热水器用无缝内胆和热水器的制作方法

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器用无缝内胆和具有该热水器用无缝内胆的热水器。

背景技术：

传统的采用焊缝密封式结构的电热水器搪瓷内胆，内胆上通常形成有三条焊缝。内胆两端通过封头形成搭接结构，内胆上的结合处采用氩弧焊接。封头与内胆通过气体保护焊等焊接方式使整个内胆密封。由于整个内胆上的焊缝较多，焊缝还有交叉，内胆外侧还需要设置进出水管，很容易出现焊接不良、焊缝处搪瓷釉涂覆不均匀、不光滑、部分未涂覆等缺陷，焊缝处在使用中可能会出现漏水、引起热水器带电，降低使用的安全性。

为解决上述问题，现有技术中使用单焊缝的电热水器内胆解决上述问题，如发明专利（专利号201210154557.1）中所公开的技术内容，采用两个半体，并在两个半体之间采用co2气体保护焊的方式形成电热水器的整体连接。但是不难看出，这种结构中在两个半体之间还是存在一条焊缝。传统的电热水器的使用寿命通常为8至10年，长时间使用过程中即使单条焊缝处也还是会出现漏水。由于内胆拆卸更换的难度非常大，几乎无法拆卸更换，所以，内胆出现漏水的热水器只能整机更换，保养成本很高。

综上所述，现有技术中的电热水器内胆存在焊缝处容易漏水，降低设备安全性和使用寿命的缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种热水器用无缝内胆，旨在克服现有技术中的电热水器内胆存在焊缝处容易漏水，设备安全性低和使用寿命短的缺陷。具体包括：

一种热水器用无缝内胆，所述无缝内胆包括内胆本体，所述内胆本体沿其轴线延伸，所述内胆本体的两端形成有朝向所述内胆本体外侧凸出或朝向所述内胆本体内侧凹陷的第一端部，以及朝向所述内胆本体外侧凸出的第二端部；所述第一端部、第二端部与所述内胆本体由同一无缝坯件一体成型制成。

为提高无缝内胆的整体强度，所述内胆本体的壁厚小于所述第一端部和/或第二端部的壁厚。

进一步的，所述第一端部和第二端部与所述内胆本体之间平滑过渡，所述第一端部和第二端部的壁厚分别自其中心向边缘逐渐减小。

优选的，所述内胆本体的壁厚为1.0至2.8mm，所述第一端部的中心壁厚不高于所述内胆本体壁厚的2.5倍。

为提高无缝内胆的整体密封性，减少密封元件的使用数量和内胆的管口数量，还包括胆口；所述胆口设置在第二端部上；所述胆口处设置有加热管连接结构。

进一步的，所述内胆本体中设置有进水管和出水管；所述进水管和出水管从所述胆口伸入内胆本体中，所述进水管的出水口和出水管的进水口由下向上依次布设；所述加热管连接结构支撑所述进水管和出水管。

为便于和室内用水的管路连接，所述内胆本体上沿轴向开设有多个管口，所述进水管和出水管通过所述管口伸入至所述内胆本体中。

优选的，所述无缝内胆通过以下方法制成：锯切单位长度的无缝坯件，一端加热至第一设定温度并旋压形成第一端部，另一端加热至第二设定温度并旋压收口形成第二端部。

在本发明中，由于无缝内胆整体没有焊缝，所以基本可以完全保证在使用过程中内胆不会出现漏水，避免了由于漏水影响热水器的使用寿命的安全性。由于无缝内胆的表面没有焊缝，进一步利于其进行涂搪，搪瓷釉的涂覆更为均匀，从而进一步提高了内胆的耐腐蚀性。

本发明同时公开了一种具有上述热水器用无缝内胆的热水器，其中所述无缝内胆包括内胆本体，所述内胆本体沿其轴线延伸，所述内胆本体的两端形成有朝向所述内胆本体外侧凸出或朝向所述内胆本体内侧凹陷的第一端部，以及朝向所述内胆本体外侧凸出的第二端部；所述第一端部、第二端部与所述内胆本体由同一无缝坯件一体成型制成。

本发明所公开的热水器具有维修周期长、维护成本低且安全性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提出的热水器用无缝内胆第一实施例的剖视图；

图2为图1所示热水器用无缝内胆的使用状态剖视图；

图3为图1的侧视图；

图4为本发明所提出的热水器用无缝内胆第二实施例的立体图；

图5为图4所示热水器用无缝内胆的使用状态剖视图。

具体实施方式

本发明所提出的热水器用无缝内胆包括内胆本体，内胆本体沿其轴线延伸，内胆本体的两端形成有第一端部和第二端部。其中第一端部可以朝向所述内胆本体外侧凸出或朝向所述内胆本体内侧凹陷。第一端部和第二端部优选为朝向内胆本体外侧凸出的凸缘部。其中所述第一端部、第二端部与内胆本体由同一段无缝坯件一体成型制成。本发明所提出的热水器用无缝内胆上没有焊缝，整体结构连续，无缝内胆的耐疲劳度优于焊接内胆，且其表面容易形成均匀、连续，没有损坏的搪瓷釉层，从而使得涂搪后内胆的耐腐蚀能力明显优于现有技术。本发明所提出的无缝内胆能承受较高的压力、使用寿命较传统内胆有明显的增长，因此有效地降低了热水器的保养成本。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的具体实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示为热水器用无缝内胆第一实施例的剖视图。如图所示本实施例所公开的热水器用无缝内胆具有内胆本体1。内胆本体1大致呈圆柱形且沿其轴线延伸。内胆本体1的两端形成有朝向内胆本体1外侧突出的第一端部2和第二端部3，第一端部2和第二端部3类似半球形，或类似半球形的弧面。内胆本体1、第一端部2和第二端部3的形状不做限制，也可以根据实际的使用需要设计成其它形状。内胆本体1、第一端部2和第二端部3内表面平滑过渡，形成无缝内胆的整体。为实现内胆表面没有任何焊缝，第一端部2、第二端部3和内胆本体1由同一无缝坯件一体成型制成。

具体来说，通过以下方法制作本实施例所提出的无缝内胆。选取适宜的坯体，所述坯体可以是碳钢或不锈钢制成的坯体，或者是其它类型的锰钢、合金结构钢或相应的钢材。坯体经过加热达到设定的温度，进行穿孔，穿孔后经过打头和退火的过程得到圆管坯。圆管坯采用酸性液体进行酸洗。酸洗后的圆管坯涂油或者进行镀铜处理。随后将圆管坯经过多道次冷拔得到坯管，对坯管进行热处理、矫直处理后得到无缝坯件。热处理后得到的无缝坯件需要进行水压试验，确保无缝坯件内部不存在裂纹和气泡。水压试验之前还可以先通过金属探伤机进行内部探伤，将具有缺陷的无缝坯件逐一挑出，提高无缝坯件的优良率，从而进一步确保热水器用无缝内胆的水密性。

无缝坯件的制备方法还可以通过冷拔拉伸扩涨金属管的方法得到。具体来说，可以选用标准尺寸的金属圆管作为圆管坯，采用无芯拉拔、长芯头拉拔、短芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管法或扩径法等方式对标准金属圆管进行多次冷拔拉伸得到无缝坯件。由于对于无缝坯件的厚度具有精度要求，优选选用长芯头拉拔的方式制备无缝坯件。

制备得到的无缝坯件优选为圆筒形，也可以是与需要制备的内胆本体1需要的成型形状匹配的形状。进一步通过旋压的方式得到与内胆本体1平滑过渡的第一端部2和第二端部3。具体来说，首先根据无缝内胆的实际尺寸将无缝坯件锯切成标准单元。无缝内胆需要的实际尺寸通常为40l至60l，满足家庭的实际使用需求。对应实际尺寸即可计算出标准单元的长度。也可以将无缝内胆制备成较大的尺寸，满足商用或其它特殊用途的热水器的使用需求。标准单元的长度在此不做限定。对于制备无缝坯件的材料来说，当温度高于900摄氏度时，材料的强度相对于常温时将大幅下降。因此旋压时优选的设定温度高于1000摄氏度。

更具体的说，需要分别对锯切成标准单元的无缝坯件的两端分别进行旋压。首先对无缝坯件的第一端进行加热，将第一端缓慢旋转周向加热到第一设定温度。旋压的目的首先在于在无缝坯件的第一端形成第一端部2，由于材料本身的限制，需要多个旋压道次形成第一端部2。为了实现旋压后形成的第一端部2平滑、平整且不出现褶皱或者积瘤，需要对每一个旋压道次的参数进行具体的设定。此处所述的旋压道次参数具体包括主轴转速、进给速度，沿轴向形成的纵向进给量和沿轴向形成的横向摆角。不难理解，当进给速度远大于主轴转速时，无缝坯件的变形量非常大，很容易使得无缝坯件材料内出现断裂的现象，这将严重影响成型后的内胆本体1的质量，导致内胆本体1在长时间的使用过程中出现漏水，降低整个热水器的使用寿命。为避免出现上述情况，旋压时的主轴转速优选保持在700r/min左右，对应的保持进给比在1左右，即保持进给速度在700mm/min左右。同时，第一道次中，沿轴向形成的纵向进给量的初始值优选为50mm，横向摆角优选为30度。从第二道次起，沿轴向形成的纵向进给量的设定值逐渐减小，随着纵向进给量的减小而增大横向摆角。在第三道次之后逐步增大横向摆角以完成第一端部2的整体封合。通过旋压自然地在无缝坯件的一端平滑过渡连接的类似球形或具有向外凸出的弧面的第一端部2。

对应的，在无缝坯件的另一端旋压形成第二端部3。为了尽量保持第二端部3与第一端部2对称，在旋压过程中多道次的设定参数基本与第一端部2的设定参数值相同。否则容易导致第二端部3的厚度及形变量与第一端部2不同，影响热水器内胆的美观。

无缝坯件两端的第一端部2和第二端部3均成型之后，在第一端部2和第二端部3之间形成内胆本体1。内胆本体1的壁厚小于第一端部2和第二端部3的壁厚。为了降低内胆的整体重量，便于安装，减少安装热水器的安装支撑元件的使用量，在旋压过程中，通过调整进给比、沿竖直方向的纵向进给量和横向摆角，使得内胆本体1的壁厚大约在1.0至2.8mm的区间范围内，第一端部2和第二端部3的厚度呈自中心向边缘逐渐减小的状态。第一端部和第二端部的中心壁厚不高于内胆本体壁厚的2.5倍，第一端部2和第二端部3中心处的优选壁厚大约在3.0mm至4.0mm的区间范围内，逐渐减小至与内胆本体1的壁厚相等形成平滑过渡。这样，无缝内胆的整体重量可以被控制在最低的范围内，进一步优化无缝内胆的实用性。

由于还需要设置用于安装内部管路的胆口4，所以开设胆口4的第二端部3的强度与第一端部2略有不同。因此，在旋压时，优选将第二端部3加热至第二设定温度。第二设定温度优选略低于第一设定温度，优选的第一设定温度为1100摄氏度，优选的第二设定温度优选为1050摄氏度。同样通过旋压收口的方式在第二端部3中心处形成胆口4。胆口4的内径远小于内胆本体1的内径，以保持内胆本体1的完整性和水密性。对应的为了保证第一端部2的密封性能，避免其在旋压过程中存在裂缝，还可以采用更高温度的氧炔焰对第一端部2的中心处进行进一步的融合。

参见图2和图3所示为本实施例所公开的热水器用无缝内胆的使用状态图。如图所示，在胆口4处设置有加热管连接结构5。加热管连接结构5主要用于支撑设置在无缝内胆中的加热管6。加热管连接结构5可以采用至少三种具体的连接方案，第一种连接方案为，选用具有加热管座的加热管6。对于这种加热管6来说，在加热管座上设置有螺纹，在胆口4内壁上形成有与加热管6座匹配的内螺纹，胆口4和加热管6座直接形成螺纹联接，加热管6从胆口4伸入内胆本体1中。第二种连接方案为，胆口4处形成有螺纹，选用带有螺纹的法兰盘12或封头和不带加热管6座的加热管6，使得法兰盘12或封头与胆口4形成螺纹联接，加热管6从胆口4伸入内胆本体1中。第三种连接方案为，胆口4处形成有内螺纹和外螺纹，分别与带有螺纹的法兰盘12或封头形成螺纹连接，加热管6穿过法兰盘12伸入无缝内胆中，法兰盘12上增设五个焊点11，使得加热管6在加热管连接结构5的支撑作用下固定设置在胆口4处。

如图所示，在本实施例中，加热管6优选为自胆口4向下弯曲的形状。具体来说，加热管6靠近胆口的位置沿水平方向延伸一段距离，随后向下平缓弯曲形成和胆口轴线之间的夹角，随后继续沿水平方向向内胆本体1中继续延伸。这是由于胆口4内径相对于内胆本体1的内径来说非常小，向下弯曲的加热管6便于将加热管6从胆口4处穿入。对应的，设置在内胆本体1中的进水管8和出水管7也从胆口4处伸入内胆本体1中。与加热管6类似，进水管8和出水管7也优选向下弯曲设置，便于穿设。同时，通过加热管连接结构5将出水管7的进水口9固定设置在进水管8的出水口上方，整体来说即出水管7和进水管8从上向下依次布设。这样，无缝内胆中经过加热的热水直接从出水管7中流出，无需额外耗费能量进行保温。优化热水器内胆的加热性能。

在本实施例中，需要设置在无缝内胆中的所有管路均通过胆口4伸入至无缝内胆中，胆口4开设在材料强度相对略高的第二端部3上。这样，仅需要将胆口4处的密封保持在理想的水平即可以将内胆的密封性能保持在理想的水平。由于无缝内胆整体没有焊缝，所以基本可以完全保证在使用过程中内胆处胆口4外的所有部分不会出现漏水，进而影响热水器的使用寿命的安全性。由于无缝内胆的表面没有焊缝，进一步利于其进行涂搪，搪瓷釉的涂覆更为均匀，从而进一步提高了内胆的耐腐蚀性。

参见图4和图5为本发明所公开的热水器用无缝内胆第二实施例的剖视图和使用状态参考图。如图所示，进水管8和出水管7还可以通过沿内胆本体1轴线依次开设在内胆本体1上的进水管管口6-1和出水管管口7-1伸入内胆中。具体来说，进水管管口6-1和出水管管口7-1设置在内胆本体1下侧，且均匀依次排列。在出水管7的另一侧还可以开设设置镁棒10-1的镁棒孔10。这种方式增加了设置在内胆本体1上的管口数量，总体密封性能略逊于第一实施例所公开的加热管连接结构5。但是便于和室内的管路进行连接，利于整体安装。在本实施例中，向下弯曲的加热管环绕进水管8和出水管7设置，加热管的一端还可以制成螺旋型以环绕出水管的进水口，利于优化热水的流动效率。

对于第一实施例和第二实施例所公开的热水器用无缝内胆来说，其可以选用的直径优选为275mm,310mm,350mm和382mm几种。对于上述几种直径的无缝内胆，在旋压过程中的进给比可以在0.5至2.6的数值范围内选取最优值，主轴转速可以在700至900r/min的数值范围内选取最优值。起步道次的最大进给量为55mm，最小横向摆角为25度，后续道次的进给量不大于15mm。对于直径为275mm，壁厚为1.8mm的无缝内胆来说，起步道次的纵向进给量优选45至55mm的取值范围，横向摆角优选25-35度，第二道次的进给量优选8至12mm的取值范围，横向摆角优选36至40度。第二道次后的道次和道次参数可进一步进行调整，横向摆角逐渐增大直至旋压完成封合或收口，横向进给量在7mm至16mm之间。

本发明同时公开了一种应用上述第一实施例或第二实施例所述的热水器用无缝内胆的热水器。热水器用无缝内胆的具体结构请参见第一实施例和第二实施例的详细描述的说明书附图的详细描绘，在此不再赘述。本发明提出的热水器可以实现热水器用无缝内胆的技术效果，且具有维修周期长、维护成本提且安全性高的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。