(57)【要約】【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
2004150143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
2004150143.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004150143.tif 000008
【図７】
2004150143.tif 000009
【図８】
2004150143.tif 000010
【図９】
2004150143.tif 000011