气体处理装置以及具有其的冰箱的制作方法

1.本发明涉及保鲜技术，特别是涉及气体处理装置以及具有其的冰箱。


背景技术：

2.气调保鲜，其通过调节储存空间的气体比例来达到保鲜目的。为达到气调保鲜目的，冰箱通常需要安装气体处理装置，并利用气体处理装置对特定气体成分进行处理，从而提高或降低该特定气体成分的含量。
3.气体处理装置具有一定的体积，需要占用一定的安装空间，这会对冰箱的结构布局产生明显影响。然而若缩小气体处理装置的体积，又会影响气体处理装置与待处理气体之间的有效接触面积，降低气调效率。
4.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

5.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，提供一种气体处理装置以及具有其的冰箱。
6.本发明的一个进一步的目的是要使气体处理装置具备气调效率高且体积小型化的优点。
7.本发明的又一个进一步的目的是要保证气体处理装置的电极反应的一致性。
8.本发明的再一个进一步的目的是要强化气调效果，降低气调所需的时间，减少气流循环次数。
9.根据本发明的一方面，提供了一种气体处理装置，包括：第一筒状电极；和第二筒状电极，与第一筒状电极的极性相反，并套设于第一筒状电极内；且第二筒状电极与第一筒状电极之间具有间隙，间隙形成用于盛装电解液的电解腔。
10.可选地，第一筒状电极与第二筒状电极同轴。
11.可选地，气体处理装置还包括：第一封闭部，其封闭第一筒状电极的第一端与第二筒状电极的第一端之间的间隙；和第二封闭部，其封闭第一筒状电极的第二端与第二筒状电极的第二端之间的间隙。
12.可选地，第一筒状电极与第二筒状电极的长度相同。
13.可选地，气体处理装置还包括：筒状封装壳体，套设于第一筒状电极外。
14.可选地，第一筒状电极与第二筒状电极分别为中空筒状。
15.可选地，第二筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向内侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，第一筒状电极通过进行电化学反应向第二筒状电极提供反应物；或者第一筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，第二筒状电极通过进行电化学反应向第一筒状电极提供反应物。
16.可选地，第一筒状电极为中空筒状；第二筒状电极为实心筒状。
17.可选地，第一筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，第二筒状电极通过进行电化学反应向第一筒状电极提供反应物。
18.可选地，第一筒状电极和第二筒状电极分别选自阳极和阴极中的任一极，其中阴极用于与电源负极连接，用于通过进行电化学反应消耗氧气；阳极用于与电源正极连接，用于通过进行电化学反应向阴极提供反应物。
19.根据本发明的另一方面，还提供了一种冰箱，包括：如上述任一项的气体处理装置。
20.本发明的气体处理装置以及具有其的冰箱，采用相互套设的第一筒状电极和第二筒状电极围合出电解腔，当在电解腔注入电解液，可以基于电极的电化学反应处理气体，由于第一筒状电极背朝第二筒状电极的一面以及第二筒状电极的径向内侧分别具备较大的接触面积，可与待处理气体进行充分接触，且第一筒状电极与第二筒状电极“曲面相对”，具备较大的电极面积，因此可以利用有限体积提高气体处理装置的电化学反应速率，使得气体处理装置具备气调效率高且体积小型化的优点。
21.进一步地，本发明的气体处理装置以及具有其的冰箱，由于第一筒状电极与第二筒状电极同轴，这可以保证第一筒状电极与第二筒状电极之间的间距“处处相等”，电极的各个部位可以获得相同的电化学反应速率，提高一致性。
22.更进一步地，本发明的气体处理装置以及具有其的冰箱，当第一筒状电极和第二筒状电极分别为中空筒状时，由于第二筒状电极的径向内侧形成气流通道，待处理的气体可以沿着气流通道的延伸方向流动，在流动的过程中，气体中的特定物质成分不断地参与电化学反应并被消耗，这可使流出该气流通道的气体含有极少的特定物质成分，强化气调效果，降低气调所需的时间，减少气流循环次数。冰箱储物空间与气体处理装置之间可能仅需进行一次或少量几次的气流循环即可满足储物空间的降氧需求。
23.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
24.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：
25.图1是根据本发明一个实施例的气体处理装置的示意性结构图；
26.图2是图1所示的气体处理装置的另一视角的示意性剖视图；
27.图3是根据本发明另一实施例的气体处理装置的示意性结构图；
28.图4是根据本发明又一实施例的气体处理装置的示意性结构图；
29.图5是图4所示的气体处理装置的另一视角的示意性剖视图；
30.图6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
31.图1是根据本发明一个实施例的气体处理装置200的示意性结构图。图2是图1所示
的气体处理装置200的另一视角的示意性剖视图。气体处理装置200一般性地可包括第一筒状电极220和第二筒状电极240。
32.其中，第二筒状电极240与第一筒状电极220的极性相反，并套设于第一筒状电极220内。本实施例中，第二筒状电极240与第一筒状电极220之间具有间隙。该间隙形成用于盛装电解液的电解腔230。第二筒状电极240与第一筒状电极220的极性相反是指一个为阳极，另一个为阴极。
33.也就是说，气体处理装置200具有用于盛装电解液的电解腔230，其位于第一筒状电极220与第二筒状电极240之间的间隙内。电解液仅能在第一筒状电极220与第二筒状电极240之间的间隙内流动。
34.采用相互套设的第一筒状电极220和第二筒状电极240围合出电解腔230，当在电解腔230注入电解液，可以基于电极的电化学反应处理气体，由于第一筒状电极220背朝第二筒状电极240的一面以及第二筒状电极240的径向内侧分别具备较大的接触面积，可与待处理气体进行充分接触，且第一筒状电极220与第二筒状电极240“曲面相对”，具备较大的电极面积，因此可以利用有限体积提高气体处理装置200的电化学反应速率，使得气体处理装置200具备气调效率高且体积小型化的优点。
35.筒状电极的极板为曲面结构，相较于现有技术中的平直结构，本实施例的气体处理装置200增加了曲面结构，创造性地提供了具有独特形状和构造的新型气体处理装置200，这突破了冰箱10采用平直结构进行布局的思想桎梏。并且筒状电极可以直接作为气体处理装置200的壳体。如此一来，气体处理装置200能够凭借较小体积获得较优的气调效率。
36.并且由于本实施例的气体处理装置200具备独特外形，使得气体处理装置200适于安装在某些特定空间内，例如冰箱10的压机仓160或者风道等，因此有利于提高气体处理装置200安装位置的多样性。
37.在一些可选的实施例中，第一筒状电极220与第二筒状电极240同轴。即，第一筒状电极220的中心轴线与第二筒状电极240的中心轴线共线，这可以保证第一筒状电极220与第二筒状电极240之间的间距“处处相等”，电极的各个部位可以获得相同的电化学反应速率，提高一致性。
38.当然，在另一些实施例中，第一筒状电极220的中心轴线与第二筒状电极240的中心轴线也可以设置为不共线，这可以使处于不同部位的电极获得不同的电化学反应速率，提高灵活性和多样性。
39.在一些可选的实施例中，气体处理装置200还可以进一步地包括第一封闭部260和第二封闭部280。
40.其中，第一封闭部260封闭第一筒状电极220的第一端与第二筒状电极240的第一端之间的间隙。第二封闭部280封闭第一筒状电极220的第二端与第二筒状电极240的第二端之间的间隙。也就是说，第一封闭部260和第二封闭部280分别封闭第一筒状电极220和第二筒状电极240两端的间隙，使电解腔230密闭。
41.在一些可选的实施例中，第一筒状电极220与第二筒状电极240的长度相同。第一筒状电极220的第一端与第二筒状电极240的第一端之间的间隙为环形平面，第一筒状电极220的第二端与第二筒状电极240的第二端之间的间隙也为环形平面。如此设置，电极的各个部位均具有与之相对的对电极，使电极的各个部位均能正常进行电化学反应。
42.第一封闭部260和第二封闭部280可以分别呈环形盖板状，以封闭第一筒状电极220和第二筒状电极240两端的间隙，并且可以分别通过铆接、焊接、螺接、卡接或者粘接等任意方式连接至第一筒状电极220和第二筒状电极240。
43.在一些可选的实施例中，气体处理装置200还包括筒状封装壳体210，套设于第一筒状电极220外。筒状封装壳体210可以对第一筒状电极220起到保护作用，防止其因磕碰而发生损伤。
44.在一些进一步的实施例中，筒状封装壳体210上开设有透气孔，以允许第一筒状电极220与筒状封装壳体210外部的气体接触。
45.在一些可选的实施例中，第一筒状电极220与第二筒状电极240分别为中空筒状。当第二筒状电极240套设在第一筒状电极220内时，第一筒状电极220的径向外侧(即，背朝第二筒状电极240的一侧)可以与气体接触，第二筒状电极240的径向内侧(即，背朝第一筒状电极220的一侧)可以形成供气体通过的气流通道，使得第二筒状电极240也可以与流经或滞留在该气流通道的气体接触，这有利于提高气体处理装置200与外部气体之间的接触面积。
46.例如，可以采用板状电极通过卷绕工艺形成中空筒状电极，或者可以直接采用成型工艺形成中空筒状电极。
47.在一些实施例中，第二筒状电极240的内侧可以套设有另一筒状封装壳体，以保护第二筒状电极240，并防止电解液渗出。
48.在另一些实施例中，第一筒状电极220与第二筒状电极240分别具有防水透气膜。通过设置防水透气膜，可以防止电解腔230内的电解液泄露，且不影响待处理的气体在电极处参与电化学反应。
49.气体处理装置200的阳极可以为镍板，但不限于此。镍板可以与防水透气膜通过压制结合。阴极可以为多层膜结构，且由内至外地可包括催化层、第一防水透气层、集流层和第二防水透气层。其中，“外”“内”等方向性词语是相对于阴极的实际使用状态而言的，相对于阴极的其他结构而言，催化层位于阴极的最内侧，通过防水透气膜与气体接触。
50.催化层可以采用金属催化剂，其中，金属可以为贵金属或稀有金属，例如可以选自由铂、金、银、锰和铷构成的物质组中。金属催化剂颗粒可以附着在炭黑颗粒上。第一防水透气层和第二防水透气层可以分别为防水透气膜。集流层可以制作成耐腐金属集流网，例如金属镍、金属钛等，以使其不仅具备较佳的导电性、防腐性和支撑强度。并且由于阴极本身具有一定的强度，完全可以能够满足电解腔230的密封强度需求，另外阴极采用两层防水透气层也能够有效地防止由于电解液腐蚀引起的泄漏。
51.当第一筒状电极220与第二筒状电极240分别为中空筒状时，在一些进一步的实施例中，第二筒状电极240通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向内侧空间250的气体中的特定物质成分进行处理，第一筒状电极220通过进行电化学反应向第二筒状电极240提供反应物。或者第一筒状电极220通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，第二筒状电极240通过进行电化学反应向第一筒状电极220提供反应物。
52.在本发明的实施例中，第一筒状电极220和第二筒状电极240分别选自阳极和阴极中的任一极，其中阴极用于与电源负极连接，用于通过进行电化学反应消耗氧气，阳极用于
与电源正极连接，用于通过进行电化学反应向阴极提供反应物。
53.例如，在一些实施例中，第一筒状电极220为阴极，其用于与电源负极连接，以在电解电压的作用下通过进行电化学反应消耗氧气。例如，空气中的氧气可以在第一筒状电极220处发生还原反应，即：o2+2h2o+4e-→
4oh-。第二筒状电极240为阳极，其用于与电源正极连接，以在电解电压的作用下通过进行电化学反应向第一筒状电极220提供反应物。第一筒状电极220产生的oh-可以在第二筒状电极240处可以发生氧化反应，并生成氧气，即：4oh-→
o2+2h2o+4e-。
54.采用上述结构，气体处理装置200能够对冰箱10储物空间的氧气进行处理，以顺应低氧保鲜的发展理念，延长果蔬等食材的保存期限，提高冰箱10的保鲜性能。
55.同时由于第二筒状电极240在进行电化学反应时生成氧气，这部分氧气可被加以利用，例如可以输送至冰箱10的高氧空间，这可以提高冰箱10的气调能力，使其同时营造低氧保鲜气氛和高氧保鲜气氛。
56.气体处理装置200的电源可以为电池，或者可以为其他供电结构。例如，当气体处理装置200设置在冰箱10内时，冰箱10可以利用主控板向气体处理装置200提供电源，或者可以利用冰箱10内部其他部件的供电结构向气体处理装置200提供电源。
57.图3是根据本发明另一实施例的气体处理装置200的示意性结构图。本实施例中，气体处理装置200的第一筒状电极220上和第二筒状电极240上分别形成有接线端子201，用于与电源的正极或负极相连。
58.在一些实施例中，为使第二筒状电极240产生的氧气顺利排出，电解腔230可以开设有排气口。阴极产生的氧气可以经排气口排出。例如，排气口可以设置在第一封闭部260和/或第二封闭部280上。
59.当然，在另一些实施例中，可以交换第一筒状电极220和第二筒状电极240的极性。例如，第二筒状电极240为阴极，其径向内侧的空气中的氧气可以在第二筒状电极240处发生还原反应，即：o2+2h2o+4e-→
4oh-。相应地，第一筒状电极220为阳极，第二筒状电极240产生的oh-可以在第一筒状电极220处可以发生氧化反应，并生成氧气，即：4oh-→
o2+2h2o+4e-。
60.需要强调的是，由于第二筒状电极240的径向内侧形成气流通道，待处理的气体可以沿着气流通道的延伸方向流动，在流动的过程中，气体中的特定物质成分(例如氧气)不断地参与电化学反应并被消耗，这可使流出该气流通道的气体含有极少的特定物质成分，强化气调效果，降低气调所需的时间，减少气流循环次数。冰箱10储物空间与气体处理装置200之间可能仅需进行一次或少量几次的气流循环即可满足储物空间的降氧需求。
61.采用相互套设的第一筒状电极220和第二筒状电极240构造气体处理装置200，当气流通道形成在位于内侧的筒状电极的径向内侧时，该方案优点是可以将气体处理装置200做成管状结构，该结构可以直接环绕在储物容器(例如抽屉)内部高效降氧，也可以预埋在发泡料里，不影响发泡厚度和冰箱10容积。此外，例如，当气流通道形成在位于外侧的筒状电极的径向外侧时，还可以将气体处理装置200做成具有内部气流通道的芯体结构，这可以增大换气面积，且便于对整个模块进行更换和维修。
62.图4是根据本发明又一实施例的气体处理装置200的示意性结构图，图5是图4所示的气体处理装置200的另一视角的示意性剖视图。在一些可选的实施例中，可以针对第二筒状电极240的形状进行变换。第一筒状电极220可以为中空筒状，第二筒状电极240可以为实
心筒状，例如柱状圆筒，这可以在一定程度上提高气体处理装置200的结构强度，减少或避免电解液经第二筒状电极240泄露。另外，采用本实施例的结构，还可以简化电极的制造工艺。
63.当第一筒状电极220为中空筒状、第二筒状电极240为实心筒状时，第一筒状电极220可以通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，第二筒状电极240则可以通过进行电化学反应向第一筒状电极220提供反应物。电解腔230内可以盛装碱性电解液，例如0.1～8mol/l的naoh或者koh等，其浓度可以根据实际需要进行调整。
64.此时，例如，第一筒状电极220可以为阴极，其径向外侧的空气中的氧气可以在第一筒状电极220处发生还原反应，即：o2+2h2o+4e-→
4oh-。相应地，第二筒状电极240为阳极，第一筒状电极220产生的oh-可以在第二筒状电极240处可以发生氧化反应，并生成氧气，即：4oh-→
o2+2h2o+4e-。
65.以上实施例中，关于电化学反应及其方程式的举例仅仅是示意性的，在了解这些实施例的基础上，本领域技术人员应当易于将本发明的气体处理装置200拓展应用于其他类型的电化学反应、并针对其他类型的特定物质成分进行处理，例如用于产生或消耗二氧化碳的电化学反应、用于产生或消耗氮气的电化学反应、用于产生或消耗乙烯的电化学反应等，这些拓展均应落入本发明的保护范围。
66.图6是根据本发明一个实施例的冰箱10的示意性结构图。
67.冰箱10一般性地可包括箱体100和以上任一实施例的气体处理装置200。其中，箱体100内形成有储物空间，例如，储物空间可以包括低氧空间120和高氧空间140中的一个或多个。气体处理装置200的阴极可以与低氧空间120气流连通，并通过电化学反应降低低氧空间120的氧气含量。气体处理装置200的阳极可以与高氧空间140气流连通，并通过电化学反应提高高氧空间140的氧气含量。
68.例如，通过在阴极与低氧空间120之间设置进气管路312和回气管路314，可以实现阴极与低氧空间120之间的气流连通，并形成气流循环通道。进气管路312与低氧空间120之间可以连接有气流促动装置320，用于促使形成自低氧空间120流经进气管路312并流向阴极、且在流经回气管路314之后返回低氧空间120的气流。
69.冰箱10还具有连通电解腔230与高氧空间140的氧气输送通道，用于将阳极生成的氧气输送至高氧空间140。例如，氧气输送通道可具有连接至排气口的第一端420和连接至高氧空间140的第二端440。
70.如图6所示，气体处理装置200设置在冰箱10的压机仓160内。压机仓160具有一定的预留空间，利用该预留空间安装气体处理装置200，可以提高冰箱10的空间利用率。借助压机仓160的温度环境，气体处理装置200可以发挥较高的除氧效率和产氧效率。
71.当第一筒状电极220为阴极时，在一些可选的实施例中，气体处理装置200还可以包括气流室290，该气流室290具有处理风道296。气流室290形成有供第一筒状电极220装配其中的装配口。例如，该气流室290可以大致呈空心立方柱状，其底面边长可以大于等于第一筒状电极220的柱体直径，使得第一筒状电极220的至少半个柱体能通过装配口伸入气流室290的内部空间(例如处理风道296)，并实现卡接配合。
72.处理风道296的壁上可以开设有入口292和出口294，例如，处理风道296的入口292
可连通储物空间的出气口，处理风道296的出口294可连通储物空间的回气口，如此可以形成气流循环通道，提高储物空间的气调效率。
73.当然，气体处理装置200可以选择性地设置在箱体100内的任意合适位置，图6仅以设置在压机仓160的情况为例进行示意，但不应视为对气体处理装置200的安装位置进行限定。
74.本发明的气体处理装置200以及具有其的冰箱10，采用相互套设的第一筒状电极220和第二筒状电极240围合出电解腔230，当在电解腔230注入电解液，可以基于电极的电化学反应处理气体，由于第一筒状电极220背朝第二筒状电极240的一面以及第二筒状电极240的径向内侧分别具备较大的接触面积，可与待处理气体进行充分接触，且第一筒状电极220与第二筒状电极240“曲面相对”，具备较大的电极面积，因此可以利用有限体积提高气体处理装置200的电化学反应速率，使得气体处理装置200具备气调效率高且体积小型化的优点。
75.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。

技术特征：
1.一种气体处理装置，其特征在于，包括：第一筒状电极；和第二筒状电极，与所述第一筒状电极的极性相反，并套设于所述第一筒状电极内；且所述第二筒状电极与所述第一筒状电极之间具有间隙，所述间隙形成用于盛装电解液的电解腔。2.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极与所述第二筒状电极同轴。3.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，还包括：第一封闭部，其封闭所述第一筒状电极的第一端与所述第二筒状电极的第一端之间的间隙；和第二封闭部，其封闭所述第一筒状电极的第二端与所述第二筒状电极的第二端之间的间隙。4.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极与所述第二筒状电极的长度相同。5.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，还包括：筒状封装壳体，套设于所述第一筒状电极外。6.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极与所述第二筒状电极分别为中空筒状。7.根据权利要求6所述的气体处理装置，其特征在于，所述第二筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向内侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，所述第一筒状电极通过进行电化学反应向所述第二筒状电极提供反应物；或者所述第一筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，所述第二筒状电极通过进行电化学反应向所述第一筒状电极提供反应物。8.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极为中空筒状；所述第二筒状电极为实心筒状。9.根据权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极通过进行电化学反应对流经或滞留于其径向外侧空间的气体中的特定物质成分进行处理，所述第二筒状电极通过进行电化学反应向所述第一筒状电极提供反应物。10.根据权利要求1-9中任一项所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一筒状电极和所述第二筒状电极分别选自阳极和阴极中的任一极，其中所述阴极用于与电源负极连接，用于通过进行电化学反应消耗氧气；所述阳极用于与电源正极连接，用于通过进行电化学反应向所述阴极提供反应物。11.一种冰箱，包括：如权利要求1-10中任一项所述的气体处理装置。

技术总结
本发明提供了一种气体处理装置以及具有其的冰箱，气体处理装置包括：第一筒状电极；和第二筒状电极，与第一筒状电极的极性相反，并套设于第一筒状电极内；且第二筒状电极与第一筒状电极之间具有间隙，间隙形成用于盛装电解液的电解腔。由于第一筒状电极背朝第二筒状电极的一面以及第二筒状电极的径向内侧分别具备较大的接触面积，可与待处理气体进行充分接触，且第一筒状电极与第二筒状电极“曲面相对”，具备较大的电极面积，因此可以利用有限体积提高气体处理装置的电化学反应速率，使得气体处理装置具备气调效率高且体积小型化的优点。点。点。


技术研发人员：苗建林 李春阳 费斌 朱小兵
受保护的技术使用者：海尔智家股份有限公司
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2023/8/9