用于太阳能热发电站的跟踪轴的支承单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于太阳能热发电站的跟踪轴的支承单元。跟踪轴用于支承 和相对太阳调整太阳能热发电站的镜面，尤其是抛物槽式镜面和菲涅尔镜面。
【背景技术】
[0002] 在太阳能热发电站中使用将阳光汇聚到吸收器上的传统的镜面。在此，镜面通常 跟踪太阳，以便始终在吸收器上获得最大的辐射强度。在此，镜面通常以具有较大长度的窄 带形式沿南北方向取向。在所谓的菲涅尔镜面发电站中，这些镜面以如下方式取向，即，使 得中心的吸收器被多个镜面照射。替选地，在所谓的抛物槽式镜面发电站中，这些镜面槽状 地拱曲，从而使得每个镜面都照射自己的布置在槽的聚焦线中的吸收器。在这两种结构形 式中，镜面通常分别以如下方式支承在沿纵向方向伸展的跟踪轴上，即，使得整个镜面可以 在东西方向上倾斜以跟踪太阳。
[0003] 太阳能热发电站通常安装在很热的荒漠地区，因为那里具有特别强烈的太阳辐 射。组件（尤其是跟踪轴的承载结构和轴承）在这种对应的典型环境条件下通常遭受由风、 灰尘和流沙造成的很强的负荷，并且因此必须耐用地设计。此外，由于很高的温度和昼夜温 差通常会出现不同组件的显著的长度变化，又必须考虑到该长度变化或对其进行补偿，以 便使可运动的部件不会被夹住，并且保持镜面的跟踪精确度。
[0004] 由EP1 754 942B1公知了一种用于菲涅尔太阳能收集器的装置，其中，跟踪轴通 过三个滚子以能转动的方式支承在滚子架中，这些滚子以围绕跟踪轴周向分布的方式布 置。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的任务在于，说明一种用于跟踪轴的特别简单且耐用的支承单元。
[0006] 根据本实用新型，用于太阳能热发电站的跟踪轴的支承单元包括具有两个彼此平 行的壳体壁的壳体。此外，支承单元包括两个轴体，这些轴体彼此平行地并且垂直于壳体壁 地取向，并且这些轴体分别支承在两个壳体壁中。因此，两个轴体中的每一个都形成了两个 壳体壁之间的连接。根据本实用新型，为了支承跟踪轴，两个轴体中的每一个分别具有环状 包围相应轴体的滑动衬套。因此，跟踪轴能够基本上、也就是说精确地或至少近似地以平行 于两个轴体的方式支承在两个滑动衬套上，以便使跟踪轴能绕其旋转轴线转动。
[0007] 此外，在有利的构造方案中，滑动衬套也导致跟踪轴在由温度引起的长度变化的 情况下可以沿其轴向方向相对于壳体和轴体滑移。通过跟踪轴的这种轴向可移动性，可以 有效地防止支承单元的轴向负荷，或者可以有效地防止跟踪轴在支承单元中夹住，这两种 情况在轴向固定支承的轴中可能由于由温度引起的轴长度变化而出现。因此，根据本实用 新型的支承单元承担了浮动轴承的功能，借助该浮动轴承，跟踪轴即使在不同或变换的温 度下也能在轴向方向上无应力地支承。
[0008] 在这里和在下文中，对于术语"滑动衬套"理解为套管状的物体，其中，至少一个表 面（内表面或外表面）由具有特别小的滑动摩擦系数的材料形成。在本实用新型的范围内， 这种材料例如可以是烧结青铜或以滑动介质、例如PTFE(聚四氟乙烯/ "特氟龙"）填充的 塑料。因此，使用这种滑动衬套减小了跟踪轴和/或轴体的摩擦，从而可以特别容易地使跟 踪轴转动。尤其是相对于使用较复杂的滚动轴承，滑动衬套可以实现支承单元的简单且低 成本的构造。此外，通过使用滑动衬套得到了支承单元的耐用的构造，这是因为滑动衬套几 乎是无需维护的，尤其是不必以有规律的时间间隔进行补充润滑。此外，使用滑动衬套可以 实现支承单元的简单的装配。
[0009] 在此，在本实用新型的范围内能够想到的是：两个滑动衬套抗相对转动地 (drehfest)与各自的轴体连接，并且因此使得跟踪轴滑动地支承在各自的滑动衬套上。也 就是说，在这种情况下，跟踪轴的表面相对于滑动衬套的外表面滑动。但在本实用新型的优 选实施方案中，滑动衬套本身以滑动的方式支承在轴体上，其方式是：该滑动衬套例如以很 小的间隙配合来装配或以过盈配合（Obemuifipassung)来压装。在此，两个轴体中的每 一个尤其固定地支承在壳体中或抗相对转动地支承在两个壳体壁中的至少一个上。在此， 对于"滑动地支承"或"滑动支承"理解为：滑动衬套可以相对于各自的轴体转动，从而使得 跟踪轴可以在滑动衬套上滚动。
[0010] 在本实用新型的特别有利的实施方案中，滑动衬套也以能沿其轴向方向滑动地移 动的方式支承在轴体上。为此，壳体壁彼此之间的间距实施成明显大于滑动衬套的长度 (也就是说轴向延伸尺寸）。与之相应地，轴体的（轴向）长度也实施成大于滑动衬套的长 度。基于该实施方案，在跟踪轴相对于壳体轴向运动时，滑动衬套与跟踪轴一起运动。在示 例性的尺寸设计中，壳体壁的间距约等于滑动衬套的轴向长度的两倍。但按照适宜的方式， 在进行壳体尺寸设计时要考虑到跟踪轴的预期会出现的由温度引起的长度膨胀，因此根据 跟踪轴的实施方案和预期会出现的温度波动，滑动衬套在壳体壁之间的间隙可以是几厘米 至数十厘米。
[0011] 有利的是，通过滑动衬套在轴体上的滑动支承可以取消对跟踪轴的精密的表面处 理，这是因为跟踪轴本身并不作为用于滑动衬套的滑动配对件。确切地说，仅与跟踪轴相比 特别短的轴体构造有对于滑动支承足够平滑的表面结构。此外，可以取消对滑动衬套和轴 体的相对彼此滑动的表面的高成本的密封和隔离，这是因为滑动衬套尤其是无支承间隙地 包围轴体，从而按照有利方式自动防止了灰尘或污物侵入相对彼此滑动的表面之间。
[0012] 在本实用新型的范围内，滑动衬套原则上可以实心地（均质地）由具有小摩擦系 数的材料形成。在本实用新型的有利的替选实施方案中，除了摩擦优化的基体之外，滑动衬 套还具有由金属或稳固的塑料制成的包覆体，其中，包覆体在外侧包围基体。基体的摩擦优 化的材料优选是与跟踪轴的材料不同的柔韧的材料。在此，通过滑动衬套的包覆体防止了 柔韧的基体由于跟踪轴而变形或受到磨损。因此，有利地提高了支承单元的稳定性和使用 寿命。特别地，通过包覆体使得由跟踪轴引入的负荷可以在各自的滑动衬套的很大的表面 上分布，从而防止了由于近似静态的负荷而使滑动衬套被不均匀地压扁。
[0013] 为了一方面进一步改进滑动衬套上的负荷分布，而另一方面可以用简单的方式实 现跟踪轴相对于滑动衬套的旋转轴线的倾斜姿态（例如由于跟踪轴的由重量引起的弯曲 导致），在适宜的实施方案中，滑动衬套具有桶状拱起的表面。换而言之，滑动衬套的沿轴向 方向伸展的母线径向向外弯曲。
[0014] 对此附加或备选地，为了补偿跟踪轴的倾斜姿态，壳体在其与承载结构连接的装 配侧上具有至少一个弹性的连接件。在此，在跟踪轴有角度地安设的情况下，弹性的连接 件可以使得壳体并且进而是整个支承单元跟随该跟踪轴并因此相对承载结构成角度地安 设。在本实用新型的范围内，弹性的连接件可以是金属的弹簧元件或者是弹性塑料体或橡 胶体。
[0015] 在生产技术上有利的设计方案中，壳体基本上呈U形地实施。在本实用新型的范 围内，也能够想到的是：壳体是焊接结构或铸造结构。但替选地，壳体也可以由标准件、尤 其是U形型材制成。
[0016] 在本实用新型的范围内，还能够想到的是：两个壳体壁在U形壳体的敞开侧上分 别具有尤其是切口状或圆弧状的留空部。在此，该留空部可以用简单的方法实现使跟踪轴 较深地插入两个轴体或滑动衬套之间，而不靠置在壳体壁上。
[0017] 为了可以实现将跟踪轴尽可能深地插入两个轴体之间，在有利的实施方案中，以 如下方式选定两个轴体纵轴线的间距，即，该间距约等于跟踪轴的直径或稍微大于该直径。 通过轴体间距的这种尺寸设计，可以用简单的方式实现使跟踪轴由于其重力始终插在两个 轴体之间并且以稳定的平衡状态支承。特别得，跟踪轴由此在按规定的运行中不会从两个 滑动衬套的引导部中"跳出"。
[0018] 为了（例如在很强的风负荷的情况下）附加地保护跟踪轴以防从其在两个轴体之 间的支承部中抬起，以及为了保护轴体和滑动衬套以防污物侵入，壳体在按规定的最终装 配状态中由壳体盖封闭。在支承单元的特别有利的实施方案中，在装配时，壳体盖与壳体一 起尤其借助相同的螺栓固定在承载结构上。按照适宜的方式，壳体盖在此具有留空部，该留 空部设置用于使跟踪轴穿过，并且该留空部在可选的设计方案中配设有例如毛刷条形式的 防污件，该防污件与跟踪轴接触。在本实用新型的范围内，在此也能够想到的是：壳体盖的 整个边缘都配设有这样的防污件，从而防止了灰尘或污物在壳体的整个周边上的侵入。
[0019] 在可选的设计方案中，壳体尤其在壳体底部具有一个或多个长孔