TWI404883B - 路燈裝置 - Google Patents

Description

路燈裝置

本發明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種路燈裝置。

發光二極體(LED)具有體積小、效率高、不含汞及壽命長等優點，因此正逐步夠取代現有的螢光燈、白熾燈等，作為新一代的照明光源，尤其是戶外照明光源。但LED在工作時會產生大量的熱，而散熱不佳則會影響LED的發光效率甚至導致LED損毀。因此，目前都圍繞LED燈的散熱系統展開設計，包括散熱片的改進、熱導管的應用、以及增加風扇促成對流散熱等等。然而，目前LED燈所使用的散熱系統中，仍然依靠市電對風扇進行驅動達到對流散熱，這在一定程度上增加了電能的損耗，如此也失去了節能的意義。

有鑒於此，有必要提供一種節能環保的路燈裝置。

一種路燈裝置，包括燈桿、設置於該燈桿上的發光單元、以及設置於燈桿內且與發光單元電性連接的發電機，該燈桿內形成兩端均與外界連通的流道，所述發電機包括設置於流道上並可受流體驅動而旋轉的葉輪，該葉輪包括輪轂及環設於輪轂外圍的複數葉片，每一葉片包括相對的上表面與下表面，所述上表面與下表面相對於一垂直於葉輪軸線的平面對稱。

與習知技術相比，本發明路燈裝置通過流體在燈桿內的流動帶動發電機的葉輪旋轉，一方面產生電能為光源提供電源，另一方面還可驅動氣流帶走發光單元所產生的熱量，無需耗費市電，環保節能。

下面參照附圖結合實施例對本發明路燈裝置作進一步說明。

如圖1所示，本發明一較佳實施例的路燈裝置包括燈桿10、安裝於燈桿10上的發光單元50、設置於燈桿10內的發電機60與蓄電器80。

所述燈桿10包括主桿12、及由主桿12的底端向外延伸的支桿14。其中主桿12呈中空管狀，主桿12內形成第一通道120。主桿12的底端固定於地面上，頂端傾斜向外延伸形成支撐桿13，支撐桿13的末端設有複數通孔130，所述通孔130連通主桿12內的第一通道120的頂端與外界。所述支桿14呈中空狀且兩端開口，第二通道140形成於該支桿14內，並與第一通道120的底端連通，從而所述支桿14內的第二通道140與主桿12內的第一通道120共同形成沿燈桿10的軸向延伸的流道，該流道的兩端均與外界連通。

所述發光單元50設置於燈桿10的流道上，本實施例中，發光單元50設置於支撐桿13上且靠近支撐桿13的末端。發光單元50包括光源54、與光源54連接的散熱器52、以及燈罩56。其中散熱器52位於支撐桿13內，由高導熱係數的材料製成，如鋁、銅等。該散熱器52包括基板520、及形成於基板520的上的複數鰭片522，所述鰭片522平行間隔設置，相鄰的鰭片522之間形成流道524，流道524的方向與燈桿10內的流道對應於發光單元50所在位置處的延伸方向一致。本實施例中，所述光源54包括複數發光二極體，呈陣列狀安裝於基板520上且朝向地面。燈罩56則封罩於光源54的外圍並與基板520形成密封連接，從而避免外界環境中的水汽、灰塵等滲入至發光單元50內而影響路燈裝置的安全性。另外，燈罩56還可對光源54所產生的光進行光學變換，如光學擴散或光學聚集，從而調整光源54的照明範圍。

所述發電機60設置於支桿14內靠近主桿12的位置處，蓄電器80設置於發電機60與發光單元50之間，並通過導線分別與發電機60與發光單元50的光源54相連接。所述發電機60包括葉輪62（圖2）、傳動軸、感應電機等，葉輪62在流體，如氣流、水流等的驅動下轉動並通過傳動軸傳遞至感應電機而驅動感應電機發電。感應電機輸出的電能可暫時存儲於蓄電器80中，在必要時對光源54進行供電，避免電能的浪費。

所述葉輪62的旋轉軸位於支桿14的軸線上，包括輪轂64以及複數葉片66。請同時參閱圖3與圖4，所述葉片66均勻間隔地設置於輪轂64外圍，每一葉片66由輪轂64垂直向外大致呈水準狀延伸，葉片66與輪轂64連接的端部形成連接端660，遠離輪轂64的端部形成自由端662，所有葉片66的連接端660大致位於一與葉輪62軸線相垂直的平面內。

每一葉片66整體上呈扇環狀，其連接端660處的寬度略小於自由端662處的寬度。所述葉片66的上表面664與下表面666均為外凸的曲面，兩者相對於葉片66的連接端660所在的平面呈對稱設置。而在葉片66的寬度方向上，上表面664與下表面666之間的距離是由葉片66的兩側（葉片66靠近相鄰葉片66的側邊）朝向中間增加，也就是說葉片66的厚度是由葉片66的兩側相向向中間增大。優選地，葉片66的最大厚度位置處668與葉片66的寬度方向上的幾何中心不相重合，葉片66的上表面664/下表面666對應於葉片66位於其最大厚度位置處668的較窄的一側（即葉片66的寬度方向上的幾何中心不在的一側）的部分的面積小於其對應於葉片66位於其最大厚度位置處668的較寬的一側（即葉片66的寬度方向上的幾何中心所在的一側）的部分的面積。

圖5所示為葉輪72另一實施例的結構示意圖，其不同之處在於：葉輪72的葉片76整體呈方形，可以理解地，葉片66、76的形狀、大小、數量均可根據實際需求做適當變化。

使用時，本發明路燈裝置可以安裝於戶外提供照明，特別地，所述路燈裝置可以設置於江、河、湖、海等的堤岸上，而將支桿14的末端延伸至水面以下，根據路燈裝置與水面之間的距離，可以適當的加長支桿14的長度，保證支桿14的末端能延伸至水平面以下，由此水面的波動可推動燈桿10內的空氣沿流道流動，具體地講，當水面上漲時，推動燈桿10內的空氣沿流道向上流動，而當水面下降時，則導致燈桿10內的壓力下降，進而帶動外界空氣由支撐桿13上的通孔130進入燈桿10內，並沿流道向下流動。另外，本發明路燈裝置亦可應用於較為空曠的陸地上，使支桿14的末端開口保持打開狀態，從而將自然風引入至燈桿10內，推動燈桿10內的空氣沿流道流動。

當燈桿10內的氣流向上時，葉片66的上表面664受風，而氣流向下時，葉片66的下表面666受風。由於葉片66在其寬度方向上的不對稱，其上表面664/下表面666位於葉片66的最大厚度位置處668的較窄側的面積與位於葉片66的最大厚度位置處668的較寬側的面積不同，當葉片66受風時，葉片66的最大厚度位置處668的兩側所受到的力量不同，從而推動葉輪62旋轉。而由於葉輪62的葉片66在軸向上呈上、下對稱結構，因此氣流向下流動時與向上流動時，發電機60的葉輪62的旋轉方向可以維持不變，發電效率穩定。

當光源54在發電機60的電能的驅動下發光時，熱量也同步產生，光源54產生的熱量通過基板520傳導至散熱鰭片522上，而葉輪62的轉動可進一步推動氣流在燈桿10內的流動，從而可以快速帶走散熱鰭片522的熱量，使光源54維持在較低的工作溫度。由上述內容可知，本發明路燈通過支桿14形成與外界連通的流道，利用流體的波動推動燈桿10內的空氣流動，從而帶動發電機60的葉輪62旋轉，一方面可產生電能為光源54提供電源，另一方面可進一步驅動氣流流動帶走光源54的熱量，從而本發明路燈裝置的發光與散熱均無需耗費市電，節能環保。

實際上，當所述路燈裝置可以設置於江、河、湖、海等的堤岸上，也可由水面的波動直接推動發電機的葉輪62轉動，對光源54供電。此時，可以適當改變支桿14的形狀，使其呈一漸縮的噴嘴狀結構，從而加速流向葉輪62的水流。

圖6所示為本發明路燈裝置另一實施例的結構示意圖，本實施例中，所述燈桿20的支桿14、發光單元50、以及發電機60的結構與第一實施例相同，而燈桿20的主桿22整體呈豎直狀，主桿22內形成豎直的第一通道220，並與支桿14的第二通道140連通，共同形成一流道，主桿22的頂端端面上形成複數通孔222，所述通孔222與流道連通，所述發光單元50則貼設於主桿22的側壁上，從而使散熱器52的流道524的方向與流道的方向相同，類似地，空氣在燈桿20內的流動可帶動發電機60的葉輪62旋轉，一方面產生電能為光源54提供電源，另一方面驅動氣流帶走發光單元50所產生的熱量。

圖7所示為本發明路燈裝置再一實施例，與第二實施例的不同之處在於：燈桿30的主桿32的頂端封閉，主桿32的側壁於靠近主桿32的頂端位置上設有複數通孔322，所述通孔322沿主桿32的圓周方向均勻間隔設置，且均位於發光單元50的上方。所述通孔322與形成於主桿32內的第一通道320流通，從而與支桿14內的第二通道140共同構成一與外界連通的流道，在燈桿10內形成氣流，從而帶動發電機60的葉輪62旋轉為光源54提供電源並進一步驅動氣流帶走發光單元50的熱量。由於通孔322設置於主桿32的側壁上，從而可有效防止雨水等進入燈桿30內。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10、20、30‧‧‧燈桿

12、22、32‧‧‧主桿

120、220、320‧‧‧第一通道

13‧‧‧支撐桿

130、222、322‧‧‧通孔

14‧‧‧支桿

140‧‧‧第二通道

50‧‧‧發光單元

52‧‧‧散熱器

520‧‧‧基板

522‧‧‧鰭片

524‧‧‧流道

54‧‧‧光源

56‧‧‧燈罩

60‧‧‧發電機

62、72‧‧‧葉輪

64‧‧‧輪轂

66、76‧‧‧葉片

660‧‧‧連接端

662‧‧‧自由端

664‧‧‧上表面

666‧‧‧下表面

668‧‧‧最大厚度位置處

80‧‧‧蓄電器

圖1為本發明路燈裝置一實施例的結構示意圖。

圖2為圖1中路燈裝置的葉輪的結構示意圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4為圖2的正視圖。

圖5為葉輪另一實施例的結構示意圖。

圖6為路燈裝置另一實施例的結構示意圖。

圖7為路燈裝置再一實施例的結構示意圖。

10‧‧‧燈桿

12‧‧‧主桿

120‧‧‧第一通道

13‧‧‧支撐桿

130‧‧‧通孔

14‧‧‧支桿

140‧‧‧第二通道

50‧‧‧發光單元

52‧‧‧散熱器

520‧‧‧基板

522‧‧‧鰭片

524‧‧‧流道

54‧‧‧光源

56‧‧‧燈罩

60‧‧‧發電機

80‧‧‧蓄電器

Claims (10)

1. 一種路燈裝置，包括燈桿及設置於該燈桿上的發光單元，該燈桿內形成兩端均與外界連通的流道，其特徵在於：還包括設置於燈桿內且與發光單元電性連接的發電機，所述發電機包括設置於流道上並可受流體驅動而旋轉的葉輪，該葉輪包括輪轂及環設於輪轂外圍的複數葉片，每一葉片包括相對的上表面與下表面，所述上表面與下表面相對於一垂直於葉輪軸線的平面對稱。
2. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中所述葉片與輪轂連接的端部位於該垂直於葉輪軸線的平面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中每一葉片沿與葉輪軸線垂直的方向延伸，所述上表面與下表面均為外凸的曲面。
4. 如申請專利範圍第3項所述的路燈裝置，其中所述葉片的厚度在葉片的寬度方向上由兩側相向向中間遞增，葉片厚度的最大位置處偏離葉片寬度方向上的幾何中心。
5. 如申請專利範圍第4項所述的路燈裝置，其中所述葉片的上表面以及下表面對應於葉片厚度的最大位置處的兩側的面積不同，葉片的上表面以及下表面對應於葉片的寬度方向上的幾何中心所在的一側的面積大於另一側的面積。
6. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中所述葉片整體呈方形或扇形。
7. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中還包括設置於燈桿內的蓄電器，該蓄電器電性連接於發電機與發光單元之間。
8. 如申請專利範圍第1至7項中任意一項所述的路燈裝置，其中所述燈桿包括主桿及與主桿的底端連接的支桿，所述主桿包括形成於主桿內的第一通道以及設置於主桿上的通孔，所述支桿內形成第二通道，所述通孔連通第一通道的頂端與外界，所述第二通道連通第一通道的底端與外界，所述第一通道與第二通道共同於燈桿內形成所述流道，所述主桿用於將路燈裝置固定於地面上，所述發光單元設置於主桿上，所述發電機的葉輪位於支桿內。
9. 如申請專利範圍第8項所述的路燈裝置，其中所述發光單元包括發光二極體及與發光二極體連接的散熱器，所述散熱器包括基板及設於基板一側上的鰭片，相鄰的鰭片之間形成所述流道，所述流道的方向與流道對應於發光單元位置處的方向相同，所述發光二極體設置於基板的另一側且面向外界。
10. 如申請專利範圍第8項所述的路燈裝置，其中所述路燈裝置設置於江、河、湖或海的堤岸上，支桿的末端延伸至水面以下。