如，臭氧、一氧化氮、二氧化氮、水蒸气等。在气调保鲜领域，通常采用向封闭空间充入富氮气体来降低氧气含量的方式来获得富氮贫氧的保鲜气体氛围。这里，本领域技术人员均知晓，富氮气体是指氮气含量超过上述正常空气中氮气含量的气体，例如其中的氮气含量可为95％～99％，甚至更高；而富氮贫氧的保鲜气体氛围是指氮气含量超过上述正常空气中氮气含量、氧气含量低于上述正常空气中氧气含量的气体氛围。
气调保鲜技术的历史虽然可追溯到1821年德国生物学家发现水果蔬菜在低氧水平时能减少代谢作用开始。但直到目前为止，由于传统上用于气调保鲜的制氮设备体积庞大、成本高昂，导致该技术基本上还是局限于使用在各种大型的专业贮藏库上(储藏容量一般至少30吨以上)。可以说，采用何种适当的气体调节技术和相应装置才可能经济地将气调系统小型化、静音化，使其适用于家庭或个人用户，是气调保鲜领域技术人员一直渴望解决但始终未能成功解决的技术难题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冰箱。
本发明的一个目的是为了提供富氮贫氧以利于食物保鲜的气体氛围。
本发明的另一个目的是为了提高电解除氧组件的工作效率。
一方面，本发明提供了一种冰箱，包括：箱体，其内部形成冰箱的储藏间室；内胆，设置于箱体内侧，箱体和内胆之间形成冰箱的风道；蒸发器，设置于风道内；储物容器，设置于储藏间室内部，其内部形成储物空间；背板，设置于储物容器的后方，且位于储物容器与内胆之间，背板的底部开设有一个开口，且开口正对蒸发器的上游部分；电解除氧组件，设置于开口上，且电解除氧组件面向储物容器的侧面与储物空间连通，配置成通过电解反应消耗储物空间内部的氧气。
可选地，储物容器的后壁贴靠背板设置。
可选地，储物容器为抽屉，其包括：筒体，其内部形成储物空间，其后侧面开设有用于允许电解除氧组件部分穿入的开孔；和抽拉部，可被推入筒体内部或由筒体内部抽出，以打开或封闭储物空间。
可选地，内胆上开设有多个连通风道的通风口。
可选地，其中一个通风口位于开口和蒸发器上游之间连线的位置上。
可选地，电解除氧组件还包括：阳极板，配置成电解水蒸气，产生氢离子和氧气；阴极板，配置成利用氢离子和氧气反应生成水；和夹持于阴极板和阳极板之间的质子交换膜，配置成将氢离子由阳极板一侧运输到阴极板一侧；其中阴极板背朝质子交换膜的一面朝向储物空间，阳极板背朝质子交换膜的一面朝向内胆。
可选地，电解除氧组件还包括：风机，设置于阳极板背朝质子交换膜的一侧，以将背板后部空间的水蒸气朝向阳极板吹送。
可选地，电解除氧组件还包括：两层扩散层，分别设置于阳极板和质子交换膜之间以及阴极板和质子交换膜之间，用于导电以及允许水蒸气扩散。
可选地，扩散层为表面镀铂的钛网。
可选地，阳极板的边缘还具有用于连接外界电池阳极的阳极板接线端；阴极板的边缘还具有用于连接外界电池阴极的阴极板接线端。
本发明提供了一种用于冰箱，包括：箱体、储物容器和电解除氧组件。电解除氧组件用于消耗储物空间内空气中的氧气，从而在该空间内获得富氮贫氧以利于食物保鲜的气体氛围。该气体氛围通过降低储物空间内氧气的含量，降低食物(特别是果蔬)的有氧呼吸的强度，同时保证基础的呼吸作用，防止食物进行无氧呼吸，从而达到食物长期保鲜的目的。电解除氧组件设置于冰箱的背板上，且与蒸发器的上游部分和基本位于同一高度上，也就是说，电解除氧组件的朝向内胆的一面正对蒸发器的上游部分。在本发明中，电解除氧组件靠近蒸发器上游设置。由于蒸发器上游处属于冷热空气交汇处，因此湿度较大，空气中水蒸气含量丰富。电解除氧组件设置于该位置，阳极板能够获得更多的水蒸气作为反应物，有利于加快电解反应的速度，从而提高电解除氧组件的工作效率。
进一步地，电解除氧组件还包括风机，用于向阳极板吹送水蒸气。本发明中的电解除氧组件阳极板的反应物为水，阳极板需要不断地补充水分，以使得电解反应能够持续进行。当电解除氧组件开启工作时，电池分别向阴极板和阳极板供电，同时风机开启，风机向阳极板吹送空气的同时，将空气中的水蒸气一同吹送至阳极板，以向阳极板提供反应物。因此，冰箱外界的空气能够向阳极板提供足够的反应物，无需为电解除氧组件单独设置水源或输水装置，从而简化了电解除氧组件的结构。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的冰箱的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的冰箱内部部分结构的背面示意图；
图3是根据本发明一个实施例的冰箱内部部分结构的侧面剖视图；
图4是根据本发明一个实施例的冰箱的侧面剖视示意图；
图5是根据本发明一个实施例的冰箱的储物容器的示意图；
图6是根据本发明一个实施例的冰箱的储物容器的示意图；
图7是根据本发明一个实施例的冰箱的电解除氧组件的示意图；
图8是根据本发明一个实施例的冰箱的电解除氧组件的分解示意图；
图9是根据本发明一个实施例的冰箱的电解除氧组件的容纳盒的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种冰箱，如图1至图4所示，其包括：箱体420、内胆410、背板440、储物容器100和电解除氧组件200。箱体420内部形成冰箱的储藏间室。储物容器100设置于储藏间室内部。
在本实施例中，在本实施例中冰箱为风冷冰箱，风冷冰箱内部利用空气流动循环对储藏间室进行制冷。该冰箱的储藏间室包括：冷藏间室和位于冷藏间室下方的冷冻间室(在图1中仅示出了冰箱上半部分，即冷藏间室的部分)。内胆410设置于箱体420内侧，箱体420和内胆410之间形成风冷冰箱的风道430。冰箱蒸发器300设置于风道430内部，并通过风道430将冷空气输送至冰箱的各个间室内。在本实施例中，风道430形成于风冷冰箱的后部，蒸发器300沿风道430上下延伸，其上半部分位于冷藏间室后方，下半部分位于冷冻间室后方。储物容器100设置于冷藏间室底部，其内部形成储物空间。背板440设置于储物容器100的后方，且位于储物容器100与内胆410之间。在本实施例中，背板440竖直设置且与储物容器100后方的内胆410平行。背板440的底部开设有一个开口以及至少一个通往风道430的回风口441。
在本实施例中，回风口441的数量为两个，每个回风口441均由多个出风孔排列形成，两个回风口441沿背板440的宽度方向排列设置。回风口441的作用是允许冷藏间室内的空气重新流回风道430内部，以便于经过蒸发器300降温。在本实施例中，内胆410上还开设有多个连通风道430的通风口411，气流由回风口441首先进入背板440后部的空间，再由通风口411进入风道430内。上述开口设置于两个回风口441之间的位置上。
电解除氧组件200可拆卸地设置于开口处，且电解除氧组件200面向储物容器100的侧面与储物空间连通，配置成通过电解反应消耗储物空间内部的氧气。本实施例中，电解除氧组件设置于背板440的开口上，用户可以在打开冰箱门体后，安装或拆卸背板440上的电解除氧组件200。
在本实施例中，如图3所示，储物容器100的后壁贴靠背板440设置，以使得电解除氧组件200能够贯穿储物容器100的后壁与储物空间连通。具体地，储物容器100可以为抽屉110，如图5、图6所示，该抽屉110由筒体111和抽拉部112组成。该抽屉110可拆卸地设置于冰箱的冷藏间室的底部，在冷藏间室内胆410的内部两侧设置有多对凸肋，其中位于冷藏间室底部的一对凸肋用于限定抽屉110的安装位置。筒体111的后侧面开设有用于允许电解除氧组件200穿入的开孔113。上述开孔113可以为方孔，其大小形状与电解除氧组件200的截面相适配，以使得电解除氧组件200能够完全封闭上述开孔，以防止储物空间内部的气体泄漏。
在本实施例中，如图4所示，蒸发器300的冷媒流动路径的上游部分和储物容器基本位于同一高度上，也就是说，电解除氧组件200朝向内胆的一面正对蒸发器300的上游部分，电解除氧组件200靠近蒸发器300上游设置。由于蒸发器300上游处属于冷热空气交汇处，湿度较大，因此空气中水蒸气含量丰富。电解除氧组件200设置于该位置有利于加快电解反应的速度，从而提高工作效率。在本实施例中，内胆上的其中一个通风口411位于开口和蒸发器300上游之间连线的位置上，以使得蒸发器300上游的潮湿空气能够流通至电解除氧组件200附近。
如图7和图8所示，电解除氧组件200包括：电池、阳极板220、阴极板230和夹持于阴极板230和阳极板220之间的质子交换膜210。电池可以设置在冰箱箱体420的发泡层内。阴极板230背朝质子交换膜210的一面朝向储物容器100，阴极板230与储物空间内部的空气接触。阳极板220背朝质子交换膜210的一面朝向风道430，阳极板220与背板440后部的空气相接触。也就是说，电解除氧组件200具有至少3层结构，依次为阳极板220、质子交换膜210和阴极板230。每一层结构均与开口所在平面平行，且每一层面积的大小均与开口大小相同。
优选地，阴极板230和、阳极板220为碳电极板或铂电极板，一般使用表面有铂镀层的碳电极。阳极板220和阴极板230的边缘均设置有一个接线端，分别为阳极板接线端221和阴极板接线端231，用于分别连接电池的阳极和阴极。电池向阴极板230提供电子，同时阳极板220向电池阳极提供电子。阳极板220配置成电解水蒸气，产生质子和氧气。质子交换膜210配置成将质子由阳极板220一侧运输到阴极板230一侧。阴极板230配置成利用质子和氧气反应生成水。其中，阳极板和阴极板的化学反应式分别为：
阳极板：2H2O→O2+4H++4e-
阴极板：O2+4H++4e-→2H2O
具体的，电池的阳极向阳极板220充电，阳极板220一侧电解回风口441附近的水蒸气，产生氢离子和氧气，氧气排至背板440与内胆410形成的空间内，氢离子进入质子交换膜210内。电池的阴极向阴极板230充电，向阴极板230提供电子，阴极板230一侧利用质子交换膜210提供的氢离子和储物空间内部的氧气反应生成水，以此消耗储物空间内部的氧气。在本实施例中，由于电解除氧组件200靠近回风口441设置，阳极板220附近的湿度较大，有利于阳极板220电解水蒸气，提高了电解除氧组件200的工作效率。
质子交换膜210包括：质子导电聚合物、多孔膜以及至少一种活性成分。至少一种活性成分分散在质子导电聚合物中，且质子导电聚合物被吸入并填充在多孔膜的孔中。质子交换膜210的作用为供氢离子穿过，以将阳极板220反应生成的氢离子运输到阴极板230，供阴极板230反应使用。
优选地，质子导电聚合物为聚苯乙烯磺酸(PSSA)或羧甲基纤维素(CMC)。多孔膜为聚四氟乙烯(PTFE)或氟化乙烯丙烯(FEP)或聚烯烃薄膜或聚全氟乙丙烯或玻璃纤维或陶瓷纤维或聚合物纤维；活性成分为适用于电渗流动的硅胶，分散的硅胶浓度不超过质子交换膜质量的5％。
在本实施例中，上述电解除氧组件200还可以进一步包括：两块弹性板240，分别设置在阳极板220和阴极板230的外侧，用于加紧阳极板220、质子交换膜210和阴极板230。电解除氧组件200还包括多个紧固螺钉，两块弹性板240、阳极板220、质子交换膜210和阴极板230的靠近边缘的位置均设置有多个螺孔201，每个紧固螺钉依次贯穿上述多个部件相同位置的螺孔201，以实现多层部件的固定和夹持。两块弹性板240面向阴极板230和阳极板220的侧面上均具有多个弹性凸起，且两块弹性板240上的弹性凸起的位置相对应，也就是说每个弹性凸起均能和另一块板上的一个弹性凸起相配共同合挤压阳极板220、阴极板230，以用于进一步加紧质子交换膜210。每块弹性板240的中间部分镂空，或均匀开设多个气孔，以允许气体通过。
在本实施例中，电解除氧组件200还可以进一步地包括：扩散层270、活性炭过滤筛和一个或多个垫圈260。扩散层270位于阳极板220和质子交换膜210之间以及阴极板230和质子交换膜210之间，扩散层270的材质为表面镀铂的钛网，其作用为便于导电以及允许水蒸气扩散。活性炭过滤筛设置于阳极背朝质子交换膜210的一侧，用于净化进入阳极板220的气体。至少一个垫圈260可以位于上述多层结构之间，每个垫圈260为矩圆形的薄圈，其外圈大小与阴极板230、阳极板220的大小相同。每个垫圈260由弹性材料制成，以缓冲相邻层之间的挤压力。
电解除氧组件200还包括：风机。上述风机可以为微型轴流风机。风机设置于阳极板220背朝质子交换膜210的一侧，其转轴与阳极板220垂直，用于将蒸发器上游附近的水蒸气朝向阳极板220吹送。本实施例的电解除氧组件200阳极板220的反应物为水蒸气，因此，阳极板需要不断地补充水分，以使得电解反应能够持续进行。当电解除氧组件200开启工作时，电池分别向阴极板230和阳极板220供电，同时风机开启，风机向阳极板220吹送空气的同时，将空气中的水蒸气一同吹送至阳极板220，以向阳极板220提供反应物。由于蒸发器上游附近的空气能够向阳极板220提供足够的反应物，因此无需为电解除氧组件200单独设置水源或输水装置。
在本实施例中，上述阴极板230、阳极板220和质子交换膜210等多层结构整合到一容纳盒280内，以便于整体安装或拆卸电解除氧组件200。上述容纳盒280可以完全嵌入背板440内，也可以部分嵌入。
如图9所示，在图中定义X方向为容纳盒280的长度方向，Y为宽度方向，Z为高度方向。容纳盒280顶部开设有用于装入电解除氧组件200中各个部件的安装口281，该安装口281为矩形，其大小与阴极板230、阳极板220大小相适配。容纳盒280底部表面镂空，以允许气体通过，在本实施例中，容纳盒280底部表面还固定有一个十字支架286，以用于支撑电解除氧组件200中的各个部件。
容纳盒280的其中一个侧壁还设置有两个通孔285，以允许阳极板接线端221和阴极板接线端231伸出。阳极板接线端221或阴极板接线端231伸出容纳盒280后，再通过线路连接与外界电池的阴阳极连通。
在对电解除氧组件200进行组装时，先将阴极板230、阳极板220、质子交换膜210、垫圈260、弹性板240、扩散层270等部件按照前述位置关系排列好，并组成多层结构，然后再将该多层结构整体放置到容纳盒280内部。该多层结构的层排列方向与容纳盒280的高度方向一致。在本实施例中，容纳盒280内的多层结构由上到下依次为：弹性板240、垫圈260、阴极板230、垫圈260、扩散层270、质子交换膜210、扩散层270、垫圈260、阳极板220、垫圈260和弹性板240。在安装电解除氧组件200时，将组装好的电解除氧组件200整体插入背板440的开口内，当容纳盒280整体进入到背板440内部时，电解除氧组件200安装完成。若用户不需要储物容器的除氧功能，则将容纳盒280整体取出即可。电解除氧组件200安装完成后，再将抽屉110的筒体111装配到储藏间室内部，将开孔正对电解除氧组件200，使得电解除氧组件200同时贯穿背板440和筒体的后侧面。
本实施例的储物容器100包括：电解除氧组件200。电解除氧组件200用于消耗储物空间内空气中的氧气，从而在该空间内获得富氮贫氧以利于食物保鲜的气体氛围。该气体氛围通过降低储物空间内氧气的含量，降低食物(特别是果蔬)的有氧呼吸的强度，同时保证基础的呼吸作用，防止食物进行无氧呼吸，从而达到食物长期保鲜的目的。
本领域技术人员应理解，在没有特别说明的情况下，本发明实施例中所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等用于表示方位或位置关系的用语是以冰箱的实际使用状态为基准而言的，这些用语仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (8)
1.一种冰箱，包括：
箱体，其内部形成所述冰箱的储藏间室；
内胆，设置于所述箱体内侧，所述箱体和所述内胆之间形成所述冰箱的风道；
蒸发器，设置于所述风道内；
储物容器，设置于所述储藏间室内部，其内部形成储物空间；
背板，设置于所述储物容器的后方，且位于所述储物容器与所述内胆之间，所述背板的底部开设有一个开口，且所述开口正对所述蒸发器的上游部分；
电解除氧组件，设置于所述开口上，且所述电解除氧组件面向所述储物容器的侧面与所述储物空间连通，配置成通过电解反应消耗所述储物空间内部的氧气；
所述储物容器的后壁贴靠所述背板设置；
所述储物容器为抽屉，其包括：
筒体，其内部形成储物空间，其后侧面开设有用于允许所述电解除氧组件部分穿入的开孔；和
抽拉部，可被推入所述筒体内部或由所述筒体内部抽出，以打开或封闭所述储物空间。
2.根据权利要求1所述的冰箱，其中
所述内胆上开设有多个连通所述风道的通风口。
3.根据权利要求2所述的冰箱，其中
其中一个所述通风口位于所述开口和所述蒸发器上游之间连线的位置上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冰箱，其中所述电解除氧组件还包括：
阳极板，配置成电解水蒸气，产生氢离子和氧气；
阴极板，配置成利用氢离子和氧气反应生成水；和
夹持于所述阴极板和阳极板之间的质子交换膜，配置成将氢离子由所述阳极板一侧运输到所述阴极板一侧；其中
所述阴极板背朝所述质子交换膜的一面朝向所述储物空间，所述阳极板背朝所述质子交换膜的一面朝向所述内胆。
5.根据权利要求4所述的冰箱，其中所述电解除氧组件还包括：
风机，设置于所述阳极板背朝所述质子交换膜的一侧，以将所述背板后部空间的水蒸气朝向所述阳极板吹送。
6.根据权利要求5所述的冰箱，其中所述电解除氧组件还包括：
两层扩散层，分别设置于所述阳极板和所述质子交换膜之间以及所述阴极板和所述质子交换膜之间，用于导电以及允许水蒸气扩散。
7.根据权利要求6所述的冰箱，其中
所述扩散层为表面镀铂的钛网。
8.根据权利要求5所述的冰箱，其中
所述阳极板的边缘还具有用于连接外界电池阳极的阳极板接线端；
所述阴极板的边缘还具有用于连接外界电池阴极的阴极板接线端。
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