技术领域
[0001] 本实用新型涉及光热发电领域，尤其是涉及一种用于槽式集热器的支撑轴承。
背景技术
[0002] 当今世界
能源供应紧张，一次性化石能源面临供应枯竭，世界能源危机时有发生，且污染环境，排放大量的二
氧化
碳气体，加重
温室效应，导致
气候变暖，极端天气不断发生，由此带来了一系列难以克服的环境问题。寻找一种清洁、可靠、长效持久的新能源来替代一次性能源就成为当今世界
可持续性发展最迫切的问题。
太阳能作为一种清洁环保、取之不尽、用之不竭的新能源，是未来最理想、最长久、最可靠的替代能源。
[0003] 光热发电是太阳能发电领域的一支新军，是利用光热
辐射聚焦的原理，将大面积的太阳光反射聚焦在小面积的集热器上，提高集热
温度，使
水沸腾蒸发，产生
蒸汽推动
汽轮机旋转，同时带动发
电机发电。
[0004] 槽式光热发电是目前最为成熟的光热发电系统。槽式光热发电系统包括集热器、支撑立柱、
传动系统、液压系统等，其中集热器由多个集热器单元串/并联组成，每个集热器单元包括集热器
支架单元、多个集
热管、多个反射镜等。目前槽式集热器支架(多个集热器支架单元组成)的光场设计主要以回路的形式组成集热系统，支架安装长度一般有几百米例如300米之长，每个集热器支架单元有十多米(例如12米)长，中间使用多个支撑立柱来承托支撑。更具体地，支撑立柱上固定有支撑轴承，集热器支架单元的支撑轴连接承托在该支撑轴承上，并由此得到支撑立柱的支撑。
[0005] 由于回路较长，
支点较多，为保证集热器支架的聚光
精度，要求支架在加工生产的过程中、单元安装的过程中、回路安装的过程中、支撑立柱安装调整的过程中要保证较高的精度要求；但是
现有技术的支撑轴承设计使得支撑轴承与支撑轴之间配合的间隙(裕度)非常小，使得在安装过程中难于实现上述精度要求。另外，回路在长期的运行过程中支撑立柱也存在
基础不规则沉降，且变化缓慢，不易监控，这样使得集热器支架和回路在运行的过程中中
心轴线发生偏斜，进而使得摆动的轴线带动立柱一起运动(由于支撑轴承与支撑轴之间配合的间隙非常小，几乎接近刚性连接)，
加速了立柱基础的
沉降速度，直接导致聚焦精度下降，热效率降低甚至回路支架的损坏。
[0006] 为了解决上述存在的问题之一，迫切需要开发一种专
门针对光热槽式发电集热器使用的新的支撑轴承。实用新型内容
[0007] 根据本实用新型的一个实施方案，提供一种用于槽式集热器的支撑轴承，所述支撑轴承包括：轴承壳体100，包括
基座1001和周壁部1002，在基座的内表面上形成有槽型楔形结构；轴承座200和半圆形球轴承201，其
中轴承座为半圆形球轴承提供安装承托、内部形状与半圆形球轴承相同、下端形成有燕尾槽，半圆形球轴承安装在轴承座内；
轴承盖202，通过轴承盖固定
螺栓203安装在半圆形球轴承201的上端；升降板302，上端形成有燕尾槽，并与轴承座200下部的燕尾槽配合安装，使轴承座能够沿着燕尾槽方向左右滑动；多个
弹簧立柱(300、303)，位于升降板302之下、立柱上套装有弹簧301，为升降板302提供弹
力；
密封圈304，安装在升降板302的外侧，与轴承壳体100紧密配合；高度调节板400，具有双楔形结构，在其上端设置所述弹簧立柱(300、303)，其下端形成为槽型楔形结构；双楔形调节板，其包括楔形调节
块上板401和楔形调节块下板402，二者通过楔形调节块固定螺栓403固定后共同组成所述双楔形调节板，楔形调节块上板401的上端面与高度调节板400下端面槽型楔形结构
接触，其下端面与轴承壳体100的基座内表面上形成的槽型楔形结构接触；高度调节螺杆404，为长轴结构，一端安装在轴承壳体100的插孔内，另一端安装在高度调节螺杆
锁母
405内，高度调节螺杆锁母405用于将高度调节螺杆404安装固定在轴承壳体100内；高度调节螺杆404的杆体的一侧上套有正旋
螺纹，另一侧套有反旋螺纹，杆体穿过楔形调节块上板
401和楔形调节块下板402之间，使得可以通过旋转高度调节螺杆404、带动双楔形调节板左右移动，由此来调节高度调节板400的高度。
[0008] 根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承还包括保险盖101，所述保险盖101为T型结构，通过保险盖固定螺栓102而固定在轴承壳体100的周壁部1002的上端。
[0009] 根据本实用新型的一个实施方案，升降板302为槽型
钢板。
[0010] 根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承还包括压力
传感器600，所述
压力传感器600设置在所述多个弹簧立柱300、303之中。
[0011] 根据本实用新型的一个实施方案，多个弹簧立柱300、303为三个，所述压力传感器600设置在中间的弹簧立柱303中。
[0012] 根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承还包括用于压力传感器的
信号输出线的
接口，所述接口形成在轴承壳体100的周壁部102上。
[0013] 根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承还包括安装在接口上的防水接头601，用于密封压力传感器的信号输出线。
[0014] 根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承还包弹性
密封件500，填充在轴承壳体100与轴承座200之间的间隙中。
[0015] 根据本实用新型的一个实施方案，弹簧立柱为圆柱形结构。
[0016] 根据本实用新型的一个实施方案，提供一种光热发电系统，包括根据本实用新型的支撑轴承。
[0017] 本实用新型的支撑轴承的设计，解决了现有技术中存在的上述问题至少之一，具有诸多的优点。
[0018] 1.支撑轴承本身在高度方向上是可调的：由于支撑立柱的螺杆
螺距很大，通过调节支撑立柱高度不容易满足精度要求；而支撑轴承自身的高度调节精度很高；弥补了立柱在高度方向调节精度的不足；提高了回路的安装精度。
[0019] 2.支撑轴承的纵向留有移动间隙：由于集热器支架在生产加工和安装的过程中不能保证绝对的
同轴度要求；在运行时轴线会有一定的摆动，为了保证立柱本身不随轴线一起晃动，不对基础造成影响，通过支撑轴承的纵向移动消除因轴线的摆动而对基础的影响。
[0020] 3.支撑轴承在锥度方向上是可以调节的。
[0021] 4.支撑轴承内设计有弹簧支撑系统，弹簧的弹力是根据支架的重量设定的，如果回路旋
转轴线发生上下摆动现象，确保被支撑轴承支撑的轴不出现悬空状态，对支撑立柱的基础不产生拉伸作用。
[0022] 5.容许支撑立柱的基础在一定的范围内产生
变形沉降：不影响回路的正常运行；由于支撑轴承在多个方向留有调整间隙，可以根据支架的旋转自动完成调节，所以容许立柱在高度方向和圆周倾斜方向产生一定量的变形。
附图说明
[0023] 图1为根据本实用新型一个实施方案的支撑轴承的结构示意图；
[0024] 图2为图1所示支撑轴承结构的俯视图；
[0025] 图3为图1所示支撑轴承结构的沿着A-A线的剖视图；
[0026] 图4为图1所示支撑轴承结构的沿着B-B线的剖视图；
[0027] 图5为安装有本实用新型支撑轴承的光热发电系统的部分结构示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图对本实用新型的支撑轴承做进一步详细、示例性的非限制性说明。
[0029] 如图1-4所示，根据本实用新型的一个实施方案，支撑轴承10包括轴承壳体100、保险盖101、保险盖固定螺栓102、轴承座200、半圆形球轴承201、轴承盖202、轴承盖固定螺栓203、升降板302、升降板上套装有密封圈304，多个弹簧立柱300、303、立柱上套装有弹簧
301、、高度调节板400、双楔形调节板包括楔形调节块上板401和楔形调节块下板402、楔形调节块固定螺栓403、高度调节螺杆404、高度调节螺杆锁母405、压力传感器600以及安装在接口上的防水接头601。下面更详细地说明各部件的结构和功能。
[0030] 轴承壳体100为支撑轴承的主体安装零件，用于安装组成支撑轴承的全部零件。轴承壳体100可以包括基座1001以及周壁部1002，在整体上呈中空的柱体，其中基座上可以设置连接机构例如固定螺栓和通孔等，提供与支撑立柱的连接。另外在基座的内表面上形成有槽型楔形结构，以同双楔形调节板的结构相匹配。
[0031] 保险盖101为T型结构，为支撑轴承提供保护功能，防止回路支架在遇到大
风时脱离支撑轴承。保险盖可以通过保险盖固定螺栓102而固定在轴承壳体100的周壁部1002的上端。
[0032] 轴承座200为半圆形球轴承201提供安装承托结构，内部形状与半圆形球轴承相同，保证球形轴承可以在一定的
角度内做360度旋转，下端开有燕尾槽，与升降板302上端开制的燕尾槽配合安装，使轴承座能够沿着燕尾槽方向左右滑动。
[0033] 半圆形球轴承201安装在轴承座200内，为集热器支架单元的支撑轴(
传动轴)的承托件，容许传动轴在作360度圆周旋转时让轴线摆动一定的角度。
[0034] 轴承盖202安装在半圆形球轴承201之上，用于约束集热器支架单元的支撑轴(传动轴)与半圆形球轴承201的安装和运动。轴承盖202可以通过轴承盖固定螺栓203而固定在半圆形球轴承201上。
[0035] 升降板302可以是槽型钢板，上端开有燕尾槽，并与轴承座200下部的燕尾槽配合安装，使轴承座能够沿着燕尾槽方向左右滑动。槽型升降板302下部安放在弹簧立柱300、303的上端，其可以在弹簧立柱和高度调节板400的共同作用下上下运动。
[0036] 弹簧立柱(300、303)可以是圆柱形结构，亦可是矩形或其它形状结构，安装固定在高度调节板400之上，例如可以通过
螺纹连接的方式固定。圆柱上套装有弹簧301，其上端为槽型升降板302的承托面，可以为槽型升降板302提供弹力。弹簧立柱可以根据需要设置多个，例如3-5个。
[0037] 密封圈304可以是
橡胶材料的环形圈，安装在升降板302的外侧，与轴承壳体100紧密配合，防止灰尘进入升降板的下端。
[0038] 高度调节板400为双楔形结构，其上端安装有弹簧立柱(300、303)和弹簧301，下端形成有槽型楔形结构，位于楔形调节块上板401之上。
[0039] 双楔形调节板，其包括楔形调节块上板401和楔形调节块下板402，二者可以通过楔形调节块固定螺栓403固定后共同组成所述双楔形调节板，楔形调节块上板401的上端面与高度调节板400下端面槽型楔形结构接触，楔形调节块下板402的下端面与轴承壳体100的基座1001内表面上形成的槽型楔形结构接触。
[0040] 高度调节螺杆404为长轴结构，其一端安装在轴承壳体100的插孔内，另一端安装在高度调节螺杆锁母405内。高度调节螺杆锁母405可以设置在周壁部1002之中，用于将高度调节螺杆404安装固定在轴承壳体100内。高度调节螺杆404的杆体的一侧上套有正旋螺纹，另一侧套有反旋螺纹，杆体穿过楔形调节块上板401和楔形调节块下板402之间，使得可以通过旋转高度调节螺杆404、带动双楔形调节板左右移动，由此来调节高度调节板400的高度。例如双楔形调节板与高度调节螺杆404之间可以是螺纹配合，通过旋转高度调节螺杆404而使得双楔形调节板左右移动。
[0041] 在轴承壳体100与轴承座200之间存在一定的间隙，可以利用弹性密封件500进行填充。例如弹性密封件为空气
泡沫结构的海绵体，能够被压缩和膨胀，填充在轴承壳体100与轴承座200之间，在不影响轴承座左右滑动的同时起到防尘作用。
[0042] 另外，可以在弹簧立柱(300、303)之中设置压力传感器600，用于监测轴承/支撑轴的压力变化。例如传感器可以安装在弹簧立柱303的中心部位。在这种情况下，可以在轴承壳体100的周壁部1002上设置接口，用于压力传感器的信号输出线的输出，然后在接口上安装防水接头601(密封元件)，用于密封压力传感器的信号输出线。
[0043] 参考附图5，图5为安装有本实用新型轴承的光热发电系统的部分结构示意图。如图所示，图中光热发电系统包括多个支撑立柱以及多个集热器单元，支撑立柱以及集热器单元通过支撑轴承来连接支承。也即，支撑轴承固定在支撑立柱上，集热器支架单元的支撑轴安装在支撑轴承之中。下面具体说明本实用新型的支撑轴承的安装以及作用的方式。
[0044] 通过轴承壳体100的基座1001，将支撑轴承安装在集热器的支撑立柱上，并根据需要来调节支撑立柱的高度。然后可以通过旋转高度调节螺杆404精确调整支撑轴承到需要的高度。
[0045] 将集热器支架单元的支撑轴(传动轴)安装在半圆形球轴承201内，并安装好轴承盖202，所有支撑立柱和集热器单元(包括集热器支架单元、集热管、反射镜等)都按要求安装，组成完整的集热器回路。在集热器回路旋转时，支撑轴在半圆形球轴承201内旋转。
[0046] 当集热器
旋转轴(传动轴)的轴线不发生偏斜时，支撑轴承内的结构相对
位置不发生改变；
[0047] 当集热器旋转轴的轴线发生轴向摆动时，轴承座200将随同旋转轴摆动的方向一起运动，整个支撑轴承体保持不动，不会对立柱施加推力；
[0048] 当集热器旋转轴的轴线发生向上摆动时，轴承座200在弹簧301预设弹力的作用下被托起，保证旋转轴不悬空工作；
[0049] 当集热器旋转轴的轴线发生向下摆动时，升降板302的下平面与弹簧立柱300的上端接触，轴承座200的位置在高度方向上不变；
[0050] 当集热器旋转轴的轴线发生于理论轴线不垂直的情况，此时旋转轴的旋转中线为一锥形运动轨迹，半圆形球轴承201在轴承座200内随旋转轴一起做锥形摆动，整个支撑轴承体保持不动，不会对立柱施加推力；
[0051] 当支撑立柱的基础发生垂直沉降，超出理论值容许的范围时，弹簧的预设弹力将半圆形球轴承201和旋转轴同时托起，保证集热器回路的正常运行。同时压力传感器根据预设值监测压力变化，超出压力设定值时向控制中心报警，提醒维护人员检修和重新调整立柱高度；
[0052] 当支撑立柱的基础发生任意角度的倾斜变形时，且不超过支撑轴承设计的调节量参数，支撑轴承将完全能够根据立柱倾斜变形的情况
自动调节支撑轴承的工装状态，保证集热器回路的正常工作。
[0053] 尽管已经参照示例性的实施方案对本实用新型进行了说明，但应该理解的是，本领域技术人员可以在本公开内容的原则的精神和范围之内作出大量其他
修改和替换，这种修改和替换也将落入本实用新型的保护范围。
