CN209445252U - 一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，包括灯头组件、光学组件及太阳能板；光学组件包括侧发光灯条及光学薄膜组件。本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，采用光学薄膜组件搭配侧发光灯条的灯头方案设计，利用光的反射和折射的原理，将点光源转换成面光源，增大了点光源的发光角度，使点光源的光通量能够均匀的分布在整个灯体空间，大幅提高了灯头的发光率及光能利用率，有效解决了传统采用直下式LED背光源结构搭配光学透镜的灯头方案设计中，存在的光源发光角度受限及光能利用率低等问题。整个灯具具有节能环保、光源单体消耗量少、光能利用率高、散热及密封性良好等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电及路灯技术领域，特别涉及一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头。
背景技术
太阳能系列路灯因其具有节能环保、安全性能高及使用寿命长等优势，已作为传统采用AC供电方式为主要能源消耗的路灯的替代品，被广泛的应用在城市照明网络中为城市街道提供照明。专利号201620349836.7，公布日为2016年4月25日，公布了一种节能LED路灯，采用直下式LED背光源结构搭配光学透镜的路灯头设计方案，该方案中存在光源因发光角度受限，进而造成光源发光率低以及光能利用率不高的问题。同时采用如图1 所示由上至下分别是灯头主体、灯板、钢化玻璃和玻璃压件的直下式LED 背光源结构，还存在对光源单体需求量大及灯具耗电量高的问题。因此亟待设计一种节能环保、光源单体消耗量少，且同时能够有效提高太阳能路灯头的发光率及光能利用率的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头。
实用新型内容
为解决背景技术中提到的现有的太阳能路灯头“因采用如图1所示的，直下式LED背光源结构搭配光学透镜的路灯头设计方案，存在光源的发光角度受限，进而造成光源发光率低以及光能利用率不高”的问题。本实用新型提供一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，包括灯头组件、光学组件及太阳能板；其中，
所述光学组件及所述太阳能板分别设置在所述灯头组件上；
所述光学组件包括侧发光灯条及光学薄膜组件；所述侧发光灯条上侧设有所述光学薄膜组件；所述侧发光灯条与所述太阳能板电性连接。
进一步地，所述灯头组件包括灯壳、密封件及灯罩；所述密封件设置在所述灯壳内部；所述灯罩与所述灯壳采用定位安装方式进行联接装配。
进一步地，所述灯壳内侧设有支架，所述支架内侧侧壁四周设有所述侧发光灯条；所述侧发光灯条上设有若干灯珠；若干所述灯珠与所述太阳能板电性连接。
进一步地，所述密封件与所述支架间设有所述光学薄膜组件。
进一步地，所述光学薄膜组件包括第一扩散片、竖向增光片、横向增光片、第二扩散片、导光板及反射片；所述导光板下方设有所述反射片；所述导管板上方依次设有所述第二扩散片、所述横向增光片、所述竖向增光片及所述第一扩散片。
进一步地，所述密封件本体上设有遮光板及出光孔。
进一步地，所述灯壳本体上设有散热翘片、散热凹槽、透气孔及安装槽；所述安装槽采用固定方式与外部路灯杆进行联接装配。
进一步地，所述灯壳采用高强度铝材及高强度钢材中的至少一种材质制成。
进一步地，所述灯罩采用透明材质制成。
进一步地，所述支架采用金属、导电陶瓷及表面镀有金属镀层的塑料中的至少一种材质制成。
本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，通过与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
1、采用光学薄膜组件搭配侧发光灯条的灯头方案设计，利用光的反射和折射的原理，将点光源转换成面光源，从而实现重新引导光线照射方向的目的，进而增大了点光源的发光角度，使点光源的光通量能够均匀的分布在整个灯体空间，大幅地提升了灯头的发光率及光能利用率。有效解决了传统采用直下式LED背光源结构搭配光学透镜的灯头方案设计中存在光源发光角度受限及光能利用率低等问题。
2、路灯头的光源部分采用侧光式背光源结构设计，相较于传统直下式 LED背光源结构设计，具有体积小、光源单体消耗量低以及节约电能等优势，同时可以使整个灯体内部空间布局也更佳紧凑，提高了空间利用率，避免造成对空间及材料的浪费，降低运营成本。
3、通过在灯头组件上辅助设置密封、散热及雨水引流等结构，使灯具同时兼具有良好的散热性及防水性，有效地解决了传统路灯头因灯体散热性及防水性差等原因，进而引发灯体内部电性元件失效而缩短路灯头使用寿命的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的太阳路灯头组装结构爆炸图；
图2为本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头组装结构爆炸图；
图3为图2中光学薄膜组件部分主视结构图；
图4为图2中灯壳部分主视结构图；
图5本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头组装结构图。
附图标记：
110灯壳 111支架 112散热翘片
113散热凹槽 114透气孔 115安装槽
116封闭沟槽 117太阳能板固定孔 120密封件
121遮光板 122出光孔 123槽孔
124密封唇部 130灯罩 200光学组件
210侧发光灯条 211灯珠 220光学薄膜组件
221第一扩散片 222竖向增光片 223横向增光片
224第二扩散片 225导光板 226反射片
300太阳能板
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，包括灯头组件、光学组件200及太阳能板300；所述光学组件200及所述太阳能板300分别设置在所述灯头组件上；所述光学组件200包括侧发光灯条210及光学薄膜组件220；所述侧发光灯条210上侧设有所述光学薄膜组件220；所述侧发光灯条210与所述太阳能板300电性连接。
具体实施时，如图2及图5所示，本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，包括灯头组件、光学组件200及太阳能板300，所述光学组件200包括侧发光灯条210及光学薄膜组件220，整个灯头采用太阳能光伏发电技术作为主要能源消耗，并对侧发光灯条210进行供电，侧发光灯条210发出的光照射到光学组件200上，光学组件200利用光反射和折射的原理，将点光源转换成面光源，实现对光源照射的方向进行重新引导的目的，进而有效地增大了光源的发光角度，使光线能够均匀的分布在整个灯体空间，大幅地提升了灯头的发光率及光能利用率。
进一步地，本实用新型中路灯头的光源部分采用侧光式背光源结构设计，具有光源单体消耗量少及节约电能等优势。
本实用新型提供的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，通过与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
1、采用光学薄膜组件搭配侧发光灯条的灯头方案设计，利用光的反射和折射的原理，将点光源转换成面光源，从而实现重新引导光线照射方向的目的，进而增大了点光源的发光角度，使点光源的光通量能够均匀的分布在整个灯体空间，大幅地提升了灯头的发光率及光能利用率。有效解决了传统采用直下式LED背光源结构搭配光学透镜的灯头方案设计中存在光源发光角度受限及光能利用率低等问题。
2、路灯头的光源部分采用侧光式背光源结构设计，相较于传统直下式 LED背光源结构设计，具有体积小、光源单体消耗量低以及节约电能等优势，同时可以使整个灯体内部空间布局也更佳紧凑，提高了空间利用率，避免造成对空间及材料的浪费，降低运营成本。
3、通过在灯头组件上辅助设置密封、散热及雨水引流等结构，使灯具同时兼具有良好的散热性及防水性，有效地解决了传统路灯头因灯体散热性及防水性差等原因，进而引发灯体内部电性元件失效而缩短路灯头使用寿命的问题。
优选地，所述灯头组件包括灯壳110、密封件120及灯罩130；所述密封件120设置在所述灯壳110内部；所述灯罩130与所述灯壳110采用定位安装方式进行联接装配。
优选地，所述灯壳110内侧设有支架111，所述支架111内侧侧壁四周设有所述侧发光灯条210；所述侧发光灯条210上设有若干灯珠211；若干所述灯珠211与所述太阳能板300电性连接。
优选地，所述密封件120与所述支架111间设有所述光学薄膜组件220。
优选地，所述光学薄膜组件220包括第一扩散片221、竖向增光片222、横向增光片223、第二扩散片224、导光板225及反射片226；所述导光板225 下方设有所述反射片226；所述导光板225上方依次设有所述第二扩散片224、所述横向增光片223、所述竖向增光片222及所述第一扩散片221。
具体实施时，如图2及图3所示，所述灯头组件包括灯壳110；所述灯壳 110内部设有支架111；所述支架111内侧四周设有所述侧发光灯条210，所述支架111上侧设有所述光学薄膜组件220，其中所述光学薄膜组件220从上至下依次设置有第一扩散片221、竖向增光片222、横向增光片223、第二扩散片224、导光板225及反射片226。
进一步地，如图2及图3所示，制成所述第一扩散片221及第二扩散片 224的基材采用高透过率的聚对苯二甲酸乙酯PET、聚碳酸酯PC及聚甲基丙酸甲酯PMMA中的至少一种高分子复合材料制成，通过在基材中加入若干散射粒子由此制成扩散片。扩散片的工作原理是借助基材中设有的散射粒子的折射和反射作用将侧发光灯条210发出的光进行雾化处理，并将光源由小角度出光集中到正面出光，以此提高正面光线的灰度。其中，本实用新型中所述的光学薄膜组件220中设有的第二扩散片224，主要用于将导光板225发出的光线进行集中并投射到所述横向增光片223及所述竖向增光片222上。本实用新型中所述的光学薄膜组件220中设有的所述第一扩散片221主要用于将所述横向增光片223及所述竖向增光片222射出的光进行雾化，并将侧发光灯条210发出的光线通过所述灯罩130均匀的射出，同时所述第一扩散片221 也起到保护所述横向增光片223及所述竖向增光片222的目的。
进一步地，如图2及图3所示，所述横向增光片223及所述竖向增光片 222的是通过在高透过率的聚对苯二甲酸乙酯PET表面，采用精密成型的加工方式设置一层由丙烯酸树脂成型的棱镜图案的光学薄膜。其中，所述横向增光片223及所述竖向增光片222的工作原理是利用光线折射的原理将侧发光灯条210发出的全方位角度的光束聚集成小角度的光束，并集中投射所述第一扩散片221上，以此实现提高光源亮度的目的。本实用新型中通过正交的方式在所述第二扩散片224上方分别设置有横向增光片223及竖向增光片 222，可将侧发光灯条210发出的分散光向第一扩散片221的中央方向聚集，使第一扩散片221的中央方向的光线亮度提高约95％。
进一步地，如图2及图3所示，所述导光板225的基板采用具有极高反射率且不吸光的光学级亚克力及聚碳酸酯PC中的至少一种材料制成，并利用激光雕刻、V型十字网络雕刻及UV网版印刷金属中的一种雕刻印刷方式在底板上印制导光点。当侧发光灯条210发出的光照射到导光板225上各种疏密及大小不一的导光点上时，反射光会向各个角度扩散，进而破坏了原光线的反射路径，使其通过导光板225的正面射出，进而将侧边发光的光源或点光源转换成面光源，使点光源的光通量能够均匀的分布在整个灯体空间。
进一步地，如图2及图3所示，所述反射片226设置到所述导光板225 的下方，用于将从导光板225底部透出的光重新反射回到导光板225上，从而可有效提高光源的使用效率，在同等面积发光亮度的情况下，具有提高光源的发光率及大幅降低功耗的优势。
进一步地，如图2及图3所示，侧发光灯条210由载体和若干灯珠211 组成，侧发光灯条210分为软灯条和硬灯条，其中硬灯条的载体采用PCB板、铝基板及玻璃纤维板中的至少一种材料制成，而软灯条的载体采用FCP板制成。其中灯珠211多采用LED灯珠构成，其中，LED灯珠采用直插及SMD表贴中的至少一种方式利用焊接或封装胶水贴附在灯条载体表面。封装胶水可采用环氧树脂及硅胶中的至少一种封装剂替代。其中灯珠211可采用2835、3014、 3528、5630及5050中任意一种型号的替代。采用侧光式背光源结构设计相较于传统的直下式LED背光源结构设计，能够有效的节省灯珠211的消耗量，节约电能，利用导光板225对光线的反射作用，大幅地提高了光源的发光率及电能的利用率，具有节能环保、体积小、成本低等特点，具有广泛的应用前景。
进一步地，如图3所示，所述第一扩散片221、所述竖向增光片222、所述横向增光片223、所述第二扩散片224、及所述反射片226采用粘贴固定的方式设置在所述导光板225上。
优选地，所述密封件120本体上设有遮光板121及出光孔122。
具体实施时，如图2所示，所述密封件120本体上还设有若干槽孔123，本体四周设有密封唇部124，所述密封件120通过若干所述槽孔123及所述密封唇部124采用压接的方式与所述灯壳110本体内侧设有封闭沟槽116进行联接装配。利用密封件120和设置在灯壳110本体内侧的封闭沟槽116组成的密封结构，使灯头同时兼具有防水功能，避免因灯体防水能力较差而造成设置在灯腔内部的电性元件因灯体漏水而失效，进而缩短灯具的使用寿命。
进一步地，如图2所示，为使光线能够通过设置在密封件120本体上的出光孔122集中照射在反射片226上，需要在密封件120本体上设有遮光板 121，避免光线向其他方向照射，引发光源利用率低的问题。
优选地，所述灯壳110本体上设有散热翘片112、散热凹槽113、透气孔 114及安装槽115；所述安装槽115采用固定方式与外部路灯杆进行联接装配。
优选地，所述灯壳110采用高强度铝材及高强度钢材中的至少一种材质制成。
具体实施时，如图2及图4所示，本实用新型中采用侧发光灯条210作为路灯头的光源，由于光源在长时间使用中，会产生大量的热量，灯头内部空间的热量因长时间堆积无法散热，会造成灯头内部的电子元件因温度过高而失效，进而引发灯具的使用寿命降低的问题。为解决这一问题，本实用新型中通过在路灯头的灯壳110本体上设置散热翘片112、散热凹槽113及透气孔114，采用空气对流的方式实现对路灯头的有效散热。另外，通过在路灯头的灯壳110本体上设置透气孔114，当下雨时，可以实现对灯头处堆积的雨水进行引流，有效地避免路灯头上部会因雨水堆积，造成灯体内部进水，降进而引发灯具的使用寿命降低的问题。
进一步地，如图2及图4所示，所述灯壳110本体及太阳能板300本体上均设有太阳能板固定孔117，所述太阳能板300通过太阳能板固定孔117利用机械紧固件与所述灯壳110本体进行联接装配。
进一步地，如图2及图5所示，所述灯壳110采用高强度铝材及高强度钢材中的至少一种材质制成，使路灯头灯体具有良好的防水防尘、抗紫外线腐蚀等优势，同时兼具有高效散热性的特点。
优选地，所述灯罩130采用透明材质制成。
优选地，所述支架111采用金属、导电陶瓷及表面镀有金属镀层的塑料中的至少一种材质制成。
具体实施时，如图2所示，所述灯罩130采用玻璃、透明树脂、透明尼龙及透明高阻隔膜中的至少一种透明材质制成。
进一步地，如图2及图4所示，所述支架111内侧侧壁四周设有所述侧发光灯条210，侧发光灯条210因长时间工作会产生大量的热量，为有效提升灯体的散热率，所述支架111采用金属、陶瓷及表面涂覆有金属镀层的塑料中的至少一种导热性较好的材料制成。侧发光灯条210将工作时产生的热量传递到由导热性良好的材料制成的支架111上，所述支架111设置采用高强度铝材及高强度钢材中的至少一种同样具有良好的导热性的材质制成灯壳 110本体内侧，而与其所对应位置的灯壳110本体外侧上设置散热翘片112、散热凹槽113，利用热交换及空气对流的方式，实现对灯体的有效散热，避免灯体内部热量堆积影响电子元件使用寿命。
尽管本文中较多的使用了诸如灯壳、支架、散热翘片、散热凹槽、透气孔、安装槽、封闭沟槽、太阳能板固定孔、密封件、遮光板、出光孔、槽孔、密封唇部、灯罩、光学组件、侧发光灯条、灯珠、光学薄膜组件、第一扩散片、竖向增光片、横向增光片、第二扩散片、导光板、反射片及太阳能板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：包括灯头组件、光学组件(200)及太阳能板(300)；
所述光学组件(200)及所述太阳能板(300)分别设置在所述灯头组件上；
所述光学组件(200)包括侧发光灯条(210)及光学薄膜组件(220)；所述侧发光灯条(210)上侧设有所述光学薄膜组件(220)；所述侧发光灯条(210)与所述太阳能板(300)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述灯头组件包括灯壳(110)、密封件(120)及灯罩(130)；所述密封件(120)设置在所述灯壳(110)内部；所述灯罩(130)与所述灯壳(110)采用定位安装方式进行联接装配。
3.根据权利要求2所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述灯壳(110)内侧设有支架(111)，所述支架(111)内侧侧壁四周设有所述侧发光灯条(210)；所述侧发光灯条(210)上设有若干灯珠(211)；若干所述灯珠(211)与所述太阳能板(300)电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述密封件(120)与所述支架(111)间设有所述光学薄膜组件(220)。
5.根据权利要求1所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述光学薄膜组件(220)包括第一扩散片(221)、竖向增光片(222)、横向增光片(223)、第二扩散片(224)、导光板(225)及反射片(226)；所述导光板(225)下方设有所述反射片(226)；所述导光板(225)上方依次设有所述第二扩散片(224)、所述横向增光片(223)、所述竖向增光片(222)及所述第一扩散片(221)。
6.根据权利要求2所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述密封件(120)本体上设有遮光板(121)及出光孔(122)。
7.根据权利要求2所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述灯壳(110)本体上设有散热翘片(112)、散热凹槽(113)、透气孔(114)及安装槽(115)；所述安装槽(115)采用固定方式与外部路灯杆进行联接装配。
8.根据权利要求7所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述灯壳(110)采用高强度铝材及高强度钢材中的至少一种材质制成。
9.根据权利要求2所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述灯罩(130)采用透明材质制成。
10.根据权利要求3所述的一种具有高发光率及高光能利用率的侧光式太阳能路灯头，其特征在于：所述支架(111)采用金属、导电陶瓷及表面镀有金属镀层的塑料中的至少一种材质制成。
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