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CN116222110A - 电解除氧装置以及具有其的冰箱 - Google Patents

电解除氧装置以及具有其的冰箱 Download PDF

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CN116222110A
CN116222110A CN202111466835.2A CN202111466835A CN116222110A CN 116222110 A CN116222110 A CN 116222110A CN 202111466835 A CN202111466835 A CN 202111466835A CN 116222110 A CN116222110 A CN 116222110A
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CN
China
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reaction
electrolytic
space
deoxygenation
liquid
Prior art date
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Application number
CN202111466835.2A
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苗建林
黄璐璐
王睿龙
姬立胜
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Qingdao Haier Refrigerator Co Ltd
Haier Smart Home Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Haier Refrigerator Co Ltd
Haier Smart Home Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP22900642.4A priority patent/EP4443086A1/en
Priority to PCT/CN2022/136025 priority patent/WO2023098838A1/zh
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Abstract

本发明提供了一种电解除氧装置以及具有其的冰箱，其中电解除氧装置包括：反应容器，其内部限定出用于盛装电解液的多个反应空间；多个反应空间贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道；和多个电解除氧单元，与反应空间一一对应设置，且每一电解除氧单元分别装配至一反应空间，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗反应容器外部的氧气。当利用多个电解除氧单元同时进行电化学反应时，每个电解除氧单元只需在较小的电解电压下工作，即可获得较高的除氧效率，因此，本发明的电解除氧装置在提高除氧效率的同时，保证了使用寿命，且具有较高的安全性。

Description

电解除氧装置以及具有其的冰箱
技术领域
本发明涉及保鲜技术，特别是涉及电解除氧装置以及具有其的冰箱。
背景技术
电解除氧装置通过在电解电压的作用下进行电化学反应来消耗工作环境中的氧气。
发明人认识到，一般情况下，若要提高电解除氧装置消耗氧气的速率，需要增大电解电压，或者提高流经电解除氧装置的电化学元件的电流，这会导致电化学元件的损耗速率提高，缩短电化学元件的使用寿命。
发明内容
本发明的一个目的是要克服现有技术中的至少一个技术缺陷，提供一种电解除氧装置以及具有其的冰箱。
本发明的一个进一步的目的是要使电解除氧装置在提高除氧效率的同时，保证使用寿命。
本发明的另一个进一步的目的是要使多个电解除氧单元的使用寿命保持一致。
本发明的又一个进一步的目的是要简化电解除氧装置的补液过程。
本发明的再一个进一步的目的是要使电解除氧装置对排放的气体进行处理，以防造成环境污染。
特别地，根据本发明的一方面，提供了一种电解除氧装置，包括：反应容器，其内部限定出用于盛装电解液的多个反应空间；多个反应空间贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道；和多个电解除氧单元，与反应空间一一对应设置，且每一电解除氧单元分别装配至一反应空间，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗反应容器外部的氧气。
可选地，多个反应空间沿水平方向依次排布，且相邻反应空间相互连通，从而形成贯通通道。
可选地，反应容器内具有至少一个纵向分隔板，分别沿纵向延伸设置，以分隔出沿水平方向依次排布的多个反应空间；且纵向分隔板上开设有连通口，使得相邻反应空间相互连通。
可选地，反应容器的内部还限定出处理空间，位于多个反应空间的上方，并与每一反应空间一一连通，以允许每一电解除氧单元进行电化学反应时产生的气体流入其中；且处理空间的顶壁上开设有出气口，以允许流入处理空间的气体排出。
可选地，反应容器内具有横向分隔板，其沿横向延伸设置，以分隔出上下布置的处理空间和反应空间；且横向分隔板上开设有多个排气孔，与反应空间一一连通。
可选地，横向分隔板上还开设有补液孔，补液孔连通任一反应空间，以允许流经处理空间的液体流入反应空间。
可选地，补液孔和排气孔分别为贯穿横向分隔板厚度方向的光孔；且补液孔的孔壁向上延伸，且在横向分隔板的上表面形成有贯通补液孔与处理空间的上环形凸缘。
可选地，电解除氧装置还包括：补液容器，位于反应容器的上方，且其内部形成与处理空间相连通的储液空间，用于向处理空间补液。
可选地，电解除氧单元包括：阴极板，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗氧气，且其具有阴极接线端子；和阳极板，用于在电解电压的作用下通过电化学反应向阴极板提供反应物且生成气体；且其具有阳极接线端子；并且相邻电解除氧单元的阴极接线端子与阳极接线端子相连。
根据本发明的另一方面，还提供了一种冰箱，包括：如上述任一项的电解除氧装置。
本发明的电解除氧装置以及具有其的冰箱，由于具有多个电解除氧单元，每一电解除氧单元分别能在电解电压的作用下通过进行电化学反应消耗氧气，当利用多个电解除氧单元同时进行电化学反应时，每个电解除氧单元只需在较小的电解电压下工作，即可获得较高的除氧效率，因此，本发明的电解除氧装置在提高除氧效率的同时，保证了使用寿命。
进一步地，本发明的电解除氧装置以及具有其的冰箱，每一电解除氧单元分别设置于一反应空间，各个反应空间贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道，电解液可以在多个反应空间内自由流动，各个反应空间内的电解液基本保持均一，这有利于保证各个电解除氧单元的电化学反应速率保持一致，从而确保多个电解除氧单元的使用寿命保持一致。
进一步地，本发明的电解除氧装置以及具有其的冰箱，通过使多个反应空间贯通设置，并在多个反应空间的上方设置处理空间，且使流经处理空间的液体通过补液孔流入任一反应空间，流入任一反应空间的液体能够均匀地分配至其他反应空间，从而完成补液，这有利于简化电解除氧装置的补液过程。
更进一步地，本发明的电解除氧装置以及具有其的冰箱，由于补液孔的孔壁向上延伸形成上环形凸缘，该上环形凸缘高于排气孔设置，因此，当利用处理空间向反应空间补液时，需使处理空间内的液位高于上环形凸缘，处理空间内的液体能够起到液封排气孔的作用，从排气孔流出的气体需要在流经处理空间内的液体之后，再流出处理空间，气体在流经处理空间内的液体时可使携带的液体溶解于处理空间，这能够减少或避免因气体排放而导致环境污染。
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电解除氧装置的示意性结构图；
图2是图1所示的电解除氧装置的示意性俯视图；
图3是根据本发明另一实施例的电解除氧装置的示意性结构图；
图4是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性结构图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的电解除氧装置10的示意性结构图。本实施例的电解除氧装置10用于安装于冰箱1，以消耗冰箱1的储物空间内的氧气。
电解除氧装置10一般性地可包括反应容器200和多个电解除氧单元100。
其中，反应容器200的内部限定出用于盛装电解液的多个反应空间220。多个反应空间220贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道221。本实施例中，各个反应空间220之间直接或间接地连通，从而贯通成供电解液流通的贯通通道221，各个反应空间220内的电解液是均一的。
多个电解除氧单元100与反应空间220一一对应设置，且每一电解除氧单元100分别装配至一反应空间220，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗反应容器200外部的氧气。本实施例中，每个电解除氧单元100能够独立地进行电化学反应，当多个电解除氧单元100同时进行电化学反应时，电解除氧装置10的除氧效率得到累加。
本发明的电解除氧装置10以及具有其的冰箱1，由于具有多个电解除氧单元100，每一电解除氧单元100分别能在电解电压的作用下通过进行电化学反应消耗氧气，当利用多个电解除氧单元100同时进行电化学反应时，每个电解除氧单元100只需在较小的电解电压下工作，即可获得较高的除氧效率，因此，本发明的电解除氧装置10在提高除氧效率的同时，保证了使用寿命，且具有较高的安全性。
图2是图1所示的电解除氧装置10的示意性俯视图，图中示出了反应空间220和电解除氧单元100。由于每一电解除氧单元100分别设置于一反应空间220，各个反应空间220贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道221(如图2虚线所示)，电解液可以在多个反应空间220内自由流动，各个反应空间220内的电解液基本保持均一，这有利于保证各个电解除氧单元100的电化学反应速率保持一致，从而确保多个电解除氧单元100的使用寿命保持一致。在全部电解除氧单元全部老化时，可以统一地进行更换，有利于降低维护成本。
在一些可选的实施例中，多个反应空间220沿水平方向依次排布，且相邻反应空间220相互连通，从而形成贯通通道221。本实施例中，通过使相邻反应空间220直接地连通，可使不直接连通的反应空间220实现间接地连通，从而使得多个反应空间220贯通成贯通通道221。
使多个反应空间220沿水平方向依次排布，可以保证各个反应空间220的高度基本一致，由于相邻反应空间220相互连通，因此，各个反应空间220通过贯通形成连通器，基于这种连通器结构，各个反应空间220内的电解液在无需外力干涉的情况下可以进行均匀分配，电解液的液位和浓度基本一致。
由于多个反应空间220沿水平方向依次排布，互不遮挡，因此可保证每个电解除氧单元100均能顺利地与反应容器200外部的氧气进行接触，每个电解除氧单元100与氧气进行接触的机会均等。
在一些可选的实施例中，反应容器200内具有至少一个纵向分隔板210，分别沿纵向延伸设置，以分隔出沿水平方向依次排布的多个反应空间220。纵向分隔板210的数量根据反应空间220的数量进行设置，并且比反应空间220的数量少一个。例如，多个纵向分隔板210可以呈平板状或薄片状，相互平行设置，每个纵向分隔板210所在的板面可以平行于竖直面。
纵向分隔板210上开设有连通口211，使得相邻反应空间220相互连通。某一反应空间220内的电解液可以通过连通口211流入其他反应空间220内。本实施例的电解除氧装置10，通过在纵向分隔板210上开设连通口211，即可贯通各个反应空间220，具备结构精巧的优点。连通口211可以位于纵向分隔板210的底部区段。
在另一些实施例中，连通口211也可以不设置在纵向分隔板210上，例如，纵向分隔板210与反应空间220的底壁之间可以形成间隙，从而形成连通口211。
在一些实施例中，纵向分隔板210可以通过注塑成型形成在反应容器200的内部，工序简单，省略了繁杂的组装过程，且保证了相邻反应空间220之间的连通性。
在一些可选的实施例中，反应容器200的内部还限定出处理空间230，位于多个反应空间220的上方，并与每一反应空间220一一连通，以允许每一电解除氧单元100进行电化学反应时产生的气体流入其中。即，本实施例的反应容器200内，其上层空间为处理空间230，下层空间为反应空间220。
电解除氧单元100进行电化学反应时产生的气体形成在各自对应的反应空间220内，由于处理空间230与每一反应空间220一一连通，因此，每个电解除氧单元100产生的气体均能流入处理空间230内。
处理空间230的顶壁上开设有出气口231，以允许流入处理空间230的气体排出。本实施例中，处理空间230的顶壁亦为反应容器200的顶壁。流入处理空间230内的气体最终流向出气口231，并经出气口231排放至反应容器200的外部环境。
利用处理空间230收集各个电解除氧单元100产生的气体，并使这些气体经出气口231统一地排放出去，当需要利用导气管导引气体时，仅需要使导气管连通出气口231即可，结构简单，易于实现。
在一些可选的实施例中，反应容器200内具有横向分隔板250，其沿横向延伸设置，以分隔出上下布置的处理空间230和反应空间220。本实施例的横向分隔板250为一个。例如，横向分隔板250可以呈平板状或薄片状，且其所在的板面可以平行于水平面。
横向分隔板250上开设有多个排气孔251，与反应空间220一一连通。本实施例的电解除氧装置10，通过在横向分隔板250上开设排气孔251，即可连通反应空间220和处理空间230，具备结构精巧的优点。由于处理空间230和反应空间220均集成设置在反应容器200内，且采用带有排气孔251的横向分隔板250进行分隔，既省略了导气结构，又保证了气密性。
排气孔251的排气速率大于电解除氧单元100的气体产生速率的最大值，防止反应空间220内因形成较大气压而对电解除氧单元100的各个部件产生冲击影响。
在一些实施例中，横向分隔板250可以通过注塑成型形成在反应容器200的内部，工序简单，省略了繁杂的组装过程，且保证了反应之间的连通性。
在一些进一步的实施例中，横向分隔板250上还开设有补液孔252，以允许流经处理空间230的液体流入反应空间220。也就是说，本实施例的处理空间230不仅可以作为收集气体的集气仓，还可以作为向反应空间220提供液体的供液仓。来自处理空间230外部的液体可以在流经处理空间230之后，从补液孔252流入反应空间220。
补液孔252的数量为一个，该补液孔252可以连通任一反应空间220。通过使多个反应空间220贯通设置，并在多个反应空间220的上方设置处理空间230，且使流经处理空间230的液体通过补液孔252流入任一反应空间220，流入任一反应空间220的液体能够均匀地分配至其他反应空间220，从而完成补液，这有利于简化电解除氧装置10的补液过程。
在一些实施例中，补液孔252的数量也可以根据实际需要设置为多个，这可以提高补液效率，使各个反应空间220内的电解液能以较快的速度实现均一。
在一些可选的实施例中，补液孔252和排气孔251分别为贯穿横向分隔板250厚度方向的光孔。例如，补液孔252可以连通位于反应容器200端部的反应空间220。排气孔251可以靠近电解除氧单元100的阳极板120设置，且远离电解除氧单元100的阴极板110设置，从而保证反应空间220的气体排出效率。
补液孔252的孔壁向上延伸，且在横向分隔板250的上表面形成有贯通补液孔252与处理空间230的上环形凸缘260。也就是说，上环形凸缘260为中空筒状，其筒壁围合出与补液孔252相连通的中空通道。处理空间230内的液体需要流经上环形凸缘260的中空通道，然后再流经补液孔252，最终流入反应空间220。
由于补液孔252的孔壁向上延伸形成上环形凸缘260，该上环形凸缘260高于排气孔251设置，因此，当利用处理空间230向反应空间220补液时，需使处理空间230内的液位高于上环形凸缘260设置，处理空间230内的液体能够起到液封排气孔251的作用，从排气孔251流出的气体需要在流经处理空间230内的液体之后，再流出处理空间230，气体在流经处理空间230内的液体时可使携带的液体(例如电解质)溶解于处理空间230，这能够减少或避免因气体排放而导致环境污染。
同时，溶解于处理空间230内的物质成分能够从补液孔252返回反应空间220内，以供回收再利用。因此，本实施例的电解除氧装置10具备过滤回收功能，提高了资源利用效率，减少或避免了因直接排放气体而导致电解质浪费。
处理空间230内的液体还能使反应空间220内的电解液与空气隔绝，减少或避免电解液变质。
在一些可选的实施例中，排气孔251的孔壁也可以向上延伸，且在横向分隔板250的上表面形成有贯通排气孔251与处理空间230的另一上环形凸缘260，可命名为第二上环形凸缘260。贯通补液孔252与处理空间230的上环形凸缘260可命名为第一上环形凸缘260。第一上环形凸缘260高于第二上环形凸缘260，以保证处理空间230内的液体能够液封排气孔251。
由于第二上环形凸缘260的内部限定出自下而上延伸的气流通道，因此，能够起到将流经其的气流向上导引的作用，有利于提高气体的排放效率。
在一些可选的实施例中，电解除氧装置10还包括补液容器300，位于反应容器200的上方，且其内部形成与处理空间230相连通的储液空间310，用于向处理空间230补液。例如，补液容器300可以为水箱，其底部开设有供液口，处理空间230的顶壁上相应开设有进液口232，供液口高于进液口232，且供液口和进液口232之间可以采用输液管进行连通，以利用输液管将来自流出供液口的液体导引至进液口232。输液管内可以安装有开关元件400，用于受控地开闭，从而通断供液口与进液口232之间的液路。
本实施例的电解除氧装置10，电解除氧单元100进行电化学反应时会消耗电解液。通过在水箱内暂存特定量的液体，可以在一定范围内满足电解除氧单元100的补液需求，减少或避免电解除氧单元100因电解液不足而无法正常工作的问题发生，这有利于提升电解除氧装置10的工作性能。
电解除氧单元100一般性地可包括阳极板120和阴极板110。
阴极板110用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗氧气。阳极板120用于在电解电压的作用下通过电化学反应向阴极板110提供反应物(例如，电子)且生成气体。
在通电情况下，例如，空气中的氧气可以在阴极板110处发生还原反应，即：O2+2H2O+4e-→4OH-。阴极板110产生的OH-可以在阳极板120处发生氧化反应，并生成氧气，即：4OH-→O2+2H2O+4e-。
阴极板110具有阴极接线端子111。阳极板120具有阳极接线端子121。相邻电解除氧单元100的阴极接线端子111与阳极接线端子121相连，这可使多个电解除氧单元100依次串联连接。由于每个电解除氧单元100均能起到分压的作用，因此，这可以避免电解除氧单元100因工作电流过大而导致损耗速率提高，有利于延长电化学元件的使用寿命。
本实施例中，电解除氧单元100的电化学反应消耗水，因此，仅需要向反应空间220补水即可，水箱和处理空间230内的液体可以分别为水。
以上关于阳极板120和阴极板110的电化学反应的举例仅仅是示意性的，在了解上述实施例的基础上，本领域技术人员应当易于变换电化学反应的类型，或者针对适用于其他电化学反应类型的电解除氧装置10的结构进行拓展，这些变换和拓展均应落入本发明的保护范围。
图3是根据本发明另一实施例的电解除氧装置10的示意性结构图，该图为侧视图。在一些实施例中，反应容器200在反应空间220的侧壁上开设有开口，阴极板110可以设置于开口处并与反应容器200共同限定出用于盛装电解液的反应空间220。阳极板120可以与阴极板110相互间隔地设置于反应空间220内。
在一些可选的实施例中，处理空间230的至少一部分前壁向后凹陷形成有走线仓280，该走线仓280内可以布置线缆，线缆用于将电解除氧单元100连接至电解除氧装置10的供电电源，使得供电电源向电解除氧单元100提供电解电压。
在另一些可选的实施例中，阴极板110可以设置于反应容器200的内部，例如，反应容器200的前壁可以开设有多个孔，以允许阴极板110与外部的气体接触。
图4是根据本发明一个实施例的冰箱1的示意性结构图。冰箱1一般性地可包括箱体20以及如以上任一实施例的电解除氧装置10。箱体20的内部限定出储物空间。电解除氧装置10安装于箱体20，并用于消耗储物空间内的氧气。例如，阴极板可以与储物空间气流连通。
本实施例的冰箱1为具备低温存储功能的电器设备，既包括狭义的冰箱，也包括冷柜、储藏柜以及其他冷藏冷冻装置。
在另一些实施例中，电解除氧装置10也可以向储物空间提供氧气，使储物空间营造高氧保鲜气氛，例如，可以使电解除氧装置的出气口与储物空间气流连通。
本发明的电解除氧装置10以及具有其的冰箱1，由于具有多个电解除氧单元100，每一电解除氧单元100分别能在电解电压的作用下通过进行电化学反应消耗氧气，当利用多个电解除氧单元100同时进行电化学反应时，每个电解除氧单元100只需在较小的电解电压下工作，即可获得较高的除氧效率，因此，本发明的电解除氧装置10在提高除氧效率的同时，保证了使用寿命且具有较高的安全性。
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。

Claims (10)

1.一种电解除氧装置，其特征在于，包括：
反应容器，其内部限定出用于盛装电解液的多个反应空间；所述多个反应空间贯通设置，以形成供电解液流通的贯通通道；和
多个电解除氧单元，与所述反应空间一一对应设置，且每一所述电解除氧单元分别装配至一所述反应空间，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗所述反应容器外部的氧气。
2.根据权利要求1所述的电解除氧装置，其特征在于，
多个所述反应空间沿水平方向依次排布，且相邻所述反应空间相互连通，从而形成所述贯通通道。
3.根据权利要求2所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述反应容器内具有至少一个纵向分隔板，分别沿纵向延伸设置，以分隔出沿水平方向依次排布的多个所述反应空间；且所述纵向分隔板上开设有连通口，使得相邻所述反应空间相互连通。
4.根据权利要求1所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述反应容器的内部还限定出处理空间，位于多个所述反应空间的上方，并与每一所述反应空间一一连通，以允许每一所述电解除氧单元进行电化学反应时产生的气体流入其中；且
所述处理空间的顶壁上开设有出气口，以允许流入所述处理空间的气体排出。
5.根据权利要求4所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述反应容器内具有横向分隔板，其沿横向延伸设置，以分隔出上下布置的所述处理空间和所述反应空间；且
所述横向分隔板上开设有多个排气孔，与所述反应空间一一连通。
6.根据权利要求5所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述横向分隔板上还开设有补液孔，所述补液孔连通任一所述反应空间，以允许流经所述处理空间的液体流入所述反应空间。
7.根据权利要求6所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述补液孔和所述排气孔分别为贯穿所述横向分隔板厚度方向的光孔；且
所述补液孔的孔壁向上延伸，且在所述横向分隔板的上表面形成有贯通所述补液孔与所述处理空间的上环形凸缘。
8.根据权利要求4所述的电解除氧装置，其特征在于，还包括：
补液容器，位于所述反应容器的上方，且其内部形成与所述处理空间相连通的储液空间，用于向所述处理空间补液。
9.根据权利要求1所述的电解除氧装置，其特征在于，
所述电解除氧单元包括：
阴极板，用于在电解电压的作用下通过电化学反应消耗氧气，且其具有阴极接线端子；和
阳极板，用于在电解电压的作用下通过电化学反应向所述阴极板提供反应物且生成气体；且其具有阳极接线端子；并且
相邻所述电解除氧单元的所述阴极接线端子与所述阳极接线端子相连。
10.一种冰箱，其特征在于，包括：
如权利要求1-9中任一项所述的电解除氧装置。
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