專利名稱：黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板太陽(yáng)能風(fēng)道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制造和以陶瓷制品利用太陽(yáng)能的技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是以富含第四周期過(guò) 渡金屬元素的工業(yè)廢棄物、天然礦物、化合物和普通陶瓷原料制造低成本、長(zhǎng)壽命的整體或 表面為黑色或深色的大尺寸中空陶瓷板作為太陽(yáng)能吸熱板，簡(jiǎn)稱陶瓷太陽(yáng)板，利用陶瓷太陽(yáng) 板吸收的太陽(yáng)能提供受熱膨脹的熱空氣作為發(fā)電的能源，使太陽(yáng)能成為可大規(guī)模利用的可替 代能源。
(二)
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能利用主要分為光電利用、光熱利用方式，目前光熱利用主要是太陽(yáng)能熱水器，太 陽(yáng)能熱水器分為悶曬式和循環(huán)式，循環(huán)式效率較高，其集熱體主要采用金屬管板式集熱體和 真空玻璃管式集熱體，金屬管板式集熱體也稱作平板式集熱體。兩者均存在以下不足l.金 屬管板式集熱體主要采用銅、鋁等材料，真空玻璃管集熱體結(jié)構(gòu)和制造工藝相對(duì)復(fù)雜，以每 平方米吸熱面積計(jì)算兩者的價(jià)格都比較高。2.兩者均采用低溫涂覆的黑色陽(yáng)光吸收涂料，在 長(zhǎng)期的陽(yáng)光作用下會(huì)有一定程度的老化使陽(yáng)光吸收率衰減，金屬易腐蝕、真空玻璃管內(nèi)的真 空度會(huì)逐步下降，都是導(dǎo)致壽命和效率問(wèn)題的重要原因。3.由于材料、結(jié)構(gòu)、成本和壽命等 原因難與建筑物結(jié)合為一體。
近年來(lái)一些國(guó)家開(kāi)展了一種稱之為"太陽(yáng)能煙囪"的太陽(yáng)能熱發(fā)電方式的研究試驗(yàn)。太 陽(yáng)能煙囪發(fā)電系統(tǒng)，主要由煙囪集熱器(平面溫室)和發(fā)電機(jī)及儲(chǔ)能裝置組成，由被溫室加 熱的空氣經(jīng)溫室中心和煙囪底部產(chǎn)生氣流，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。1982年德國(guó)科研人員在西班 牙馬德里南部的Manzanaries建成一座50KW太陽(yáng)能煙囪示范項(xiàng)目，首次把大型溫室熱氣流推 動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電的概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這之后，在此基礎(chǔ)上，Eviro Mission公司開(kāi)始計(jì)劃在澳大 利亞悉尼以西600km處，建造200W的太陽(yáng)能煙囪發(fā)電站。它的煙囪高lOOOm、直徑130m， 建于直徑為7000m的平面溫室的中心。其關(guān)鍵技術(shù)，是在溫室的內(nèi)外創(chuàng)造一定的溫差，使大 型圓形玻璃溫室內(nèi)的空氣定向運(yùn)動(dòng)到中心的傾斜天花板處產(chǎn)生一個(gè)近恒速的風(fēng)流，通過(guò)安裝 在煙囪底部的32個(gè)閉式葉輪機(jī)晝夜連續(xù)發(fā)電。預(yù)計(jì)建設(shè)投資為16 20億澳元。目前該項(xiàng)目
仍在優(yōu)化設(shè)計(jì)階段。這種方式的最大特點(diǎn)是沒(méi)有聚光系統(tǒng)，不但可利用漫射光，而且避免了因聚光帶來(lái)的各項(xiàng)技術(shù)難題。
"太陽(yáng)能煙囪"依靠平面溫室進(jìn)行集熱，依靠高大煙囪中的上升氣流和進(jìn)出口壓力差造 成風(fēng)流，可能存在以下不足
1. 通常溫室內(nèi)外溫差約30°C，而對(duì)太陽(yáng)能集熱器進(jìn)行空曬時(shí)，內(nèi)外溫差可以超過(guò)120°C，相
比之下，"太陽(yáng)能煙囪"的集熱效果較低，但是，現(xiàn)有的太陽(yáng)能集熱器造價(jià)過(guò)高，其中真空玻 璃管集熱體為一頭封閉的盲管難以形成通暢的氣流，也使應(yīng)用造成困難。
2. 直徑130m、高1000m的煙囪可能是目前最高的人造建筑物，其建造過(guò)程中技術(shù)和施工難度 可能會(huì)形成很高的造價(jià)。
經(jīng)過(guò)近200年持續(xù)加速開(kāi)采，煤、石油、天然氣等化石燃料資源逐步枯竭，現(xiàn)在人類必 須在有限時(shí)間內(nèi)尋找到至少一種新的大規(guī)模可替代能源，否則必將發(fā)生使現(xiàn)代社會(huì)大幅度倒 退的真正的能源危機(jī)。與核聚變、深海可燃水化物、空間太陽(yáng)能電站、低成本太陽(yáng)能電池等 一樣，低成本、長(zhǎng)壽命太陽(yáng)能集熱器的大量應(yīng)用也可能形成新的大規(guī)?？商娲茉础?br> 目前科學(xué)界的共識(shí)是到達(dá)地球陸地表面的太陽(yáng)輻射能總量，比地球上消耗各種能源的 總量大幾萬(wàn)倍， 一旦技術(shù)上取得突破，使之在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)力，太陽(yáng)能可以滿足人類大部 分的能源需求。
或者說(shuō)我們需要選擇太陽(yáng)能豐富的地區(qū)，在占地球陸地表面千分之一左右的面積上即約 10萬(wàn)平方公里面積上鋪滿太陽(yáng)能收集器并將收集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電力即可形成大規(guī)?？商?代能源，10萬(wàn)平方公里等于1000億平方米。
目前太陽(yáng)能發(fā)電主要是太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能熱發(fā)電，太陽(yáng)能熱發(fā)電又可分為聚光、 跟蹤方式的高溫發(fā)電和集熱器方式的低溫發(fā)電，光伏發(fā)電的陽(yáng)光收集器是太陽(yáng)能電池，高溫 發(fā)電的收集器是反射鏡和太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，低溫發(fā)電的收集器主要是板管式金屬集熱器和真空 玻璃管。目前這些收集器的共同缺點(diǎn)是成本較高、壽命較短，通常成本為每平方米數(shù)百至上 千元人民幣，壽命為5年至20年，各種發(fā)電機(jī)組已十分成熟，其成本和壽命相對(duì)固定，太陽(yáng) 能是低密度能源，上限約每平方米1KW，無(wú)論如何精密、復(fù)雜、先進(jìn)的收集器都不能收集到 更多的能量，所以收集太陽(yáng)能需要巨大面積的收集器，太陽(yáng)能發(fā)電的主要成本由收集器決定， 關(guān)鍵是收集器的成本和壽命， 一般來(lái)說(shuō)現(xiàn)有收集器的成本需下降數(shù)倍，同時(shí)壽命增加數(shù)倍，
相對(duì)常規(guī)能源而言，太陽(yáng)能發(fā)電才會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。
以前生產(chǎn)黑色陶瓷必須加入Co、 Cr、 Ni、 Mn、 Fe等第四周期過(guò)渡元素，價(jià)格十分昂貴， 本發(fā)明人申報(bào)并取得的中國(guó)發(fā)明專利CN85102464 "黑色陶瓷制品原料的生產(chǎn)方法及其制品"、 CN86104984 "—種陶粉末"敘述了以提釩尾渣為原料之一生產(chǎn)各種黑色陶瓷制品的方法，這 種黑色陶瓷稱作釩鈦黑瓷。此發(fā)明又以"陶瓷粉末及其制品"(Ceramrc powder and drticles)為名稱申報(bào)并已取得九國(guó)外國(guó)發(fā)明專利證書(shū)，分別是美國(guó)專利4737477、日本專利1736801、 英、法、德、奧地利專利(歐洲專利局)0201179、澳大利亞專利578815、新加坡專利1009/91、 芬蘭專利81336和香港專利1077/1991。 二十世紀(jì)80年代后期本發(fā)明人申報(bào)了 "黑色陶瓷太 陽(yáng)瓦"、"黑色陶瓷攔板式太陽(yáng)能集熱器"、"黑色陶瓷太陽(yáng)能房頂"等專利，本世紀(jì)初本發(fā)明 人申報(bào)了 "陶瓷太陽(yáng)板"、"復(fù)合陶瓷中空太陽(yáng)能集熱板的制造方法"、"一種新型太陽(yáng)能房頂 的結(jié)構(gòu)和材料"、"陶瓷太陽(yáng)板集熱器的制造和安裝方法"、"在陶瓷太陽(yáng)板上復(fù)合立體網(wǎng)狀黑 瓷陽(yáng)光吸收層的方法"、"黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板"、"陶瓷中空板膠結(jié)成型方法及其應(yīng)用"等專 利。
所述的提釩尾渣是釩鈦磁鐵礦經(jīng)熔煉得到含釩鐵水，含釩鐵水經(jīng)吹煉得到釩渣，釩渣加 入輔料進(jìn)行焙燒，將焙燒料進(jìn)行濕法浸取提釩鹽，提取釩鹽后所剩余的作為廢棄物的殘?jiān)?為提釩尾渣。
提釩尾渣富含第四周期過(guò)渡金屬元素，如(Fe203+Fe0) 50-70、 TiO 5-9、 Mn0 4-7、 Cr03 0. 002—3、 V2050. 2—2、 Si0212—26、 Al2032-4、 CuO 0. 9-2、 MgO 0. 6—2、 Na20 2—6、 K20 0. 012-0. 12， 提釩尾渣在常溫下和經(jīng)不同溫度的高溫焙燒直至經(jīng)熔融過(guò)程，始終為純黑色。
目前我國(guó)年產(chǎn)出提釩尾渣約30萬(wàn)噸，主要產(chǎn)地是四川、河北、遼寧等，代表性企業(yè)是攀 枝花鋼鐵公司、承德第二化工廠、錦州釩業(yè)公司等。提釩尾渣富含F(xiàn)e、 Cr、 Mn、 V、 Ti等第 四周期元素復(fù)雜化合物，占總重量的80%左右，是一種十分特殊的工業(yè)廢棄物，其中任何一 種成分的提取和利用均遠(yuǎn)不如相應(yīng)天然礦物的經(jīng)濟(jì)性，而他們的集合體卻是一種十分穩(wěn)定的 陶瓷黑色著色劑，長(zhǎng)期以來(lái)人工配制的Co系陶瓷黑色著色劑的制造必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的配方，精 細(xì)、復(fù)雜的加工才能得到呈色穩(wěn)定的陶瓷黑色著色劑，通常每噸售價(jià)20萬(wàn)元左右。提釩尾渣 不僅是穩(wěn)定的陶瓷黑色著色劑，而且其本身也是優(yōu)良的黑色瓷器原料，百分之百的提釩尾渣 就可以生產(chǎn)理化性能優(yōu)良、光熱轉(zhuǎn)換性能突出的釩鈦黑瓷制品。
釩鈦黑瓷發(fā)明于1984年，1985年4月1日開(kāi)始申報(bào)專利，1986年通過(guò)技術(shù)鑒定，釩鈦 黑瓷可以制造中空太陽(yáng)能集熱板、遠(yuǎn)紅外輻射元件、藝術(shù)品、建筑裝飾板等，其中目前產(chǎn)量 最大的是釩鈦黑瓷建筑裝飾板，目前主要產(chǎn)地是廣東、上海，代表性企業(yè)是佛山市東鴻陶瓷 廠，上海宏基特種陶瓷公司等。我國(guó)陶瓷建筑裝飾板(陶瓷墻地磚)產(chǎn)量居世界首位，年產(chǎn) 量40億平方米占世界總產(chǎn)量50%左右，由于釩鈦黑瓷裝飾板使用大量提釩尾渣，以前占用大 量堆場(chǎng)，成為提釩廠沉重負(fù)擔(dān)的提釩尾渣目前售價(jià)已達(dá)160-300元/T。全國(guó)提釩尾渣產(chǎn)出廠 因此獲得年純收入上千萬(wàn)元，釩鈦黑瓷裝飾毛板年銷售額數(shù)億元。20世紀(jì)80年代、90年代 初以石膏模注漿成型方法試制300X300毫米釩鈦黑瓷中空太陽(yáng)板上萬(wàn)平方米，制造和使用釩 鈦黑瓷太陽(yáng)能熱水器數(shù)百臺(tái)以上，直接建造于房頂上的釩鈦黑瓷太陽(yáng)能熱水器近千平方米，采用磚、水泥外框、菱苦土外框、水缸儲(chǔ)水箱和專門(mén)制造的陶瓷儲(chǔ)水箱，目的是逐步發(fā)展成 為釩鈦黑瓷太陽(yáng)能房頂。300X300毫米釩鈦黑瓷太陽(yáng)板單板面積0.09平方米，容水量0.9 kg，單層玻璃單板悶曬時(shí)水溫可達(dá)10(TC，在1987年山東省太陽(yáng)能熱水器全省評(píng)比中釩鈦黑 瓷太陽(yáng)能熱水器獲一等獎(jiǎng)，釩鈦黑瓷太陽(yáng)能熱水器加熱前后的水質(zhì)經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)的變化， 使用IO年以上的太陽(yáng)板無(wú)退色、腐蝕、老化等跡象，但是石膏模注漿成型釩鈦黑瓷中空太陽(yáng) 板方法，成型效率低、消耗大量石膏、成型大尺寸太陽(yáng)板成品率低下，小尺寸板接頭過(guò)多， 安裝繁瑣，難以發(fā)展成為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)方法，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣使用。發(fā)明人近期開(kāi) 發(fā)的以真空擠出法試制的大尺寸太陽(yáng)板，成型效率比石膏模注漿法高出數(shù)十倍，單板尺寸可 放大幾倍至十幾倍，可以發(fā)展形成大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
釩鈦黑瓷最重要的特性是光熱轉(zhuǎn)換特性，釩鈦黑瓷是典型的能源材料，為此發(fā)明人正在 全力研究和開(kāi)發(fā)更為實(shí)用的大尺寸釩鈦黑瓷太陽(yáng)板和以釩鈦黑瓷為表面層以普通陶瓷為基體 的釩鈦黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板，用于釩鈦黑瓷太陽(yáng)能房頂。全國(guó)提釩尾渣產(chǎn)出量可以年產(chǎn)實(shí)用 型大尺寸釩鈦黑瓷太陽(yáng)板約1500萬(wàn)平方米，而制造釩鈦黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板其年產(chǎn)量可以超 過(guò)10億平方米，光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程發(fā)生于物體表面，兩者性能可以做到并無(wú)重大差別。
目前一噸釩鈦黑瓷實(shí)心毛板約700元，鑄鐵約3000元，鋼材4500元，鋁材24000元， 銅材70000元，與鋼鐵相比其比重相差3倍，即相同貨幣所購(gòu)買的瓷板體積是鋼鐵10倍以上， 而瓷器耐蝕性壽命可以比鋼鐵長(zhǎng)10倍以上，可以認(rèn)為瓷質(zhì)材料比任何金屬更耐腐蝕，每平方 米釩鈦黑瓷或復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板重量可以小于40kg。瓷質(zhì)材料價(jià)格低廉是由于原料儲(chǔ)量大、分
布廣泛、運(yùn)距短、加工溫度可低于120(TC、加工工藝簡(jiǎn)單，金屬材料價(jià)格昂貴是由于原料儲(chǔ) 量少、有效含量低、運(yùn)距遠(yuǎn)、加工溫度約160(TC、或需電解冶煉、加工工藝復(fù)雜，這些因素 是難以改變的。所以普通陶瓷、釩鈦黑瓷或以釩鈦黑瓷為表面以普通陶瓷材料為基體適合制 造太陽(yáng)能集熱體，尤以后兩者更適合制造太陽(yáng)能集熱體。
釩鈦黑瓷被陽(yáng)光照射時(shí)會(huì)大量吸收陽(yáng)光中的能量，陽(yáng)光吸收率可達(dá)0.9，經(jīng)試驗(yàn)，在緯 度37度地區(qū)，夏日晴天1平方米釩鈦黑瓷太陽(yáng)板可將10 kg水加熱至IO(TC。釩鈦黑瓷是優(yōu) 良的光熱轉(zhuǎn)換材料，是新型的能源材料。釩鈦黑瓷黑色純正，理化性能優(yōu)良，目前大量用于 生產(chǎn)實(shí)心的表面磨光的建筑裝飾板，生產(chǎn)成本低廉，釩鈦黑瓷裝飾板厚度約12毫米，不磨光 的毛板另售價(jià)每平方米25元，出廠價(jià)可為17元左右，其銷售額已達(dá)到數(shù)億元，釩鈦黑瓷裝 飾板只是利用釩鈦黑瓷黑色純正、裝飾效果沉穩(wěn)、莊重這一特性，而其本身具有的光熱轉(zhuǎn)換 特性尚未得到充分的開(kāi)發(fā)和利用。釩鈦黑瓷強(qiáng)度高、抗折強(qiáng)度45 100MPa，比普通瓷質(zhì)磚幾 乎高一倍，制造成本低廉、不腐蝕、不老化、不退色、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)放射性，經(jīng)上千度溫
度燒制而成，經(jīng)加速老化，未發(fā)現(xiàn)陽(yáng)光吸收率衰減問(wèn)題，可具有幾乎永久的使用壽命，非常
6適合制造太陽(yáng)能集熱體，易與建筑結(jié)合，用于太陽(yáng)能房頂，其強(qiáng)度是普通瓦片十倍左右，使 用時(shí)間可與建筑同壽命。
多數(shù)陶瓷制品有一定的白度要求，所以限制使用含鐵量過(guò)高的原料，陶瓷太陽(yáng)板和目前 已大規(guī)模生產(chǎn)的釩鈦黑瓷實(shí)心毛板表面為黑色，無(wú)白度要求，所以原料來(lái)源更為廣泛，原料 成本更低，釩鈦黑瓷實(shí)心毛板厚度約12 mm,多為800X800 nrai板材，生產(chǎn)成本可低于每平方 米17元人民幣，陶瓷太陽(yáng)板為中空板材，我們目前的試制樣品總厚度可為20 40mm，壁厚 2 5ram，單板面積可大于0. 5 itf ，其每平方米原料用量可等于或少于釩鈦黑瓷實(shí)心毛板，兩 者相比其原料處理、成型、干燥、燒成，具有可比性，陶瓷太陽(yáng)板增加了兩端頭的封接工序， 當(dāng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，兩者的成本應(yīng)具有可比性，陶瓷太陽(yáng)板的生產(chǎn)成本估計(jì)是釩鈦黑瓷實(shí) 心毛板的1.5 3倍。陶瓷太陽(yáng)板不腐蝕、不老化、黑色面不退色、陽(yáng)光吸收率不會(huì)衰減，可 以認(rèn)為其使用壽命應(yīng)該是幾十年至上百年。
陶瓷原料主要是指瓷土、石英、長(zhǎng)石，大尺寸陶瓷太陽(yáng)板無(wú)白度要求，可以采用最普通、 含鐵量較高的廉價(jià)陶瓷原料，地球各處均蘊(yùn)芷大量此類原料，大量工業(yè)廢棄物和天然礦物富 含第四周期過(guò)渡元素，足以提供相應(yīng)的黑色表面層甚至整體太陽(yáng)板所需的黑色陶瓷物質(zhì)，只 要實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，大尺寸陶瓷太陽(yáng)板生產(chǎn)的工藝、方法、成本與普通陶瓷墻地磚如釩鈦黑瓷 裝飾板等具有可比性，可以大規(guī)模、低成本的生產(chǎn)大尺寸陶瓷太陽(yáng)板，僅中國(guó)就具有年產(chǎn)40 億平方米陶瓷墻地磚的生產(chǎn)能力，中國(guó)最大的陶瓷墻地磚生產(chǎn)車間， 一間廠房占地1000畝， 生產(chǎn)能力l億平方米，所以只要市場(chǎng)需要、經(jīng)濟(jì)上合算，國(guó)內(nèi)外陶瓷業(yè)可以生產(chǎn)比陶瓷墻地 磚更多的大尺寸陶瓷太陽(yáng)板，可以在10年內(nèi)制造超過(guò)1000億平方米的大尺寸陶瓷太陽(yáng)板， 通常陶瓷制品燒成溫度120(TC左右，陶瓷制品是高鍵能礦物，性能非常穩(wěn)定，幾乎所有陶瓷 制品都能做到不腐蝕、不老化、不退色、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)放射性，陽(yáng)光吸收率不衰減，具有 較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的耐候性，可具有上百年的使用壽命。
大尺寸陶瓷太陽(yáng)板可用于制造太陽(yáng)能熱水器、建造太陽(yáng)能房頂，為建筑提供熱水、空調(diào)、 暖氣，在陽(yáng)光豐富地區(qū)，如中國(guó)西部的荒灘、丘陵、山地、沙漠建造大面積發(fā)電裝置，使太 陽(yáng)能真正成為大規(guī)?？商娲茉?。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的將陶瓷太陽(yáng)板和風(fēng)道沿山坡和山峰安裝構(gòu)成"陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道"，用流動(dòng) 的氣流帶動(dòng)空氣渦輪機(jī)發(fā)-電。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
以提釩尾渣或(和)其他富含第四周期過(guò)渡金屬元素的工業(yè)廢渣或(和)富含第四周期 過(guò)渡金屬元素的金屬礦物或(和)富含第四周期過(guò)渡金屬元素的化合物與普通陶瓷原料，以真空擠制機(jī)擠制等方法成型，，經(jīng)干燥、燒結(jié)制造整體黑色或表層黑色或表層為立體網(wǎng)狀黑瓷 的陶瓷多孔板、陶瓷通孔板、陶瓷中空板、多孔陶瓷套接接頭、單孔陶瓷套接接頭、陶瓷進(jìn) 出管口、陶瓷端頭板、帶進(jìn)出管口的陶瓷端頭板、大管口陶瓷端頭板、大管口陶瓷套接端頭 板等，陶瓷接頭和帶進(jìn)出口的端頭板也可采用黑色硅橡膠制品或其他耐老化材料制造的制品 代替，所述制品可以用燒結(jié)、膠接、套接、組合等方法形成陶瓷太陽(yáng)板、大通道陶瓷太陽(yáng)板、 大通道組合式陶瓷太陽(yáng)板等，將太陽(yáng)板與保溫材料和透明蓋板相結(jié)合則成為陶瓷太陽(yáng)板集熱 器，集熱器的兩側(cè)和四周可以安裝各種支撐物，以利于太陽(yáng)能集熱器的安裝、檢查、維修。
陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道發(fā)電裝置將陶瓷太陽(yáng)板集熱器分組安裝在向陽(yáng)山坡和山坡下的坡地上， 上下左右分組，每組分若干縱列，陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列中的集熱器上下首尾相通，下口與 進(jìn)風(fēng)管相通，上口與熱風(fēng)支道相通，進(jìn)風(fēng)管與熱風(fēng)支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由 下向上，進(jìn)風(fēng)管下口敞開(kāi)，上口封閉，熱風(fēng)支道下口封閉，上口與總風(fēng)道相通，空氣從進(jìn)風(fēng) 管下口進(jìn)入在集熱器中被陽(yáng)光加熱向上經(jīng)熱風(fēng)支道進(jìn)入總風(fēng)道，從總風(fēng)道上口排出，進(jìn)風(fēng)管 進(jìn)口處形成負(fù)壓，總風(fēng)道出口處形成正壓，在進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處和總風(fēng)道出口處安裝空氣渦輪機(jī)， 空氣在壓力差下形成氣流，推動(dòng)渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
所述的陶瓷太陽(yáng)板分為陶瓷中空板、陶瓷通孔板、陶瓷半通孔板、陶瓷多孔板。
所述的陶瓷太陽(yáng)板集熱器分為陶瓷中空板集熱器、陶瓷通孔板集熱器、陶瓷半通孔板集 熱器、陶瓷多孔板集熱器，中空板集熱器是底部和四周結(jié)合隔熱材料的集熱器，通孔板、半 通孔板、多孔板集熱器是底部和兩側(cè)結(jié)合隔熱材料的集熱器，集熱器頂部覆蓋透明蓋板。
所述的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列由陶瓷太陽(yáng)板集熱器依流體方向串聯(lián)、首尾相通組成。
所述的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列由陶瓷太陽(yáng)板依流體方向串聯(lián)、首尾相通組成，太陽(yáng)板底 部或底部及兩側(cè)事先敷設(shè)隔熱材料，頂部覆蓋透明蓋板。
所述的總風(fēng)道倚山勢(shì)而建，總風(fēng)道出口與進(jìn)風(fēng)管最低進(jìn)口之間高度差為200 3000m。
所述的總風(fēng)道和熱風(fēng)支道是保溫管道。
所述的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列的長(zhǎng)度為5 100m。
所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，去掉進(jìn)風(fēng)管和進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處的渦輪機(jī)，在總風(fēng)道和熱風(fēng)支道中 逐級(jí)安裝渦輪機(jī)。 以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)

圖1表示陶瓷太陽(yáng)板中的陶瓷多孔太陽(yáng)板、陶瓷通孔太陽(yáng)板、陶瓷中空太陽(yáng)板及帶進(jìn)出管口 的端頭板。
8圖2表示陶瓷中空太陽(yáng)板集熱器及其連接方式。
圖3表示由大管口陶瓷端頭板、陶瓷通孔太陽(yáng)板、多孔陶瓷套接接頭、陶瓷多孔太陽(yáng)板、單
孔陶瓷套接接頭、大管口陶瓷套接端頭板，經(jīng)膠接而成的大通道組合式陶瓷太陽(yáng)板縱列，底
部或底部及兩側(cè)敷設(shè)隔熱材料、頂部覆蓋透明蓋板則成為陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列。
圖4表示由耐老化柔性材料制造的大管口彈性套接端頭板、陶瓷半通孔太陽(yáng)板、耐老化柔性
材料制造的彈性帶圈、陶瓷多孔太陽(yáng)板經(jīng)套接而成的大通道組合式陶瓷太陽(yáng)板縱列，底部或
底部及兩側(cè)敷設(shè)隔熱材料、頂部覆蓋透明蓋板則成為陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列。
圖5表示陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)管、陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列、熱風(fēng)支道、總風(fēng)道之間的連接
關(guān)系和空氣渦輪機(jī)的安裝位置，此圖表示的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列是將陶瓷中空太陽(yáng)板集熱
器上下連接、首尾相通組成的。
圖6表示陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道傍山倚坡而建，表示進(jìn)風(fēng)管、熱風(fēng)支道、總風(fēng)道各自位置和連接關(guān)
系，此圖省略了進(jìn)風(fēng)管與熱風(fēng)支道之間的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列。
圖中
I——陶瓷多孔太陽(yáng)板 2——陶瓷通孔太陽(yáng)板3——帶進(jìn)出管口的陶瓷端頭板
4——陶瓷中空太陽(yáng)板 5——由陶瓷中空太陽(yáng)板和隔熱材料組成、尚未安裝透明蓋板的陶 瓷中空太陽(yáng)板集熱器 6——耐老化柔性接口和不銹鋼管箍 7——膠接材料 8——大管口陶瓷端頭板 9——多孔陶瓷套接接頭 10——單孔陶瓷套接接頭
II——大管口陶瓷套接端頭板12——耐老化柔性材料制造的大管口彈性套接端頭板 13——陶瓷半通孔太陽(yáng)板 14——耐老化柔性材料制造的彈性帶圈 15——進(jìn)風(fēng)管 16——陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列 17——熱風(fēng)支道18——總風(fēng)道
19——出風(fēng)口空氣渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 20——進(jìn)風(fēng)口空氣渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 (五)具體實(shí)施方案 實(shí)施例
1.在陽(yáng)光充沛地區(qū)的荒山和荒山下的荒灘上建造陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，總風(fēng)道從山峰頂部順向陽(yáng) 山坡延伸到荒灘上，荒灘至山峰頂部高度差1500m，總風(fēng)道建在垂直和傾斜山坡上部分總長(zhǎng)5 公里，建在基本平坦的荒灘上部分長(zhǎng)度5公里，總風(fēng)道總長(zhǎng)10公里，使建在荒灘上的總風(fēng)道 傾斜0.5 2度，總風(fēng)道出口部分直徑最大，為160m，向下逐步變細(xì)，總風(fēng)道兩側(cè)每隔50米 連接熱風(fēng)支道、安裝進(jìn)風(fēng)管，各長(zhǎng)5公里，熱風(fēng)支道與總風(fēng)道連接處最高，尾端向下傾斜， 傾斜O(jiān). 1 2度，熱風(fēng)支道與總風(fēng)道連接處直徑8m，向下逐步變細(xì)，與熱風(fēng)支道平行相距50m 的下方建進(jìn)風(fēng)管，兩者長(zhǎng)度，傾角近似，進(jìn)風(fēng)管最粗部分直徑6m，在熱風(fēng)支道和進(jìn)風(fēng)管之間 安裝陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列，與熱風(fēng)支道接合部高于進(jìn)風(fēng)管處，傾斜0.1-2度，采用如圖4的大通道軟連接的陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列，即采用硅橡膠制造的大管口彈性套接端頭板、彈 性帶圈、陶瓷半通孔板、陶瓷多孔板，陶瓷半通孔板、多孔板長(zhǎng)度1.5m,寬度700iM，總厚 30mm，壁厚3mm,以普通陶瓷為基體，表面復(fù)合立體網(wǎng)狀釩鈦黑瓷陽(yáng)光吸收層。
2. 如實(shí)施例l所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其中進(jìn)風(fēng)管、熱風(fēng)支道、總風(fēng)道均采用拱形結(jié)構(gòu)，采 用如圖3所示大通道膠接陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列。
3. 如實(shí)施例l所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其中進(jìn)風(fēng)管、熱風(fēng)支道、總風(fēng)道采用雙層充氣成型結(jié) 構(gòu)。
4. 如實(shí)施例l所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其中進(jìn)風(fēng)管、熱風(fēng)支道、總風(fēng)道采用以熱空氣壓力自 成型結(jié)構(gòu)。
5. 如實(shí)施例l所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，去掉進(jìn)風(fēng)管和進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處的渦輪機(jī)，在總風(fēng)道和熱 風(fēng)支道中逐級(jí)安裝渦輪機(jī)。
10
權(quán)利要求
1.陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其特征在于以提釩尾渣或(和)其他富含第四周期過(guò)渡金屬元素的工業(yè)廢渣或(和)富含第四周期過(guò)渡金屬元素的金屬礦物或(和)富含第四周期過(guò)渡金屬元素的化合物與普通陶瓷原料制造的表層是黑瓷、基體是普通陶瓷的陶瓷太陽(yáng)板組成陶瓷太陽(yáng)板集熱器，將陶瓷太陽(yáng)板集熱器分組安裝在向陽(yáng)山坡和山坡下的坡地上，上下左右分組，每組分若干縱列，陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列中的集熱器上下首尾相通，下口與進(jìn)風(fēng)管相通，上口與熱風(fēng)支道相通，進(jìn)風(fēng)管與熱風(fēng)支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由下向上，進(jìn)風(fēng)管下口敞開(kāi)，上口封閉，熱風(fēng)支道下口封閉，上口與總風(fēng)道相通，空氣從進(jìn)風(fēng)管下口進(jìn)入在集熱器中被陽(yáng)光加熱向上經(jīng)熱風(fēng)支道進(jìn)入總風(fēng)道，從總風(fēng)道上口排出，進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處形成負(fù)壓，總風(fēng)道出口處形成正壓，在進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處和總風(fēng)道出口處安裝空氣渦輪機(jī)，空氣在壓力差下形成氣流，推動(dòng)渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其特征在于所述的陶瓷太陽(yáng)板是表層是立體網(wǎng)狀 黑瓷、基體是普通陶瓷的立體網(wǎng)狀黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道，其特征在于所述的陶瓷太陽(yáng)板是表層是立體網(wǎng)狀 釩鈦黑瓷、基體是普通陶瓷的立體網(wǎng)狀釩鈦黑瓷復(fù)合陶瓷太陽(yáng)板。全文摘要
“陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道”是將陶瓷太陽(yáng)板和風(fēng)道沿山坡和山峰安裝構(gòu)成，用流動(dòng)的氣流帶動(dòng)空氣渦輪機(jī)發(fā)電。所述的陶瓷太陽(yáng)能風(fēng)道發(fā)電裝置將陶瓷太陽(yáng)板集熱器分組安裝在向陽(yáng)山坡和山坡下的坡地上，上下左右分組，每組分若干縱列，陶瓷太陽(yáng)板集熱器縱列中的集熱器上下首尾相通，下口與進(jìn)風(fēng)管相通，上口與熱風(fēng)支道相通，進(jìn)風(fēng)管與熱風(fēng)支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由下向上，進(jìn)風(fēng)管下口敞開(kāi)，上口封閉，熱風(fēng)支道下口封閉，上口與總風(fēng)道相通，空氣從進(jìn)風(fēng)管下口進(jìn)入在集熱器中被陽(yáng)光加熱向上經(jīng)熱風(fēng)支道進(jìn)入總風(fēng)道，從總風(fēng)道上口排出，進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處形成負(fù)壓，總風(fēng)道出口處形成正壓，在進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處和總風(fēng)道出口處安裝空氣渦輪機(jī)，空氣在壓力差下形成氣流，推動(dòng)渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用陶瓷太陽(yáng)板吸收的太陽(yáng)能提供受熱膨脹的熱空氣作為發(fā)電的能源，使太陽(yáng)能成為可大規(guī)模利用的可替代能源。
文檔編號(hào)F03D1/04GK101634274SQ20091016075
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者修大鵬, 曹樹(shù)梁, 楊玉國(guó), 王啟春, 石延嶺, 濱 蔡, 許建麗, 許建華, 谷勝利 申請(qǐng)人:曹樹(shù)梁