CN106594648B - 自动清洁的太阳能led节能路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路照明用路灯，具体的说是一种可自动清洁的太阳能LED节能路灯；包括路灯灯头以及太阳能电池板，路灯灯头包括有灯罩、LED灯珠组、散热片以及弹性上盖，其中，散热片下方设置容纳并贴合LED灯珠组的凹槽，弹性上盖密封连接散热片背部；所述太阳能电池板的两侧设置有轨道，轨道间安装有与太阳能电池板上表面接触的轨道刷，轨道刷与太阳能电池板底端之间设有伸缩气囊，伸缩气囊通过进气管连接到弹性上盖，伸缩气囊的出口连接到铜箱，铜箱下方设有连接到弹性上盖的供液管，进气管在灯罩表面设置有一个U形弯折部，该U形弯折部的直管段外壁设置有刷毛；采用本发明技术方案的太阳能LED节能路灯，可自动清洁灰尘，并且具备良好散热效果。

Description

自动清洁的太阳能LED节能路灯

技术领域

本发明涉及一种道路照明用路灯，具体的说是一种可自动清洁的太阳能LED节能路灯。

背景技术

道路照明是城市照明的重要组成部分，它与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野，已经逐渐成为城市照明节能改造的最佳选择。此外为了响应节能减排，很多厂商开始将太阳能引入到路灯行业，开始制造太阳能LED节能路灯，它通过采用晶体硅太阳能电池白天发电，免维护的蓄电池储存电能，用LED灯具作为光源，最后统一由充放电控制器控制三者的配合，不仅从而实现无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费，大大拓宽了LED路灯的应用领域，广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。

太阳能LED节能路灯虽然使用越来越广泛，但其仍然存在一些不尽如人意的地方

LED节能路灯的灯罩一般设置在灯具下方，由于长期户外使用，灯罩多有积灰，通常使用一年以上的路灯，其透光率可下降多达60%，而长期不进行清洗，有些灰尘和昆虫尸体甚至还会腐蚀灯具材料；同样，作为发电部件的太阳能电池，其上表面不仅更容易积灰、而且对灰尘更为敏感，因为灰尘会影响太阳能电池的对光的吸收，如果不能及时对板面进行清洗维护，将直接影响到路灯的正常使用。现有的方式多采用人工对路灯清洗，如果采用升降机配合人工擦洗，则效率低下，成本高昂；如果采用人工高压水冲洗，则难以清理太阳能电池，且容易损坏灯罩，因此急需要一种合适的清洁方式，来保证太阳能LED节能路灯的长期稳定运行。

同时，LED节能路灯灯珠组温度可高达150℃，对于散热要求较高，因为LED是半导体元器件，其晶片受到温度影响会不断缩短使用寿命，虽然理论上大功率LED路灯的寿命在3～5万小时，但其重要前提是有良好的散热性，因此厂商需要在LED灯珠的背面设置散热装置，一般是设有大量散热翅片的铝板。大量的散热用铝板不仅成本高昂，而且使得LED灯头重量高达２０Ｋｇ，进而对LED路灯的安装立柱提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动清洁灰尘，并且具备良好散热效果的太阳能LED节能路灯。

为了实现上述目的，本发明提供一种自动清洁的太阳能LED节能路灯，包括有竖直安装在地面上的立柱，以及立柱上端左右相对设置的路灯支架和太阳能电池板支架，所述路灯灯头以及太阳能电池板分别安装固定在路灯支架和太阳能电池板支架的端部，所述路灯灯头包括有灯罩、LED灯珠组、散热片以及弹性上盖，其中，散热片下方设置容纳并贴合LED灯珠组的凹槽，所述灯罩与凹槽的边缘密封连接，所述散热片的背部设置有翅片，所述弹性上盖密封连接散热片背部，其内部供有乙醇；所述太阳能电池板的两侧设置有轨道，轨道间安装有与太阳能电池板上表面接触的轨道刷，轨道刷的两端与太阳能电池板底端之间设置有伸缩气囊，伸缩气囊的下端通过进气管连接到弹性上盖上，伸缩气囊的出口通过出气管连接到一个设置在路灯支架上的铜箱中，出气管的管径不超过进气管管径的二分之一，铜箱下方设置有连接到弹性上盖的供液管，供液管中设置有吸液棉线，所述进气管在灯罩表面设置有一个U形弯折部，该U形弯折部的直管段外壁设置有刷毛，两直管段之间设置有将其拉近的弹性绳。

采用本发明技术方案的自动清洁的太阳能LED节能路灯具有如下特点：由于弹性上盖密封连接散热片背部，形成一个腔体，而铜箱下方设置有连接到弹性上盖的供液管，供液管中设置有吸液棉线，这样LED灯珠组产生的热量通过翅片不断与棉线上的乙醇作用，乙醇蒸发带走热量，蒸发后的乙醇进入进气管并形成管压，由于进气管连接到伸缩气囊的下端，并且进气管在灯罩表面设置有一个U形弯折部，该U形弯折部的直管段外壁设置有刷毛，两直管段之间设置有将其拉近的弹性绳，这样管压会促使U形弯折部克服弹性绳的拉力而向两侧张开，在张开的过程中直管段外壁的刷毛实现对灯罩的清扫，而一旦LED灯珠组关闭不再产生热量后，两直管段会在弹性绳的作用下重新归位；由于太阳能电池板的两侧设置有轨道，轨道间安装有与太阳能电池板上表面接触的轨道刷，轨道刷的两端与太阳能电池板底端之间伸缩气囊，伸缩气囊的出口通过出气管连接到一个设置在路灯支架上的铜箱中，出气管的管径不超过进气管管径的二分之一，这样当乙醇汽沿进气管进入到伸缩气囊时，伸缩气囊会在进气管与出气管流量差下形成的压力差，从而膨胀伸缩并带动轨道刷沿轨道向上移动，实现对太阳能电池板的清扫，当LED灯珠组关闭不再产生热量后，轨道刷会在重力的作用下挤压伸缩气囊并重新归位，完成对太阳能电池板的一个清扫周期。

为了降低成本，还可选择水作为散热和动力介质。

作为优选方案，所述出气管为散热铜管，其上设置有单向阀，这样进入出气管的乙醇蒸气会很快液化，而液化后的乙醇不仅不会重新流入伸缩气囊，而且还会在气体的推动下重新排入铜箱，便于循环利用。

作为优选方案，所述弹性上盖覆盖散热片面积不超过二分之一，这样的设计可以使得散热片也可以通过风冷的方式散热，以提高整体散热片的可靠性。

作为优选方案，所述伸缩气囊内设置有弹性复位装置，这样的设置可以实现伸缩气囊在LED节能路灯关闭后，即散热片不再产生热量后，重新回到收缩状态，完成太阳能电池板的二次清扫，同时可以在下一次亮灯后重新实现伸缩，为太阳能电池板进行重复清扫。

作为优选方案，所述伸缩气囊为波纹管，伸缩气囊的出口设置在波纹管的上端，由于波纹管为常见工业产品，因此这样的设计可以降低部件成本。

作为优选方案，所述弹性复位装置为拉簧或皮筋，以降低部件成本。

作为优选方案，所述U形弯折部的两个直管段外壁设置有防止其弯曲的支撑杆。

作为优选方案，所述弹性上盖的顶部两侧分别设置有连接支撑杆的拉绳，这样弹性上盖在内部气压的作用下膨胀，从而收缩拉绳，进而带动支撑杆和U形弯折部的直管段，直管段外壁设置的刷毛可以对灯罩进行洁。

附图说明

图1为本发明实施例自动清洁的太阳能LED节能路灯的结构示意图；

图2为本发明实施例中路灯灯头的仰视示意图状态一；

图3为本发明实施例中路灯灯头的仰视示意图状态二；

图4为本发明实施例中路灯灯头的主视示意图；

图5为本发明实施例中太阳能电池板的结构示意图。

其中，立柱1，路灯灯头2，灯罩21，散热片22，弹性上盖23，太阳能电池板3，轨道31，轨道刷32，伸缩气囊4，进气管41，出气管42，铜箱5，供液管51，刷毛61，弹性绳62，支撑杆63，拉绳64。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1～5所示：本发明提供一种自动清洁的太阳能LED节能路灯，包括有竖直安装在地面上的立柱1，以及立柱1上部左、右相对焊接固定的路灯支架和太阳能电池板支架，路灯灯头2以及太阳能电池板3分别采用安装固定在路灯支架和太阳能电池板支架的端部，路灯灯头2包括有灯罩21、LED灯珠组、散热片22以及弹性上盖23，其中，散热片22采用铝制结构，散热片22下方设置容纳并贴合LED灯珠组的凹槽，凹槽在散热片22压铸成型时形成，灯罩21与凹槽的边缘密封连接，灯罩21采用耐热的平板玻璃，散热片22的背部设置有翅片，弹性上盖23采用耐热柔软的硅胶材质，其边缘通过螺钉挤压密封连接散热片背部，弹性上盖23与散热片背部间提供有乙醇，弹性上盖23覆盖散热片面积不超过二分之一，此处选择为二分之一，这样使得散热片也可以通过风吹翅片的方式散热；太阳能电池板3的两侧设置有轨道31，两轨道31平行设置，其间安装有与太阳能电池板3的上表面接触的轨道刷32，轨道刷32由横向杆、横向杆外壁的刷毛以及横向杆两端与轨道31连接的滚轮组成，横向杆端部与太阳能电池板的底端之间安置有伸缩气囊4，伸缩气囊4为硅胶材质的波纹管，波纹管内部设置有使其沿轴向收缩的复位拉簧，复位拉簧可以根据实际需要更换为皮筋，波纹管密封设置，其上端通过进气管41连接到弹性上盖23上，波纹管的出口设置在波纹管的下端，并通过出气管42连接到一个固定在路灯支架上的铜箱5中，铜箱5的内部装有不超过其容积三分之一的乙醇，出气管42采用薄壁铜管，其管径不超过进气管41管径的二分之一，此处选择为三分之一，以便于乙醇蒸汽在波纹管中形成更大的压力差，推动波纹管伸缩，为了尽量避免出气管42中被冷却的乙醇回流到波纹管，在出气管42靠近波纹管的位置安装有单向阀，而为了增大铜箱5的散热面积，铜箱5的壁可以做成波纹形；铜箱5的设置高度略高于路灯灯头2，但低于太阳能电池板3的底部，以便于乙醇想铜箱5回流，铜箱5下方设有连接到弹性上盖的供液管51，供液管51中设有吸液棉线，吸液棉线填满供液管51，并且吸液棉线的两端分别伸出供液管51，吸液棉线位于弹性上盖23内的部分应均匀覆盖在散热片22上，进气管41在灯罩21的表面设有一个U形弯折部，该U形弯折部的直管段外壁设置有刷毛61，两直管段之间设置有将其拉近的弹性绳62，为防止U形弯折部的两个直管段弯曲，在直管段的外壁设置有支撑杆63，为保证U形弯折部与灯罩21的接触紧密度，还可以在U形弯折部下方设置两根支撑支撑杆63的钢丝，钢丝两端固定在散热片22上即可，此外钢丝的两端还可设置限位块，以防止U形弯折部过度张开做无用功。为利用弹性上盖23的在膨胀时的弹力，在弹性上盖23顶部两侧分别设有连接支撑杆的拉绳64，这样弹性上盖63在内部气压的作用下膨胀时，会拉动拉绳64，进而带动支撑杆63及直管段外壁的刷毛61对灯罩21进行洁。

本发明技术方案自动清洁的太阳能LED节能路灯是这样工作的：当太阳能LED节能路灯开始亮灯时，散热片22温度开始升高，并加热弹性上盖23中的乙醇，由于一方面不断蒸发带走散热片22 的热量，另一方面开始膨胀弹性上盖23，并沿进气管41开始向外输送，蒸发后的乙醇在进气管41中形成管压，促使U形弯折部在内部压力的作用下向两侧张开，同时膨胀的弹性上盖23也会拉动拉绳64，使U形弯折部两侧克服弹性绳62的拉力而张开，此时支撑杆63带动直管段外壁的刷毛61对灯罩21的表面进行清扫，实现自动清洁作用，如图2所示；气化的乙醇继续沿进气管41进入到伸缩气囊4，由于进气管41的管径远大于出气管42，这样乙醇蒸汽不断在伸缩气囊中积累，促使伸缩气囊4推动轨道刷32向上运动，从而实现轨道刷32对于太阳能电池板3的上表面的清扫，如图4所示；从伸缩气囊4出来的乙醇气体在出气管42中逐渐冷却液化，并在蒸汽和重力的作用下重新流入到铜箱5中，铜箱5中的乙醇会在重力以及吸液棉线的吸附作用下不断供给到散热片22与弹性上盖23的空间中，从而实现带走热量的循环；而伸缩气囊4和U形弯折部在膨胀到所需位置后，会被限位装置卡住，当LED灯珠组关闭不再产生热量后，乙醇不再快速气化，从而弹性上盖23以及进气管41不再受到较大的压力，此时U形弯折部会在弹性绳62的作用下重新靠近，如图3所示；同时轨道刷32会在重力以及回复拉簧的作用下挤压伸缩气囊并重新归位；当LED灯珠组重新开启时，上述系统重复工作，以实现每次开启，不仅对太阳能LED节能路灯实现散热，而且还可以对路灯灯头2和太阳能电池板3实现清扫。

为了降低成本，也可采用水作为散热和动力介质，由于水的气化温度略高，因此最终散热效果略差。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种自动清洁的太阳能LED节能路灯，包括有竖直安装在地面上的立柱，以及立柱上端左右相对设置的路灯支架和太阳能电池板支架，所述路灯灯头以及太阳能电池板分别安装固定在路灯支架和太阳能电池板支架的端部，其特征在于：所述路灯灯头包括有灯罩、LED灯珠组、散热片以及弹性上盖组成，其中，散热片下方设置容纳并贴合LED灯珠组的凹槽，所述灯罩与凹槽的边缘密封连接，所述散热片的背部设置有翅片，所述弹性上盖密封连接散热片背部，其内部供有乙醇；所述太阳能电池板的两侧设置有轨道，轨道间安装有与太阳能电池板上表面接触的轨道刷，轨道刷的两端与太阳能电池板底端之间设置有伸缩气囊，伸缩气囊的下端通过进气管连接到弹性上盖上，伸缩气囊的出口通过出气管连接到一个设置在路灯支架上的铜箱中，出气管的管径不超过进气管管径的二分之一，铜箱下方设置有连接到弹性上盖的供液管，供液管中设置有吸液棉线，所述进气管在灯罩表面设置有一个U形弯折部，该U形弯折部的直管段外壁设置有刷毛，两直管段之间设置有将其拉近的弹性绳；所述铜箱的设置高度高于路灯灯头，且低于太阳能电池板的底部。

2.根据权利要求1所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述出气管为散热铜管，其上设置有单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述弹性上盖覆盖散热片面积不超过二分之一。

4.根据权利要求1或2所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述伸缩气囊内设置有弹性复位装置。

5.根据权利要求1或2所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述伸缩气囊为波纹管，伸缩气囊的出口设置在波纹管的上端。

6.根据权利要求4所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述弹性复位装置为拉簧或皮筋。

7.根据权利要求1所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述U形弯折部的两个直管段外壁设置有防止其弯曲的支撑杆。

8.根据权利要求7所述的自动清洁的太阳能LED节能路灯，其特征在于：所述弹性上盖的顶部两侧分别设置有连接支撑杆的拉绳。