冷藏冷冻装置及其储物容器的制作方法

本发明涉及冷藏冷冻领域，特别涉及一种冷藏冷冻装置及其储物容器。

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。

技术实现要素：

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冷藏冷冻装置及其储物容器。

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降低储物空间内部的湿度。

本发明的另一个目的是为了简化电解除氧组件的结构。

一方面，本发明提供了一种用于冷藏冷冻装置的储物容器，包括：盒体，盒体内限定有储物空间，盒体的表面设置有开口；电解除氧组件，可拆卸地设置于开口处，配置成通过电解反应消耗储物空间内部的氧气；其中电解除氧组件包括：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；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；和第一风机，设置于阴极板背朝质子交换膜的一侧，用于加速储物空间内阴极板附近的空气流动速度；其中阴极板背朝质子交换膜的一面至少部分暴露于储物空间内部，阳极板背朝质子交换膜的一面至少部分暴露于储物空间外部。

可选地，电解除氧组件还包括：第二风机，设置于阳极板背朝质子交换膜的一侧，以将储物容器外部的水蒸气朝向阳极板吹送。

可选地，第一风机和第二风机均为轴流风机；第一风机的风扇转轴的轴线与阴极板垂直；第二风机的风扇转轴的轴线与阳极板垂直。

可选地，电解除氧组件还包括：第一风机支架，设置于第一风机朝向阴极板的一侧，用于固定支撑第一风机；第二风机支架，设置于第二风机朝向阳极板的一侧，用于固定支撑第二风机。

可选地，上述储物容器还包括：湿度传感器，设置于储物空间内部，用于检测储物空间内部的空气湿度；其中第一风机，还配置成当湿度传感器检测到空气湿度高于或等于湿度阈值时开启；当湿度传感器检测到空气湿度低于湿度阈值时关闭。

可选地，电解除氧组件还包括：两块固定板，设置在阳极板和阴极板的外侧，用于整合固定阳极板、质子交换膜和阴极板；和多个紧固螺钉；其中两块固定板、阳极板、质子交换膜和阴极板的靠近边缘的位置均设置有多个螺孔，每个紧固螺钉依次贯穿多层部件相同位置的螺孔，以实现多层部件的固定和组装。

可选地，第一风机支架和第二风机支架包括：环形的支架本体；和多条固定设置于支架本体上的固定爪，每条固定爪沿支架本体的径向向外延伸，每条固定爪的末端设置有螺孔，以用于将风机支架螺纹连接固定于对应的固定板上。

可选地，储物容器为抽屉，其包括：筒体，其内部形成储物空间；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；其中电解除氧组件设置于筒体的顶面上。

另一方面，本发明还提供了一种冷藏冷冻装置，包括：箱体，其内部形成冷藏冷冻装置的储藏间室，储藏间室包括冷藏间室和冷冻间室；门体，可开闭地设置于箱体前侧，用于打开或关闭冷藏冷冻装置；和上述的储物容器，储物容器设置于冷藏间室底部。

可选地，上述冷藏冷冻装置还包括：门体开闭检测装置，设置于门体或箱体上，用于检测门体的开闭状态；其中第一风机和/或第二风机，还配置成当门体开闭检测装置检测到门体开启时，关闭或保持关闭状态。

本发明提供了一种用于冷藏冷冻装置的储物容器，包括：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。在本发明中，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。在本发明中，电解除氧组件还包括设置于阴极板外侧的第一风机。当电解除氧组件开启工作时，第一风机开启，第一风机朝向背离阴极板的方向吹风，以加快阴极板附近的空气流通速度，防止阴极板产生凝露或水滴。另外，第一风机还能够提高阴极板的反应速率，从而提高了电解除氧组件的工作效率。

本发明的储物容器中的电解除氧组件还包括设置于阴极板外侧的第二风机。当电解除氧组件开启工作时，第二风机也开启，第二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。由于冷藏冷冻装置内部温度一般较低，冷藏冷冻装置内的储藏间室具有比较潮湿的气体氛围，其空气中包含大量的水蒸气。因此，储藏间室内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，简化了电解除氧组件的结构。

更进一步地，电解除氧组件还包括：第一风机支架和第二风机支架。每个风机支架包括：环形的支架本体和多条固定爪。多条固定设置于支架本体上，每条固定爪沿支架本体的径向向外延伸，每条固定爪的末端设置有螺孔，以用于将风机支架螺纹连接固定于固定板上。在本发明中，风机支架能够固定支撑风机，防止风机在运行时晃动，同时使得第一风机/第二风机和固定板之间形成一定的间距，以利于气体流通，提高了电解除氧组件的工作稳定性。

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储物容器的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的储物容器的电解除氧组件的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的储物容器的电解除氧组件的正面示意图；

图4是根据本发明一个实施例的储物容器的电解除氧组件的分解示意图；

图5是根据本发明一个实施例的储物容器的电解除氧组件的风机支架的示意图；

图6是根据本发明一个实施例的储物容器的电解除氧组件的固定板的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的储物容器的分解示意图；

图8是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的内部示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例首先提供了一种用于冷藏冷冻装置的储物容器100，包括：盒体110、电解除氧组件200。盒体110内限定有储物空间，盒体110的表面设置有开口。电解除氧组件200形成于上述开口处，配置成通过电解反应消耗储物空间内部的氧气。

在本实施例中，开口为矩形开口，用于安装电解除氧组件200。电解除氧组件200的大小和开口大小相适配，以使得其能够完全封闭开口，防止储物空间内部与外界发生气体交换。

如图2至4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。电池可以设置在储物容器上，也可以设置在储物容器外部。阴极板230背朝质子交换膜210的一面至少部分暴露于储物空间内部，阳极板220背朝质子交换膜210的一面至少部分暴露于储物空间外部。也就是说，电解除氧组件200具有至少3层结构，由上至下依次为阳极板220、质子交换膜210和阴极板230，阳极板220朝向储物空间外部，阴极板220朝向储物空间内部。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+h⁺+4e^-

阴极板：o2+h⁺+4e^-→2h2o

具体的，电池的阳极向阳极板220充电，阳极板220一侧电解储物容器100外部的水蒸气，产生氢离子和氧气，氧气排出至储物空间外部，氢离子进入质子交换膜210内，并朝向阴极板230运动。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。

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，电解除氧组件200还可以进一步地包括：扩散层270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。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均由弹性材料制成，以缓冲相邻层之间的挤压力。

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。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241，且两块弹性板240上的弹性凸起241的位置相对应，也就是说每个弹性凸起241均能和另一块板上的一个弹性凸起241相配共同合挤压阳极板220、阴极板230，以用于进一步夹紧质子交换膜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。

电解除氧组件还包括：两块固定板290。两块固定板290设置在两块弹性板240的外侧，用于整合固定弹性板240、阳极板220、质子交换膜210和阴极板230。如图5所示，每个固定板290的中间部分镂空，以允许气体通过。镂空部分还设置有一个十字形支架，用于提高固定板290的稳定性。

电解除氧组件200还包括：第一风机251和第二风机252。上述第一风机251和第二风机252均可以为微型轴流风机。

第一风机251设置于阴极板230背朝质子交换膜210的一侧，也就是说，第一风机251设置于储物空间内部。其风扇转轴的轴线与阴极板230垂直，用于加快阴极板230附近的空气流通速度。由于阴极板230一侧反应生成水，因此阴极板230附近的空气湿度较大，容易出现凝露、滴水等现象，影响储物空间内部的食物保存。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，第一风机251可以开启，朝向背离阴极板230的方向吹风，以加快阴极板230附近的空气流通速度，防止阴极板230产生凝露或水滴。

进一步地，由于阴极板230反应消耗氧气，因此阴极板230附近的空气中氧气含量较低，而储物空间内部的其他部分氧气浓度偏高，这样容易造成储物空间内部氧气分布不均匀，影响食物保鲜。在本实施例中，第一风机251开启还可以加快储物空间内部的空气循环，使得储物空间内部气体分布均匀，防止储物空间局部氧气过高或过低。

更进一步地，由于第一风机251加快了空气流通，提高了阴极板230的反应速率，从而提高了电解除氧组件200的工作效率。

在本实施例中，储物容器内部还设置有湿度传感器，用于检测储物空间内部的空气湿度。第一风机251还配置成当湿度传感器检测到空气湿度高于或等于湿度阈值时开启；当湿度传感器检测到空气湿度低于湿度阈值时关闭。在本实施例中，上述湿度阈值可以设置为相对湿度90％。当储物空间内部的空气湿度达到90％时，第一风机开启除湿，以防止储物空间内部产生凝露或水滴；当储物空间内部的空气湿度在90％以下时，第一风机251关闭，以节约电能。在本实施例中，通过设置湿度传感器检测储物空间内的湿度来控制第一风机251启停，能够对风机的运行时间进行更加精细的调控，进一步优化了电解除氧组件200的工作状态，同时保证了储物空间内部的空气湿度稳定。

第二风机252设置于阳极板220背朝质子交换膜210的一侧，也就是说，第二风机252设置于储物空间外部。其风扇转轴的轴线与阳极板220垂直，用于将储物容器100外部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，同时第二风机252开启，第二风机252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。由于冷藏冷冻装置内部温度一般较低，冷藏冷冻装置内的储藏间室具有比较潮湿的气体氛围，其空气中包含大量的水蒸气。因此，储藏间室内空气能够通过第二风机252向阳极板220源源不断地提供的反应物，从而无需为电解除氧组件200单独设置水源或输水装置。

电解除氧组件200还包括：第一风机支架281和第二风机支架282。第一风机支架282设置于第一风机252朝向阴极板230的一侧，在本实施例中，可以设置于第一风机251和与阴极板230同侧的固定板290之间，并用于支撑第一风机252。第二风机支架282设置于第二风机252朝向阳极板220的一侧，用于支撑第二风机252。第一风机支架281和第二风机支架282形状、大小均相同。如图6所示，第一风机支架281(或第二风机支架282)包括：环形的支架本体和多条固定爪283。多条固定设置于支架本体上，每条固定爪283沿支架本体的径向向外延伸，每条固定爪283的末端设置有螺孔，以用于将风机支架螺纹连接固定于固定板290上。在本实施例中，固定爪283的数量为4根，沿支架主体的周向间隔设置。风机安装在风机支架上，风机外壳的四个角的位置设置有螺钉，以将风机固定于风机支架上，风机支架能够固定支撑风机，防止风机在运行时晃动，同时还能使得风机和固定板290之间形成一定的间距，以利于气体流通。特别地，第二风机252的送风区域正对支架本体中间的圆形开口，并能够将气流吹向电解除氧组件内部，吹送至阳极板220。

电解除氧组件200还包括多个紧固螺钉291和多个螺母292，两块固定板290、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291由一块固定板290开始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，多个螺母292在另一块固定板290的外侧对紧固螺钉291进行固定。在本实施例中，紧固螺钉291的数量为8个，每个部件靠近每条边缘的位置均间隔设置两个螺孔，也就是说每个部件都有8个螺孔。

在对电解除氧组件200进行组装时，先将固定板290、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，再使用多根紧固螺钉291将上述多层结构固定整合。将两个风机支架分别安装于两块固定板290上，并使用螺钉对风机支架进行固定。最后通过螺钉将第一风机251和第二风机252安装在各自的风机支架上，完成对电解除氧组件的组装。在本实施例中，电解除氧组件200的多层结构的排列顺序依次为：第二风机252、第二风机支架282、固定板290、弹性板240、阳极板220、垫圈260、扩散层270、质子交换膜210、扩散层270、垫圈260、阴极板230、弹性板240、固定板290、第一风机支架281和第一风机251。在安装电解除氧组件200时，将组装好的电解除氧组件200整体插入盒体的开口内，阴极板朝向储物容器内部，阳极板朝向储物容器外部。将阳极板220和阴极板230分别与电池的阳极和阴极连通，电解除氧组件200进入电解工作状态。若用户不需要储物容器的除氧功能，则将电解除氧组件200整体取出即可。

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。

本发明实施例还提供了一种冷藏冷冻装置，包括：箱体和上述储物容器100。箱体内部形成冷藏冷冻装置的储藏间室。储物容器100设置于储藏间室内部。

在本实施例中，冷藏冷冻装置可以为冰箱，在本实施例中为风冷冰箱，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。储物容器100可以为抽屉，如图7、图8所示，该抽屉由筒体111和抽拉部112组成，电解除氧组件200设置于筒体111的顶面上。该抽屉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的安装位置。

电解除氧组件200放在抽屉上部，向阳极板220和阴极板230供电的电池可以设置于箱体发泡层内，从而方便从箱体对电解除氧组件200进行供电，同时便于用户进行安装拆卸。由于抽屉设置于冷藏间室底部，电解除氧组件200设置在抽屉顶部能够与冷藏间室内的空气充分接触，在电解除氧组件附近的水气被消耗后，风冷冰箱的空气循环较快，其他位置的水气能够快速进行补充，维持反应快速进行。因此，将电解除氧组件200设置于抽屉顶部能够提高电解除氧组件200的工作效率。

上述冰箱还包括：门体开闭检测装置，其设置于门体或箱体的接触面上，用于检测门体的开闭状态。门体开闭检测装置可以为一压力传感器，通过检测门体和箱体之间的压力判断门体是否被打开。第一风机251或第二风机252还配置成当门体开闭检测装置检测到门体开启时，关闭或保持关闭状态。在本实施例中，当用户开启冰箱门体时，第一风机251或第二风机252立即停止运转，以防止其产生的噪音影响用户的使用体验。当用户关闭门体时，再允许第一风机251或第二风机252运行。

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。