專利名稱：黑瓷復合陶瓷太陽板太陽能風道的制作方法
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能的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是以富含第四周期過 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能吸熱板，簡稱陶瓷太陽板，利用陶瓷太陽 板吸收的太陽能提供受熱膨脹的熱空氣作為發(fā)電的能源，使太陽能成為可大規(guī)模利用的可替 代能源。
(二)
背景技術(shù)：
太陽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能熱水器，太 陽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)和制造工藝相對復雜，以每 平方米吸熱面積計算兩者的價格都比較高。2.兩者均采用低溫涂覆的黑色陽光吸收涂料，在 長期的陽光作用下會有一定程度的老化使陽光吸收率衰減，金屬易腐蝕、真空玻璃管內(nèi)的真 空度會逐步下降，都是導致壽命和效率問題的重要原因。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。
近年來一些國家開展了一種稱之為"太陽能煙囪"的太陽能熱發(fā)電方式的研究試驗。太 陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)，主要由煙囪集熱器(平面溫室)和發(fā)電機及儲能裝置組成，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，帶動發(fā)電機而發(fā)電。1982年德國科研人員在西班 牙馬德里南部的Manzanaries建成一座50KW太陽能煙囪示范項目，首次把大型溫室熱氣流推 動渦輪機發(fā)電的概念變?yōu)楝F(xiàn)實。這之后，在此基礎(chǔ)上，Eviro Mission公司開始計劃在澳大 利亞悉尼以西600km處，建造200W的太陽能煙囪發(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)的空氣定向運動到中心的傾斜天花板處產(chǎn)生一個近恒速的風流，通過安裝 在煙囪底部的32個閉式葉輪機晝夜連續(xù)發(fā)電。預計建設(shè)投資為16 20億澳元。目前該項目
仍在優(yōu)化設(shè)計階段。這種方式的最大特點是沒有聚光系統(tǒng)，不但可利用漫射光，而且避免了因聚光帶來的各項技術(shù)難題。
"太陽能煙囪"依靠平面溫室進行集熱，依靠高大煙囪中的上升氣流和進出口壓力差造 成風流，可能存在以下不足
1. 通常溫室內(nèi)外溫差約30°C，而對太陽能集熱器進行空曬時，內(nèi)外溫差可以超過120°C，相
比之下，"太陽能煙囪"的集熱效果較低，但是，現(xiàn)有的太陽能集熱器造價過高，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，其建造過程中技術(shù)和施工難度 可能會形成很高的造價。
經(jīng)過近200年持續(xù)加速開采，煤、石油、天然氣等化石燃料資源逐步枯竭，現(xiàn)在人類必 須在有限時間內(nèi)尋找到至少一種新的大規(guī)?？商娲茉矗駝t必將發(fā)生使現(xiàn)代社會大幅度倒 退的真正的能源危機。與核聚變、深?？扇妓铩⒖臻g太陽能電站、低成本太陽能電池等 一樣，低成本、長壽命太陽能集熱器的大量應用也可能形成新的大規(guī)?？商娲茉础?br> 目前科學界的共識是到達地球陸地表面的太陽輻射能總量，比地球上消耗各種能源的 總量大幾萬倍， 一旦技術(shù)上取得突破，使之在成本上具有競爭力，太陽能可以滿足人類大部 分的能源需求。
或者說我們需要選擇太陽能豐富的地區(qū)，在占地球陸地表面千分之一左右的面積上即約 10萬平方公里面積上鋪滿太陽能收集器并將收集到的太陽能轉(zhuǎn)換為電力即可形成大規(guī)?？商?代能源，10萬平方公里等于1000億平方米。
目前太陽能發(fā)電主要是太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電，太陽能熱發(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)電的陽光收集器是太陽能電池，高溫 發(fā)電的收集器是反射鏡和太陽跟蹤系統(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)電機組已十分成熟，其成本和壽命相對固定，太陽 能是低密度能源，上限約每平方米1KW，無論如何精密、復雜、先進的收集器都不能收集到 更多的能量，所以收集太陽能需要巨大面積的收集器，太陽能發(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， 一般來說現(xiàn)有收集器的成本需下降數(shù)倍，同時壽命增加數(shù)倍，
相對常規(guī)能源而言，太陽能發(fā)電才會有競爭力。
以前生產(chǎn)黑色陶瓷必須加入Co、 Cr、 Ni、 Mn、 Fe等第四周期過渡元素，價格十分昂貴， 本發(fā)明人申報并取得的中國發(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)為名稱申報并已取得九國外國發(fā)明專利證書，分別是美國專利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80年代后期本發(fā)明人申報了 "黑色陶瓷太 陽瓦"、"黑色陶瓷攔板式太陽能集熱器"、"黑色陶瓷太陽能房頂"等專利，本世紀初本發(fā)明 人申報了 "陶瓷太陽板"、"復合陶瓷中空太陽能集熱板的制造方法"、"一種新型太陽能房頂 的結(jié)構(gòu)和材料"、"陶瓷太陽板集熱器的制造和安裝方法"、"在陶瓷太陽板上復合立體網(wǎng)狀黑 瓷陽光吸收層的方法"、"黑瓷復合陶瓷太陽板"、"陶瓷中空板膠結(jié)成型方法及其應用"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 入輔料進行焙燒，將焙燒料進行濕法浸取提釩鹽，提取釩鹽后所剩余的作為廢棄物的殘渣即 為提釩尾渣。
提釩尾渣富含第四周期過渡金屬元素，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)熔融過程，始終為純黑色。
目前我國年產(chǎn)出提釩尾渣約30萬噸，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不如相應天然礦物的經(jīng)濟性，而他們的集合體卻是一種十分穩(wěn)定的 陶瓷黑色著色劑，長期以來人工配制的Co系陶瓷黑色著色劑的制造必須經(jīng)過嚴格的配方，精 細、復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20萬元左右。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日開始申報專利，1986年通過技術(shù)鑒定，釩鈦 黑瓷可以制造中空太陽能集熱板、遠紅外輻射元件、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，成為提釩廠沉重負擔的提釩尾渣目前售價已達160-300元/T。全國提釩尾渣產(chǎn)出廠 因此獲得年純收入上千萬元，釩鈦黑瓷裝飾毛板年銷售額數(shù)億元。20世紀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板上萬平方米，制造和使用釩 鈦黑瓷太陽能熱水器數(shù)百臺以上，直接建造于房頂上的釩鈦黑瓷太陽能熱水器近千平方米，采用磚、水泥外框、菱苦土外框、水缸儲水箱和專門制造的陶瓷儲水箱，目的是逐步發(fā)展成 為釩鈦黑瓷太陽能房頂。300X300毫米釩鈦黑瓷太陽板單板面積0.09平方米，容水量0.9 kg，單層玻璃單板悶曬時水溫可達10(TC，在1987年山東省太陽能熱水器全省評比中釩鈦黑 瓷太陽能熱水器獲一等獎，釩鈦黑瓷太陽能熱水器加熱前后的水質(zhì)經(jīng)檢測未發(fā)現(xiàn)可見的變化， 使用IO年以上的太陽板無退色、腐蝕、老化等跡象，但是石膏模注漿成型釩鈦黑瓷中空太陽 板方法，成型效率低、消耗大量石膏、成型大尺寸太陽板成品率低下，小尺寸板接頭過多， 安裝繁瑣，難以發(fā)展成為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)方法，難以實現(xiàn)大規(guī)模推廣使用。發(fā)明人近期開 發(fā)的以真空擠出法試制的大尺寸太陽板，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 全力研究和開發(fā)更為實用的大尺寸釩鈦黑瓷太陽板和以釩鈦黑瓷為表面層以普通陶瓷為基體 的釩鈦黑瓷復合陶瓷太陽板，用于釩鈦黑瓷太陽能房頂。全國提釩尾渣產(chǎn)出量可以年產(chǎn)實用 型大尺寸釩鈦黑瓷太陽板約1500萬平方米，而制造釩鈦黑瓷復合陶瓷太陽板其年產(chǎn)量可以超 過10億平方米，光熱轉(zhuǎn)換過程發(fā)生于物體表面，兩者性能可以做到并無重大差別。
目前一噸釩鈦黑瓷實心毛板約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10倍以上，可以認為瓷質(zhì)材料比任何金屬更耐腐蝕，每平方 米釩鈦黑瓷或復合陶瓷太陽板重量可以小于40kg。瓷質(zhì)材料價格低廉是由于原料儲量大、分
布廣泛、運距短、加工溫度可低于120(TC、加工工藝簡單，金屬材料價格昂貴是由于原料儲 量少、有效含量低、運距遠、加工溫度約160(TC、或需電解冶煉、加工工藝復雜，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 造太陽能集熱體，尤以后兩者更適合制造太陽能集熱體。
釩鈦黑瓷被陽光照射時會大量吸收陽光中的能量，陽光吸收率可達0.9，經(jīng)試驗，在緯 度37度地區(qū)，夏日晴天1平方米釩鈦黑瓷太陽板可將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 的毛板另售價每平方米25元，出廠價可為17元左右，其銷售額已達到數(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發(fā)和利用。釩鈦黑瓷強度高、抗折強度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、無毒、無害、無放射性，經(jīng)上千度溫
度燒制而成，經(jīng)加速老化，未發(fā)現(xiàn)陽光吸收率衰減問題，可具有幾乎永久的使用壽命，非常
6適合制造太陽能集熱體，易與建筑結(jié)合，用于太陽能房頂，其強度是普通瓦片十倍左右，使 用時間可與建筑同壽命。
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高的原料，陶瓷太陽板和目前 已大規(guī)模生產(chǎn)的釩鈦黑瓷實心毛板表面為黑色，無白度要求，所以原料來源更為廣泛，原料 成本更低，釩鈦黑瓷實心毛板厚度約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，陶瓷太陽板增加了兩端頭的封接工序， 當實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)時，兩者的成本應具有可比性，陶瓷太陽板的生產(chǎn)成本估計是釩鈦黑瓷實 心毛板的1.5 3倍。陶瓷太陽板不腐蝕、不老化、黑色面不退色、陽光吸收率不會衰減，可 以認為其使用壽命應該是幾十年至上百年。
陶瓷原料主要是指瓷土、石英、長石，大尺寸陶瓷太陽板無白度要求，可以采用最普通、 含鐵量較高的廉價陶瓷原料，地球各處均蘊芷大量此類原料，大量工業(yè)廢棄物和天然礦物富 含第四周期過渡元素，足以提供相應的黑色表面層甚至整體太陽板所需的黑色陶瓷物質(zhì)，只 要實現(xiàn)技術(shù)突破，大尺寸陶瓷太陽板生產(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)大尺寸陶瓷太陽板，僅中國就具有年產(chǎn)40 億平方米陶瓷墻地磚的生產(chǎn)能力，中國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，所以只要市場需要、經(jīng)濟上合算，國內(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板，可以在10年內(nèi)制造超過1000億平方米的大尺寸陶瓷太陽板， 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、無毒、無害、無放射性，陽光吸收率不衰減，具有 較高的強度和優(yōu)良的耐候性，可具有上百年的使用壽命。
大尺寸陶瓷太陽板可用于制造太陽能熱水器、建造太陽能房頂，為建筑提供熱水、空調(diào)、 暖氣，在陽光豐富地區(qū)，如中國西部的荒灘、丘陵、山地、沙漠建造大面積發(fā)電裝置，使太 陽能真正成為大規(guī)模可替代能源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的將陶瓷太陽板和風道沿山坡和山峰安裝構(gòu)成"陶瓷太陽能風道"，用流動 的氣流帶動空氣渦輪機發(fā)-電。 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
以提釩尾渣或(和)其他富含第四周期過渡金屬元素的工業(yè)廢渣或(和)富含第四周期 過渡金屬元素的金屬礦物或(和)富含第四周期過渡金屬元素的化合物與普通陶瓷原料，以真空擠制機擠制等方法成型，，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 出管口、陶瓷端頭板、帶進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板、大通道陶瓷太陽板、 大通道組合式陶瓷太陽板等，將太陽板與保溫材料和透明蓋板相結(jié)合則成為陶瓷太陽板集熱 器，集熱器的兩側(cè)和四周可以安裝各種支撐物，以利于太陽能集熱器的安裝、檢查、維修。
陶瓷太陽能風道發(fā)電裝置將陶瓷太陽板集熱器分組安裝在向陽山坡和山坡下的坡地上， 上下左右分組，每組分若干縱列，陶瓷太陽板集熱器縱列中的集熱器上下首尾相通，下口與 進風管相通，上口與熱風支道相通，進風管與熱風支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由 下向上，進風管下口敞開，上口封閉，熱風支道下口封閉，上口與總風道相通，空氣從進風 管下口進入在集熱器中被陽光加熱向上經(jīng)熱風支道進入總風道，從總風道上口排出，進風管 進口處形成負壓，總風道出口處形成正壓，在進風管進口處和總風道出口處安裝空氣渦輪機， 空氣在壓力差下形成氣流，推動渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電。
所述的陶瓷太陽板分為陶瓷中空板、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。
所述的陶瓷太陽板集熱器縱列由陶瓷太陽板集熱器依流體方向串聯(lián)、首尾相通組成。
所述的陶瓷太陽板集熱器縱列由陶瓷太陽板依流體方向串聯(lián)、首尾相通組成，太陽板底 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。
所述的總風道倚山勢而建，總風道出口與進風管最低進口之間高度差為200 3000m。
所述的總風道和熱風支道是保溫管道。
所述的陶瓷太陽板集熱器縱列的長度為5 100m。
所述的陶瓷太陽能風道，去掉進風管和進風管進口處的渦輪機，在總風道和熱風支道中 逐級安裝渦輪機。 以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的特點

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