JP7144471B2 - タワー部材の積み上げ方法及びタワー部材の積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具 - Google Patents

Description

本発明は、風車のタワーを構成するタワー部材の積み上げ方法等に関するものである。

風力発電に使用される風車は、タワーと、ナセルと、ブレードと、を含む。タワーは、高さ方向に分割された複数のタワー部材により構成される。

従来、タワー部材を積み上げてタワーを構築する場合には、特許文献１の図５にあるように、タワー部材の上端部に吊りピースを形成し、これをクレーンで吊り上げる作業を繰り返し行う。

特許４８５４８０４号公報

しかしながら、縦長のタワー部材を吊り上げる際に、タワー部材の上端部を吊り上げることとすると、タワー部材の高さの分だけ高い位置でタワー部材を吊り上げるために大型のクレーンが必要となり、風車の組み立てコストが上昇してしまう。また、風車は風が強い場所に設置されるためタワー部材に吊りピースを形成してそのまま運用することは風力発電設備の性能へ影響を与える可能性があり望ましくない。

本発明は、こうした事情を鑑み、タワー部材を吊り上げるための吊りピースをタワー部材に形成することなく、また、タワー部材を下部で吊り上げることができる風車のタワー部材の積み上げ方法等を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、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における、下端部に外側に張り出した突部を有する一の前記タワー部材を、他の前記タワー部材の上に積み上げるタワー部材の積み上げ方法であって、前記他のタワー部材の外周よりも大きな内周を有する枠体と吊り上げ部とを有する吊り上げ用器具における前記枠体により前記突部を下方から支持させたまま、前記吊り上げ部を吊り上げることにより前記一のタワー部材を吊り上げる吊り上げ工程と、前記吊り上げた前記一のタワー部材を前記他のタワー部材に載置する載置工程と、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に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、前記載置工程の後に、前記他のタワー部材の外周を通して前記枠体を下ろす下降工程を、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に記載のタワー部材の積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具であって、前記突部を下方から支持する枠体と、前記枠体に設けられた吊り上げ部と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の吊り上げ用器具であって、前記枠体が、複数に分割可能であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、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における、一の前記タワー部材を他の前記タワー部材の上に積み上げるタワー部材の積み上げ方法であって、前記一のタワー部材を下方から支持する支持部と吊り上げ部とを有する吊り上げ用器具の前記支持部を前記一のタワー部材の下方に設置する設置工程と、前記支持部により前記一のタワー部材を下方から支持させたまま、前記吊り上げ部を吊り上げることにより前記一のタワー部材を吊り上げる吊り上げ工程と、前記吊り上げた前記一のタワー部材を前記他のタワー部材の内側から上方に突出するジャッキに載置する第１載置工程と、前記一のタワー部材が前記ジャッキにより支持されている状態において、前記吊り上げ用器具を分解する分解工程と、前記吊り上げ用器具が分解された後に、前記一のタワー部材を支持したまま前記ジャッキを下ろし、前記一のタワー部材を前記他のタワー部材に載置する第２載置工程と、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に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、前記一のタワー部材の内側には前記ジャッキが当接する当接部が設けられ、前記第１載置工程では、前記ジャッキが前記当接部に当接するように前記一のタワー部材を載置することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、前記支持部は平面視十字形状をしており、前記設置工程では、前記吊り上げ用器具と前記一のタワー部材を平面視した場合に、前記支持部と前記当接部が重ならない位置に前記吊り上げ用器具を設置することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７の何れか一項に記載のタワー部材の積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具であって、前記一のタワー部材を下方から支持する支持部と吊り上げ部とを有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、吊り上げ用器具における枠体により一のタワー部材の下端部外側に張り出した突部を下方から支持させたまま、吊り上げ部を吊り上げることにより一のタワー部材を吊り上げ、他のタワー部材に載置することから、一のタワー部材を吊り上げるための吊りピースを一のタワー部材に形成する必要が無く、また、一のタワー部材を下部で吊り上げることができる。

請求項５に記載の発明によれば、支持部と吊り上げ部とを有する吊り上げ用器具の支持部により一のタワー部材を下方から支持させたまま、吊り上げ部を吊り上げることにより一のタワー部材を吊り上げ、他のタワー部材の内側から上方に突出するジャッキに載置して、吊り上げ用器具を分解してから、一のタワー部材を他のタワー部材に載置することから、一のタワー部材を吊り上げるための吊りピースを一のタワー部材に形成する必要が無く、また、一のタワー部材を下部で吊り上げることができる。

請求項９に記載の発明によれば、一のタワー部材の下部の外側に取り外し可能に取り付けられた吊り上げ用器具を吊り上げることにより一のタワー部材を吊り上げ、他のタワー部材に載置することから、一のタワー部材を吊り上げるための吊りピースを一のタワー部材に形成する必要が無く、また、一のタワー部材を下部で吊り上げることができる。

本実施形態に係る風車の側面図である。 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）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。 本実施形態における第１積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の平面図である。 本実施形態における第１積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の、タワー部材を支持している時の平面図である。 図９のＡ－Ａ断面図である。 本実施形態における第１積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の、タワー部材を支持している時の側面の拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、本実施形態における第１積み上げ方法の流れを示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ、図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の部分拡大図である。 本実施形態における第２積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の平面図である。 本実施形態における第２積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の正面一部拡大図である。 本実施形態における第２積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の、タワー部材を支持している時の平面図である。 図１６のＢ－Ｂ断面図である 本実施形態における第２積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具によりタワー部材を支持している時のタワー部材の下部フランジ近傍を示す平面図である。 （Ａ）は、本実施形態における第２積み上げ方法において下のタワー部材内の油圧ジャッキ上のタワー部材を載置する際の正面図であり、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、本実施形態における第２積み上げ方法の流れを示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、図２０（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の部分拡大図である。 （Ａ）は、本実施形態における第３積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の側面図であり、（Ｂ）は、本実施形態における第３積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具のタッププレートの正面図であり、（Ｃ）は、本実施形態における第３積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具の本体部の正面図である。

本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は風車１００を示す図である。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、円筒形状をしており、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つの円筒状のタワー部材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、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。

次に、図２－図７を用いて、タワー１１０の組み立てに用いられるジャッキ架台について説明する。

台座１０は、地盤の弱い土地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。

台座１０は、タワー１１０の組み立て及び保管に用いられる。

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を引き上げることによりタワー部材１１１及びタワー１１０を吊り上げる揚重機としてのジャッキ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（後述するガイドスライダー及び後述する水平支持装置）と、を有する。なお、ジャッキ３１は、タワー部材１１１及びタワー１１０を安定して吊り上げるため複数点以上で吊り上げることが好ましいことから、複数（本実施形態では４つ、図２ではそのうち２つを示している）設けることとする。

ジャッキ付き架台３０は、荷受けエリア４１、タワー組立エリア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。タワー組立エリア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、タワー組立エリア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、タワー組立エリア４２及び保管エリア４３は、順に配置されている。

次に、図６（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２参照）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は吊られた状態で上げられたり下げら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７（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、タワー組立エリア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２参照）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７（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は吊られた状態で上げられたり下げられたりと上下に移動するが、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７の紙面の横方向）に位置する壁面が、扉部材６２Ａ、６２Ｂ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７（Ａ）は閉状態を示し、図７（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。

次に、タワー１１０の組み立て方法について説明する。

［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までの範囲で移動する。

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、タワー組立エリア４２にタワー部材１１１を移動させる。この荷受けエリア４１からタワー組立エリア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をタワー組立エリア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２－図５を用いて組立工程について説明する。組立工程は、タワー組立エリア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を下から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、タワー部材１１１Ａ又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を吊り上げる吊り上げ工程と、吊り上げ工程で吊り上げられたタワー部材１１１Ａ又は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、吊り上げ工程で吊り上げたタワー部材１１１Ａ又は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タワー部材１１１Ａ又は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、吊り上げ工程、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．吊り上げ工程］
吊り上げ工程は、タワー組立エリア４２にあるタワー部材１１１又は組み立て済みタワー部材１１１を吊り上げる工程である。最上段のタワー部材１１１Ａがタワー組立エリア４２に移動された場合には、タワー部材１１１Ａ（図２参照）を吊り上げる。このとき、タワー部材１１１Ａの下方に、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タワー部材１１１Ａを持ち上げる。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３であれば、タワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂ）を吊り上げて、荷受けエリア４１のタワー部材１１１がタワー組立エリア４２に配置されるのを待機する。なお、吊り上げ工程にて、タワー部材１１１又は組み立て済みタワー部材１１１は、吊り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１１１Ａ又は組み立て済みタワー部材１１１が吊り上げられると、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、吊り上げられたタワー部材１１１の下に配置される（図３参照）。

［２．３．載置工程］
次に、ジャッキ３１は、タワー組立エリア４２に配置されたタワー部材１１１上に、吊り上げ工程で吊り上げたタワー部材１１１を載置する（図３参照）。

［２．４．接合工程］
次に、タワー組立エリア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を接合することにより、タワー部材１１１同士を接合する（図３参照）。

吊り上げ工程、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４参照）。完成したタワー１１０は保管エリア４３に保管される（図５参照）。

［３．タワー部材の積み上げ方法］
ここで、吊り上げ工程と載置工程を含むタワー部材の積み上げ方法として、３つの方法（それぞれ「第１積み上げ方法」、「第２積み上げ方法」、「第３積み上げ方法」という）について説明する。なお、ここでは、タワー部材１１１Ａを立てた状態でその下部を吊り上げ、その下に配置されたタワー部材１１１Ｂの上に載置することとする。つまり、吊り上げ対象のタワー部材１１１はタワー部材１１１Ａであり、載置対象のタワー部材１１１はタワー部材１１１Ｂである。

［３．１．第１積み上げ方法］
図８－図１３を用いて、第１積み上げ方法について説明する。

第１積み上げ方法では、図８等に示す吊り上げ用器具３００を用いてタワー部材１１１Ａを吊り上げる。

一般的なタワー部材は、側面の上端部及び下端部に、平面視内側に張り出したフランジ（上部フランジ及び下部フランジ）を有している。これに対して第１積み上げ方法におけるタワー部材１１１Ａは、下部フランジ１５２が平面視外側にも張り出しており突部１５２ａ（「突部」の一例）を形成している。

吊り上げ用器具３００は、リング枠３０１（「枠体」の一例）と４つの吊りピース３０２（「吊り上げ部」の一例）を有している。４つの吊りピース３０２は、リング枠３０１の上面に等間隔で設けられている。吊りピース３０２には、タワー部材１１１Ａをジャッキ３１で吊り上げる際のワイヤやフックが挿通される挿通孔３０２ａが形成されている。

リング枠３０１の内径（「内周」の一例）は、タワー部材１１１Ａの突部１５２ａが形成されている部分の外径（「外周」の一例）よりも小さく、且つ、タワー部材１１１Ｂの外径（最も太い部分の外径）よりも大きい。これにより吊り上げ用器具３００は、突部１５２ａを下方より支持した状態（突部１５２ａを下方からリング枠３０１に引っ掛けた状態）でジャッキ３１により吊り上げられることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げることができる。また、タワー部材１１１Ａがタワー部材１１１Ｂに載置された後は、タワー部材１１１Ｂの外側面に沿って地上に吊り下ろすことで容易に撤去することができる。

なお、吊り上げ用器具３００は、例えば、平面視半円ずつ（２分割）など複数に分割可能な構造としておくことにより、タワー部材１１１Ａの積み上げを終えて地上に下ろした際にタワー部材１１１Ａ、１１１Ｂを持ち上げることなく、容易に撤去することができる。また、運搬する際も小分けにして運搬することができ、運搬コストを抑制することができる。

第１積み上げ方法では、まず、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）に示すように、タワー部材１１１Ａの下に吊り上げ用器具３００のリング枠３０１を配置する。例えば、荷受けエリア４１において台車３３上に吊り上げ用器具３００を用意しておき、クローラクレーン２０によりタワー部材１１１Ａを吊り上げ用器具３００のリング枠３０１上に配置してもよいし、また、荷受けエリア４１からタワー組立エリア４２へタワー部材１１１を移動させてから、クローラクレーン２０によりタワー部材１１１Ａを少し吊り上げ、その下に吊り上げ用器具３００を設置した後に、タワー部材１１１Ａを下げて吊り上げ用器具３００のリング枠３０１上に載置することとしてもよい。

次いで、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）に示すように、ジャッキ３１のアンカーハウジング３１ａと吊りピース３０２を接続する。次いで、吊り上げ用器具３００のリング枠３０１により突部１５２ａを下方から支持させた状態で、吊りピース３０２をジャッキ３１により吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる。

次いで、図１２（Ｃ）、図１３（Ｃ）に示すように、タワー部材１１１Ａの下方に、タワー部材１１１Ｂを配置する。

次いで、吊り上げ用器具３００及びタワー部材１１１Ａを下降させ、タワー部材１１１Ｂに載置する。このようにしてタワー部材１１１Ｂの上にタワー部材１１１Ａを積み上げる。

次いで、タワー部材１１１Ａの下部フランジ１５２とタワー部材１１１Ｂの上部フランジ１７２をボルト接合することにより、タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂを接合する。

次いで、図１２（Ｄ）、図１３（Ｄ）に示すように、吊り上げ用器具３００をタワー部材１１１Ｂの外周を通して下降させ、図１２（Ｅ）、図１３（Ｅ）に示すように、地上まで下ろす（「下降工程」の一例）。

次いで、吊り上げ用器具３００を分解して撤去する。

第１積み上げ方法によれば、タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂの接合に際し、溶接やピン接合等の作業を行う必要が無い。なお、タワー部材１１１Ａの下部フランジ１５２はタワー部材１１１同士の接続部であり、非常に堅固であり、強度の高い部分であることから、吊り上げポイントとして好適である。

また、リング枠３０１と下部フランジ１５２の突部１５２ａは円状に接触するため、非常に大きなせん断面積を確保することができ、吊り上げ時に掛かる荷重を容易に分散できる。そのため、下部フランジ１５２に対して永久ひずみや破断のリスクが無い。

更に、４つのジャッキ３１で吊り上げ用器具３００を支持することができ、リング型であっても、荷重を分散でき、強度的に非常に有利である。吊り上げ完了後は、吊り上げ用器具３００をそのままタワー部材１１１Ｂを通して地上に降ろすことで撤去できる。なお、タワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂを吊り上げた状態であれば、地上まで下ろした吊り上げ用器具３００をそのまま撤去することができる。また、２分割構造にすれば、タワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂが吊り上げられておらず吊り上げ用器具３００がタワー部材１１１Ｂを抱え込んだ状態であっても、吊り上げ用器具３００を分割することにより撤去することができる。また、タワー部材１１１が台車３３の上にある状態において吊り上げ用器具３００を取り付ける場合には、タワー部材１１１を抱え込むように、吊り上げ用器具３００を組み立てることだけにより容易に取り付けることができる。

なお、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂの上に載置する場合に用いる吊り上げ用器具３００のリング枠３０１のサイズと、上にタワー部材１１１Ａが接合されたタワー部材１１１Ｂをタワー部材１１１Ｃの上に載置する場合に用いる吊り上げ用器具３００のリング枠３０１のサイズは異なる。図１に示したように、前者の吊り上げ対象であるタワー部材１１１Ａと、後者で吊り上げ対象であるタワー部材１１１Ｂは外周が異なるためである。すなわち、タワー部材１１１Ａよりもタワー部材１１１Ｂの方が外周が大きいため、タワー部材１１１Ｂを吊り上げる際には、リング枠３０１のサイズが大きな吊り上げ用器具３００が用いられる。但し、この吊り上げ用器具３００におけるリング枠３０１の内径は、タワー部材１１１Ｂの突部（図示しない）が形成されている部分の外径よりも小さく、且つ、タワー部材１１１Ｃの外径よりも大きい。これにより吊り上げ用器具３００は、タワー部材１１１Ｂにおける下端部の突部を下方より支持した状態でジャッキ３１により吊り上げられることによりタワー部材１１１Ｂを吊り上げることができる。また、タワー部材１１１Ｂがタワー部材１１１Ｃに載置された後は、タワー部材１１１Ｃの外側面に沿って地上に吊り下ろすことで容易に撤去することができる。なお、リング枠３０１の内径が、タワー部材１１１Ａの突部１５２ａが形成されている部分の外径及びタワー部材１１１Ｂの下部フランジの突部（図示しない）が形成されている部分の外径よりも小さくなるとともに、タワー部材１１１Ｂの外径（最も太い部分の外径）及びタワー部材１１１Ｃの外径（最も太い部分の外径）よりも大きくなるようにタワー部材１１１Ａ、タワー部材１１１Ｂ及び吊り上げ用器具３００を設計することで、一つの吊り上げ用器具３００をタワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂに共用することができる。

［３．２．第２積み上げ方法］
図１４－図２１を用いて、第２積み上げ方法について説明する。

第２積み上げ方法は、図１４等に示す吊り上げ用器具４００を用いてタワー部材１１１Ａを吊り上げて行う。

吊り上げ用器具４００は、タワー部材１１１Ａを支持する十字天秤部４０１（「支持部」の一例）と吊りピース４０２（「吊り上げ部」の一例）とを有する。図１４、図１５に示すように、十字天秤部４０１は、中心部４０１ａと４つの端部４０１ｂに分割可能となっている。例えば、両者に掛け渡したプレートをボルトで固定することにより、両者を合体させることができる。吊りピース４０２には、タワー部材１１１Ａをジャッキ３１で吊り上げる際のワイヤやフックが挿通される挿通孔４０２ａが形成されている。吊りピース４０２は、各端部４０１ｂの上面にそれぞれ設けられている。

図１８に示すように、第２積み上げ方法におけるタワー部材１１１Ａの下部フランジ２０２は、平面視内側に張り出した８つのジャッキ受け２０２ａ（「当接部」の一例）が等間隔に形成されている。図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ジャッキ受け２０２ａの上面部分には、ジャッキ受け２０２ａが下方からの力を十分に受けられるようにリブ２０３が設けられている。

一方、第２積み上げ方法におけるタワー部材１１１Ｂの側面２５１の内側上部には、タワー部材１１１Ａのジャッキ受け２０２ａと同様に、８つの油圧ジャッキＪをそれぞれ設置するためのジャッキ台２５３が設けられている。ジャッキ台２５３に設置された各油圧ジャッキＪは、側面２５１の内側から伸びる保持具２５４により支持されつつ、シリンダＪａから出たピストンロッドＪｂが上部フランジ２５２より上方に突出し、タワー部材１１１Ａのジャッキ受け２０２ａに当接し、タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂが接触しない状態でタワー部材１１１Ａを支持する。

第２積み上げ方法では、まず、図２０（Ａ）に示すように、タワー部材１１１Ａの下に吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１を配置する。例えば、荷受けエリア４１において台車３３上に吊り上げ用器具４００を用意しておき、クローラクレーン２０によりタワー部材１１１Ａを吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１上に配置してもよいし、また、荷受けエリア４１からタワー組立エリア４２へタワー部材１１１を移動させてから、クローラクレーン２０によりタワー部材１１１Ａを少し吊り上げ、その下に吊り上げ用器具４００を設置した後に、タワー部材１１１Ａを下げて吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１上に載置することとしてもよい。

なお、タワー部材１１１Ａの下方に十字天秤部４０１を配置する際、図１８に示すように、吊りピース４０２の位置とジャッキ受け２０２ａの位置が重ならないよう吊り上げ用器具４００を配置する。これにより、後に、タワー部材１１１Ａを油圧ジャッキＪに載置する際に、十字天秤部４０１と油圧ジャッキＪが接触することを回避できる。

次いで、ジャッキ３１のアンカーハウジング３１ａと吊りピース４０２を接続する。次いで、吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１によりタワー部材１１１Ａを下方から支持させたまま、吊りピース４０２をジャッキ３１により吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる。

次いで、タワー部材１１１Ａの下方に、タワー部材１１１Ｂを配置する。

次いで、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）に示すように、タワー部材１１１Ｂに設置された８つの油圧ジャッキＪのピストンロッドＪｂを伸長させた後、タワー部材１１１Ａを下降させ、吊り上げ用器具４００の８つのジャッキ受け２０２ａと８つ油圧ジャッキＪのピストンロッドＪｂとが当接するように位置調整を行ってタワー部材１１１Ａを油圧ジャッキＪに載置する。このとき、タワー部材１１１Ａの下部フランジ２０２とタワー部材１１１Ｂの上部フランジ２５２に、ガイドボルトを挿入して、タワー部材の芯を合わせる。

次いで、タワー部材１１１Ａを油圧ジャッキＪに載置した状態で、吊り上げ用器具４００のみを下降させ、吊り上げ用器具４００からタワー部材１１１Ａの荷重を抜いたら、図２０（Ｃ）、図２１（Ｂ）に示すように、吊り上げ用器具４００を中心部４０１ａと４つの端部４０１ｂに分割する。タワー部材１１１のフランジ接続部には作業用の床を設けられているので、そこで分割作業を行う。そして、図２０（Ｄ）、図２１（Ｃ）に示すように、中心部４０１ａと４つの端部４０１ｂを撤去する。具体的には、端部４０１ｂはジャッキ３１によりタワー部材１１１Ｂの外側を吊り下ろして撤去し、一方、中心部４０１ａはタワー内部で更に細分化した後、タワー内部の昇降手段（階段、エレベータ等）を用いて搬出する。

次いで、作業用の床で油圧ジャッキＪを操作して、ガイドボルト（図示しない）に沿って、ジャッキダウンを行い、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置する。このようにしてタワー部材１１１Ｂの上にタワー部材１１１Ａを積み上げる。

次いで、図２０（Ｅ）に示すように、タワー部材１１１Ａの下部フランジ２０２とタワー部材１１１Ｂの上部フランジ２５２をボルト接合することにより、タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂを接合する。

第２積み上げ方法では、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置する前に、一旦、油圧ジャッキＪでタワー部材１１１Ａを仮支えして吊り上げ用器具４００を取り外すこととしているが、仮に分割ができない構成であれば、油圧ジャッキＪが邪魔をして取り外すことができなくなってしまうという問題が生ずるが、吊り上げ用器具４００は分割可能な構成となっていることから容易に取り外すことができる。

［３．３．第３積み上げ方法］
図２２を用いて、第３積み上げ方法について説明する。

第３積み上げ方法は、図２２に示す吊り上げ用器具５００を用いてタワー部材１１１Ａを吊り上げて行う。

吊り上げ用器具５００は、吊りピース５０１とタッププレート５０２を有する。タッププレート５０２は厚板形状であり、複数の雌ネジ（ボルト孔）が形成されている。また、タッププレート５０２は、タワー部材１１１Ａの外側下部に溶接等により取り付けられる。タッププレート５０２はタワー部材１１１Ａの重量を支持できる厚みが必要であるが、タワー部材１１１Ａの直径に比べれば、非常にわずかである。

吊りピース５０１は、本体部５０１ａとプレート部５０１ｃを有し、本体部５０１ａには、タワー部材１１１Ａをジャッキ３１で吊り上げる際のワイヤやフックが挿通される挿通孔５０１ｂが形成されている。プレート部５０１ｃには、タッププレート５０２に重ね合わせた場合にタッププレート５０２のボルト孔が重なる位置にボルト孔を有している。吊りピース５０１は、タッププレート５０２のボルト孔とプレート部５０１ｃのボルト孔をそれぞれ位置合わせした上でボルトを挿入して締め上げることによりタッププレート５０２（タワー部材１１１）に取り付けられる。

なお、第１積み上げ方法及び第２積み上げ方法と同様に、タワー部材１１１Ａを４点で吊り上げるために、４つの吊り上げ用器具５００がタワー部材１１１Ａの周方向に等間隔で取り付けられる。

第３積み上げ方法では、まず、吊り上げ用器具５００の吊りピース５０１をジャッキ３１により吊り上げられることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる。

次いで、タワー部材１１１Ａの下方に、タワー部材１１１Ｂを配置する。

次いで、吊り上げ用器具３００及びタワー部材１１１Ａを下降させ、タワー部材１１１Ｂに載置する。

第３積み上げ方法では以上のようにしてタワー部材１１１Ｂの上にタワー部材１１１Ａを積み上げる。そして、タワー部材１１１Ａの下部フランジ２０２とタワー部材１１１Ｂの上部フランジ２５２をボルト接合することにより、タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂを接合する。

なお、タワーの組み立てが完了したら、タッププレート５０２から吊りピース５０１を取り外すこととする。吊りピース５０１を取り外した後のタッププレート５０２は、風雨の影響により腐食しやすいため、ボルト孔を利用して保護カバーを取り付けて腐食を防止することが好ましい。また、その保護カバーの形状を流線形にすることにより、風の影響を最小限に抑えることができる。

以上説明した第１積み上げ方法、第２積み上げ方法及び第３積み上げ方法では、タワー部材１１１Ａの下部で吊り上げることから、タワー部材１１１Ａの上部が横振れして転倒又は落下する危険性があるが、本実施形態ではジャッキ付き架台３０のガイドスライダー３４及び水平支持装置６０により上部を支持しているためそうした危険性を低減させることができる。

また、ここで説明したタワー部材１１１の積み上げ方法を逆手順で行うことで、容易にタワー１１０を解体することができる。

以上説明したように、本実施形態における第１積み上げ方法は、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における、下端部に外側に張り出した突部１５２ａを有するタワー部材１１１Ａ（「一のタワー部材」の一例）を、タワー部材１１１Ｂ（「他のタワー部材」の一例）の上に積み上げるタワー部材１１１の積み上げ方法であって、タワー部材１１１Ａ及びタワー部材１１１Ｂの外周よりも大きな内周を有するリング枠３０１（「枠体」の一例）と吊りピース３０２（「吊り上げ部」の一例）とを有する吊り上げ用器具３００におけるリング枠３０１によりタワー部材１１１Ａの突部１５２ａを下方から支持させたまま、吊りピース３０２を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる吊り上げ工程と、吊り上げたタワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置する載置工程と、含む。

したがって、本実施形態における第１積み上げ方法によれば、吊り上げ用器具３００におけるリング枠３０１によりタワー部材１１１Ａの下端部外側に張り出した突部１５２ａを下方から支持させたまま、吊りピース３０２を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げ、タワー部材１１１Ｂに載置することから、タワー部材１１１Ａを吊り上げるための吊りピースをタワー部材１１１Ａに形成する必要が無く、また、タワー部材１１１Ａを下部で吊り上げることができる。

また、本実施形態における第１積み上げ方法は、載置工程の後に、タワー部材１１１Ｂの外周を通してリング枠３０１を下ろす下降工程を、含む。したがって、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置した後、直ちにジャッキ３１を用いて吊り上げ用器具３００を地上に降ろすことができる。

更に、本実施形態における第１積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具３００は、リング枠３０１が、複数に分割可能である。したがって、吊り上げ用器具３００を地上に降ろした後、組み立て済みタワー部材１１１（タワー部材１１１Ａとタワー部材１１１Ｂ）を吊り上げることなく、容易に吊り上げ用器具３００をタワー部材１１１Ｂから撤去することができる。

次に、本実施形態における第２積み上げ方法は、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における、タワー部材１１１Ａ（「一のタワー部材」の一例）をタワー部材１１１Ｂ（「他のタワー部材」の一例）の上に積み上げるタワー部材１１１の積み上げ方法であって、タワー部材１１１Ａを下方から支持する十字天秤部４０１（「支持部」の一例）と吊りピース４０２（「吊り上げ部」の一例）とを有する吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１をタワー部材１１１Ａの下方に設置する設置工程と、十字天秤部４０１によりタワー部材１１１Ａを下方から支持させたまま、吊りピース４０２を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる吊り上げ工程と、吊り上げたタワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂの内側から上方に突出する油圧ジャッキＪに載置する第１載置工程と、タワー部材１１１Ａが油圧ジャッキＪにより支持されている状態において、吊り上げ用器具４００を分解する分解工程と、吊り上げ用器具４００が分解された後に、タワー部材１１１Ａを支持したまま油圧ジャッキＪを下ろし、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置する第２載置工程と、を含む。

したがって、本実施形態における第２積み上げ方法によれば、十字天秤部４０１と吊りピース４０２とを有する吊り上げ用器具４００の十字天秤部４０１によりタワー部材１１１Ａを下方から支持させたまま、吊りピース４０２を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げ、タワー部材１１１Ｂの内側から上方に突出する油圧ジャッキＪに載置して、吊り上げ用器具４００を分解してから、タワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置することから、タワー部材１１１Ａを吊り上げるための吊りピースをタワー部材１１１Ａに形成する必要が無く、また、タワー部材１１１Ａを下部で吊り上げることができる。

また、本実施形態における第２積み上げ方法において、タワー部材１１１Ａの内側には油圧ジャッキＪが当接するジャッキ受け２０２ａが設けられ、第１載置工程では、油圧ジャッキＪがジャッキ受け２０２ａに当接するようにタワー部材１１１Ａを載置する。これにより、油圧ジャッキＪはタワー部材１１１Ａを安定して支持することができる。

更に、本実施形態における第２積み上げ方法において、十字天秤部４０１は平面視十字形状をしており、設置工程では、吊り上げ用器具４００とタワー部材１１１Ａを平面視した場合に、十字天秤部４０１とジャッキ受け２０２ａが重ならない位置に吊り上げ用器具４００を設置する。したがって、タワー部材１１１Ａを油圧ジャッキＪに載置する際に、十字天秤部４０１と油圧ジャッキＪが接触することを回避できる。

なお、本実施形態では、タワー部材１１１Ａを吊り上げる場合について説明したが、タワー部材１１１Ａよりも外径が大きいタワー部材１１１Ｂを一つの吊り上げ用器具４００により吊り上げるために、中心部４０１ａ又は端部４０１ｂの何れかについてタワー部材１１１Ａ用のもの、タワー部材１１１Ｂ用のもの（タワー部材１１１Ａ用のものより長さが長いもの）を用意し、タワー部材１１１Ａを吊り上げる場合にはタワー部材１１１Ａ用のものを用い、次いで、タワー部材１１１Ｂを吊り上げる場合には、タワー部材１１１Ａ用のものからタワー部材１１１Ｂ用のものに取り換えて用いることとしてもよい。これにより、中心部４０１ａ又は端部４０１ｂを共用できるため、タワー部材１１１Ａ用の吊り上げ用器具４００及びタワー部材１１１Ｂ用の吊り上げ用器具４００の双方を用意する必要がなく経済的である。

次に、本実施形態における第３積み上げ方法は、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における、側面２７１の下部の外側に取り外し可能に取り付けられた吊り上げ用器具５００を有するタワー部材１１１Ａ（「一のタワー部材」の一例）を、タワー部材１１１Ｂ（「他のタワー部材」の一例）の上に積み上げるタワー部材１１１の積み上げ方法であって、タワー部材１１１Ａにおける吊り上げ用器具５００を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げる吊り上げ工程と、吊り上げたタワー部材１１１Ａをタワー部材１１１Ｂに載置する載置工程と、を含む。

したがって、本実施形態における第３積み上げ方法によれば、タワー部材１１１Ａの側面２７１の下部の外側に取り外し可能に取り付けられた吊り上げ用器具５００を吊り上げることによりタワー部材１１１Ａを吊り上げ、タワー部材１１１Ｂに載置することから、タワー部材１１１Ａを吊り上げるための吊りピースをタワー部材１１１Ａに形成する必要が無く、また、タワー部材１１１Ａを下部で吊り上げることができる。

また、本実施形態における第３積み上げ方法は、載置工程の後に、タワー部材１１１Ａの側面２７１に固定されるタッププレート５０２（「固定部」の一例）と、タッププレート５０２に対して取り外し可能に取り付けられた吊りピース５０１（「吊り上げ部」の一例）と、を有する吊り上げ用器具５００における吊りピース５０１をタッププレート５０２から取り外す取り外し工程を含む。これにより、吊りピース５０１はタワー部材１１１Ａに残されることがなく、風力発電設備の性能への影響を排除することができる。

更に、本実施形態における第３積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具５００は、吊りピース５０１が取り外されたタッププレート５０２を保護する流線型の保護カバーを更に有することとしてもよい。保護カバーにより、タッププレート５０２の腐食を防止することができ、また、その保護カバーの形状により、風が風車１００に与える影響を最小限に抑えることができる。

１０ 台座
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
３１ａ ジャッキハウジング
３２ ストランド
３３ 台車
３４ ガイドスライダー
４１ 荷受けエリア
４２ タワー組立エリア
４３ 保管エリア
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
６２Ａ、６２Ｂ 扉部材
１００ 風車
１１０ タワー
１１１ タワー部材
１２０ ナセル
１３０ ブレード
１５１ 側面
１５２ 下部フランジ
１５２ａ 突部
１７１ 側面
１７２ 上部フランジ
２０１ 側面
２０２ 下部フランジ
２０２ａ ジャッキ受け
２０３ リブ
２５１ 側面
２５２ 上部フランジ
２５３ ジャッキ台
２５４ 保持具２７１ 側面
Ｊ 油圧ジャッキ
Ｊａ シリンダ
Ｊｂ ピストンロッド
３００ 吊り上げ用器具
３０１ リング枠
３０２ 吊りピース
３０２ａ 挿通孔
４００ 吊り上げ用器具
４０１ 十字天秤部
４０１ａ 中心部
４０１ｂ 端部
４０２ 吊りピース
４０２ａ 挿通孔
５００ 吊り上げ用器具
５０１ 吊りピース
５０１ａ 本体部
５０１ｂ 挿通孔
５０１ｃ プレート部
５０２ タッププレート

Claims (8)

1. 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における、下端部に外側に張り出した突部を有する一の前記タワー部材を、他の前記タワー部材の上に積み上げるタワー部材の積み上げ方法であって、
   前記他のタワー部材の外周よりも大きな内周を有する枠体と吊り上げ部とを有する吊り上げ用器具における前記枠体により前記突部を下方から支持させたまま、前記吊り上げ部を吊り上げることにより前記一のタワー部材を吊り上げる吊り上げ工程と、
   前記吊り上げた前記一のタワー部材を前記他のタワー部材に載置する載置工程と、
   を含むことを特徴とするタワー部材の積み上げ方法。
2. 請求項１に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、
   前記載置工程の後に、前記他のタワー部材の外周を通して前記枠体を下ろす下降工程を、含むことを特徴とするタワー部材の積み上げ方法。
3. 請求項１又は２に記載のタワー部材の積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具であって、
   前記突部を下方から支持する枠体と、
   前記枠体に設けられた吊り上げ部と、
   を有することを特徴とする吊り上げ用器具。
4. 請求項３に記載の吊り上げ用器具であって、
   前記枠体が、複数に分割可能であることを特徴とする吊り上げ用器具。
5. 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における、一の前記タワー部材を他の前記タワー部材の上に積み上げるタワー部材の積み上げ方法であって、
   前記一のタワー部材を下方から支持する支持部と吊り上げ部とを有する吊り上げ用器具の前記支持部を前記一のタワー部材の下方に設置する設置工程と、
   前記支持部により前記一のタワー部材を下方から支持させたまま、前記吊り上げ部を吊り上げることにより前記一のタワー部材を吊り上げる吊り上げ工程と、
   前記吊り上げた前記一のタワー部材を前記他のタワー部材の内側から上方に突出するジャッキに載置する第１載置工程と、
   前記一のタワー部材が前記ジャッキにより支持されている状態において、前記吊り上げ用器具を分解する分解工程と、
   前記吊り上げ用器具が分解された後に、前記一のタワー部材を支持したまま前記ジャッキを下ろし、前記一のタワー部材を前記他のタワー部材に載置する第２載置工程と、
   を含むことを特徴とするタワー部材の積み上げ方法。
6. 請求項５に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、
   前記一のタワー部材の内側には前記ジャッキが当接する当接部が設けられ、
   前記第１載置工程では、前記ジャッキが前記当接部に当接するように前記一のタワー部材を載置することを特徴とするタワー部材の積み上げ方法。
7. 請求項６に記載のタワー部材の積み上げ方法であって、
   前記支持部は平面視十字形状をしており、
   前記設置工程では、前記吊り上げ用器具と前記一のタワー部材を平面視した場合に、前記支持部と前記当接部が重ならない位置に前記吊り上げ用器具を設置することを特徴とするタワー部材の積み上げ方法。
8. 請求項５乃至７の何れか一項に記載のタワー部材の積み上げ方法に用いられる吊り上げ用器具であって、
   前記一のタワー部材を下方から支持する支持部と吊り上げ部とを有することを特徴とする吊り上げ用器具。

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