JP2021080852A

JP2021080852A - タワー組立方法

Info

Publication number: JP2021080852A
Application number: JP2019207471A
Authority: JP
Inventors: 浩一畝; Koichi Une; 孝之落合; Takayuki Ochiai
Original assignee: Taihei Dengyo Kaisha Ltd
Current assignee: Taihei Dengyo Kaisha Ltd
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: JP6790217B1; WO2021095273A1

Abstract

【課題】地盤改良工事や基礎杭の打ち込みができない港等の陸地において、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を組み立てることができるタワー組立方法を提供すること。【解決手段】洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を、地盤上に設置された台座を基礎として台座上に構築されたジャッキ付き架台にて組み立てる。【選択図】図３

Description

本発明は、洋上風車のタワー組立方法に関するものである。

従来、洋上風力発電に使用される洋上風車は、洋上での組立作業を減らすため、可能な限り港で組み立ててから、運搬船で設置場所まで運ばれ設置される。特に、高さと重量がある風車のタワー部分を港で組み立てることにより、洋上での作業を省略でき、設置コストを抑制することができる。

一方で、タワーと、タワーの組み立てに使用される架台やクレーン（起重機）はサイズが大きく重量もあるため、これらを用いたタワーの組み立ては強固な地盤の上で行うことが求められる。

しかしながら、港は、埋立地などに建設されていることが多く、地盤が弱い、地耐力が低いといった問題がある。そのため、タワーの組み立てに使用するクレーンであれば、地盤改良工事が必要となり、また、タワーの組み立てに使用する架台であれば強固な基礎を築く必要がある。そうした中、特許文献１には、基礎杭に関する技術が開示されている。

特開２０１９−１８３５１０号公報

しかしながら、港は一般に国や自治体等により管理されており、地盤改良工事や基礎杭の打ち込み等が無いことが望まれる。

本発明は、こうした事情を鑑み、地盤改良工事や基礎杭の打ち込みができない港等の陸地において、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を組み立てることができるタワー組立方法を提供することを課題とする。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、前記複数のタワー部材を組み立てる組立工程、を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタワー組立方法であって、前記組立工程では、前記ジャッキ付き架台内の組立エリアにおいて、最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して組み立てることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタワー組立方法であって、前記組立工程は、前記タワー部材を下から継ぎ足す際に、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材を持ち上げる持ち上げ工程と、前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材の下に、継ぎ足すタワー部材を配置する配置工程と、前記配置工程で配置された前記タワー部材に、前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材を載置する載置工程と、前記配置工程で配置された前記タワー部材と、前記載置工程で載置された前記組み立て済みタワー部材を接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタワー組立方法であって、前記配置工程では、前記ジャッキ付き架台内の荷受けエリアに配置された台車に搬入された前記タワー部材を、前記荷受けエリアから前記組立エリアに前記台車を移動させることにより、前記組み立て済みタワー部材の下に配置することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のタワー組立方法であって、前記組立エリアにて前記タワーの組み立てが完了した場合に、前記組立エリアから、前記ジャッキ付き架台内の保管エリアに前記台車とともに前記タワーを移動させる移動工程を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のタワー組立方法であって、前記最上段のタワー部材にナセル及びブレードを取り付ける取付工程を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、前記保管エリアから、運搬船に前記タワーを積み込む積込工程を、含むことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、前記保管エリアから、前記洋上風車の浮体基礎となる浮体構造物に前記タワーを設置する設置工程を、含むことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項４乃至８の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記台車には、前記タワー部材又は前記タワーを支持するフランジが形成されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項４乃至９の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記台車上の前記タワー部材又は前記タワーは、支持手段により支持されることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のタワー組立方法であって、前記支持手段は、前記タワー部材又は前記タワーの移動に伴って、前記タワー部材又は前記タワーを支持しつつ水平に移動することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のタワー組立方法であって、各前記マット型エアジャッキの圧力を監視し、圧力が低下したマット型エアジャッキについて圧力を高める制御を行う制御工程を含むことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記台座上にクレーンが配置されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法で用いられるジャッキ付き架台であって、前記タワー部材が搬入される荷受けエリアと、最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して前記タワーを組み立てる組立エリアと、前記組立エリアにて前記タワーの組み立てが完了した場合に、前記タワーを保管する保管エリアと、を有し、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されることを特徴とする。

この発明によれば、地盤上に設置された台座を基礎として台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、複数のタワー部材を組み立てることから、地盤改良工事や基礎杭の打ち込みができない港等の陸地において洋上風車のタワーを組み立てることができる。

本実施形態に係る洋上風車の側面図である。本実施形態に係る台座の平面図である。本実施形態に係るジャッキ付き架台におけるタワーの組み立て時の様子を示す図である。本実施形態に係るジャッキ付き架台におけるタワーの組み立て時の様子を示す図である。本実施形態に係るジャッキ付き架台におけるタワーの組み立て時の様子を示す図である。本実施形態に係るジャッキ付き架台におけるタワーの組み立て時の様子を示す図である。（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態に係る台座及びジャッキ付き架台の平面図である。（Ａ）は本実施形態に係るガイドスライダーの平面図であり、（Ｂ）は本実施形態に係るガイドスライダーの部分側面図であり、（Ｃ）は本実施形態に係るガイドスライダーのＡ矢視図である。（Ａ）は本実施形態に係る水平支持装置（閉状態）の平面図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る水平支持装置（開状態）の平面図である。本実施形態に係るタワーのＳＥＰ船への搬出時の様子を示す図である。本実施形態に係る洋上風車の浮体構造物への取付時の様子を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

本実施形態では、洋上風車のタワーの組立方法について説明する。図１に示すように、洋上風車１００は、タワー１１０と、ナセル１２０と、ブレード１３０と、を含む。なお、タワー１１０は、例えば１００ｍ前後の高い塔状の構造物となる。

タワー１１０は、高さ方向に分割された３つのタワー部材１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃにより構成される（以下、３つのタワー部材を総称してタワー部材１１１という場合がある）。なお、タワー部材１１１Ａが最上段のタワー部材であり、タワー部材１１１Ｂが上から２段目のタワー部材であり、タワー部材１１１Ｃが上から３段目（最下段）のタワー部材である。

ナセル１２０は、軸受けや発電装置等を格納する。発電装置は、ブレードの回転数を引き上げる増速機や、発電機（誘導発電機、同期発電機等）や、洋上風車１００の運転状況等を監視する監視装置を含む。ナセル１２０は、最上段のタワー部材１１１Ａの上部に取り付けられる。また、ナセル１２０には、複数のブレード１３０が取り付けられる。

図２を用いて台座１０について説明する。台座１０は、地盤の弱い土地（本実施形態では港）に後述するジャッキ付き架台やタワー１１０、後述するクローラクレーン等の重量物を乗せる台座として機能する。台座１０は、鋼製であり、地盤上に設置されて、ジャッキ付き架台やクローラクレーンからの荷重を広く地面に分散する。また、台座１０は、平面視格子形状であり、格子の各隙間１１には、マット型エアジャッキ（図示しない）が設置されており、隙間１１の内部全面を均一に荷重分散することができる。また、マット型エアジャッキには、エアの圧力を監視する監視モニター（図示しない）と、エアの圧力を制御する制御装置（図示しない）とが接続されており（これらは一体の装置であってもよい）、仮に地盤が沈下してエアの圧力が低下した場合には、エアの圧力を高めることのより、台座１０の沈下を抑制することができる。なお、隙間１１には、砂やコンクリートを流し込むことで面圧を稼ぐこととしてもよい。また、マット型エアジャッキを設置する隙間１１と砂やコンクリートを流し込む隙間１１とが均等に分散するようにそれぞれを配置することとしてもよい。

図３−図１１を用いて、タワー１１０の組み立て及び保管に用いられる台座１０、クローラクレーン２０及びジャッキ付き架台３０について説明する。なお、図３−図６、図１０、図１１において紙面の左側が海側に対応する。

クローラクレーン２０は、台座１０上に配置される。

ジャッキ付き架台３０は、台座１０を基礎として台座１０上に構築される。つまり、ジャッキ付き架台３０の基礎は、直接地盤に設けられない。ジャッキ付き架台３０は、ストランド３２によりタワー部材１１１及びタワー１１０を持ち上げるジャッキ３１と、タワー部材１１１及びタワー１１０を移動させる台車３３と、組み立て中のタワー部材１１１及びタワー１１０の横振れや転倒を防止する支持手段（ガイドスライダー３４及び水平支持装置６０）と、を有する。

ジャッキ付き架台３０は、荷受けエリア４１、組立エリア４２及び保管エリア４３の３つのエリアを有する。荷受けエリア４１は、タワー部材１１１が搬入されるエリアである。組立エリア４２は、最上段のタワー部材１１１Ａの下に、上から２段目以降のタワー部材１１１Ｂ、１１１Ｃを順次継ぎ足してタワー１１０を組み立てるエリアである。保管エリア４３は、組立エリア４２にてタワー１１０の組み立てが完了した場合に、そのタワー１１０を保管するエリアである。このように、荷受けエリア４１、組立エリア４２及び保管エリア４３は、陸側から海側に向かって順に配置されており、保管エリア４３が海側に配置されているため保管エリア４３から海上の船等にタワー１１０を積載する際の作業効率が高い。

図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて保管エリア４３について説明する。荷受けエリア４１、組立エリア４２及び保管エリア４３は、図７の紙面の右から左に順に配置されている。また、保管エリア４３は、２本のタワー１１０を保管するスペースを、図７の紙面の縦方向に５列分有しており、２本×５列＝１０本のタワー１１０を保管することができるようになっている（図７（Ｂ）参照）。

また、荷受けエリア４１、組立エリア４２に相当するジャッキ付き架台３０は、５列にわたって個別に構築されているのではなく、１列分が組立用移動架台３５上に構築されている。組立用移動架台３５は、ジャッキ付き架台３０の底部に構築された移動レール３６上を、図７の紙面の縦方向に移動する。つまり、組立用移動架台３５は、１列目にて２本のタワー１１０の組み立てが完了し、それらを保管エリア４３に移動させると、２列目（紙面の下方向）に移動し、タワー１１０の組み立てを行い、保管エリア４３に移動させる、という工程を繰り返し、５列目まで移動する。

なお、保管エリア４３の列と、各列の保管スペースに保管するタワー１１０の数は、環境等に応じて増減させることとしてもよい。また、保管エリア４３に保管されるタワー１１０は、保管されている際に後述するガイドスライダー３４及び後述する水平支持装置６０により支持されているため転倒しないようになっている。

ところで、タワー１１０の組み立てに対して、洋上での風車１００の設置工事は期間が短いため、事前に多くのタワー１１０を組み立てて保管しておくことが非常に重要となる。本実施形態のタワーの組立方法及びジャッキ付き架台３０によれば、連続して複数基のタワー１１０の組み立てを行うことができる。また、組立用移動架台３５がレール５５上を移動できるようにするとともに、保管エリア４３の列と、各列の保管スペースに保管するタワー１１０の数を増やすことにより、組み立てた多くのタワー１１０を保管することができる。

次に、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて、ガイドスライダー３４について説明する。ガイドスライダー３４は、タワー部材１１１又はタワー１１０の側面を囲う正方形状のフレーム５１と、フレーム５１の４辺にそれぞれ取り付けられる４つの押圧装置５２を含む。４つの押圧装置５２はタワー部材１１１又はタワー１１０の側面を４方向から押圧して支持することにより、タワー部材１１１又はタワー１１０の横振れや転倒を防止する。また、ガイドスライダー３４は、台車３３と同期して、ジャッキ付き架台３０の中段の梁３０Ａ（図３参照）上を水平方向に移動する。具体的には、ジャッキ付き架台３０の中段の梁３０Ａには、レール５５が敷設されており、ガイドスライダー３４はレール５５を移動する。ガイドスライダー３４は、荷受けエリア４１から保管エリア４３までの範囲を移動することができる。

押圧装置５２は、支持ローラ５２ａ及びシリンダ５２ｂを有し、Ｈ形鋼で形成されるフレーム５１に取り付けられる。支持ローラ５２ａは、シリンダ５２ｂの力によりタワー部材１１１又はタワー１１０の側面を押圧する。タワー部材１１１は後述する持ち上げ工程で持ち上げられたり、後述する載置工程で他のタワー部材１１１に載置されたりと上下に移動するが、支持ローラ５２ａは何れの場合もタワー部材１１１の高さ方向に沿って回転し、タワー部材１１１を支持する。また、フレーム５１におけるレール５５に沿う２つの辺に対応する部分の下部には、ガイドスライダー３４がレール５５上を移動するためのローラ５４と、水平の力を受けるための水平力受ローラ５３が設けられている。進行方向の力はガイドスライダー３４及び台車３３の牽引用ジャッキ（図示しない）で受け、支持することができる。

フレーム５１の４隅には、それぞれ、牽引用ジャッキ（図示しない）にストランド５８を介して接続された牽引フック５７及び牽引具５６が取り付けられており、ガイドスライダー３４は、牽引用ジャッキ（図示しない）に牽引され水平方向に移動する。このとき、ガイドスライダー３４と台車３３のそれぞれを牽引する牽引用ジャッキが電子制御により同期して牽引を行うことにより、ガイドスライダー３４と台車３３は同期して移動する。これによりタワー部材１１１又はタワー１１０を自立した状態で水平に移動させることができる。

次に、図９（Ａ）、（Ｂ）を用いて、水平支持装置６０について説明する。水平支持装置６０は、組立エリア４２や保管エリア４３におけるジャッキ付き架台３０の上部の梁３０Ｂ（図３参照）上に設けられ、持ち上げられたタワー部材１１１や組み立てが完了したタワー１１０の側面を支持し、横振れや転倒を防止する。

図９（Ａ）に示すように、水平支持装置６０は、平面視正方形の枠体からなり、枠体の内部にはタワー部材１１１の側面を支持する４つのガイドローラ６１が取り付けられている。タワー部材１１１は、後述する持ち上げ工程で持ち上げられたり、後述する載置工程で他のタワー部材１１１に載置されたり上下に移動するが、ガイドローラ６１は何れの場合もタワー部材１１１の高さ方向に沿って回転し、タワー部材１１１を支持する。また、枠体における、タワー１１０又はタワー部材１１１が移動する方向（図９の紙面の横方向）に位置する壁面が、扉部材６３Ａ、６３Ｂで構成されており、タワー１１０が移動する場合にはこれらが観音開きのように開閉（図９（Ａ）は閉状態を示し、図９（Ｂ）は開状態を示す）することにより移動を妨げない。なお、水平支持装置６０の枠体と同様のものをガイドスライダー３４に設けて、転倒防止機能を向上させることとしてもよい。

なお、図１０に示すように、台座１０及びジャッキ付き架台３０の一部を陸側から海側に突き出して（延長して）構築することが好ましい。このとき、海側に突き出す部分の下部に海中支柱３７を設けることにより、強度を増すこととしても良い。これにより、保管エリア４３に保管されているタワー１１０のＳＥＰ船７０への搬出を容易にすることができる。つまり、ジャッキ付き架台３０を海側へ延長することにより、ＳＥＰ船７０のクレーン７１の作業半径を小さくすることができ、クレーン７１を小規模のクレーンでも作業を行うことができる。特に、洋上風車１００は発電能力の大型化に伴い、機器重量の増加が見込まれるため、小規模のクレーンを使用できることがコスト上大きなメリットとなる。また、ＳＥＰ船７０の場合、クレーン７１による作業中に船体をジャッキアップするため、海底地盤の強固な部分（すなわち、沖合）で停泊する必要があるが、台座１０及びジャッキ付き架台３０の一部を陸側から海側に突き出して（延長して）構築することにより、沖合でのタワー１１０の積載や小規模なＳＥＰ船７０への積載が可能となる。

また、陸側端部にエプロン部（図示しない）が形成されている港においては、エプロン部の上方をエプロン部に接触しないようにジャッキ付き架台３０を張り出して構築することにより、エプロン部に荷重を掛けずに、タワー１１０の積載が可能となる。

なお、図１０では、ナセル１２０及びブレード１３０が取り付けられていないタワー１１０をＳＥＰ船７０に積載することとしたが、後述する、ナセル１２０及びブレード１３０が取り付けられたタワー１１０をＳＥＰ船７０に積載することとしてもよい。

また、図１１に示すように、ジャッキ付き架台３０にて、タワー１１０にナセル１２０及びブレード１３０を取り付けて洋上風車１００とし、洋上風車１００を浮体構造物７２に設置することにより浮体式の洋上風車１００を組み立てることとしてもよい。なお、浮体構造物７２は、浮体式の洋上風車１００の浮体基礎となる。

具体的には、保管エリア４３の先に風車組立エリア４４を設けるとともに、風車組立エリア４４の先の、海側に突き出したところに設置エリア４５を設ける。なお、設置エリア４５に相当する台座１０及びジャッキ付き架台３０の底は抜けており、浮体構造物７２が海側から設置エリア４５に入り込めるようになっている。また、この場合、台車３３及びガイドスライダー３４は、荷受けエリア４１から設置エリア４５までの範囲を移動できるようにする。

ジャッキ付き架台３０にてナセル１２０及びブレード１３０を取り付ける場合には、ナセル１２０を組立エリア４２にて取り付け、ブレード１３０を風車組立エリア４４にて取り付ける。具体的には、まず、組立エリア４２に最上段のタワー部材１１１が配置された際に、その上にナセル１２０を、ジャッキ３１を用いて取り付ける。その後、タワー部材１１１を組み立て、ナセル１２０を取り付けたタワー１１０を、組立エリア４２から保管エリア４３に台車３３及びガイドスライダー３４とともに移動させ、保管する。次いで、タワー１１０を保管エリア４３から風車組立エリア４４に台車３３及びガイドスライダー３４とともに移動させ、風車組立エリア４４にてブレード１３０を、ナセル１２０に取り付ける。こうして洋上風車１００が組み立てられる。次いで、設置エリア４５に相当する海上に浮体構造物７２を移動させ、洋上風車１００を、走行式ジャッキ３８（例えば、特開２０１７−００８６９５に開示されている走行式重量物昇降装置を採用することができる）により吊り上げつつ、保管エリア４３から設置エリア４５に移動させる。このとき、台車３３及びガイドスライダー３４も一緒に移動させることにより移動中の転倒を防止できる。洋上風車１００を設置エリア４５まで移動させたら、走行式ジャッキ３８は吊り上げていた洋上風車１００を下方に下げ、浮体構造物７２に載置して取り付ける。これにより、超大型クレーン船やＳＥＰ船を使用せずに、港で浮体式の洋上風車１００を組み立てることができる。なお、組み立てた洋上風車１００は、これを設置する所定位置まで曳航し、係留すれば設置完了となる。

ところで、タワー１１０や洋上風車１００が転倒しそうになった場合、ジャッキ付き架台３０には大きな転倒モーメントが作用する。台座１０は底部が大きな荷重となるため、ジャッキ付き架台３０の重心を下げることができるが、その荷重だけではタワー１１０や洋上風車１００の転倒を防止するのに不十分である場合がある。しかしながら、ジャッキ付き架台３０の端部にクローラクレーン２０が配置されているため、タワー１１０や洋上風車１００の転倒時のカウンターウエイトとして十分な役割を果たす。このために、台座１０はジャッキ付き架台３０の転倒に対し、十分な強度を有する梁構造とする。

次に、洋上風車１００のタワー組立方法の各工程について説明する。

［１．搬入工程］
まず、搬入工程について説明する。搬入工程は、台座１０上に配置されたクローラクレーン２０により、輸送車により輸送されてきたタワー部材１１１をジャッキ付き架台３０内の荷受けエリア４１に配置された台車３３に搬入する工程である。台車３３は、図示しないジャッキに接続されたストランドにより牽引されて荷受けエリア４１から保管エリア４３（浮体式の洋上風車１００を組み立てる場合には、荷受けエリア４１から設置エリア４５（図１１参照））までの範囲で移動することができる。台車３３の上面の４辺にはフランジが形成されており、タワー部材１１１が転倒しにくいようになっている。

ジャッキ付き架台３０にタワー部材１１１が搬入されると、台車３３及びガイドスライダー３４は同期して移動し、組立エリア４２にタワー部材１１１を移動させる。この荷受けエリア４１から組立エリア４２へのタワー部材１１１の移動は、後述する配置工程を兼ねる。タワー部材１１１を組立エリア４２に移動させると、荷受けエリア４１に別の台車３３を配置し、その次に搬入されるタワー部材１１１の荷受けをする。

［２．組立工程］
図３、図４を用いて組立工程について説明する。組立工程は、組立エリア４２にて複数のタワー部材１１１を組み立てる工程である。組立工程では、最上段のタワー部材１１１Ａの下に、上から２段目以降のタワー部材１１１を順次継ぎ足してタワー部材１１１の組み立てを行う。組立工程は、タワー部材１１１を下から継ぎ足す際に、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材１１１を持ち上げる持ち上げ工程と、持ち上げ工程で持ち上げられた組み立て済みタワー部材１１１の下に、継ぎ足すタワー部材１１１を配置する配置工程と、配置工程で配置されたタワー部材１１１に、持ち上げ工程で持ち上げられた組み立て済みタワー部材１１１を載置する載置工程と、配置工程で配置されたタワー部材１１１と、載置工程で載置された組み立て済みタワー部材１１１を接合する接合工程と、を含む。そして、持ち上げ工程、配置工程、載置工程、接合工程を繰り返すことにより、タワー部材１１１を組み立てる。

［２．１．持ち上げ工程］
持ち上げ工程は、組立エリア４２にあるタワー部材１１１又は組み立て済みタワー部材１１１を持ち上げる工程である。最上段のタワー部材１１１Ａが組立エリア４２に移動された場合には、タワー部材１１１Ａ（図３参照）を持ち上げる。このとき、持ち上げたタワー部材１１１Ａの最下端の下に、次に搬入されるタワー部材１１１Ｂが立ち姿勢で配置できる高さまで持ち上げる。一方、荷受けエリア４１に上から２段目以降のタワー部材１１１が搬入された場合には、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材１１１（図４であれば、タワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂ）を持ち上げて、荷受けエリア４１のタワー部材１１１が組立エリア４２に配置されるのを待機する。なお、持ち上げ工程にて、タワー部材１１１又は組み立て済みタワー部材１１１は、持ち上げられている際にガイドスライダー３４及び水平支持装置６０により支持されているため横振れや転倒が発生しないようになっている。

［２．２．配置工程］
ジャッキ３１によりタワー部材１１１又は組み立て済みタワー部材１１１が持ち上げられると、台車３３及びガイドスライダー３４が同調して移動し、荷受けエリア４１に搬入されたタワー部材１１１が、持ち上げられたタワー部材１１１の下に配置される。

［２．３．載置工程］
次に、ジャッキ３１は、組立エリア４２に配置されたタワー部材１１１上に、持ち上げ工程で持ち上げたタワー部材１１１を載置する。

［２．４．接合工程］
次に、組立エリア４２に配置されたタワー部材１１１と載置工程で載置されたタワー部材１１１のそれぞれに形成されたフランジ継手（図示しない）を接合することにより、タワー部材１１１同士を接合する。

持ち上げ工程、配置工程、載置工程、接合工程を繰り返し、タワー部材１１１Ａ、タワー部材１１１Ｂ及びタワー部材１１１Ｃを接合するとタワー１１０の完成となる（図５参照）。

［３．移動工程］
移動工程は、組立エリア４２にてタワー１１０の組み立てが完了した場合に、組立エリア４２から、保管エリア４３に台車３３とともにタワー１１０を移動させる工程である。具体的には、台車３３及びガイドスライダー３４が同期して移動することにより、台車３３上のタワー１１０を組立エリア４２から保管エリア４３に移動させる（図６参照）。

［４．積込工程］
積込工程は、保管エリア４３から、ＳＥＰ船（「運搬船」の一例）に完成したタワー１１０を積み込む工程である（図１０参照）。

［５．取付工程］
取付工程は、上述した浮体式の洋上風車１００を組み立てる際などに、組立エリア４２にて、最上段のタワー部材１１１Ａにナセル１２０を取り付け、更に、風車組立エリア４４にて、ナセル１２０にブレード１３０を取り付ける工程（図１１参照）である。

［６．設置工程］
設置工程は、取付工程にてナセル１２０とブレード１３０を取り付けたタワー１１０を保管エリア４３から設置エリア４５に移動させ、浮体構造物７２に完成したタワー１１０を設置する工程である（図１１参照）。

以上説明したように、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、洋上風車１００のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材１１１を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、地盤上に設置された台座１０を基礎として台座１０上に構築されたジャッキ付き架台３０にて、複数のタワー部材１１１を組み立てる組立工程を含む。

したがって、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法によれば、地盤上に設置された台座１０を基礎として台座１０上に構築されたジャッキ付き架台３０にて、複数のタワー部材１１１を組み立てることから、地盤改良工事や基礎杭の打ち込みができない港等の地盤が軟弱な陸地において洋上風車１００のタワー１１０を組み立てることができる。また、全てのタワーの組み立て完了後は、ジャッキ付き架台３０及び台座１０を撤去することにより、容易に現状復旧することができる。

また、組立工程では、ジャッキ付き架台３０内の組立エリア４２において、最上段のタワー部材１１１Ａの下に、上から２段目以降のタワー部材１１１を順次継ぎ足して組み立てる。具体的には、組立工程は、タワー部材１１１を下から継ぎ足す際に、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材１１１を持ち上げる持ち上げ工程と、持ち上げ工程で持ち上げられた組み立て済みタワー部材１１１の下に、継ぎ足すタワー部材１１１を配置する配置工程と、配置工程で配置されたタワー部材１１１に、持ち上げ工程で持ち上げられた組み立て済みタワー部材１１１を載置する載置工程と、配置工程で配置されたタワー部材１１１と、載置工程で載置された組み立て済みタワー部材１１１を接合する接合工程と、を含む。

本実施形態の本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法によれば、その時点までに組み上げられたタワー部材１１１を持ち上げるジャッキ３１により、下から順次、タワー部材１１１を継ぎ足すことができるが、これに対して、従来のように、最下段のタワー部材１１１Ｃの上に、下から２段目以降のタワー部材１１１Ａ、１１１Ｂを順次積み上げる場合には、タワー１１０の最上部まで伸びるアームを有する大規模クレーンを必要とする。つまり、本実施形態によれば、大規模クレーンを必要とせずに、小規模クレーンによりタワー部材１１１を組み立てることができる。

ところで、洋上風力発電は欧州が先行した実績があるが、気象条件が異なるため、タワーの組み立て時の台風や強風の影響について日本の風土に合わせた検討が必要となる。本実施形態のようにジャッキ３１でタワー部材１１１を吊り上げるジャッキ工法では、クレーンでタワー部材１１１を積み上げるクレーン工法と異なり、多点で吊上げを行うことができるため吊り上げた際のタワー部材１１１の挙動が非常に安定しており、風の影響を受けにくい。また、欧州に比べ、日本は地震のリスクが高いが、地震時においてはタワー部材１１１が吊られている状態であるため、地震波の影響を受けにくく、転倒のリスクも低い。

また、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、台座１０上に配置されたクローラクレーン２０（「クレーン」の一例）によりタワー部材１１１をジャッキ付き架台３０内の荷受けエリア４１に配置された台車３３に搬入する搬入工程を含む。すなわち、クローラクレーン２０により、港に輸送されてきたタワー部材１１１をジャッキ付き架台３０内に搬入できるとともに、タワー１１０や洋上風車１００の転倒時のカウンターウエイトとして十分な役割を果たすことができる。

さらに、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、組立エリア４２にてタワー１１０の組み立てが完了した場合に、組立エリア４２から、ジャッキ付き架台３０内の保管エリア４３に台車３３とともにタワー部材を移動させる移動工程を含む。つまり、一連の工程として、タワー部材１１１の搬入、組み立て、組み立てたタワー１１０の保管を行うことができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、最上段のタワー部材１１１Ａにナセル１２０及びブレード１３０を取り付ける取付工程を含む。これにより、洋上風車１００を陸地で組み立てることができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、保管エリア４３から、ＳＥＰ船７０（「運搬船」の一例）にタワー１１０を積み込む積込工程を含む。これにより、陸地で組み立てられたタワー１１０を洋上風車１００の設置位置まで運搬することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、保管エリア４３から、洋上風車１００の浮体基礎となる浮体構造物７２にタワー１１０を設置する設置工程を含む。これにより、港等の海岸沿いで浮体構造物の洋上風車１００を組み立てることができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法に用いられる台車３３には、タワー部材１１１又はタワー１１０を支持するフランジが形成されている。これにより、台車３３上のタワー部材１１１又はタワー１１０の転倒を防止することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法における台車３３上のタワー部材１１１又はタワー１１０は、ガイドスライダー３４（「支持手段」の一例）及び水平支持装置６０（「支持手段」の一例）により支持される。したがって、タワー部材１１１の吊り上げ時にタワー部材１１１の横振れを抑制することができ、また、タワー１１０の保管時には、転倒を防止することができる。なお、ガイドスライダー３４又は水平支持装置６０の何れか一方でタワー部材１１１又はタワー１１０を支持することとしてもよい。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法におけるガイドスライダー３４は、タワー部材１１１又はタワー１１０の移動に伴って、タワー部材１１１又はタワー１１０を支持しつつ水平に移動する。これにより、タワー部材１１１又はタワー１１０の移動時における横振れや転倒を防止することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法に用いられる台座１０は平面視格子形状であり、格子の各隙間１１にはマット型エアジャッキが設置されている。これにより、格子の隙間１１の内部全面を均一に荷重分散することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法は、各マット型エアジャッキの圧力を監視し、圧力が低下したマット型エアジャッキについて圧力を高める制御を行う制御工程を含む。これにより、地盤が沈下した場合であっても台座１０の沈下を抑制することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー組立方法に用いられる台座１０上にはクローラクレーン２０が配置されている。これにより、重量のあるクローラクレーン２０の自重により台座１０が地盤に押しつけられ、台座１０上のジャッキ付き架台３０の安定度が向上し、ジャッキ付き架台３０に支持されるタワー１１０の転倒を防止することができる。

さらにまた、本実施形態の洋上風車１００のタワー１１０を高さ方向に分割してできた複数のタワー部材１１１を陸地で組み立てるタワー組立方法で用いられるジャッキ付き架台３０は、タワー部材１１１が搬入される荷受けエリア４１と、最上段のタワー部材１１１Ａの下に、上から２段目以降のタワー部材１１１Ｂ、１１１Ｃを順次継ぎ足してタワー１１０を組み立てる組立エリア４２と、組立エリア４２にてタワー１１０の組み立てが完了した場合に、タワー１１０を保管する保管エリア４３と、を有し、地盤上に設置された台座１０を基礎として台座１０上に構築される。

したがって、本実施形態のジャッキ付き架台３０によれば、地盤改良工事や基礎杭の打ち込みができない港等の地盤が軟弱な陸地において洋上風車１００のタワー１１０を組み立てて、保管することができる。また、全てのタワーの組み立て完了後は、ジャッキ架台３０及び台座１０を撤去することにより、容易に現状復旧することができる。

１０台座
１１隙間
２０クローラクレーン
３０ジャッキ付き架台
３０Ａ中段の梁
３０Ｂ上部の梁
３１ジャッキ
３２ストランド
３３台車
３４ガイドスライダー
３５組立用移動架台
３６移動レール
３７海中支柱
３８ジャッキ
４１荷受けエリア
４２タワー組立エリア
４３保管エリア
４４風車組立エリア
４５設置エリア
５１フレーム
５２押圧装置
５２ａ支持ローラ
５２ｂシリンダ
５３水平力受ローラ
５４ローラ
５５レール
５６牽引具
５７牽引フック
５８ストランド
６０水平支持装置
６１ガイドローラ
６２支持材
６３Ａ、６３Ｂ扉部材
７０ＳＥＰ船
７１クレーン
７２浮体構造物
１００洋上風車
１１０タワー
１１１タワー部材
１２０ナセル
１３０ブレード

請求項１記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、前記複数のタワー部材を組み立てる組立工程、を含み、前記ジャッキ付き架台には、前記タワーの高さよりも低い位置に、前記タワー部材を持ち上げるジャッキが設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタワー組立方法であって、前記組立工程は、前記タワー部材を下から継ぎ足す際に、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材を前記ジャッキにより持ち上げる持ち上げ工程と、前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材の下に、継ぎ足すタワー部材を配置する配置工程と、前記配置工程で配置された前記タワー部材に、前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材を載置する載置工程と、前記配置工程で配置された前記タワー部材と、前記載置工程で載置された前記組み立て済みタワー部材を接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、前記保管エリアに相当する前記台座及び前記ジャッキ付き架台の一部は、陸側から海側に突き出して構築されており、前記保管エリアの陸側から海側に突き出した部分から、運搬船に前記タワーを積み込む積込工程を、含むことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、前記ジャッキ付き架台は海側に突き出した設置エリアを有し、前記設置エリアに相当する前記台座及びジャッキ付き架台の底は抜けており、前記洋上風車の浮体基礎となる浮体構造物が海側から前記設置エリアに入り込めるようになっており、前記保管エリアから前記設置エリアに移動させられた前記タワーを、前記設置エリアに入り込んだ前記浮体構造物に設置する設置工程を、含むことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記タワー部材又は前記タワーは、支持手段により支持されることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のタワー組立方法であって、第１の前記支持手段は、前記タワー部材又はタワーの側面を囲うフレームと、前記フレームに取り付けられた押圧装置を含み、前記押圧装置は、前記タワー部材又は前記タワーの側面を押圧して支持することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のタワー組立方法であって、前記第１の支持手段は、前記タワー部材又は前記タワーの移動に伴って、前記タワー部材又は前記タワーを支持しつつ水平に移動することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、第２の前記支持手段は、枠体からなり、前記枠体の内部に前記タワー部材の側面を支持するガイドローラが取り付けられており、前記ガイドローラは、前記タワー部材が上下に移動した際に、前記タワー部材の高さ方向に沿って回転し、前記タワー部材を支持することを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記台座上にクレーンが配置されていることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、複数の前記ジャッキが、前記タワー部材を複数点で吊り上げることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、前記複数のタワー部材を組み立てる組立工程、を含み、前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載のタワー組立方法であって、各前記マット型エアジャッキの圧力を監視し、圧力が低下したマット型エアジャッキについて圧力を高める制御を行う制御工程を含むことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法で用いられるジャッキ付き架台であって、最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して前記タワーを組み立てる組立エリアと、前記組立エリアにて前記タワー部材を持ち上げるジャッキと、を有し、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築され、前記ジャッキは、前記タワーの高さよりも低い位置に設けられていることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載のジャッキ付き架台であって、前記組立エリアにて前記タワーの組み立てが完了した場合に前記タワーを保管する保管エリアを有することを特徴とする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１８又は１９に記載のジャッキ付き架台であって、前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、前記複数のタワー部材を組み立てる組立工程、を含み、前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタワー組立方法であって、各前記マット型エアジャッキの圧力を監視し、圧力が低下したマット型エアジャッキについて圧力を高める制御を行う制御工程を含むことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタワー組立方法であって、前記台座及び前記ジャッキ付き架台の一部は、陸側から海側に突き出して構築されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタワー組立方法であって、前記台座及び前記ジャッキ付き架台における陸側から海側に突き出して構築されている部分は底が抜けており、前記洋上風車の浮体基礎となる浮体構造物が海側から当該部分に入り込めるようになっていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、前記タワー部材又は前記タワーは、支持手段により支持され、前記支持手段は、前記タワー部材又は前記タワーの移動に伴って、前記タワー部材又は前記タワーを支持しつつ水平に移動することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法で用いられるジャッキ付き架台であって、最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して前記タワーを組み立てる組立エリアと、前記組立エリアにて前記タワー部材を持ち上げるジャッキと、を有し、地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築され、前記ジャッキは、前記タワーの高さよりも低い位置に設けられており、前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とする。

Claims

洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法であって、
地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されたジャッキ付き架台にて、前記複数のタワー部材を組み立てる組立工程、
を含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項１に記載のタワー組立方法であって、
前記組立工程では、前記ジャッキ付き架台内の組立エリアにおいて、最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して組み立てることを特徴とするタワー組立方法。
請求項２に記載のタワー組立方法であって、
前記組立工程は、
前記タワー部材を下から継ぎ足す際に、それまでに組み立てられた組み立て済みタワー部材を持ち上げる持ち上げ工程と、
前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材の下に、継ぎ足すタワー部材を配置する配置工程と、
前記配置工程で配置された前記タワー部材に、前記持ち上げ工程で持ち上げられた前記組み立て済みタワー部材を載置する載置工程と、
前記配置工程で配置された前記タワー部材と、前記載置工程で載置された前記組み立て済みタワー部材を接合する接合工程と、
を含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項３に記載のタワー組立方法であって、
前記配置工程では、前記ジャッキ付き架台内の荷受けエリアに配置された台車に搬入された前記タワー部材を、前記荷受けエリアから前記組立エリアに前記台車を移動させることにより、前記組み立て済みタワー部材の下に配置することを特徴とするタワー組立方法。
請求項４に記載のタワー組立方法であって、
前記組立エリアにて前記タワーの組み立てが完了した場合に、前記組立エリアから、前記ジャッキ付き架台内の保管エリアに前記台車とともに前記タワーを移動させる移動工程を含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項５に記載のタワー組立方法であって、
前記最上段のタワー部材にナセル及びブレードを取り付ける取付工程を含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、
前記保管エリアから、運搬船に前記タワーを積み込む積込工程を、含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項５又は６に記載のタワー組立方法であって、
前記保管エリアから、前記洋上風車の浮体基礎となる浮体構造物に前記タワーを設置する設置工程を、含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項４乃至８の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、
前記台車には、前記タワー部材又は前記タワーを支持するフランジが形成されていることを特徴とするタワー組立方法。
請求項４乃至９の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、
前記台車上の前記タワー部材又は前記タワーは、支持手段により支持されることを特徴とするタワー組立方法。
請求項１０に記載のタワー組立方法であって、
前記支持手段は、前記タワー部材又は前記タワーの移動に伴って、前記タワー部材又は前記タワーを支持しつつ水平に移動することを特徴とするタワー組立方法。
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、
前記台座は平面視格子形状であり、格子の各隙間にはマット型エアジャッキが設置されていることを特徴とするタワー組立方法。
請求項１２に記載のタワー組立方法であって、
各前記マット型エアジャッキの圧力を監視し、圧力が低下したマット型エアジャッキについて圧力を高める制御を行う制御工程を含むことを特徴とするタワー組立方法。
請求項１乃至１３の何れか一項に記載のタワー組立方法であって、
前記台座上にクレーンが配置されていることを特徴とするタワー組立方法。
洋上風車のタワーを高さ方向に分割してできた複数のタワー部材を陸地で組み立てるタワー組立方法で用いられるジャッキ付き架台であって、
前記タワー部材が搬入される荷受けエリアと、
最上段の前記タワー部材の下に、上から２段目以降の前記タワー部材を順次継ぎ足して前記タワーを組み立てる組立エリアと、
前記組立エリアにて前記タワーの組み立てが完了した場合に、前記タワーを保管する保管エリアと、
を有し、
地盤上に設置された台座を基礎として前記台座上に構築されることを特徴とするジャッキ付き架台。