黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法

专利名称：黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷产品使用技术领域，具体说是关于黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热 板-陶瓷太阳板用于太阳能集热系统时的连接、联通方法。
背景技术：
太阳能是煤、石油、天然气等常规化石能源以及风能、水能、海洋能、生物质能的根 本来源，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，水能的十万倍。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。目前太阳能收集器主要包括玻璃真空管型、金属平板型、聚光型收集器和太阳能 电池等，太阳能利用装置主要包括太阳能热水器、太阳能热水系统、太阳能热风系统、太阳 灶、太阳房，太阳能干燥装置、太阳能温室、太阳能制冷与空调系统、太阳能光热发电系统、 太阳能光伏发电系统等。目前已工业化、市场化、规模化利用的太阳能收集器主要是玻璃真空管型、金属平 板型收集器和太阳能电池。新能源的核心是使用成本，包括货币成本、能源成本、环境成本，只有使用成本低 于常规能源的新能源才可能成为大规模替代能源。只有得到的新能源多于为制造和使用新 能源装置消耗的常规能源，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。本发明人在1985年4月1日申报并取得的中国发明专利CN85102464 “黑色陶 瓷制品原料的生产方法及其制品”和美、日、英、法、德等九国外国发明专利证书，该专利是 以工业废弃物-提钒尾渣为主要原料生产黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑 瓷，当时主要用于制造黑色陶瓷墙地砖和整体黑色中空陶瓷太阳板。所述的提钒尾渣是钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣， 钒渣加入辅料进行焙烧，将焙烧料进行湿法浸取提钒盐，提取钒盐后所剩余的作为废弃物 的残渣即为提钒尾渣。钒钛黑瓷中非塑性原料过多影响其成型性能，使单板尺寸和使用受到限制，当年 单板尺寸为300X300毫米，提钒尾渣有限的产量也使所能生产的纯钒钛黑瓷太阳板的数 量受到限制。为此，本发明人在2006年5月25日开始申报了“复合陶瓷中空太阳能集热板 的制造方法”等国内外系列发明专利，复合陶瓷中空太阳能集热板以普通陶瓷为基体，钒钛 黑瓷为表面层，大幅度提高了成型性能、提高了单板尺寸，降低了生产成本，扩大了应用范 围，并使可能的陶瓷太阳板的产量扩大数百倍以上。
黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，以下简称陶瓷太阳板，是一种陶瓷质太阳能吸 热体，由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，没有白度要求的普通陶瓷是目前已知的成本最低、寿命 最长、性能最稳定的工程材料之一，以工业废弃物-提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷是成 本最低、寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料；大规模生产一平方米陶瓷太阳板的成 本、能耗是同面积常规太阳能集热体的几分之一到十分之一，使用寿命是几倍到十几倍，使 用成本可以是几分之一到十几分之一；经国家太阳能热水器质量监督检验中心检验，陶瓷 太阳能房顶的日得热量是8. 6MJ，远高于国家标准规定的7. 0MJ。陶瓷太阳板基本制造方法是用普通陶瓷原料成型为中空或通孔陶瓷太阳板素 坯，素坯干燥后，在向阳面的表面喷涂钒钛黑瓷泥浆层，经过烧成即成为基体是普通陶瓷， 向阳面是立体网状钒钛黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，简称陶瓷太阳 板。立体网状钒钛黑瓷层有无数小孔，阳光进入小孔后难以逃逸，具有较高的集热效率。陶瓷太阳板素坯有两种成型方法，一种是采用普通陶瓷泥浆用石膏模注浆成型方 法，一种是采用普通陶瓷塑性泥料用真空挤出机挤出成型方法。石膏模注浆成型方法生产的是上下面都是波浪形的两端有进出管口的中空的陶 瓷太阳板，板与板之间、板与汇集管之间采用硅橡胶管联通，连接比较直观、方便，硅橡胶可 以承受-40°C -150°C，使用寿命40年左右，建筑业使用硅橡胶的历史比较长，建筑市场比较 容易接受。但是石膏模注浆成型方法成型效率比较低，需要消耗大量石膏，单板尺寸比较 小，目前工业化生产的单板尺寸为615X615毫米，每平方米生产成本可以达到30元左右。真空挤出机挤出成型方法生产的是多孔板，板中间是多个直通并排的孔，没有将 多孔汇集的进出管口。真空挤出机挤出成型方法成型效率很高，不消耗石膏或其他材料，目 前单板尺寸可以达到620 X 1500毫米，总厚26毫米，壁厚3毫米左右，每平方米生产成本可 以达到15元左右。为解决多孔板之间、板与汇集管之间的联通，本发明人此前提出了两种 解决方案，其一是名称为“陶瓷中空板胶结成型方法及其应用”专利申请，其二是名称为“一 种多孔陶瓷板纵列的密封连接方法”专利申请。经过初步实践和使用“陶瓷中空板胶结成型方法及其应用”的不足之处在于，1.多 孔板之间采用柔性连接时，接口处柔性材料耐压强度比较低，柔性材料容易破裂，或者需要 采取比较昂贵的材料和措施；2.大管口陶瓷端头板、大管口套接端头板汇集多孔板中流体 时，需要对多孔板进行二次加工，使其成为通孔板，降低了生产效率。“一种多孔陶瓷板纵列 的密封连接方法”的不足之处在于，需要采用U型承插接口、U型过渡承插接口，增加了连 接件、降低了施工效率，提高了制造成本和施工成本。

发明内容
本发明的目的增加多孔板之间接口的耐压强度和结合强度，取消对多孔板的加工，取消承插接 口，使多孔板之间、多孔板与汇集管之间实现可靠、方便的连接、联通。本发明是这样实现的黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，可称作黑瓷复合陶瓷太阳板、简称陶瓷太阳板； 真空挤出机挤出成型方法生产的陶瓷太阳板中间有多个直通并排的孔，可称作陶瓷多孔 板，简称多孔板，如

图1所示。
陶瓷大管口汇集端口采用普通陶瓷材料制造，由大管口、汇集腔构成，汇集腔的长 度和宽度大于多孔板横断面的长度和宽度即大于多孔板的宽度和厚度，汇集腔内有凸台， 凸台之间的距离即两面凸台顶端之间的空隙小于多孔板横断面的宽度即小于多孔板的厚 度，如图2所示。黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法是在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位和 结合部位周围涂复胶粘剂，在薄金属带的一面涂复胶粘剂，以薄金属带涂复胶粘剂的一面 作为内表面，将薄金属带裹复在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位上，并使其密切 贴合固化，如图3所示；在陶瓷多孔板端头及其周围涂复胶粘剂，在陶瓷大管口汇集端口的 汇集腔内涂复胶粘剂，将涂复胶粘剂的陶瓷多孔板端头插入陶瓷大管口汇集端口的汇集腔 内，顶住凸台，并向两者的缝隙中填充胶粘剂，使胶粘剂充满缝隙并固化，如图3所示。所述的胶粘剂是有机硅类、环氧类、酚醛类、含氮杂环类、硅酸盐类、磷酸盐类等各 种有机、无机胶粘剂。所述的薄金属带是厚0. 1-1毫米、宽度10-50毫米的不锈钢带、铜带、铝带、镀锌铁 皮、彩钢板等。由于在陶瓷多孔板之间的结合部位裹复和胶结了薄金属带，使多孔板之间接口处 的耐压强度和结合强度大幅度提高，扩大了黑瓷复合陶瓷太阳板的应用范围，尤其为大型 太阳能房顶和大规模荒漠发电提供一种简单可行的结合方法；由于采用具有凸台的陶瓷大 管口汇集端口，使胶粘剂不会进入到多孔板内和大管口，从而不必采用U型过渡承插接口， 降低了制造成本和施工成本，减少了结合面，增加了结合的可靠性。
以下结合附图详细说明本发明的特点图1表示真空挤出机挤出成型方法生产的陶瓷多孔板图2表示具有凸台的陶瓷大管口汇集端口图3表示陶瓷多孔板、具有凸台的陶瓷大管口汇集端口、胶粘剂、薄金属带各自的 位置、连接和联通方法图中1-陶瓷多孔板1. 1-陶瓷多孔板外壁1. 2-陶瓷多孔板间壁1. 3-流体通道2-具有凸台的陶瓷大管口汇集端口 2.1-汇集腔2.2-大管口、2.3-凸台3-胶粘剂4-薄金属带
具体实施例方式实施例1、黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法之一，陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位 和结合部位周围涂复硅橡胶，在厚0. 3毫米宽20毫米的不锈钢薄金属带的一面涂复硅橡 胶，以不锈钢薄金属带涂复硅橡胶的一面作为内表面，将不锈钢薄金属带裹复在陶瓷多孔 板与陶瓷多孔板之间的结合部位上，并使其密切贴合固化；在陶瓷多孔板端头及其周围涂 复硅橡胶，在陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内涂复硅橡胶，将涂复硅橡胶的陶瓷多孔板端 头插入陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内，顶住凸台，并向两者的缝隙中填充硅橡胶，使硅橡
5胶充满缝隙并固化，如图3所示。2、如实施例1所述的黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法，所述的硅橡胶胶粘剂改为采 用环氧树脂。3、如实施例1所述的黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法，所述的不锈钢薄金属带改为 彩钢板薄金属带。
权利要求
一种黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法，其特征在于，陶瓷多孔板中间有多个直通并排的孔，陶瓷大管口汇集端口由大管口、汇集腔构成，汇集腔内有凸台，凸台顶端之间的空隙小于多孔板的厚度，在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位和结合部位周围涂复胶粘剂，在薄金属带的一面涂复胶粘剂，以薄金属带涂复胶粘剂的一面作为内表面，将薄金属带裹复在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位上，并使其密切贴合固化，在陶瓷多孔板端头及其周围涂复胶粘剂，在陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内涂复胶粘剂，将涂复胶粘剂的陶瓷多孔板端头插入陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内，顶住凸台，并向两者的缝隙中填充胶粘剂，使胶粘剂充满缝隙并固化。
2.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法，其特征在于，所述的胶 粘剂是有机硅类、环氧类、酚醛类、含氮杂环类、硅酸盐类、磷酸盐类有机、无机胶粘剂。
3.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法，其特征在于，所述的薄 金属带是厚0. 1-1毫米、宽度10-50毫米的不锈钢带、铜带、铝带、镀锌铁皮、彩钢板。
全文摘要
“黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法”涉及陶瓷产品使用技术领域，在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位和结合部位周围涂复胶粘剂，在薄金属带的一面涂复胶粘剂，以薄金属带涂复胶粘剂的一面作为内表面，将薄金属带裹复在陶瓷多孔板与陶瓷多孔板之间的结合部位上，并使其密切贴合固化，在陶瓷多孔板端头及其周围涂复胶粘剂，在陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内涂复胶粘剂，将涂复胶粘剂的陶瓷多孔板端头插入陶瓷大管口汇集端口的汇集腔内，并向两者的缝隙中填充胶粘剂，使胶粘剂充满缝隙并固化，从而使黑瓷复合陶瓷太阳板联通成为陶瓷太阳能集热系统。
文档编号F24J2/46GK101893336SQ20101020399
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者修大鹏, 孙启正, 曹树梁, 杨玉国, 王启春, 石延岭, 蔡滨, 许建丽, 许建华, 谷胜利, 赵之彬 申请人:曹树梁