JPS5997459A - 太陽熱集熱器のヒ−トパイプ - Google Patents
太陽熱集熱器のヒ−トパイプInfo
- Publication number
- JPS5997459A JPS5997459A JP57206104A JP20610482A JPS5997459A JP S5997459 A JPS5997459 A JP S5997459A JP 57206104 A JP57206104 A JP 57206104A JP 20610482 A JP20610482 A JP 20610482A JP S5997459 A JPS5997459 A JP S5997459A
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- Japan
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- pipe
- heat
- heat pipe
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- water
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
- F24S40/70—Preventing freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、太陽熱集熱器のヒートパイプに関する。特に
、水を熱媒体とする太陽熱集熱器のヒートパイプにおい
て、その形状を改良したものに関する。
、水を熱媒体とする太陽熱集熱器のヒートパイプにおい
て、その形状を改良したものに関する。
従来の太陽熱集熱器のヒートノ(イブ2の形状は、第1
図に示すように、はぼ直線状の直管をなしている。この
ようなヒートパイプ2が、真空ガラス管1の内部に配置
される。このヒートパイプ2中の封入水3の水面4は、
ヒートパイプ2の先端21においては、はぼパイプの上
面に接するようになっている。ヒートパイプ2と冷却水
との熱交換部(ヘッダー)は第1図の右方にあシ、ヒー
ト。
図に示すように、はぼ直線状の直管をなしている。この
ようなヒートパイプ2が、真空ガラス管1の内部に配置
される。このヒートパイプ2中の封入水3の水面4は、
ヒートパイプ2の先端21においては、はぼパイプの上
面に接するようになっている。ヒートパイプ2と冷却水
との熱交換部(ヘッダー)は第1図の右方にあシ、ヒー
ト。
バイ12を作動させるためには、ツクイブ2のヘッダー
側を図示矢印Aの如く少し持上げて傾斜させ、封入水4
が十分B方向に移動し得るようにして、水がパイプ2の
先端にまで至るようにするのが有 。
側を図示矢印Aの如く少し持上げて傾斜させ、封入水4
が十分B方向に移動し得るようにして、水がパイプ2の
先端にまで至るようにするのが有 。
利なので、水面4は水平でおる結果、先端21での水位
はパイプ2に対してどうしても上がらざるを得ないから
でるる。実際はパイプ2は図の右がわを1°程、匿上げ
て傾斜させるのが通常である。
はパイプ2に対してどうしても上がらざるを得ないから
でるる。実際はパイプ2は図の右がわを1°程、匿上げ
て傾斜させるのが通常である。
左方のと一ドパイブ2の水位は、さらに表面張力で内壁
に沿って上昇する。
に沿って上昇する。
このようにヒートパイプ2の先端21は、水がパイプ2
の上面にまで至るので、封入水3が冬期に凍結してその
体積が9%増加した場合、ヒートパイプ2容器が破裂し
易くなるという問題が生じている。
の上面にまで至るので、封入水3が冬期に凍結してその
体積が9%増加した場合、ヒートパイプ2容器が破裂し
易くなるという問題が生じている。
本発明の目的は、太陽熱集熱器のヒートパイプ封入水が
凍結しても、パイプ容器が破裂する虞のナイヒートハイ
グを提供することにある。
凍結しても、パイプ容器が破裂する虞のナイヒートハイ
グを提供することにある。
この目的を達成するため本発明のヒートパイプは、その
先端部を上方に曲げ上げて、ヒートパイプに熱媒体用の
水を入れた場合、先端部におけるその水位の上に余裕空
間が形成されるように構成する。
先端部を上方に曲げ上げて、ヒートパイプに熱媒体用の
水を入れた場合、先端部におけるその水位の上に余裕空
間が形成されるように構成する。
かかる構成をとれば、水が万一凍結して体積が増えた場
合でも、それは余裕空間に対して増加することになシ、
氷はパイプ内壁を衝圧することなく、従ってパイプ破損
は確実に防止できる。
合でも、それは余裕空間に対して増加することになシ、
氷はパイプ内壁を衝圧することなく、従ってパイプ破損
は確実に防止できる。
以下本発明の実施例の内の若干につき、図面を参照して
説明する。
説明する。
第2図に示すのは、本発明の第1の実施例である。
このヒートパイプ2は、先端部6を上方に曲げ上げて、
熱媒体用の水3を入れた時その水面4の水位上に余裕空
間7が形成される構成としたものである。このような構
成によシ、水3が凍ることがあっても、それは余裕空間
7で膨張し、パイプ破損をもたらすことは防止できる。
熱媒体用の水3を入れた時その水面4の水位上に余裕空
間7が形成される構成としたものである。このような構
成によシ、水3が凍ることがあっても、それは余裕空間
7で膨張し、パイプ破損をもたらすことは防止できる。
本実施例では、先端における水位41が、パイプ2の内
径の70%以下になるように、先端部6を曲げ上げ構成
しである。また、本実施例では、先端部6を曲げ上げる
ための折曲部5における水位42が、パイプ2の内径の
85%以下になるように設ける。
径の70%以下になるように、先端部6を曲げ上げ構成
しである。また、本実施例では、先端部6を曲げ上げる
ための折曲部5における水位42が、パイプ2の内径の
85%以下になるように設ける。
即ち本例においては、ヒートパイプ3内の封入水の水面
4が、先端部6特にその端板8の位置で低くなり、余裕
空間7ができるようパイプ容器を折曲部5で鉛直上方(
つまシバイブ2を水平の配置状態にした場合における鉛
直方向での上方ンに折曲げて、先端部6を真白管状の形
状にするものであるが、その際ヒートパイク内径をd、
先端水位をy、折曲部5の水位をXとすると、下記条件
を満足するパイプの折曲げを行うように、折曲げ傾斜角
を設定する。
4が、先端部6特にその端板8の位置で低くなり、余裕
空間7ができるようパイプ容器を折曲部5で鉛直上方(
つまシバイブ2を水平の配置状態にした場合における鉛
直方向での上方ンに折曲げて、先端部6を真白管状の形
状にするものであるが、その際ヒートパイク内径をd、
先端水位をy、折曲部5の水位をXとすると、下記条件
を満足するパイプの折曲げを行うように、折曲げ傾斜角
を設定する。
x / d (0,7・・・(1)
y/d(0,85・・・(2)
このような条件で曲げ上げ先端部6を構成すると、設置
の際に、先端まで水3が行くようにヒートパイプ2を水
平から少し傾斜させても、水蒸気がヘッダ一部に行って
凝縮後に帰って来る作動条件と、所期の凍結対策とを良
好に両立させ得る。
の際に、先端まで水3が行くようにヒートパイプ2を水
平から少し傾斜させても、水蒸気がヘッダ一部に行って
凝縮後に帰って来る作動条件と、所期の凍結対策とを良
好に両立させ得る。
本例の如きヒートパイプ2は、例えば直管部に、所定条
件で曲げ上がるように形成した先端部6を銀鑞付けする
ことなどによシ、容易に製造することができる。
件で曲げ上がるように形成した先端部6を銀鑞付けする
ことなどによシ、容易に製造することができる。
第3図は、本例と従来例について、水位に応じての凍結
時歪の変化を測定したデータである。被検体は、本例の
ものが外径22.2mm、肉厚0.8關の鋼管から成る
先端部6(曲げ上げ先端部)を備えたヒートパイプ、従
来例が第1図の如き直管のヒートパイプである。各々先
端に歪ゲージを設置して測定を行った。この図かられか
るように、黒点で示す従来例の直管では、水位75%程
度から歪が増え、80%ではかな)の歪とな9、水位8
5%で水を入れると大きな歪発生となる。これに対し、
白点て示す本実施例の場合は、水位85%程度までは殆
んど歪の増加はない。90%以上で歪増加となるだけで
ある。
時歪の変化を測定したデータである。被検体は、本例の
ものが外径22.2mm、肉厚0.8關の鋼管から成る
先端部6(曲げ上げ先端部)を備えたヒートパイプ、従
来例が第1図の如き直管のヒートパイプである。各々先
端に歪ゲージを設置して測定を行った。この図かられか
るように、黒点で示す従来例の直管では、水位75%程
度から歪が増え、80%ではかな)の歪とな9、水位8
5%で水を入れると大きな歪発生となる。これに対し、
白点て示す本実施例の場合は、水位85%程度までは殆
んど歪の増加はない。90%以上で歪増加となるだけで
ある。
試験条件は、温度変化幅が±150−+jイクル、設置
角は水平設置で、ともに全長250mm(本実施例のも
のは曲げ上げ先端部6が30++m)のものを用いた。
角は水平設置で、ともに全長250mm(本実施例のも
のは曲げ上げ先端部6が30++m)のものを用いた。
このデータから、本例の如きヒートパイプを用いれば、
水平設置の場合でも少なくとも最高水位85%までは、
凍結時歪の問題は全く発生しないことがわかる。上記し
た(1)(2)式の条件は、具体的に実施するに当たっ
てこのような各種実験により求めて設定した設定条件で
ある。
水平設置の場合でも少なくとも最高水位85%までは、
凍結時歪の問題は全く発生しないことがわかる。上記し
た(1)(2)式の条件は、具体的に実施するに当たっ
てこのような各種実験により求めて設定した設定条件で
ある。
従って本構成によれば、水位が最大となるヒートパイプ
折曲部5における水位yも、直管の場合よシ高くできる
ため、結局ヒートパイプの許容設置角をも大きくできる
という利点を有することになる。
折曲部5における水位yも、直管の場合よシ高くできる
ため、結局ヒートパイプの許容設置角をも大きくできる
という利点を有することになる。
即ち、第6図を参照して、ヒートパイプを傾斜させた時
の効果について述べれば、次のとおシである。第6図は
、本例構成の形状を有するヒートパイプと、従来の直管
のビートパイプとにつき、ともに水平から0.9°傾斜
して設置して、1日士20Cの熱ティクルを印加後、そ
の外径を測定した結果である。被検体はともに長さ2.
5mの銅製のもので、直径22.2mm、肉厚0.8
mmT: hす、水は150d封入されている。白点で
示した本発明の実施例(曲げ上げ先端部5長さ100+
o+)の方は、熱ブイクル回数が24回経過後でも、っ
ま924日経過後でも、外径に変化はみられなかった。
の効果について述べれば、次のとおシである。第6図は
、本例構成の形状を有するヒートパイプと、従来の直管
のビートパイプとにつき、ともに水平から0.9°傾斜
して設置して、1日士20Cの熱ティクルを印加後、そ
の外径を測定した結果である。被検体はともに長さ2.
5mの銅製のもので、直径22.2mm、肉厚0.8
mmT: hす、水は150d封入されている。白点で
示した本発明の実施例(曲げ上げ先端部5長さ100+
o+)の方は、熱ブイクル回数が24回経過後でも、っ
ま924日経過後でも、外径に変化はみられなかった。
ところが従来の直管の場合は、サイクル回数に応じて外
径は変化してお!D、24−!l−イクル経過後に、は
外径は6mm増加して、破裂段階に近づいている。
径は変化してお!D、24−!l−イクル経過後に、は
外径は6mm増加して、破裂段階に近づいている。
このように本構成を用いれば、0.9°の傾斜を行って
も、と−トパイグ凍結時には、従来の直管ヒートパイプ
と比較して凍結による破損の発生の虞はきわめて小さく
、破損することは殆んどめシ得ないものである。
も、と−トパイグ凍結時には、従来の直管ヒートパイプ
と比較して凍結による破損の発生の虞はきわめて小さく
、破損することは殆んどめシ得ないものである。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、曲げ上げた
先端部6は円みを有している。このためこのビートパイ
プ2は絞シ出し加工で製造でき、折曲部5を溶接す為必
要がない。第2図の例の形状であれば、その折曲部は溶
接せざるを得ない場合が多いが、本例の場合は絞シ加工
でき、溶接不要で、大量生産用に適するという効果があ
る。なお、θは傾斜角で娶る。
先端部6は円みを有している。このためこのビートパイ
プ2は絞シ出し加工で製造でき、折曲部5を溶接す為必
要がない。第2図の例の形状であれば、その折曲部は溶
接せざるを得ない場合が多いが、本例の場合は絞シ加工
でき、溶接不要で、大量生産用に適するという効果があ
る。なお、θは傾斜角で娶る。
第5図は、更に別の実施例である。この例のヒートパイ
プ2は、2か所の折曲部5a、5bにおいて曲げ上げた
ものである。特にヒートパイプ2の管径が比較的小さい
場合は、折シ曲げ場所の数を多くすると、許容設定誤差
を大きくできるという利点がある。
プ2は、2か所の折曲部5a、5bにおいて曲げ上げた
ものである。特にヒートパイプ2の管径が比較的小さい
場合は、折シ曲げ場所の数を多くすると、許容設定誤差
を大きくできるという利点がある。
第4図、第5図の例とも、折曲部5t5a*5bの水位
は内径の85%以下、先端の水位は75%になるように
先端部6の曲げ上げのための折曲げ角度を設定して、実
際の使用に供することができる。
は内径の85%以下、先端の水位は75%になるように
先端部6の曲げ上げのための折曲げ角度を設定して、実
際の使用に供することができる。
上記説明した各ヒートパイプ2は、例えば第7図及び第
8図に示すようにして実嘩に使用するこ第7図は、ヒー
トパイプ2の配設状態を示すもので、ガラス管1の内部
にヒートパイプ2が封入されている。該ヒートパイプ2
の他端がわはガラス管lが出て、熱交換用のヘッダー9
に接続されている。図中符号10はヒートパイプ凝縮部
であシ、11は冷却水であって、この凝縮部=10で暴
発した熱媒体(水)が凝縮して、熱交換が行われる。ガ
ラス管lの内部は真空になっている。ヒー分が蒸発して
いることを想定しておシ、少ない量第8図は、このよう
雇太陽熱集熱器を屋根12の上に設置した状態を示す。
8図に示すようにして実嘩に使用するこ第7図は、ヒー
トパイプ2の配設状態を示すもので、ガラス管1の内部
にヒートパイプ2が封入されている。該ヒートパイプ2
の他端がわはガラス管lが出て、熱交換用のヘッダー9
に接続されている。図中符号10はヒートパイプ凝縮部
であシ、11は冷却水であって、この凝縮部=10で暴
発した熱媒体(水)が凝縮して、熱交換が行われる。ガ
ラス管lの内部は真空になっている。ヒー分が蒸発して
いることを想定しておシ、少ない量第8図は、このよう
雇太陽熱集熱器を屋根12の上に設置した状態を示す。
図における左右方向は南北方向でアシ、従って図示の如
く屋根の南北方向に対して、真空ガラス管lは東西方向
に設置される。このような設置であると、夏至、春秋分
。
く屋根の南北方向に対して、真空ガラス管lは東西方向
に設置される。このような設置であると、夏至、春秋分
。
冬至の各時期の光線はそれぞれ符号■、n、mで示すよ
うになシ、東西方向にほぼ水平に設置したビートパイプ
2に対し、−日中効率の良い光照射が行われる。図中′
1′iは反射鏡であって、光を能率良くヒートパイプ2
に集光させる役割を果たす。
うになシ、東西方向にほぼ水平に設置したビートパイプ
2に対し、−日中効率の良い光照射が行われる。図中′
1′iは反射鏡であって、光を能率良くヒートパイプ2
に集光させる役割を果たす。
上述の如く本発明に係る太陽熱集熱器のヒートパイプは
、その先端部を上方に曲げ上げて、熱媒体用の水を入れ
た場合その水位の上に余裕空間が形成される構成とした
ので、パイプ内の水が凍結、、した場合でもその体積膨
張は余裕空間内において増加し、従って、バイブ破損を
もたらすことが防止される。かつこのような効果は、と
−トパイプを水平からやや傾斜させた時にも維持され、
従って凍結、の虞を防止しつつヒートパイプ設置の傾斜
角層を大きくすることができて、効率が良いという効果
をも有する。
、その先端部を上方に曲げ上げて、熱媒体用の水を入れ
た場合その水位の上に余裕空間が形成される構成とした
ので、パイプ内の水が凍結、、した場合でもその体積膨
張は余裕空間内において増加し、従って、バイブ破損を
もたらすことが防止される。かつこのような効果は、と
−トパイプを水平からやや傾斜させた時にも維持され、
従って凍結、の虞を防止しつつヒートパイプ設置の傾斜
角層を大きくすることができて、効率が良いという効果
をも有する。
なお当然のことではあるが、本発明は図示の各実施例に
のみ限定されるものではない。
のみ限定されるものではない。
第1図は従来例の断面図でろる。第2図は本発明の第1
の実施例の側面図である。第3図は従来例と該実施例と
の歪測定結果を表すグラフである。 第4図及び第5図は各々本発明の他の実施例を示す側面
図である。第6図は従来例と第3図の実施例とについて
のヒートパイプ外形変化の測定結果2 ざ を表すグラフである。第含図及び第孕図は、上記各側の
設置状態の一例を示す図である。
の実施例の側面図である。第3図は従来例と該実施例と
の歪測定結果を表すグラフである。 第4図及び第5図は各々本発明の他の実施例を示す側面
図である。第6図は従来例と第3図の実施例とについて
のヒートパイプ外形変化の測定結果2 ざ を表すグラフである。第含図及び第孕図は、上記各側の
設置状態の一例を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、水を熱媒体とする太陽熱集熱器に用いるヒートバイ
1において、該ヒートパイプ先端部を上方に曲は上げて
、ヒートパイプに熱媒体用の水を入れた場合その水位の
上に余裕空間が形成される構成としたことを特徴とする
太−熱集熱器のヒートパイプ。 2、 ヒートパイプ先端における水位が、パイプ内径の
70%以下になるように先端部□を曲げ上げて構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の太陽熱
集熱器のヒートパイプ。 3、先端部を曲げ上げるために折曲げた核折曲部におけ
る水位が、パイプ内径の85%以下になるように先端部
を曲げ上げて構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2瑣に記載の太陽熱集熱器のヒートパイ
プ。 ′ □
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206104A JPS5997459A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱集熱器のヒ−トパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206104A JPS5997459A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱集熱器のヒ−トパイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997459A true JPS5997459A (ja) | 1984-06-05 |
| JPS6354981B2 JPS6354981B2 (ja) | 1988-10-31 |
Family
ID=16517863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206104A Granted JPS5997459A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱集熱器のヒ−トパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997459A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7710531B2 (en) | 2005-02-15 | 2010-05-04 | Denso Corporation | Liquid crystal display apparatus |
| KR200453485Y1 (ko) * | 2009-01-12 | 2011-05-09 | (주)그랜드솔라 | 태양열 집열장치의 매니폴드 어셈블리 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296093A (ja) * | 1988-05-25 | 1989-11-29 | Nippon Denso Co Ltd | 自動車用ラジエータ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5634056A (en) * | 1979-08-23 | 1981-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar heat collector |
| JPS56114360U (ja) * | 1980-01-31 | 1981-09-02 | ||
| JPS56155257U (ja) * | 1980-04-18 | 1981-11-19 | ||
| JPS5754855U (ja) * | 1980-09-12 | 1982-03-31 | ||
| JPS5754849U (ja) * | 1980-09-11 | 1982-03-31 |
-
1982
- 1982-11-26 JP JP57206104A patent/JPS5997459A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5634056A (en) * | 1979-08-23 | 1981-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar heat collector |
| JPS56114360U (ja) * | 1980-01-31 | 1981-09-02 | ||
| JPS56155257U (ja) * | 1980-04-18 | 1981-11-19 | ||
| JPS5754849U (ja) * | 1980-09-11 | 1982-03-31 | ||
| JPS5754855U (ja) * | 1980-09-12 | 1982-03-31 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7710531B2 (en) | 2005-02-15 | 2010-05-04 | Denso Corporation | Liquid crystal display apparatus |
| KR200453485Y1 (ko) * | 2009-01-12 | 2011-05-09 | (주)그랜드솔라 | 태양열 집열장치의 매니폴드 어셈블리 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6354981B2 (ja) | 1988-10-31 |
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