WO2014117283A1 - Bearing arrangement for a trough collector - Google Patents

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WO2014117283A1
WO2014117283A1 PCT/CH2014/000010 CH2014000010W WO2014117283A1 WO 2014117283 A1 WO2014117283 A1 WO 2014117283A1 CH 2014000010 W CH2014000010 W CH 2014000010W WO 2014117283 A1 WO2014117283 A1 WO 2014117283A1
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trough collector
collector according
support structure
support
trough
Prior art date
Application number
PCT/CH2014/000010
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Inventor
Sergio GRANZELLA
Original Assignee
Airlight Energy Ip Sa
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    • F24S25/70—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules with means for adjusting the final position or orientation of supporting elements in relation to each other or to a mounting surface; with means for compensating mounting tolerances
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    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention relates to a bearing assembly for a trough collector according to the preamble of claim 1.
  • the radiation of the sun is mirrored by collectors with the help of the concentrator and focused specifically on a place in which thereby high temperatures.
  • the concentrated heat can be dissipated and used to operate thermal engines such as turbines, which in turn drive the generating generators.
  • Solar tower power plant systems have a central, raised (on the "tower") mounted absorber for the hundreds to thousands of individual mirrors with mirrored sunlight, with which the radiation energy of the sun over the many mirrors or concentrators point concentrated in the absorber and on Reason the so achievable high concentration temperatures up to 1300 ° C can be achieved, which is favorable for the efficiency of the downstream thermal machines (usually a steam or fluid turbine power plant for power generation).
  • Solar tower power plants have (despite the achievable high temperatures) because of their own, sometimes difficult technology to this day also found no greater distribution.
  • Parabolic trough power plants are widespread and have large number of trough collectors, which have long concentrators with small transverse dimensions, and thus do not have a focal point but a focal line, which fundamentally differentiates them in their construction from the Dish Sterling and solar tower power plants.
  • An absorber line for the concentrated heat is arranged in the focal line, wherein the absorber line is flowed through by a medium which absorbs the heat and transports it via a pipeline network to the powerhouse of the power plant.
  • a heat-transporting medium is a fluid such. Thermal oil or superheated steam in question, wherein the temperatures at the outlet of the trough collector to about 500 ° C or more, z.Bsp. 650 ° C to reach.
  • the support structure over its entire length must be designed resiliently stiff, not only in the vertical (weight), but also from various directions. This is especially true when a film which is stretched in a pressure cell and which has no intrinsic stability is used as the concentrator and therefore deforms slightly when the support structure is twisted. However, deformation is also critical in conventional concentrators for the achievable concentration of the trough collector. It follows that, on the one hand, the support structure must be flexible in terms of thermal expansion compared to the stationary support and, on the other hand, rigid in terms of stress during operation, which leads to increased costs, for example in the framework of the supporting structure to provide such that the necessary rigidity of the support structure against bending and torsion, etc. is not affected.
  • a trough collector according to the characterizing features of claim 1. Due to the fact that the trough collector stationarily arranged in the power station can carry out a relative movement in addition to the pivoting of the supporting structure, thermal expansion with respect to the ground no longer has to be structurally compensated in the structure itself, but can readily be permitted, so that also a structure With very large dimensions conventional and simple (and thus cost) can be realized with the necessary rigidity.
  • a gutter collector designed according to the invention is also earthquake-proof, if the mounting of the support structure also permits, for example, movements of the substrate taking place transversely to its length.
  • the trough collector is provided with a suspension bearing its support structure, which allows in a structurally simplest way to rigidly form the body of the trough collector formed by the support structure regardless of the thermal expansion and at the same time, for example by earthquake gegeboden ground movements to isolate.
  • FIG. 1 a shows schematically a trough collector of a conventional type
  • FIG. 1 b shows a trough collector of conventional type with a supporting structure for the concentrator according to WO 2009/000147
  • FIG. 2 shows a cross section through a first embodiment of the inventive trough collector at the location of a bearing ring
  • FIG. 3 shows a cross section through a second embodiment of the inventive trough collector at the location of a bearing ring
  • FIG. 4 shows a cross section through a third embodiment of the annular collector according to the invention at the location of a bearing collar
  • FIG. 5 shows a view of a schematically illustrated storage unit according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a cross section through the storage unit along the line AA
  • Figure 7 is a view of a trough collector according to the invention.
  • FIG. 8 schematically shows a view of a trough collector from above, during or after floor distortions.
  • FIG. 1 a shows a trough collector 1 of a conventional type, with a concentrator 2 which is parabolically curved in cross-section and reflects incident solar rays 3, the reflected rays 4 being concentrated in a focal zone in which a absorber tube 5 is arranged.
  • a suitably trained, omitted to relieve the figure support structure supports the concentrator 2 twist-proof, and usually consists of a framework of steel.
  • the absorber tube 5 Via a feed line 6, the absorber tube 5 is charged with a heat-transporting medium, which flows through it, thereby from an input temperature T E is heated to an initial temperature T A and finally discharged through a discharge line 7.
  • Schematically illustrated joints 8 allow the pivoting of the concentrator 2 about the pivot axis 10, so that the concentrator 2 can be continuously aligned with the current position of the sun.
  • a bearing assembly 11 as part of the trough collector 1 is designed to support the support structure and thus the concentrator 2 pivotally and has over the length of the trough collector 1 arranged distributed storage units 12.
  • the arrow L points in the longitudinal direction, the arrow Q in the transverse direction of the trough collector. 1
  • FIG. lb shows a cross section through a conventional trough collector 15, which is designed according to WO 2009/135330.
  • the disclosure of WO 2009/135330 is incorporated herein by express reference.
  • the arrows L, Q denote the longitudinal direction and the transverse direction in the illustrated trough collector 15.
  • This is provided with a dashed line indicated pressure cell 16, consisting of an upper, transparent to the sun's rays membrane 17 and a lower membrane 18, wherein the lower membrane 18th has a sun-ray reflecting layer and thus forms the concentrator of the trough collector 15.
  • Sunbeams reflected by the lower membrane 18 fall into a secondary concentrator 19, which in turn reflects it back onto an absorber tube 20 which absorbs its heat.
  • the gutter collector shown in the figure is symmetrical to a symmetry line 21,
  • the pressure cell 16 is clamped here in side members 22, which rest on cross braces 23 and in turn pass into a bearing ring 24 with a circular arc section 25, which in turn rests on roller supports 26 with rollers 27 and thus can roll on this, causing a pivoting of the entire support structure (Here side member 22, cross braces 23, bearing ring 24 with the associated framework) around the pivot axis 28 allowed.
  • the trough collector 15 is aligned according to the current position of the sun.
  • the pivot axis 28 is located in the center 30 of the bearing ring 24 (see the radius 31 shown) and at the same time in the heavy line 32 of the support structure.
  • the support structure shown is made of concrete, which allows a cost-effective production.
  • bearing rings 24 are provided at a distance from each other, which is sufficient for the storage of the trough collector 15 on the substrate 33.
  • the storage of the trough collector 15 has correspondingly a plurality of spaced over the length of the trough collector 15 bearing units 34.
  • Figure 2 shows accordingly a section through an inventive storage unit 40, for example, a trough collector 15 ( Figure lb) which supports a bearing ring 24 relative to the substrate 33.
  • the bearing ring 24 is shown to relieve the figure only partially, namely in a lower region in which it rests on rollers 27 and can be pivoted on these for Verschwen- kung also omitted to relieve the figure further support structure of the trough collector, s. the double arrow 29.
  • a support element 41 on which roller carriers 26 for the rollers 27 are arranged.
  • the support element 41 is stiff enough to carry the weight of the associated section of the trough collector applied over the bearing ring 24 and rests laterally on rollers 42 on which it can roll in the longitudinal direction, ie in a direction perpendicular to the plane of the drawing.
  • a bottom element 43 in turn carries the rollers 42.
  • the person skilled in the art can form the schematically illustrated bearing unit 44 in a specific case, depending on the requirements, and, for example, instead of the running surfaces 44, 45 NEN for the rollers 42, or keep the rollers 42 with a suitable cage (which in turn is not shown to relieve the figure) in position.
  • the bottom element 43 can also be designed as an elongated trough, up to the entire length of the trough collector.
  • the support member 41 in turn be formed as long or shorter, where it is then used several times.
  • the skilled person can make the appropriate training of the storage unit 40 in the specific case.
  • storage of the trough collector that this has at least one bearing unit 40 which is formed for at least one additional in addition to the pivoting of the support structure and independent of this relative movement of the support structure relative to the ground.
  • the trough collector or its support structure can thus freely expand in accordance with a temperature change, the bearing allowing the resulting relative movement with respect to the ground. In extreme cases, so that the support structure can be formed as a completely rigid beam.
  • FIG. 3 shows a section through a second embodiment of the trough collector according to the invention at the location of a bearing collar 24.
  • the bearing unit 48 is modified and designed here as a hanging bearing, with the support element 49 preferably being suspended, which in turn has at least one associated section of the support structure of the trough collector carries (or the whole supporting structure, when the bearing unit 48 extends over its entire length).
  • Suspension elements for the support element 49 which are preferably designed here as tie rods 50, are suitably connected to the support element 49 (for example screwed tightly) and in turn hang on the axis 51 of a respective pair of wheels 52 (for example via a roller bearing which is in an end-side Eye of the tie rods 50 is arranged).
  • the pairs of wheels 52 can in turn roll in the longitudinal direction of the trough collector on treads 53 formed here as projecting side support 54 supporting elements of the bottom member 55th
  • This hanging arrangement has, inter alia, the advantage that by simple means a tolerance of the bearing unit for relative movements can also be achieved transversely to the length of the trough collector.
  • the tie rods 50 can be attached to the support via rubber bearings. gerelement 49 are set so that it is slightly movable in the transverse direction Q.
  • 50 flexible suspension elements such as wire ropes may be provided instead of tie rods, whereby the possible relative movement between the substrate 33 and the support member 49 (and thus the support structure of the trough collector) longitudinally, transversely and also according to the double arrow 58 about the vertical axis 59 of the stored Section of the trough collector can be done.
  • the damping arrangement for this purpose comprises a per se known oil-filled piston-cylinder assembly 56 which acts in the transverse direction Q, and an oil-filled piston-cylinder arrangement 57 for the longitudinal direction L.
  • FIG. 4 shows a section through a third embodiment of the trough collector according to the invention at the location of a bearing collar 24.
  • the bearing unit 60 is again designed to be suspended, wherein the bearing element 61 is preferably of the same design as that of the embodiment shown in FIG.
  • the suspension elements are designed here as traction arms 62 or tie rods, which are mounted here on both sides in spherical bearings 63.
  • the term “Pendellager” includes bearings that allow a free pivoting movement of the generally vertically arranged suspension element (here: traction arms 62) in the longitudinal and transverse directions L, Q (and thus in any direction parallel to the substrate 33) relative to the bearing carrier ,
  • the suspension elements designed here as traction arms 62 are set freely pivotable on the support element 61.
  • a hanging storage generally has the advantage that it is self-stabilizing due to the weight on their operating weight, ie, wants to return to its neutral position.
  • bearings are symbolized with a circle for the fixed bearing part and a point lying in a circle for the movable bearing part.
  • the bearing unit 60 is further provided with a bottom element 64, the lateral support elements are in turn formed as over the support member 61 projecting side support 65, so that a arranged on the side support 65 self-aligning bearing 63 is located above an associated by the respective pulling arm 62 self-aligning bearing 63 of the support member 61 ,
  • the illustrated placed hanging storage self-centering, but allows a free relative movement of the support structure relative to the substrate 33 not only longitudinally but also transversely to this and also about its vertical axis 59 (double arrow 58).
  • a damper assembly which is formed as a cylinder-piston assembly 56,57 and acts in the longitudinal direction L and in the transverse direction Q.
  • the arrangement shown can be formed continuously over the entire length of the trough collector, in which case, for example, the tension arms 62 are arranged in pairs at a distance over the length of the support structure.
  • FIG. 5 schematically shows a top view of a preferred embodiment of a storage unit 70 according to the invention, again using the example of a trough collector designed according to WO 2009/135330, of which only the lower part of the storage ring 24 is indicated by dashed lines in the figure, so that the arranged on the ⁇ uflagerelement 71 rollers 26 with their roller carriers 27 can be seen.
  • Four bottom supports 73 with an upper, projecting region 74 are part of the floor element, which, for example, depending on the nature of the substrate 33, may or may not have an additional foundation connecting the floor supports 73.
  • Pendulum bearings 63 are preferably provided in order to suspend the support element 71 operatively via suspension elements 75 designed as tension arms 75 on the floor supports 73. It also results in the embodiment shown here that the suspension of the support element via substantially vertically suspended suspension elements takes place, which engage with a lower end of the support element 71 and with an upper end on overhanging portions 74 of the bottom element.
  • the suspension elements are defined pivotably on the bottom element and on the support element, s. the double arrows in the Zugarmen 75, which indicate possible Verschwenkungsraumen in the two dimensions parallel to the substrate 33.
  • suspension elements designed as tension arms 75 in the embodiment shown are arranged at the imaginary corners of a rectangle and enclose the support element between them so that it is mounted symmetrically.
  • the expert may also give preference in the specific case of an asymmetric arrangement.
  • FIG. 6 shows a vertical section through the suspension of the support element 71 at the location of a load carrier 73 along the line AA of FIG. 5. Shown are the bottom support 73, its upper, projecting region 74, a section 82 of the support element 71 and the two self-aligning bearings 63, which store their associated and extending therethrough pull arm 62 at both ends, such that there is a free pivoting of the pull arm 62 in the sense of the present invention.
  • the upper of the self-aligning bearing 63 has in the illustrated embodiment a fixed to the projecting portion 74 pan 75 with a spherical bearing surface 76 and further a locking element 77, which in turn has a counter-bearing surface 76 formed on the spherical bearing surface 78.
  • the spherical bearing surfaces 76,78 can slide freely on each other in operation, which gives the pendulum bearing 63 its mobility.
  • the suspension element designed here as a pull arm 63 runs through an opening in the locking element 76 and protrudes out of it with its one end 79, wherein the lock nuts 80, 81 form a stop which secures the pull arm 75 in the support 63.
  • a sensor 82 is arranged on the pull arm 63, which detects the load acting in the pull arm 63, possibly also the current orientation of the pull arm 63, and generates corresponding signals which are transmitted via a signal line (or via a signal line omitted to relieve the figure) wireless transmission) can be evaluated by a controller of the trough collector in order to continuously record the current operating state of the storage.
  • Figure 7 shows a view of a portion of a trough collector 85 according to the invention with a schematically illustrated support structure 86, which has a frame 87 in which a pressure cell 88 is clamped, in which there is a concentrator not shown here.
  • each bearing ring 24 is mounted on the substrate 33 via a bearing unit 70, as shown in FIG.
  • the support structure 86 can be pivoted relative to the base 33 about its axis of rotation 10 (FIG. 1b) and also exert a relative movement longitudinally (longitudinal direction L) with respect to the substrate 33, as can a relative movement in the transverse direction Q and in the case of corresponding ground movements (earthquakes) the vertical axis 59 of the affected storage unit 70.
  • vertical ground movements are often not critical, since the support structure of a trough collector is stiff against vertical load due to their weight.
  • the support elements 71 remain stationary in the above-mentioned relative movements relative to the ground to the axis of rotation 10 of the support structure 86. This arrangement also permits storage of (but not limited to) a completely rigid bearing structure 86.
  • FIG. 8 schematically shows a view from above of the trough collector 85 and through it on bearing units 70 in the event that a ground movement or an earthquake takes place or has taken place.
  • the originally aligned bearing units 70 have shifted from each other, s. the different arrangement of the bottom support 73, wherein the support structure of the trough collector has remained decoupled from this movement, which can be seen on the still unchanged the same aligned support elements 71.
  • the skilled person can provide in the specific case, conventionally form one of the bearing units to firmly anchor the gutter collector at a point of the subsurface.

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Abstract

The trough collector as per the invention comprises a pivotable support structure for a concentrator, which structure is mounted on the ground by means of a bearing that has at least one bearing unit, which is designed to allow at least one relative movement of the support structure relative to the ground, which movement occurs in addition to and independently of the pivoting of the support structure. A simple and cost-efficient support structure of the trough collector can thus be produced, which support structure allows for thermal expansion of the trough collector relative to the ground while simultaneously providing protection against seismic movements, such as earthquakes.

Description

Lageranordnung für einen Rinnenkollektor  Bearing arrangement for a trough collector
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen Rinnenkollektor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Rinnenkollektoren der genannten Art finden u.a. in Sonnenkraftwerken Anwendung. The present invention relates to a bearing assembly for a trough collector according to the preamble of claim 1. Trough collectors of the type mentioned u.a. in solar power plants application.
Solarthermische Kraftwerke produzieren schon seit einiger Zeit Strom im industriellen Massstab zu Preisen, die nahe an den heute üblichen kommerziellen Preisen für in herkömmlicher Art er- zeugten Strom liegen. Solar thermal power plants have been producing electricity on an industrial scale for some time at prices close to the current commercial prices for conventionally generated electricity.
In Solarthermischen Kraftwerken wird die Strahlung der Sonne durch Kollektoren mit Hilfe des Konzentrators gespiegelt und gezielt auf einen Ort fokussiert, in welchem dadurch hohe Temperaturen entstehen. Die konzentrierte Wärme kann abgeführt und zum Betrieb von thermischen Kraftmaschinen wie Turbinen verwendet werden, die wiederum die Strom erzeugenden Generatoren antreiben. In solar thermal power plants the radiation of the sun is mirrored by collectors with the help of the concentrator and focused specifically on a place in which thereby high temperatures. The concentrated heat can be dissipated and used to operate thermal engines such as turbines, which in turn drive the generating generators.
Heute sind drei Grundformen von solarthermischen Kraftwerken im Einsatz: Dish-Sterling- Systeme, Solarturmkraftwerkssysteme und Parabolrinnensysteme. Today, three basic forms of solar thermal power plants are in use: Dish Sterling systems, solar tower power plant systems and parabolic trough systems.
Die Dish-Sterling-Systeme als kleine Einheiten im Bereich von bis zu 50 kW pro Modul haben sich nicht generell durchgesetzt. The Dish Sterling systems as small units in the range of up to 50 kW per module have not generally prevailed.
Solarturmkraftwerksysteme besitzen einen zentralen, erhöht (auf dem "Turm") montierten Ab- sorber für das durch hunderte bis tausende von einzelnen Spiegeln mit zu ihm gespiegelte Sonnenlicht, womit die Strahlungsenergie der Sonne über die vielen Spiegel bzw. Konzentratoren punktförmig im Absorber konzentriert und auf Grund der so erreichbaren hohen Konzentration Temperaturen bis zu 1300° C erreicht werden können, was für den Wirkungsgrad der nachgeschalteten thermischen Maschinen (in der Regel ein Dampf- oder Fluidturbinenkraftwerk zur Stromerzeugung) günstig ist. Solarturmkraftwerke haben (trotz der vorteilhaft erreichbaren hohen Temperaturen) wegen der ihnen eigenen, teilweise schwierigen Technik bis heute ebenfalls keine grössere Verbreitung gefunden. Parabolrinnenkraftwerke sind jedoch verbreitet und besitzen Rinnenkollektoren in hoher Anzahl, die lange Konzentratoren mit geringer Querabmessung aufweisen, und damit nicht einen Brennpunkt, sondern eine Brennlinie besitzen, was diese in ihrer Konstruktion grundlegend von den Dish-Sterling- und Solarturmkraftwerken unterschiedet. In der Brennlinie ist eine Absorber- leitung für die konzentrierte Wärme angeordnet, wobei die Absorberleitung von einem Medium durchflössen wird, das die Wärme aufnimmt und über ein Leitungsnetz zum Maschinenhaus des Kraftwerks transportiert. Als Wärme transportierendes Medium kommt ein Fluid wie z.Bsp. Thermoöl oder überhitzter Wasserdampf in Frage, wobei die Temperaturen am Ausgang des Rinnenkollektors bis gegen 500°C oder mehr, z.Bsp. 650°C erreichen sollen. Solar tower power plant systems have a central, raised (on the "tower") mounted absorber for the hundreds to thousands of individual mirrors with mirrored sunlight, with which the radiation energy of the sun over the many mirrors or concentrators point concentrated in the absorber and on Reason the so achievable high concentration temperatures up to 1300 ° C can be achieved, which is favorable for the efficiency of the downstream thermal machines (usually a steam or fluid turbine power plant for power generation). Solar tower power plants have (despite the achievable high temperatures) because of their own, sometimes difficult technology to this day also found no greater distribution. Parabolic trough power plants, however, are widespread and have large number of trough collectors, which have long concentrators with small transverse dimensions, and thus do not have a focal point but a focal line, which fundamentally differentiates them in their construction from the Dish Sterling and solar tower power plants. An absorber line for the concentrated heat is arranged in the focal line, wherein the absorber line is flowed through by a medium which absorbs the heat and transports it via a pipeline network to the powerhouse of the power plant. As a heat-transporting medium is a fluid such. Thermal oil or superheated steam in question, wherein the temperatures at the outlet of the trough collector to about 500 ° C or more, z.Bsp. 650 ° C to reach.
In Verbindung mit dem Bedürfnis nach laufend erhöhter Leistung ergibt sich daraus das Bedürfnis, Rinnenkollektoren mit immer grösseren Abmessungen zu bauen, d.h. einer Breite von beispielsweise mehr als 10 m oder 20 m und einer Länge von mehr als 100 m, z.Bsp. 200 m oder noch mehr. In connection with the need for constantly increased performance, this results in the need to build trough collectors with ever larger dimensions, i. a width of for example more than 10 m or 20 m and a length of more than 100 m, z.Bsp. 200 m or more.
Üblicherweise werden Kraftwerke mit solchen Kollektoren in stark besonnten Regionen aufgestellt, in denen damit wenigstens tagsüber ein heisses Klima herrscht. Besonders Wüstengegenden sind aber dafür bekannt, dass über Nacht eine starke Abkühlung eintreten kann, mit Temperaturen unter 0° C, so dass die täglichen Temperaturschwankungen 40° C bis 50° C erreichen können und die saisonalen Extremwerte bis zu 60°C auseinander liegen können. Dies hat Folgen für die Tragstruktur eines Rinnenkollektors mit den oben genannten Abmessungen: die Wärmedehnung beträgt für einen 200 m langen Rinnenkollektor (der beispielsweise aus Beton hergestellt wird) in einem Fenster von 50° C insgesamt 12 cm. Weiter ist bei Kollektoren mit grossen Abmessungen der Windangriff ein relevanter Faktor für die Auslegung der Tragstrukur, um Verwindungen zu vermeiden. Ähnliches gilt im Hinblick auf die Verschwenkung der Tragstruktur zur laufenden Ausrichtung auf den aktuellen Sonnenstand. Entsprechend muss die Tragstruktur über ihre ganze Länge belastbar steif ausgebildet sein, nicht nur in der Vertikalen (Gewicht), sondern auch aus verschiedensten Richtungen. Dies insbe- sondere auch dann wenn als Konzentrator eine in einer Druckzelle aufgespannte Folie verwendet wird, die keine Eigenstabilität besitzt und sich deshalb bei einer Verwindung der Tragstruktur leicht verformt. Verformung ist allerdings auch bei konventionellen Konzentratoren kritisch für die erreichbare Konzentration des Rinnenkollektors. Es ergibt sich, dass einerseits die Tragstruktur im Hinblick auf die Wärmedehnung gegenüber der stationären Lagerung flexibel und andererseits im Hinblick auf die Beanspruchung im Betrieb steif ausgebildet sein muss, was zu erhöhten Kosten führt, um im Fachwerk der Tragstruk- tur beispielsweise Loslager für die Wärmedehnung derart vorzusehen, dass die notwendige Steifigkeit der Tragstruktur gegen Biegung und Torsion etc. nicht beeinträchtigt ist. Usually, power plants are set up with such collectors in sunny regions, where at least during the day a hot climate prevails. However, desert regions in particular are known to undergo severe overnight cooling, with temperatures below 0 ° C, so that daily variations in temperature can reach 40 ° C to 50 ° C and seasonal extremes can be up to 60 ° C apart. This has consequences for the support structure of a gutter collector with the above dimensions: the thermal expansion is for a 200 m long gutter collector (which is made for example of concrete) in a window of 50 ° C a total of 12 cm. Further, with large-sized collectors, the wind attack is a relevant factor in the design of the support structure to avoid twisting. The same applies with regard to the pivoting of the support structure for the current orientation to the current position of the sun. Accordingly, the support structure over its entire length must be designed resiliently stiff, not only in the vertical (weight), but also from various directions. This is especially true when a film which is stretched in a pressure cell and which has no intrinsic stability is used as the concentrator and therefore deforms slightly when the support structure is twisted. However, deformation is also critical in conventional concentrators for the achievable concentration of the trough collector. It follows that, on the one hand, the support structure must be flexible in terms of thermal expansion compared to the stationary support and, on the other hand, rigid in terms of stress during operation, which leads to increased costs, for example in the framework of the supporting structure to provide such that the necessary rigidity of the support structure against bending and torsion, etc. is not affected.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rinnenkonzentrator bereit zu stellen, der auch bei grossen Abmessungen einfach und kostengünstig aufgebaut ist und in Gegenden mit erheblichen Temperaturschwankungen eingesetzt werden kann. Accordingly, it is the object of the present invention to provide a channel concentrator, which is simple and inexpensive, even with large dimensions and can be used in areas with significant temperature fluctuations.
Diese Aufgabe wird durch einen Rinnenkollektor gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass der im Kraftwerk ortsfest angeordnete Rinnenkollektor gegenüber dem Untergrund neben der Verschwenkung der Tragstruktur eine weitere Relativbewegung ausführen kann, muss eine Wärmedehnung gegenüber dem Untergrund nicht mehr in der Struktur selbst konstruktiv aufgefangen, sondern kann ohne Weiteres zugelassen werden, so dass auch eine Struktur mit sehr grossen Abmessungen konventionell und einfach (und damit kostengünstig) mit der nötigen Steifigkeit realisiert werden kann. This object is achieved by a trough collector according to the characterizing features of claim 1. Due to the fact that the trough collector stationarily arranged in the power station can carry out a relative movement in addition to the pivoting of the supporting structure, thermal expansion with respect to the ground no longer has to be structurally compensated in the structure itself, but can readily be permitted, so that also a structure With very large dimensions conventional and simple (and thus cost) can be realized with the necessary rigidity.
Über die gestellte Aufgabe hinaus und unabhängig von dieser ist ein erfindungsgemäss ausgebildeter Rinnenkollektor auch erdbebensicher, wenn die Lagerung der Tragstruktur beispielsweise auch quer zu deren Länge erfolgende Bewegungen des Untergrunds erlaubt. In addition to the stated task, and regardless of this task, a gutter collector designed according to the invention is also earthquake-proof, if the mounting of the support structure also permits, for example, movements of the substrate taking place transversely to its length.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rinnenkollektor mit einer hängend ausgebildeten Lagerung seiner Tragstruktur versehen, was auf konstruktiv einfachste Weise erlaubt den durch die Tragstruktur gebildeten Körper des Rinnenkollektors ohne Rücksicht auf die Wärmedehnung steif zu konzipieren und gleichzeitig von beispielsweise durch Erdbeben gege- benen Bodenbewegungen zu isolieren. In a preferred embodiment of the invention, the trough collector is provided with a suspension bearing its support structure, which allows in a structurally simplest way to rigidly form the body of the trough collector formed by the support structure regardless of the thermal expansion and at the same time, for example by earthquake gegeboden ground movements to isolate.
Die Erfindung wird nachstehend durch die Figuren näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail by the figures. It shows:
Figur la schematisch einen Rinnenkollektor konventioneller Art, Figur lb einen Rinnenkollektor konventioneller Art mit einer Tragstruktur für den Konzentrator gemäss der WO 2009/000147, 1 a shows schematically a trough collector of a conventional type, FIG. 1 b shows a trough collector of conventional type with a supporting structure for the concentrator according to WO 2009/000147,
Figur 2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, 2 shows a cross section through a first embodiment of the inventive trough collector at the location of a bearing ring,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, 3 shows a cross section through a second embodiment of the inventive trough collector at the location of a bearing ring,
Figur 4 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rin- nenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, FIG. 4 shows a cross section through a third embodiment of the annular collector according to the invention at the location of a bearing collar,
Figur 5 eine Ansicht auf eine schematisch dargestellte Lagereinheit gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 6 einen Querschnitt durch die Lagereinheit entlang der Linie AA, 5 shows a view of a schematically illustrated storage unit according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 6 shows a cross section through the storage unit along the line AA,
Figur 7 eine Ansicht auf einen erfindungsgemässen Rinnenkollektor, und Figure 7 is a view of a trough collector according to the invention, and
Figur 8 schematisch eine Ansicht auf einen Rinnenkollektor von oben, während oder nach Bo- denverwerfungen. FIG. 8 schematically shows a view of a trough collector from above, during or after floor distortions.
Figur la zeigt einen Rinnenkollektor 1 konventioneller Art, mit einem Konzentrator 2, der im Querschnitt parabolisch gekrümmt ist und einfallende Sonnenstrahlen 3 reflektiert, wobei die reflektierten Strahlen 4 in einen Brennlinienbereich konzentriert werden, in welchem ein Ab- sorberrohr 5 angeordnet ist. Eine geeignet ausgebildete, zur Entlastung der Figur weggelassene Tragstruktur stützt den Konzentrator 2 verwindungssicher, und besteht in der Regel aus einem Fachwerk aus Stahl. Über eine Zuleitung 6 wird das Absorberrohr 5 mit einem Wärme transportierenden Medium beschickt, welches durch dieses hindurch fliesst, dabei von einer Eingangs- temperatur TE auf eine Ausgangstemperatur TA erwärmt und schliesslich durch eine Ableitung 7 abgeführt wird. Schematisch dargestellte Gelenke 8 erlauben die Verschwenkung des Konzent- rators 2 um die Verschwenkachse 10, so dass der Konzentrator 2 laufend dem aktuellen Sonnenstand nach ausgerichtet werden kann. Eine Lageranordnung 11 als Bestandteil des Rinnen- kollektors 1 ist ausgebildet, die Tragstruktur und damit den Konzentrator 2 verschwenkbar zu lagern und weist über die Länge des Rinnenkollektors 1 verteilt angeordnete Lagereinheiten 12 auf. 1 a shows a trough collector 1 of a conventional type, with a concentrator 2 which is parabolically curved in cross-section and reflects incident solar rays 3, the reflected rays 4 being concentrated in a focal zone in which a absorber tube 5 is arranged. A suitably trained, omitted to relieve the figure support structure supports the concentrator 2 twist-proof, and usually consists of a framework of steel. Via a feed line 6, the absorber tube 5 is charged with a heat-transporting medium, which flows through it, thereby from an input temperature T E is heated to an initial temperature T A and finally discharged through a discharge line 7. Schematically illustrated joints 8 allow the pivoting of the concentrator 2 about the pivot axis 10, so that the concentrator 2 can be continuously aligned with the current position of the sun. A bearing assembly 11 as part of the trough collector 1 is designed to support the support structure and thus the concentrator 2 pivotally and has over the length of the trough collector 1 arranged distributed storage units 12.
Der Pfeil L zeigt in Längsrichtung, der Pfeil Q in Querrichtung des Rinnenkollektors 1. The arrow L points in the longitudinal direction, the arrow Q in the transverse direction of the trough collector. 1
Figur lb zeigt einen Querschnitt durch einen konventionellen Rinnenkollektor 15, der gemäss der WO 2009/135330 ausgebildet ist. Die Offenbarung der WO 2009/135330 ist hier durch ausdrückliche Referenz in die Beschreibung einbezogen. Wiederum bezeichnen die Pfeile L,Q die Längsrichtung bzw. die Querrichtung im dargestellten Rinnenkollektor 15. Dieser ist mit einer nur gestrichelt angedeuteten Druckzelle 16, bestehend aus einer oberen, für Sonnenstrahlen transparenten Membran 17 und einer unteren Membran 18 versehen, wobei die untere Membran 18 eine Sonnenstrahlen reflektierende Schicht aufweist und damit den Konzentrator des Rinnenkollektors 15 bildet. Durch die untere Membran 18 reflektierte Sonnenstrahlen fallen in einen Sekundärkonzentrator 19 ein, der diese wiederum auf ein Absorberrohr 20 zurückwirft, das deren Wärme absorbiert. Der in der Figur gezeigte Rinnenkollektor ist symmetrisch aufgebaut zu einer Symmetrielinie 21, Figure lb shows a cross section through a conventional trough collector 15, which is designed according to WO 2009/135330. The disclosure of WO 2009/135330 is incorporated herein by express reference. Again, the arrows L, Q denote the longitudinal direction and the transverse direction in the illustrated trough collector 15. This is provided with a dashed line indicated pressure cell 16, consisting of an upper, transparent to the sun's rays membrane 17 and a lower membrane 18, wherein the lower membrane 18th has a sun-ray reflecting layer and thus forms the concentrator of the trough collector 15. Sunbeams reflected by the lower membrane 18 fall into a secondary concentrator 19, which in turn reflects it back onto an absorber tube 20 which absorbs its heat. The gutter collector shown in the figure is symmetrical to a symmetry line 21,
Die Druckzelle 16 ist hier eingespannt in Längsträger 22, die auf Querverstrebungen 23 ruhen und ihrerseits in einen Lagerkranz 24 mit einem kreisbogenförmigen Abschnitt 25 übergehen, welcher seinerseits auf Rollenträgern 26 mit Rollen 27 ruht und damit auf diesen abrollen kann, was eine Verschwenkung der gesamten Tragstruktur (hier Längsträger 22, Querverstrebungen 23, Lagerkranz 24 mit dem zugehörigen Fachwerk) um die Verschwenkachse 28 erlaubt. Durch diese Verschwenkung, dargestellt durch die Doppelpfeile 29, wird der Rinnenkollektor 15 dem aktuellen Sonnenstand entsprechend ausgerichtet. Die Verschwenkachse 28 befindet sich im Zentrum 30 des Lagerkranzes 24 (s. den eingezeichneten Radius 31) und zugleich in der Schwerlinie 32 der Tragstruktur. Diese Geometrie bewirkt, dass bei der Verschwenkung im Sinn der Doppelpfeilie 29 nur die Trägheitskräfte der Tragstruktur und allfällige Windkräfte überwunden werden müssen, aber keine Gravitationskräfte, was den Verschwenkantrieb vereinfacht und mit vergleichsweise geringen Mitteln eine hochpräzise Verschwenkbewegung, und damit eine entsprechende Relativbewegung, gegenüber dem Untergrund 33 erlaubt. Bevorzugt ist die dargestellte Tragstruktur aus Beton hergestellt, was eine kostengünstige Fertigung erlaubt. Während die Längsträger sich über die gesamte Länge des Rinnenkollektors 15 erstrecken, sind Lagerkränze 24 im Abstand zu einander vorgesehen, was für die Lagerung des Rinnenkollektors 15 auf dem Untergrund 33 genügt. Die Lagerung des Rinnenkollektors 15 weist entsprechend mehrere, über die Länge des Rinnenkollektors 15 im Abstand angeordnete Lagereinheiten 34 auf. The pressure cell 16 is clamped here in side members 22, which rest on cross braces 23 and in turn pass into a bearing ring 24 with a circular arc section 25, which in turn rests on roller supports 26 with rollers 27 and thus can roll on this, causing a pivoting of the entire support structure (Here side member 22, cross braces 23, bearing ring 24 with the associated framework) around the pivot axis 28 allowed. By this pivoting, represented by the double arrows 29, the trough collector 15 is aligned according to the current position of the sun. The pivot axis 28 is located in the center 30 of the bearing ring 24 (see the radius 31 shown) and at the same time in the heavy line 32 of the support structure. This geometry causes the pivoting in the sense of Doppelpfeilie 29 only the inertial forces of the support structure and any wind forces must be overcome, but no gravitational forces, which simplifies the pivoting drive and with comparatively small means a high-precision pivoting movement, and thus a corresponding relative movement, relative to the substrate 33 allowed. Preferably, the support structure shown is made of concrete, which allows a cost-effective production. While the side members extend over the entire length of the trough collector 15, bearing rings 24 are provided at a distance from each other, which is sufficient for the storage of the trough collector 15 on the substrate 33. The storage of the trough collector 15 has correspondingly a plurality of spaced over the length of the trough collector 15 bearing units 34.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung am Beispiel eines in Figur lb dargestellten Rinnenkollektors beschrieben, ist aber natürlich nicht auf solch eine Ausführungsform des Rinnenkollektors beschränkt, sondern natürlich generell auf alle Rinnenkollektoren anwendbar, wie diese allgemein in Figur 1 dargestellt sind. Hereinafter, the present invention will be described using the example of a trough collector shown in Figure lb, but of course is not limited to such an embodiment of the trough collector, but of course generally applicable to all trough collectors, as shown generally in Figure 1.
Figur 2 zeigt entsprechend einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Lagereinheit 40 beispielsweise eines Rinnenkollektors 15 (Figur lb) die einen Lagerkranz 24 gegenüber dem Untergrund 33 abstützt. Der Lagerkranz 24 ist zur Entlastung der Figur nur teilweise dargestellt, nämlich in einem unteren Bereich, in dem er auf Rollen 27 aufliegt und auf diesen zur Verschwen- kung der ebenfalls zur Entlastung der Figur weggelassenen weiteren Tragstruktur des Rinnenkollektors verschwenkt werden kann, s. den Doppelpfeil 29. Figure 2 shows accordingly a section through an inventive storage unit 40, for example, a trough collector 15 (Figure lb) which supports a bearing ring 24 relative to the substrate 33. The bearing ring 24 is shown to relieve the figure only partially, namely in a lower region in which it rests on rollers 27 and can be pivoted on these for Verschwen- kung also omitted to relieve the figure further support structure of the trough collector, s. the double arrow 29.
Weiter ersichtlich ist ein Auflagerelement 41, auf dem Rollenträger 26 für die Rollen 27 angeordnet sind. Das Auflagerelement 41 ist steif genug, um das über den Lagerkranz 24 aufgebrach- te Gewicht des zugeordneten Abschnitts des Rinnenkollektors zu tragen und ruht seitlich auf Laufrollen 42, auf denen es in Längsrichtung, d.h. in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene, abrollen kann. Ein Bodenelement 43 trägt seinerseits die Rollen 42. Es ergibt sich eine Anordnung, in der der Lagerkranz 24 in Richtung der Längsachse des Rinnenkollektors frei beweglich gelagert ist, so dass der Rinnenkollektor bzw. dessen Tragstruktur über deren ganze Länge gegenüber dem Untergrund eine der Wärmedehnung entsprechende Relativbewegung ausüben kann. Der Fachmann kann die schematisch dargestellte Lagereinheit 44 je nach den Bedürfnissen im konkreten Fall ausbilden und beispielsweise statt der Laufflächen 44,45 Schie- nen für die Rollen 42 vorsehen, oder die Rollen 42 mit einem geeigneten Käfig (der wiederum zur Entlastung der Figur nicht dargestellt ist) in Position halten. Also visible is a support element 41, on which roller carriers 26 for the rollers 27 are arranged. The support element 41 is stiff enough to carry the weight of the associated section of the trough collector applied over the bearing ring 24 and rests laterally on rollers 42 on which it can roll in the longitudinal direction, ie in a direction perpendicular to the plane of the drawing. A bottom element 43 in turn carries the rollers 42. The result is an arrangement in which the bearing ring 24 is mounted freely movable in the direction of the longitudinal axis of the trough collector, so that the trough collector or its support structure over its entire length relative to the substrate one of the thermal expansion corresponding Can exercise relative movement. The person skilled in the art can form the schematically illustrated bearing unit 44 in a specific case, depending on the requirements, and, for example, instead of the running surfaces 44, 45 NEN for the rollers 42, or keep the rollers 42 with a suitable cage (which in turn is not shown to relieve the figure) in position.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Bodenelement 43 auch als langgestreckte Wanne ausge- bildet sein kann, bis hin zur ganzen Länge des Rinnenkollektors. Dann kann das Auflagerelement 41 seinerseits ebenso lang, oder kürzer ausgebildet sein, wobei es dann mehrfach verwendet wird. Auch hier kann der Fachmann im konkreten Fall die geeignete Ausbildung der Lagereinheit 40 vornehmen. Mit anderen Worten ergibt sich für die in den Figuren gezeigte erfindungsgemässe Lagerung des Rinnenkollektors, dass diese wenigstens eine Lagereinheit 40 aufweist, die für mindestens eine zusätzlich zur Verschwenkung der Tragstruktur und unabhängig von dieser erfolgende Relativbewegung der Tragstruktur gegenüber dem Untergrund ausgebildet ist. Der Rinnenkollektor bzw. dessen Tragstruktur kann sich damit ungehindert entsprechend einer Temperaturände- rung dehnen, wobei die Lagerung die sich ergebende Relativbewegung gegenüber dem Boden zulässt. Im Extremfall kann damit die Tragstruktur als vollkommen steifer Balken ausgebildet werden. It should be mentioned at this point that the bottom element 43 can also be designed as an elongated trough, up to the entire length of the trough collector. Then, the support member 41 in turn be formed as long or shorter, where it is then used several times. Again, the skilled person can make the appropriate training of the storage unit 40 in the specific case. In other words, for the invention shown in the figures storage of the trough collector that this has at least one bearing unit 40 which is formed for at least one additional in addition to the pivoting of the support structure and independent of this relative movement of the support structure relative to the ground. The trough collector or its support structure can thus freely expand in accordance with a temperature change, the bearing allowing the resulting relative movement with respect to the ground. In extreme cases, so that the support structure can be formed as a completely rigid beam.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnen- kollektors am Ort eines Lagerkranzes 24. Die Lagereinheit 48 ist modifiziert und hier als hängende Lagerung ausgebildet, wobei bevorzugt das Auflagerelement 49 aufgehängt ist, das seinerseits wenigstens einen zugeordneten Abschnitt der Tragstruktur des Rinnenkollektors trägt (o- der die ganze Tragstruktur, wenn die Lagereinheit 48 sich über deren ganze Länge erstreckt). Aufhängeelemente für das Auflagerelement 49, die hier bevorzugt als Zugstangen 50 ausgebil- det sind, sind mit dem Auflagerelement 49 geeignet verbunden (beispielsweise fest verschraubt) und hängen ihrerseits an der Achse 51 je eines Räderpaars 52 (beispielsweise über ein Rollenlager, das in einem endseitigen Auge der Zugstangen 50 angeordnet ist). Die Räderpaare 52 können wiederum in Längsrichtung zum Rinnenkollektor abrollen, auf Laufflächen 53 an hier als auskragende Seitenträger 54 ausgebildeten Tragelementen des Bodenelements 55. FIG. 3 shows a section through a second embodiment of the trough collector according to the invention at the location of a bearing collar 24. The bearing unit 48 is modified and designed here as a hanging bearing, with the support element 49 preferably being suspended, which in turn has at least one associated section of the support structure of the trough collector carries (or the whole supporting structure, when the bearing unit 48 extends over its entire length). Suspension elements for the support element 49, which are preferably designed here as tie rods 50, are suitably connected to the support element 49 (for example screwed tightly) and in turn hang on the axis 51 of a respective pair of wheels 52 (for example via a roller bearing which is in an end-side Eye of the tie rods 50 is arranged). The pairs of wheels 52 can in turn roll in the longitudinal direction of the trough collector on treads 53 formed here as projecting side support 54 supporting elements of the bottom member 55th
Diese hängende Anordnung besitzt unter anderem den Vorteil, dass durch einfache Mittel eine Toleranz der Lagereinheit für Relativbewegungen auch quer zur Länge des Rinnenkollektors erreicht werden kann. Beispielsweise können die Zugstangen 50 über Gummilager am Aufla- gerelement 49 so festgelegt werden, so dass dieses in Querrichtung Q etwas beweglich ist. Alternativ können an Stelle von Zugstangen 50 flexible Aufhängeelemente wie beispielsweise Drahtseile vorgesehen werden, wodurch die mögliche Relativebewegung zwischen dem Untergrund 33 und dem Auflagerelement 49 (und damit der Tragstruktur des Rinnenkollektors) längs, quer und auch entsprechend dem Doppelpfeil 58 um die Hochachse 59 des gelagerten Abschnitts des Rinnenkollektors erfolgen kann. Damit kann es vorteilhaft sein, das an sich frei bewegliche Auflagerelement 49 durch geeignete Dämpfungsanordnungen gegen unerwünschte Bewegungen zu stabilisieren. Nach der in der Figur gezeigten Ausführungsform weist die Dämpfungsanordnung dazu eine an sich bekannte ölgefüllte Kolben-Zylinder Anordnung 56 auf, die in Querrichtung Q wirkt, und eine ölgefüllte Kolben-Zylinder Anordnung 57 für die Längsrichtung L. Bevorzugt ist dabei die Dämpfungswirkung je nach Richtung verschieden, entsprechend der Geometrie des Rinnenkollektors, der nur geringe Breite aufweist, oder der verschiedenen Art der jeweiligen Bewegung. Figur 4 zeigt einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes 24. Die Lagereinheit 60 ist wiederum hängend ausgebildet, wobei das Auflagerelement 61 bevorzugt gleich ausgebildet ist wie dasjenige der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform. Hingegen sind die Aufhängeelemente hier als Zugarme 62 oder Zugstangen ausgebildet, die hier beidseitig in Pendellagern 63 gelagert sind. Der Begriff "Pendella- ger" schliesst Lager ein, die eine freie Verschwenkbewegung des grundsätzlich vertikal angeordneten Aufhängeelements (hier: Zugarme 62) in Längs- und in Querrichtung L,Q (und damit in beliebiger Richtung parallel zum Untergrund 33) gegenüber dem Lagerträger ermöglichen. Damit sind die hier als Zugarme 62 ausgebildeten Aufhängeelemente am Auflagerelement 61 frei verschwenkbar festgelegt. Hier sei angemerkt, dass eine hängende Lagerung generell den Vorteil besitzt, dass sie aufgrund des auf ihr lastenden Betriebsgewichts selbststabilisierend ist, d.h. in ihre neutrale Lage zurückkehren will. This hanging arrangement has, inter alia, the advantage that by simple means a tolerance of the bearing unit for relative movements can also be achieved transversely to the length of the trough collector. For example, the tie rods 50 can be attached to the support via rubber bearings. gerelement 49 are set so that it is slightly movable in the transverse direction Q. Alternatively, 50 flexible suspension elements such as wire ropes may be provided instead of tie rods, whereby the possible relative movement between the substrate 33 and the support member 49 (and thus the support structure of the trough collector) longitudinally, transversely and also according to the double arrow 58 about the vertical axis 59 of the stored Section of the trough collector can be done. Thus, it may be advantageous to stabilize the per se freely movable support member 49 by suitable damping arrangements against unwanted movements. According to the embodiment shown in the figure, the damping arrangement for this purpose comprises a per se known oil-filled piston-cylinder assembly 56 which acts in the transverse direction Q, and an oil-filled piston-cylinder arrangement 57 for the longitudinal direction L. Preferred is the damping effect depending on the direction different, according to the geometry of the trough collector, which has only small width, or the different nature of the respective movement. FIG. 4 shows a section through a third embodiment of the trough collector according to the invention at the location of a bearing collar 24. The bearing unit 60 is again designed to be suspended, wherein the bearing element 61 is preferably of the same design as that of the embodiment shown in FIG. By contrast, the suspension elements are designed here as traction arms 62 or tie rods, which are mounted here on both sides in spherical bearings 63. The term "Pendellager" includes bearings that allow a free pivoting movement of the generally vertically arranged suspension element (here: traction arms 62) in the longitudinal and transverse directions L, Q (and thus in any direction parallel to the substrate 33) relative to the bearing carrier , Thus, the suspension elements designed here as traction arms 62 are set freely pivotable on the support element 61. Here it should be noted that a hanging storage generally has the advantage that it is self-stabilizing due to the weight on their operating weight, ie, wants to return to its neutral position.
In den Figuren sind solche Lager mit einem Kreis für den feststehenden Lagerteil und einem im Kreis liegenden Punkt für den beweglichen Lagerteil symbolisiert. Die Lagereinheit 60 ist weiter mit einem Bodenelement 64 versehen, dessen seitliche Tragelemente wiederum als über das Auflagerelement 61 herauskragende Seitenträger 65 ausgebildet sind, so dass sich ein am Seitenträger 65 angeordnetes Pendellager 63 über einem durch den jeweiligen Zugarm 62 zugeordneten Pendellager 63 des Auflagerelements 61 befindet. Wie bereits erwähnt, ist die darge- stellte hängende Lagerung selbstzentrierend, erlaubt aber eine freie Relativbewegung der Tragstruktur gegenüber dem Untergrund 33 nicht nur längs, sondern auch quer zu dieser und zudem um deren Hochachse 59 (Doppelpfeil 58). Auch bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, eine Dämpferanordnung vorzusehen, die als Zylinder-Kolbenanordnung 56,57 ausgebildet ist und in Längsrichtung L sowie in Querrichtung Q wirkt. Die gezeigte Anordnung kann über die ganze Länge des Rinnenkollektors durchgehend ausgebildet werden, wobei dann beispielsweise die Zugarme 62 paarweise im Abstand über die Länge der Tragstruktur angeordnet werden. Alternativ ist es vorteilhaft, die gezeigte Anordnung als einzelne Lagereinheit auszubilden, die nur den jeweiligen Lagerkranz und damit den diesem zugeordneten Abschnitt der Tragstruktur la- gert. In the figures, such bearings are symbolized with a circle for the fixed bearing part and a point lying in a circle for the movable bearing part. The bearing unit 60 is further provided with a bottom element 64, the lateral support elements are in turn formed as over the support member 61 projecting side support 65, so that a arranged on the side support 65 self-aligning bearing 63 is located above an associated by the respective pulling arm 62 self-aligning bearing 63 of the support member 61 , As already mentioned, the illustrated placed hanging storage self-centering, but allows a free relative movement of the support structure relative to the substrate 33 not only longitudinally but also transversely to this and also about its vertical axis 59 (double arrow 58). Also in this embodiment, it is advantageous to provide a damper assembly which is formed as a cylinder-piston assembly 56,57 and acts in the longitudinal direction L and in the transverse direction Q. The arrangement shown can be formed continuously over the entire length of the trough collector, in which case, for example, the tension arms 62 are arranged in pairs at a distance over the length of the support structure. Alternatively, it is advantageous to design the arrangement shown as a single bearing unit, which stores only the respective bearing ring and thus the portion of the support structure associated therewith.
Figur 5 zeigt schematisch eine Ansicht von oben auf eine bevorzugte Ausführungsform einer er- findungsgemässen Lagereinheit 70 wiederum am Beispiel eines gemäss der WO 2009/135330 ausgebildeten Rinnenkollektors, von dem in der Figur nur der untere Teil des Lagerkranzes 24 gestrichelt angedeutet ist, so dass die auf dem Äuflagerelement 71 angeordneten Rollen 26 mit ihren Rollenträgern 27 ersichtlich sind. Vier Bodenträger 73 mit einem oberen, vorkragenden Bereich 74 sind Bestandteil des Bodenelements, welches beispielsweise je nach der Beschaffenheit des Untergrunds 33 ein zusätzliches die Bodenträger 73 verbindendes Fundament aufweisen kann oder nicht. FIG. 5 schematically shows a top view of a preferred embodiment of a storage unit 70 according to the invention, again using the example of a trough collector designed according to WO 2009/135330, of which only the lower part of the storage ring 24 is indicated by dashed lines in the figure, so that the arranged on the Äuflagerelement 71 rollers 26 with their roller carriers 27 can be seen. Four bottom supports 73 with an upper, projecting region 74 are part of the floor element, which, for example, depending on the nature of the substrate 33, may or may not have an additional foundation connecting the floor supports 73.
Bevorzugt sind Pendellager 63 vorgesehen, um das Auflagerelement 71 über als Zugarme 75 ausgebildete Aufhängeelemente an den Bodenträgern 73 betriebsfähig aufzuhängen. Es ergibt sich auch bei der hier dargestellten Ausführungsform, dass die Aufhängung des Auflagerelements über im Wesentlichen vertikal hängende Aufhängelemente erfolgt, die mit einem unte- ren Ende am Auflagerelement 71 und mit einem oberen Ende an überkragenden Bereichen 74 des Bodenelements angreifen. Die Aufhängeelemente sind dabei am Bodenelement und am Auflagerelement verschwenkbar festgelegt, s. die Doppelpfeile bei den Zugarmen 75, welche mögliche Verschwenkungsrichtungen in den zwei Dimensionen parallel zum Untergrund 33 anzeigen. Pendulum bearings 63 are preferably provided in order to suspend the support element 71 operatively via suspension elements 75 designed as tension arms 75 on the floor supports 73. It also results in the embodiment shown here that the suspension of the support element via substantially vertically suspended suspension elements takes place, which engage with a lower end of the support element 71 and with an upper end on overhanging portions 74 of the bottom element. The suspension elements are defined pivotably on the bottom element and on the support element, s. the double arrows in the Zugarmen 75, which indicate possible Verschwenkungsrichtungen in the two dimensions parallel to the substrate 33.
Weiter ist ersichtlich, dass die bei der gezeigten Ausführungsform als Zugarme 75 ausgebildeten Aufhängeelemente an den gedachten Ecken eines Rechtecks angeordnet sind und das Äuflagerelement zwischen sich einschliessen, so dass dieses symmetrisch gelagert ist. Natürlich kann der Fachmann auch im konkreten Fall einer asymmetrischen Anordnung den Vorzug geben. It can also be seen that the suspension elements designed as tension arms 75 in the embodiment shown are arranged at the imaginary corners of a rectangle and enclose the support element between them so that it is mounted symmetrically. Naturally The expert may also give preference in the specific case of an asymmetric arrangement.
Figur 6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Aufhängung des Auflagerelements 71 am Ort ei- nes Lastträgers 73 entlang der Linie AA von Figur 5. Dargestellt sind der Bodenträger 73, dessen oberer, vorkragender Bereich 74, ein Abschnitt 82 des Auflagerelements 71 und die beiden Pendellager 63, welche den ihnen zugeordneten und durch sie hindurchverlaufenden Zugarm 62 an beiden Enden lagern, derart, dass sich eine freie Verschwenkbarkeit des Zugarms 62 im Sinn der vorliegenden Erfindung ergibt. FIG. 6 shows a vertical section through the suspension of the support element 71 at the location of a load carrier 73 along the line AA of FIG. 5. Shown are the bottom support 73, its upper, projecting region 74, a section 82 of the support element 71 and the two self-aligning bearings 63, which store their associated and extending therethrough pull arm 62 at both ends, such that there is a free pivoting of the pull arm 62 in the sense of the present invention.
Das obere der Pendellager 63 weist in der dargestellten Ausführungsform eine am vorkragenden Bereich 74 festgelegt Pfanne 75 mit einer sphärisch ausgebildeten Lagerfläche 76 auf und weiter ein Arretierungselement 77, das seinerseits eine gegengleich zur Lagerfläche 76 ausgebildete sphärische Lagerfläche 78 besitzt. The upper of the self-aligning bearing 63 has in the illustrated embodiment a fixed to the projecting portion 74 pan 75 with a spherical bearing surface 76 and further a locking element 77, which in turn has a counter-bearing surface 76 formed on the spherical bearing surface 78.
Die sphärischen Lagerflächen 76,78 können im Betrieb beliebig auf einander abgleiten, was dem Pendellager 63 seine Beweglichkeit verleiht. Das hier als Zugarm 63 ausgebildete Aufhängeelement läuft durch eine Öffnung im Arretierungselement 76 hindurch und ragt mit seinem einen Ende 79 aus diesem wieder hinaus, wobei die Kontermuttern 80,81 einen Anschlag bilden, der den Zugarm 75 im Auflager 63 sichert. The spherical bearing surfaces 76,78 can slide freely on each other in operation, which gives the pendulum bearing 63 its mobility. The suspension element designed here as a pull arm 63 runs through an opening in the locking element 76 and protrudes out of it with its one end 79, wherein the lock nuts 80, 81 form a stop which secures the pull arm 75 in the support 63.
Dieselbe Anordnung bildet über Kopf ein weiteres Pendellager 63, das an der Unterseite des Auflagerelements 71 festgelegt ist, so dass der vorkragende Bereich 74 den zugehörigen Abschnitt 82 des Auflagerelements 71 in Längs- und Querrichtung frei beweglich trägt. Am Ab- schnitt 82 ist eine Pfanne 75' festgelegt, in der ein Arretierungselement 77' in derselben Art ruht, wie dies in Zusammenhang mit dem am vorkragenden Bereich 74 festgelegten Pendellager 63 beschrieben ist. The same arrangement forms over head another pendulum bearing 63 which is fixed to the underside of the support member 71 so that the projecting portion 74 carries the associated portion 82 of the support member 71 in the longitudinal and transverse directions freely movable. At the section 82, a pan 75 'is defined, in which a locking element 77' rests in the same manner as described in connection with the self-aligning bearing 63 fixed to the projecting region 74.
Bevorzugt ist am Zugarm 63 ein Sensor 82 angeordnet, der die im Zugarm 63 wirkende Bean- spruchung, eventuell auch der aktuellen Ausrichtung des Zugarms 63, detektiert und entsprechende Signale generiert, die über eine zur Entlastung der Figur weggelassene Signalleitung (o- der über eine drahtlose Übertragung) von einer Steuerung des Rinnenkollektors ausgewertet werden können, um den aktuellen Betriebszustand der Lagerung laufend zu erfassen. Figur 7 zeigt eine Ansicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemässen Rinnenkollektors 85 mit einer schematisch dargestellten Tragstruktur 86, die einen Rahmen 87 aufweist, in dem eine Druckzelle 88 aufgespannt ist, in der sich ein hier nicht ersichtlicher Konzentrator befindet. Mit dem Rahmen verbunden sind kreisbogenförmige Abschnitte 25, die je einen Lagerkranz 24 bilden (s. auch Figur 2). Jeder Lagerkranz 24 ist über eine Lagereinheit 70 auf dem Untergrund 33 gelagert, wie dies in Figur 5 dargestellt ist. Dadurch kann die Tragstruktur 86 gegenüber dem Untergrund 33 um ihre Drehachse 10 (Figur lb) verschwenkt werden und zusätzlich gegenüber dem Untergrund 33 eine Relativbewegung längs (Längsrichtung L) ausüben, ebenso eine Rela- tivbewegung in Querrichtung Q sowie bei entsprechenden Bodenbewegungen (Erdbeben) um die Hochachse 59 der betroffenen Lagereinheit 70. An dieser Stelle sei angemerkt, dass vertikale Boden bewegungen häufig nicht kritisch sind, da die Tragstruktur eines Rinnenkollektors gegen vertikale Belastung aufgrund ihres Gewichts steif ausgebildet ist. Die Auflagerelemente 71 bleiben bei den oben erwähnten Relativbewegungen gegenüber dem Untergrund zur Drehachse 10 der Tragstruktur 86 stationär. Diese Anordnung erlaubt eine Lagerung auch (aber nicht nur) einer vollkommen steif ausgebildeten Lagerstruktur 86. Preferably, a sensor 82 is arranged on the pull arm 63, which detects the load acting in the pull arm 63, possibly also the current orientation of the pull arm 63, and generates corresponding signals which are transmitted via a signal line (or via a signal line omitted to relieve the figure) wireless transmission) can be evaluated by a controller of the trough collector in order to continuously record the current operating state of the storage. Figure 7 shows a view of a portion of a trough collector 85 according to the invention with a schematically illustrated support structure 86, which has a frame 87 in which a pressure cell 88 is clamped, in which there is a concentrator not shown here. Connected to the frame are circular-arc-shaped sections 25 which each form a bearing ring 24 (see also FIG. Each bearing ring 24 is mounted on the substrate 33 via a bearing unit 70, as shown in FIG. As a result, the support structure 86 can be pivoted relative to the base 33 about its axis of rotation 10 (FIG. 1b) and also exert a relative movement longitudinally (longitudinal direction L) with respect to the substrate 33, as can a relative movement in the transverse direction Q and in the case of corresponding ground movements (earthquakes) the vertical axis 59 of the affected storage unit 70. It should be noted that vertical ground movements are often not critical, since the support structure of a trough collector is stiff against vertical load due to their weight. The support elements 71 remain stationary in the above-mentioned relative movements relative to the ground to the axis of rotation 10 of the support structure 86. This arrangement also permits storage of (but not limited to) a completely rigid bearing structure 86.
Figur 8 zeigt schematisch eine Ansicht von oben auf die den Rinnenkollektor 85 und durch diesen hindurch auf Lagereinheiten 70, im Fall, dass eine Bodenbewegung bzw. ein Erdbeben statt- findet oder stattgefunden hat. Die ursprünglich gleich ausgerichteten Lagereinheiten 70 haben sich gegeneinander verschoben, s. die unterschiedliche Anordnung der Bodenträger 73, wobei die Tragstruktur des Rinnenkollektors von dieser Bewegung abgekoppelt geblieben ist, was an den nach wie vor unverändert gleich ausgerichteten Auflagerelementen 71 ersichtlich ist. Der Fachmann kann im konkreten Fall vorsehen, eine der Lagereinheiten konventionell auszubilden, um den Rinnekollektor an einem Punkt des Untergrunds fest zu verankern. An dieser Stelle sei wiederholt, dass die erfindungsgemässe Lagerung in den Figuren anhand eines Rinnenkollektors mit einer Tragstruktur gemäss der WO 2009/135330 beschrieben ist, die erfindungsgemässe Lagerung jedoch für Rinnenkollektoren mit beliebiger Tragstruktur erfindungs- gemäss ist. FIG. 8 schematically shows a view from above of the trough collector 85 and through it on bearing units 70 in the event that a ground movement or an earthquake takes place or has taken place. The originally aligned bearing units 70 have shifted from each other, s. the different arrangement of the bottom support 73, wherein the support structure of the trough collector has remained decoupled from this movement, which can be seen on the still unchanged the same aligned support elements 71. The skilled person can provide in the specific case, conventionally form one of the bearing units to firmly anchor the gutter collector at a point of the subsurface. It should be repeated at this point that the inventive storage in the figures is described with reference to a trough collector with a support structure according to WO 2009/135330, the storage according to the invention, however, is according to the invention for trough collectors with any support structure.

Claims

Patentansprüche  claims
Rinnenkollektor mit einer verschwenkbaren Tragstruktur (86) für einen Konzentrator, die auf dem Untergrund (33) durch eine Lagerung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung wenigstens eine Lagereinheit (12,34,40,48,60,70) aufweist, die für mindestens eine zusätzlich zur Verschwenkung der Tragstruktur (86) und unabhängig von dieser erfolgende Relativbewegung der Tragstruktur (86) gegenüber dem Untergrund (33) ausgebildet ist. Trough collector with a pivotable support structure (86) for a concentrator, which is mounted on the substrate (33) by a storage, characterized in that the storage at least one storage unit (12,34,40,48,60,70), which is formed for at least one in addition to the pivoting of the support structure (86) and independently of this taking place relative movement of the support structure (86) relative to the substrate (33).
Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung in Richtung der Längsachse des Rinnenkollektors erfolgt. Trough collector according to claim 1, wherein the relative movement takes place in the direction of the longitudinal axis of the trough collector.
Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung quer zur Länge des Rinnenkollektors erfolgt. Trough collector according to claim 1, wherein the relative movement is transverse to the length of the trough collector.
Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung um die Hochachse (59) des gelagerten Abschnitts des Rinnenkollektors erfolgt. Trough collector according to claim 1, wherein the relative movement takes place about the vertical axis (59) of the mounted portion of the trough collector.
Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Lagereinheit (12,34,40,48,60,70) als hängende Lagerung ausgebildet ist. Trough collector according to claim 1, wherein the bearing unit (12,34,40,48,60,70) is designed as a hanging storage.
Rinnenkollektor nach Anspruch 5, wobei die Lagereinheit (12,34,40,48,60,70) ein aufgehängtes Auflagerelement (41,49,61,71) aufweist, das wenigstens einen zugeordneten Abschnitt der Tragstruktur (86) trägt. A trough collector according to claim 5, wherein the bearing unit (12, 34, 40, 48, 60, 70) comprises a suspended support member (41, 49, 61, 71) supporting at least an associated portion of the support structure (86).
Rinnenkollektor nach Anspruch 1 oder 6, wobei die Tragstruktur (86) wenigstens einen senkrecht zur Verschwenkachse des Rinnenkollektors angeordneten Lagerkranz (24) mit einem kreisbogenförmigen Abschnitt (25) aufweist, der auf einem Auflagerelement (41,49,61,71) der Lagereinheit (12,34,40,48,60,70) zur Verschwenkung des Konzentra- tors abrollt, wobei das Auflagerelement (41,49,61,71) zur Drehachse (28) der Tragstruktur (86) stationär ist. Trough collector according to claim 1 or 6, wherein the support structure (86) at least one arranged perpendicular to the pivot axis of the trough collector bearing ring (24) having a circular arc-shaped portion (25) on a support element (41,49,61,71) of the bearing unit ( 12,34,40,48,60,70) rolls to pivot the con centrator, wherein the support element (41,49,61,71) to the axis of rotation (28) of the support structure (86) is stationary.
8. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Lagerung die Relativbewegung dämpfende Dämpfmittel aufweist und vorzugsweise eine Dämpfung in Längs- und eine in Querrichtung vorgesehen ist, wobei besonders bevorzugt die Dämpfungswirkung verschieden ist. 9. Rinnenkollektor nach Anspruch 6, wobei die Aufhängung des Auflagerelements (41,49,61,71)s über im Wesentlichen vertikal hängende Aufhängelemente erfolgt, die mit einem unteren Ende am Auflagerelement (41,49,61,71) und mit einem oberen Ende an überkragenden Bereichen (74) des Bodenelements angreifen. 8. Trough collector according to claim 1, wherein the bearing has the relative movement damping damping means and preferably a damping in the longitudinal and a transverse direction is provided, wherein particularly preferably the damping effect is different. 9. Trough collector according to claim 6, wherein the suspension of the support element (41,49,61,71) s via substantially vertically suspended suspension elements takes place, with a lower end on the support element (41,49,61,71) and with an upper End attack on overhanging areas (74) of the bottom element.
Rinnenkollektor nach Anspruch 9, wobei die Aufhängeelemente am Bodenelement und/oder am Auflagerelement (41,49,61,71) verschwenkbar festgelegt sind. Trough collector according to claim 9, wherein the suspension elements on the bottom element and / or on the support element (41,49,61,71) are pivotally fixed.
11. Rinnenkollektor nach Anspruch 9, wobei die Aufhänggeelemente an den gedachten Ecken eines Rechtecks angeordnet sind und das Auflagerelement (71) zwischen sich ein- schliessen. 11. trough collector according to claim 9, wherein the suspension elements are arranged at the imaginary corners of a rectangle and the support element (71) between them include.
12 Rinnenkollektor nach einem der Ansprüche 9, wobei wenigstens eines der Aufhängeelemente einen Sensor für die im Aufhängeelement im Betrieb wirkende Beanspruchung aufweist. 12 trough collector according to one of claims 9, wherein at least one of the suspension elements has a sensor for acting in the suspension element during operation stress.
13. Rinnenkollektor nach Anspruch 9, wobei Aufhängeelemente an wenigstens einem Ende mit einem vorzugsweise in einem Abschnitt kugelförmig ausgebildeten Arretierungselement (77) versehen sind, das in einer gegengleich ausgebildeten Pfanne (75) am Bodenelement und/oder am Auflagerelement (41,49,61,71) liegt, derart, dass die Auf- hängeelemente verschwenkbar an diesen angreifen. 13. trough collector according to claim 9, wherein suspension elements are provided at least one end with a preferably spherical in a section locking element (77) in a counter-shaped pan (75) on the bottom element and / or on the support element (41,49,61 , 71) in such a way that the suspension elements pivotably engage the latter.
14. Rinnenkollektor nach Anspruch , wobei das Auflagerelement (49) an Aufhängeelementen aufgehängt ist, die ihrerseits auf am Bodenelement vorgesehenen, zum Rinnenkol- lektor längs angeordneten Schienen laufen. 14. Trough collector according to claim, wherein the support element (49) is suspended on suspension elements, which in turn provided on the bottom element, run to the channel Rinnenkol- longitudinal rails.
15. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei Auflagerelement (41) auf Schienen des Bodenelements läuft. 15. trough collector according to claim 1, wherein the support element (41) runs on rails of the bottom element.
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