JP2009537443A - 大きいサイズの中空セラミック板の製造方法及び応用製品 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的としては、普通のセラミック原料及びセラミック黒色物質によって、表面又は全体が黒色又は深色の大いサイズの中空セラミック板を低コストで生産し、単板面積が０．５m²以上であり、太陽温水器に利用し熱湯を提供することと、太陽エネルギー屋根に用いて建築物に降温、暖風、熱湯を提供することと、大規模なセラミック太陽エネルギー利用ダルク及び大面積な太陽エネルギー集熱場に用いて発電することと、遠赤外乾燥に用いて省エネルギーを図ることと、建築物の暖房放熱ヒートシンク用いて省エネルギー及び室内ダスト飛散の減少を図ることである。
【解決手段】
本発明は、大きいサイズの中空セラミックス板（１，２，４）を製造する方法であって、普通のセラミック原料及び第四周期遷移金属元素を多く含有する工業廃棄物、天然鉱物などを利用して、真空押出成形法により低コストで表面又は全体が黒色又は深色の大きいサイズの中空セラミック板（１，２，４）を生産して、単板面積を０．５平方メートルより大きくすることができる。セラミック多孔板（１）、セラミック貫通孔板（２）及び付属品を介して粘着接続式、ソケット接続式で大きいサイズの中空セラミック板の縦列（２３）を形成し、又はセラミック封止口板（４）が直列される方式で大きいサイズの中空セラミック板の縦列（２３）を形成して、太陽温水器、太陽エネルギー利用する屋根と壁面、大規模な太陽エネルギー利用ダクト発電機及び大面積の太陽集熱場、遠赤外輻射板、及び建築暖房ヒートシンクに用いられる。

Description

本発明はセラミック製造及びセラミック製品応用の技術分野に属し、具体に、第四周期遷移金属元素を多く含有する工業廃棄物、天然鉱物、化合物及び普通のセラミック原料による低コスト、長寿命、表面又は全体が黒色あるいは深色の大きいサイズの中空セラミック板を製造して、太陽熱集熱板、遠赤外輻射板として利用し、太陽熱温水器、太陽光発電屋根、太陽エネルギー利用壁、太陽エネルギー利用ダクト、太陽熱集熱場、遠赤外乾燥器、建築暖房ヒートシンクに用いるための技術に係る。

２００年亘り絶えずに加速して採掘することによって、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料資源は次第に枯渇になっている。現在、有限の期間内に少なくとも１種の大規模な新しい代替エネルギーを見つけることは差し迫っていることである。核融合、深海可燃水化物、空間太陽エネルギー発電所、低コスト太陽電池などと同じように、低コスト、長寿命の太陽能集熱器を大量的に応用することも大規模の新しい代替エネルギーになることができる。

現在、科学界の共同認識として、地球陸地表面に到着する太陽輻射総量は、地球上で消耗された各種のエネルギー総量よりも何万倍多く、技術上の突破によりコストに競争力を持つようになると、太陽エネルギーは人類のエネルギーに対するニーズの大半を満足させるようになることができる。

換言すれば、太陽エネルギーの豊富な区域を選んで、地球陸地表面の千分の一程度の面積、即ち約１５平方キロメートル（１５００億平方メートルに当たり）の面積の地面一杯に低コストの太陽エネルギー収集器を敷設して、収集された太陽エネルギーを電力又はその他の利用に便利なエネルギーに転換することによって、大規模な代替エネルギーになることができる。

現在、太陽エネルギールギーによる発電は主に太陽光起電性発電及び太陽熱発電がある。太陽熱発電は光捕獲、追跡方式の高温発電及び集熱器方式の低温発電に分けられ、光起電性発電の太陽光収集器は太陽電池であり、高温発電の収集器は反射ミラーと太陽追跡システムであり、低温発電の収集器は主に板管式金属集熱器及び真空ガラス管である。現在、これらの収集器の共同的欠点としては、コストが高く、寿命が短いことであり、通常、コストは平方メートル毎数百乃至数千元人民元になり、寿命は５年乃至２０年になっている。各種の発電機セットは既に完備になり、そのコストと寿命は相対的に固定されている。太陽熱は低密度エネルギーであり、上限として約平方メートルあたり１KWで、どんなに精密で、複雑、そして先進な収集器でも更に多くエネルギーを収集することができないため、太陽熱を収集するには極大な面積の収集器が必要になる。太陽熱発電のコストは主に収集器により決められ、収集器のコスト、寿命及び効率はキーポイントになっている。一般的に、近いうちの将来に、通常のエネルギーに比較して、太陽熱発電は競争力を持つために、従来の収集器のコストを数倍低減させると共に、寿命を数倍延長させなければならない。

太陽熱温水器は、真空式と循環式に分けられる。循環式は効率が高く、集熱体において主に金属管板式集熱体及び真空ガラス管式集熱体が利用されており、金属管板式集熱体は平板式集熱体とも呼ばれている。両者には以下の不足が存在する。即ち、１．金属管板式集熱体は主に銅、アルミなどの材料を採用する一方、真空ガラス管集熱体の構成と製造工程がより複雑であるため、平方当たりの吸熱面積にで計算すると、両者の価格がともに高い。２．両者はいずれも低温塗布の黒色な太陽光吸収塗布材を採用しており、長期を亘り太陽光の作用によりある程度老化されることで太陽光の吸収率が低減され、また、金属が腐食し易く、真空ガラス管内の真空度が次第に低下されるため、寿命及び効率問題の種になる。

非常に分散し、とても希薄で、低能率密度である総量極大な太陽熱に対して、できるだけ技術上で突破し、非常に低価格、長寿命、高効率の材料、構造及び応用方式を見つければ、経済的、有効で広範的に太陽熱を利用することが可能になり、大規模な代替エネルギーとすることが可能。

中国では、４００億平方メートルの建築面積、また、約１００億平方メートルの屋根面積を持つ。毎年、２０億平方メートルの新建築面積、約５億平方メートルの屋根面積が増えている。更に、大面積の日当たり壁面を有し、建築用エネルギー数は極大であり、主に、夏のクーラー、冬の暖房及び生活用熱湯に用いられる。しかし、化石エネルギーが大変不足になっているため、再生可能なエネルギーを十分利用することが主流れになっている。大規模に太陽熱を利用するには、まず、人間に最も近い屋根、壁面において経済的に太陽熱を吸収する機能を具備させるべき。吸収される太陽熱がまず人間の居所及び仕事場の主なエネルギー消耗項目であるエアコン、暖房、熱湯、次に、調理、家電、照明に用いられる。既存の太陽熱屋根及び太陽熱家屋による収集した太陽熱によって、５０〜８０％、ひいては全部の居所エネルギーを提供することができるようになっているが、これらのトライー用太陽熱屋根及び太陽家屋は、従来技術に基づいて作られたものであるため、得られた太陽熱に対して、建築及び寿命期間に消耗する普通エネルギーの量はよりも多くなる場合がある。

近年開発された吸収式エアコンは、６５℃以上熱湯のエネルギーを転換して２５℃以下の冷風に変換でき、夏にクーラーに用いられる。冬の太陽光は、太陽熱収集板内の空気を３０℃以上に加熱して暖房として建築物を暖めることができる。太陽熱は不安定で希薄なエネルギールギーであり、都市市民世代毎に屋根面積が約１５平方メートル、農村では約１００平方メートルであり、南壁面は約それぞれ１２平方メートルと４０平方メートルであり、現在また続けて迅速に発展している。太陽熱を利用して、夏のクーラー、冬の暖房を供えることを実現するには、低価格、長寿命、高効、また建築物に結合し易い太陽熱収集体を提供しなければならない。

近年、ある国では、「太陽煙突」と呼ばれる太陽熱発電式の研究試験を行っていた。太陽煙突発電システムは、主に煙突集熱器（平面温室）、発電機及びエネルギー貯蔵装置からなり、温室で加熱された空気を温室中心及び煙突底部を通って気流が生じ、発電機を駆動することによって発電する。１９８２年、ドイツの科学者はスペインのマドリード南部のManzanariesでモデル項目として５０KWの太陽煙突を建て、初めて大型の温室熱気流でタービン発電機を駆動して発電する理論を現実にした。その後、それに基づいて、Eviro Mission会社はオーストラリアのシドニーから西へ６００kmほどのところで、２００MWの太陽煙突発電所を建てた。その煙突は高さが１０００m、直径が１３０mであり、直径が７００mである平面温室の中心に建てられている。そのキー技術は、温室の内外で一定の温度差を創り、それにより、大型の円形ガラス温室内の空気を中心にある傾斜な天井までに定向的に移動させることによって定速に近い風流が生じ、煙突側部に取り付けられた３２個の閉式タービンによって日夜継続的に発電する。計画上、１６〜２０億オーストラリアドルを投資する予定となっている。この方式には最もな特徴としては、集光システムがなく、乱射光を利用することだけでなく、集光につれた各種技術難関を回避することができる。その設計効率が１．３８％であり、設計者は、その発電コストがオーストラリアで相対的に安い石炭の発電のコストよりも低下されていると考える。

「太陽煙突」は平面温室によって集熱し、高大な煙突中の上昇気流及び出入口の圧力差により風流を生じるが、以下の不足が存在する可能性がある。即ち、
１．通常、温室内外の温度差は約３０℃であり、太陽熱収集器をカラ晒すとき、内外の温度差が１２０℃を超えることが可能。比較すれば、「太陽煙突」の集熱効率がより低い。一方、従来の太陽熱収集器のコストが高い上に、その真空ガラス管集熱体は一端が封止された盲管であるため、スムーズな気流を形成し難く、使用にも困難になる。

２．直径１３０m、高さ１０００mの煙突は、現在最も高い建築物であるため、その建造過程中の技術及び工事の難しさにより、より高いコストをもたらす。

典型的な低温発電には地熱発電を参考してもよい。地熱発電は、地熱蒸気発電と地熱水発電に分けて、そのコストは、常用的エネルギーを利用する火力発電に近い。近年、地熱発電に用いられる熱湯既に９０℃から７０℃ほどまでに下がってきて、低温発電の技術は益々熟してきた。

地熱蒸気発電には、一次蒸気法と二次蒸気法の2種類がある。一次蒸気法は、地下のドライ飽和（又は過熱度を少し有し）蒸気を直接に利用し、あるいは汽水の混合物から分離された蒸気を利用して発電する。二次蒸気法は２つの意味があり、１つは、相対的な汚い天然蒸気（一次蒸気）を直接に利用するではなく、それを熱交換器によって清潔水を気化させ、清潔な蒸気（二次蒸気）により発電する。このようにして、天然蒸気によりガスタービンに対する腐蝕及びスケール形成を防止することができる。腐蝕、及び地熱流体の環境に対する汚染を回避するために、ダブル循環発電システム、例えばイソブタンとフレオンタービンを利用して、高温地熱流体をポンプで熱交換器に圧入して、イソブタンを蒸発させた後、直接に地下に戻し注入して、イソブタンは熱交換器、タービン及び凝縮器を通って密封循環をする。２つ目の意味は、第一次汽水分離によってできた高温熱湯を減圧し膨張させることで圧力が当地の大気圧よりも高い二次蒸気を発生し、一次蒸気とはそれぞれガスタービンに入れ発電する。

地下熱湯を利用する発電は地熱蒸気を利用する発電ほど便利ではなく、それは、蒸気発電の場合、蒸気そのものは熱担体であり、作動流体でもあるからである。しかし、常用的発電方法によっては、地熱水における水を直接にガスタービンに作動することができなく、蒸気状態でガスタービンに輸入して作動しなければならない。現在、７０〜１００℃温度の地下熱湯で発電の場合、２つの方法がある。１つは、減圧膨張はであり、真空装置によって、膨張器に入れた地下熱湯を減圧し気化させ、当地の大気圧よりも低い膨張蒸気を発生した後、汽水分離をして、排水し、ガスタービンにガスを注入して機能させる「フラッシュ蒸発」と呼ばれているシステムである。低圧蒸気の比容積が非常に大きいため、ガスタービンの単一機械の容量が大変制限される。このような発電にはスケール形成の問題も存在している。ただし、減圧膨張方式発電は、発電機ユニットの容量が小さいであるが、運行過程中ではより安全であるため、現在中国では２つの小型発電所が残された。それらは、８０〜９２℃熱湯により発電し、単一機械の容量が３００KWである。もう１つは、塩化エチル、n-ブタン、イソブタン、及びフレオン等の低沸騰点物質を利用して発電の中間作動流体とし、地下熱湯が熱交換器によって中間作動流体を加熱し、低沸騰点物質を速やかに気化させ、生じたガスを発電機に注入して作動し、作動した作動流体はガスタービンから凝縮器に排出され、其の中で冷却システムにより冷却され、改めて液体の作動流体に凝縮されてから再び循環的に使用される。このような方法は「中間作動流体法」と呼ばれ、このシステムは「双流システム」あるいは「ダブル作動流体発電所ステム」と呼ばれている。

１９４０年イタリアのラルデレロで世界初の地熱試験発電所が設立された以来、世界各国の地熱発電事業が２０世紀６０年代になって初めて発展してきた。１９６６年、地熱発電を行った国は、イタリアの他、ニュージーランド、米国、及びメキシコの４カ国しかなく、総発電量は３８５．７MWの発電パワーのみであった。１９６９年になると、６カ国に増え、日本と元ソ連が新しく加入して、総発電量は６７３．３５MWの発電パワーに達した。１９８０年になると、１３カ国に増え、そのうち、中国を含む。総発電量は２８８５．８MWの発電パワーに達した。１９８７年に５００４MWに達し、１９９９年に、２０以上の国が地熱電力生産基地を有するように発展してきて、発電生産量がいきなり７９７４．０６MWまで増えた。

地熱発電パワーが均一ではないが、一般的に、１度電力は４セントごらいで、人民元に換算すると約０．３元である。アイスランドの地熱発電のコストが最も低く、１度の電力はわずか２セントである。

地熱発電の発展が速いが、全世界の発電生産総量は８０００MWのみであり、大型の水力発電
ステーションの一つにも及ばない。地熱発電生産総量の発展は以下の要因で制限されている。即ち、
１．地熱露出を有する陸地表面が希少であり、且つそのうちの多くは既に開発された。

２．深層地熱資源の探鉱するコストが高く、坑井堀削の成功率が低い。

３．坑井堀削の深さはほとんど１０００mも超え、生産力の維持及び環境保全のため、１００％リサーキュレーションが必要になり、コストが高くなった。

４．通常の地熱流体は腐蝕性があり、スケール形成し安く、作業コスト及び設備のコストが増える。

塗装業、食品業、紡績業、捺染業、食糧乾燥など、エネルギーーを大量に消耗する乾燥過程において、主に製品における水分及び有機揮発物を除去し、その分子の振動、運度速度を高め、動力を増加して、製品から逸脱し排除させる。熱力乾燥は製品に対して外から内へと次第に加熱する。その欠点として、効率が悪く、製品表面に膜を形成しやすくなるから、内部の揮発物が表面膜層を透過し排除されることにより、表面には気泡及び発泡が出やすく、質量問題をもたらす。遠赤外線は有機物に対して一定の透過力を持ち、内外同時に温度を上昇させることができ、内部水分及び有機揮発物の排出に有利し、効率及び製品質量を高めることができる。遠赤外線とは、通常、２．５〜２５μ波長の射線を指す。現在、遠赤外加熱器は、表面に遠赤外コートを塗布した炭化珪素、赤外ライト及び石英ガラス管などの素子を使用するのが多い。価格が高いだけではなく、赤外コートは普通輻射率が０．８３〜０．９５であるが、長期的使用すると、赤外輻射率が低下され、コートが剥離して乾燥物を汚染しやすくなる。赤外ライト発熱体の温度がより高く、波長が近赤外に偏り、石英ガラス管のエネルギー分布が比較的に集中しており、多種類の乾燥対象に対する汎用性に影響を受けている。

室内の暖房には、金属放熱ヒートシンク、暖房ヒートシンクも呼ばれるものを利用している。一般的に、壁又は窓の下部に取り付け、放熱ヒートシンクが媒介物により加熱されると、熱を放出し、少量の熱は輻射及び空気伝導の形式で発散されたほか、大部の熱は熱気流の上昇により室内の空気を対流循環をさせるように、熱を室内の各部分に伝送する。２０世紀後半、人間は、室内の上昇熱気流が塵埃の沈降を阻害し、地面及び地面付近の埃及び埃に付いている細菌が気流につれて室内の各高度層に散布し易くなり、人体に吸入され、健康に不利になることに気付いた。そのため、放熱ヒートシンクの熱には、伝導及び対流の方式を減らし、赤外輻射の方式をよく利用すべきであると提案した。また、遠赤外輻射は人体の血液循環を促進することができ、体の健康に更に有利することから、遠赤外放熱ヒートシンクをできるだけ利用するように提案していた。しかし、赤外塗料は値段が高く、剥離しやすいため、遠赤外放熱剥離は十分に普及されなかった。従来、放熱ヒートシンクには鋳鉄放熱ヒートシンクをよく利用し、生産作業の条件が悪く、外形が美観ではなく、占用面積が多いため、その生産量が続年減ってきた。その代わりに、中空の鋼質の放熱板が登場し、外表面に各色の塗料及び図形を有し、単板の厚さがより薄く、占用面積も少ない。しかし、熱湯は鋼材特に溶接継ぎ目に対して強く腐蝕性を有するため、強い粘着力、結合力を有する各種の耐腐蝕塗料を放熱板の内チャンバに注入し、内表面を被覆することによって、鋼質放熱板の寿命の延長を図っていた。しかし、構造が複雑であるため、被覆の厳密性及び長期性が実現し難く、鋼質の放熱板の使用寿命がいままで難題になっていた。また、銅質の放熱板コストも高すぎる。

光線の吸収及び放射が物質の外層電子の状況に関り、現在、一般的に使用した太陽エネルギーコート、遠赤外輻射コートは黒色のが多く、一般的に第四周期遷移元素からなる。製造方法の原因で、その太陽光の吸収率、遠赤外輻射率が減衰しやすくため、寿命及び効率を影響する。セラミックは高結合エネルギー鉱物であり、性能が十分安定するが、従来、黒色のセラミックを生産するにはCo、Cr、Ni、Mn、Feなどの第四周期遷移元素を加入する必要があるため、値段が非常に高い。長い間、人工的に調製したCo系セラミックの黒色着色剤の製造には、厳しい成分配合、精細で複雑な加工を行わなければ色の安定なセラミックの黒色着色剤が得られないため、通常の販売額として、トンあたり２０万元がかかる。

本発明者が出願し且つ中国発明専利を取得したCN8510246「黒色セラミック製品原料の生産方法及び製品」、CN86104984「セラミック粉末」は、バナジウム抽出鉱屑を原料の一つとして各種の黒色セラミック製品を製造する方法を記載し、このような黒色セラミックはバナジウムチタン黒磁器セラミックと呼ぶ。この発明はまた「セラミック粉末及び製品」を名称として出願し、既に米国特許4737477、日本特許1736801、イギリス、フランス、ドイツ、オーストリア特許（欧州特許局）0201179、オーストラリア特許578815、シンガポール特許1009/91、フィンランド特許81336、及び香港特許1077/1991の九カ国の発明特許を獲得した。２０世紀８０年代後半、本発明者は「黒色セラミック太陽熱煉瓦」、「黒色セラミック反射式太陽熱収集器」、「黒色セラミック太陽熱屋根」、「黒色セラミック太陽熱収集ケース」、「ソケットポート付の黒色セラミック太陽熱収集煉瓦」、「黒色セラミック太陽熱遠赤外湯沸し器」、「セラミック水タンク」、「複合セメント板」、「セラミックソケット式赤外素子」、「黒色セラミック赤外椅子」などの特許出願を提出した。

２００６年５月２５日〜２００７年５月８日、本発明者は「複合セラミック中空太陽熱収集板の製造方法」、「新型太陽熱屋根の構造及び材料」、「セラミック太陽板」、「セラミック太陽板集熱器の製造及び取付方法」、「セラミック太陽板上で立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層を複合する方法」、「黒ポーセリンを複合したセラミック太陽板」、「セラミック中空板接着成型方法及びその応用」、「セラミック太陽エネルギー利用ダクト」、「セラミック太陽エネルギー集熱場の熱湯発電装置」、「セラミック太陽板集熱器壁面」などの中国特許を出願した。

前記バナジウム抽出鉱屑とは、バナジウム・チタン磁鉄鉱を製錬してバナジウムを含有する溶解した銑鉄を得て、そのバナジウムを含有する溶解した銑鉄をブローすることによってバナジウム屑を生成し、バナジウム屑に添加剤を入れてあぶり焼きをし、ウェット法で浸出してバナジウム塩を抽出した後、残った廃棄物である残渣はバナジウム抽出鉱屑である。

バナジウム抽出鉱屑は、第四周期遷移金属元素を多く含有する。例え：（Fe₂O₃+FeO）50-70、TiO 5-9、MnO 4-7、Cr₂O₃ 0.002-3、V₂O₅ 0.2-2、SiO₂12-26、Al₂O₃ 2-4、 CaO 0.9-2、 MgO 0.6-2、Na₂O 2-6、K₂O 0.012-0.12。バナジウム抽出鉱屑は、常温で及び異なる温度の高温あぶりやきから溶解するまでの過程において、いつでも純黒色である。

現在、中国ではバナジウム抽出鉱屑の生産量が約３０万トンであり、主な産地は四川、河北、遼寧などがあり、代表的な生産企業は攀枝花鉄鋼公司、承徳第二化学工場、錦州バナジウム公司などがある。バナジウム抽出鉱屑にはFe、Cr、Mn、V、Tiなどの第四周期元素の複雑な化合物を多く含有し、総重量の８０％程度を占め、とても特殊な工業廃棄物である。そのうちのいずれかの１種の成分を抽出及び利用には、いずれも対応的天然鉱物ほど経済的にならないが、それらの集合体は非常に安定するセラミック黒色着色剤である。それだけでなく、そのもの自体は優れた黒色セラミック原料であり、１００％のバナジウム抽出鉱屑は理化性能が優れ、光熱転換性能が際立ったバナジウムチタン黒ポーセリン製品を生産することができ、その太陽光吸収率が０．９となり、遠赤外輻射率が０．８３〜０．９５まで至る。

バナジウムチタン黒ポーセリンが１９８４年に発明され、１９８５年４月１日に特許出願をし始め、１９８６年に技術鑑定を通った。バナジウムチタン黒ポーセリンは中空の太陽エネルギー集熱板、遠赤外輻射素子、芸術品、建築装飾板などを製造することができ、現在、生産量が最も多いのはバナジウムチタン黒ポーセリン建築装飾板であり、主な産地は広東、上海であり、代表的な生産企業は佛山市東鴻セラミック工場、上海宏基特種セラミック公司がある。中国では、セラミック建築装飾板（セラミック壁地面タイル）の産量は世界一位になっており、年間生産量は４０億平方メートルで、世界総生産量の５０％程度を占める。バナジウムチタン黒ポーセリン装飾板には大量なバナジウム抽出鉱屑を使用するため、従来、大面積な置き場を占用するためバナジウム抽出工場の重荷になっているバナジウム抽出鉱屑は、現在の販売価額が既にトンあたり１６０−３００元に達している。全国のバナジウム抽出鉱屑の生産工場はそれにより年間千万元以上の純利益を得た。バナジウムチタン黒ポーセリン装飾板の粗板８００×８００×１２mmは、小売価格は２５元/m²で、生産者価格が約１７元/m²であり、年間売り上げ価額が数億元まで至る。２０世紀８０、９０年代初期、石膏鋳型スラリー成型法で試しに３００×３００mmのバナジウムチタン黒ポーセリン中空太陽板を１万平方メートル以上製造した。バナジウムチタン黒ポーセリン太陽温水器を数百台以上製造し使用した。直接に屋根上に建てられたバナジウムチタン黒ポーセリン太陽温水器は千平方メートルに近い。タイル、セメント外枠、マグネサイト外枠、水甕の水タンク及び専門的に製造されたセラミック水タンクを採用して、次第にバナジウムチタン黒ポーセリン太陽エネルギー屋根に発展することを目的とした。３００×３００mmのバナジウムチタン黒ポーセリン太陽板単板面積が０．０９平方メートルで、水収納量が０．９kgであり、単層ガラス単板で真空的に晒すときに、水温が１００℃に達することが可能。１９８７年、山東省太陽温水器の評定において、バナジウムチタン黒ポーセリン太陽温水器が一等賞を獲得した。バナジウムチタン黒ポーセリン太陽温水器で加熱する前後の水質を検出した結果、変化が見られなかった。１０年以上使用された太陽板には色褪せ、腐蝕、老化などの形跡がないが、石膏鋳型スラリー成型法でジウムチタン黒ポーセリン中空太陽板製造には、成型率が低く、石膏が大量に消耗され、大きいサイズ太陽板を成型する歩留まりが低下し、小サイズの板には継ぎ目が多すぎ、取付が煩雑になり、大規模な工業化生産方法になり難く、大規模に汎用することが難しい。

本発明の目的としては、普通のセラミック原料及びセラミック黒色物質によって、表面又は全体が黒色又は深色の大いサイズの中空セラミック板を低コストで生産し、単板面積が０．５m²以上であり、太陽温水器に利用し熱湯を提供することと、太陽エネルギー屋根に用いて建築物に降温、暖風、熱湯を提供することと、大規模なセラミック太陽エネルギー利用ダルク及び大面積な太陽エネルギー集熱場に用いて発電することと、遠赤外乾燥に用いて省エネルギーを図ることと、建築物の暖房放熱ヒートシンク用いて省エネルギー及び室内ダスト飛散の減少を図ることである。

本発明は以下のように実現されたものである。

本発明に記載された普通のセラミック原料とは、主に、磁土、石英、長石を指し、多くのセラミック製品には一定の白度が要求されているため、鉄含有量の高い原料の使用が制限される。大サイズの中空セラミック板は表面又は全体が黒色又は深色になっており、白度に対して要求しないため、鉄含有量の高い原料を採用するのが可能であるから、原料源が広くなり、原料コストも更に低くなる。

本発明に記載されたセラミック黒色物質とは、バナジウム抽出鉱屑、第四周期遷移金属元素を多く含有するバナジウム抽出鉱屑以外の工業廃滓、第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物と化学工業製品、第四周期遷移金属元素を多く含有する伝統なセラミック黒色着色剤を指す。

前記第四周期遷移金属元素を多く含有するバナジウム抽出鉱屑以外の工業廃滓とは、第四周期遷移金属元素を主とするFe、Mn、Ti、V、Cr、Ni、Cu、Co、Zn、Zr、Nb、Mo、Wの酸化物又は化合物総量が５％を超え、あるいはSiC及び単質珪素を大量に含有する工業廃器物を指す。これらの廃棄物又は廃滓と呼ばれるものは通常、深色及び黒色であり、鉄合金工業廃滓、鉄鋼業廃滓、非鉄冶金業廃滓、化学工業廃滓を含む。鉄合金工業廃滓における各種のマンガン鉄滓には５−５０％MnO、０．２−２．５％FeO、クロム珪素合金滓には０．１−５％Cr₂O₃、２−１０．５％Cr、４−２２％SiC、７−８％Si、中、低、微炭素クロム鉄滓には２−７％Cr₂O₃、１−３％FeO、シリコン鉄滓には３−７％FeO、２０−２９％SiC、７−１０％Si、タングステン鉄滓には２０−２５％MnO、３−９％FeO、フエロモリブデン滓には１３−１５％FeO、金属クロム浸出滓には２−７％Cr₂O₃、８−１３％Fe₂O₃、金属クロム精練滓には１１−１４％Cr₂O₃、電解マンガン滓には約１５％のMnSO₄、約３０％のFe(OH)₃、シリコンマンガン滓には８−１８％MnO、０．２−２％FeO、シリコンマンガン煙塵には２０−２４％MnO₂、フェロニッケル炉滓には４０％FeO、４０％％Cr₂O₃を含有する。鉄鋼業廃滓における転炉滓には１．４−１１％Fe₂O₃、７−２１％FeO、０．９−４．５％MnO、平炉スラッグには１．７−７．４％Fe₂O₃、７−３６％FeO、０．６−３．９％MnO、圧延鉄鋼薄鋼板には約１００％Fe₂O₃、バナジウムチタン磁鉄鉱製鉄滓には１０−１７％TiO₂、約４％Fe₂O₃、バナジウムチタン磁鉄鉱製鋼滓には１１−１３％酸化鉄、１−１．２％MnO、２．３−２．９％V₂O₅、２−２．９％TiO₂を含有する。非鉄金属業廃滓における電気炉銅滓には２６−３４％FeO、銅送風炉水焼入滓（黒砂とも言う）には４０−５０％FeO+Fe₂O₃、ウェット法製銅浸出滓には５０％Fe、１．１３％Cu、１．０５％Pb、０．２％Zn、０．１５％Bi、０．０４％Mn、製鉛業に産出した送風炉の炉滓を煙化炉により鉛及び亜鉛を回収した鉛煙化炉水焼入滓には３８．６−３８．７％Fe₂O₃、０．０６−０．３７％Pb 、０．８−１．３％Zn、製アルミ工場がAl_２O_３を製造するときに排出した廃棄滓赤泥には８−１０％Fe₂O₃、２．５％TiO₂、化学工業廃滓における硫化鉄鉱の硫酸製造による硫酸鉄鉱シンダーには４１−４９％Fe₂O₃、１０−１０．４％FeO、０．４−０．５％TiO、０．１−０．５％Mn、２−４％Cuを含有する。

前記天然鉱物とは、第四周期遷移金属元素含有の鉱物を指す。例えば３０−７０％Fe₂O₃を含有する栗色な普通の鉄鉱；３０−５４％Cｒ_２O_３、１２−１７％FeOを含有する暗赤色なクロム鉄鉱；５０−６０％TiO、２２−３５％FeO、７−１５％Fe₂O₃、０．５−４％MnOを含有する黒紫色なチタン鉄鉱；４０−７８％MnO_２、４−３２％Mn_３O_４、１−１８％Feを含有する黒茶色なマンガン鉱；１．２−１．４％Ni、０．１−０．２％Co、３％Cr_２O_３、３５−５０％Feを含有するニッケル含有褐鉄鉱；０．４−１．８％V、９−３４％TiO_２、１５−５０％Fe₂O₃、９−３４％FeO、０．２−６％MnO、０．１−０．７％Cr_２O_３を含有する黒色なバナジウムチタンマグネット鉱；９−６８％Nb_２O_５、１−１５％Ta_２O_５、１−３％TiO、１−３％MnO、２−５％SnO、１２−２０％FeOを含有する黒色なフェロコロンビウム鉱；６５−６７％WO_３、１２−１５％FeO、８−１２％MnO、０．１７−０．８％Snを含有する黒茶色な黒タングステン鉱のような鉱物。これらの遷移元素を多く含む工業廃棄物及び天然鉱物を選用する目的としては、より多い太陽光を吸収し又はより多い遠赤外射線を反射するように、セラミック太陽板全体又は表面はに着色の成分を提供し、全体又は表面層を深色又は黒色を呈させるためである。

前記第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、化学工業製品とは、主に第四周期遷移金属元素Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuの化合物及び化学工業製品を指し、これらの化合物及び化学工業製品はセラミック黒色着色剤として用いられる。

前記第四周期遷移金属元素を多く含有する伝統的セラミック黒色着色剤とは、前記化合物及び化学工業製品を調製し加工して、セラミックを黒色を呈させるための混合物を指す。

本発明に記載の大サイズ中空セラミック板は、形状、材質及び用途に応じて分類される。形状に応じて分類する場合、大サイズ中空セラミック板は、多孔セラミック板、半貫通孔セラミック板、貫通孔セラミック板、封口セラミック板に分けられる。材質に応じて分類する場合、大サイズ中空セラミック板は、複合セラミック板及び均質セラミック板に分けられ、複合セラミック板とは、黒ポーセリン表面層と、普通のセラミック原料で製造されたセラミック本体とを高温焼結によって一体に複合した大サイズ中空セラミック板を指し、均質セラミック板とは、全体が黒色又は深色の大サイズ中空セラミック板を指す。用途に応じて分類する場合、大サイズ中空セラミック板は、大サイズ中空セラミック太陽板、大サイズ中空セラミック遠赤外輻射板、大サイズ中空セラミック建築暖房放熱板に分けられる。

普通のセラミック原料から従来のセラミック原料処理方法によりスラーリを作製し、多孔金型で真空押出機により成型して、多孔、半貫通孔、貫通孔、封口中空セラミック板のグリーンボーディに加工して、バナジウム抽出鉱滓及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤、普通のセラミック原料を加入して又は加入しないて、スラーリに研磨して、前記中空セラミック板グリーンボーディ表面に被覆し、乾燥して、黒ポーセリン複合セラミック板、立体網状黒ポーセリン複合セラミック板に焼き、又は第四周期遷移金属元素を多く含有するバナジウム抽出鉱滓以外のその他の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤と普通のセラミック原料を従来のセラミック原料処理方法でスラーリに作製して、多孔金型で真空押出機により成型し、多孔、半貫通孔、貫通孔、封口の均質セラミック板に加工する。前記複合セラミック板、立体網状黒ポーセリン複合セラミック板、均質セラミック板は、大サイズ中空セラミック板と称し、出入り口を有するセラミック端部板と貫通孔セラミック板とを、接着型封口セラミック板になるように接着し、若干の封口セラミック板の出入り口を縦列に接続し、又は若干の多穴セラミック板、半貫通孔セラミック板、貫通孔セラミック板、大サイズ中空セラミック板の付属品を接着又はスリーブジョイントさせて大サイズ中空セラミック板の縦列に製作し、断熱保温材を大サイズ中空セラミック板又は大サイズ中空セラミック板縦列の底部及び周りに結合して、その上透明なカバー板を覆うと、セラミック太陽板集熱器及びセラミック太陽板集熱器の縦列になる。大サイズ中空セラミック太陽板集熱器及び大サイズセラミック太陽板集熱器の縦列は、セラミック太陽温水器、セラミック太陽エネルギー利用する屋根、セラミック太陽エネルギー通風路発電装置、セラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置として用いられ、大サイズ中空セラミック板はセラミック遠赤外輻射板及びセラミック建築暖房放熱板に用いられる。

大サイズ中空複合セラミック板の製造方法では、普通のセラミック原料を従来のセラミック原料処理方法でスラーリに作製し、多孔金型で真空押出機押出方法で押出し多孔セラミック板グリーンボーディに成型し、貫通孔の両端又は一端部に相互連通させ、それぞれを両端の貫通孔が繋がる貫通孔セラミック板グリーンボーディ及び一端の貫通孔が繋がる半貫通孔セラミックグリーンボーディに成型する。セラミックスラリで貫通孔セラミックグリーンボーディの両端に同種材質の出入り口のある端部板グリーンボーディを粘着することにより封口セラミック板グリーンボーディに成型する。バナジウム抽出鉱滓及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は天然鉱物、及び/又は化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤、普通のセラミック原料を加入して又は加入しないて、研磨して黒色スラーリを作製し、この黒色スラーリを多孔セラミック板グリーンボーディ、貫通孔セラミック板グリーンボーディ、半貫通孔セラミック板グリーンボーディ、封口セラミック板グリーンボーディの表面を被覆して、乾燥、焼成によって、本体が普通のセラミックであり、表面が黒色セラミック層である大サイズ中空複合セラミック板と総称する大サイズの多孔、貫通孔、半貫通孔、封口複合セラミック板を得る。

大サイズ中空複合セラミック板の表面にある黒色セラミック層を、太陽光の吸収率を高めるように、立体網状構造に作製することができ、大サイズ中空立体網状黒ポーセリン複合セラミック板と称する。製造方法は、従来の乾燥法で前記中空セラミック板グリーンボーディを十分乾燥されたグリーンボーディになるようにして、バナジウム抽出鉱滓及び/第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤、及び/又は伝統的セラミック黒色着色剤、普通セラミック原料を加入して又は加入しないてスラーリになるように研磨して、圧縮空気によりスラーリを乾燥した中空セラミック板グリーンボーディ表面に吹きかけ、シングルスプレーガン又は複数本のスプレーガンによって、圧縮空気の圧力、流量とスラーリの比例をコントロールし、初期に乾燥セラミック板グリーンボーディ表面と接触する霧粒を、乾燥グリーンボーディの速やかな吸水及び霧粒の表面引張力により一定の強度を持ち、相対的に乾燥していて、グリーンボーディ板表面に附着した泥粒を形成する。後続き吹きかけられた霧粒はまず、これらの一定の吸湿力を持ち表面に突出する泥粒にぶつかって、泥粒に附着して、非均一的な、連続せず、吸湿されたため一定の強度を持つ柱状、尖塔状、縦壁状、ハニカム状、多孔状の霧粒バルプの堆積体を順次に堆積する。これらの立体の堆積体が一定の高さになり吸湿力が失う直前に、吹きかけを止め、中空セラミックグリーンボーディ表面に立体網状黒ホーセレンのグリーンボーディ層が得られる。この立体網状黒ポーセリングリーンボーディ層を有する中空セラミックグリーンボーディ板を乾燥した後、高温で焼成焼成温度及び時間をコントロールすることによって、立体網状黒ポーセリングリーンボーディ層と中空セラミック板グリーンボーディとを同時に立体網状黒ぽセレン層及びセラミック質中空セラミック板本体に焼結する。高温焼結により、立体網状黒ポーセリン層とセラミック質中空セラミック板本体とが一体に複合し焼結され、立体網状黒ポーセリン複合セラミック板になる。吹きかけるときに、スプレーガンが一定の角度で中空セラミック板グリーンボーディ表面に対して移動する。シングルガンで吹きかけるとき、シングルガンがグリーンボーディ板表面上方に規則的移動し走査して、移動速度、バルプの噴きかけ速度をグリーンボーディ吸湿速度と対応させ、霧粒堆積体がいつも対応的吸湿力を持つように確保して、堆積体に附着された霧粒中の大量な水分を相対的に乾燥した堆積体を介して乾燥のグリーンボーディ中に渡り届け、新しく附着した霧粒が速やかに一部の水分を失わうことで一定の形状及び強度を有するようにし、霧粒が流動のスラーリになるように集中することにより堆積物が崩れて平面層にならないようににする。複数本のガンで吹きかけるときに、前記目的を実現するように、中空セラミック板グリーンボーディがスプレーガンの下方で移動し、移動速度、スプレーガンの間隔距離と、バルプの吹出す速度及びグリーンボーディ吸湿速度とを対応させる。スラーリ配合及び水分を調整してスラーリにおける粒子間の凝集力を決定し、圧縮空気の圧力、流量及びバルプの比例をコントロールして吹きかけた霧粒の速度及び大きさを決定する。霧粒は、スラーリと空気との混合物であって、中空のバルプ球体であり、堆積物上に粘着された場合、一部の水分の失いにより中空の硬い外皮として硬化され、一部の球体が破砕されことにより立体網状の多孔の堆積体として形成される。バルプの配合、凝集力、水分の消失速度は堆積体の平均的直径及び高さを決める。堆積体の高さは０．１〜３mmであり、堆積体にある毛細孔はグリーンボーディが水分を吸収する際の水分移動通路であり、焼成したら微細穴を形成し、焼成後の堆積体の各縦柱、尖塔、縦壁、ハニカムの壁に穴が一杯散在し、孔径が０．１〜５０ミクロであり、立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層は黒色を呈する。

大サイズ中空均質セラミック板の製造方法は、第四周期遷移金属元素を多く含有するバナジウム抽出鉱滓以外の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤と普通のセラミック原料を従来のセラミック原料処理方法によりスラーリに作製し、多孔金型を用いて真空押出機で押出する方法により、多孔セラミック板グリーンボーディを押出成型し、貫通孔の両端又は一端部が相互連通するように加工して、両端の貫通孔が連通する貫通孔板及び一端の貫通孔が連通する半貫通孔板グリーンボーディになる。貫通孔板グリーンボーディ両端においてセラミックのバルプで出入り口を有する同種材質の端部板グリーンボーディを粘着して封口セラミックグリーンボーディになるようにして、乾燥、焼成によって、全体が黒色又は深色の各種の大サイズ中空均質セラミック板が得られる。

前記大サイズ封口セラミック板は接着法で成型してもよい。前記出入り口を有する端部板グリーンボーディを、出入り口を有するセラミック端部板に焼成して、有機又は無機の粘着剤により、貫通孔板の両端に粘着されると、粘着型封口セラミック板になる。

普通のセラミック原料を従来のセラミック製品の生産方法で製造されたセラミック端部板、セラミック出入管口、出入口付きセラミック端部板、大管口セラミック端部板、および大管口セラミックスリーブジョイントスリーブジョイント管は、大サイズ中空セラミック板付属品と通称され、その表面においても黒ポーセリンが複合でき、又は有機材料、弾性力のある有機材料、金属材料で付属品を製造することができる。耐老化の軟質管、ステンレスフエルールで若干の封口セラミック板の出入口管口を繋げ、大サイズ中空セラミック板の縦列を形成し、又は若干の多孔セラミック板、半貫通孔セラミック板、貫通孔セラミック板と、大サイズ中空セラミック板付属品とを接着方はスリーブジョイント方法で連結させ、大サイズ中空セラミック板の縦列を形成し、縦列内部が連通され、１本の貫通路を形成される。接着された大サイズ中空セラミック板の縦列を太陽エネルギー利用に適用する場合、底部及び周りが保温材により囲まれ、この場合、透明なカバー板を適時に覆い、通水しないで、太陽光のカラ晒し温度により、その粘着剤が自ら硬化過程を完成する。

前記接着に利用された接着剤は、エポキシ類、フェノール類、有機珪素類、窒素を含有するへテロ環類、珪酸塩類、リン酸塩類など各種の有機、無機粘着剤であり、エポキシ類、フェノール類、有機珪素類、窒素を含有するへテロ環類などの有機粘着剤は長期耐高温温度が２００〜４００℃に達することができ、珪酸塩類、リン酸塩類など各種の有機、無機粘着剤は長期耐高温温度が９００〜１７０００℃に達することができ、両者はいずれも長期渡りマイナス何十度の低温を耐えることができる。セラミック太陽板、建築物暖かめ用遠赤外放熱板は極端の場合の環境及び使用温度はー３０℃（冬場）乃至２００℃（太陽板カラ晒し）であり、有機粘着剤を利用することが可能であり、遠赤外輻射板の使用温度は４００〜６００℃であり、無機粘着剤の利用は一般的である。

大サイズ中空セラミック板、大サイズ中空セラミック板の縦列は太陽エネルギー利用、遠赤外輻射乾燥、建築物の暖房放熱に用いることができ、太陽エネルギーの利用に用いられる場合、セラミック太陽板及びセラミック太陽板縦列と称され、遠赤外輻射に用いられる場合、セラミック遠赤外板及びセラミック遠赤外板縦列と称され、建築物暖房に用いられる場合セラミック放熱板及びセラミック放熱板縦列と称される。セラミック太陽板及びセラミック太陽板縦列と保温断熱材、透明なカバー板とを結合して構成されたセラミック太陽板集熱器及びセラミック太陽板集熱器縦列は、セラミック太陽エネルギー温水器、セラミック太陽エネルギー屋根、セラミック太陽エネルギー通風路発電装置、セラミック太陽エネルギー集熱場の熱湯発電装置に適用することができる。

セラミック太陽板集熱器の製造方法は、注型、型打ち、スプレー、接着、機械結合などの方法により、一定の強さ、厚さを有する保温断熱材を、セラミック太陽板の底部及び周り側面にしっかり結合させ、側面の保温断熱材はセラミック太陽板の集熱面よりも高く、セラミック太陽板両端のインタフェース部における保温断熱材において両板間の接続管及び固定部材の位置及び接続ときの操作スペースを予め空いて、セラミック太陽板集熱ケースを形成し、集熱ケーストップ部に透明なカバー板を覆くとセラミック太陽板集熱器を構成する。セラミック太陽板集熱器における保温断熱材は単一品種、又は複数品種の複合であり、それと対応して、保温断熱材をセラミック太陽板縦列の底部及び周り側面に結合して、側面の保温材はセラミック太陽板の集熱面よりも高く、トップ部に透明なカバー板を覆くと、セラミック太陽板集熱器縦列になる。

前記保温断熱材とは、例えば硬質ポリウレタン、フェノール、ホルムアルデヒド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレンなど発泡プラスチックのような有機微孔状保温断熱材と、微孔カルシウムシリコ、微孔アルミン酸カルシウム、珪藻土、無機発泡ゲル材などのような無機微孔状保温断熱材と、岩綿、ミネラルウール、ガラス綿、珪酸アルミニウム繊維綿、無機人造繊維、有機繊維などのような繊維状保温断熱材と結合剤との混合物と、膨張真珠岩、膨張バーミキュル石、セラミック粒子、発泡ロックウールなどのような散在粒子状保温断熱材と結合剤との混合物と、層状中空構造断熱材および層状サンドイッチ構造断熱材などのような層状断熱材を指し。使用する場合、太陽光が至る全ての保温断熱材表面にはいずれも、ポリ尿素、エポキシ樹脂、アクリル酸樹脂のような老化防止コートが塗布されている。

前記セラミック太陽板集熱ケース又はセラミック太陽板集熱器を工場で製造することができ、工場化生産及びモジュール化取付が実現できる。セラミック太陽板の底部及び周りに結合された保温断熱材もセラミック太陽板の出荷包装材であり、それにより、セラミック太陽板の積み下ろし、運送、取付が安全で信頼可能になり、取付及び今後のメンテナンスが更に速く、簡単で便利になる。

セラミック太陽エネルギー温水器の構造として、普通の太陽エネルギー温水器は、集熱器と、スタンドおよび水タンクからなり、普通の太陽エネルギー集熱器の代わりにセラミック太陽板集熱器又はセラミック太陽板集熱器縦列を用いると、セラミック太陽エネルギー温水器になる。

セラミック太陽エネルギー屋根の構造及び取り付け方法は、セラミック太陽板集熱器縦列又はセラミック太陽板集熱器インタフェースがインタフェースに対して接続管によって接続し縦列を形成して、防水層が被覆されている屋根構造層上に整然として排列し、上下集め管及び水タンクを取付、透明なカバー板間の継ぎ目に防水材を塗布して、一定の距離を開いてΩ型材板を取り付くと、セラミック太陽エネルギー屋根が形成される。セラミック太陽板集熱器底部の保温層は屋根の保温層でもあり、両者は保温層を共用して、透明なカバー板は集熱器の透光、保温、防水層であって、屋根の上防水層でもある。夏に太陽エネルギー屋根による熱湯は吸収式クーラーを駆動し、室内空気を冷やして、冬にセラミック太陽エネルギー屋根における水を排水して、太陽光がセラミック太陽板集熱器における空気を加熱し、暖かい空気を水タンクにおける螺旋管を介して建物に吸入され、部屋に暖かい空気を提供し且つ水タンク水を加熱する。セラミック太陽エネルギー屋根は一年間にいつでも熱湯を提供することが可能であり、セラミック太陽エネルギー屋根を壁面に取り付けると、セラミック太陽エネルギー壁面を形成する。

前記透明なカバー板とは、ガラス板、透明なプラスチック板などを指す。

前記接続管とは、耐腐蝕の軟質なプラスチック管、珪素ゴム管、ゴムプラスチック管などと、硬質の銅管、ステンレス管、セラミック管、プラスチック管などを指し、軟質管の固定及び密封はステンレス管フェルール、銅キーパー、固定スプリング、熱収縮ベルトなどを利用することができ、硬質管の固定と密封は有機、無機の接着剤、ゲル材などを利用することができる。

前記Ω（オメガ）型材板について、亜鉛メッキ鋼板又はカラーコーテイング鋼板をΩ形状の型材板として加工し、底辺幅が６０〜２００mm、アリス高さが８０〜２５０mm,アリス幅１〜３０mmであり、その底辺の両翼が屋根又は坂面に固定され、セラミック太陽板集熱器に対して保護及び囲みの役割を果たし、取付及びメンテナンスする際に作業者の支持点とすることができる。

セラミック太陽エネルギー通風路発電装置について、セラミック太陽板集熱器縦列を組に分けて日差し向きの山斜面及び山斜面下の坂に取り付け、上下左右で組に分け、各組を若干の縦列に分け、セラミック太陽板集熱器縦列中の太陽板の上下両端を相通させ、下口が吸気管に相通し、上口が熱風分枝管に相通し、吸気管と熱風分枝管とがともに水平面と一定の傾斜角を有し、気流方向が下から上へ行き、吸気管の下口が開放し、上口が閉鎖し、熱風分枝路の下口が閉鎖され、上口が総通風路に相通して、空気が吸気管の下口から入り集熱器の太陽光に加熱され上へ行って熱風分枝路を通って総通風路に入って、総通風路から排出され、吸気管の入口部におけ負圧を形成し、総通風路の出口部におけ正圧を形成する。吸気管の入口部及び総通風路の出口部にガスタービンを取り付け、空気が圧力差により気流を形成して、タービンを回転させ発電機を駆動して発電させる。又は、吸気管を除去し、熱風分枝路及び総通風路内に漸進的にガスタービンを取り付けることもできる。

通常、温室内外の温度差が約３０℃であり、セラミック太陽板集熱器縦列内外の温度差は１２０℃を超える場合もあり、セラミック太陽エネルギー通風路の効率は太陽エネルギー煙突よりもさらに高いことが可能である。セラミック太陽板集熱器縦列のコストは、ガラス温室よりも低く、熱風分枝路及び総通風路が山形に従い設けられるので、コストが煙突よりも低い、セラミック太陽エネルギー通風路は更に低い発電コストになることが可能になる。

セラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置について、南向きの山坂面、又はより平坦な浅瀬、荒地、砂漠にセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置を設け、南向きの山坂面と水平面との夾角度は当地緯度に近く、５−５５度であり、より平坦な地面を南北断面が鋸歯形の南向き山坂面に整地して、大型溝掘機で東西方向に溝を掘り、溝の南向き面を形成して、掘り出された土、石、砂を溝の南向き坂面側の地面に堆積し堆積物坂面にして、溝の坂面と堆積物坂面とはセラミック太陽エネルギー集熱場の南向き坂面を共同的に構成する。溝の陰坂面は隣溝の堆積物から一定の距離を離れ、間に水平の通路を形成し、坂頂上、坂面、溝底を平坦にさせ、突き固め、補強して、坂頂上に沿って上水管である給水管を敷設し、溝底から約１００〜５００mm離れた個所で水平の下水管である取水管を敷設する。上、下水管の間でセラミック太陽板集熱器縦列を取り付け、縦列上口が給水管に連通し、下口が下水管に連通して、太陽光がセラミック太陽板中の水を加熱し、熱湯が給水管から熱湯タンクに入り、熱湯タンク中の熱湯は発電装置に入り、熱エネルギーを動勢力に転換して発電にワークしてから冷水タンクに入る。或いは、熱湯タンク中の熱湯は集光型高温太陽エネルギー装置に入り、更に高い温度の熱湯、気水混合物、高温高圧蒸気になるように更に加熱され、発電装置に入って発電した後、冷水タンクに入り、冷水タンクにおける温度のより低い水がセラミック太陽板集熱器縦列中に入り、再度太陽エネルギーにより加熱される。

地熱水発電と比べ、セラミック太陽エネルギー集熱場で熱湯を得るのは、その流量は既知の全ての地熱田による提供された熱湯の流量よりも多い。そしてリスクの高い地熱資源試掘を行う必要もないし、コストの極めて高い坑井掘削及び廃水リサキュレーションの必要もなく、且つ得られた熱湯によるスケール付又は設備の腐蝕はないため、セラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置の発電コストは地熱水の発電コストよりも低いことが可能である。

セラミック遠赤外輻射板について、大サイズ多孔セラミック板の貫通孔内に従来の電気発熱体を穿設して、側面及び背面を珪酸アルミニウム繊維フェルト、岩綿フェルト、ミネラルウールフェルト、ガラス繊維フェルトなど耐高温無機保温断熱材で被覆すると、セラミック遠赤外輻射板を形成する。大管口大サイズ中空セラミック板縦列中に高温燃料ガスなど高温気流を通し、其の両側及び背面を前記保温断熱材で被覆すると、大サイズ中空セラミック遠赤外輻射板縦列が形成され、両者の黒ポーセリン面は遠赤外輻射面であり、間隔式の遠赤外乾燥炉及び接続式の遠赤外乾燥トンネルに用い可能になり、従来の遠赤外素子よりもコストが更に低く、寿命が更に長く、寿命期間平均効率が更に高くなる。

セラミック建物暖房放熱板について、大サイズ封口セラミック板又は大サイズ中空セラミック縦列の出入口が建物暖房システムのインタフェースと一致するように改造し、熱湯又は蒸気を通すと、大サイズセラミック建物暖房放熱板になる。このような放熱板により、大部分のエネルギーは赤外射線の形式で外へ輻射し、空気の対流を減らし、即ち、埃と細菌の室内での対流循環拡散が減少される。遠赤外射線は人体の血液循環に役に立つで、健康に有益であり且つこのような放熱板はコストが低く、使用寿命が長い。

大サイズ中空セラミック板のコスト、寿命、効率ついて、現在、１トンの普通セラミック質実心粗板が約６００元、鋳鉄が３０００元、鋼材が４５００元、アルミニウム材が２４０００元、銅材が７００００元であり、セラミック質材料の低価格化は、原料の貯蔵量が多く、分布が広く、運送距離が短く、加工温度が１２００℃以下に低く、加工工程が簡単であるからであり、金属材料の高価格化は、原料の貯蔵量が少なく、有効含有量が低く、運送距離が長く、加工温度が約１６００℃であり、又は電解精練が必要であり、加工工程が複雑であるからであり、これらの要素の変更は難しいことである。現在、８００×８００×１２mmのバナジウムチタン黒ポーセリン装飾粗板の生産コストは１７元/m^２以下に低いことが可能であり、大サイズ中空セラミック板は全厚さが２０〜４０mmで、肉厚が１〜５mmであり、原料種類、単位面積の原料使用量、成型方法及び効率、乾燥焼成によるエネルギーコスト、設備種類、同産量の仕事場面積、工数数量などから比較すると、庁舎がいずれも大規模に生産する場合、両者の生産コストは比較可能になる。

セラミック質材料の物理化学性能が十分安定になり、無腐蝕、無老化、無色褪せ、無毒、無害、無放射性であり、選択して製造される製品は激しい機械的衝撃及び熱衝撃を受けることなく又は使用規則を制定して激しい機械的衝撃及び熱衝撃を受けることを回避すれば、その使用寿命は百年以上又は更に長くなることが可能である。

大サイズ中空セラミック板の肉厚は１〜５mmに達することができ、太陽板、赤外輻射板、暖房板の使用はいずれも熱伝導に関り、セラミック材料は熱の不良導体であるにもかかわらず、肉厚が薄く、熱伝導の距離が短いため、大サイズ中空セラミック板は比較的に高効率を有する。黒ポーセリン表面層の光熱性能が安定であるため、長い寿命期間において比較的に高い平均効率を有する。

非常に分散で、希薄で、低出力密度であって総量が極大な太陽エネルギーに対して、技術的突破を図り、非常に低価格ながら長寿命で、高効率な材料、構造及び応用方式が見付かられれば、経済性あり、有効で広範的に太陽エネルギーを利用して大規模な代替エネルギーとすることが可能になる。大サイズ中空セラミック板の研究開発及び大量的応用することは、太陽エネルギーが大規模な代替エネルギーになることの有効的なルートの一つである。

実施例
１．普通のセラミック原料粘土、石英、長石に水を加えスラーリに研磨して、濾過網を通し加圧濾過により水分１８％のスラーリになり、粗製錬、真空製錬によってパグ塊になり、幅７６０mm、総厚さ３０mm、２１個の孔を有し、肉厚３mm、長さ１１５０mmである多孔板素焼になるように真空押出機で押出し、多孔板両端局部の仕切り壁を無くして、貫通孔両端が相通した貫通孔板素焼になり、両端でパグで出入口管口を有する同一材質の端部板を粘着して、封口板素焼とし、適当に乾燥させてから予備とする。３５％バナジウムチタンマグネット鉱、３０％マンガン鉱、２５（重量％、以下同じ）フェロクロム鉱、２０％普通セラミック原料を合わせてバルプに研磨し、２００目篩でかけて、従来の方法で封口板素焼表面に吹きかけ、乾燥した後１２００℃で焼成し、表面が黒ポーセリン太陽光吸収層であり、本体が普通のセラミックである大サイズ中空複合セラミック太陽板にする。

２．バナジウム抽出鉱滓６５％、蘇州土２０％、焦宝石１５％に水をかけて２４時間ボールミリングし、バルプの含水率を４０％にして、圧縮空気によりバルプを長さ１２００×幅８００mmの乾燥中空セラミック太陽板素焼表面に吹きかけ、空気圧力が０．６Mpaであり、スプレーガンが垂直面と７０°角になり下へ噴霧し、スプレーガンが素焼表面から３００mm離れ、シングルガンで行毎に２分間走査吹きかけ、初期噴出した霧粒が板面に吸湿され硬化し、次に堆積体に吹きかける霧粒が既に硬化された堆積体に吸湿され硬化して、最終的に立体網状の黒ポーセリン太陽光吸収素焼層を形成して、太陽板素焼全体を乾燥して、１２４０°で焼成し、堆積体の高さが０．２mmになって、立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層を有する複合セラミック太陽エネルギー集熱板になる。

３．酸化鉄含有量が５％、酸化チタン含有量が３．２％である通常セラミック業において劣質原料として考えられるセラミック原料４０％とフェロマンガン滓２５％、金属クロム精錬滓１５％を、通常のセラミック設備及び工程によってパグに作製し、真空製錬及び陳腐してから、真空押出機によって多孔セラミック板素地体として作製し、素地板を乾燥、焼成して、即ち全体が黒灰色の均質セラミック太陽板になる。

４．硬質ポリプロピレン発泡プラスチックの液体原料を均一に混合した後、金型内に注入し、発泡し硬化させ、ポリプロピレン発泡プラスチックを複合セラミック太陽板の底部及び周りに結合させる。周りの発泡プラスチックは太陽板吸熱面よりも２５mm高く、金型を開けてポリプロピレン発泡プラスチックと複合セラミック太陽板の結合体を取り出し、ポリプロピレン発泡プラスチック外周面には滑らかで硬い未発泡層があり、結合体は複合セラミック太陽板集熱ケースであり、上に透明なカバー板で覆うと、即ち複合セラミック太陽板集熱器になる。

５．長さ１４００mm、幅８００mm立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層を表面とする複合セラミック貫通孔板と、出入口を有するセラミック端部板とをエポキシ樹脂によって封口セラミック太陽板として粘着して、底部及び周りに硬質ポリプロピレン発泡プラスチックを結合し、表面に４mm厚さのガラス板を粘着して、大サイズ封口セラミック太陽板集熱器として、３５℃傾けてスタンドに放置して、スタント上部に水タンクを放置し、水タンク上口と集熱器上口とを連通させ、水タンク下口と集熱器下口と連通させて、水タンクに水を注入して、大サイズ中空セラミック太陽板温水器とする。

６．家庭住宅バナジウムチタン黒ポーセリン太陽エネルギー屋根システムについて、太陽エネルギー屋根の南向き面の面積が１００平方メートルであり、緯度３７度の地域において、水平面と３０度夾角になり、屋根の構成層は０．５mmカラー鋼を成型した槽板であり、シングルの槽板は、長さが８mであり、長手方向に取り付け、平槽底幅が７４０mm、縦辺の高さが１２０mmである。バナジウムチタン黒ポーセリン複合セラミック太陽板は、長さが１５００mm、幅が７００mm、総厚さが２２mm、肉厚が２mmであり、槽内に置いて、太陽板と槽底部の間は、厚さ３０mmのポリプロピレン発泡プラスチックと厚さ７０mmの膨張真珠岩とセメントとの混合物保温層であり、縦辺との間は厚さ２０mmのポリプロピレン発泡プラスチックであり、厚さ３mmの平板ガラスが耐老化防水ペーストで縦辺に粘着されている。

セラミック水タンクは容量が２５００リットルであり、建物の支承部材に配置され、夏の晴れ日に水温が８０℃以上に達し、８０℃の熱湯で小型の吸収式空気調和器を駆動し、９℃の冷水が生じ、周りに断熱材で被覆されたセラミック冷水タンクに入れ、熱交換器を介して室内に１５℃の冷風を輸送する。

冬になると、屋根及び管路中の水を排出して、太陽光で太陽板中の空気を加熱し、昼において風ポンプで熱空気を水タンク中の螺旋管を通って部屋内の空気と閉路循環させ、夜において、室内空気と水タンク中の螺旋管とを閉路循環を形成し、水タンク中の余熱で室内を一定の温度に維持する。セラミック太陽エネルギー屋根を壁面に取り付けると、セラミック太陽エネルギー壁面を構成する。

セラミック水タンク中の水は一年中で生活用熱湯を提供することができる。

７．太陽光が豊富である地域の荒れた山及び荒れた山下の荒地においてセラミック太陽エネルギー通風路を建て、総風路は山頂から南向きの坂に沿って荒地に延び、荒地から山頂までの高度差が１５００mであり、総風路の垂直又は傾斜の山坂に建てられる部分の総長が５キロであり、大体平坦な荒地で建てられる部分の長さが５キロであり、総風路の総長が１０キロである。荒地に建てられる総風路を０．５〜２度傾斜させ、総風路出口部分の直径が１６０mであるように最も大きく、下向きに次第細くなるようにする。総風路の両側は５０メートル毎に熱風分枝路に連接し、吸気管を取り付け、各々の長さは５キロである。熱風分枝路と総風路が接続する個所は最も高く、終端が下向きに０．１〜２度傾斜する。熱風分枝路と総風路が接続する個所の直径は８mであり、下向きに次第に細くなり、熱風分枝路と平行して５０mから離れる下方に吸気管を建て、両者の長さ、傾斜角が近似しており、吸気管の最も細い部分の直径は６mであり、熱風分枝路と吸気管との間にセラミック太陽板集熱器縦列を取り付け、熱風分枝路と接合する部分が吸気管よりも高く、０．１〜２度傾斜する。図８に示す大通路軟管によって連接したセラミック太陽板集熱器縦列において、端部板、バネベルト輪、セラミック半貫通孔板、セラミック多孔板をシリコンゴム製の大管口で弾性的にソケットし、セラミック半貫通孔板、多孔板の長さが２０００mm、幅が８７０mm、総厚さが５０mm、肉厚が３mmであり、普通のセラミックを本体として、表面に立体網状バナジウムチタン黒ポーセリン太陽光吸収層を複合する。吸気管の入口部及び総風路の出口部にガスタービン発電装置を取り付ける。

８．実施例７に記載のセラミック太陽エネルギー通風路のように、吸気管を無くして、熱風分枝路と総風路中においてガスタービン発電機ユニットを漸次に取り付ける。

９．日当たりが十分である地域の浅瀬、荒地、砂漠でセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置を建て、集熱場の周囲に防風林を作り、東西方向に溝掘り機で一本目の溝を掘り、１区切りの溝の長さは２００mであり、あわせて１００区切りあり、各区切りの間は５m隔て、溝の断面は逆三角形に呈して、掘り出された土、石、砂を溝の日当たり坂面側の地面に斜め坂に堆積して、溝坂と一体に繋がり、傾斜角度３０度の日当たり坂面になる。坂面の斜め長さは１０mであり、南北坂面をしっかり突き固め、日当たり坂の背面の堆積物から３mの箇所で２本目の溝を掘り、水平通路の幅が３mであり、南北方向に順次に溝を掘り、合わせて２０００本の溝を掘る。坂天面、溝底に沿ってコンクリートを流し込み、水管を敷設して、日当たり坂面を膨張ロックウールと結合剤との１００mm厚さの混合物で覆い、２０mm厚さの硬質ポリウレタン発泡プラスチックを噴きつける。９３０mm開いて南北方向に1本の稜を突起させ、稜幅が３０mm、稜高さが１００mmであり、発泡プラスチック溝枠を形成して、溝底及び側面に１５mm厚さの岩綿フェルトを放置し、稜側面に耐老化のポリ尿素コートを吹きつけ、大管口セラミック端部板、セラミック半貫通孔太陽板、セラミック多孔太陽板、セラミックスリーブジョイントをシリコンゴムで接着して大通路ユニット式太陽板縦列を形成し、溝枠内に取り付け、上下口と上下管とを連通させ、溝枠の稜天面に耐老化結合剤を塗布して、４mm厚さのガラス板を稜天面に貼り付け、セラミック太陽板集熱器縦列を形成し、下水管と冷水タンクとが連通し、上水管と熱湯タンクとが連通され、太陽光により加熱された８０〜１００℃の熱湯は「閉路循環法」によって発電に用いられる。

１０．実施例９に記載のセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置において、前記熱湯は「減圧膨張法」によって発電する。

１１．実施例９に記載のセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置において、前記熱湯は集光型太陽エネルギー装置にいれ、更に高温高圧蒸気に加熱され発電に用いられる。

１２．実施例９に記載のセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置において、熱湯タンクを高温熱湯タンクと中温熱湯タンクとに分け、各種の原因により、例えば天気の晴れ度が不十分である際、加熱温度が上限に達していない熱湯を中温熱湯タンクに蓄え、非常に晴れた炎天の場合、この熱湯を太陽板集熱器縦列によって上限温度まで再度加熱して高温熱湯タンクに入れ発電に用いられる。

以下、図面に基づき本発明の特徴を詳しく説明する。

は、真空押出成型法で普通のセラミックスラーリ又は第四周期遷移金属元素を加入したセラミックパグを多孔セラミック板グリーンボーディ１に成型し、両端の貫通孔が連通するセラミック板グリーンボーディ２になるように加工して、両端に出入口を有する端部板グリーンボーディ３を粘着して、封口セラミック板グリーンボーディ４になることを示し、１，２，４は焼成後の多孔セラミック板、貫通孔セラミック板及び封口セラミック板をも示す。 は、スプレーガンがセラミック封口板グリーンボーディ表面と一定の角度になって霧化のスラーリを噴出すことを示す。 は、シングルスプレーガンがグリーンボーディ板表面上で走査し移動して、行毎に霧化のスラーリを噴きかけ、立体網状の黒ポーセリン太陽光吸収層のグリーンボーディ層を順次に形成することを示す。 は、焼成を経て、封口セラミック板表面に複合された立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層を示す。 は、セラミック太陽板集熱ケースである透明な板が装着していないセラミック太陽板集熱器の材料、形状及び構造を示す。 はセラミック太陽板集熱器を軟管、管フェルールで連接し合う方法を示す。 は大管口セラミック端部板、大管口セラミックソケット端部板、貫通孔セラミック板、多孔セラミック板、多孔セラミックスリーブジョイント、単孔セラミックスリーブジョイントを接着してなる大サイズ中空セラミック板縦列を示す。 は大管口弾性力スリーブジョイント端部板、半貫通孔セラミック板、多孔セラミック板、弾性力ベルト輪をスリーブジョイントしてなる大サイズ中空セラミック板縦列を示す。 は大サイズ中空セラミック板集熱器縦列からなるセラミック太陽エネルギー屋根の構成を示し、２９は取り付け及びメンテナンス場合で操作者を支持するΩ型材板によりサポートされる敷板を示す。 はセラミック太陽エネルギー屋根の側面図であり、透明カバー板、セラミック太陽板、下防水層の間の位置関係を示し、透明カバー板をセラミック太陽板集熱器縦列の組成部分とすると共に、屋根上での防水層として作用する。 はΩ型材板の横断面の形状及び寸法を示し、底辺幅Nが６０〜２００mm、稜高さMが８０〜２５０mm、稜幅Lが１〜３０mmである。 はセラミック太陽エネルギー通風路発電装置の局部構造を示す。 はセラミック太陽エネルギー通風路発電装置の全体構造及び建造方法を示す。 はセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置の構成及び配置を示す。 はセラミック太陽エネルギー集熱場の南向き坂道及びセラミック太陽板集熱器縦列の構成及び連接方式を示す。 はセラミック太陽エネルギー集熱場の鋸歯形の南向き坂面の建造方法を示す。

符号の説明

１ 多孔セラミック板グリーンボーディ、多孔セラミック板
２ 貫通孔セラミック板グリーンボーディ、貫通孔セラミック板
３ 出口付セラミック端部板グリーンボーディ、出口付セラミック端部板
４ 封口セラミック板グリーンボーディ、封口セラミック板
５ 立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層のグリーンボーディ層
６ スプレーガン
７ 霧化された黒ポーセリンパグ
８ 焼成された立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層及びその微細穴
９ 焼成場合に立体網状黒ポーセリンと封口セラミック板との間で形成された遷移結合層
１０ 複合立体網状黒ポーセリン層の封口セラミック板
１１ 結合保温断熱材の封口セラミック太陽板
１２ 保温断熱材
１３ ステンレス管フェルール
１４ 耐老化軟質連接管
１５ 大管口セラミック端部板
１６ 多孔セラミックスリーブジョイント
１７ 単穴セラミックスリーブジョイント
１８ 大管口セラミックソケット端部板
１９ 粘着剤
２０ 大管口弾性力ソケット端部板
２１ 半貫通孔セラミック板
２２ 弾性力ベルト輪
２３ 大サイズ中空セラミック太陽板集熱器縦列
２４ Ω型板材
２５ 流体上集め管
２６ 流体下集め管
２７ 下防水層
２８ ガラス板又はその他の透明カバー板兼屋根上の防水層
２９ 取り付け及びメンテナンス用敷板
３０ 総通風路
３１ 熱風分枝通路
３２ 吸気管
３３ 総通風路タービン
３４ 吸気管タービン
３５ 山峰
３６ 南向き坂
３７ 給水管（熱湯管）
３８ 取水管（冷水管）
３９ 熱湯タンク
４０ 冷水タンク
４１ タービン発電機ユニット
４２ 南向き坂道の堆積部分
４３ 水平通路
４４ 溝
４５ 地面

実施例
１．図１に示すように、普通のセラミック原料粘土、石英、長石に水を加えスラーリに研磨して、濾過網を通し加圧濾過により水分１８％のスラーリになり、粗製錬、真空製錬によってパグ塊になり、幅７００mm、総厚さ３０mm、２１個の孔を有し、肉厚３mm、長さ１１５０mmである多孔板グリーンボーディ１になるように真空押出機で押出し、多孔板両端局部の仕切り壁を無くして、貫通孔両端が相通した貫通孔板グリーンボーディ２になり、両端でパグで出入口管口を有する同一材質の端部板３を粘着して、封口板グリーンボーディ４とし、適当に乾燥させてから予備とする。３５％バナジウムチタンマグネット鉱、３０％マンガン鉱、２５（重量％、以下同じ）フェロクロム鉱、２０％普通セラミック原料を合わせてスラーリに研磨し、２００目篩でかけて、従来の方法で封口板グリーンボーディ表面に吹きかけ、乾燥した後１２００℃で焼成し、表面が黒ポーセリン太陽光吸収層であり、本体が普通のセラミックである大サイズ中空複合セラミック太陽板にする。

２．図２〜４に示すように、バナジウム抽出鉱滓６５％、蘇州土２０％、焦宝石１５％に水をかけて２４時間ボールミリングし、スラーリ7の含水率を４０％にして、圧縮空気によりスラーリ7を長さ１２００×幅８００mmの乾燥中空セラミック太陽板グリーンボーディ表面に吹きかけ、空気圧力が０．６Mpaであり、スプレーガン６が垂直面と７０°角になり下へ噴霧し、スプレーガンがグリーンボーディ表面から３００mm離れ、シングルガンで行毎に２分間走査吹きかけ、初期噴出した霧粒が板面に吸湿され硬化し、次に堆積体に吹きかける霧粒が既に硬化された堆積体に吸湿され硬化して、最終的に立体網状の黒ポーセリン太陽光吸収グリーンボーディ層５を形成して、太陽板グリーンボーディ全体を乾燥して、１２４０°で焼成し、堆積体の高さが０．２mmになって、立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層８を有する複合セラミック太陽エネルギー集熱板になる。

４．図５および図６に示すように、硬質ポリプロピレン発泡プラスチックの液体原料を均一に混合した後、金型内に注入し、発泡し硬化させ、ポリプロピレン発泡プラスチック１２を複合セラミック太陽板の底部及び周りに結合させる。周りの発泡プラスチック１２は太陽板吸熱面よりも２５mm高く、金型を開けてポリプロピレン発泡プラスチックと複合セラミック太陽板の結合体を取り出し、ポリプロピレン発泡プラスチック外周面には滑らかで硬い未発泡層があり、結合体は複合セラミック太陽板集熱ケースであり、上に透明なカバー板で覆うと、即ち複合セラミック太陽板集熱器になる。

６．図９〜１１に示すように、家庭住宅バナジウムチタン黒ポーセリン太陽エネルギー屋根システムについて、太陽エネルギー屋根の南向き面の面積が１００平方メートルであり、緯度３７度の地域において、水平面と３０度夾角になり、屋根の構成層は０．５mmカラー鋼を成型した槽板であり、シングルの槽板は、長さが８mであり、長手方向に取り付け、平槽底幅が７４０mm、縦辺の高さが１２０mmである。バナジウムチタン黒ポーセリン複合セラミック太陽板は、長さが１５００mm、幅が７００mm、総厚さが２２mm、肉厚が２mmであり、槽内に置いて、太陽板と槽底部の間は、厚さ３０mmのポリプロピレン発泡プラスチックと厚さ７０mmの膨張真珠岩とセメントとの混合物保温層であり、縦辺との間は厚さ２０mmのポリプロピレン発泡プラスチックであり、厚さ３mmの平板ガラスが耐老化防水ペーストで縦辺に粘着されている。

７．図１２および１３にしめすように、太陽光が豊富である地域の荒れた山及び荒れた山下の荒地においてセラミック太陽エネルギー通風路を建て、総風路３０は山頂から南向きの坂に沿って荒地に延び、荒地から山頂までの高度差が１５００mであり、総風路の垂直又は傾斜の山坂に建てられる部分の総長が５キロであり、大体平坦な荒地で建てられる部分の長さが５キロであり、総風路の総長が１０キロである。荒地に建てられる総風路を０．５〜２度傾斜させ、総風路出口部分の直径が１６０mであるように最も大きく、下向きに次第細くなるようにする。総風路の両側は５０メートル毎に熱風分枝路３１に連接し、吸気管３２を取り付け、各々の長さは５キロである。熱風分枝路と総風路が接続する個所は最も高く、終端が下向きに０．１〜２度傾斜する。熱風分枝路と総風路が接続する個所の直径は８mであり、下向きに次第に細くなり、熱風分枝路と平行して５０mから離れる下方に吸気管を建て、両者の長さ、傾斜角が近似しており、吸気管の最も細い部分の直径は６mであり、熱風分枝路と吸気管との間にセラミック太陽板集熱器縦列２３を取り付け、熱風分枝路と接合する部分が吸気管よりも高く、０．１〜２度傾斜する。図８に示す大通路軟管によって連接したセラミック太陽板集熱器縦列において、端部板、バネベルト輪、セラミック半貫通孔板、セラミック多孔板をシリコンゴム製の大管口で弾性的にソケットし、セラミック半貫通孔板、多孔板の長さが２０００mm、幅が８７０mm、総厚さが５０mm、肉厚が３mmであり、普通のセラミックを本体として、表面に立体網状バナジウムチタン黒ポーセリン太陽光吸収層を複合する。吸気管の入口部及び総風路の出口部にガスタービン発電装置３３を取り付ける。

９．図１４〜１６に示すように、日当たりが十分である地域の浅瀬、荒地、砂漠でセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置を建て、集熱場の周囲に防風林を作り、東西方向に溝掘り機で一本目の溝を掘り、１区切りの溝４４の長さは２００mであり、あわせて１００区切りあり、各区切りの間は５m隔て、溝の断面は逆三角形に呈して、掘り出された土、石、砂を溝の日当たり坂面側の地面に斜め坂４２に堆積して、溝坂と一体に繋がり、傾斜角度３０度の日当たり坂面になる。坂面の斜め長さは１０mであり、南北坂面をしっかり突き固め、日当たり坂の背面の堆積物から３mの箇所で２本目の溝を掘り、水平通路の幅が３mであり、南北方向に順次に溝を掘り、合わせて２０００本の溝を掘る。坂天面、溝底に沿ってコンクリートを流し込み、水管を敷設して、日当たり坂面を膨張ロックウールと結合剤との１００mm厚さの混合物で覆い、２０mm厚さの硬質ポリウレタン発泡プラスチックを噴きつける。９３０mm開いて南北方向に1本の稜を突起させ、稜幅が３０mm、稜高さが１００mmであり、発泡プラスチック溝枠を形成して、溝底及び側面に１５mm厚さの岩綿フェルトを放置し、稜側面に耐老化のポリ尿素コートを吹きつけ、大管口セラミック端部板、セラミック半貫通孔太陽板、セラミック多孔太陽板、セラミックスリーブジョイントをシリコンゴムで接着して大通路ユニット式太陽板縦列を形成し、溝枠内に取り付け、上下口と上下管とを連通させ、溝枠の稜天面に耐老化結合剤を塗布して、４mm厚さのガラス板を稜天面に貼り付け、セラミック太陽板集熱器縦列２３を形成し、下水管と冷水タンク４０とが連通し、上水管と熱湯タンク３９とが連通され、太陽光により加熱された８０〜１００℃の熱湯は「閉路循環法」によって発電に用いられる。

Claims (12)

1. 大サイズ中空セラミック板の製造方法にであって、
   従来のセラミック原料処理方法によりスラーリを作製し、多孔金型を利用して真空押出機の押出方法により成型させ、加工して、多孔、半貫通孔、貫通孔、封口中空セラミック板グリーンボーディにし、バナジウム抽出鉱滓及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤、普通セラミック原料を加入し又は加入せずに研磨しスラーリに作製して、当該スラーリを前記中空セラミック板グリーンボーディ表面に覆わせ、乾燥して、焼成し黒ポーセリン複合セラミック板又は立体網状黒ポーセリン複合セラミック板とし、或いは、バナジウム抽出鉱滓以外の、第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤と、普通のセラミック原料とを、従来のセラミック原料処理方法でスラーリに作製、多孔金型を利用して真空押出機の押出方法で成型させ、加工し乾燥して、多孔、半貫通孔、貫通孔、封口中空セラミック板グリーンボーディにする大サイズ中空セラミック板の製造方法。
2. 前記黒ポーセリン複合セラミック板は、普通のセラミック原料を従来のセラミック原料処理方法でスラーリに作製し、多孔金型を利用して真空押出機の押出方法により多孔セラミック板グリーンボーディとして押出成型し、加工して、貫通孔の両端又は一端を相互に連通させ、両端の貫通孔が繋がる貫通孔セラミック板グリーンボーディ及び一端の貫通孔が繋がる半貫通孔セラミック板グリーンボーディになり、貫通孔セラミック板グリーンボーディの両端でセラミックスラーリによって同種材質の出入口付の端部板グリーンボーディを粘着して封口セラミック板グリーンボーディにし、バナジウム抽出鉱滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は天然鉱物、及び/又は化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤、普通のセラミック原料を加入又は加入せずに研磨して黒色スラーリにし、この黒色スラーリで多孔セラミック板グリーンボーディ、貫通孔セラミックグリーンボーディ、半貫通孔セラミックグリーンボーディ、封口セラミック板グリーンボーディ表面を覆い、乾燥、焼成によって、本体が普通のセラミックであり、表面が黒色セラミック層の大サイズ多孔、貫通孔、半貫通孔、封口の黒ポーセリン複合セラミック板が得られることを特徴とする請求項1に記載の大サイズ中空セラミック板の製造方法。
3. 前記立体網状の黒ポーセリン複合セラミック板は、従来の乾燥方法で、前記中空のセラミック板グリーンボーディを十分に乾燥したグリーンボーディにして、バナジウム抽出鉱滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は天然鉱物、及び/又は化合物及、び/又はセラミック黒色着色剤、普通のセラミック原料を加入又は加入せずに研磨して黒色スラーリとし、圧縮空気でスラーリを乾燥した中空セラミック板グリーンボーディき表面に噴きつけ、1本又は複数本のスプレーガンで噴きつけ、圧縮空気の圧力、流量及びスラーリの比例をコントロールして、初期に乾燥のセラミック板グリーンボーディ表面に接触する霧粒が、乾燥のグリーンボーディの速やかな給水及び霧粒の表面張力により一定の強さを有しより乾燥されグリーンボーディ板表面に粘着した泥粒になり、順次に柱状、細い先端の塔状、縦壁状、ハニカム状、多孔状の非均一で不連続であって、吸湿されると一定の強さを有する霧粒のパグに堆積され、これらの立体な堆積体が一定の高さに達して吸湿力を失う前、噴きつけが停止して、中空セラミックグリーンボーディ板表面に立体網状の黒ポーセリングリーンボーディ層が得られ、この立体網状の黒ポーセリングリーンボーディ層の中空セラミックグリーンボーディ板を乾燥した後、高温で焼成し、焼成温度及び時間をコントロールして、立体網状黒ポーセリングリーンボーディ層と中空セラミック板グリーンボーディとを同時に立体網状黒ポーセリングリーンボーディ層及びセラミック質の中空セラミック板本体として焼結して、高温焼結によって、立体網状黒ポーセリン層とセラミック中空セラミック板本体とを一体になるように焼結し複合させ、立体網状黒ポーセリン複合セラミック板とし、噴きつけるときに、スプレーガンを一定の角度で中空セラミック板グリーンボーディ表面に対して対向運動をし、1本ガンで噴きつけるときに、1本のガンがグリーンボーディ板表面の上方で規則的に移動し走査して、運動速度、パグの噴きつけ速度及びグリーンボーディの吸湿速度が対応され、霧粒の堆積体がいつも対応的吸湿力を持ち、堆積体に附着した霧粒中の大量な水分を乾燥の堆積体を介して乾燥のグリーンボーディ中に渡し、新しく粘着された霧粒が速やかに一部の水分の損失により、一定の形状及び強さを有し、それにより、流動のスラーリに集中したため堆積体が倒れて平面層にならなく、複数本ガンで噴きつけるとき、中空セラミック板グリーンボーディがスプレーガンの下方で移動し、運動速度、スプレーガンの間隔距離とスラーリの噴きつけ速度とグリーンボーディの吸湿速度とは対応されるようにして、上記目的を実現し、スラーリの成分及び水分を調整することによってスラーリにおける粒子の間の凝集力を決め、圧縮空気の圧力、流量及びスラーリの比例をコントロールすることによって霧粒の速度及び大きさを決定し、霧粒はスラーリと空気との混合物で、中空のスラーリ球であり、堆積体に粘着されるときに、一部の水分を失うことにより中空の硬いシエル体に硬化され、一部の球体が潰され、立体網状の多孔の堆積体を形成して、スラーリの成分、凝集力、水分の失い速度は堆積体の平均的直径と高さを決め、堆積体の高さが０．１〜３mmであり、堆積体中に一杯充満される毛細孔はグリーンボーディを乾燥させ水分を吸収するときに生じた水分運動の通路であり、焼成時に微細孔が形成され、焼成後の堆積体の各縦柱、細い先端の塔、縦壁、ハニカム壁上に孔が万遍あり、孔径が０．１〜５０μmであり、立体網状黒ポーセリン太陽光吸収層は黒色を呈することを特徴とする請求項1に記載の大サイズ中空セラミック板の製造方法。
4. 前記均質セラミック板は、バナジウム抽出鉱滓以外の第四周期遷移金属元素を多く含有するその他の工業廃滓、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する天然鉱物、及び/又は第四周期遷移金属元素を多く含有する化合物、及び/又はセラミック黒色着色剤と、普通のセラミック原料とを、従来のセラミック原料処理方法でスラーリに作製し、多孔金型によって真空押出機押出法で多孔セラミック板グリーンボーディに押出成型して、加工して貫通孔の両端又は一端を相互連通させ、両端の貫通孔が連通された貫通孔板及び一端の貫通孔が連通した半貫通孔板グリーンボーディになるようにして、貫通孔板グリーンボーディ両端でセラミックスラーリで同種材質の出入口付の端部板グリーンボーディを粘着して封口セラミック板グリーンボーディきにし、乾燥、焼成によって、全体が黒色又は深色の各種の大サイズ中空均質セラミック板が得られることを特徴とする請求項1に記載の大サイズ中空セラミック板の製造方法。
5. セラミック貫通孔板を接着することによって形成された接着型封口セラミック板であって、出入口付のセラミック端部板を有機又は無機粘着剤で貫通孔板の両端に粘着させ、接着型封口セラミック板とすることを特徴とする接着型封口セラミック板。
6. 大サイズ中空セラミック板の組合からなる大サイズ中空セラミック板縦列であって、大サイズ中空セラミック板を大サイズ中空セラミック板縦列に連結して、その連結部材及び連結方法は、普通のセラミック原料を従来のセラミック製品の生産方法でセラミック端部板、セラミック出入管口、出入管口付のセラミック端部板、大管口セラミック端部板、大管口セラミックソケット端部板、多孔セラミックスリーブジョイント、単孔セラミックアダプターを製造し、大サイズ中空セラミック板付属品と称し、その表面に黒ポーセリン層を複合又は複合せず、或いは、有機材料、金属材料で大サイズ中空セラミック板付属品を製造し、若干の多孔セラミック板、半貫通孔セラミック板、貫通孔セラミック板と、大サイズ中空セラミック板付属品とを、接着法又はソケット法によって接続させ、大サイズ中空セラミック板縦列を構成させ、縦列内部が連通されて、1本の貫通路を形成して、接着が完成された大サイズ中空セラミック板縦列は、太陽エネルギーに用いられる場合、底部及び周りが保温材で囲まれ、このとき、適時に透明なカバー板で覆い、通水せずに、太陽光で晒す温度により、粘着剤が自ら硬化の過程を完成させ、或いは、耐老化の軟質管、ステンレスフェルールで若干の封口セラミック板の出入管口を接続し大サイズ中空セラミック板縦列を構成することを特徴とする大サイズ中空セラミック板縦列。
7. 大サイズ中空セラミック板の組合からなるセラミック太陽板集熱器であって、鋳込、型打ち、スプレー、粘着、機会結合などの方法によって、一定の強さ、厚さのある保温断熱材を、セラミック太陽板の底部及び回り側面にしっかり結合させ、側面の保温断熱材はセラミック太陽板の集熱面よりも高く、セラミック太陽板両端のインタフェース部における保温断熱材において両板間で管と固定部材を接続する位置及び接続するための操作空間を予め開けておき、セラミック太陽板集熱ケースを形成して、集熱ケース上部を透明なカバー板で覆うと、セラミック太陽板集熱器になり、セラミック太陽板集熱器における保温断熱材は単一品種又は多品種の複合ものであり、それと同じ、保温断熱材をセラミック太陽板縦列の底部及び周り側面に結合して、側面の保温材はセラミック太陽板の集熱面よりも高く、上部を透明なカバー板で覆うと、セラミック太陽板集熱器縦列になることを特徴とするセラミック太陽板集熱器。
8. 大サイズ中空セラミック板の組合からなるセラミック太陽エネルギー屋根及びセラミック太陽エネルギー壁面であって、セラミック太陽板集熱器縦列又はセラミック太陽板集熱器インタフェースとインタフェースを連結管で縦列に相互連結させ、防水層で覆われた屋根構造層に列が揃って配置され、上下集中管及び水タンクを取り付け、透明なカバー板の間の継ぎ目に防水材を塗布し、一定距離を開けてΩ型材板を取り付け、セラミック太陽エネルギー屋根を構成し、セラミック太陽板集熱器底部の保温層は同時に屋根の保温層でもあり、両者は保温層を共用して、透明なカバー板は集熱器の光透過、保温、防水層であれば、屋根の上防水層でもあり、夏場に太陽エネルギー屋根により生じた熱湯が吸収式クーラーを駆動し、建物を冷却させ、冬場にセラミック太陽エネルギー屋根中の水を排出して、太陽光がセラミック太陽板集熱器における空気を加熱して、暖かい空気を水タンク中の螺旋管ポンプを介して建物に入り、部屋に暖かい空気を提供すると共に、水タンクにおける水を加熱し、セラミック太陽エネルギー屋根は一年中で熱湯を提供することができ、セラミック太陽エネルギー屋根を壁面に取り付けると、セラミック太陽エネルギー壁面を構成することを特徴とするセラミック太陽エネルギー屋根及びセラミック太陽エネルギー壁面。
9. 大サイズ中空セラミック板の組合からなるセラミック太陽エネルギー通風路発電装置であって、セラミック太陽板集熱器縦列を組に分けて、日当たりの山坂及び山坂下の坂地に取り付け、上下左右で組に分け、各組を若干の縦列に分け、セラミック太陽板集熱器縦列中の太陽板の上下端末を連通させ、下口が吸気管と連通し、上口が熱風分枝路と連通され、吸気管熱風分枝路は共に水平面と一定の傾斜角を成し、気流方向が下から上へ行き、吸気管の下口が開いて、上口が閉鎖され、熱風分枝路の下口が閉鎖し、上口が総通風路と連通し、空気が吸気管の下口から集熱器に入り、太陽光により加熱され上へ行って熱風分枝路を経て、総通風路に入り、総通風路上口から排出され、吸気管出口部で負圧を形成して、総通風路出口部で正圧を形成して、吸気管出口部及び総通風路出口部にガスタービンを取り付け、空気が圧力差により気流を形成して、タービンを駆動し発電機を駆動して発電させ、或いは、吸気管なしで熱風分枝路及び総通風路内に次第にガスタービンを取り付けることを特徴とするセラミック太陽エネルギー通風路発電装置。
10. 大サイズ中空セラミック板の組合からなるセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置であって、日当たり山坂又はより平坦な荒瀬、荒地、砂漠でセラミック太陽エネルギー主熱場熱湯発電装置を設け、日当たりの坂面と水平面との夾角度が当地の緯度に近く、５−５５度であり、より平坦な地面を南北の縦断面が鋸歯形の日当たり坂面に整地して、大型溝掘り機で東西方向に溝を掘り、溝の日当たり面を形成して、掘り出された土、石、砂を溝の日当たり坂面側の地面に堆積し、堆積物の坂面に堆積して、溝の坂面と堆積物の坂面とは共にセラミック太陽エネルギー集熱場の日当たり坂面を構成し、隣接の溝を掘るときに、溝の陰坂面が隣の溝の堆積物から一定距離を離れ、間に1本の水平な通路を形成して、坂端部、坂面、溝底をきれいに整地し、突き固め、補強して、坂端部に沿って上水管である出水管を敷設し、溝底から約１００〜５００mm離れるところで水平な下水管である入水管を敷設して、上、下水管の間にセラミック太陽板集熱器縦列を取り付け、縦列の上口が上水管に連通し、太陽光がセラミック太陽板における水を加熱して、熱湯が出水管に沿って熱湯タンクに入り、熱湯タンク中の熱湯が発電装置に入り、熱パワーを動能に転換し機能して発電した後冷水タンクに入り、或いは、熱湯タンク中の熱湯が集光型高温太陽エネルギー装置に入り、更に高い温度の熱湯、気水混合物、高温高圧蒸気に加熱して、発電装置に入り発電した後、冷水タンクに入り、冷水タンクにおける温度のより低い水がセラミック太陽板集熱器縦列中に入り、再度太陽エネルギーで加熱されることを特徴とするセラミック太陽エネルギー集熱場熱湯発電装置。
11. 大サイズ中空セラミック板の組合からなるセラミック遠赤外輻射板であって、大サイズ多孔セラミック板の貫通孔内に従来の電気放熱体を穿設して、側面及び背面を耐高温無機保温断熱材で覆い、セラミック遠赤外輻射板を形成し、或いは、大管口大サイズ中空セラミック板縦列中に高温気流を導入して、その両側及び背面を前記保温断熱材で覆い、大サイズ中空セラミック遠赤外輻射板縦列を形成し、両者の黒ポーセリン面は遠赤外輻射面であり、間歇式遠赤外乾燥炉及び連続式遠赤外乾燥トンネルに用いられることを特徴とするセラミック遠赤外輻射板。
12. セラミック建物の暖房放熱床として用いられる大サイズ中空セラミック板であって、大サイズ封口セラミック板又は大サイズ中空セラミック板縦列の出入口を建物の暖房システムのインタフェースに対応するようにし、熱湯又は蒸気を通して、大サイズセラミック建物暖房放熱板になることを特徴とする大サイズ中空セラミック板。

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