CN113088993A - 氢气发生设备、冷藏装置及其制氢控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢气发生设备、冷藏装置及其制氢控制模块，涉及冷链运输设备技术领域，该氢气发生设备包括氢气发生器氢气发生器包括设于氢气发生器外部的氢气输送通道和设于氢气发生器内部的氧气输送通道，氢气输送通道用于向冷藏装置输送氢气，氧气输送通道直接向外排放氧气。提供了一种冷藏装置包括氢气发生设备。以及提供了一种用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块。本发明采用氢气代替传统的惰性气体对置于冷藏装置内的食品保鲜，达到延长食品保鲜周期的目的。
Description
技术领域
本发明涉及冷链运输设备技术领域，尤其是涉及一种氢气发生设备、冷藏装置及其制氢控制模块。
背景技术
氢气是一种具有还原性的气体。常温下，性能稳定，不易与其它物质发生化学反应。近年来科学研究发现，氢气相比惰性气体对食品保鲜具有更好的效果。食品的腐烂变质主要是一种氧化反应，在食品存储的环境中加入适量的氢气，能够延缓食品腐败的速度。
因此，如何在冰箱(冷链运输车、冷藏箱等)冷藏装置内加入适量氢气，延长食品的保鲜期成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供了一种氢气发生设备，以解决现有技术中的冷藏装置一般采用惰性气体对食品保鲜，但是保鲜效果欠佳的技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种含有上述氢气发生设备的冷藏装置。
本发明的目的之三在于提供一种用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块。
为了实现上述目的之一，本发明提供了一种氢气发生设备，包括用于产生氢气的氢气发生器，所述氢气发生器包括设于所述氢气发生器外部的氢气输送通道和设于所述氢气发生器内部的氧气输送通道，所述氢气输送通道用于向冷藏装置输送氢气，所述氧气输送通道直接向外排放氧气。
根据一种优选实施方式，所述氢气发生器采用水解法制备氢气和氧气。
根据一种优选实施方式，还包括用于干燥经所述氢气发生器产生的氢气的氢气干燥器，所述氢气干燥器设于所述氢气输送通道上。
根据一种优选实施方式，所述氢气发生器包括底部设有渗水孔的注水筒、隔网、离子交换膜和抱紧箍，其中，从内到外依次为所述注水筒、所述隔网、所述离子交换膜、所述隔网和所述抱紧箍依次套设，所述注水筒设为阳极，所述抱紧箍设为阴极，所述氧气输送通道从所述注水筒的底部向顶部延伸。
根据一种优选实施方式，所述注水筒的顶部设有盖设于所述注水筒的筒盖，上方设有加水口、溢出水口和氧气出口，下方设有氢气出口，所述氢气出口与所述氢气输送通道导通。
根据一种优选实施方式，所述注水筒内设有低位浮球和/或高位浮球。
为了实现上述目的之二，本发明提供了一种冷藏装置，包括上述任一所述的氢气发生设备，所述氢气发生设备位于所述冷藏装置的内部或者外部，且所述氢气发生设备产生的氢气输送至所述冷藏装置。
为了实现上述目的之三，本发明提供了一种用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块，所述制氢控制模块包括行程开关，所述行程开关安装于所述冷藏装置的门上，所述行程开关与氢气发生器电连接，所述冷藏装置的门关闭时，所述氢气发生器启动，所述冷藏装置的门开启时，所述氢气发生器停止；
所述制氢控制模块还包括发生器控制模块，所述发生器控制模块用于控制所述冷藏装置的爆炸极限，所述发生器控制模块包括安装于所述冷藏装置内的第一可燃气体浓度传感器和发生器控制器，所述第一可燃气体浓度传感器和所述发生器控制器电连接，所述发生器控制器电连接氢气发生器，当所述第一可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3％时，将浓度信号传递给所述发生器控制器，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
根据一种优选实施方式，所述发生器控制模块还包括安装于所述冷藏装置内的第二可燃气体浓度传感器，所述第二可燃气体浓度传感器和所述发生器控制器电连接，所述发生器控制器电连接氢气发生器，当所述第一可燃气体浓度传感器损坏时，同时所述氢气发生器工作达到制备氢气浓度为3％时的运行时间时，所述第二可燃气体浓度传感器启动，当所述第二可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3.2％时，将浓度信号传递给所述发生器控制器，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
根据一种优选实施方式，当所述第二可燃气体浓度传感器损坏时，同时所述氢气发生器工作达到制备氢气浓度为3.2％时的运行时间时，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
本发明提供的氢气发生设备，具有以下技术效果：
该种氢气发生设备，同传统的氢气发生设备相比，相同的是，均包括氢气发生器，不同的是，本发明的氢气发生设备包括单独的氢气输送通道和氧气输送通道，氧气输送通道位于氢气发生器内部，氢气输送通道位于氢气发生器外部，氧气输送通道将产生的氧气直接向外排放，而氢气输送通道则将产生的氢气输送至冷藏装置，即采用氢气代替传统的惰性气体对置于冷藏装置内的食品保鲜，达到延长食品保鲜周期的目的。
本发明提供的冷藏装置，具有以下技术效果：
该种冷藏装置，由于包含上述的氢气发生设备，即通过氢气发生设备制备的氢气对置于冷藏装置内的食品进行保鲜，这里的氢气要适量，达到延长食品保鲜期的目的。
本发明提供的用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块，具有以下技术效果：
该种制氢控制模块包括行程开关和发生器控制模块，行程开关根据冷藏装置的门的开闭，决定氢气发生器的启停，发生器控制模块用于控制冷藏装置的爆炸极限，当第一可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3％时，将浓度信号传递给发生器控制器，发生器控制器控制氢气发生器停止工作，从而保证氢气低于4.0％的爆炸极限。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的氢气发生设备的内部结构示意图；
图2是图1中氢气发生设备的另一角度的内部结构示意图；
图3是构成图1中氢气发生设备的氢气发生器的结构示意图；
图4是图3中的氢气发生器的爆炸结构示意图；
图5是用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块的流程图。
其中，图1-图5：
1、氢气发生设备；11、氢气发生器；111、注水筒；111a、渗水孔；111b、加水口；111c、溢出水口；111d、低位浮球；111e、高位浮球；111f、氧气出口；112、筒盖；113、抱紧箍；114、离子交换膜；115、隔网；116、密封绝缘橡胶；116a、条形槽；12、氢气干燥器；121、压力变送器；122、压力表；13、2号电磁阀；14、1号电磁阀；15、壳体；151、显示器；
2、制氢控制模块；
3、冰箱；31、门；32、行程开关。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
正如背景技术所述，现有技术中的惰性气体对食品保鲜具有一定的保鲜效果，但是食品的腐烂变质主要是一种氧化反应，惰性气体的保鲜效果有限。
基于此，本发明提供了一种氢气发生设备，同传统的氢气发生设备相比，不同的是，本发明的氢气发生设备包括单独的氢气输送通道和氧气输送通道，氧气输送通道位于氢气发生器内部，氢气输送通道位于氢气发生器外部，氧气输送通道将产生的氧气直接向外排放，而氢气输送通道则将产生的氢气输送至冷藏装置，即采用氢气代替传统的惰性气体对置于冷藏装置内的食品保鲜，达到延长食品保鲜周期的目的。
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1：
本实施例提供的氢气发生设备1，包括氢气发生器11和氢气干燥器12，氢气发生器11用于制备氢气，氢气干燥器12可将氢气发生器11制备的氢气进行干燥。
如图5所示，氢气发生器11包括氢气输送通道和氧气输送通道，氢气输送通道位于氢气发生器11的外部，氧气输送通道位于氢气发生器11的内部，氢气输送通道用于向冷藏装置输送氢气，氢气干燥器12设于氢气输送通道上，即制备的氢气经过氢气干燥器12进行干燥，氧气输送通道直接向外排放氧气。
值得注意的是，本发明的氢气发生器11采用水解法制备氢气和氧气，即通过氢气发生器11将水分解为氢气和氧气。相较于其它制氢方法，水电解生成的氢气纯度高，设备维护量少，制氢成本低，对环境没有任何污染等优点。
如图1和图2所示，氢气发生器11和氢气干燥器12均置于壳体15内部。氢气发生器11与氢气干燥器12之间还设有1号电磁阀14，即1号电磁阀14安装于氢气输送通道上，其能够防止位于氢气发生器11与氢气干燥器12之间的氢气输送通道的压力过高，打开1号电磁阀14，可排除置于氢气输送通道内残余的氢气，其在氢气发生器11工作过程中，处于常闭状态。
如图1和图2所示，氢气干燥器12的输出端上还设有2号电磁阀13，其在氢气发生器11工作过程中，处于常开状态，以实现向冷藏装置持续不断地输送氢气的目的。
如图1和图2所示，为了适时的控制氢气干燥器12内部的压力大小，氢气干燥器12上设有压力变送器121和压力表122，通过压力变送器121实时地调整氢气干燥器12内的压力大小，而压力表122则用于显示氢气干燥器12内的压力。
如图2所示，壳体15上还设有显示器151，显示器151可适时的显示氢气发生器11和氢气干燥器12的工作状态。
氢气干燥器12包括筒体和干燥剂，筒体上具有筒盖112，干燥剂位于筒体的正中间位置，沿着筒体的长度方向布置，潮湿的氢气从筒体的底部进入干燥剂，顺着干燥剂向上移动，然后从干燥剂的上方释放，在顺着筒体的内壁向下移动，直至输送至冷藏装置。
如图3和图4所示，氢气发生器11包括底部设有渗水孔111a的注水筒111，渗水孔111a均匀或者不均匀设置，只要达到渗水的目的，均在本发明的保护范围之内，渗水孔111a起到向外渗水的目的，此外，注水筒111采用不锈钢材质加工，加工成本低，注水筒111设为阳极。
氢气发生器11还包括隔网115、离子交换膜114、抱紧箍113和密封绝缘橡胶116。
如图3、图4和图5所示，从内到外依次为注水筒111、隔网115、离子交换膜114、隔网115和抱紧箍113依次套设，即离子交换膜114位于两层隔网115之间，隔网115、离子交换膜114、隔网115和抱紧箍113套设于具有渗水孔111a的注水筒111的一端，密封绝缘橡胶116呈两端开口的筒状体，其上具有竖直的条形槽116a，隔网115和离子交换膜114发生具体效果的部分位于条形槽116a内。此外，抱紧箍113也采用不锈钢材质加工，加工成本低，抱紧箍113设为阴极。
注水筒111的顶部设有盖设于注水筒111的筒盖112，使注水筒111处于封闭状态，上方同时设有加水口111b、溢出水口111c和氧气出口111f，加水口111b可直接用于人工加水至注水筒111，当水量达到一定程度时，则通过溢出水口111c向外溢出，氧气出口111f与注水筒111内部的氧气输送通道连通，氧气输送通道从注水筒111的底部向顶部延伸，从而将制备的氧气向外排出。
如图3所示，注水筒111的下方设有氢气出口，具体氢气出口位于抱紧箍113的侧壁上，氢气出口与氢气输送通道导通。
为了控制注水筒111内的水位，如图5所示，注水筒111内设有低位浮球111d和/或高位浮球111e。
具体的，当注水筒111的水量减少到一定程度时，低位浮球111d向外发出水位底的信号，提示加水；当注水筒111的水量增加到一定程度时，高位浮球111e则向外发出水位高的信号，提示停止加水。
低位浮球111d单纯用于人工加水，而高位浮球111e和低位浮球111d配合则可用于自动加水。
氢气发生器11原理说明：
蒸馏水由加水口111b充入氢气发生器11中，当有水从溢出水口111c流出时，表明水已经注满。
氢气发生器11中的蒸馏水经注水筒111的渗透孔进入作为抱紧箍113的阴极板和离子交换膜114间。离子交换膜114具有离子选择透过能力，即可通过水和离子，不可通过气体。
接通5VDC电源，
阴极：4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-
阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑
总反应式：2H2O＝2H2↑+O2↑
作为注水筒111的阳极产生的O2经氧气出口111f直接向外排放，作为抱紧箍113的阴极产生的H2携带部分水进入氢气干燥器12。
实施例2：
本实施例提供的冷藏装置，包括实施例1中的氢气发生设备1，氢气发生设备1位于冷藏装置的内部或者外部，并且氢气发生设备1产生的氢气输送至冷藏装置，即经过氢气干燥器12干燥的氢气被输送至冷藏装置。
需要说明的是，本发明的冷藏装置具体可以是冰箱3、可以是冷链运输车，还可以是冷藏箱，只要具有冷藏功能，均在本发明的保护范围之内。
以及，氢气发生设备1可以位于冷藏装置的内部，也可以位于冷藏装置的外部，只要能够达到输送干燥氢气的目的，均在本发明的保护范围之内。
如图5所示，冷藏装置为冰箱3，其上具有冰箱门31，冰箱门31上安装行程开关32，氢气发生设备1位于冰箱3的外部。
实施例3：
本实施例提供了一种制氢控制模块2，由于氢气的最低爆炸极限是4.0％(体积分数)，在设计氢气发生设备1时，以使用安全作为第一位，故本实施例的制氢控制模块2可用于控制实施例2中提到的含有氢气发生设备1的冷藏装置的爆炸极限。
具体的，制氢控制模块2包括行程开关32，如图5所示，行程开关32安装于冷藏装置的门31上，行程开关32与氢气发生器11电连接，冷藏装置的门31关闭时，氢气发生器11启动，冷藏装置的门31开启时，氢气发生器11停止。
制氢控制模块2还包括发生器控制模块，发生器控制模块用于控制冷藏装置的爆炸极限。
进一步的，发生器控制模块包括安装于冷藏装置内的第一可燃气体浓度传感器和发生器控制器，如图5所示，本实施例是将第一可燃气体浓度传感器安装在冰箱3上，第一可燃气体浓度传感器和发生器控制器电连接，发生器控制器电连接氢气发生器11，当第一可燃气体浓度传感器检测到冰箱3内的氢气浓度达到3％时，将浓度信号传递给发生器控制器，发生器控制器控制氢气发生器11停止工作。
更进一步的，发生器控制模块还包括安装于冷藏装置内的第二可燃气体浓度传感器，如图5所示，本实施例是将第二可燃气体浓度传感器安装在冰箱3上，第二可燃气体浓度传感器和发生器控制器电连接，发生器控制器电连接氢气发生器11。
即当第一可燃气体浓度传感器损坏时，同时氢气发生器11工作达到制备氢气浓度为3％时的运行时间时，第二可燃气体浓度传感器启动，当第二可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3.2％时，将浓度信号传递给发生器控制器，发生器控制器控制氢气发生器11停止工作；而当第二可燃气体浓度传感器损坏时，同时氢气发生器11工作达到制备氢气浓度为3.2％时的运行时间时，发生器控制器控制氢气发生器11停止工作。
制氢控制模块2还包括干燥控制模块，干燥控制模块用于控制氢气干燥器12内的干燥剂的使用时间，干燥控制模块包括计时器和报警器，计时器与报警器电连接，计时器达到设定时间后，将信号传递给报警器，报警器报警。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种氢气发生设备，包括用于产生氢气的氢气发生器，其特征在于，所述氢气发生器包括设于所述氢气发生器外部的氢气输送通道和设于所述氢气发生器内部的氧气输送通道，所述氢气输送通道用于向冷藏装置输送氢气，所述氧气输送通道直接向外排放氧气。
2.根据权利要求1所述的氢气发生设备，其特征在于，所述氢气发生器采用水解法制备氢气和氧气。
3.根据权利要求1所述的氢气发生设备，其特征在于，还包括用于干燥经所述氢气发生器产生的氢气的氢气干燥器，所述氢气干燥器设于所述氢气输送通道上。
4.根据权利要求3所述的氢气发生设备，其特征在于，所述氢气发生器包括底部设有渗水孔的注水筒、隔网、离子交换膜和抱紧箍，其中，从内到外依次为所述注水筒、所述隔网、所述离子交换膜、所述隔网和所述抱紧箍依次套设，所述注水筒设为阳极，所述抱紧箍设为阴极，所述氧气输送通道从所述注水筒的底部向顶部延伸。
5.根据权利要求4所述的氢气发生设备，其特征在于，所述注水筒的顶部设有盖设于所述注水筒的筒盖，上方设有加水口、溢出水口和氧气出口，下方设有氢气出口，所述氢气出口与所述氢气输送通道导通。
6.根据权利要求4所述的氢气发生设备，其特征在于，所述注水筒内设有低位浮球和/或高位浮球。
7.一种冷藏装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的氢气发生设备，所述氢气发生设备位于所述冷藏装置的内部或者外部，且所述氢气发生设备产生的氢气输送至所述冷藏装置。
8.一种用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块，其特征在于，所述制氢控制模块包括行程开关，所述行程开关安装于所述冷藏装置的门上，所述行程开关与氢气发生器电连接，所述冷藏装置的门关闭时，所述氢气发生器启动，所述冷藏装置的门开启时，所述氢气发生器停止；
所述制氢控制模块还包括发生器控制模块，所述发生器控制模块用于控制所述冷藏装置的爆炸极限，所述发生器控制模块包括安装于所述冷藏装置内的第一可燃气体浓度传感器和发生器控制器，所述第一可燃气体浓度传感器和所述发生器控制器电连接，所述发生器控制器电连接氢气发生器，当所述第一可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3％时，将浓度信号传递给所述发生器控制器，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
9.根据权利要求8所述的用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块，其特征在于，所述发生器控制模块还包括安装于所述冷藏装置内的第二可燃气体浓度传感器，所述第二可燃气体浓度传感器和所述发生器控制器电连接，所述发生器控制器电连接氢气发生器，当所述第一可燃气体浓度传感器损坏时，同时所述氢气发生器工作达到制备氢气浓度为3％时的运行时间时，所述第二可燃气体浓度传感器启动，当所述第二可燃气体浓度传感器检测到氢气浓度达到3.2％时，将浓度信号传递给所述发生器控制器，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
10.根据权利要求9所述的用于控制氢气发生设备在冷藏装置中的爆炸极限的制氢控制模块，其特征在于，当所述第二可燃气体浓度传感器损坏时，同时所述氢气发生器工作达到制备氢气浓度为3.2％时的运行时间时，所述发生器控制器控制所述氢气发生器停止工作。
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