CN101915472A - 废渣、矿物为阳光吸收体的注浆成型陶瓷太阳板 - Google Patents

Abstract

“废渣、矿物为阳光吸收体的注浆成型陶瓷太阳板”涉及太阳能集热体，陶瓷太阳能集热体，特别涉及以废渣黑瓷或矿物黑瓷为阳光吸收体的注浆成型陶瓷太阳板及其生产工艺。基体是由普通陶瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的中空陶瓷板、向阳面的表面层是废渣黑瓷或矿物黑瓷、具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，或者不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。陶瓷太阳板用于加热水、空气或其他流体。

Description

废渣、矿物为阳光吸收体的注浆成型陶瓷太阳板

技术领域

本发明涉及太阳能集热体，陶瓷太阳能集热体，特别涉及以废渣黑瓷或矿物黑瓷为阳光吸收体的注浆成型陶瓷太阳板及其生产工艺。

背景技术

太阳能利用包括光电利用和光热利用，光电利用主要指太阳能电池，光热利用主要指聚光太阳能发电装置和太阳能集热器，应用最广泛的太阳能集热器是太阳能热水器，关键部件是太阳能集热体。我国主要采用真空玻璃管太阳能集热体，见图11，欧、美、日、澳大利亚等国主要采用铜管板式太阳能集热体，见图10。

太阳能是面能源，理论和实践都已经证明效率最高的太阳能集热体是金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体，见图9，在这种集热体中，阳光吸收面下面布满待加热的介质，热交换最直接、迅速，热传导距离最短，但是目前能够长期承受热水腐蚀的金属材料是铜材，这种结构需要使用大量铜材，铜材非常昂贵，焊缝很长，制造工艺复杂，制造成本很高，难以大规模生产和使用，并且由于焊缝易腐蚀，铜材制造的通孔扁盒式太阳能集热体，其使用寿命仍然有限，更由于表面阳光吸收层是常温下形成的，阳光吸收率容易衰减，影响寿命。

真空玻璃管的主要缺点是：真空玻璃管由同轴内外玻璃管组成，一端封闭，内外管之间抽真空，外管透明，内管外表面覆盖太阳能吸收涂料。由于必须采用真空层、密封圈、防尘圈、尾托，使黑色阳光吸收面只占采光投影面积约60％，中午阳光直射时，40％阳光穿过黑色面之间的空档，未得到利用，在阳光最强烈的中午时段降低了集热效率；真空度在使用中不断下降，降低保温效果；一头封闭的盲管结构容易沉淀水碱和水中的杂质，减少热交换面积；太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减，这是目前太阳能热水器太阳能吸收涂料的共同缺点；玻璃管用硼硅玻璃制造，熔制温度1650℃，制造能耗高，氧化硼价格高，每吨2万元；这些缺点导致真空玻璃管制造成本、耗能比较高，寿命比较短，市售产品质量差别很大，一般有效使用寿命5-10年。

铜管板式太阳能集热体的主要缺点是：太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减；铜材十分昂贵，需要电解提纯，制造成本、耗能很高；集热铜管横向间隔大，导热距离远，影响效率；焊缝容易腐蚀；市售产品质量差别很大，一般有效使用寿命5-15年。

太阳能集热器可以提供热水、热风，热水、热风可用于洗涤、冬季取暖、夏季空调，另外参照地下热水发电的方式，大量廉价的高温热水还可以进行低成本发电，取代常规能源、保护环境。低成本、长寿命、高效率的太阳能集热器还可以淡化海水和苦咸水，产生大量淡 水，灌溉荒漠，大规模开发耕地。但是现有的太阳能集热器制造成本高、有效使用寿命短，使太阳能的使用成本远远高于常规能源，严重制约了太阳能集热器的发展，太阳能集热器必须实现与建筑一体化，才能在建筑上获得更大的发展空间，现有太阳能集热器受其太阳能集热体的材料和结构的制约，难以实现与建筑一体化。太阳能集热器的核心部件是太阳能集热体，为此，必须研究和寻找一种全新的低成本、长寿命、高效率的太阳能集热体。

能源、气候、淡水、耕地问题的严重性和紧迫性已经达到在几十年内开始直接威胁到人类文明延续和人类生存的程度，我们认为：其本质是目前可再生能源利用装置的使用成本过高，现在的可再生能源利用装置在得到1个单位能量可再生能源时，消耗掉1-5个单位能量的常规能源，黑瓷复合陶瓷太阳板太阳能集热系统在得到1个单位能量太阳能时，可以只消耗少于1个单位能量的常规能源，从而可能解决能源、气候、淡水、耕地问题。

金属材料是人类对自然物质进行还原反应的产物，自然界要在短时间内将其氧化；有机材料是人类对自然物质进行结构重组的产物，自然界要在短时间内将其老化和分解；陶瓷原料是花岗岩风化后的微粒，人类将其重新成型、烧结成为比花岗岩更加致密、强度更高的瓷器，瓷器与自然界和谐，瓷器诞生1000多年，人类尚不知道瓷器的寿命；与此相似的是混凝土诞生100多年，目前测定早期混凝土的强度还在不断增加，人类也不知道混凝土的寿命。

除铜、钛、金等少数金属以外，元素周期表中没有一种金属材料能够承受普通热水十年以上的腐蚀，金属材料易腐蚀，有机材料易老化，太阳能集热体的材料选择范围十分有限。

一吨硼硅玻璃或金属材料，成本数千元至数万元，材料成为制品还需要经过复杂的加工过程。一吨陶瓷制品如一吨陶瓷墙地砖通常成本数百元，陶瓷材料成本低廉是由于原料来源广泛，一般就地取材，运费低；蕴藏量大，价格低；不需要选矿、富集；成型后一次烧结，即为制品；烧结时有所收缩，但不改变形状，烧结后无加工过程；烧结温度低、时间短，一般薄壁陶瓷制品烧结温度约1200℃，历时几分钟至十几分钟，而玻璃的熔制或金属材料的冶炼，通常温度1500-1650℃，历时数小时，原材料须经过熔化、流动、均化、反应、澄清等过程，一般来说，温度每提高100℃，能耗增加1倍，同时设备和耐火材料的价格、消耗也成倍提高，电解的能耗更远大于冶炼。所以，陶瓷烧结与玻璃的熔制或金属材料的冶炼、电解有本质区别，能耗与成本均相差几倍至几十倍。陶瓷是目前已知的成本最低、使用寿命最长、性能最稳定的工程材料之一；黑色陶瓷是目前已知的成本最低、使用寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料材料。

黑瓷复合陶瓷太阳板是在瓷质通孔扁盒结构基体上覆盖以提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷泥浆层，经1200℃一次烧结成为基体是普通陶瓷，表面是立体网状黑瓷阳光吸收层的复合陶瓷制品，立体网状黑瓷层有无数小孔，阳光进入小孔后难以逃逸，具有很高的集热效率。 黑瓷复合陶瓷太阳板具有瓷质材料通性，强度大、硬度高、热稳定性好、不腐蚀、不老化、不退色、无毒、无害、无放射性、吸水率＜0.5％、表面阳光吸收率0.93、阳光吸收率不随时间衰减、可具有与建筑物相同的使用寿命，而生产成本低廉。

黑瓷复合陶瓷太阳板可实现大通道、直通式扁盒结构，通道截面积可以是传统平板式太阳能集热体的几十倍以上，流体在通道内受到的阻力小、流速快、板面温度分布均匀、不易结垢。直通式扁盒结构是太阳能集热体中效率最高的结构形式。

试验已经证明在我国东部地区，夏日晴天每平方米陶瓷太阳板集热系统可将17-35公斤自来水加热到100-110℃；在国内外干旱、炎热的荒漠、沙漠、戈壁地区，陶瓷太阳板集热系统可将更多的水加热到更高的温度。

陶瓷太阳板已初步实现工业化生产、陶瓷太阳能集热系统的应用，经国家有关部门、国家太阳能热水器质量监督检验中心检验，其阳光吸收率是0.93，日得热量是8.6MJ，远高于国家标准规定的7.0MJ，已经证明陶瓷太阳板是一种成本很低、寿命很长、效率很高的太阳能集热体。

辐射到地球陆地表面的太阳能是全球人类同期消耗总能量的数万倍，是全球风能总量的一万倍、水能总量的十万倍。地球陆地面积1.5亿平方公里，太阳能是面能源，实际上，人类必须至少收集数十万平方公里即数千亿平方米的太阳能才能初步满足人类的需要。

太阳能是不稳定的低密度能源，对太阳能利用的成本要求十分苛刻，现实是我们早晚必须敷设数万、数十万平方公里的太阳能收集面或称作太阳能收集、转换器，将收集到的太阳能转换为可以方便使用的能量，如电能。如此规模的太阳能收集面，采用昂贵材料、复杂结构、精确跟踪运动的向阳面系统都是不可能、不可行、不经济的。

太阳能的优点是普遍、巨大、无害，缺点是分散、随机、间歇，太阳能利用的研究主要是对太阳能收集、转换及其装置的研究，由于太阳能是低密度能源，巨大的能量散布在广阔的区域，所以对太阳能利用的研究更重要的是对太阳能收集器的研究，是对太阳能收集器的成本、寿命、效率的研究，是对太阳能与常规能源得失比值的研究。只有得到的新能源多于为制造和使用新能源装置所消耗的常规能源，这种新能源装置才能使新能源成为大规模替代能源。太阳能利用应该采用人类可能掌握的成本最低、寿命最长、效率尽可能高、结构合理的材料、方法、装置。

陶瓷材料强度大、硬度高、不腐蚀、不老化、理化性能非常稳定，使用寿命很长，可达数百年以上。黑色瓷质材料具有陶瓷通性，阳光吸收率高，阳光吸收率不会衰减。黑瓷包括以传统黑色陶瓷着色剂与普通陶瓷原料制造的传统黑瓷和钒钛黑瓷，钒钛黑瓷是以工业废弃物—提钒尾渣为主要原料制造的，成本比传统黑瓷低廉。

钒钛黑瓷是指：钒钛磁铁矿经熔炼得到铁水和钒渣，钒渣焙烧后提钒，提钒后的弃渣即为提钒尾渣，以提钒尾渣为全部原料或原料之一制造的黑色陶瓷称作钒钛黑瓷。

中国拥有世界上最庞大的传统陶瓷工业，主要采用三种成型方法：

1、陶瓷泥浆注浆成型方法，通常采用球磨或干粉加水打浆的方法制造陶瓷泥浆，泥浆含水量30-40％，一般用石膏模具注浆成型、塑料模具高压注浆成型、真空和离心注浆成型，也采用氮化硅或氧化铝模具，陶瓷泥浆注浆成型模具均采用多孔材料，称作多孔模具，目前陶瓷泥浆注浆成型方法的主要产品是陶瓷卫生洁具。

2、陶瓷泥料塑性成型方法，对陶瓷泥料施加挤、刮、压力使其形成一定的形状，泥料含水量16-22％，目前主要产品是日用陶瓷。

3、陶瓷粉料压制成型方法，通常采用喷雾造粉或料块打粉的方法制造陶瓷粉料，粉料含水量4-8％，用钢模压制成型，目前主要产品是陶瓷墙地砖。

上述三种成型方法中，压制成型方法主要生产平板产品，塑性成型方法主要生产形状比较简单的产品或等截面产品，而注浆成型方法的特点是：采用多孔模具对泥浆吸水形成泥坯的方法，能够制造形状复杂和大型薄壁产品，适应性强，成型技术容易掌握，生产成本低，坯体结构均匀，素坯强度大，非常适合制造陶瓷太阳板。注浆成型方法也称作浇注成型方法。

我国陶瓷卫生洁具企业规模大、生产成本低、质量稳定，不仅供应国内需要还大量销往世界各地，目前产量占世界总产量35％以上。由于企业数量多，产品同质化严重，市场竞争激烈，很多企业长期以来一直在努力寻找能够适合现有设备、现有生产能力、需求量大的大宗新产品。

发明内容

本发明人已经申报了名称“陶瓷泥浆注浆成型复合陶瓷太阳板”和分案申请“注浆成型具有进出接口的陶瓷太阳板”发明专利，其主要特征是“一次成型本身具有进出接口的薄壁中空陶瓷太阳板，基体是由普通陶瓷泥浆注浆成型具有进出接口的中空陶瓷板，其向阳面的表面层是钒钛黑瓷或传统黑瓷或太阳能吸收涂料的陶瓷太阳能集热板。”

钒钛黑瓷以提钒尾渣为主要原料，提钒尾渣产出量有限，产地过于集中，在我国主要产地是以钒钛磁铁矿为原料的攀枝花钢铁公司和承德钢厂，对我国大部分陶瓷生产基地来说，运距过远，运费过高；传统黑瓷或太阳能吸收涂料普遍采用钴、铬、镍、锰等化合物，价格比较高。

本发明的目的是充分利用我国规模巨大的陶瓷卫生洁具产业的现有生产设备和生产能力制造一种生产成本更加低廉、原料来源更加广泛的陶瓷太阳能集热板。

本发明是这样实现的：

基体是由普通陶瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的中空陶瓷板，其向阳面的表面层是废渣黑瓷或矿物黑瓷、具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，或者不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板的制造方法：基体是用普通陶瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型为具有进出接口的中空陶瓷板素坯，将废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆喷涂在素坯的表面，经过干燥、烧结，成为向阳面的表面层是废渣黑瓷或矿物黑瓷、具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，或者不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板素坯，经过干燥、烧结，成为具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

具体制造方法如下：

制造和准备如图1至图8所示制品形状的用于陶瓷泥浆注浆成型的多孔模具，也称作微孔吸水模型，或称作微孔吸水模具，包括石膏模具、塑料模具、氮化硅和氧化铝模具，制品形状和结构包括管接口陶瓷太阳板、上管接口陶瓷太阳板、扁底边陶瓷太阳板、左型承插接口陶瓷太阳板、右型承插接口陶瓷太阳板、方框槽型陶瓷太阳板、双台阶槽型陶瓷太阳板的多孔模具，统称陶瓷泥浆注浆成型陶瓷太阳板模具，简称陶瓷太阳板模具。

用球磨或干粉加水打浆的方法制造普通陶瓷泥浆，泥浆含水量30-40％。将普通陶瓷泥浆注入陶瓷太阳板模具，水分被模具吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层，脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体，脱模，取出中空陶瓷太阳板素坯。此注浆成型过程可采用石膏模注浆成型、塑料模具高压注浆成型、真空和离心注浆成型，分别采用石膏模具、塑料模具和其他多孔模具，如氮化硅、氧化铝等陶瓷质多孔模具。

在经过干燥的陶瓷太阳板素坯的向阳面的表面喷涂废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆，经干燥、烧结为注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板。

废渣黑瓷泥浆—以工业废渣或工业废渣与其它陶瓷原料的混合物磨制的泥浆；矿物黑瓷泥浆—以工业矿物或工业矿物与其它陶瓷原料的混合物磨制的泥浆。

本发明所述的以陶瓷泥浆注浆成型方法制造注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板 或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板的方法，包括以下步骤：

1)备料：普通陶瓷泥浆；废渣黑瓷泥浆；矿物黑瓷泥浆。

2)制备管接口陶瓷太阳板、上管接口陶瓷太阳板、扁底边陶瓷太阳板、左型承插接口陶瓷太阳板、右型承插接口陶瓷太阳板、方框槽型陶瓷太阳板、双台阶槽型陶瓷太阳板的多孔模具，模具采用石膏、塑料、氮化硅或氧化铝多孔材料制造，上下接口在对角线或中轴线上。

3)采用常压注浆成型、高压注浆成型、真空注浆成型或离心注浆成型方法将普通陶瓷泥浆注入陶瓷太阳板多孔模具内，经过水分被模具吸收，脱水干燥过程形成具有一定强度的坯体，放出多余的泥浆，脱模，取出中空陶瓷太阳板素坯。

4)修整陶瓷中空太阳板素坯的管接口和承插接口，中空陶瓷太阳板素坯经过干燥后，再用砂纸或内置砂纸的修整器对接口的内外表面进行打磨加工，使接口的外表面圆整、光滑。

5)在经过干燥的中空陶瓷太阳板素坯的向阳面的表面喷涂废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆，经干燥、烧结为废渣黑瓷或矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板。

6)在干燥的陶瓷太阳板素坯的向阳面的表面喷涂废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆时，可以采用喷枪在表面进行依序周期性扫描喷涂的方法，附着在干燥素坯表面的首批泥浆雾滴被迅速吸干成为中空泥粒，喷枪再次扫描此区域时第二批泥浆雾滴被干燥的泥粒吸干成为中空泥粒，直至达到所需厚度，吸干过程形成毛细孔，中空泥粒、破碎的中空泥粒和泥粒中的毛细孔使表面层成为立体多孔状，称作立体网状表面层，烧结后称作立体网状黑瓷层，当阳光进入立体网状黑瓷层的孔洞时，在复杂曲折的孔洞中无法逃逸，立体网状黑瓷层成为阳光陷阱，使绝大部分阳光能量被陶瓷太阳板吸收，加热太阳板中的流体。

所述的陶瓷太阳板用于加热水、空气或其他流体，提供夏季空调、冬季取暖，建造太阳能房顶。另外参照地下热水发电的方式，大量廉价的高温热水还可以进行低成本发电，取代常规能源、保护地球环境。

注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板的制造方法如下：

制造和准备如图1至图8所示制品形状的用于陶瓷泥浆注浆成型的多孔模具，也称作微孔吸水模型，或称作微孔吸水模具，包括石膏模具、塑料模具、氮化硅和氧化铝模具，制品形状和结构包括管接口陶瓷太阳板、上管接口陶瓷太阳板、扁底边陶瓷太阳板、左型承插接口陶瓷太阳板、右型承插接口陶瓷太阳板、方框槽型陶瓷太阳板、双台阶槽型陶瓷太阳板的多孔模具，统称陶瓷泥浆注浆成型陶瓷太阳板模具，简称陶瓷太阳板模具。

用球磨的方法制造废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆，泥浆含水量30-40％。废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆注入陶瓷太阳板模具，水分被模具吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥 层，脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体，脱模，取出中空陶瓷太阳板素坯。此注浆成型过程可采用石膏模注浆成型、塑料模具高压注浆成型、真空和离心注浆成型，分别采用石膏模具、塑料模具和其他多孔模具，如氮化硅、氧化铝等陶瓷质多孔模具。

中空陶瓷太阳板素坯经干燥、烧结即成为注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

本发明所述的以注浆成型方法制造注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板的方法，可以按照上述1)-5)的步骤，只是不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板素坯，经过干燥、烧结，成为具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

具体步骤如下：

1)备料：废渣黑瓷泥浆；矿物黑瓷泥浆。

2)制备管接口陶瓷太阳板、上管接口陶瓷太阳板、扁底边陶瓷太阳板、左型承插接口陶瓷太阳板、右型承插接口陶瓷太阳板、方框槽型陶瓷太阳板、双台阶槽型陶瓷太阳板的多孔模具，模具采用石膏、塑料、氮化硅或氧化铝多孔材料制造，上下接口在对角线或中轴线上。

3)采用常压注浆成型、高压注浆成型、真空注浆成型或离心注浆成型方法将废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆注入陶瓷太阳板多孔模具内，经过水分被模具吸收，脱水干燥过程形成具有一定强度的坯体，放出多余的泥浆，脱模，取出中空陶瓷太阳板素坯。

4)修整中空陶瓷太阳板素坯的管接口和承插接口，中空陶瓷太阳板素坯经过干燥后，再用砂纸或内置砂纸的修整器对接口的内外表面进行打磨加工，使接口的内外表面圆整、光滑。

5)中空陶瓷太阳板素坯经干燥、烧结即成为注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

本发明所述的工业废渣是指铁合金工业废渣中各种锰铁渣，硅铬合金渣，中、低、微碳铬铁渣，硅铁渣，钨铁渣，钼铁渣，金属铬浸出渣，金属铬冶炼渣，电解锰渣，硅锰渣，硅锰烟尘，镍铁炉渣；钢铁业废渣中转炉钢渣，平炉钢渣，轧钢氧化铁皮，钒钛磁铁矿炼铁渣，钒钛磁铁矿炼钢渣；有色冶金业废渣中电炉铜渣，铜鼓风炉水淬渣，湿法炼铜浸出渣，铅烟化炉水淬渣，赤泥；化工业废渣中的硫铁矿烧渣等。

本发明所述的工业矿物是指普通铁矿、铬铁矿、钛铁矿、锰矿、含镍褐铁矿、钒钛磁铁矿、铌铁矿、黑钨矿等。

本发明的主要优点在于：

上述工业废渣和工业矿物的产出量远大于提钒尾渣，分布广泛，来源充足，价格低廉， 可以就近取材，对稳定生产十分有利；注浆成型方法可以一次取得具有进出接口的陶瓷中空陶瓷太阳板，大幅度简化生产工序，提高安装效率；同时充分利用了我国规模很大的陶瓷卫生洁具产业的现有生产设备、生产能力和生产经验。

附图说明：

图1表示管接口陶瓷太阳板

图2表示上管接口陶瓷太阳板，管接口的位置比较高，使管间连接比较方便

图3表示扁底边陶瓷太阳板，可以将板中的水放光

图4表示左型承插接口陶瓷太阳板，承插接口可采用有机、无机填充密封剂，有的无机材料如水泥可具有与陶瓷接近的使用寿命

图5表示左型承插接口陶瓷太阳板和右型承插接口陶瓷太阳板经承插连接成为陶瓷太阳板纵列，采用纵列使安装更方便

图6表示方框槽型陶瓷太阳板，槽帮用来支撑透明盖板，简化结构、降低成本、延长寿命

图7表示双台阶槽型陶瓷太阳板，双台阶用来支撑双层透明盖板，增强保温效果

图8表示已经完成多孔模具陶瓷泥浆注浆成型而尚未脱模的陶瓷太阳板素坯和陶瓷太阳板泥浆注浆成型的多孔模具，表示上述各种陶瓷太阳板素坯和相应的多孔模具

图9表示采用金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体的太阳能集热器。

图10表示采用铜管板式太阳能集热体的太阳能集热器。

图11表示采用真空玻璃管太阳能集热体的太阳能集热器。

太阳能集热器可加热各种流体介质，采用水为介质时，太阳能集热器可称作太阳能热水器。

图中标记的说明：

1、管接口 2、管接口陶瓷太阳板 3、结合槽 4、水道 5、黑瓷素坯层或黑瓷层 6、上管接口 7、上管接口陶瓷太阳板 8、结合锥台 9、扁底边陶瓷太阳板 10、实心扁底边 11、承插接口的承口 12、左型承插接口陶瓷太阳板 13、承插接口的插口 14、接口材料 15、橡胶圈或麻筋 16、右型承插接口陶瓷太阳板 17、方框槽型陶瓷太阳板18、槽帮 19、双台阶槽型陶瓷太阳板 20、双台阶槽帮 21、透明盖板 22、多孔模具 23、陶瓷太阳板 24、阳光；25、上循环管；26、上汇集管；27、水箱；28、下循环管；29、金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体；30、下汇集管；31、集热 器外壳；32、透明盖板；33、保温材料；34、太阳能吸收涂料；35、铜集热管；36、铜管板式太阳能集热体；37、密封圈；38、防尘圈；39、真空玻璃管；40、尾托；41、尾托定位板；

具体实施例：

1、采用石膏模具常压注浆成型方法，用普通陶瓷泥浆注浆成型管接口中空陶瓷太阳板素坯，表面喷涂废渣黑瓷泥浆，废渣黑瓷泥浆是采用在普通陶瓷原料中加入金属铬冶炼渣20％，钼铁渣25％，经干燥、烧结为管接口废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，烧结温度1220℃，所制造的陶瓷太阳板为灰黑色，陶瓷太阳板壁厚3毫米，总厚20毫米，宽500毫米，长800毫米。

2、采用多孔塑料模具高压注浆成型方法，用普通陶瓷泥浆注浆成型承插接口陶瓷太阳板素坯，表面喷涂废渣黑瓷泥浆，废渣黑瓷泥浆是采用在普通陶瓷原料中加入60％的钨铁渣磨成泥浆，经干燥、烧结为承插接口废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，烧结温度1200℃，所制造的陶瓷太阳板表面为灰黑色，陶瓷太阳板壁厚2.5毫米，总厚25毫米，宽600毫米，长1200毫米。

3、采用多孔氮化硅模具真空注浆成型方法，用废渣黑瓷泥浆注浆成型扁底边陶瓷太阳板素坯，废渣黑瓷泥浆是采用在普通陶瓷原料中锰铁渣占35％，锰铁渣中含MnO 15％、FeO 2％，经干燥、烧结为扁底边废渣黑瓷中空陶瓷太阳板，烧结温度1230℃，所制造的陶瓷太阳板为深灰色，壁厚2毫米，总厚25毫米，宽800毫米，长1200毫米。

4、采用石膏模具离心注浆成型方法，用普通陶瓷泥浆注浆成型方框槽型陶瓷太阳板素坯，表面喷涂矿物黑瓷泥浆，矿物黑瓷泥浆是在普通陶瓷原料中加入55％的铌铁矿磨成泥浆，喷涂在陶瓷太阳板坯体的外表面上，经干燥、烧结为方框槽型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，烧结温度1230℃，所制造的陶瓷太阳板为深灰色，陶瓷太阳板壁厚2毫米，总厚28毫米，宽1000毫米，长1500毫米。

5、采用多孔塑料模具高压注浆成型方法，用矿物黑瓷泥浆注浆成型双台阶槽型陶瓷太阳板素坯，矿物黑瓷泥浆是在普通陶瓷原料中加入23％锰矿、30％含镍褐铁矿，经干燥、烧结为双台阶槽型矿物黑瓷复合陶瓷中空太阳板，烧结温度1210℃，所制造的陶瓷太阳板为灰黑色，陶瓷太阳板壁厚3毫米，总厚30毫米，宽1000毫米，长2000毫米，台阶高度25毫米。

Claims (4)

1.一种陶瓷太阳能集热板，其特征在于，基体是由普通陶瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的中空陶瓷板，其向阳面的表面层是废渣黑瓷或矿物黑瓷、具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，或者不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

2.一种生产权利要求1所述的陶瓷太阳能集热板的方法，其特征在于，基体是用普通陶瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型为具有进出接口的中空陶瓷板素坯，将废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆喷涂在素坯的表面，经过干燥、烧结，成为向阳面的表面层是废渣黑瓷或矿物黑瓷、具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板，或者不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板素坯，经过干燥、烧结，成为具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

3.根据权利要求2所述的生产陶瓷太阳能集热板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)备料：普通陶瓷泥浆；废渣黑瓷泥浆；矿物黑瓷泥浆。

2)制备管接口陶瓷太阳板、上管接口陶瓷太阳板、扁底边陶瓷太阳板、左型承插接口陶瓷太阳板、右型承插接口陶瓷太阳板、方框槽型陶瓷太阳板、双台阶槽型陶瓷太阳板的多孔模具，模具采用石膏、塑料、氮化硅或氧化铝多孔材料制造，上下接口在对角线或中轴线上。

3)采用常压注浆成型、高压注浆成型、真空注浆成型或离心注浆成型方法将普通陶瓷泥浆注入陶瓷太阳板多孔模具内，经过水分被模具吸收，脱水干燥过程形成具有一定强度的坯体，放出多余的泥浆，脱模，取出中空陶瓷太阳板素坯。

4)修整陶瓷中空太阳板素坯的管接口和承插接口，中空陶瓷太阳板素坯经过干燥后，再用砂纸或内置砂纸的修整器对接口的内外表面进行打磨加工，使接口的外表面圆整、光滑。

5)在经过干燥的中空陶瓷太阳板素坯的向阳面的表面喷涂废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆，经干燥、烧结为废渣黑瓷或矿物黑瓷复合陶瓷中空陶瓷太阳板。

6)在陶瓷太阳板的向阳面形成立体网状黑瓷层。

4.根据权利要求2所述的生产陶瓷太阳能集热板的方法，其特征在于，按照权利要求3所述的生产陶瓷太阳能集热板的步骤，不采用普通陶瓷泥浆而是直接以废渣黑瓷泥浆或矿物黑瓷泥浆在多孔模具中一次注浆成型具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板素坯，经过干燥、烧结，成为具有进出接口的注浆成型废渣黑瓷中空陶瓷太阳板或注浆成型矿物黑瓷中空陶瓷太阳板。

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