CN218565869U - 氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有消毒功能的冷藏柜(箱)和冷藏冷冻柜(箱)以及冷冻柜(箱)的制造领域。氙准分子光源消杀技术是第三代低温消杀技术，氙准分子光源在环境空气中激发的活性氧簇是一种高效、安全、环保的消杀因子，使用可以将活性氧簇降解的材料制作的滤片可以快速的将活性氧簇降解为氧气分子和水分子，将氙准分子光源与活性氧簇消解滤片两者有机的组合在一起的技术设计方案，可以使具有消毒功能的冷藏冷冻柜的制造技术水平大幅度提高，产品的性能大幅度提高。本发明所表述的《氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜》为提高具有灭菌消毒功能的冷藏冷冻柜(器)的设计制造提供了一种崭新的技术方案。

Description

氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜

技术领域

本发明涉及具有消毒功能的冷藏柜(箱)和冷藏冷冻柜(箱)以及冷冻柜(箱)的制造领域。氙准分子光源消杀技术是第三代低温消杀技术，氙准分子光源在环境空气中激发的活性氧簇是一种高效、安全、环保的消杀因子，使用可以将活性氧簇降解的材料制作的滤片可以快速的将活性氧簇降解为氧气分子和水分子，将氙准分子光源与活性氧簇消解滤片两者有机的组合在一起的技术设计方案，可以使具有消毒功能的冷藏冷冻柜的制造技术水平大幅度提高，产品的性能大幅度提高。本发明所表述的《氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜》为提高具有灭菌消毒功能的冷藏冷冻柜(器)的设计制造提供了一种崭新的技术方案。

背景技术

保存食品等物品的冷冻冷藏柜(箱)已经使用了多年，但是仍然没有达到人们理想的需求。这是因为食品的腐败主要因素来自于两个因素，其一是食品自身细胞、酶等导致的自身腐败因素，其二是来自于外部腐败菌导致的食品腐败因素，而第二个因素是食物腐败的主要因素。食品低温保存，可以抑制食品自身的腐败因素和外部腐败微生物的活动来保鲜。但是一些腐败微生物并没有因为低温而完全停止活动，尤其是在0℃-10℃的冷藏环境，一些霉菌等导致食品腐败的微生物的活动要比人们普遍认识的活跃许多，这就是食品等物品在冷藏冷冻柜(箱)中的保鲜效果并不能够完全是人们满意得原因。

近年来在冷冻冷藏柜(箱)的制造领域已经引入了内部消杀功能，目前在市面上可以看到的主要有两类。第一类是采用低压汞灯与风扇组合置安装到冷冻冷藏柜(箱)中。但是低压汞灯的汞材料是当前环保防护的重点被消除的对象，很多含汞的产品和部件都是环保领域坚决要求快速取缔的。另外低压汞灯采用辐照消毒的消毒能力有限，对一些遮盖部位因为光线不能直接辐照而导致消毒失败。使用较好玻壳的低压汞灯可以释放185nm的真空紫外光，该真空紫外光可以激发空气中的氧气分子和水分子产生活性氧簇(目前被普遍称为臭氧，这是一种偏离客观事实的技术偏见)，但是低压汞灯发射的185nm的光强度很弱，激发空气产生活性氧簇的能力非常有限，所以不能获得高效的消杀效果。

另一种是采用空气放电部件与风扇组成的产生臭氧的装置安装在冷冻冷藏柜(箱)中。长期以来普遍存在对空气放电产物的认知模糊，导致了采用空气放电制备臭氧对食品保鲜在食品保鲜领域成为鸡肋技术，丢只可惜，用之存在令人非常不满意、但却又搞不清楚原因的烦恼。

本世纪后一些针对空气放电分子离子演化变迁的检测性文献陆续出现，但是因为专业性很强，开展这类研究的实验性文献相对非常少，并没有被人们广泛被了解，所以仍然将空气放电和低压汞灯185nm的真空紫外线辐射空气的产物都认为是同一种由三个氧原子组成的臭氧(O₃)，实际上这是一种广泛存在但却是偏离客观事实的认知偏见，实际上单纯地由三个氧原子构成的臭氧分子(或称为三氧分子)是不存在的。

事实上凡是跻身于空气放电产品制造的厂家都知道空气放电产生臭氧的同时会滋生氮氧化合物(NOx)的问题，然而却都在极力的回避这个问题。这是因为空气放电滋生的氮氧化合物的组分非常复杂，检测分析困难，开展此项研究需要高昂的研究经费、昂贵的分析设备和高水平的分析检测人员，且需要非常长的时间开展检测性研究。但是所产生的经济效益却是负方向的。本世纪后的一些具有价值的空气放电分子离子的演化检测研究显示，复杂的氮氧化合物在空气中趋于稳定的化学结构是二氧化氮(NO₂)，当二氧化氮与空气中的水分结合后的终端产物就形成了硝酸离子分子团簇(NO₃-(H₂O)n)，也就是硝酸微水汽雾。尽管空气电离产生的氧离子(O₂ ^-)和氢氧负离子(HO^-，注意不是氢氧自由基HO·)也是可以短暂，并形成如下表1所示的终端离子团簇。

表1：空气放电的终端离子分子产物

序号	化学式	命名	序号	化学式	命名
						1	NO<sub>3</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合硝酸根离子团簇	2	OH<sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合氢氧根离子团簇
3	O<sub>3</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合三氧离子团簇	4	O<sub>2</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合超氧离子团簇
						5	O<sub>2</sub><sup>-</sup>(HNO<sub>3</sub>)<sub>n</sub>	硝酸合超氧阴离子团簇	6	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合碳酸氢根离子团簇
7	CO<sub>3</sub><sup>-</sup>(H<sub>2</sub>O)<sub>n</sub>	水合碳酸根离子团簇	8	CO<sub>3</sub><sup>-</sup>HNO<sub>3</sub>	硝酸合碳酸根离子团簇
						9	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>HNO<sub>3</sub>	硝酸合碳酸氢根离子团簇	/	/	/

然而上述离子分子团簇的稳定性的排序是：NO₃ ^-·(H₂O)_n＞HCO₃ ^-HNO₃＞CO₃ ^-HNO₃＞O₂ ^-·(HNO₃)₂＞HCO₃ ^-·(H₂O)_n＞CO₃ ^-·(H₂O)_n＞O₃ ^-·(H₂O)_n＞O₂ ^-·(H₂O)_n＞OH^-·(H₂O)_n。所以其终端离子为水合硝酸根离子团簇(NO₃ ^-·(H₂O)_n)，这也是形成酸雨的主要成分。如果在放电的环境周围存在SO₂，NO₃ ^-·(H₂O)_n团簇会与SO₂生成更加稳定的终端HSO₄ ^-离子和HNO₃分子。如果将空气电离的气体直接通入中性水中，可以使水的PH值下降2个PH。这就是使用空气放电进行食品保鲜技术成为鸡肋技术的真正原因，因为强酸性的硝酸微雾是可以对很多有害微生物具有中高强度的消杀作用，但是绝大多数的食品细胞很难长期耐受强酸性的硝酸微雾的腐蚀性破坏。

所以在食品冷藏冷冻柜(箱)的制造领域，期待着一种具有跨代行的低温消毒技术。

可以发射172nm真空紫外线的氙准分子光源激发活性氧簇的第三代低温消毒技术展示了其优良的品质。172nm的真空紫外线具有167kcal/mol的辐射能，可以切断切断空气中氧气分子的双键激发基态氧(O)，还可以将空气中的水分子的氢氧键切断激发基态氢氧基(HO·)也称氢氧自由基。这两者都具有极强的氧化性，在摩尔量相当的情况下，可以瞬间将有机物转化为无机物CO₂↑和H₂O↑。而空气中的氮气的双键具有225kcal/mol的键能，172nm光的辐射能不能切断氮气的双键，所以在172nm辐射空气的光化学反应中，氮原子不参与，因此不会像空气放电那样滋生氮氧化合物(NOx)，因此也不会形成硝酸酸雾。介于目前仍然对空气放电普遍的产生与客观事实不相符合的技术偏见，所以一些技术法规和教科书将紫外线辐射空气后的光化学产物与空气放电后的电化学产物都归于“臭氧”(O₃)这种不存在的三氧结构的物质。受现有技术法规的限制，一些研究性文件将172nm真空辐射空气后的光化学产物称之为“最纯净的臭氧”以示与空气放电说所产生的臭氧的区别。172nm真空紫外线在工业清洗领域中已经做出了杰出的贡献。例如在目前液晶屏的制造中，172nm真空紫外线用于清洗塑化剂，将其瞬间氧化成CO₂↑和H₂O↑。氙准分子发射的172nm的真空紫外线在工业清洗领域内的成功使用已经完美的诠释和验证了172nm的窄频真空紫外线在消杀领域必然具有无比的优秀特性。

由于172nm的真空紫外线的穿透能力很弱，所以在工业清洗中，氙准分子灯管距离被清洗物体表面的距离应该控制在4mm的距离范围内。已有的分析检测研究证实，基态氧于基态氢氧基的寿命在ns的时间级别，非常短暂，可以快速的与空气中的氧气、水分子形成OH^-(H₂O)_n(水合氢氧根离子团簇)、O₃ ^-(H₂O)_n(水合三氧离子团簇)、O₂ ^-(H₂O)_n(水合超氧离子团簇)以及HCO₃ ^-(H₂O)_n(水合碳酸氢根离子团簇)和CO₃ ^-(H₂O)_n、(水合碳酸根离子团簇)。我们将这些真空期外光(VUV)辐射空气后的光化学产物所形成的终端分子离子团簇称之为“活性氧簇”。活性氧簇的氧化性仅略低于基态氧和氢氧自由基，但是寿命周期在ms的时间级别。在摩尔剂量相当的情况下，可以将大分子的有机物降解到小分子的有机物，乃至无机物CO₂↑和H₂O↑。使用活性氧簇进行的肺癌细胞核酸清除试验，在消杀后进行24次扩增未检测到有核酸印迹。由于氙准分子光源可以稳定和精确的释放消杀因子“活性氧簇”，以现有技术法规按照一类环境标准对臭氧的浓度限值(0.1mg/m³)的安全标准对空气中活性氧簇的浓度进行控制，在这个绝对安全的浓度下，在小于4h的时间内，活性氧簇可以对空气中的自然菌进行96％的消杀。这个消杀实验结果验证了氙准分子光源低温消杀技术可以在人机共处的状态下进行消杀作业。

任何国家和政府的技术法规都存在滞后于新技术发展的缺陷。例如我国颁布的GB28282-2020《臭氧消毒器卫生要求》将空气电离后的电化学产物、紫外光辐射后的光化学产物以及水电电解后电化学产物统称为“臭氧”，这是存在与客观事实不相符的技术落后。因为以三氧分子式O₃所表示的臭氧在自然界中是不存在的，空气电离后的电化学产物的终端分子离子团簇的主要成分是水合硝酸根离子团簇(NO₃ ^-(H₂O)_n)，紫外光辐射空气所需要的紫外光必须是短于200nm波长的真空紫外线(VUV)，其光化学产物的终端离子分子团簇是活性氧簇。水电解分电解槽有隔膜和无隔膜两种电解槽，有隔膜的电解槽电解后的产物是氢气与氧气，无隔膜的电解槽电解后的产物是“布朗气”。水合硝酸根离子团簇、活性氧簇、氢气、氧气、布朗气他们的主要组分不同，理化性质有很大的却别，在消杀领域和医疗领域中应用时，有些特性相通性，有些特性具有很大的不同行，尤其是在安全性、有效性方面具有非常大的差异。所以将空气电离、紫外线辐射、水电解后的产物归在GB28232-2020《臭氧消毒器卫生要求》这一个技术法规中进行技术管理，存在不严谨、技术定义不准确，与客观事实不相符的错误。这是因为在制定该标准时存在严重的标准技术落后于现实技术发展，是一部迫切需要进行标准技术升级的技术法规。但是已经颁布的技术法规不管技术水平如何，只要没有废除，从技术管理的角度来看，都存在有效的法律地位，在表述技术和注册产品时就必须按照现有的技术法规执行。所以在本发明人对氙准分子低温消毒技术的研究过程中，本发明人的技术团队中使用了“氙准分子臭氧”、“活性氧簇”的名称，本发明人在此重申，在本发明人已经提交和后续提交的专利申请文件中，“氙准分子臭氧”和“活性氧簇”的含义是一样的。

综上所述，氙准分子发射的172nm VUV(真空紫外线)的第三代低温消杀技术完全符合“高效、环保、安全(以人机共处为标准)”的全面要求。面对如此优秀的低温消杀技术，完善其应用技术是一项非常有意义的技术工作。

本申请人的技术团队之前曾提出了《用氙准分子光源制备臭氧的脉动消毒方法及其装备》、《一种氙准分子光源臭氧脉动消毒柜》等专利申请。在后期的研究中，发现有新的技术应用，相对于之前提出的专利技术申请更加精简和具有新的技术提升，所以在之前提出的专利申请文件所述的技术之上，又提出了本专利申请文件。

本申请人的技术团队已经围绕氙准分子低温消杀技术已经开展了一些研究工作，并且提交了一些与本申请配套的专利申请文件，例如：《集中传输式氙准分子光源臭氧发生器》、《集中传输式氙准分子光源臭氧发生器的臭氧喷洒架构》等。在对氙准分子低温消毒技术的应用研究工作中，本申请人的技术团队是不断地探索获得了一些新的应用技术，并且具有新的特征，为此会不断地提出一些新的专利申请文件。

与《氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜》专利申请递交同日，本申请人还递交了《用于通风管道气体流路切换的套筒式切换阀门》、《氙准分子光源与活性氧簇消解滤片组合应用设计方案》、《氙准分子光源消杀技术在生物安全实验室/车的应用》、《并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器》、《串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器》、《一种内窥镜的洗涤与活性氧簇灭菌器的设计方案》、《负压脉动活性氧簇循环增浓灭菌核酸清除柜》、《氙准分子光源活性氧簇循环增浓车载消毒器》、《模块式氙准分子光源消杀净化空调段的设计方案》、《氙准分子光源消杀净化的室内空调新风系统》、《氙准分子光源活性氧簇循环增浓餐具食品消毒洗涤柜》、《一种内窥镜的洗涤与活性氧簇灭菌器》、《低浓度活性氧簇传感器的保护装置》、《氙准分子光源活性氧簇超声雾化治疗机》、《水箱上位的氙准分子光源活性氧簇超声雾化治疗机》、《水箱下位的氙准分子光源活性氧簇超声雾化治疗机》、《一种氙准分子光源活性氧簇超声雾化水箱上位消毒机》、《一种氙准分子光源活性氧簇超声雾化水箱下位消毒机》、《氙准分子光源活性氧簇超声雾化消毒机的设计方法》、《模块式VUV光源消杀净化IVC供气装置设计方》、《VUV光源消杀净化IVC集中空调通风柜》《氙准分子光源活性氧簇循环增浓循环风机的保护装置》专利申请。这些同日递交的专利申请在技术特征中与本专利申请所表述的技术特征个别地方具有相似性，但是作为一个完整的技术方案，又具有不同的技术特征，故在同日递交。

发明内容

根据本发明人委托第三方检测机构进行的消杀验证试验，图1显示了一只功率为24W的氙准分子光源在20m³的封闭房间内激发空气产生的活性氧簇的消杀曲线图。由图1可见，的浓度达到10mg/m³(5ppm)左右时，只需要两小时就可以将空气中的自然菌杀灭99％以上，实现高水平的消杀效果。如果将一只功率为24W的氙准分子光源在一个内容积为0.3m³(300L)的冷藏柜内激发空气产生的活性氧簇的浓度达到10mg/m³(5ppm)的时间为108s(约2min)。由此可见，如果使用一只功率为24W的氙准分子光源对300L的冷藏柜进行消杀，只需要不到2min的时间就可以完成对冷藏柜的消杀作业。但是如果在消杀作业后打开冷藏柜取出食物，则有可能是666mg/m³(333ppm)的超高浓度的活性氧簇迎面扑来，显然是对机体有害的。因此如果将氙准分子光源低温消杀技术应用在冷藏冷冻柜作为消杀手段，时效会很高的，但是必须将完成消杀后很高的活性氧簇的浓度下降到对机体安全的浓度，即0.1-0.2mg/m³(0.05-0.1ppm)的安全浓度以下。这个安全标准是本发明人的技术团队参照我国多个标准中针对臭氧的安全浓度确定的。

一般比较简单的做法是使用活性氧簇消解材料制作成气体过滤片，对含有高浓度活性氧簇的气体进行过滤降解消除，活性氧簇的降解产物为氧气分子和水分子。降解活性氧簇的材料与传统的可以降解臭氧的材料基本一致，例如ZrO₂、ZnO、CdS、WO₃、Fe₂O₃、PbS、SnO₂、ZnS、SrTiO₃、SiO₂等光触媒材料以及氧化锰(MnO和MnO₂)。

氙准分子光源与活性氧簇消解滤片都是用在同一个小小的冷藏柜内，可谓是一个将矛与盾进行组合使用的好的构思。为此本发明人的技术团队发明了将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的应用模式，如图2所示。

图2是氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的结构原理图。在图2中，1是并联氙准分子活性氧簇消毒器的外壳；2是消毒器的消解舱；3是消毒器的活性氧簇激发舱；4是消解舱配套风机；5是活性氧簇激发舱配套风机；6是氙准分子灯管支架；7是氙准分子光源的灯管；8是活性氧簇消解滤片。B是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器激发活性氧簇的状态；A是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器消解活性氧簇的状态；B是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器激发活性氧簇的状态；图中箭头表示气流方向。

由2图可见，采用氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合是的结构是，活性氧簇激发舱与活性氧簇消解舱是分开的两个独立的腔体。这个腔体如桶装，有进风口和出风口，在各自配套的风机驱动下，气流分时分开流动，并不交叉互串。

采用氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合时，完成一个消杀时间周期分为两个状态周期：(1)激发产生活性氧簇周期(B状态)；(2)活性氧簇被消解周期(A状态)。

当氙准分子光源的灯管点燃期间，活性氧簇激发舱配套的风机启动后，会将周边空气吹入激发仓，氙准分子灯管激发流经灯管的周边空气中的氧气分子和水分子产生活性氧簇，与灯管配套设计组合的风机在灯管点亮期间启动工作，源源不断地将周边的空气吹入灯管周边，并将激发的活性氧簇吹出活性氧簇激发仓，并被扩散到冰箱内部的周边空气中，则随着氙准分子活性氧簇消毒器处于B状态的时间延长，冰箱内部的空间内环境中的活性氧簇的浓度会不断增加，从而实现对冰箱内部的空间的环境以及其中的物体表面进行循环风增浓消杀和净化模式。根据根据消杀的CT关系，活性氧簇的浓度(C)越高，则消杀作业的时间(T)也就会越短，所以对于内部空间为300L的冰箱来说，根据图1第三方实验室实际检测的结果可以推算，完成对冰箱内部消杀的时间在不足2min就可以完成一次对冰箱内部高水平的消杀作业。

在氙准分子光源的灯管熄灭期间，活性氧簇激发舱的配套的风机关闭。此时，活性氧簇消解舱中与活性氧簇簇消解片配套的风机可以启动，将周边的空气吹过消解片，如果周边空气中有活性氧簇，在通过消解滤片的瞬间，活性氧簇被降解成氧气分子和水分子，形成循环风降解模式。要求所采用的活性氧粗消解滤片的降解率一般应达到95％以上。在消杀作业快速的将活性氧簇的高浓度化解有两个好处，第一个好处就是当打开冰箱门时，不会遭受高浓度活性氧簇的侵扰，非常安全。第二个好处是避免了超高浓度的活性氧簇对冰箱内部的存放的食物等物料氧化。这如同气功师表演用自己的舌头舔被烧红的铁板一样。人体有机物的碳化温度在三百多度，而被烧红的铁板的温度在七八百度，再优秀的气功师也不可能将自己的舌头修炼成能够耐受七八百度的高温。但是气功师的舌头为何不会碳化呢？是因为气功师练就的就是如何使自己的舌头与烧红的铁板的接触时间尽可能短。因为热能的聚集是温度和时间的乘积。尽管温度的数值很高，但是时间的数值很低，也就避免了在气功师的舌头上产生足以烧坏气功师舌头的热能。所以快速的高浓度对视频进行消毒灭菌，然后在快速的将活性氧簇化解，这是氙准分子灯光源与活性氧簇组合在冷藏冷冻柜内使用的精妙所在，也是其优点所在。

申请人的研究团队所进行的实验验证，氙准分子光源可以在-20.7℃下长期运行100天以上未出现任何问题，可以稳定的激发冷冻柜内部的空气产生活性氧簇。更低的浓度试验目前尚未进行，因为一般商用半导体器件的适用温度可以支持-20℃的应用环境，更低的温度将需要军品级别的半导体器件，所以采用商用级别构建的氙准分光源的MCU数字控制环境目前只是进行了-20.7℃的长期运行试验。但是这足以可以满足绝大多数日常冷冻冷藏柜的消杀需求。

采用氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的工作原理可见，所谓并联并不是局限于空间的并排设计，而是在于在“并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器”的内部结构中分别有“活性氧簇激发舱”和“活性氧簇消解舱”，这两个舱是独立的空间。至于这两个舱在空间摆放时是并排摆放还是上下摆放，均属于本发明所述的“并联”所指的范畴，也就是说本发明所述的“并联”的实质是指上述的两个独立的舱室结构组合在一起使用。

活性氧粗消解滤片可采用ZrO₂、ZnO、CdS、WO₃、Fe₂O₃、PbS、SnO₂、ZnS、SrTiO₃、SiO₂等光触媒材料以及MnO和MnO₂，以及可以降解臭氧的材料。

与氙准分子灯管配套的风机(与活性氧簇激发舱配套的风机)和与活性氧簇消解滤片配套的风机(与活性氧簇消解舱配套的风机)可以采用轴流风机或/和涡流风机。

在采用氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合时，激发舱和消解舱是不能同时工作的，准确的说，当活性氧簇激发舱内的氙准分子灯管点亮和配套的风机启动期间，活性氧簇消解舱内的风机是不能启动的。反之，在活性氧簇激发舱内的氙准分子灯管熄灭和配套的风机停机期间，活性氧簇消解舱内的风机就可以启动。通过嵌入式数字控制系统，实现上述的控制是非常方便的常规技术。在嵌入式控制系统中，可以根据消杀作业需要，设定激发舱的工作时间和氙准分子灯管的开关时间以及设定消解舱风机的启动时间就基本上可以实现对消杀作业的全部需求。

采用氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的技术要素之一是氙准分子光源(是指氙准分子光源的灯管)与消解滤片并联组合设计的技术特征在于氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以并联组合结构模式进行组合时，要使用两个风机分别于氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片配套组合，且由氙准分子光源的灯管与风管机组合形成活性氧簇激发舱，活性氧簇消解滤片与风机组合形成活性氧簇消解舱，这两个舱室分别独立设计，舱室的形状是一侧进气一侧出气的矩形或圆柱形，电气控制应保障氙准分子光源灯管配套的风机与活性氧簇消解器配套的风机不能同时开启工作，且氙准分子光源的灯管在活性氧簇配套风机启动期间不得点燃(点亮)。冷藏箱和冷冻箱内部是通过活性氧簇激发舱和活性氧簇消解舱交替进行循环风来实现活性氧簇的浓度增加(增浓)和活性氧浓度的降低(消解)。

《氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜》的设计中，还可以采用氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合用于冷冻冷藏柜箱体内部的活性氧簇循环风增浓，如图4所示。

图4是一种串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的原理图。在图4中1是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的激发舱，2是一通二的套筒式切换阀的阀体；3是一通二的套筒式切换阀的驱动电机；4是空气微尘过滤器(空气微尘过滤滤片)；5是风机、6是氙准分子光源的灯管；7是氙准分子光源灯管的支架；8是活性氧簇消解舱；9是活性氧簇消解滤片；图1中的A是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器处于激发活性氧簇并向向周边空气释放活性氧簇的状态；B是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器处于对周边空气中活性氧簇进行消解的状态。图中的箭头表示气流的方向。

其工作原理是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器工作分为(A)激发产生活性氧簇周期；(B)活性氧簇消解周期。

串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的A状态(激发产生活性氧簇周期)的工作原理是，首先通过一通二的套筒式切换阀的驱动电机将套筒式切换阀的气流通路切换到与消解舱不相通的状态，此时启动风机并点亮氙准分子光源的灯管，当氙准分子光源的灯管点燃期间会激发流经灯管周边空气中的氧气分子和水分子产生活性氧簇，在风机的驱动下灯管激发的活性氧簇会通过套筒式切换阀的气流通道源源不断地将激发舱激发的活性氧簇吹入到冷冻冷藏柜内部的周边空气中，则随着串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器处于A状态的时间延长，冷冻冷藏柜内部的空间环境中的活性氧簇的浓度会不断增加，从而实现对冷冻冷藏柜内部的空间环境以及其中的物体表面进行消杀和净化。

串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的B状态(活性氧簇消解周期)的工作原理是，首先通过一通二的套筒式切换阀的驱动电机将套筒式切换阀的气流通路切换到与消解舱相通的状态，此时启动风机，在B状态氙准分子光源的灯管必须处于熄灭的状态，在风机的驱动下将冷冻冷藏柜内部的空气经过激发仓后通过套筒式切换阀的引导源源不断地吹入串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的消解舱后，并经过活性氧簇消解滤片扩散到冷冻冷藏柜内部的环境中。此时如果冷冻冷藏柜内部的中的空气含有活性氧簇，则当含有活性氧簇的空气通过活性氧簇滤片时的瞬间，活性氧簇被降解为氧气分子和水分子。

氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合的结构技术特征是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的激发仓、消解舱、风机是处于串联的结构状态，并且只有一个风机，活性氧簇的释放与活性氧簇的消解的循环风气路流向是通过关联在气路通道上的一个一通二的套筒式切换阀的切换气路来交替实现活性氧簇循环风增浓和活性氧簇循环风降解。实际上根据需求，在串联组合中，使用一通多套筒式切换阀可以实现更多的气路切换，从而实现只需要一组氙准分子光源就可以实现多个空间的活性氧簇增浓和活性氧簇消解的功能。关于套筒式切换阀的说明可查阅申请人于本专利申请提交同日提交的《用于通风管道气体流路切换的套筒式切换阀门》专利申请文件，其中有套筒式切换阀的详细技术解说，为节省篇幅，此处就不再赘述了，但是需要表述的是本发明所使用的二维(平面)套筒式切换阀的主要技术特征是，二维套筒式切换阀是由内套筒、外套筒、驱动电机和衔接轴四部分组成，外套筒上孔的直径不得大于外套筒的直径和外套筒的长度，内套筒上孔的位置应该与外套筒上的孔的中轴线一致。且氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合不仅可以用于度空间(多门)冷冻冷藏柜，也是可以用于单门(一个空间)的冷冻冷藏柜。收篇幅所限，就不再举例说明了，领域内的技术人员在详熟了本发明所表述的技术要素后，对并联组合与串联组合的灵活运用属于专业领域内的常规技术素质。

由上述可见，氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜的核心技术是采用氙准分子光源的灯管与活性氧消解滤片进行并联组合或串联组合的方式实现冷藏冷冻柜内部的活性氧簇循环风增浓和活性氧簇循环风降解。

目前在食品保鲜的措施中，如果只是依赖于冷藏温度(0℃-10℃的冷藏环境，或-18℃至-20℃的冷冻环境)，常常导致食品微生物超标，例如常见的大肠杆菌、葡萄球菌、李斯特菌、霉菌、沙门氏菌以及有害的病毒，例如诺如病毒，等。这些有害的微生物对食品安全造成沉重的负担，一直缺少良好的解决办法。按本发明所表述的《氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜》，将其设计在食品保鲜冷藏柜或冷冻柜中，在食品柜不打开的状态下，实施高浓度的活性氧簇消杀作业和活性氧簇降解作业，可以实现对食品表面进行不破坏食品品质的低温消毒，同时及也不会给环境产生污染和对人体产生伤害。

附图说明

图1是一只功率为24W的氙准分子光源在20m³的封闭房间内激发空气产生的活性氧簇消杀的曲线图。

图2是氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的结构原理图。在图2中，1是并联氙准分子活性氧簇消毒器的外壳；2是消毒器的消解舱；3是消毒器的活性氧簇激发舱；4是消解舱配套风机；5是活性氧簇激发舱配套风机；6是氙准分子灯管支架；7是氙准分子光源的灯管；8是活性氧簇消解滤片。B是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器激发活性氧簇的状态；A是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器消解活性氧簇的状态；B是并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器激发活性氧簇的状态；图中箭头表示气流方向。

图3是将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的消杀部件应用到一个300L的冷藏柜(箱)的结构与原理示意图。

图4是一种串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的原理图。在图4中1是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器的激发舱，2是一通二的套筒式切换阀的阀体；3是一通二的套筒式切换阀的驱动电机；4是空气微尘过滤器；5是风机‘6是氙准分子光源的灯管；7是氙准分子光源灯管的支架；8是活性氧簇消解舱；9是活性氧簇消解滤片；图1中的A是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器处于激发活性氧簇并向向周边空气释放活性氧簇的状态；B是串联式带消解功能的氙准分子活性氧簇消毒器处于对周边空气中活性氧簇进行消解的状态。图中的箭头表示气流的方向。

图5是氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合用四门于冷冻冷藏柜的气路示意图。在图5中，1、2、3、4表示四门冷冻冷藏柜的四个空间，这四个空间可以分别设定不同的温度。5是套筒式切换阀B，6是活性氧簇消解舱，7是两个套筒式切换阀的驱动轴和电机组件，8是套筒式切换阀A，9是二维1同2套筒式切换阀的活性氧簇激发状态，10是二维1同2套筒式切换阀的活性氧簇消解状态，11是活性氧簇激发舱。12表示气管道；13是二维1同2套筒式切换阀的侧视剖视图，14是二维1同2套筒式切换阀体的俯视剖视图；14是二维1同2套筒式切换阀的驱动轴和电机组件。

图6是氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合用四门于冷冻冷藏柜的3D后视剖视图。在图6中，1、2、3、4表示四门冷冻冷藏柜的四个空间，这四个空间是通过两个制冷压缩机来实现分别的冷藏和冷冻功能。图6中的5、6分别表示两个二维1通4的套筒式切换阀，7是活性氧簇激发舱。

具体实施方式

上面已详述本发明，显然，本领域技术人员在熟知本发明后可作许多改进和变化而并不背离本发明精神范围。

实施例1：将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合应用于单门冷藏柜的设计案例。

图3是将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合的消杀部件应用到一个单门300L的冷藏柜(箱)的结构与原理示意图。按照图2和图3所表述的并联式带消解功能的氙准分子活性氧簇冷餐柜消杀的工作原理可知，采用将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片并联组合应用于单门冷藏保鲜柜中，在冷藏柜柜不打开的状态下，可以实施高浓度的活性氧簇消杀作业和活性氧簇降解作业，这样就实现对食品表面进行不破坏食品品质的低温消毒，同时及也不会给环境产生污染和对人体产生伤害。

实施例2：将氙准分子光源(灯管)与活性氧簇消解滤片串联组合应用于多门冷藏冷冻柜的设计案例。

图5是采用氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片以串联的方式组合模式下只是用一组氙准分子光源对四门冷藏冷冻柜进行活性氧簇消杀和降解的气路原理图。要实现一组氙准分子光源的灯管与活性氧簇消解滤片的串联组合对4个冷藏冷冻空间进行消杀和降解，必须通过两只联动的套管式切换阀对气流进行切换的四门冷冻冷藏柜的3D设计剖视图。图5中，1、2、3、4表示四门冷冻冷藏柜的四个空间，这四个空间可以分别设定不同的温度。5是套筒式切换阀B，6是活性氧簇消解舱(消解舱内安装有活性氧簇消解滤片)，7是两个套筒式切换阀的驱动轴和电机组件，8是套筒式切换阀A，9是二维1同2套筒式切换阀的活性氧簇激发状态，10是二维1同2套筒式切换阀的活性氧簇消解状态，11是活性氧簇激发舱(激发仓内安装有氙准分子光源的灯管)。12表示气管道；13是二维1同2套筒式切换阀的侧视剖视图，14是二维1同2套筒式切换阀体的俯视剖视图；14是二维1同2套筒式切换阀的驱动轴和电机组件。

由图5可见，通过两只联动的套管式切换阀的驱动电机进行每次90°的转动，就可以实现图中Aa-Ba、Ab-Bb、Ac-Bc、Ad-Bd与主气流管道上的活性氧簇激发舱(11)以及活性氧簇消解舱(6)的气路贯通，二实现活性氧簇激发增浓和活性氧簇消解的气路切换时通过一个二维1通2套筒式切换阀进行90°往复转筒切换的。二维1通2套筒式切换阀可通过图5中展示的13、14、15的局部图了解其工作原理。

图6是图5设计的具体的四门冷冻冷藏柜的3D后剖视图，图6中，1、2、3、4表示四门冷冻冷藏柜的四个空间，这四个空间是通过两个制冷压缩机来实现分别的冷藏和冷冻功能。图6中的5、6分别表示两个二维1通4的套筒式切换阀，7是活性氧簇激发舱。

Claims (5)

1.氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜，其特征是氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜是采用氙准分子光源的灯管与活性氧消解滤片进行并联组合或串联组合的方式实现冷藏冷冻柜内部的活性氧簇循环风增浓和活性氧簇循环风降解。

2.根据权利要求1所述氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜，其特征是采用氙准分子光源的灯管与活性氧消解滤片进行并联组合时，采用两个风机分别与氙准分子光源的灯管和与活性氧簇消解滤片配套组合，且由氙准分子光源的灯管与风机组合形成活性氧簇激发舱、由活性氧簇消解滤片与风机组合形成活性氧簇消解舱，这两个舱室分别独立，舱室的形状是一侧进气一侧出气的矩形或圆柱形，电气控制应保障氙准分子光源灯管以及与之配套的风机不能与活性氧簇消解器配套的风机同时开启工作，氙准分子光源的灯管在活性氧簇消解滤片配套风机启动期间不得点亮。

3.根据权利要求1所述氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜，其特征是解滤片、氙准分子灯管以及风机在一个封闭的管道内进行串联组合，风机可以采用轴流风机或/和涡流风机。

4.根据权利要求1所述氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜，其特征是活性氧粗消解滤片的材料可采用ZrO₂、ZnO、CdS、WO₃、Fe₂O₃、PbS、SnO₂、ZnS、SrTiO₃、SiO₂光触媒材料以及MnO和MnO₂材质，以及可以降解臭氧的材料。

5.根据权利要求1所述氙准分子光源活性氧簇循环增浓消毒冷藏冷冻柜，其特征是采用二维套筒式切换阀是由内套筒、外套筒、驱动电机和衔接轴四部分组成，外套筒上孔的直径不得大于外套筒的直径和外套筒的长度，内套筒上孔的位置应该与外套筒上的孔的中轴线一致。

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