JP2004150143A - 柱状構造物の組立装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大型クレーンを用いずに風力発電設備のタワーなどの柱状構造物を組み立てる装置であって、高く組み上げても安定して支持できるものを提供する。
【解決手段】門型架構3をせり上げ装置2で順次せり上げて下方へユニット柱8a,8b・・・・を継ぎ足し、進行に従い上方へ伸ばしていく。門型架構3の滑車4に掛けたロープ5をウインチ6で巻き上げ、これでタワーユニットT1,T2・・・・を順次上方へ組み上げていくので、大型のクレーンを用いずに、効率的にタワーを建設できる。タワーガイド19は、柱体8の延長途上を立ち上げ済みのタワーユニットT1,T2・・・・へ安定的に支持する。タワーガイド19は、柱体8に対して係合部材25で係合離脱自在であるから、柱体8と共にせり上げたり、あるいはその場に定置させて柱体8のみをせり上げたりできる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば風力発電設備におけるタワーなどの柱状構造物を組み立てるための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
風力発電設備は、例えば、高さ約30mのタワーと、タワーの上端に設置されるナセルと称される機構部と、ナセルの先端に取り付けられるロータ及びブレードとを主要な構成要素とする。タワーは、上、中、下段の3つのタワーユニットを下から順次上へ接続して組み立てられる。タワーの組立後、ナセルがタワーの上端に取り付けられ、ナセルの先端にロータ及びブレードが取り付けられる。そして、大型のクレーンを搬入するのが困難な建設場所において風力発電設備のタワーを組み立てることができる装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。
この装置においては、タワー建設用の基礎を挟み、地上に左右一対のせり上げ装置を定置し、左右一対の柱体の上端間を横桁で接続して成る門型架構の柱体の下部を夫々せり上げ装置に支持する。横桁に係止された滑車に掛けられた吊り上げ用ロープをウインチで巻き上げてタワーユニットを基礎上に立ち上げる。せり上げ装置でせり上げた柱体の下部へユニット柱を接続することにより、次々と柱体を上方へ伸ばし、順次上部のタワーユニットを下部のタワーユニット上へ立ち上げる。柱体の途上を立ち上げ済みのタワーユニットへ支持するために、両者間を接続するタワーガイドが設けられる。
【特許文献1】特開2001−254668号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、大型クレーンを用いずに風力発電設備のタワーなどの柱状構造物を組み立てることができる装置であって、柱状構造物の組み立ての進行と共に高く組み上げられても安定して支持されるものを提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、柱状構造物建設用の基礎を挟み、地上に左右一対のせり上げ装置2を定置し、左右一対の柱体8の上端間を横桁9で接続して成る門型架構3の柱体8の下部を夫々せり上げ装置2に支持する。横桁9に係止された滑車4に掛けられた吊り上げ用ロープ5をウインチ6で巻き上げてタワーユニットT1,T2・・・・を基礎上に立ち上げる。せり上げ装置2には、地上に定置される架台11と、この架台11に対する柱体8の垂直昇降を案内するガイド部材12と、柱体8をせり上げるべく柱体8の下部に接続、離脱自在の昇降機構13とを具備させる。地上からせり上げた柱体8の下端へユニット柱8a,8b・・・・を接続することにより、次々と柱体8を上方へ伸ばし、順次上部のタワーユニットを下部のタワーユニット上へ立ち上げる。一対の柱体8の延長途上には、柱体8を立ち上げ済みのタワーユニットへ支持するためのタワーガイド19を設ける。タワーガイド19には、タワーフレーム20と、その両側一対の柱体フレーム21と、タワーフレーム20上の複数の支持部材22と、柱体フレーム21上の複数の係合部材25とを設ける。タワーフレーム20は、立ち上げ済みのタワーユニットの外周を囲み、柱体フレーム21は、タワーフレームの左右両側に固定され夫々柱体8の外周を囲む。タワーフレーム20上の支持部材22は、立ち上げ済みのタワーユニットの外周に対して圧接離脱自在である。柱体フレーム21上の係合部材25は、柱体8に対して係合離脱自在である。
門型架構3をせり上げ装置2で順次せり上げて下方へユニット柱8a,8b・・・・を継ぎ足しつつ、この門型架構3の滑車4に掛けられた吊り上げロープ5をウインチ6で巻き上げ、これでタワーユニットT1,T2・・・・を順次上方へ組み上げていくので、大型のクレーンを用いずに、効率的にタワーを建設することができる。タワーガイド19は、柱体8の延長途上を立ち上げ済みのタワーユニットT1,T2・・・・へ安定的に支持する。タワーガイド19は、柱体8に対して係合離脱自在であるから、柱体8と共にせり上げたり、あるいはその場に定置させて柱体8のみをせり上げたりすることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1、図2は組立装置を用いて風力発電設備のタワーを組み立てる工程を示す正面図、図3はせり上げ装置の正面図、図4はタワーガイドの正面図、図5はタワーガイドの平面図、図6はタワーガイドの支持部材の平面図、図7はタワーガイドの支持部材の正面図、図8はタワーガイドの係合部材の平面図、図9はタワーガイドの係合部材の正面図である。
【0006】
図1、図2に示すように、組立装置1は、タワー建設用の基礎を挟んで地上に定置された左右一対のせり上げ装置2と、このせり上げ装置2によって次々と上方へせり上げられる門型架構3と、門型架構3の滑車4に掛けられた吊り上げ用ロープ5をウインチ6で巻き上げて、タワーユニットT1,T2,・・を基礎上に立ち上げる吊り上げ装置7とを具備する。
【0007】
門型架構3は、下部を夫々せり上げ装置2に支持される左右一対の柱体8と、柱体8の上端間を接続する横桁9とを具備する。柱体8は、実施例において長さ4mの方形筒型のユニット柱8a,8b,8c・・・を上下に複数接続して成る。
【0008】
図1、図3に示すように、実施例において高さ8mのせり上げ装置2は、地上に定置される架台11と、この架台11に対する柱体8の垂直昇降を案内するガイド枠12と、柱体8をせり上げるべく柱体8の下部に接続、離脱自在の昇降機構13とを具備する。
【0009】
図3に示すように、架台11は、下部架台14と、上部架台15とから成り、上下に柱体8を貫通させる空間を有する。下部架台14は、左右一対の側方架台14a,14aから成り、上部架台15は、側方架台14a,14a上に渡しかけて固定されている。上部架台15は、方形筒型であり、4隅には角材のガイド柱15aがあり、これが左右側方架台14a,14aの各2隅に設けられた角材のガイド柱14bと上下に結合されている。
【0010】
ガイド枠12は、方形体で、柱体8の外を包囲し、それを上下動自在に支持することができる。ガイド枠12は、例えば4隅の内側にローラを備えるものとし、ローラを柱体8の外角隅に上下方向に転動させる構成とすることができる。
【0011】
昇降機構13は、柱体8を構成する各ユニット柱8a,8b・・・の下端部に対して結合、離脱自在のせり上げ枠16と、せり上げ用の油圧シリンダ17と、せり上げ枠16と油圧シリンダ17との間に掛けられたロープ18とを具備する。油圧方式に代えてワイヤセミ方式とすることもできる。せり上げ枠16は、方形体で、4隅の外側にローラ16aを備え、柱体8の外側を包囲する。せり上げ枠16は、ローラ16aを架台14のガイド柱14bに沿って転動させることによって上下動することができ、またロッドを抜き差しすることによって柱体8の下部に結合したり離脱したりすることができる。
【0012】
図1に示すように、タワーの基礎を挟んで左右両側の地上に、せり上げ装置2を定置する。せり上げ装置2の設置作業は、付近に設置した台棒と称される小型クレーン等を用いて行う。
【0013】
図3において、2本のユニット柱8a,8bを接続して成る柱体8がせり上げ装置2内に立ち上げられている。下方のユニット柱8bの下端には、せり上げ枠16が結合され、油圧シリンダ17とロープ18又はチェーンでせり上げられている。ユニット柱8bの下方の空間に新たなユニット柱8cが挿入され、結合される。
【0014】
図1において、ユニット柱8a,8b,8cを接続して成る左右の柱体8,8の上端間に、横桁9が掛け渡されて固定され、門型架構3が組み立てられる。横桁9には、吊り上げ用の滑車4が係止され、ロープ5が掛けられる。5aは吊り具である。
【0015】
図1において、吊り上げ装置7で下部タワーユニットT1を吊り上げて基礎上に固定する。次いで、図3のように、柱体8をせり上げ、図2に示すように、順次下部に新たなユニット柱8d、8e,8fを継ぎ足し、吊り上げ装置7で中間タワーユニットT2を吊り上げて下部タワーユニットT1上に固定する。
【0016】
この間、適宜、図1,図3に示すように、タワーユニットT1又はT2の上端部と柱体8との間をタワーガイド19で接続支持し、同様に、柱体8をせり上げ、下部に新たなユニット柱8g、8hを継ぎ足す。このように、順次柱体8を上方へ伸ばしながら、資材をつり上げてタワーTを上方へ組み上げていく。
【0017】
タワーガイド19は、タワーユニットT1,T2に結合されるタワーフレーム20と、柱体8の途上を包囲して支持する柱体フレーム21とを備える。タワーフレーム20は、立ち上げ済みのタワーユニットT1,T2の外周を囲む方形枠体であり、半割の一対をフランジ20aで分離可能に接続してなる。柱体フレーム21は、柱体8の外周を囲む方形枠体で、同じく半割の一対をフランジ21aで分離可能に接続してなる。柱体フレーム21はタワーフレーム20の左右両側に結合される。柱体フレーム21とタワーフレーム20とは、互いの平行アーム21b,20bの端部のフランジで分離可能に接続される。従って、タワーガイド19は、設置位置において比較的容易に組み立てて取り付けでき、また分解して撤去できる。
【0018】
タワーフレーム20上には、タワーユニットT1,T2の外周に対して圧接離脱自在の支持部材22が設けられる。支持部材22は、タワーフレーム20の四隅に設けられたガイド部材23と、このガイド部材23に案内されてタワーフレーム20の中心に向けて進退調整自在に設けられた押圧部材24とを具備する。ガイド部材23は、軸線をタワーフレーム20の中心に向けて固定された角筒体で、図6,図7に示すように、タワーフレーム20の中心と反対側端が端壁23aで閉じられている。
【0019】
押圧部材24は、軸24aと当て金24bとを具備する。軸24aは、ガイド部材23に一端側が軸線方向に進退自在に挿入される。ガイド部材23の端壁23aを軸線方向に貫通して外側端から回転操作自在に設けられた操作ボルト24cが、軸23の一端に螺合している。操作ボルト24cの正逆回転操作によって押圧部材24が進退操作され、当て金24bがタワーユニットT1,T2の外周に当接したり離れたりする。
【0020】
柱体フレーム21上には、柱体に対して係合離脱自在の係合部材25が設けられる。係合部材25は、図8,図9に示すように、柱体フレーム21上に設けられたガイド体26と、このガイド体26に案内されて柱体フレーム21の内側へ進出後退自在の係合ピン27とを具備する。係合ピン27は、進出時に柱体8に係合した状態で、ストッパ28で固定可能である。
【0021】
ローラ29は、柱体フレーム21の四隅の内側に設けられ、柱体8に対して柱体フレーム21を相対上下動させるときに、柱体8に接して転動し、移動を円滑にする。柱体8のせり上げに際し、タワーガイド19は、支持部材22をタワーユニットT1,T2から離して、柱体8に固定したまま、柱体8と共にせり上げてもいいし、係合部材25を柱体8から外して、タワーユニットT1,T2に固定したまま、柱体8のみを柱体フレーム21の内側でせり上げてもよい。
なお、ここでは風力発電設備のタワーを例にとり説明したが、これに限らず、本発明は煙突、アンテナ用タワー、空港の標識柱などの柱状構造物をも対象として適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、大型クレーンを用いずに風力発電設備のタワーなどの柱状構造物を組み立てることができるという効果を有する。柱体8がタワーガイド19で建設済みの柱状構造物に支持されるから、柱状構造物の組み立ての進行と共に柱体8が高く組み上げられても安定して支持されるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】組立装置を用いて風力発電設備のタワーを組み立てる工程を示す正面図である。
【図2】組立装置を用いて風力発電設備のタワーを組み立てる工程を示す正面図である。
【図3】せり上げ装置の正面図である。
【図4】タワーガイドの正面図である。
【図5】タワーガイドの平面図である。
【図6】タワーガイドの支持部材の平面図である。
【図7】タワーガイドの支持部材の正面図である。
【図8】タワーガイドの係合部材の平面図である。
【図9】タワーガイドの係合部材の正面図である。
【符号の説明】
1 組立装置
2 せり上げ装置
3 門型架構
4 滑車
5 ロープ
6 ウインチ
7 吊り上げ装置
8 柱体
8a,8b ユニット柱
9 横桁
11 架台
12 ガイド部材
13 昇降機構
14 下部架台
15 上部架台
16 せり上げ枠
17 油圧シリンダ
18 ロープ
19 タワーガイド
20 タワーフレーム
20a フランジ
20b 平行アーム
21 柱体フレーム
21a フランジ
21b 平行アーム
22 支持部材
23 ガイド部材
24 押圧部材
24a 軸
24b 当て金
25 係合部材
26 ガイド体
27 係合ピン
28 ストッパ
T1 タワーユニット
T2 タワーユニット
T3 タワーユニット

Claims (3)

  1. 柱状構造物建設用の基礎の上に、柱状の複数のタワーユニットを上下に接続して構成される柱状構造物の組立装置であって、
    前記基礎を挟み地上に定置された左右一対のせり上げ装置と、
    複数のユニット柱を上下に接続して成り、下方に新たなユニット柱を接続するためにせり上げ可能に下部を夫々前記せり上げ装置に支持される左右一対の柱体と、
    これら一対の柱体の延長途上に、各柱体に対して係合離脱可能に設けられ、一対の柱体を立ち上げ済みの前記タワーユニットへ支持するためのタワーガイドと、
    前記左右柱体の上端間を接続する横桁と、
    この横桁に係止された滑車に掛けられた吊り上げ用ロープをウインチで巻き上げて前記タワーユニットを前記基礎上に立ち上げる吊り上げ装置とを具備し、
    前記せり上げ装置は、地上に定置され、前記柱体を垂直昇降自在に支持する架台と、前記柱体をせり上げるべく柱体の下部に接続、離脱自在の昇降機構とを具備し、
    前記タワーガイドは、前記立ち上げ済みのタワーユニットの外周を囲むタワーフレームと、このタワーフレームの左右両側に固定され夫々前記柱体の外周を囲む一対の柱体フレームと、立ち上げ済みのタワーユニットの外周に対して圧接離脱自在に前記タワーフレーム上に設けられた複数の支持部材と、前記柱体に対して係合離脱自在に前記柱体フレーム上に設けられた複数の係合部材とを具備することを特徴とする柱状構造物の組立装置。
  2. 前記タワーガイドのタワーフレームは、前記立ち上げ済みのタワーユニットの外周を囲む方形枠体で、
    前記タワーガイドの支持部材は、前記タワーフレームの四隅に設けられたガイド部材と、このガイド部材に案内されて前記タワーフレームの中心に向けて進退調整自在に設けられた押圧部材とを具備し、
    前記タワーガイドの柱体フレームは、前記柱体の外周を囲む方形枠体で、一対の平行アームを介して前記タワーフレームに連結され、
    前記タワーガイドの係合部材は、柱体フレーム上に設けられたガイド体と、このガイド体に案内されて柱体フレームの内側へ進出後退自在で進出時に前記柱体に係合した状態で固定可能に設けられる係合ピンとを具備することを特徴とする請求項1に記載の柱状構造物の組立装置。
  3. 前記タワーガイドにおける支持部材のガイド部材は、軸線をタワーフレームの中心に向けて固定された筒状体で、ワーフレームの中心と反対側端が端壁で閉じられ、
    前記タワーガイドにおける支持部材の押圧部材は、前記ガイド部材に一端側が軸線方向に進退自在に挿入された軸と、この軸の他端に取り付けられタワーユニットの外周に押し当てられる当て金とを具備し、
    前記ガイド部材の端壁を軸線方向に貫通して外側端から回転操作自在に設けられた操作ボルトが、ガイド部材内において前記押圧部材の軸の一端に螺合し、操作ボルトの正逆回転操作によって押圧部材が進退操作されることを特徴とする請求項2に記載の柱状構造物の組立装置。
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