CN108278580A - 一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，它利用大功率LED路灯工作时产生的废热驱动斯特林发动机来为斯特林发动机散热风扇的风机叶轮提供动力，斯特林发动机散热风扇工作后强化LED路灯的热管散热器散热，达到“以热散热”的目的。

Description

一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置
技术领域
本发明涉及一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，属于路灯散热领域。
背景技术
随着科技部“十城万盏计划”进入第二阶段，路灯照明中已广泛使用大功率LED灯，其相较于传统路灯使用的白炽灯具有低碳环保、绿色节能、寿命长等优势。但输入大功率LED灯的电能中约有70%-80%转化为热量散失掉了，且这部分热量热流密度大，如果不及时将这部分热量从大功率LED路灯灯珠中导出就会影响出光效率，进而芯片中产生的热应力会破坏其内部结构，若直接将这部分热量散失掉，同时会存在能源浪费的问题。
传统大功率LED路灯采用热管散热器、铝型材散热器、循环水降温进行散热，热管散热器或铝型材散热器以自然对流的方式向空气中散热，自然对流没有外界驱动力，依靠散热器内下层空气与上层空气之间的温度差所形成的热压进行对流换热，在相同的散热面积与散热温差下，自然对流换热相比于强制对流换热方式其散热量远远小于强制对流。循环水降温散热需要增加循环水泵和为水泵提供电能，这种散热方式一方面增加了散热成本，另一方面也增加了路灯的运行管理难度。
发明内容
为解决传统大功率LED路灯散热器散热量不足和LED路灯工作时产生的热量不能回收利用的问题，本发明提供一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，该散热装置能将大功率LED路灯工作时产生的热量通过斯特林发动机转化为机械能为散热器风扇提供动力，使大功率LED路灯散热器处于强制对流换热环境中，提高大功率LED路灯散热器的散热量，实现LED路灯余热回收利用，达到“以热散热”的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在大功率LED路灯工作时会产生大量废热且这部分需要及时导出灯珠，本发明将大功率LED路灯灯珠铝基板贴附在热管散热器的加热段，将斯特林发动机的热气缸侧贴附在热管散热器加热段的另一侧；此时，LED灯珠工作时产生的热量一部分通过热管散热器传导到热管散热器的冷却段，另一部分通过斯特林发动机转化后转化为机械能，斯特林发动机上自带的风机叶轮将机械能转化为空气动能强化热管散热器冷却段散热。
所述大功率LED路灯灯珠铝基板、热管散热器的加热段、斯特林发动机的热气缸侧之间均涂有导热介质；所述斯特林发动机的风机叶轮为前弯叶轮。
本发明的有益效果是：利用大功率LED路灯灯珠工作时产生余热驱动斯特林发动机工作来为风机叶轮提供动力，实现余热回收利用，达到“以热散热”的目的，余热回收无需储存，可提高大功率LED路灯散热器的热流密度，降低大功率LED路灯灯珠工作温度。
附图说明
图1是一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置示意图。
图2是一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置的散热器构造图。
图中：1、LED路灯灯珠，2、导热介质，3、热管散热器，4、热管散热器的散热翅片，5、斯特林发动机的热气缸，6、绝热密封活塞，7、斯特林发动机的冷气缸，8、斯特林发动机的散热翅片，9、铰链机构，10、偏心铰链机构，11、风机叶轮，12、冷气缸活塞。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述。如图1、图2，一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置包括LED路灯灯珠1、导热介质2、热管散热器3、热管散热器的散热翅片4、斯特林发动机的热气缸5、绝热密封活塞6、斯特林发动机的冷气缸7、斯特林发动机的散热翅片8、铰链机构9、偏心铰链机构10、风机叶轮11、冷气缸活塞12。
在LED路灯灯珠1工作时会产生大量废热，这部分废热会以热传导的形式传递到热管散热器3的加热段，然后分为两部分热量分别通过热传导的形式传递到斯特林发动机的热气缸和热管散热器3的冷却段。斯特林发动机通过斯特林发动机的热气缸5、绝热密封活塞6、斯特林发动机的冷气缸7、斯特林发动机的散热翅片8、铰链机构9、偏心铰链机构10、风机叶轮11、冷气缸活塞12八个构件组成斯特林发动机散热风扇，斯特林发动机散热风扇将热气缸5侧的一部分热量转化为机械能，这部分机械能为散热风扇的风机叶轮提供动力，热气缸5侧不能转化为机械能的这部分热量通过斯特林发动机的散热翅片向空气中散热。热管散热器3冷却段的热量
通过导热形式传递到热管散热器的散热翅片4，在斯特林发动机散热风扇驱动下热管散热器的散热翅片4处于强制对流换热环境。
所述热管散热器的热管为毛细芯热管、脉动热管，散热量大于10W/根，热管的加热段扁平状，热管的冷却段圆形，热管散热器可由1-10根热管组成；所述斯特林发动机的热气缸5侧***有绝热材料包裹；所述斯特林发动机散热风扇的风机叶轮为前弯叶轮；所述导热介质的导热系数大于1W/(m·K)。

Claims (5)

1.一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，其特征是包括LED路灯灯珠1、导热介质2、热管散热器3、热管散热器的散热翅片4、斯特林发动机的热气缸5、绝热密封活塞6、斯特林发动机的冷气缸7、斯特林发动机的散热翅片8、铰链机构9、偏心铰链机构10、风机叶轮11、冷气缸活塞12，所述LED路灯灯珠（1）的铝基板贴附在热管散热器（3）的加热段，将斯特林发动机的热气缸（5）侧贴附在热管散热器（3）加热段的另一侧，所述斯特林发动机散热风扇将LED路灯灯珠（1）工作时的废热转化为机械能为散热风扇的风机叶轮（10）提供动力。
2.根据权利1要求所述的一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，其特征是热管散热器的热管为毛细芯热管、脉动热管，散热量大于10W/根，热管的加热段为扁平状，热管的冷却段截面为圆形，热管散热器可由1-10根热管组成。
3.根据权利1要求所述的一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，其特征是斯特林发动机的热气缸5侧***有绝热材料包裹。
4.根据权利1要求所述的一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，其特征是斯特林发动机散热风扇的风机叶轮为前弯叶轮。
5.根据权利1要求所述的一种余热驱动斯特林发动机的路灯散热装置，其特征是导热介质的导热系数大于1W/(m·K)。
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