一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯
技术领域
本发明涉及太阳能LED灯技术领域,具体为一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯。
背景技术
城市道路开始普遍采用太阳能LED路灯作为夜间照明设备,LED灯相较于日光灯和节能灯具有更高的光电转化率,当LED灯的光电转化率仍较低,使得LED灯工作时发热量较大,大功率的LED灯发热量大,需要较好的散热系统进行散热,而目前LED灯基本采用散热片进行散热,散热效果较差,使得LED路灯无法采用较大功率的进行照明,且目前的太阳能LED路灯大多无法利用LED发光产生的余热,本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。
发明内容
技术问题:目前的太阳能LED路灯大多无法利用LED发光产生的余热,且散热效果较差。
为解决上述问题,本例设计了一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯,本例的一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯,包括灯柱,所述灯柱右侧端面上固定连接有支撑杆,所述支撑杆上设有散热发电装置,所述散热发电装置能对LED灯进行散热,并利用所述LED灯的热量发电,所述散热发电装置包括固定连接于所述支撑杆上侧端面上的风冷冷凝器,所述支撑杆下侧端面上固定连接有灯罩,所述支撑杆上设有位于所述风冷冷凝器下侧的风冷装置,所述风冷装置用于对所述风冷冷凝器进行主动散热,所述风冷冷凝器上侧端面上设有风速检测装置,所述风速检测装置用于检测外界风速,并根据外界风速调整所述风冷装置的散热能力,所述支撑杆上设有位于所述风冷冷凝器右侧的降雨量检测装置,所述降雨量检测装置用于检测外部降雨量的大小,并根据降雨量调整所述风冷装置的散热能力,且所述风速检测装置和所述降雨量检测装置能联合调整所述风冷装置的散热能力,所述降雨量检测装置包括固定连接于所述支撑杆上侧端面上且位于所述风冷冷凝器右侧的第五气缸,所述第五气缸内设有第五气腔,所述第五气腔内滑动连接有第五活塞,所述第五活塞与所述第五气腔下侧内壁之间连接有复位弹簧,所述第五气腔左侧端面上固定连接有固定板,所述固定板右侧端面上固定连接有位于所述第五气缸上侧的活塞缸,所述活塞缸内设有开口朝下的活塞腔,所述活塞腔上侧端面上相通连接有雨水收集盘,所述活塞腔内滑动连接有第六活塞,所述第六活塞下侧端面上固定连接有第六活塞杆,所述第六活塞杆向下延伸至所述第五气腔内,且所述第六活塞杆与所述第五活塞固定连接。
可优选地,所述灯罩内设有散热腔,所述LED灯固定连接于所述散热腔下侧端面上,所述LED灯上侧端面上固定连接有蒸发器,所述蒸发器、所述风冷冷凝器内储存有传热工质,所述支撑杆上侧端面上固定连接有锂电池,所述锂电池与所述LED灯电性连接,所述锂电池为所述LED灯提供电能,所述灯柱上固定连接有位于所述支撑杆上侧的光伏板,所述光伏板与所述锂电池之间电性连接有第一电线,所述支撑杆上侧端面上固定连接有位于所述锂电池右侧的叶轮机,所述叶轮机与所述蒸发器之间相通连接有蒸汽输送管,所述叶轮机内转动连接有向右延伸的转轴,所述支撑杆上侧端面上固定连接有位于所述叶轮机右侧的发电机,所述转轴延伸至所述发电机内且能带动所述发电机工作,所述发电机内转动连接有向右延伸的副转轴,所述支撑杆上侧端面上固定连接有位于所述发电机右侧的输送泵,且所述输送泵位于所述风冷冷凝器左侧,所述副转轴向右延伸至所述输送泵内且能带动所述输送泵工作,所述发电机与所述锂电池之间电性连接有第二电线,所述输送泵与所述蒸发器之间相通连接有输入管,所述输送泵与所述风冷冷凝器之间相通连接有回流管,所述风冷冷凝器与所述叶轮机之间相通连接有输气管。
可优选地,所述风冷装置包括转动连接于所述支撑杆上侧端面上的电机轴,所述电机轴向上延伸,所述电机轴上固定连接有位于所述风冷冷凝器下侧的风扇,所述支撑杆下侧端面上固定连接有防水箱,所述防水箱内设有防水腔,所述防水腔上侧内壁上固定连接有滑动电阻,所述滑动电阻与所述电机之间电性连接有,所述电机与所述锂电池之间电性连接有第四电线,所述防水腔右侧端面上固定连接有第一气缸,所述第一气缸内设有第一气腔,所述第一气腔内滑动连接有第一活塞,所述第一活塞左侧端面上固定连接有向左延伸至所述防水腔内的第一活塞杆,所述第一活塞杆上固定连接有能与所述滑动电阻抵接的导杆,所述导杆与所述锂电池之间电性连接有第三电线,所述电机、所述、所述滑动电阻、所述导杆、所述第三电线、所述第四电线、所述锂电池之间构成电路回路。
可优选地,所述风速检测装置包括固定连接于所述风冷冷凝器上侧端面上的第二气缸,所述第二气缸内设有开口朝上的第二气腔,所述第二气腔内滑动连接有第二活塞,所述风冷冷凝器上侧端面上转动连接有向上延伸的测速轴,所述测速轴贯穿所述第二气腔,且所述测速轴与所述第二气腔之间为动密封,所述测速轴上固定连接有位于所述第二气缸上侧的第三气缸,所述第三气缸内设有开口朝右的第三活塞腔,所述第三活塞腔与所述第二气腔之间相通设有气孔,所述第三活塞腔内滑动连接有第三活塞,所述第三活塞与所述第三活塞腔左侧内壁之间连接有拉伸弹簧,所述测速轴上固定连接有位于所述第三气缸上侧的转杯,所述风冷冷凝器上固定连接有位于所述第二气缸右侧的第四气缸,所述第四气缸内设有第四气腔,所述第四气腔内滑动连接有第四活塞,所述第四活塞左侧端面上固定连接有向左延伸至所述第二气腔内的第四活塞杆,所述第四活塞杆与所述第二活塞右侧端面固定连接,所述第四气腔与所述第一气腔之间相通连接有气路管。
可优选地,所述第六活塞杆内设有开口朝上且朝右的导流孔,所述导流孔上侧开口贯通所述第六活塞且与所述活塞腔相通,所述导流孔右侧开口位于所述活塞缸下侧,且所述导流孔右侧开口始终位于所述第五气缸上侧,所述第六活塞杆上设有能与所述导流孔相通的转阀,所述转阀内转动连接有向右延伸至所述活塞腔内的齿轮轴,所述齿轮轴上固定连接有齿轮,所述活塞腔后侧内壁上固定连接有齿条,所述齿条与所述齿轮啮合连接,所述第五气腔与所述第一气腔之间相通连接有气管。
本发明的有益效果是:本发明的散热发电装置通过传热工质吸热蒸发,实现吸收LED灯发光产生的热量,从而提高对LED灯的散热能力,散热发电装置能利用传热工质吸热的热量进行发电,风冷装置能对散热发电装置内的风冷冷凝器进行主动散热,风速检测装置能根据外界风速大小调整风冷装置的主动散热能力,降雨量检测装置能根据外界降雨量大小调整风冷装置的主动散热能力,从而降低风冷装置消耗的电能,从而进一步降低太阳能LED路灯工作过程中消耗的电能,因此本发明能有效利用LED灯发光产生的余热,对LED灯散热效果较好。
附图说明
为了易于说明,本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯的整体结构示意图;
图2为图1的“A”处的结构放大示意图;
图3为图2的“B”处的结构放大示意图;
图4为图2的“C”处的结构放大示意图;
图5为图4的“D”处的结构放大示意图;
图6为图2的“E”处的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图6对本发明进行详细说明,为叙述方便,现对下文所说的方位规定如下:下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯,主要应用于太阳能LED灯,下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明:
本发明所述的一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯,包括灯柱11,所述灯柱11右侧端面上固定连接有支撑杆12,所述支撑杆12上设有散热发电装置101,所述散热发电装置101能对LED灯39进行散热,并利用所述LED灯39的热量发电,所述散热发电装置101包括固定连接于所述支撑杆12上侧端面上的风冷冷凝器25,所述支撑杆12下侧端面上固定连接有灯罩38,所述支撑杆12上设有位于所述风冷冷凝器25下侧的风冷装置102,所述风冷装置102用于对所述风冷冷凝器25进行主动散热,所述风冷冷凝器25上侧端面上设有风速检测装置103,所述风速检测装置103用于检测外界风速,并根据外界风速调整所述风冷装置102的散热能力,所述支撑杆12上设有位于所述风冷冷凝器25右侧的降雨量检测装置104,所述降雨量检测装置104用于检测外部降雨量的大小,并根据降雨量调整所述风冷装置102的散热能力,且所述风速检测装置103和所述降雨量检测装置104能联合调整所述风冷装置102的散热能力,所述降雨量检测装置104包括固定连接于所述支撑杆12上侧端面上且位于所述风冷冷凝器25右侧的第五气缸68,所述第五气缸68内设有第五气腔71,所述第五气腔71内滑动连接有第五活塞69,所述第五活塞69与所述第五气腔71下侧内壁之间连接有复位弹簧70,所述第五气腔71左侧端面上固定连接有固定板72,所述固定板72右侧端面上固定连接有位于所述第五气缸68上侧的活塞缸29,所述活塞缸29内设有开口朝下的活塞腔65,所述活塞腔65上侧端面上相通连接有雨水收集盘28,所述活塞腔65内滑动连接有第六活塞63,所述第六活塞63下侧端面上固定连接有第六活塞杆64,所述第六活塞杆64向下延伸至所述第五气腔71内,且所述第六活塞杆64与所述第五活塞69固定连接。
有益地,所述灯罩38内设有散热腔41,所述LED灯39固定连接于所述散热腔41下侧端面上,所述LED灯39上侧端面上固定连接有蒸发器40,所述蒸发器40、所述风冷冷凝器25内储存有传热工质,所述支撑杆12上侧端面上固定连接有锂电池13,所述锂电池13与所述LED灯39电性连接,所述锂电池13为所述LED灯39提供电能,所述灯柱11上固定连接有位于所述支撑杆12上侧的光伏板15,所述光伏板15与所述锂电池13之间电性连接有第一电线14,所述支撑杆12上侧端面上固定连接有位于所述锂电池13右侧的叶轮机17,所述叶轮机17与所述蒸发器40之间相通连接有蒸汽输送管42,所述叶轮机17内转动连接有向右延伸的转轴19,所述支撑杆12上侧端面上固定连接有位于所述叶轮机17右侧的发电机20,所述转轴19延伸至所述发电机20内且能带动所述发电机20工作,所述发电机20内转动连接有向右延伸的副转轴21,所述支撑杆12上侧端面上固定连接有位于所述发电机20右侧的输送泵22,且所述输送泵22位于所述风冷冷凝器25左侧,所述副转轴21向右延伸至所述输送泵22内且能带动所述输送泵22工作,所述发电机20与所述锂电池13之间电性连接有第二电线16,所述输送泵22与所述蒸发器40之间相通连接有输入管24,所述输送泵22与所述风冷冷凝器25之间相通连接有回流管23,所述风冷冷凝器25与所述叶轮机17之间相通连接有输气管18,通过所述LED灯39发热使所述蒸发器40内的传热工质蒸发,蒸汽通过蒸汽输送管42输送到所述叶轮机17内,从而能带动所述转轴19转动,从而使所述发电机20发电。
有益地,所述风冷装置102包括转动连接于所述支撑杆12上侧端面上的电机轴48,所述电机轴48向上延伸,所述电机轴48上固定连接有位于所述风冷冷凝器25下侧的风扇30,所述支撑杆12下侧端面上固定连接有防水箱33,所述防水箱33内设有防水腔34,所述防水腔34上侧内壁上固定连接有滑动电阻35,所述滑动电阻35与所述电机47之间电性连接有45,所述电机47与所述锂电池13之间电性连接有第四电线37,所述防水腔34右侧端面上固定连接有第一气缸32,所述第一气缸32内设有第一气腔77,所述第一气腔77内滑动连接有第一活塞76,所述第一活塞76左侧端面上固定连接有向左延伸至所述防水腔34内的第一活塞杆43,所述第一活塞杆43上固定连接有能与所述滑动电阻35抵接的导杆44,所述导杆44与所述锂电池13之间电性连接有第三电线36,所述电机47、所述45、所述滑动电阻35、所述导杆44、所述第三电线36、所述第四电线37、所述锂电池13之间构成电路回路,通过所述第一活塞76带动所述第一活塞杆43、所述导杆44左右移动,能改变电路回路的电阻值,从而调整所述电机47、所述风扇30的转速,从而调整主动散热能力。
有益地,所述风速检测装置103包括固定连接于所述风冷冷凝器25上侧端面上的第二气缸50,所述第二气缸50内设有开口朝上的第二气腔58,所述第二气腔58内滑动连接有第二活塞57,所述风冷冷凝器25上侧端面上转动连接有向上延伸的测速轴49,所述测速轴49贯穿所述第二气腔58,且所述测速轴49与所述第二气腔58之间为动密封,所述测速轴49上固定连接有位于所述第二气缸50上侧的第三气缸51,所述第三气缸51内设有开口朝右的第三活塞腔62,所述第三活塞腔62与所述第二气腔58之间相通设有气孔59,所述第三活塞腔62内滑动连接有第三活塞61,所述第三活塞61与所述第三活塞腔62左侧内壁之间连接有拉伸弹簧60,所述测速轴49上固定连接有位于所述第三气缸51上侧的转杯26,所述风冷冷凝器25上固定连接有位于所述第二气缸50右侧的第四气缸52,所述第四气缸52内设有第四气腔56,所述第四气腔56内滑动连接有第四活塞53,所述第四活塞53左侧端面上固定连接有向左延伸至所述第二气腔58内的第四活塞杆55,所述第四活塞杆55与所述第二活塞57右侧端面固定连接,所述第四气腔56与所述第一气腔77之间相通连接有气路管27,通过所述第四活塞53左右移动产生的气流,气流通过所述气路管27输送到所述第一气腔77内,能带动所述第一活塞76左右移动,从而实现调整主动散热能力。
有益地,所述第六活塞杆64内设有开口朝上且朝右的导流孔66,所述导流孔66上侧开口贯通所述第六活塞63且与所述活塞腔65相通,所述导流孔66右侧开口位于所述活塞缸29下侧,且所述导流孔66右侧开口始终位于所述第五气缸68上侧,所述第六活塞杆64上设有能与所述导流孔66相通的转阀67,所述转阀67内转动连接有向右延伸至所述活塞腔65内的齿轮轴73,所述齿轮轴73上固定连接有齿轮75,所述活塞腔65后侧内壁上固定连接有齿条74,所述齿条74与所述齿轮75啮合连接,所述第五气腔71与所述第一气腔77之间相通连接有气管31,所述第四活塞53与所述第四气腔56内壁、所述第五活塞69与所述第五气腔71内壁的滑动阻尼远大于所述第一活塞76与所述第一气腔77内壁的滑动阻尼,使得所述第四活塞53、所述第五活塞69任意一个滑动均能先带动所述第一活塞76滑动。
以下结合图1至图6对本文中的一种具有热能回收功能的太阳能LED路灯的使用步骤进行详细说明:
初始状态:在拉伸弹簧60作用下,第三活塞61位于左限位处,第二活塞57、第四活塞53位于右限位处,在复位弹簧70作用下,第五活塞69、第六活塞杆64、第六活塞63位于上限位处,转阀67处于关闭状态,第一活塞76、第一活塞杆43、导杆44位于右限位处,导杆44与滑动电阻35抵接,此时电路回路中的电阻最小。
LED灯39散热发电过程,白天光伏板15利用阳光进行发电并储存于锂电池13内,夜间LED灯39工作,第一电线14为LED灯39提供电能,LED灯39发光并产生热量,蒸发器40吸收LED灯39热量使蒸发器40内的工质蒸发产生蒸汽,即LED灯39通过蒸发器40内工质吸热降温,蒸汽通过蒸汽输送管42输送到叶轮机17内,并带动叶轮机17工作从而使转轴19转动,转轴19带动发电机20工作发电,发电机20发电产生的电能通过第二电线16输送到锂电池13内储存,且发电机20带动副转轴21转动,副转轴21使输送泵22工作,叶轮机17内的蒸汽通过输气管18输送到风冷冷凝器25内进行散热冷凝成液体,输送泵22将风冷冷凝器25内冷凝后的液体工质通过回流管23抽出,并通过输入管24输送回蒸发器40内,从而完成对LED灯39的散热和利用LED灯39热量进行发电。
对风冷冷凝器25的主动散热过程,电机47启动带动电机轴48、风扇30转动,风扇30产生向上的气流对风冷冷凝器25进行主动散热,
当外界刮风进行辅助散热时,风带动转杯26、测速轴49、第三气缸51、第三活塞61转动,第三活塞61的离心力使第三活塞61向远离测速轴49一侧移动,第三活塞61移动产生的负压通过第二气腔58带动第二活塞57向左移动,第二活塞57通过第四活塞杆55带动第四活塞53向左移动,第四活塞53左移产生的气流通过气路管27输送到第一活塞76内,并推动第一活塞76向左移动,第一活塞76带动第一活塞杆43、导杆44向左移动,使导杆44与滑动电阻35构成的电路回路电阻增大,从而使电机轴48、风扇30转速下降,且随着风速增大,使得第三活塞61离心力增大,使得第二活塞57、第四活塞53左移量增大,从而使第一活塞76左移量增大,从而使电路回路电阻进一步增大,使得电机47、风扇30转速进一步下降,反之风速降低时,在拉伸弹簧60作用下,第三活塞61向靠近测速轴49一侧移动,测速轴49移动产生的气流使第二活塞57、第四活塞53右移,第四活塞53右移产生的负压使第一活塞76右移,从而使电路回路电阻减小,电机47、风扇30转速增大,从而能根据外部风力大小自动调整风扇30转速,从而在保证风冷冷凝器25散热效果不变的同时,节约电能,
当外界降雨进行辅助散热时,雨水通过雨水收集盘28收集到活塞腔65内且位于第六活塞63上侧,收集的雨水通过重力推动第六活塞63下移,第六活塞63带动转阀67、齿轮75、第五活塞69下移,齿轮75通过与齿条74啮合连接实现转动,齿轮75带动齿轮轴73转动,使转阀67逐渐开启,使得第六活塞63上侧收集的雨水通过导流孔66、转阀67、导流孔66右侧开口排出,当转阀67开启程度使雨水收集速度和排出速度相同时,则第六活塞63、转阀67、第五活塞69停止下移,从而能将降雨量转化为第五活塞69下移量,在复位弹簧70作用下,第五活塞69随着降雨量增减进行相应的下移和上移运动,第五活塞69下移产生的气流通过气管31输送到第一气腔77内,并推动第一活塞76左移,从而使电路回路中的电阻增大,从而使电机47、风扇30转速降低,反之雨水量降低,使得第五活塞69上移产生负压带动第一活塞76右移,使得电路回路电阻减小,电机47、风扇30转速增大,从而能根据外部降雨量自动调整风扇30转速,从而在保证风冷冷凝器25散热效果不变的同时,节约电能,
且上述两种自动调整风扇30转速方法,均通过带动第一活塞76左右移动改变电路回路中的电阻实现,使得刮风和降雨两种辅助散热方法能同时对风扇30转速转速进行调整,当刮风和降雨两种辅助散热达到设定的散热效果后,第一活塞76、导杆44左移到左限位处,使得导杆44与滑动电阻35脱离接触,从而停止风扇30转动,即停止主动散热。
本发明的有益效果是:本发明的散热发电装置通过传热工质吸热蒸发,实现吸收LED灯发光产生的热量,从而提高对LED灯的散热能力,散热发电装置能利用传热工质吸热的热量进行发电,风冷装置能对散热发电装置内的风冷冷凝器进行主动散热,风速检测装置能根据外界风速大小调整风冷装置的主动散热能力,降雨量检测装置能根据外界降雨量大小调整风冷装置的主动散热能力,从而降低风冷装置消耗的电能,从而进一步降低太阳能LED路灯工作过程中消耗的电能,因此本发明能有效利用LED灯发光产生的余热,对LED灯散热效果较好。
通过以上方式,本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。