一种水箱内胆及热水器

技术领域

本发明属于热水器技术领域，具体地说，涉及一种水箱内胆及热水器。

背景技术

电热水器、燃气热水器、太阳能热水器为用户家中常用的三种热水器。对于以电热水器和太阳能热水器为例的储水式热水器而言，因为加热时内胆里的水温度上升体积会变大。因此，为了保护内胆，需要通过设置安全阀泄压。但是在实际使用过程中泄压阀需要连接导流管排水，排出的水有时也会对居家带来一定的烦恼。

此外，导流管大多都放置在热水器外部，需经过二次安装，在一定程度上影响热水器的外观，并且占用了用户的使用空间，这也为用户的使用带来一定的不便。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于至少克服现有技术的部分不足，提供一种水箱内胆，通过在内胆本体的容纳腔室中设置填充有热缩冷胀材料的气囊，使得在内胆本体容纳腔室中的温度升高时，热缩冷胀材料收缩，减小气囊在内胆本体容纳腔室中的占用空间，释放可容纳受热膨胀热水的空间，缓解水温升高给内胆本体带来的压力。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种水箱内胆，包括内胆本体和设置在所述内胆本体容纳腔室中的气囊，所述气囊中填充有热缩冷胀材料；

其中，在所述内胆本体容纳腔室中的温度升高时，所述热缩冷胀材料收缩，减小所述气囊在所述内胆本体容纳腔室中的占用空间，在所述内胆本体容纳腔室中的温度降低时，所述热缩冷胀材料膨胀，增大所述气囊在所述内胆本体容纳腔室中的占用空间。

在一些实施方式中，所述内胆本体容纳腔室中设置有用于固定所述气囊的支撑架。

在一些实施方式中，所述气囊包括：

柔性囊体，所述柔性囊体的开口部设置有折边；

法兰盖组件，与所述折边密封连接，并与所述支撑架固定连接，所述法兰盖组件上设置有与所述柔性囊体连通的灌入口；以及

堵头，封堵所述灌入口。

在一些实施方式中，所述法兰盖组件包括前法兰盖和后法兰盖；

所述前法兰盖和后法兰盖之间夹设所述折边后与所述支撑架固定连接。

在一些实施方式中，所述支撑架包括：

壳体，罩设在所述柔性囊体的外侧，所述壳体的非承重部分设置有透水孔；以及

端盖，设置在所述壳体的一端，所述端盖与所述法兰盖组件和所述内胆的内壁固定连接。

在一些实施方式中，所述灌入口连接有灌入短管，所述端盖上具有与所述灌入短管对应的避让孔；

所述灌入短管穿过所述避让孔与所述堵头密封连接。

在一些实施方式中，所述灌入短管为螺纹管，所述堵头为与所述螺纹管密封连接的螺纹帽。

在一些实施方式中，所述内胆本体连接有进水管和出水管，在所述进水管上设有安全阀。

在一些实施方式中，所述热缩冷胀材料包括锑铜记忆合金、焦磷酸盐化合物或焦钨酸盐化合物。

本发明还提供一种热水器，包括根据上述的水箱内胆。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明提供的水箱内胆，通过在内胆本体的容纳腔室中设置填充有热缩冷胀材料的气囊，使得在内胆本体容纳腔室中的温度升高时，热缩冷胀材料收缩，减小气囊在内胆本体容纳腔室中的占用空间，释放可容纳受热膨胀热水的空间，缓解水温升高给内胆本体带来的压力，减少安全阀外泄的滴水量。

2、本发明提供的水箱内胆，通过在内胆本体容纳腔室中设置用于固定所述气囊的支撑架，为气囊提供安装空间及位置，同时可限制气囊在变形时的位移，防止气囊与内胆本体中设置的加热管接触而被烧坏。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是根据本发明示例性实施方式提供的水箱内胆的内部结构示意图；

图2是根据本发明示例性实施方式提供的支撑架与气囊连接的示意图；

图3是根据本发明示例性实施方式提供的支撑架与气囊连接的另一示意图；

图4是根据本发明示例性实施方式提供的安装堵头时气囊的示意图；

图5是根据本发明示例性实施方式提供的未安装堵头时气囊的示意图；

图6是根据本发明示例性实施方式提供的支撑架的示意图。

图中：100、水箱内胆；

10、内胆本体；11、加热管；111、顶层加热管；112、底层加热管；

20、气囊；21、柔性囊体；22、法兰盖组件；23、灌入口；231、灌入短管；24、堵头；

30、支撑架；31、壳体；311、透水孔；32、端盖；321、避让孔；33、紧固件。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在对本发明提供的水箱内胆100和热水器进行介绍前，首先对本文以下内容中出现的名称做简要介绍。

热缩冷胀材料：热缩冷胀材料是指在一定的温度范围内线膨胀系数或体膨胀系数为负值的一类负热膨胀材料。热缩冷胀材料的种类可以有多种，例如锑铜记忆合金、焦磷酸盐化合物或焦钨酸盐化合物等。可选地，本发明的热缩冷胀材料采用Cu

其中，对于Zn

图1示出了根据本发明示例性实施方式提供的水箱内胆100的结构。

如图1所示，水箱内胆100包括内胆本体10和设置在所述内胆本体10容纳腔室中的气囊20，所述气囊20中填充有热缩冷胀材料(未示出)。在所述内胆本体10容纳腔室中的温度升高时，所述热缩冷胀材料收缩，减小所述气囊20在所述内胆本体10容纳腔室中的占用空间，在所述内胆本体10容纳腔室中的温度降低时，所述热缩冷胀材料膨胀，增大所述气囊20在所述内胆本体10容纳腔室中的占用空间。

在一些实施方式中，内胆本体10连接有进水管和出水管，在所述进水管上设有安全阀。当内胆本体10中的水压增加时，可以通过安全阀向内胆本体10外部排出一定的水量。进水管连接至用户家中的自来水管道，实现进水管与外部冷水的连通。出水管与浴室花洒、厨房水龙头等连接，实现出水管的热水能够向外部流出，用于为用户提供热水。

具体而言，在使用热水器前，用户家中的自来水通过进水管进入内胆本体10的容纳腔室中。此时，容纳腔室中的水温较低，大致为室温，气囊20中的热缩冷胀材料膨胀，使得气囊20会占据内胆本体10容纳腔室的一部分空间。用户在使用热水器时，内胆本体10中的加热管11通电，内胆本体10容纳腔室中的水温逐渐升高，气囊20中的热缩冷胀材料收缩，减小气囊20在内胆本体10容纳腔室中的占用空间，释放可容纳受热膨胀热水的空间，缓解水温升高给内胆本体10带来的压力，实现平衡内胆本体10压力，减少安全阀外泄的滴水量的目的。

在一些实施方式中，内胆本体10包括内胆中桶、第一封头和第二封头，所述内胆中桶的两端具有开口，所述第一封头封盖于所述内胆中桶的一端开口，所述第二封头封盖于所述内胆中桶的另一端开口，所述内胆中桶、所述第一封头和所述第二封头围设形成用于储水的容纳腔室。可选地，进水管和出水管与内胆中桶一体成型，如此则无需使用焊接的方式将进水管和出水管焊接至内胆中桶，不会产生焊渣或者焊接不良的技术问题，从而避免安全隐患。

需要指出的是，水箱内胆100可以采用本领域常用的非金属内胆、不锈钢金属内胆或搪瓷内胆等结构，本发明对此不做限制。

此外，内胆本体10中的加热管11包括顶层加热管111和底层加热管112，所述顶层加热管111和底层加热管112内部设有加热管冷针和加热丝，所述顶层加热管111和底层加热管112均安装在第一封头或者第二封头上。

可选地，所述底层加热管112呈弯折的Z字型，管体末端呈弯钩状；所述顶层加热管111包括非发热部和连接于非发热部末端的发热部，所述非发热部与所述底层加热管112平行设置且末端向上弯折设置。所述发热部呈螺旋状，环绕在所述内胆的出水管周围。所述发热部和非发热部激光对焊为一体。所述顶层加热管111内的加热管冷针贯穿所述非加热部，所述顶层加热管111内的加热丝贯穿所述加热部。

在一些实施方式中，如图2和图3所示，所述内胆本体10容纳腔室中设置有用于固定所述气囊20的支撑架30。支撑架30为气囊20提供安装空间及位置，同时可限制气囊20在变形时的位移，防止气囊20与内胆本体10中设置的加热管接触而被烧坏。

作为示例，如图4所示，气囊20包括柔性囊体21、法兰盖组件22和堵头24。其中，所述柔性囊体21为具有开口部的袋状结构或筒状结构，通过开口部可以向柔性囊体21中填充上述的热缩冷胀材料。柔性囊体21的开口部设置有折边，法兰盖组件22与所述折边密封连接后与所述支撑架30固定连接，以实现柔性囊体21的固定。

此外，所述法兰盖组件22上设置有与所述柔性囊体21的开口部对应的灌入口23，可以通过灌入口23向柔性囊体21内灌入热缩冷胀材料。在灌装热缩冷胀材料结束之后，利用堵头24封堵所述灌入口23，以防止柔性囊体21中的热缩冷胀材料流出。

可选地，柔性囊体21采用橡胶材料制造，具有一定的弹性，可随着热缩冷胀材料的收缩与膨胀而变形。作为示例，柔性囊体21可以为氟橡胶件或硅橡胶件等耐热件，可长期适用于75℃～80℃高水温的工作环境。

此外，柔性囊体21的大小以及热缩冷胀材料的填充量可根据内胆本体10的最大容量而定，本发明此处不做限制。

在一些实施方式中，法兰盖组件22包括前法兰盖和后法兰盖；所述前法兰盖和后法兰盖之间夹设所述折边后与所述支撑架30固定连接。具体而言，前法兰盖为环状结构，前法兰盖穿过柔性囊体21位于折边的前侧，后法兰盖位于折边的后侧，前法兰盖和后法兰盖将柔性囊体21的折边夹住之后利用紧固件33将前法兰盖和后法兰盖与支撑架30密封地固定连接。紧固件33可以采用本领域常用的六角螺丝等连接结构即可，本发明对此不做限制。

需要指出的是，前法兰盖、后法兰盖、堵头24、支撑架30、紧固件33等结构应采用非金属或者不锈钢等防锈材料制造，或者需要经过防锈处理后再安装至内胆本体10的容纳腔室中。

在一些实施方式中，如图6所示，支撑架30包括壳体31和端盖32。壳体31罩设在所述柔性囊体21的外侧，所述壳体31的非承重部分设置有透水孔311，便于内胆本体10中的水流过，使柔性囊体21中的热缩冷胀材料感知水温的变化。端盖32设置在壳体31的一端，所述端盖32与所述法兰盖组件22和所述内胆的内壁固定连接。

需要说明的是，上述壳体31的非承重部分指的是位于柔性囊体21上方和/或两侧的部分，壳体31位于柔性囊体21下方的部分即壳体31的承重部分，由于承重部分要承载柔性囊体21中热缩冷胀材料的重量，因此，这部分壳体31上不应设置透水孔311，参照图2所示，以免出现柔性囊体21卡嵌在透水孔中无法恢复的情况。

而且，在满足支撑架30强度的基础上，可在壳体31的非承重部分设置尽量多的透水孔311。透水孔311的形状可以采用圆形、梅花形、矩形等形状。透水孔311的大小可根据实际情况而定，本发明此处不做限制。

此外，壳体31与端盖32相对的一侧可不设置端盖32，便于气囊20和支撑架30的安装。

在一些实施方式中，如图5所示，所述灌入口23连接有灌入短管231，所述端盖32上具有与所述灌入短管231对应的避让孔321；所述灌入短管231穿过所述避让孔321与所述堵头24密封连接。如此则无需将气囊20从支撑架30上取下即可更换热缩冷胀材料，便于水箱内胆100的维修和保养。

作为示例，所述灌入短管231为螺纹管，所述堵头24为与所述螺纹管密封连接的螺纹帽。螺纹管的直径范围大致为5～10mm。

本发明还提供一种热水器，该热水器包括外壳和上述的水箱内胆100。一个或多个上述的水箱内胆100设置于所述外壳内，形成多内胆结构的热水器。

水箱内胆100中的气囊20内填充的热缩冷涨材料随着热水器内胆水温升高而收缩，释放一定空间来容纳热水膨胀量，平衡内胆压力，并减少安全阀外泄滴水量，用户使用时无需额外操作。而且，内胆压力的平衡还可以提高热水器使用寿命，减少安全阀外泄的滴水量，可起到节约用水作用，使用户无须再对安全阀滴水烦恼，极大的提高了用户体验。

此外，将气囊20设置在水箱内胆100中，可以减少热水器整机在用户家中的占用空间，还可以提高热水器的美观度。

上述的热水器可以为电热水器，也可以为太阳能热水器。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。