專利名稱：表層黑體結構型太陽能集熱器及其制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能光熱轉換裝置及其制造方法。特別適應于各種形式的太陽能熱水器。
目前，廣泛使用的各種太陽能集熱器，其吸熱體表面均有一層高吸收率的涂層。常用的吸熱體涂層有兩種一種是高黑度無光黑漆涂層，另一種是高吸收率、低輻射率選擇性涂層。現(xiàn)代對固體和液體吸收輻射的研究表明對于幾乎所有的固體和液體吸收的輻射能而言，其中屬于紅外線波長范圍內的輻射能是在緊靠這些固體或液體表面之下很薄一層內被吸收掉的。同樣，它們的輻射也是從這一層發(fā)出的。對于導體而言，這一層厚度的數(shù)量級為1μm，而非導體(除少數(shù)例外)這一層厚度的數(shù)量級僅為0.1μm。顯然表面涂層型太陽能集熱器吸熱體存在如下問題太陽輻射是在吸熱體涂層內被吸收，轉換成熱能，一部分熱能在涂層內輻射散失，一部分熱能在表面對散失，一部分熱能向金屬表面并通過金屬向工質液體或氣體傳導。在吸熱體上，涂層與本體間存在溫差，太陽能輻射的吸收、轉換為熱能，與熱能的傳導是在兩種物質間進行的。高黑度無光黑漆涂層型太陽能集熱器，雖然制造工藝簡單，但是其涂層易老化脫落，吸熱體表面的輻射和對流散熱損失較大，效率低，所以只適用于低溫太陽能熱水器。選擇性。涂層型太陽能集熱器，雖然輻射熱能損失減少，但是表面對流熱損失仍然較大，而且制造工藝復雜，成本高，影響了普及推廣。
本發(fā)明的目的是用一種新的工藝方法制造出一種表層具有黑體模型結構特征的太陽能集熱器的吸熱體，使其吸收率高，輻射率低，太陽輻射的吸收，轉換成熱能及熱能的傳導在吸熱體表面一定深度內同種物質中進行。使之對流和輻射散熱減少，效率提高，并且制造工藝簡單，成本降低。
本發(fā)明是通過以下方式實現(xiàn)的，它包括有玻璃蓋板，箱體，水通道，保溫層，外殼，特別是它還包括有具有黑體結構表層的吸熱體，其黑體結構表層為均勻地充滿大小不一的洞穴的極粗糙表面，而每一個洞穴的內表面，又是一個充滿更小洞穴的極粗糙的表面。
本發(fā)明的制造方法是通過以下措施實現(xiàn)的，用鑄造方法將遇水溶解的物質顆粒鑄在金屬的表面，然后再用水將其溶化脫落。遇水溶解的物質的熔點要高于所用金屬材料的熔點。
遇水溶解的物質顆?？扇∈雏}顆粒，其粒度在1mm以下，并且在砂型中鑄件面層部位鋪食鹽層的厚度為1.5-2.5mm。
下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步祥述

圖1為表面黑體結構型半管板式太陽能熱水器示意圖。
圖2為圖1的A-A剖面圖。
圖3為表面黑體結構型扁盒式太陽能熱水器示意圖。
圖4為圖3的B-B剖面圖。
圖5為表層黑體結構型太陽能空氣加熱器示意圖。
圖6為圖5的C-C剖面圖。
在圖1、2中，2為吸熱體，它的整體形狀為半管板式，它的上表層具有黑體結構層，圖中1為玻璃蓋板，其厚度為3mm。3為箱體，5為外殼，6為保溫層，4為冷水入口，7為熱水出口，8為水通道。
在圖3、4中，2為吸熱體，其整體形狀為平板式，它的上表層具有黑體結構層，其它標號同圖1、2。
在圖5、6中，2為吸熱體，其整體形狀為肋板式，它的上表面具有黑體結構層，9為氣通道，其它標號同圖1、2。
本發(fā)明的制造方法實施例如下采用鑄造方法，工藝材料為工業(yè)純鋁、砂型鑄造通用材料，氯化鈉晶體(食鹽)。鑄造工藝過程與普通鑄造相同，只是在砂型中鑄件面層部位鋪食鹽層，食鹽層厚度為2mm，食鹽顆粒度為1mm以下。澆鑄后吸熱體全厚為5mm，表面具有約2mm厚的黑體結構層。然后用水將食鹽溶去，得到一層充滿大小不一而又分布比較均勻的洞穴式極粗糙的表面層，在每一個洞穴的內表面也是一層充滿更小洞穴的極粗糙的表面。
本發(fā)明的優(yōu)點在于使太陽輻射的吸收和轉換成熱能是在吸熱體表層一定深度內同種物質中進行的。它的輻射熱損失減少，而表面被加熱的空氣駐留在洞穴內，使對流熱損失減少，提高了效率。它可以根據(jù)需要制造成各種形狀，工藝簡單。成本大大降低。它為太陽能利用在多方面推廣普及創(chuàng)造了條件。
權利要求
1.一種表面黑體結構型太陽能集熱器，它包括有玻璃蓋板、箱體、水通道、保溫層、外殼，其特征在于它還包括有具有黑體結構表層的吸熱體，其黑體結構表層為均勻地充滿大小不一的洞穴的極粗糙的表面，而每一個洞穴的內表面，又是一個充滿更小洞穴的極粗糙的表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的集熱器，其特征在于具有黑體結構表層的吸熱體的整體形狀可做成為半管板式、平板式，或肋板式形狀，也可以根據(jù)需要制成其它各種形狀。
3.一種黑體結構表層的制造方法，其特征在于用鑄造方法將遇水溶解的物質顆粒鑄在金屬的表面，然后再用水將其溶化脫落。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于遇水溶解的物質的熔點要高于所用金屬材料的熔點。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于遇水溶解的物質顆?？扇∈雏}顆粒，其顆粒度在1mm以下，并且在砂型中鑄件面層部位鋪食鹽層的厚度為1.5-2.5mm，其金屬材料用工業(yè)純鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表層黑體結構型太陽能集熱器及其制法，它的吸熱體表層具有黑體結構，其黑體結構表層為均勻地充滿大小不一的洞穴的極粗糙的表面，而每一個洞穴的內表面，又是一個充滿更小洞穴的極粗糙的表面。這種黑體結構表層是用鑄造方法將遇水溶解的物質顆粒鑄在金屬的表面，然后再用水將其溶化脫落。本發(fā)明的優(yōu)點是它的輻射熱損失和對流熱損失減少，效率大為提高，并且工藝簡單、成本低。
文檔編號F24J2/22GK1037029SQ88102220
公開日1989年11月8日 申請日期1988年4月18日 優(yōu)先權日1988年4月18日
發(fā)明者魏柏林 申請人:魏柏林