CN111854282A - 冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法，包括箱体、开设在箱体内的冷冻室和变温室，变温室设置有风道开关，还包括：超声波发射器，设置在箱体内；超声波换能器，通讯连接超声波发射器，将超声波发射器所产生的信号转换成超声波，产生的超声波在冷冻时用于震碎变温室内食材上的冰晶，在解冻时用于融化冰晶；主控板，设置在箱体上，通讯连接超声波发射器和风道开关以控制超声波发射器、风道开关的开启与关闭。本发明提供的冷冻解冻冰箱与现有技术相比，利用超声波换能器所转换的机械振动产生超声波将食材的冰晶震碎并融化，实现对食材的快速、均匀解冻，避免了现有的解冻所带来的加热不均匀、汁液流失率高、解冻时间长等用户体验差的问题。

Description

冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法

技术领域

本发明属于冰箱技术领域，更具体地说，是涉及一种冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法。

背景技术

冰箱是人们日常生活中常见的生活电器，冰箱通常具有冷冻和冷藏的功能，对于冷冻区，人们常用来保存一些鱼类或者肉类等食材。

而日常生活中所采用的解冻技术包括：电加热解冻、热水解冻、流水解冻、空气解冻、冷藏解冻等技术。然而，上述技术均存在一些短板从而产生一些不良后果。例如加热不均匀所导致的局部熟化，水浸泡产生的汁液流失率较高，解冻时间较长引起的用户体验差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法，以解决现有技术中存在的加热不均匀导致局部熟化、水浸泡产生汁液流失等用户体验差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种冷冻解冻冰箱，包括箱体、开设在箱体内的冷冻室和变温室，所述变温室设置有风道开关，还包括：超声波发射器，设置在所述箱体内；超声波换能器，通讯连接所述超声波发射器，将所述超声波发射器所产生的信号转换成超声波，产生的超声波在冷冻时用于震碎变温室内食材上的冰晶，在解冻时用于融化冰晶；主控板，设置在所述箱体上，通讯连接所述超声波发射器和所述风道开关以控制所述超声波发射器、所述风道开关的开启与关闭。

进一步地，所述冷冻室和所述变温室之间设置有变温冷冻隔板，所述超声波换能器设置在所述变温冷冻隔板内。

进一步地，所述变温冷冻隔板包括上壳板和下壳板，所述上壳板和所述下壳板之间设置有多个所述超声波换能器，所述上壳板和所述下壳板之间填充有保温层。

进一步地，所述下壳板上设置有用于固定所述超声波换能器的固定板，所述超声波换能器的底部与所述固定板之间设置有连接件，所述保温层设置在所述上壳板和所述固定板之间，将各个所述超声波换能器隔开。

进一步地，所述超声波换能器包括依次设置的匹配层、第一电极、压电层以及第二电极，所述第二电极和所述固定板之间设置有吸声层。

进一步地，所述上壳板上设置有用于承托食材的承托板，所述承托板为金属板。

本发明的另一目的在于提供一种冷冻解冻方法，依次包括冷冻过程和解冻过程；

所述冷冻过程包括如下步骤：获取冷冻所需的参数，开启上述超声波发射器、风道开关，直至食材温度降至不高于第一预设温度，关闭所述超声波发射器，对食材进行持续低温冷冻直至冷冻时长达到预设值；

所述冷冻过程的冷却时间达到预设值后开启所述解冻过程，所述解冻过程包括如下步骤：开启上述超声波发射器，关闭所述风道开关，直至食材温度升至不低于第二预设温度，再度所述风道开关，关闭所述超声波发射器。

本发明提供的冷冻解冻冰箱的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在箱体内设置通讯连接的超声波发射器和超声波发射器，超声波发射器将市电转化成一定频率的电源信号，超声波换能器将电源信号的电能转化成机械振动，机械振动再产生超声波。冷冻过程中，主控板控制风道开关和超声波发射器开启，食材在冷冻的过程中会产生较大的冰晶，超声波换能器所转换的机械振动对食材较大的冰晶进行震碎，使得食材内部的冰晶变得细小，从而减小在冷冻的过程中，冰晶的生长对食材细胞的破坏，减小汁液的流失率，提高冷冻肉类食材的品质。食材在解冻的过程中，关闭风道开关，利用超声波换能器所转换的机械振动产生超声波将食材的冰晶震碎并融化（利用了超声波的空化效应和热效应），实现对食材的快速、均匀解冻，避免了现有的解冻所带来的加热不均匀、汁液流失率高、解冻时间长等用户体验差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷冻解冻冰箱的结构示意图，部分结构未视出；

图2为本发明实施例提供的变温冷冻隔板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的超声波换能器的结构示意图；

图4为本发明实施例所采用的冷冻解冻方法的流程图。

其中，图中各附图主要标记：

1、箱体；2、冷冻室；3、变温室；4、风道开关；

5、变温冷冻隔板；51、上壳板；52、下壳板；53、保温层；54、固定板；55、连接件；

6、超声波发射器；

7、超声波换能器；71、匹配层；72、第一电极；73、压电层；74、第二电极；75、吸声层；

8、主控板；9、温度传感器；10、电极线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的冷冻解冻冰箱进行说明。所述冷冻解冻冰箱，包括箱体1，箱体1内开设有冷冻室2、变温室3和冷藏室，变温室3开设在冷冻室2和变温室3之间，变温室3内设置有风道开关4。冷冻解冻冰箱还包括变温冷冻隔板5、超声波发射器6、超声波换能器7以及主控板8。其中，变温冷冻隔板5设置在冷冻室2和变温室3之间，超声波发射器6和超声波换能器7均设置在箱体1内，超声波发射器6和超声波换能器7通讯连接。主控板8设置在箱体1上（本实施方式是设置在箱体1的顶部），主控板8与超声波发射器6、风道开关4分别通讯连接，以控制超声波发射器6、风道开关4的开启与关闭，冷冻过程是通过风道吹出的冷风使得食物冻结，超声波换能器7，用于转换所述超声波发射器6所产生的能量，具体是，超声波发射器6将市电转化成一定频率的电源信号，超声波换能器7将电源信号的电能转化成机械振动，机械振动再产生超声波，产生的超声波在冷冻时用于震碎变温室3内食材的冰晶，在解冻时用于融化食材的冰晶。变温室3内设置有用于检测变温室3内温度的温度传感器9，温度传感器9将检测到的温度反馈给主控板8，主控板8根据反馈的信号控制超声波发射器6、风道开关4的开启和关闭。

本发明提供的冷冻解冻冰箱，与现有技术相比，在箱体1内设置通讯连接的超声波发射器6和超声波发射器6，超声波发射器6将市电转化成一定频率的电源信号，超声波换能器7将电源信号的电能转化成机械振动，机械振动再产生超声波。冷冻过程中，主控板8控制风道开关4和超声波发射器6开启，食材在冷冻的过程中会产生较大的冰晶，超声波换能器7所转换的机械振动对食材较大的冰晶进行震碎，使得食材内部的冰晶变得细小，从而减小在冷冻的过程中，冰晶的生长对食材细胞的破坏，减小汁液的流失率，提高冷冻肉类食材的品质。食材在解冻的过程中，关闭风道开关4，利用超声波换能器7所转换的机械振动产生超声波将食材的冰晶震碎并融化（利用了超声波的空化效应和热效应），实现对食材的快速、均匀解冻，避免了现有的解冻所带来的加热不均匀、汁液流失率高、解冻时间长等用户体验差的问题。

优选地，请一并参阅图1及图2，变温室3和冷冻室2之间设置有变温冷冻隔板5，超声波换能器7设置在变温冷冻隔板5内，由于在冷冻和解冻的过程中，食材往往放置变温室3的底部，也就是变温冷冻隔板5的上方，如此设置使得超声波换能器7所发射的超声波与食材的距离更近，另外，食材放置在变温冷冻隔板5上所产生的投影面积与超声波换能器7的接触面积更大，使得食材所能够接收到的超声波更多。由于空气的弹性模量较小，超声波在空气中传播过程中，能量消耗较快。若将超声波转换器器置于变温室3的顶部，由于与食材之间具有一定的距离，则会导致部分能量流失，不利于效率的提高。若将超声波转换器设置在变温室3的侧壁，则食材的投影以及超声波在空气中传播的消耗则均对碎冰效果造成影响。

具体地，请一并参阅图1及图2，变温冷冻隔板5包括上壳板51和下壳板52，在上壳板51和下壳板52之间设置有多个超声波换能器7，而且在上壳板51和下壳板52之间填充有保温层53，将各个超声波换能器7隔开。上壳板51上设置有用于承载食材的承托板（图中未视出），承托板选用为金属板，在食材冻结的过程中，有利于加强传热。另外，为了将超声波换能器7稳定地设置在变温冷冻隔板5内，在下壳板52上设置固定板54，利用连接件55（本实施方式采用的是螺钉）将超声波换能器7固定在固定板54上。因此，确切地讲，保温层53是填充在上壳板51和固定板54之间的。

详细地，请参阅图2及图3，超声波换能器7包括依次设置的匹配层71、第一电极72、压电层73以及第二电极74，在第二电极74和固定板54之间设置有吸声层75。第一电极72和第二电极74上均连接有电极线10，其中保温层53和吸声层75都是多孔吸声材料。其中，多孔静音材料具体是指聚氨酯类多孔材料。具体安装方法可依据以下内容进行参考：预先将超声波换能器7以及电极线10固定在预定位置（冰箱冷冻变温隔板内部），然后进行发泡填充，使得发泡层能够较为均匀的将超声波换能器7外的空间进行填充，从而达到静音的效果。此外，超声波发生器位置进行更换，调整至冰箱背板上，在背板上预留可打开电控盒，方便检修。超声波发射器6以及超声波换能器7之间通过电极线10相互连接，电极线10分为正负极。

请参阅图4，本发明还提供一种冷冻解冻方法，所述冷冻解冻方法依次包括冷冻过程和解冻过程。其中冷冻过程具体为：获取冷冻所需的参数，开启超声波发射器6、风道开关4，风道开关4开启后，风道内温度为T1，对食材进行持续冻结直至食材的温度降至不高于第一预设温度T2，若食材的温度降至不高于T2，则关闭超声波发射器6，若食材的温度依然高于T2，则持续进行冷冻。直至冷冻的时间达到预设值t1，则开始进行解冻过程，解冻过程具体如下：开启超声波发射器6，关闭风道开关4，直至食材温度升至不低于第二预设温度T3，再次开启风道开关4，此时风道内的温度为T4，然后关闭超声波发射器6，解冻过程结束。

前文提到的参数T1、T2、T3、T4、t1的取值范围依次如下：

T1：文中对应冻结时风道温度，取值范围为-30～-5℃，最优取值范围为-30～-20℃；

T2：文中对应冻结时食材温度，取值范围为-30～0℃，最优取值范围为-5～0℃；

T3：文中对应冻结时风道温度，取值范围为-30～10℃，最优取值范围为-5～5℃；

T4：文中对应冻结时风道温度，取值范围为-30～5℃，最优取值范围为0～5℃；

t1：设置冻结食材冷冻的时间，取值范围为0～999h，最优取值范围为0～48h。

请参阅图1至图4，以下是对本发明的补充说明：

用户将暂时不及时处理的冷鲜肉放入冰箱的变温室3，并在冰箱控制面板上根据需要对上述提到的五个参数进行设定，设定成功后点击开始按钮，开始进入肉块处理流程。为了能够使得肉块迅速冻结，并保证肉块内部的冰晶细小，在冻结的过程中辅助以超声波技术，通过超声波的空化作用将较大的冰晶破碎，并产生均匀、细小的冰晶颗粒，从而减小在冷冻的过程中，冰晶的生长对细胞的破坏，减小汁液流失率，提高冷冻肉的品质。在达到肉块温度达到T2后，冰晶已经通过最大冰晶带，此时可关闭超声波发射器6，以减小不必要的能量损耗，并保证肉块能够在低温下冷冻保存。在达到设定的保存时间后，系统会自动开启肉块的解冻模式，关闭风道开关4，并打开超声波发射器6，能够实现肉块的快速、均匀解冻，同时当肉块完成解冻后，肉块温度达到T3后，关闭超声波发射器6。为了能够保证肉块的鲜度，打开风道开关4并将风道温度设置为T4，系统对其进行低温冷藏保存，以便于用户的取用。

在无命令条件下，冰箱变温层以-5℃进行工作，默认风道开关4开启。冰箱具体工作流程如下，用户将暂时不用的冷鲜肉放入变温室3，设置肉块存放的时间t1，并打开开启按钮。程序开始运行，首先打开超声波发射器6，同时打开变温室3风道开关4（如处于开启状态，则自动忽略），调整出风温度为T1，在超声波发射器6开启的条件下，迅速的将肉块进行冻结；在冻结过程中，冰箱检测肉块的温度，如果温度低于T2，则说明肉块内部大部分的水分已经冻结，已满足冷冻要求。此时，开始计时，关闭超声波发射器6，出风温度以T1持续运行，从而对肉逐渐进行深度冷冻。当计时时间满足设定时间t1时，开始解冻流程，此时关闭变温室3风道开关4，使肉块不再进行继续冷冻并在超声的作用下开始解冻。在解冻过程中，对肉块温度进行检测，当温度达到T3时，认为解冻完成，已能够被使用，此时关闭超声波发射器6，并打开变温室3的风道开关4，调整风道出风温度以T4进行运行，使得解冻完成的肉处在低温冷藏作用下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.冷冻解冻冰箱，包括箱体、开设在箱体内的冷冻室和变温室，所述变温室设置有风道开关，其特征在于，还包括：

超声波发射器，设置在所述箱体内；

超声波换能器，设置在所述箱体内，通讯连接所述超声波发射器，将所述超声波发射器所产生的信号转换成超声波，产生的超声波在冷冻时用于震碎所述变温室内食材的冰晶，在解冻时用于融化冰晶；

主控板，设置在所述箱体上，通讯连接所述超声波发射器、所述风道开关，以控制所述超声波发射器、所述风道开关的开启与关闭。

2.如权利要求1所述的冷冻解冻冰箱，其特征在于：所述冷冻室和所述变温室之间设置有变温冷冻隔板，所述超声波换能器设置在所述变温冷冻隔板内。

3.如权利要求2所述的冷冻解冻冰箱，其特征在于：所述变温冷冻隔板包括上壳板和下壳板，所述上壳板和所述下壳板之间设置有多个所述超声波换能器，所述上壳板和所述下壳板之间填充有保温层。

4.如权利要求3所述的冷冻解冻冰箱，其特征在于：所述下壳板上设置有用于固定所述超声波换能器的固定板，所述超声波换能器的底部与所述固定板之间设置有连接件，所述保温层设置在所述上壳板和所述固定板之间，将各个所述超声波换能器隔开。

5.如权利要求4所述的冷冻解冻冰箱，其特征在于：所述超声波换能器包括依次设置的匹配层、第一电极、压电层以及第二电极，所述第二电极和所述固定板之间设置有吸声层。

6.如权利要求3所述的冷冻解冻冰箱，其特征在于：所述上壳板上设置有用于承托食材的承托板，所述承托板为金属板。

7.冷冻解冻方法，其特征在于：依次包括冷冻过程和解冻过程；

所述冷冻过程包括如下步骤：获取冷冻所需的参数，开启权利要求1-6中任一项所述的超声波发射器、风道开关，直至食材温度降至不高于第一预设温度，关闭所述超声波发射器，对食材进行持续低温冷冻直至冷冻时长达到预设值；

所述冷冻过程的冷却时间达到预设值后开启所述解冻过程，所述解冻过程包括如下步骤：开启权利要求1-6中任一项所述超声波发射器，关闭所述风道开关，直至食材温度升至不低于第二预设温度，再度所述风道开关，关闭所述超声波发射器。

8.如权利要求7所述的冷冻解冻方法，其特征在于：所述冷冻过程中的风道开关开启后，风道中的气流温度为第一温度，所述第一温度的范围为-30～-20℃；所述解冻过程中的风道开关开启后，风道中的气流温度为第二温度，所述第二温度的范围为0～5℃。

9.如权利要求7所述的冷冻解冻方法，其特征在于：所述第一预设温度的范围为-5～0℃，所述第二预设温度的范围为-5～5℃。

10.如权利要求7所述的冷冻解冻方法，其特征在于：所述冷冻过程的冷却时间预设值为0～48h。

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