[发明专利]支承装置以及槽式抛物面聚光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种支承装置，特别是用于支承槽式抛物面聚光器的承载轴，该支承装置具有盘状或环状的结构元件；具有至少一个径向固定结构元件的支撑辊；并且具有支承结构，结构元件在围绕转动轴线转动时圆周侧地在所述支持辊上滚转，支撑辊借助径向的滑动支承部支承在该支承结构上。本发明还涉及一种具有多个聚光元件的槽式抛物面聚光器，这些聚光元件沿着由各个管区段拼接到一起的承载轴地布置，其中，管区段分别经由法兰盘接合在一起，并且其中，承载轴利用相应的作为结构元件的法兰盘支承在多个前面提到的支承装置中。

背景技术

例如由在后公开的DE 10 2011 082 681.5公知了开头提及的类型的支承装置。通过对径向的滚动支承部(其中结构元件和支撑辊是滚动对)与径向的滑动支承部(其中支撑辊和承载结构的支承元件是滑动对)进行组合，在调节特别是重的结构元件时相对于单纯的滑动支承部来说减小了对于从静摩擦过渡到滑动摩擦所必需的起动力矩以及转动所需的转动力矩。在此，支撑辊形成传动级，其中，所需的力矩以如下系数降低，该系数相当于支撑辊内直径与外直径的比。

在槽式抛物面聚光器中，由提到的现有技术进一步已知，聚光元件的承载轴(也被称为扭矩管)通过多个相互间隔开的上述类型的支承装置支承。在此，承载轴由多个彼此接合的各个管区段拼接而成。承载轴的整体长度可以高达100m。通过承载轴的转动，聚光元件必须在整个结构长度上尽可能精确地向着相应的太阳状态取向，以便实现将阳光最佳地聚焦到吸收器上。如果在各个支承装置中的滑动摩擦或起动力矩过大，那么在承载轴的结构长度上将导致不期望的扭曲，并且因此仅导致聚光元件的次优化的取向，这使得槽式抛物面聚光器的效率变差。

根据现有技术，连接各个管区段的法兰盘分别作为结构元件支承在支承装置中。通过由滚动支承部和滑动支承部组成的组合实现了，减小起动力矩以及用于转动运动所必需的转动力矩。附加地，给设置的支承装置分别配备有超声波致动器，该超声波致动器使支承面置于振动状态中，用以进一步减少滑动摩擦和/或起动力矩。在具有多个槽式抛物面聚光器(其本身支承在多个支承装置中)的槽式抛物面发电站中，这种附加的超声波致动器一方面提高了整个机组的成本，并且在另一方面，在整体上由于能量需求提高而提高了运行成本。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的支承装置，该支承装置在相同的适用性下尽可能成本低廉，并且该支承装置在其运行期间具有尽可能低的运行成本。本发明的另一任务在于，提供一种槽式抛物面聚光器，其可以以尽可能低的成本运行。

首先提到的任务针对开头提及的类型的支承装置根据本发明通过如下方式得以解决，即，支撑辊的容纳结构元件的周侧面在轴向方向上具有凸出的凸度。

在此，本发明在第一步骤中以如下认知为出发点，即，在两个实体触碰的情况下，不会由于它们各自的形状而产生所期望的接触线或接触面，而是通过机械形变得出确定几何形状的有偏差的接触面。实际接触面的形状可以根据赫兹理论获知。在实际接触面内得出的最高压力也被称为赫兹应力(Hertz’sche Pressung)。赫兹应力的提高将导致磨损的提高。此外，由此还提高了起动力矩和在支撑辊的滑动支承部中的滑动摩擦。

本发明在第二步骤中以如下考虑为出发点，即，在滚动对之间彼此倾斜时，依赖于其造型地会使赫兹应力不期望地进一步提高。例如，在柱状的滚动对彼此倾斜时造成赫兹应力在单侧过高。然而，特别是在通过将各个管区段彼此连接的法兰盘支承槽式抛物面聚光器的承载轴的情况下，不能排除滚动对的彼此倾斜。特别是由于大的结构长度在温度波动的情况下产生预期的长度差异会促进这种效果。

最后，本发明在第三步骤中认识到，可以通过如下方式减小在结构元件与支撑辊之间形成的接触面的赫兹应力，即，支撑辊的周侧面在轴向方向上具有凸出的凸度。据此，使压力负载得到均衡。还使赫兹应力的预期的最大值相对于支撑辊的柱状造型减小。此外，周侧面的球状的设计方案相对于滚动对的倾斜来说表现出了对赫兹应力的较小的敏感性。

本发明特别是在支承重的结构元件时能够使起动力矩和支承装置中的摩擦进一步减小。研究得出，特别是在支承槽式抛物面聚光器的承载轴的情况下可以利用支撑辊的球状设计的周侧面来省去用来产生使起动力矩和摩擦减小的振动的超声波致动器。