[发明专利]多功用普通陶瓷太阳能集热器

说明书

本发明属于太阳能低温热利用技术领域，具体地涉及到无聚焦式太阳能集热器。

随着人类文明生活和生产需求的不断提高，长规能源日渐减少而环境污染又迅速增加，及时发展推广实效简易地普及型太阳能设备特别是低温热利用的太阳能集热器已成为历史的必然要求。

现今研究和应用的太阳能集热器品种繁多，无聚焦式集热器按其内工作介质种类不同分为两种：既工质为液体的常称为热水器，工质为气体的称为空气集热器。热水器的目的一般是直接生产40-60℃的低温生活用热水。它们现今主要形式有：平板型、圆筒型、开放（水池）型，软袋型，可上述各类热水器现还均存在着不少自身缺陷，甚至可以说是致命地根本症结，虽然有些已先后发展了一百多年，但却又一直难为人们所乐意接受，比如：现代应用最多的普通平板型热水器，其结构就较复杂，它得设计较精确的外壳、支架、内、外透明盖板、集热板、液流管、保温层蓄水箱等部件所组成。集热板、液流管大多选用铜、铝、不锈钢等较贵重的金属材料，但使用寿命亦仅只3-5年，再长亦在10年以内，而且，很早就会出现局部腐蚀和破损现象，就这等热水器一台的售价还比现今我国人均年收入（720元）还要多。一平方米的平板型集热器现在一般需耗费近50公斤金属材料，若要将其达到我国本世纪末的潜在市场需求量既1亿到1.2亿平方米，得耗费495-594万吨金属材料，尚若再算进正常累计破损率40%的那部分，还将加进198-273万吨，要达到全球的需求量4亿平方米，既得2772.6万吨，这个数字约合中国现行钢产量的一半，若将它仅作为满足人们生活用热水这一单项服务来说这无疑是一个开销不了的天文数字。基它类型、相圆筒型热水器虽结构较简单，但其热效率不高，材料来源和寿命等问题却和平板型一样不佳。开放型寿命较长，但它只能固定建在平顶房上，不可拆动且要求房顶防漏层要特别加强处理。不仅增加房建本身的造价、且不能保证水质卫生。软袋型只能作为短期性的使用，寿命只有一二年，又多使水中产生异味、而且这些热水器的功能都很单一，无法进行双工质工作。亦多不能作冬季运行。

为了解决上述问题，有人提出真空管型热水器，但生产技术较难，价格反而增高，并且其产品自身强度很差，不利于运输和使用，另外，中国专利申请N86204415V提出用另一专利技术CN85102464所述的提钒尾渣原料来生产一种黑色陶瓷太阳能远红外开水器、它解决了（正常使用时）寿命问题，但是这种矿渣尾料中国年排出量仅十万吨、而且还要用作生产其它建筑装饰板、因此此矿渣黑瓷太阳能产品产量将很有限，不可能去及时满足我国乃至全球的市场潜在需求。

本发明则不然，它克服了上文所综述的一些缺点，其目的是：指导应用现今乃至古老的制陶和制瓷等技术、将蓄存来源无限地普通天然泥土，粘土、石英、长石等硅酸盐原料、制备成廉价实用的普及型水气双工质多功用陶瓷太阳能集热器。

本发明的目的是通过下述方式方法实现的，既采用可塑成形法，注浆成形法等传统冶制陶瓷器皿的工艺技术来制造集热器坯体;可塑成形法，亦称提浆成形法，工作时是将泥料和成软团，放在陶车、陶钧上提车后再整形加工成类似于半椭园体的集热器坯体、其壁厚4-6毫米，其尾部有一圆切面，其顶面凸起成外拱，部分底面凹进成内拱，它分为集中开孔和分散开孔、前者、工质进出孔和恒压孔，集中开设在容器最高处，呈喇叭口状。后者分散将工质进出孔开设在容器的最低处、恒压孔开设在容器的最高处上，各孔的边缘均延伸为园锥管状，并在锥管面上设有防漏凸线或凹纹，。采用注浆成形工作法的，是将泥浆料倒注入石膏模内直接成形，具体工艺有空心，实心或真空注浆法，产品结构最佳设计为：契形体，其顶面凸起呈外拱，部分底面随顶面倾斜一定角度、并凹进呈内拱、坯体整体壁厚4-8毫米，它集中开孔的孔呈喇叭口状，分散开孔的孔呈平口状。上述方法制成的坯体陶质的在800-1000℃，瓷质的在1200-1300℃的炉窑内烧结成品、产品的黑色吸热面采用原料参色、表面施釉、渗碳烧成或半成品浸涂法获取。本发明集热器能因地致宜，采用直接裸露使用不附加保温层、亦能根据当地需要采用透明树脂涂层来保温吸热面，深色保温涂层保护非吸热面，并可采用其它常规保温方法作辅助保温。本发明不仅可以自成体系，而且适用于对现行平板型集热器进行改造，暨替换其内集热芯，形体以双翼管或椭园管为主。