CH707601A1 - Rinnenkollektor mit einer verschwenkbaren Tragstruktur. - Google Patents

Abstract

Der erfindungsgemässe Rinnenkollektor besitzt eine verschwenkbare Tragstruktur für einen Konzentrator, die auf dem Untergrund (33) durch eine Lagerung gelagert ist, welche 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 (33) ausgebildet ist. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Tragstruktur des Rinnenkollektors realisiert werden, die dessen Wärmedehnung gegenüber dem Untergrund zulässt und zugleich einen Schutz gegen Bodenbewegungen wie Erdbeben bietet.

Description

[0001] 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.

[0002] 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 erzeugten Strom liegen.

[0003] 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.

[0004] Heute sind drei Grundformen von solarthermischen Kraftwerken im Einsatz: Dish-Sterling-Systeme, Solarturmkraftwerkssysteme und Parabolrinnensysteme.

[0005] Die Dish-Sterling-Systeme als kleine Einheiten im Bereich von bis zu 50 kW pro Modul haben sich nicht generell durchgesetzt.

[0006] Solarturmkraftwerksysteme besitzen einen zentralen, erhöht (auf dem «Turm») montierten Absorber 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.

[0007] 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 Absorberleitung für die konzentrierte Wärme angeordnet, wobei die Absorberleitung von einem Medium durchflossen wird, das die Wärme aufnimmt und über ein Leitungsnetz zum Maschinenhaus des Kraftwerks transportiert. Als Wärme transportierendes Medium kommt ein Fluid wie z.B. Thermoöl oder überhitzter Wasserdampf in Frage, wobei die Temperaturen am Ausgang des Rinnenkollektors bis gegen 500 °C oder mehr, z.B. 650 °C erreichen sollen.

[0008] 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.B. 200 m oder noch mehr.

[0009] 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.

[0010] Weiter ist bei Kollektoren mit grossen Abmessungen der Windangriff ein relevanter Faktor für die Auslegung der Tragstruktur, 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 insbesondere 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.

[0011] 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 Tragstruktur beispielsweise Loslager für die Wärmedehnung derart vorzusehen, dass die notwendige Steifigkeit der Tragstruktur gegen Biegung und Torsion etc. nicht beeinträchtigt ist.

[0012] 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.

[0013] Diese Aufgabe wird durch einen Rinnenkollektor gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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 gegebenen Bodenbewegungen zu isolieren.

[0017] Die Erfindung wird nachstehend durch die Figuren näher erläutert.

[0018] Es zeigt: <tb>Fig. 1a<SEP>schematisch einen Rinnenkollektor konventioneller Art, <tb>Fig. 1b<SEP>einen Rinnenkollektor konventioneller Art mit einer Tragstruktur für den Konzentrator gemäss der WO 2009/000147, <tb>Fig. 2<SEP>einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, <tb>Fig. 3<SEP>einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, <tb>Fig. 4<SEP>einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors am Ort eines Lagerkranzes, <tb>Fig. 5<SEP>eine Ansicht auf eine schematisch dargestellte Lagereinheit gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, <tb>Fig. 6<SEP>einen Querschnitt durch die Lagereinheit entlang der Linie AA, <tb>Fig. 7<SEP>eine Ansicht auf einen erfindungsgemässen Rinnenkollektor, und <tb>Fig. 8<SEP>schematisch eine Ansicht auf einen Rinnenkollektor von oben, während oder nach Bodenverwerfungen.

[0019] Fig. 1a 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 Absorberrohr 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 Eingangstemperatur TEauf eine Ausgangstemperatur TAerwärmt und schliesslich durch eine Ableitung 7 abgeführt wird. Schematisch dargestellte Gelenke 8 erlauben die Verschwenkung des Konzentrators 2 um die Verschwenkachse 10, so dass der Konzentrator 2 laufend dem aktuellen Sonnenstand nach ausgerichtet werden kann. Eine Lageranordnung 11 als Bestandteil des Rinnenkollektors 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.

[0020] Der Pfeil L zeigt in Längsrichtung, der Pfeil Q in Querrichtung des Rinnenkollektors 1.

[0021] Fig. 1b zeigt einen Querschnitt durch einen konventionellen Rinnenkollektor 15, der gemäss der WO 2009/135 330 ausgebildet ist. Die Offenbarung der WO 2009/135 330 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.

[0022] 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 Doppelpfeile 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.

[0023] 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.

[0024] Nachstehend wird die vorliegende Erfindung am Beispiel eines in Fig. 1b 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 Fig. 1 dargestellt sind.

[0025] Fig. 2 zeigt entsprechend einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Lagereinheit 40 beispielsweise eines Rinnenkollektors 15 (Fig. 1b ) 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 Verschwenkung der ebenfalls zur Entlastung der Figur weggelassenen weiteren Tragstruktur des Rinnenkollektors verschwenkt werden kann, s. den Doppelpfeil 29.

[0026] 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 aufgebrachte 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 Schienen 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.

[0027] An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Bodenelement 43 auch als langgestreckte Wanne ausgebildet 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.

[0028] 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 Temperaturänderung dehnen, wobei die Lagerung die sich ergebende Relativbewegung gegenüber dem Boden zulässt. Im Extremfall kann damit die Tragstruktur als vollkommen steifer Balken ausgebildet werden.

[0029] Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Rinnenkollektors 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 (oder die ganze Tragstruktur, wenn die Lagereinheit 48 sich über deren ganze Länge erstreckt). Aufhängeelemente für das Auflagerelement 49, die hier bevorzugt als Zugstangen 50 ausgebildet 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.

[0030] 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 Auflagerelement 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 Relativbewegung 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.

[0031] Fig. 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 Fig. 3 gezeigten Ausführungsform. Hingegen sind die Aufhängeelemente hier als Zugarme 62 oder Zugstangen ausgebildet, die hier beidseitig in Pendellagern 63 gelagert sind. Der Begriff «Pendellager» 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.

[0032] 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 dargestellte 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 lagert.

[0033] Fig. 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 Auflagerelement 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.

[0034] 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 unteren 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.

[0035] Weiter ist ersichtlich, dass die bei der gezeigten Ausführungsform als Zugarme 75 ausgebildeten Aufhängeelemente an den gedachten Ecken eines Rechtecks angeordnet sind und das Auflagerelement zwischen sich einschliessen, so dass dieses symmetrisch gelagert ist. Natürlich kann der Fachmann auch im konkreten Fall einer asymmetrischen Anordnung den Vorzug geben.

[0036] Fig. 6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Aufhängung des Auflagerelements 71 am Ort eines Lastträgers 73 entlang der Linie AA von Fig. 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.

[0037] 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.

[0038] 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.

[0039] 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 Abschnitt 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.

[0040] Bevorzugt ist am Zugarm 63 ein Sensor 82 angeordnet, der die im Zugarm 63 wirkende Beanspruchung, eventuell auch der aktuellen Ausrichtung des Zugarms 63, detektiert und entsprechende Signale generiert, die über eine zur Entlastung der Figur weggelassene Signalleitung (oder über eine drahtlose Übertragung) von einer Steuerung des Rinnenkollektors ausgewertet werden können, um den aktuellen Betriebszustand der Lagerung laufend zu erfassen.

[0041] Fig. 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 Fig. 2 ). Jeder Lagerkranz 24 ist über eine Lagereinheit 70 auf dem Untergrund 33 gelagert, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch kann die Tragstruktur 86 gegenüber dem Untergrund 33 um ihre Drehachse 10 (Fig. 1b ) verschwenkt werden und zusätzlich gegenüber dem Untergrund 33 eine Relativbewegung längs (Längsrichtung L) ausüben, ebenso eine Relativbewegung in Querrichtung Q sowie bei entsprechenden Bodenbewegungen (Erdbeben) um die Hochachse 59 der betroffenen Lagereinheit 70. An dieser Stelle sei angemerkt, dass vertikale Bodenbewegungen 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.

[0042] Fig. 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 stattfindet 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.

[0043] Der Fachmann kann im konkreten Fall vorsehen, eine der Lagereinheiten konventionell auszubilden, um den Rinnenkollektor 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 2009/135 330 beschrieben ist, die erfindungsgemässe Lagerung jedoch für Rinnenkollektoren mit beliebiger Tragstruktur erfindungsgemäss ist.

Claims (15)

1. 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.

2. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung in Richtung der Längsachse des Rinnenkollektors erfolgt.

3. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung quer zur Länge des Rinnenkollektors erfolgt.

4. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegung um die Hochachse (59) des gelagerten Abschnitts des Rinnenkollektors erfolgt.

5. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die Lagereinheit (12, 34, 40, 48, 60, 70) als hängende Lagerung ausgebildet ist.

6. 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.

7. 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 Konzentrators abrollt, wobei das Auflagerelement (41, 49, 61, 71) zur Drehachse (28) der Tragstruktur (86) stationär ist.

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.

10. Rinnenkollektor nach Anspruch 9, wobei die Aufhängeelemente am Bodenelement und/oder am Auflagerelement (41, 49, 61, 71) verschwenkbar festgelegt sind.

11. Rinnenkollektor nach Anspruch 9, wobei die Aufhängeelemente an den gedachten Ecken eines Rechtecks angeordnet sind und das Auflagerelement (71) zwischen sich einschliessen.

12. Rinnenkollektor nach einem der Ansprüche 9, wobei wenigstens eines der Aufhängeelemente einen Sensor für die im Aufhängeelement im Betrieb wirkende Beanspruchung aufweist.

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 Aufhängeelemente verschwenkbar an diesen angreifen.

14. Rinnenkollektor nach Anspruch, wobei das Auflagerelement (49) an Aufhängeelementen aufgehängt ist, die ihrerseits auf am Bodenelement vorgesehenen, zum Rinnenkollektor längs angeordneten Schienen laufen.

15. Rinnenkollektor nach Anspruch 1, wobei Auflagerelement (41) auf Schienen des Bodenelements läuft.