CN219454427U - 控氧模组及冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了控氧模组及冰箱，其中控氧模组包括进气端板、出气端板以及电极组件，进气端板的一侧设置有第一容置槽，进气端板的另一侧设置有空气进气口和氮气出气口，空气进气口和氮气出气口连通第一容置槽；出气端板连接于进气端板并且覆盖第一容置槽，出气端板的一侧设置有第二容置槽，出气端板的另一侧设置有连通第二容置槽的氧气出气口，第二容置槽连通第一容置槽；电极组件位于第一容置槽和/或第二容置槽中，电极组件包括阴极、胶体电解质以及阳极，阴极涂覆有氧还原反应催化剂，阳极涂覆有氧析出反应催化剂，阴极和阳极分布在胶体电解质的两侧。采用胶体电解质代替电解液，解决了电解液泄漏的问题，不需要配置分离系统。

Description

控氧模组及冰箱

技术领域

本实用新型涉及冰箱技术领域，特别涉及一种控氧模组及冰箱。

背景技术

冰箱是一种保持稳定低温的冷冻设备，用于保持食材或者其他物品的低温状态。针对水果、蔬菜的保鲜，低氧环境能够抑制呼吸作用、抑制某些酶的活性、抑制乙烯产生以及有效抑制好氧细菌的滋生繁殖，有利于果蔬保鲜。

相关技术中，部分冰箱中应用的控氧模组为电化学除氧技术，电化学除氧通常采用碳酸钾电解液，在实际应用中会带来一些问题，如电解液漏液风险、分离出氧气或者氮气混有电解液，需增加分离系统、电解液易损失，需定期补水等，导致控氧模组的结构复杂，使用麻烦，用户体验不佳。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种控氧模组，采用胶体电解质，消除电解液带来的问题，提升用户体验。

本实用新型同时提出具有上述控氧模组的冰箱。

根据本实用新型第一方面实施例的控氧模组，包括进气端板、出气端板以及电极组件，所述进气端板的一侧设置有第一容置槽，所述进气端板的另一侧设置有空气进气口和氮气出气口，所述空气进气口和所述氮气出气口连通所述第一容置槽；所述出气端板连接于所述进气端板并且覆盖所述第一容置槽，所述出气端板的一侧设置有第二容置槽，所述出气端板的另一侧设置有连通所述第二容置槽的氧气出气口，所述第二容置槽连通所述第一容置槽；所述电极组件位于所述第一容置槽和/或所述第二容置槽中，所述电极组件包括阴极、胶体电解质以及阳极，所述阴极涂覆有氧还原反应催化剂，所述阳极涂覆有氧析出反应催化剂，所述阴极和所述阳极分布在所述胶体电解质的两侧，所述阴极朝向所述进气端板，所述阳极朝向所述出气端板。

根据本实用新型第一方面实施例的控氧模组，至少具有如下有益效果：控氧装置运行时，将果蔬储存空间中的空气输送至进气端板的第一容置槽，空气接触阴极，在负电位和氧还原催化剂的作用下，将氧气转变为离子态氧，离子态氧透过胶体电解质进入到阳极的区域，在正电位和氧析出催化剂的作用下，离子态氧转变为氧气而析出。采用胶体电解质代替电解液，解决了电解液泄漏的隐患，消除了电解液污染食材和腐蚀冰箱的问题；而且分离得到的氧气和氮气不会携带电解液，不需要配置分离系统，简化控氧模组的结构，用户无需为电解液补水，简化操作，提升用户体验。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述胶体电解质为凝胶电解质或聚合物电解质。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述电极组件还包括吸水部件，所述吸水部件贴合于所述胶体电解质，所述吸水部件设置有多个贯通的气孔，所述吸水部件的边缘设置有吸水部，所述吸水部延伸至所述出气端板的外部。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述吸水部件为吸水海绵、聚氨酯薄膜或者聚氯乙烯薄膜。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述进气端板设置有分隔结构，所述分隔结构布置在所述第一容置槽中以形成弯曲的气流通道，所述空气进气口和所述氮气出气口分别连通所述气流通道的两端。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述分隔结构包括两个平行布置的分隔条，以使所述气流通道具有三个气道。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述阳极设置有多个贯通的析出气孔，所述阳极朝向所述出气端板的侧面设置有围边，所述围边包围多个所述析出气孔，并且抵接所述出气端板。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述氧还原反应催化剂为铂基催化剂，所述氧析出反应催化剂为铱基催化剂。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述进气端板和所述出气端板采用焊接固定为一体。

根据本实用新型第二方面实施例的冰箱，包括第一方面实施例所述的控氧模组。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一方面实施例的控氧模组的结构示意图；

图2为本实用新型第一方面实施例的控氧模组的剖视图；

图3为本实用新型第一方面实施例的控氧模组的分解示意图一；

图4为本实用新型第一方面实施例的控氧模组的分解示意图二；

图5为本实用新型第一方面实施例中进气端板的主视图。

附图标号如下：

进气端板100、第一容置槽101、空气进气口102、氮气出气口103、分隔结构110；

出气端板200、第二容置槽201、氧气出气口202；

电极组件300、阴极310、胶体电解质320、阳极330、析出气孔331、围边332、吸水部件340、气孔341、吸水部342、引脚350。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

冰箱是用于提供低温环境以储存食材及其他物品的电器，深受人们的喜爱，使用广泛。由于冰箱主要采用风冷的制冷方式，冷风直吹导致冰箱的冷冻间室湿度过低，冷冻间室中的食材水分流失加快，导致食材的表层失水严重、干耗严重、氧化加剧，尤其不利于果蔬的保鲜，严重影响口感。

因此，相关技术中，在冰箱内部设置控氧模组，利用控氧模组降低果蔬储存空间的氧气含量，低氧环境能够抑制呼吸作用、抑制某些酶的活性、抑制乙烯产生以及有效抑制好氧细菌的滋生繁殖，有利于果蔬保鲜。目前，使用的部分控氧模组采用电化学除氧技术，电化学除氧通常使用碳酸钾电解液，在实际应用中，存在电解液漏液的风险、分离出氧气或者氮气混有电解液，需增加分离系统、电解液易损失，需要配备储液罐以定期补水，储液罐和分离系统需要拆卸进行清洗等操作，导致控氧模组的结构复杂，使用麻烦，用户体验不佳。

因此，本实用新型第一方面的实施例提出一种控氧模组，采用胶体电解质代替液态的电解液，解决了漏液及需要增配分离系统的技术问题，简化控氧模组的结构，方便用户使用。

参照图1至图5，本实用新型第一方面实施例提出的控氧模组，包括进气端板100、出气端板200以及电极组件300，进气端板100和出气端板200连接并且作为外壳，进气端板100和出气端板200的相对面分别设置有第一容置槽101、第二容置槽201，第一容置槽101和第二容置槽201的位置相对并且相连通，电极组件300可以布置在第一容置槽101中，也可以布置在第二容置槽201中，还可以是同时布置在第一容置槽101和第二容置槽201，可以根据实际的空间及结构自由选择，不作具体限定。

第一容置槽101设置于进气端板100的一侧，在进气端板100的另一侧设置有空气进气口102和氮气出气口103，空气进气口102和氮气出气口103连通第一容置槽101，空气进气口102用于通过管路连接果蔬储存空间，以将果蔬储存空间的空气输入第一容置槽101，可以通过风机等气流驱动部件将果蔬储存空间的空气输送至第一容置槽101，提高效率，氮气出气口103用于排放除去氧气的氮气(仍然包含部分氧气及其他气体)，通过管路将氮气输送回果蔬储存空间，使得果蔬储存空间中形成低氧环境，低氧环境能够抑制呼吸作用、抑制某些酶的活性、抑制乙烯产生以及有效抑制好氧细菌的滋生繁殖，有利于果蔬保鲜。

第二容置槽201设置于出气端板200的一侧，在出气端板200的另一侧设置有连通第二容置槽201的氧气出气口202，氧气出气口202用于排放析出的氧气，可以直接将氧气排放至冰箱外部，也可以将氧气输送至另一个储物空间得到高氧环境，高氧环境可用于鲜活食材的保活，比如螃蟹、虾等水产品，也可以用于肉类的储存，能够保持肉类的鲜活颜色，提升口感。

可以理解的是，出气端板200和进气端板100的周边密封连接，以形成封闭空间，电极组件300分布在封闭空间中，防止氧气外漏。

电极组件300包括阴极310、胶体电解质320以及阳极330，在阴极310的表面涂覆有氧还原反应催化剂，在阳极330的表面涂覆有氧析出反应催化剂，阴极310和阳极330分布在胶体电解质320的两侧，阴极310朝向进气端板100，也即靠近或者位于第一容置槽101，阳极330朝向出气端板200，也即靠近或者位于第二容置槽201。

果蔬储存空间的空气进入第一容置槽101，从而接触阴极310，空气中的氧气在阴极310的负电位和氧还原反应催化剂的作用下，发生氧还原反应，氧气分子转变为水分子，化学反应式为：O₂+4H⁺+4e^-＝2H₂O，胶体电解质320为固体，提供导电环境，在电场的作用下，水分子能够穿过胶体电解质320，进入阳极330所在的区域，在阳极330的正电位和氧析出反应催化剂的作用下，发生氧析出反应，水分子转变为氧气分子，化学反应式为：2H₂O＝O₂+4H⁺+4e^-，达到分离氧气的目的。

本实用新型第一方面实施例提出的控氧模组，在运行中，将果蔬储存空间中的空气输送至进气端板100的第一容置槽101，在电场和催化剂的作用下，氧气在阴极310上发生氧还原反应，在阳极330上发生氧析出反应，最终氧气从氧气出气口202排走，而且剩下的氮气从氮气出气口103排出，重新回到果蔬储存空间，使得果蔬储存空间变为低氧环境，以利于果蔬食材的保鲜。控氧模组采用胶体电解质320代替电解液，由于胶体电解质320为固体，解决了电解液泄漏的隐患，消除了电解液污染食材和腐蚀冰箱的问题；而且分离得到的氧气和氮气不携带电解液，不需要配置分离系统，简化控氧模组的结构，在使用中用户无需补充电解液，方便使用，提升用户体验。

可以理解的是，胶体电解质320可以采用凝胶电解质，凝胶电解质可以采用聚丙烯酸钠为凝胶基体，内含氢氧化钾，以提供导电环境，又或者采用聚合物电解质，既能够提供导电环境，又能保持固体的特性，消除漏液的问题。采用固态的胶体电解质320代替液态的电解液，首先解决了电解液泄漏的问题，控氧模组对于防漏的要求大幅降低，简化结构及装配要求，有利于降低生产成本；其次，胶体电解质320能够长时间保持使用性能，不存在补充的需求，简化使用的方式，为用户带来便利。

应当理解的是，在电极组件300中，胶体电解质320既是提供导电环境，又作为阴极310和阳极330的分隔部件。参照图2和图3，出气端板200的第二容置槽201的侧壁设置有阶梯，其中背离氧气出气口202的一端容纳胶体电解质320，胶体电解质320的周壁与出气端板200抵接，起到隔绝的作用，防止气体通过，有助于提高氧气的分离率。

考虑到控氧模组在运行中会产生热量，会导致胶体电解质320失水，甚至出现干瘪的现象，影响胶体电解质320发挥作用，进而影响控氧模组的运行。参照图3和图4，在电极组件300中设置有吸水部件340，吸水部件340贴合于胶体电解质320，吸水部件340可以分布在阴极310和胶体电解质320之间，吸水部件340也可以分布在阳极330和胶体电解质320之间，吸水部件340设置有多个贯通的气孔341以供气体和水分子通过，吸水部件340的边缘设置有吸水部342，吸水部342延伸至出气端板200的外部，利用吸水部342吸收外界环境中的水汽，从而为胶体电解质320补水，防止胶体电解质320因为温升失水而影响控氧模组的运行，提高控氧模组的使用可靠性。

可以理解的是，吸水部件340可以采用吸水海绵、聚氨酯薄膜或者聚氯乙烯薄膜，具有较强的吸收水汽性能，能够吸收外界环境中的水汽，满足补水的需求。此外，吸水部件340覆盖胶体电解质320的侧面，吸水部342可以是条形结构，也可以是贴合在出气端板200和/或进气端板100的外壁其他形状，有利于吸收水汽。

参照图4和图5，进气端板100设置有分隔结构110，分隔结构110布置在第一容置槽101中以形成弯曲的气流通道，将空气进气口102和氮气出气口103分别布置在气流通道的两端，果蔬储存空间的空气从空气进气口102进入第一容置槽101，空气中氧气接触阴极310并发生氧还原反应，剩下的氮气沿着气流通道流动至氮气出气口103，空气在弯曲的气流通道中流动的时间更长，增加空气与阴极310接触的时间，有利于促进更多的氧气发生氧还原反应，提高除氧率。通常，进气端板100为矩形，空气进气口102和氮气出气口103分布在进气端板100的对角线两端，具有较大的距离，配合气流通道，增大气流流通的时间。

参照图4和图5，可以理解的是，分隔结构110包括两个平行布置的分隔条，通过两个分隔条将气流通道分为三个气道，有利于分流输入第一容置槽101的空气，促使空气中的氧气接触阴极310。气流通道具有两个180度的弯折，具有较大的长度，能够增加空气与阴极310接触的时间。

参照图3和图4，可以理解的是，阳极330设置有多个贯通的析出气孔331以供析出的氧气通过，阳极330朝向出气端板200的侧面设置有围边332，围边332围绕在多个析出气孔331的外侧，并且围边332抵接出气端板200，起到定位及支撑的作用，同时对经过析出气孔331的氧气进行汇集，便于排走。

可以理解的是，阴极310上涂覆的氧还原反应催化剂采用铂基催化剂，铂基催化剂是以金属铂为主要活性组分制成的催化剂的总称。通常采用铂金属网、铂黑、或把铂载于氧化铝等载体上，也可含有金属铼等助催化剂组分。铂基催化剂具有催化活性高，选择性强，催化剂制作方便，使用量少，可以通过制造方法的变化和改进，与其他金属或助催化剂活性组分复配等，优化催化性能。阳极330上涂覆的氧析出反应催化剂采用铱基催化剂，铱基催化剂通常是在氧化铝或其他载体上浸渍活性金属铱并经过特殊处理制得的催化剂。根据不同的使用要求，催化剂的活性金属铱含量通常为0.3％～30％。

可以理解的是，进气端板100和出气端板200均为注塑件，然后通过超声波焊接固接为一体，阴极310和阳极330具有引脚350以供接通电路，引脚350穿出到进气端板100和出气端板200的外部以便于接线。也可以采用其他的焊接方式，达到固定的目的即可。

本实用新型第二方面实施例的冰箱，冰箱的内部具有果蔬储存盒，果蔬储存盒的内部即为果蔬储存空间，果蔬储存盒连接有第一方面实施例的控氧模组，控氧模组包括进气端板100、出气端板200以及电极组件300，进气端板100和出气端板200连接并且作为外壳，进气端板100和出气端板200的相对面分别设置有第一容置槽101、第二容置槽201，第一容置槽101和第二容置槽201的位置相对并且相连通，电极组件300布置在第一容置槽101和/或第二容置槽201中。进气端板100设置有连通第一容置槽101的空气进气口102和氮气出气口103，在出气端板200设置有连通第二容置槽201的氧气出气口202。

电极组件300包括阴极310、胶体电解质320以及阳极330，在阴极310的表面涂覆有氧还原反应催化剂，在阳极330的表面涂覆有氧析出反应催化剂，阴极310和阳极330分布在胶体电解质320的两侧，阴极310朝向进气端板100，也即靠近或者位于第一容置槽101，阳极330朝向出气端板200，也即靠近或者位于第二容置槽201。

果蔬储存空间的空气进入第一容置槽101，从而接触阴极310，空气中的氧气在阴极310的负电位和氧还原反应催化剂的作用下，发生氧还原反应，氧气分子转变为水分子，化学反应式为：O₂+4H⁺+4e^-＝2H₂O，胶体电解质320为固体，提供导电环境，在电场的作用下，水分子能够穿过胶体电解质320，进入阳极330所在的区域，在阳极330的正电位和氧析出反应催化剂的作用下，发生氧析出反应，水分子转变为氧气分子，化学反应式为：2H₂O＝O₂+4H⁺+4e^-，达到分离氧气的目的。控氧模组采用胶体电解质320代替电解液，由于胶体电解质320为固体，解决了电解液泄漏的隐患，消除了电解液污染食材和腐蚀冰箱的问题；而且分离得到的氧气和氮气不携带电解液，不需要配置分离系统，简化控氧模组的结构，在使用中用户无需补充电解液，方便使用，提升用户体验。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (10)

1.控氧模组，其特征在于，包括：

进气端板，所述进气端板的一侧设置有第一容置槽，所述进气端板的另一侧设置有空气进气口和氮气出气口，所述空气进气口和所述氮气出气口连通所述第一容置槽；

出气端板，连接于所述进气端板并且覆盖所述第一容置槽，所述出气端板的一侧设置有第二容置槽，所述出气端板的另一侧设置有连通所述第二容置槽的氧气出气口，所述第二容置槽连通所述第一容置槽；

电极组件，位于所述第一容置槽和/或所述第二容置槽中，所述电极组件包括阴极、胶体电解质以及阳极，所述阴极涂覆有氧还原反应催化剂，所述阳极涂覆有氧析出反应催化剂，所述阴极和所述阳极分布在所述胶体电解质的两侧，所述阴极朝向所述进气端板，所述阳极朝向所述出气端板。

2.根据权利要求1所述的控氧模组，其特征在于，所述胶体电解质为凝胶电解质或聚合物电解质。

3.根据权利要求1所述的控氧模组，其特征在于，所述电极组件还包括吸水部件，所述吸水部件贴合于所述胶体电解质，所述吸水部件设置有多个贯通的气孔，所述吸水部件的边缘设置有吸水部，所述吸水部延伸至所述出气端板的外部。

4.根据权利要求3所述的控氧模组，其特征在于，所述吸水部件为吸水海绵、聚氨酯薄膜或者聚氯乙烯薄膜。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控氧模组，其特征在于，所述进气端板设置有分隔结构，所述分隔结构布置在所述第一容置槽中以形成弯曲的气流通道，所述空气进气口和所述氮气出气口分别连通所述气流通道的两端。

6.根据权利要求5所述的控氧模组，其特征在于，所述分隔结构包括两个平行布置的分隔条，以使所述气流通道具有三个气道。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的控氧模组，其特征在于，所述阳极设置有多个贯通的析出气孔，所述阳极朝向所述出气端板的侧面设置有围边，所述围边包围多个所述析出气孔，并且抵接所述出气端板。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的控氧模组，其特征在于，所述氧还原反应催化剂为铂基催化剂，所述氧析出反应催化剂为铱基催化剂。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的控氧模组，其特征在于，所述进气端板和所述出气端板采用焊接固定为一体。

10.冰箱，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的控氧模组。