CN111550718B - 一种带有充电模块的路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有充电模块的路灯。带有充电模块的路灯，包括：路灯底座，用于固定到路面上；路灯底座内设有充电模块，充电模块包括：模块壳体，模块壳体内设有元器件安装腔，元器件安装腔形成散热气流通道；热管，其蒸发侧设有蒸发侧翅片；回风通道，设置在模块壳体内，回风通道由各蒸发侧翅片之间的间隔形成；或者，回风通道由热管和模块壳体的对应封隔板围成，蒸发侧翅片位于回风通道内；连通通道，用于连通散热气流通道和回风通道以形成气流回路；内循环风机，设置在气流回路上；还包括：模块散热风道，设置在路灯底座上，供模块壳体置入，外循环风机，与模块散热风道对应，用于在模块散热风道内形成气流以对热管的冷凝侧进行散热。

Description

一种带有充电模块的路灯

技术领域

本发明涉及一种带有充电模块的路灯。

背景技术

为了满足电动汽车的充电，在现有的路灯上集成有充电模块。目前，市场上智慧路灯的充电模块使用的是交流充电，但交流充电相比于直流充电的充电速度较慢，因此直流充电将是一个很好的选择。但直流充电所用的充电模块散热量大，如果不能够有效的将充电模块的热量散发出去，会导致充电模块降额充电，降低充电速度，甚至影响充电模块的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有充电模块的路灯，以解决现有技术中路灯的充电模块不能有效的将热量散发出去，而影响充电模块充电速度的技术问题。

为实现上述目的，本发明带有充电模块的路灯的技术方案是：

带有充电模块的路灯，包括：

路灯底座，用于固定到路面上；

灯杆，设置在路灯底座上方，其上设有照明装置；

所述路灯底座内设有充电模块，充电模块包括：

模块壳体，模块壳体内设有元器件安装腔，元器件安装腔形成散热气流通道；

发热元器件，设置在元器件安装腔内；

热管，包括蒸发侧和冷凝侧，蒸发侧设有蒸发侧翅片；

回风通道，设置在模块壳体内，与散热气流通道并排布置且相互独立，所述回风通道由各蒸发侧翅片之间的间隔形成；或者，所述回风通道由热管和模块壳体的对应封隔板围成，所述蒸发侧翅片位于回风通道内；

连通通道，设置在散热气流通道的进口端和出口端，用于连通散热气流通道和所述回风通道以形成气流回路；

内循环风机，设置在气流回路上，用于形成循环气流；

所述带有充电模块的路灯还包括：

模块散热风道，设置在路灯底座上，供模块壳体置入，模块散热风道在路灯底座上形成进风口和出风口；

外循环风机，与模块散热风道对应，用于在模块散热风道内形成气流以对热管的冷凝侧进行散热。

有益效果是：在内循环风机工作时，使散热气流通道内携带有热量的热风送入回风通道内；在回风通道内，热风携带的热量被蒸发侧翅片吸收而变成冷风，冷风在风机的作用下再次进入散热气流通道，以带走散热气流通道内发热元器件上的热量，实现发热元器件的散热。之后，蒸发侧翅片吸收的热量经热管内的气液变化传递到冷凝侧，冷凝侧将热量散发到模块散热风道内，并通过外循环风机对冷凝侧进行散热，使冷凝侧的热量被模块散热风道内的气流从出风口带出，以实现充电模块的散热。通过内循环风机和外循环风机的协同作用，提高了散热效率。

进一步的，所述模块壳体的两个相背侧分别设有一处所述的回风通道。

有益效果是：通过充电模块的两个相背侧分别设置一处回风通道，进一步提高充电模块的散热效率。

进一步的，以所述散热气流通道的进口端为模块壳体的前端、出口端为模块壳体的后端，所述模块壳体包括后封板，后封板在模块壳体的后端形成凹槽，凹槽具有两个倾斜槽壁，倾斜槽壁用于将气流从散热气流通道的出口端引导至回风通道的进口端。

有益效果是：倾斜槽壁能够更好的将散热气流通道的热风引导送入回风通道内。

进一步的，所述凹槽为等腰梯形，两个倾斜槽壁与等腰梯形的两腰分别对应，凹槽还具有与等腰梯形的顶边对应的槽底，槽底上设有线缆接头，线缆接头供线缆穿装。

有益效果是：将后封板设计成等腰梯形，便于线缆接头在后封板上的设置。

进一步的，所述蒸发侧翅片上设有避让斜角，该避让斜角用于避让相应倾斜槽壁。

有益效果是：这样热管上的蒸发侧翅片能尽可能的延伸至倾斜槽壁处，增加了蒸发侧翅片在前后方向上的长度，提高了吸热效率。

进一步的，所述热管的冷凝侧设有冷凝侧翅片。

有益效果是：通过在热管上设置冷凝侧翅片，进一步提高热管的散热效率。

进一步的，所述模块壳体整体为长方体，其厚度方向与水平方向一致，所述热管为平板式热管，平板式热管沿水平方向布置，形成模块壳体的竖向侧面。

有益效果是：这样可以将热管作为模块壳体的其中一个侧面，简化模块壳体的结构；而且，热管上的蒸发侧翅片可以填充整个回风通道，进一步提高热管的吸热效率。

进一步的，所述充电模块沿水平方向插装在路灯底座内，路灯底座内设有模块支架，模块支架上设有安装台阶，安装台阶具有朝向充电模块的插入方向的挡止台阶面，模块壳体上设有固定耳板，固定耳板沿水平方向固定在挡止台阶面上。

有益效果是：这样设计便于充电模块安装入路灯底座内。

进一步的，所述模块壳体在散热气流通道延伸方向的两端缩入路灯底座内。

有益效果是：模块壳体缩入路灯底座后，使充电模块的两端距离路灯底座进风口和出风口较远，能够提高防水效果。

进一步的，所述路灯底座的横截面为正六边形，所述进风口和出风口分别设置在路灯底座与正六边形的两相对侧边对应的侧面上。

有益效果是：进风口和出风口相对设置，便于气流在模块散热风道内流动，利于气流的进入和排出。

附图说明

图1为本发明智慧路灯的具体实施例1的结构示意图；

图2为图1中智慧路灯的另一视角的结构示意图；

图3为图1中的充电模块安装在底座内的结构示意图；

图4为图3中充电模块的结构示意图；

图5为图4中A-A处的截面图；

图6为图5中热管的结构示意图；

图7为图4中充电模块的热交换简图；

图8为图1中的LED灯珠散热装置的结构示意图；

图中：101-环境监测模块；102-主路路灯；103-辅路路灯；104-视频采集模块；105-液晶显示屏；106-公共WLAN；107-控制保护模块；108-充电模块；109-固定板；110-充电枪；111-上灯杆；112-下灯杆；113-固定座；114-出风口；115-上固定板；116-下固定板；117-模块散热风道；118-进风口；1-热管；2-左封隔板；3-上封隔板；4-风机安装板；6-右封隔板；7-下封隔板；9-线缆接头；10-后封板；11-PCB板；12-内循环风机；13-前封隔板；14-外循环风机；15-冷凝侧；16-蒸发侧；17-蒸发侧翅片；18-去离子水；19-水蒸气；20-冷凝侧翅片；31-散热翅片；32-铝基板；33-LED灯珠。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例1：

如图1和图2所示，路灯包括固定座113和灯杆，固定座113下部焊接有固定板109，固定板109通过紧固件固定在地面上，固定座113和固定板109共同构成路灯底座；灯杆包括上灯杆111和下灯杆112，在现场安装时，上灯杆111和下灯杆112的相对端焊接连接，下灯杆112的下端焊接在固定座113上，将灯杆分成两部分，便于灯杆的运输，其中，灯杆为中空杆，以便于电缆走线。

本实施例中，上灯杆111上设有环境监测模块101，环境监测模块101采用无线数据传输模块，环境监测模块101可实现24小时全天候在线监测，可监测温湿度、PM2.5、噪声、二氧化硫气体、氮氧化合物等环境因子，各测试点的数据通过无线通讯直接上传至监测后台，大大节省了环保部门的监测成本，提高了监测效率。

本实施例中，上灯杆111上集成有主路路灯102和辅路路灯103。以主路路灯102为例，如图8所示，主路路灯102包括铝基板32，铝基板32的下侧设有LED灯珠33，铝基板32的上侧设有散热翅片31，LED灯珠33外罩设有透明灯罩（未画出）；LED灯珠33为大功率LED芯片，其焊接在铝基板32的下侧，铝基板32和散热翅片31冷焊围成一密闭腔，密闭腔内部抽真空且填充一定比例的去离子水18，铝基板32的上侧面刻蚀有微小沟道，散热翅片31的下侧面为光滑面。

LED灯珠33产生的热量经过铝基板32后，被去离子水18吸收，去离子水18吸收热量后蒸发变成水蒸气19，水蒸气19遇到散热翅片后重新凝结成去离子水18并释放能量，此时热量经过散热翅片31散发到周围环境中，去离子水18落到铝基板32的上侧。整个热量传递过程为LED灯珠-铝基板-去离子水-水蒸气-散热翅片-周围环境。

本实施例中，上灯杆111上集成有视频采集模块104，视频采集模块104将监控的视频通过电缆线传输到控制保护模块107，控制保护模块107经过视频分析和视频处理将处理的结果发送到后台，后台可通过某些导航平台发布关于路灯附近的车流量信息，而车主可将充电需求信息告知平台，平台通过统计可合理安排车辆到最近且闲置的智慧路灯处进行充电。

灯杆上集成有液晶显示屏105和公共WLAN106，液晶显示屏105可通过控制保护模块107在线传输宣传信息，公共WLAN106可使得城市居民在一定范围内连接上无线信号，免费使用无线网络。

如图1和图3所示，固定座113内设有模块散热风道117，充电模块108沿水平方向插装在模块散热风道117内，固定座113内设有模块支架，模块支架包括上固定板115和下固定板116，上固定板115和下固定板116均设有安装台阶，安装台阶具有朝向充电模块108的插入方向的挡止台阶面，充电模块108固定装配在固定座113内的模块支架上，并通过挡止台阶面挡止定位，充电模块108通过线缆连接有充电枪110。固定座113的横截面为正六边形，进风口118和出风口114对称布置。

本实施例中，充电模块108在散热气流通道延伸方向的两端缩入固定座113内，使充电模块的两端距离固定座113的进风口118和出风口114较远，能够提高防水效果。

如图4所示，充电模块108包括模块壳体，模块壳体包括壳本体和热管1，壳本体内设有散热气流通道，散热气流通道内设有PCB板11；热管1与壳本体的相应封隔板围成回风通道，回风通道与散热气流通道通过连通通道连通，以实现气流的循环流动。其中PCB板11主要实现交直流的转换，为待充电设备提供充电电流，发热元器件安装在散热气流通道内的PCB板11上。

以散热气流通道内热风的流动方向为前后方向，如图4和图5所示，壳本体整体为长方体，充电模块108单独放置时，其厚度方向与上下方向一致，壳本体包括左封隔板2、右封隔板6、风机安装板4、上封隔板3以及下封隔板7，左封隔板2和右封隔板6固设在上封隔板3和下封隔板7之间并在左右方向上缩进上封隔板3和下封隔板7内，各封隔板之间通过螺钉固定连接的位置处设有密封条，以保证模块壳体的密封性能。应当说明的是，充电模块放入固定座113内后，充电模块的厚度方向与水平方向一致。

本实施例中，散热气流通道由上封隔板3、下封隔板7和左封隔板2、右封隔板6围成，左封隔板2和右封隔板6的相背侧分别设有热管1，上封隔板3和下封隔板7与热管1、左封隔板2围成壳本体左侧的回风通道，上封隔板3和下封隔板7与热管1、右封隔板6围成壳本体右侧的回风通道。通过在壳本体的左右两侧均设置回风通道，进一步提高充电模块的散热效率。

如图4所示，模块壳体还包括后封板10，后封板用于封堵模块壳体的后部，后封板10在壳本体的后端形成凹槽，凹槽为等腰梯形且开口朝后，凹槽具有两个倾斜槽壁，两个倾斜槽壁与等腰梯形的两腰分别对应，凹槽还具有与等腰梯形的顶边对应的槽底；本实施例中，倾斜槽壁用于将气流从散热气流通道的出口端引导至回风通道的进口端，以减少风阻。

凹槽的槽底处于模块壳体的中间位置，槽底固设有线缆接头9，线缆接头9供线缆穿装，以实现线缆连接到PCB板11上，进而实现交流输入和直流输出。其中，线缆接头9为防水接头，防水接头在上下方向设置有两个。

如图4和图5所示，风机安装板4上安装有两个内循环风机12，两个内循环风机12分别对应相应的倾斜槽壁设置，即各内循环风机12与相应的倾斜槽壁在前后方向上间隔布置，以使散热气流通道内的热风能够更快的进入到相应回风通道内。

本实施例中，风机安装板4处于散热气流通道的进口端，即内循环风机12为吹风风机，内循环风机12处于散热气流通道的进口端，这样便于设置内循环风机12在壳本体内的位置。

本实施例中，前封隔板13上设有显示屏，显示屏用于显示充电时的参数等信息。前封隔板13的左右两端均设有外循环风机14，外循环风机14为吹风风机，以将热管1冷凝侧翅片20散发的热量从模块散热风道117内吹出，避免热量在固定座113内堆积。

本实施例中，前封隔板13于两个外循环风机14的相背侧设有固定耳板，模块壳体通过固定耳板固定在安装台阶的挡止台阶面上。

如图5和图6所示，热管1上设有蒸发侧翅片17和冷凝侧翅片20，蒸发侧翅片17处于回风通道内，用于吸收回风通道内热风携带的热量，冷凝侧翅片20裸露在模块壳体外，将热管1吸收的热量散发到外部环境中去。

本实施例中，热管1为平板式热管，其沿竖向布置，且热管1与壳本体的相应封隔板等高。这样可以将热管1作为模块壳体的其中一个侧板，简化模块壳体的结构；而且，热管1与壳本体的相应封隔板等高，使热管1上的蒸发侧翅片17填充整个回风通道，进一步提高热管1的吸热效率。

热管1的内部为中空结构，中空结构内为真空状态，并充有一定比例的去离子水18,作为热传递介质。

热管1内部靠近蒸发侧翅片17的一侧为蒸发侧16，靠近冷凝侧翅片20的一侧为冷凝侧15，蒸发侧16的侧面上刻蚀有微小沟道，冷凝侧15的侧面为平整面。在其他实施例中，蒸发侧的侧面上金属烧结有微小沟道。在热管工作时，蒸发侧16在微小沟道的吸力作用下，将去离子水18吸附在蒸发侧16的侧面上，之后，蒸发侧16侧面上的去离子水吸收蒸发侧翅片17上的热量变成水蒸气19，水蒸气19接触到冷凝侧15的侧面后，受冷凝结成液态的去离子水18，并将热量传递给冷凝侧翅片20上，冷凝侧翅片再将热量散发到模块散热风道117中去。

本实施例中，蒸发侧翅片17和冷凝侧翅片20为波浪形状，以增加翅片的表面积，进而提高散热效率。

本实施例中，冷凝侧15的侧面喷涂有石墨烯等疏水且导热好的材料，在保证散热效率的同时，提高去离子水的回流效率。

本实施例中，蒸发侧翅片17靠近的后端上设有避让斜角，该避让斜角用于避让相应倾斜槽壁，以避免与倾斜槽壁发生干涉。

如图4和图7所示，在内循环风机12开始工作时，散热气流通道内发热的发热元器件产生的热量以热风的形式被风机吹向充电模块的后部，并经相应倾斜槽壁进入到散热气流通道两侧的回风通道内，热风经过回风通道内的蒸发侧翅片17时，热风携带的热量被蒸发侧翅片吸收，使热风变成冷风，蒸发侧翅片17上的热量经冷凝侧翅片20排向模块散热风道，而冷风再次被内循环风机12吸入并吹向散热气流通道内，以实现发热元器件的散热。之后，通过外循环风机14对冷凝侧进行吹风散热，使冷凝侧的热量被模块散热风道117内的气流从出风口带出，以实现充电模块的散热。通过内循环风机12和外循环风机14的协同作用，提高了散热效率。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例2：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，回风通道设置在壳本体的左右两侧，以提高散热效率，本实施例中，回风通道设置在壳本体的上下两侧，以提高散热效率。在其他实施例中，回风通道可以设置在壳本体的上侧或下侧。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例3：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，后封板10为开口朝后的槽形结构，槽形结构包括两个倾斜槽壁，倾斜槽壁能够更好的将散热气流通道的热风引导送入回风通道内，本实施例中，后封板包括两个弧形槽壁，两个弧形槽壁的开口均朝前，两个弧形槽壁能够更好的将散热气流通道的热风引导送入回风通道内。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例4：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，后封板形成的凹槽为等腰梯形，凹槽包括连接两个倾斜槽壁的槽底，槽底便于安装线缆接头，本实施例中，后封板形成的凹槽为V形槽，此时凹槽仅包括两个倾斜槽壁，线缆接头安装在其中一个倾斜槽壁上。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例5：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，内循环风机12的数量为两个，两个内循环风机12分别对应相应的倾斜槽壁设置。本实施例中，内循环风机的数量为一个，内循环风机设置在散热气流通道的进口端的中间位置。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例6：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，内循环风机12为吹风风机，内循环风机12设置在散热气流通道的进口端，本实施例中，内循环风机为吸风风机，内循环风机设置在散热气流通道的出口端。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例7：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，充电模块的厚度方向与水平方向一致，以充分利用固定座113内的空间。本实施例中，充电模块的厚度方向与竖直方向一致，此时需要将固定座在水平方向上做的较大。

本发明带有充电模块的路灯的具体实施例8：

与具体实施例1的区别在于，实施例1中，回风通道由热管1和模块壳体的对应封隔板围成，蒸发侧翅片17位于回风通道内，本实施例中，回风通道由各蒸发侧翅片之间的间隔形成。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.带有充电模块的路灯，包括：

路灯底座，用于固定到路面上；

灯杆，设置在路灯底座上方，其上设有照明装置；

其特征在于，

所述路灯底座内设有充电模块，充电模块包括：

模块壳体，模块壳体内设有元器件安装腔，元器件安装腔形成散热气流通道；

发热元器件，设置在元器件安装腔内的PCB板上；

热管，包括蒸发侧和冷凝侧，蒸发侧设有蒸发侧翅片；

回风通道，设置在模块壳体内，与散热气流通道并排布置且相互独立，所述回风通道由各蒸发侧翅片之间的间隔形成；或者，所述回风通道由热管和模块壳体的对应封隔板围成，所述蒸发侧翅片位于回风通道内；

连通通道，设置在散热气流通道的进口端和出口端，用于连通散热气流通道和所述回风通道以形成气流回路；

内循环风机，设置在气流回路上，用于形成循环气流；

所述带有充电模块的路灯还包括：

模块散热风道，设置在路灯底座上，供模块壳体置入，模块散热风道在路灯底座上形成进风口和出风口；

外循环风机，与模块散热风道对应，用于在模块散热风道内形成气流以对热管的冷凝侧进行散热；所述模块壳体上下方向的两个相背侧分别设有一处所述的回风通道；以所述散热气流通道的进口端为模块壳体的前端、出口端为模块壳体的后端，所述模块壳体包括后封板，后封板在模块壳体的后端形成凹槽，凹槽具有两个倾斜槽壁，倾斜槽壁用于将气流从散热气流通道的出口端引导至回风通道的进口端；

充电模块在路灯底座内安装好之后，所述PCB板板面上下延伸地设置在所述元器件安装腔内。

2.根据权利要求1所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述凹槽为等腰梯形，两个倾斜槽壁与等腰梯形的两腰分别对应，凹槽还具有与等腰梯形的顶边对应的槽底，槽底上设有线缆接头，线缆接头供线缆穿装。

3.根据权利要求1所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述蒸发侧翅片上设有避让斜角，该避让斜角用于避让相应倾斜槽壁。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述热管的冷凝侧设有冷凝侧翅片。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述模块壳体整体为长方体，其厚度方向与水平方向一致。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述充电模块沿水平方向插装在路灯底座内，路灯底座内设有模块支架，模块支架上设有安装台阶，安装台阶具有朝向充电模块的插入方向的挡止台阶面，模块壳体上设有固定耳板，固定耳板沿水平方向固定在挡止台阶面上。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述模块壳体在散热气流通道延伸方向的两端缩入路灯底座内。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的带有充电模块的路灯，其特征在于，所述路灯底座的横截面为正六边形，所述进风口和出风口分别设置在路灯底座与正六边形的两相对侧边对应的侧面上。

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