冰箱用的电子自动照明、灭菌除异味装置 本发明属于一种用于电冰箱冷藏室内的电子自动照明、灭菌除异味装置。
使用电冰箱冷藏室贮放食物，具有“低温抑菌”功能，有一定的保鲜效果。但由于在放置食物时往往会带进大量的细菌，而且在其内仍有许多细菌会不断地繁殖和生长。因此，冷藏室内的新鲜食物一般在放置4-5天后就会开始变腐，并随之产生异味。
为解决上述问题，达到延长食物保鲜期的目的，1992年2月19日公告的、专利号为91212863.1(申请日910620、公告号 CN2096216U)的实用新型专利提出了一种“冰箱电子自动杀菌装置”。(该专利的专利权人与本申请的申请人为同一人)。该装置有紫外线灯、双向可控硅SCR和可控硅通断电控制电路组成，双向可控硅串联在紫外线灯的供电电路中，其控制极(G)连接可控硅通断控制电路。控制电路可定时地接通紫外线灯电源，使紫外线灯辐射紫外线，起灭菌除臭作用。但由于所采用的可控硅及其他器件，尤其紫外线灯管为“一”字形，功率为五瓦时，灯管长度达30厘米，致使所构成装置的体积大，装于冷藏室内后影响贮放食物，而且因其电路原因，灯管在启辉过程中，需三秒之多的时间才能稳定地点亮，这显然不满足“开门即亮”自动照明的要求，尤其是从实施效果看，灯管辐射的紫外线灭菌效率不高。
本发明地目的是提供一种可提高灭菌效率、满足“开门即亮”自动照明要求的冰箱用电子自动照明、灭菌除异味装置，而且长度方向外形尺寸小。
其目的还在于所提供的电子自动照明、灭菌除异味装置，其紫外线灯可随电冰箱压缩机同步工作。
其目的还在于所提供的电子自动照明、灭菌除异味装置，其紫外线灯可按倒计时方式自动定时的工作。
其目的还在于所提供的电子自动照明、灭菌除异味装置，其紫外线灯可周期性自动定时工作。
本发明的技术方案如下。
设置灯管为异形结构的、满足有相应紫外线辐射表面积而长度方向外形尺寸小的异形紫外线灯，即异形结构的灯管在满足有相应的紫外线辐射表面积时，可使异形紫外线灯外形尺寸减小，达到少占空间、便于安装和不影响贮放食物的目的。异形结构的灯管1连接在灯头2上，参见图1，构成所谓的异形灯泡，异形灯泡装于相应的灯头座上，即所谓的异形紫外线灯，异形紫外线灯所提供的参数，可有效地提高其灭菌效率。该灯用于冰箱冷藏室内时，可通过灯头座连接在冷藏室内原有的温控器盒体上。在异形紫外线灯的供电线路上设置可使异形紫外线灯“开门即亮”的瞬时启辉电路3，该电路的输入端接冷藏室门原有的“门触开关”，在“门触开关”接通电源时，该电路可使异形紫外线灯在开启冷藏室门时“瞬时点亮”，满足“开门即亮”的自动照明要求。瞬时启辉电路的电路板体积小，可装在加长了的灯头2内，如图1所示，也可附置在现有的温控器盒体内。此外，设有工作时态控制电路4，根据所设置的电路形式，实现异形紫外线灯不同工作方式的自动定时辐射紫外线灭菌。该电路与瞬时启辉电路成并联，该电路的电路板可与瞬时启辉电路的电路板制成一体或单独制作，当本装置应用冷藏室内时，该电路板可附置在原有的温控器盒体内，或装在冰箱体的其他部位。电路板及元件、线路等应满足相应湿度和冰箱工作状态下相应温度的环境要求。
下面进一步说明所述异形紫外线灯的工作方式。
第一种方式，即异形紫外线灯随电冰箱压缩机同步工作。参见图2，实现所述工作方式的工作时态控制电路4为延时电路，其瞬时启辉电路输入端接“门触”开关，该种情况下，所述延时电路串联在原有冰箱压缩机5线路的输入端和“门触”开关6与温控器开关7相并联线路的输出端之间，异形紫外线灯即与冰箱压缩机可实现先、后启动后同步工作、同步停止的工作方式。其工作过程是，开启冷藏室门时“门触开关”闭合，接通电源，由瞬时启辉电路作用，异形紫外线灯即时点亮，满足开门即照明的要求。当冰箱内需要压缩机运行制冷时，原有的温控器开关将自动闭合而接通延时电路的电源，此种情况下，在异形紫外线灯点亮后，由于延时电路的延时作用，压缩机在延时后才启动运行，延时电路的作用是控制压缩机不与异形紫外线灯同时启动，而是在后启动，其目的是保护压缩机安全、可靠地工作。当压缩机运行一定时间后满足该阶段的制冷量时，温控器开关自动脱开，切断电源，即两者同时停止，在压缩机完成该阶段制冷时，异形紫外线灯即完成该阶段的辐射紫外线灭菌工作。即所谓的紫外线灯随电冰箱压缩机同步工作。此外，当两者正处工作状态下开启冰箱冷藏室门时，并不影响两者的正常运行。
第二种方式，即异形紫外线灯按倒计时方式自动定时工作。参见图3，该方式中，所述的工作时态控制电路4为倒计时定时电路，瞬时启辉电路输入端接“门触”开关，为该电路时，具输入端接冰箱电源线路，该电路中有一触头开关8与原有冷藏室门“门触”开关6并联。此外，该电路中还设有倒计时开关S，该开关瞬时闭合时，可使该电路中的触头开关闭合。在开启冷藏室门时，“门触”开关闭合，接通电源，异形紫外线灯瞬时点亮满足自动照明，当同时由门控制闭合开关S时，倒计时定时电路开始作用，其中的触头开关8闭合，满足冷藏室门关闭后维持电源继续接通，使异形紫外线灯自点亮后继续辐射紫外线灭菌，倒计时定时电路自开始作用时开始倒计时，当异形紫外线灯持续工作到预定的时间时，倒计时定时电路计时完毕，与“门触”开关并联的触头开关8脱开，切断电源，异形紫外线灯停止工作。此外，开关S还可装在冰箱体外，不由门控制，而是由手动控制，每按一次开关S，即自动按倒计时方式控制异形紫外线灯作定时辐射灭菌。即所谓的异形紫外线灯按倒计时方式定时工作。
第三种方式，即异形紫外线灯周期性自动定时工作。参见图4，本方式中，所述的工作时态控制电路4为周期性定时电路，瞬时启辉电路输入端接“门触”开关，为该电路时，其输入端接冰箱电源电路，该电路中有一触头开关9与原有的“门触”开关6并联。开启冷藏室门时，“门触”开关闭合，而接通电源，异形紫外线灯瞬时点亮，满足自动照明。当该电路电源接通时，触头开关9闭合，异形紫外线灯开始周期性辐射紫外线灭菌。当异形紫外线灯持续工作到预定的时间时，该电路中的触头开关自动脱开，切断电源，紫外线灯停止工作，进入停歇期，当停止到预定的时间时，该电路中的触头开关自动闭合，异形紫外线灯即开始第二个周期的工作，周而复始，异形紫外线灯即实现周期性自动定时工作。在该电路作用下，异形紫外线灯进行每日多个周期的定时辐射紫外线灭菌。
根据以上所述，可推断出本发明的技术方案不排除异形紫外线灯除上述工作方式之外的其他工作方式。
图1为本发明的结构原理图；
图2为满足异形紫外线灯随电冰箱压缩机同步工作的原理框图；
图3为满足异形紫外线灯按倒计时方式自动定时工作的电路原理框图；
图4为满足异形紫外线灯周期性自动定时工作的电路原理框图；
图5为“n”形双管式灯管的异形紫外线灯的外形结构图；
图6为瞬时启辉电路的实施例电路图；
图7为倒计时定时电路的实施例电路图；
图8为周期性定时电路的实施例电路图；
下面给出本发明异形紫外线灯的实施例。
异形紫外线灯的灯管1可为单个或多个“H”形，图1中所示为单个“H”形结构，也可为单个或多个“n”形，图5所示为两个“n”形结构，也可为螺旋形、球形或圆柱球形。灯管设置成所述异形结构，在满足有相应的紫外线辐射表面积时，可明显地减少其长度方向的尺寸，以有效地缩小异形紫外线灯的外形尺寸，达到少占空间、便于安装和对贮放食物减少影响的目的。异形紫外线灯管的表面积为25～175平方厘米，以单个“H”形为例，当灯管直直径为8毫米、“H”高为5厘米时，其表面积为25.12平方厘米；当两个相同的“H”形时，其“H”管直径为12毫米，高为6厘米，其表面积约90.4平方厘米，三个“H”形时即表面积约135.6平方厘米。当单个“n”形灯管直径为12毫米，两直管中心之间间距为2厘米时，高为5.6厘米时的表面积为54平方厘米，两个相同的“n”形结构时，其直径12毫米，高为7厘米，两竖管中心间距2厘米，其表面积约114平方厘米。当为相同的三个“n”形管时，其表面积约171平方厘米。紫外线灯相应的功率为2～20瓦，紫外线光谱波长为80～300纳米。所述光谱波长的紫外线，用于冰箱冷藏室内时，可将冷藏室内的“O2”分解为理想适量的、杀菌效果极佳的“O”，分解后的“O”再与未分解的“O2”结合为灭菌效果稳定而彻底的、且能弥散于整个冷藏室内使冷藏室内无灭菌死角的“O3”，将细菌彻底灭除，使冷藏室内不会产生以往所称的“冰箱异味”，达到提高灭菌效率、有效地延长食物保鲜期的目的。
经对灯管表面积为75平方厘米、功率为5瓦的异形紫外线灯光谱波长为215纳米的样灯使用测试，测得的结果见后表，并详见附件2。
测试结果表明，样灯工作15分钟，对大肠杆菌菌株、金黄色葡萄球菌菌株和枯草芽胞杆菌黑色变种菌株的灭菌率为99.9％，工作60分钟时，灭菌效率为100％。因此，食物的保鲜期可延长5～10倍。
在上述匹配参数情况下，样灯的紫外线辐射强度为每平方厘米(一米标准距离测试)10微瓦。本发明紫外线灯的紫外线辐射强度为一米标准距离每平方厘米4～60微瓦。
此外，将样灯置于100立升的冷藏室内，在温度为8℃，湿度为90％的环境内工作一小时，用DCS-1型臭氧分析仪测得臭氧含量为每立方米0.109毫克，完全符合国家卫生标准要求。见附件3。
试验菌株 消毒前菌数异形紫外线灯工作时间、灭菌率％ 15分钟 30分钟 60分钟大肠杆菌ATCC5922 1.32×106 99.98 99.99 100.00金黄色葡萄球菌ATCC6538 1.38×105 99.99 100.00 100.00枯草芽胞杆菌黑变色种ATCC9372 1.49×105 99.99 100.00 100.00
下面给出各电路的实施例。
异形紫外线灯开门即亮的瞬时启辉电路。该电路包括整流、滤波，限流单元、高倍压激励启辉单元和保护单元。整流单元的输入端为本电路的输入端，整流单元输出接滤波单元，滤波单元输出接限流单元，限流单元输出接高倍压激励启辉单元，高倍压激励启辉单元的输出端为本电路的输出端，保护单元在本电路内起削波、防过压、防过流的保护作用，其输入信号由高倍压激励启辉电路提供，保护单元作用后，可有效控制高倍压激励启辉单元的恒定输出。本例中，高倍压激励启辉单元以Q1、L1、L2、L3为核心元件，保护单元以Q2为核心元件，L2与L1、L3在环形磁芯上绕向相反，Q1基极接L1，L1的另一端接L3的一端，L3的另一端接镇流线圈T，Q2基极接L2的一端，Q2的集电极接Q1的发射极。
以下针对图6电路原理，简述瞬时启辉电路的作用过程。接通电源时，首先由D1-D4整流，经C1和R1滤波、限流后，送至以三极管Q1、L1、L2、L3为核心元件的激励启辉单元，并同时向激励启辉单元中的C3、C4以及通过灯丝向C5充电，由于电路中有D5，R2，C2的作用，电路中有低豁出现，形成脉动电流，以及三极管Q1频繁导通，截止的动作作用下而产生的开关脉冲电流，作用于激励启辉单元，使C5两端产生高倍压激励电流加在紫外线灯两端迫使紫外线灯瞬时启辉。满足开门即亮的要求。当异形紫外线灯点亮后，如出现过高电压，或过大电流时，由于线圈L2与线圈L1L3在环形磁芯上的绕向相反，其相位也相反，以Q2为核心元件的保护单元输入端通过线圈L2藕合至激励启辉单元的输出端。因此当输出端有过高电压或过大电流时，由L2藕合作用而形成正反馈感应电势加至保护单元中Q2的输入端、Q2立即导通饱和，使加在以Q1、L1、L2、L3为核心元件的激励启辉单元上的电压下降，随之电流也减小，而Q2的导通饱和程度取决于基极即输入端取样信号的大小，即保护单元有效地对激励启辉输出单元起恒流、削波、防过压、防过流的保护作用，保护了异形紫外线灯，使之在恒流下正常工作和延长其使用寿命。
可满足异形紫外线灯随电冰箱压缩机同步工作的延时电路。本例中，所述的延时电路采用相应的延时继电器，其输出端接原有冰箱压缩机线路的输入端，输入端接“门触”开关与温控器开关并联线路的输出端。所述温控器开关线路是原有的，安装接线时，可按图2所示接线。本例采用延时继电器使异形紫外线灯和压缩机先后启动并同时工作，采用温控开关控制两者同时停止工作。
满足异形紫外线灯定时工作的倒计时定时电路，见图7。该电路包括降压、整流、滤波、工作计时和执行单元，降压单元输入端为本电路输入端，降压单元输出接整流单元，整流单元输出接滤波单元，滤波单元输出接工作计时单元，工作计时单元输出接执行单元，执行单元中的触头开关为前而所述的本电路的触头开关8，与“门触”开关并联，电路中设有倒计时开关S。
针对图7说明倒计时定时电路的工作原理。当开关S闭合接通电源时，由R1、R2降压、D1～D4整流，再经C1滤波后送入工作计时单元，此时计时单元中IC块17脚为高电位，Q导通，执行单元中的继电器J得电吸合，其触头开关8闭合，由图中所示的M端接通瞬时启辉电路，使异形紫外线灯点亮而工作，工作计时单元开始倒计时，本例的计时单元由集成块IC为核心的元件组成，具有自动倒计时功能。当异形紫外线灯工作到预定的时间时，即倒计时的时间为零时，IC块的17脚由高电位变为低电位，Q截止，继电器J失电断开，其触头开关8脱开，切断异形紫外线灯的电源，异形紫外线灯即完成定时工作。此外，当开启冷藏室门时，“门触”开关闭合，接通瞬时启辉电路和异形紫外线灯电源，紫外线灯即时点亮而满足照明。因此，本电路有两种形式的接通方式，第一种是在不开启冷藏室门的手动闭合装在冰箱体外部的开关S，而接通本电路电源，第一种接通方式的特点是，开关S装在冰箱体外部，在不开启冷藏室门的情况下，可根据需要随时闭合开关S，使异形紫外线灯进行一次定时的辐射紫外线灭菌工作；第二种是在开启冷藏室门时使开关S闭合，为该方式时，最佳的操作是，开关S通过冷藏室门的“触及”来实现闭合，该方式的特点是，在每开启一次冷藏室门时异形紫外线灯即进行一次定时的工作，对开启门时所带进的大量细菌、病毒进行及时有效地灭杀。
满足异形紫外线灯周期性自动定时工作的周期性定时电路，见图8。该电路包括降压、整流、滤波、工作计时、停歇计时和执行单元，降压单元的输入端为本电路的输入端，降压单元输出接整流单元，整流单位输出接滤波单元，滤波单元输出接相互作用的工作计时单元和停歇计时单元，工作计时单元输出接执行单元，执行单元中的触头开关(前述为本电路的触头开关9)与“门触”开关并联，图中所示的F端接瞬时启辉电路的输入端。
针对图8说明周期性定时电路的工作原理。电源接通时，经R1、R2、C1降压，由D1～D4整流、C2滤波。本例中采用集成块IC作为工作计时和停歇计时单元的核心元件，IC块的1～7脚及其上部分元件、线路为工作计时单元，8～14脚及下部分为停歇计时单元。电源经滤波后输入IC，由于其10脚接R3、C3，根据设定所需时间的常数，C3两端电压不能突变，使10脚电压接近零位，停歇计时单元被迫复位，9脚输出低电平，R7向C7充电，由于C7的作用，工作计时单元的6脚起始电压低于三分之一“VC”(指直流电源电压)时，工作计时单元先被触发，其输出端5脚为高电平，D6导通，经三极管Q放大推动，执行单元的继电器J得电吸合，触头开关J(前述中称为“本电路的触头开关”)吸合，由本电路中所示的F端接通瞬时启辉电路和异形紫外线灯的电源，紫外线灯点亮，辐射紫外线灭菌。异形紫外线灯的工作时间由R5、C4所选择的参数确定。随着R5向C4充电的变化，当C4两端即IC块2脚电压达到三分之二“VC”时，工作计时单元翻转使5脚变为低电平，D6截止，继电器J释放，其触头开关脱开，断开电源，异形紫外线灯即完成该周期的工作而停止 ，即所谓工作计时单元输入信号给执行单元，执行单元完成切断电源的任务。同时，工作计时单元的5脚输出的电平翻转时途经C6送至停歇计时单元，即所谓异形紫外线灯停止工作时，工作计时单元将信号同时送给停歇计时单元的触发端8脚，此时C3已充足电，该单元处于自由工作状态，故该单元被触发，输出端9脚由低电平变为高电平，有效地控制工作计时单元，使异形紫外线灯在设定的时间内处于停止工作状态，即停歇阶段。停歇时间由R4、向C5充电的时间来决定。当C5两端电压即12脚电压升至三分二“VC”时，停歇计时单元定时结束，其输出端9脚变为低电平，下降的信号经C7、R7微分电路送至工作计时单元触发端6脚，再次将工作计时单元触发，并开始作用，使执行单元的J得电吸合，异形紫外线灯则进行第二个周期工作。周而复始，异形紫外线灯即实现周期性地自动定时工作。
本发明具有以下技术效果：
1.由于紫外线灯设置为异形灯管式结构，在满足有相应的紫外线辐射表面积时，可明显地缩小其外形尺寸，使用时所占空间小，可减小对贮放食物的影响，
2.设置瞬时启辉电路，可满足异形紫外线灯“开门即亮”的照明要求，而且对异形紫外线灯有过流、过压、过热的保护作用，延长其使用寿命。
3.工作时态控制电路可满足异形紫外线灯多种不同的工作方式，可满足用户不同要求的选择，而且操作方便。
4.由本发明给出的异形紫外线灯工作时辐射的光谱波长范围的紫外线灭菌效率高而彻底，可使冷藏室内食物的保鲜期延长5-10倍。
5.所设置的各电路的电路板体积小，便于使用安装，可与生产电冰箱配套安装，也可方便地对已投入使用的冰箱进行改造。
本申请文件提供下述附件：
附件1：检测书(异形紫外线灯性能)。
附件2：卫生检测结果报告单(杀菌效果)。
附件3：卫生检测结果报告单(臭氧浓度)。
附件4：试验报告(除异味)。