(57)【要約】【課題】風力発電装置の据付施工に際し、大型クレーンを不要とし、迅速かつ安全確実に作業行うことができるようにする。【解決手段】複数の分割タワーを上方に順次継ぎ足しして構築するタワー４の下端部と、このタワー４を取囲むようにして配置する、平面略コ字形でテレスコピックに昇降可能な複数段マストからなるマスト５の下部をジャケット式基礎構造物２で支持する。そして、マスト５をタワー４の既設部によって安定に支持させながら、該マスト５を順次上昇させると共に、マスト５の上部に設置した揚重機構１５によって分割タワーを吊り上げながらタワー４を完成し、そのタワー４の上部に発電機６とローターブレード８を吊り上げて設置し、その後マスト５を下降収縮させて後、ジャケット式基礎構造物２から撤去解体する。【選択図】  図１
2004308521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割部材を継ぎ足して構成されるタワーと、タワーの上端に搭載される発電機と、発電機のローターに連結されるブレードとを基礎構造物上に組立設置する風力発電装置の建設方法において、
▲１▼前記タワーの基端部を備えた基礎構造物を設置し、
▲２▼テレスコピックに昇降する複数段の部材からなるマストを、前記タワーの基端部を囲むように前記基礎構造物に立設し、前記マストは前記分割タワーを取り込む面が開口すると共に、最上段のマストには水平移動する揚重装置を備え、
▲３▼前記マストの最上段位置を分割タワーの既設高さ以上に上昇させた状態で該マストが鉛直荷重を支持可能に、マスト部材間を着脱自在なロック機構によって係止し、前記揚重装置によって分割タワーを吊り上げ水平移動して既設タワー上に位置決め・接合し、
▲４▼タワーの上昇に伴って、適宜高さ毎に前記タワーの既設部位に保持機構によって前記マストを保持させ、
▲５▼全ての分割タワーの接合が完了した後、前記揚重装置で発電機を吊上げ水平移動して最上段タワーの上部に固定し、
▲６▼次いで、前記揚重装置によりブレードを１枚ずつ、または複数枚組立てた状態で吊上げ、発電機ローターに取付けて風力発電装置を完成し、
▲７▼前記揚重装置を発電機及びブレードに干渉しない位置まで退避させた後、各マストとタワーの保持機構及びマストのロック機構を解除し、マストを下降した後、基礎構造物からマストを切り離し吊上げ撤去することを特徴とする風力発電装置の建設方法。
【請求項２】
テレスコピックに昇降する各分割マストは、４本の柱と各柱を繋ぐ水平材・斜材を３面に配置した平面コ字形状であって、各分割マストに設けた昇降手段によって昇降可能とし、最上段マストに設けた移動可能な水平張り出し部材上に揚重装置が水平移動可能に設けられ、各分割マストの下部に４本の柱を連結する連結材と、角部の４方向からタワー周面に向けて進退するジャッキからなる保持機構が設けられ、各段の分割マスト間にロックピンからなる着脱可能なロック機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の風力発電装置の建設方法。
【請求項３】
風力発電装置を設置する基礎構造物は、海底に設置したジャケットを杭支持したものであることを特徴とする請求項１または２記載の風力発電装置の建設方法。
【請求項４】
テレスコピック昇降する複数段のマストの最も外側マストの脚部をジャケットのレグまたは杭に差し込み立設したことを特徴とする請求項３記載の風力発電装置の建設方法。
【請求項５】
タワーの上端に発電機を搭載し、該発電機にローターブレードを取付けてなる風力発電機装置の建設装置において、複数の分割タワーを上方に順次継ぎ足して構成される前記タワーと、一面が開口した平面略コ字形で前記分割タワーの既設部分を取囲むように配置されると共に、保持機構を介して前記分割タワーの既設部分により非転倒的に支持され、テレスコピックに昇降移動可能な複数段のマストからなるマストと、最下部の分割タワーを接合するタワー基部を具備すると共に、前記マストの脚部を挿入支持するジャケットのレグまたは杭を備えた基礎構造物とからなり、前記複数段のマストは昇降機構および、複数段マストが所定位置まで上昇した位置を保持できるロック機構を具備し、さらに、マスト最上部には水平移動可能な水平張り出し部材と、その上に水平移動可能に設けた揚重装置からなる揚重機構を具備することを特徴とする風力発電装置の建設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風力発電装置の建設方法および建設装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
風力発電装置（設備）は、タワーの上部にブレードを持つ発電機（ナセル）を設置して構成されるが、その発電設備の据付工事に際しては、重い発電機をタワーの最上部に引上げ設置しなければならないため、クレーンは大型のものが必要になる。また、クレーンによるローターブレードの発電機への据付に際し、風が強いとブレードが風の影響を受けやすいために、多大な時間を要したり、作業を中止することが多い。また、大型クレーンは、建設費を押し上げるだけでなく、陸上では建設現場までの搬入が困難といった問題がある。
【０００３】
さらに、洋上での風力発電機の据付け作業に際しては、波浪による動揺下では作業が困難であることから、自己昇降式作業台船（ＳＥＰ）により海上に足場を設置し、その上に載せた大型クレーンによりタワーを構築し、その後に発電機やローターブレードをタワーの上端まで吊上げ及び据付け作業をするのが考えられるが、この場合にも、ローターブレードの据付は風が強いとブレードが風の影響を受け易いために、作業に多大な時間を要したり、作業を中止することが多い。さらに、洋上では発電効率を高めるために陸上よりも大型の発電機が検討されており、例えば、数ＭＶ規模となると発電機本体やブレードが一層大型化し重量も重くなって、益々据付作業が難しくなる。
【０００４】
前記の従来技術を整理すると次の▲１▼〜▲４▼となる。▲１▼洋上での施工に適用される起重機船による構築法。▲２▼洋上での施工に適用される、ＳＥＰ（自己昇降式作業台船）＋ＣＣ（クローラクレーン）による構築法。▲３▼陸上、洋上何れにも適用される特開平１０−２０５４２８（風力発電装置の建設方法）の構築法。▲４▼陸上、洋上何れにも適用される特開２００２−２４２４８３（搭状構造物の構築方法及びその装置）の施工法。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２０５４２８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４２４８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来工法▲１▼の起重機船（クレーン船）よる施工法にあっては、大型クレーン船（高さ）が必要であるが、これだと揺れが大きく穏やかな海象でも常時３０ｃｍ程度は動揺するため、発電機が大型機になり背丈が高くなればなるほど、風車トップ構造（ナセル、ローターブレード等）の据付、組立て作業は困難である。
【０００７】
従来工法▲２▼の「ＳＥＰ（自己昇降式作業台船）＋ＣＣ（クローラクレーン）」による施工上の問題としては、例えば、７０ｍ高さの風車の据付には、ブーム長１００ｍ程度以上のＣＣが必要となるが、これ程大型のＣＣを搭載したＳＥＰは傭船が難しく、また、建設場所によってはこの大型のＣＣを搭載しての曳航は困難である。また、新規造船するのは高額の費用が掛り現実的でない。
【０００８】
従来技術▲３▼の風力発電装置の建設方法（特開平１０−２０５４２８）は、タワーの組立ておよび、ブレードの取付けをクライミングクレーンで行い、ナセル（発電機）の取付けをタワーに沿って上昇する移動架台で行うものであるが、クレーンと移動架台の別々の装置で行う煩雑な工法である。また、クライミングクレーンは、施工作業の際に組立て、分解が必要であり、特に、洋上では手間が掛る作業である。また、移動架台が昇降するための係止体をタワーに取付け、撤去する作業は困難で手間がかかる。また、クライミングクレーンのタワーへのクランプは、片側のみからでやりにくい。さらに、クライミングクレーンが接地する部分にも基礎が必要になる。
【０００９】
従来技術▲４▼の搭状構造物の構築方法及びその装置（特開２００２−２４２４８３）は、ガイドタワーの組立てにおいて、ある高さからは下方にユニットを組み込んでいくものである。この場合、下方へのユニットの組込みは、ガイドタワーをせり上げた状態で、その下に水平移動させ継ぎ足すユニットを組み入れるための設備（レール等）が必要である。しかし、この構築方法はスペースのない洋上では特に作業が困難となる。また、ガイドタワーの組立て、分解には、手間が掛かり、洋上では特に顕著である。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決した風力発電装置の建設方法と建設装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は次のように構成する。
【００１２】
第１の発明は、複数の分割部材を継ぎ足して構成されるタワーと、タワーの上端に搭載される発電機と、発電機のローターに連結されるブレードとを基礎構造物上に組立設置する風力発電装置の建設方法において、
▲１▼前記タワーの基端部を備えた基礎構造物を設置し、
▲２▼テレスコピックに昇降する複数段の部材からなるマストを、前記タワーの基端部を囲むように前記基礎構造物に立設し、前記マストは前記分割タワーを取り込む面が開口すると共に、最上段のマストには水平移動する揚重装置を備え、
▲３▼前記マストの最上段位置を分割タワーの既設高さ以上に上昇させた状態で該マストが鉛直荷重を支持可能に、マスト部材間を着脱自在なロック機構によって係止し、前記揚重装置によって分割タワーを吊り上げ水平移動して既設タワー上に位置決め・接合し、
▲４▼タワーの上昇に伴って、適宜高さ毎に前記タワーの既設部位に保持機構によって前記マストを保持させ、
▲５▼全ての分割タワーの接合が完了した後、前記揚重装置で発電機を吊上げ水平移動して最上段タワーの上部に固定し、
▲６▼次いで、前記揚重装置によりブレードを１枚ずつ、または複数枚組立てた状態で吊上げ、発電機ローターに取付けて風力発電装置を完成し、
▲７▼前記揚重装置を発電機及びブレードに干渉しない位置まで退避させた後、各マストとタワーの保持機構及びマストのロック機構を解除し、マストを下降した後、基礎構造物からマストを切り離し吊上げ撤去することを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、テレスコピックに昇降する各分割マストは、４本の柱と各柱を繋ぐ水平材・斜材を３面に配置した平面コ字形状であって、各分割マストに設けた昇降手段によって昇降可能とし、最上段マストに設けた移動可能な水平張り出し部材上に揚重装置が水平移動可能に設けられ、各分割マストの下部に４本の柱を連結する連結材と、その角部の４方向からタワー周面に向けて進退するジャッキからなる保持機構が設けられ、各段の分割マスト間にロックピンからなる着脱可能なロック機構を設けたことを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明において、風力発電装置を設置する基礎構造物は、海底に設置したジャケットを杭支持したものであることを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、第３の発明において、テレスコピック昇降する複数段のマストの最も外側マストの脚部をジャケットのレグまたは杭に差し込み立設したことを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、タワーの上端に発電機を搭載し、該発電機にローターブレードを取付けてなる風力発電機装置の建設装置において、複数の分割タワーを上方に順次継ぎ足して構成される前記タワーと、一面が開口した平面略コ字形で前記分割タワーの既設部分を取囲むように配置されると共に、保持機構を介して前記分割タワーの既設部分により非転倒的に支持され、テレスコピックに昇降移動可能な複数段のマストからなるマストと、最下部の分割タワーを接合するタワー基部を具備すると共に、前記マストの脚部を挿入支持するジャケットのレグまたは杭を備えた基礎構造物とからなり、前記複数段のマストは昇降機構および、複数段マストが所定位置まで上昇した位置を保持できるロック機構を具備し、さらに、マスト最上部には水平移動可能な水平張り出し部材と、その上に水平移動可能に設けた揚重装置からなる揚重機構を具備することを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明は、テレスコピックに昇降できるマストを上昇させ、かつ保持機構を介してタワーの既設部分によって安定に支持させながら、該マストの上部に配置の揚重装置により分割タワー部材を順次吊上げて構築し、タワーが完成した後はこの剛性に富むタワーに安定支持させた前記マストによって、重量がある発電機とローターブレードを順次吊上げて発電設備を構築でき、作業が終了後はマストを速やかに撤去でききる。
【００１８】
さらに具体的には、本発明によると（ａ）剛性の低いスレンダーな揚重用マストをテレスコピックに昇降可能とし、マストに比べて剛性が高い分割タワーを上方に組立てながらタワーでマストの中間を保持してマストの傾き・倒れを防止できる。
【００１９】
（ｂ）揚重用マストをテレスコピックに昇降可能としているため、コンパクトな形状で移動・設置・解体ができ、マストを揚重物の吊高さに適合した高さで作業するため、吊ワイヤの余長が少なく風等による揺れを軽減できる。
【００２０】
（ｃ）洋上風力発電装置の建設においては、海底に設置した基礎構造物に立設する前記揚重用マストによって分割タワー、発電機、ブレードの揚重組立を行うため波浪の影響による揺れがなく微調整を伴う組立て作業を円滑にできる。
【００２１】
（ｄ）洋上風力発電装置の建設においては、海底に設置したジャケット式基礎構造物のレグ材に揚重マストの脚を差込み立設できるため、マストの設置・解体が容易である。なお、ジャケットのレグ配置にマストの脚が一致しない場合は、別にマストの支持盤をジャケット上に仮設して支持する。
【００２２】
（ｅ）マスト最上段の揚重装置は、組立て済みの発電機及びブレードに干渉しない位置まで退避可能としているため、風力発電装置の組立完了後のマスト解体撤去時に、上段のマストを容易に下降できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係る風力発電装置の第１、第２、第３建設工程の説明図、図２〜図６は、第４建設工程から〜第８建設工程の説明図である。
【００２４】
まず図６には、洋上に風力発電装置を建設する例における完成時の態様が示されているので、これを説明する。同図において、海底の支持層１にジャケット式基礎構造物２が構築されていて、このジャケット式基礎構造物２によって風力発電装置３のタワー４の基部とマスト５の脚部が支持されている。タワー４は下部、中間部、最上部の分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃを上方に継ぎ足して構築されるもので、前記マスト５は構築のために設けられるもので、ジャケット式基礎構造物２に着脱可能に支持される。マスト５は下段、中段、最上段のマスト５ａ、５ｂ、５ｃからなりテレスコピック（入れ子方式）に上昇下降（伸縮）できる。また、タワー４の上端に発電機（ナセル）６が搭載されており、そのローターシャフト７にローターブレード８が取付けられている。
【００２５】
図１〜図６によって、第１〜第８工程の工程を順に説明する。
【００２６】
図１（ａ）の第１建設工程では、ジャケット式基礎構造物２が海底の支持層１に設置されており、そのジャケット２は、支持層１に打設された複数の鋼管杭１０の上部に筒状のレグ１２を嵌合支持させると共に、各レグ１２の間を複数の連結材１１で連結して構成される。鋼管杭１０とその上部のレグ１２は、平面矩形の角部の位置に４本設けられていて、レグ１２の中央部位には前記連結材１１によって前記タワー４の最下端を接合するタワー基部４ｄが支持されている。
【００２７】
図１（ｂ）の第２建設工程では、テレスコピックに昇降できる多段のマスト５が最下段まで降下（収縮）した態様でジャケット２に支持される。具体的にはマスト脚部１３の下端を、ジャケット２のレグ１２に上方が拡径したガイド部１２ａを介して所定長にわたって挿入支持させる。マスト５は枠体によって一面が開口した平面コ字状で、かつ各段のマスト５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ所定の高さに構成される。また、マスト５をジャケット２に支持させたとき、タワー基部４ｄは平面コ字状のマスト５の内側に位置している（図７参照）。
【００２８】
図１（ｃ）の第３建設工程は、台船１４で海上を曳航してきた最下部の分割タワー４ａを、最上段マスト５ｃの上端部に設けた揚重機構１５によって吊り上げ、平面コ字状のマスト５の内側に搬入し、分割タワー４ａの下端部をタワー基部４ｄの直上に搬入する態様を示している。
【００２９】
図２の第４建設工程は、図１（ｃ）の動作、つまり中間部と最上部の分割タワー４ｂ、４ｃを順次吊上げ、ボルト接合部２４を介して既設タワー部に接合する動作が複数回繰返され、同時に中段マスト５ｂと最上段マスト５ｃを上昇させながらマスト５が最上部まで上昇（伸長）し、タワー４が完成した態様を示す。
【００３０】
図３の第５建設工程は、タワー４が完成した後、マスト最上部の揚重機構１５を用いて発電機（ナセル）６を吊り上げ、タワー４の上端部に搭載する態様を示している。
【００３１】
図４の第６建設工程は、揚重機構１５を用いてローターブレード８を吊り上げブレード中心部を発電機６のローターシャフト７に結合する工程を示している。
【００３２】
図５の第７建設工程は、揚重機構１５を用いて吊り上げたローターブレード８を発電機６のローターシャフト７に結合する工程の正面図を示している。
【００３３】
図６の第８建設工程では、発電機６にローターブレード８を取付けて風力発電装置３が完成した後、揚重装置２１を発電機６及びローターブレード８に干渉しない位置まで退避させた、その後マスト５とタワー４の保持機構及び各段マスト５のロックピン（ロック機構）を解除し、最上段と中段のマスト５ｃ、５ｂを下降させて解体する前の状態を示している。
【００３４】
図１（ａ）〜図６を参照して、各部の構成をさらに詳しく説明する。
図１（ａ）に示す第１の建設工程においてジャケット２は海中に没しており、タワー基部４ｄの上端は海面１６より上部に位置している。なお、ジャケット２は海面上に露出させてもよい。
【００３５】
図１（ｂ）に示す第２建設工程〜図６の第８建設工程において、ジャケット２のレグ１２に支持されるマスト５と、ジャケット２に一体に設けられたタワー基部４ｄに継ぎ足されるタワー４の既設部とは、互いに支え合いながら上昇してタワー４を構築すると共に、発電機６やローターブレード８をマスト上部の揚重機構１５により順次吊り上げて組立てる。前記マスト５は、スレンダーかつ軽量で運搬、解体などの取扱が容易な鋼材で構成されるにもかかわらず、剛性に富むタワー４の既設部で安定に支持しながら、前記発電機６などの重い揚重物を確実に吊り上げることができる。
【００３６】
マスト５の構成をさらに説明する。マスト５は、最下段マスト５ａと中段マスト５ｂと最上段マスト５ｃとが内外入れ子式に収納、突出可能に設けられていて、上方にテレスコピックに昇降（伸縮）できる構成であり、かつ最上段マスト５ｃの上部には揚重機構１５を具備している。揚重機構１５は、水平移動できる水平張出し部材１７に揚重装置２１を走行自在に設けて構成される（詳細は後述する）。
【００３７】
マスト５は、タワー基端４ｃを囲む配置に、テレスコピックに昇降するマスト５における、最下段マスト５ａと中段マスト５ｂと最上段マスト５ｃは、いずれも４本の柱１８と各柱１８を繋ぐ水平材１９、斜材２０を３面に配置し、１面は開口面２３としてあって（この態様を平面コ字形状という。図７ｂ参照）、相互に収納・突出可能である（その昇降駆動機構と昇降ガイド機構は後述する）。また、各段のマスト５ａ、５ｂ、５ｃは台船１４によって運ばれる分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃを揚重装置２１によって吊上げて、前記開口面２３を介してマスト５の内側に取り込み、マスト５の内側に位置するタワー基部４ｄの上部に順次ボルト接合部２４にて接合する。
【００３８】
また、ワイヤーロープ２２で吊上げた分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃを順次コ字状のマスト内側へ搬入する各段階において、分割タワー吊り上げに必要な各段のマスト５を上昇させた状態において、上中下段の各マスト５ａ、５ｂ、５ｃの開口面２３は、吊上げる分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃの下端より上方が開放していれば分割マストの搬入作業の障害とならない。このことから本実施形態では、各段マスト５ａ、５ｂ、５ｃの下端部において、４本の柱１８の間は平面４角形に配置の連結枠材２５で連結されている。
【００３９】
図８（ａ）は、各段マスト下端部において、タワー４の既設部分を保持する状況を示すもので、タワー４の既設部分と、各段におけるマスト５の４本の柱１８の下端部を連結する連結枠材２５の角部との間に油圧シリンダ２６からなる保持機構（タワークランプ）２７を配置し、油圧シリンダ２６を伸長させることでタワー４の外周面を４方向からを押付ける。こうして剛性に富むタワー４の既設部分をメカニカルにつかみ、タワー４に反力を取ってスレンダーなマスト５をタワー４によって安定に支持させ、発電機６等の重い揚重物を安定に吊り上げることができる。
【００４０】
図１（ｂ）の第２工程においては、テレスコピック（入れ子式）の上、中、下段の各マスト５ａ、５ｂ、５ｃが互いに収納され、最も短縮された態様でクレーン船（図示せず）で吊下げてジャケット２の上部に移動した後、降下させることにより最下段マスト５ａの脚部１３を各レグ頭部１２ａに嵌合支持させる。なお、ジャケット２のレグ１２の配置にマスト５の脚部１３が一致しない場合は、別にマスト５の支持盤をジャケット２上に仮設して支持することができる。ジャケット２のレグ頭部１２ａにマスト５の脚部１３を挿入して支持させた後、さらに、最下段マスト５ａの下部の４本の柱１８を矩形に結合する連結枠材２５を角部とタワー基部４ｄとの間に油圧シリンダ２６からなる保持機構２７を配置し、これを伸長させてタワー基部４ｄに反力をとりマスト５の下部をジャケット２に安定に支持させる。
【００４１】
次に、図１（ｃ）に示すように台船１４で運んできた最下段の分割タワー４ａを揚重機構１５の揚重装置２１で吊上げて、短縮した３段の各マスト５ａ、５ｂ、５ｃの一面の開口面２３（図７ｂに示す）を通して平面コ字状マストの内側に位置するタワー基部４ｄの直上に移動し、続いてゆっくりと降下させて、下段の分割タワー４ｃの下端とタワー基部４ｄの上端をボルト接合部２４により強固に接合する。
【００４２】
図１（ｃ）の工程において、揚重機構１５の水平張出し部材１７は図の右端まで前進移動しており、この状態でウインチ等の揚重機及び走行機構を具備した揚重装置２１は、水平張出し部材１７の先端まで走行した状態でウインチを巻き下げ、巻き上げながらワイヤーロープ２２で分割タワー４ａを図のように吊上げたうえ、該揚重装置２１は、水平張出し部材１７を前記と反対側（図の左側）に移動し、分割タワー４ａをタワー基部４ｄ上に位置決めし、ボルト接合する。
【００４３】
続いて、中段のマスト５ｂを上昇させてその上昇位置でのロック機構を構成するロックピン２９により係止させて（図２、図１０ｂ参照）、その上昇位置で鉛直荷重を支持可能に保持させたうえ、揚重装置２１により中間の分割タワー４ｂを吊り上げ、下段の分割タワー４ａの直上に移動してボルト接合部２４にて接合する。
【００４４】
ボルト接合部２４の構成は、図８（ｂ）に示されている。すなわち、各分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃの上端面と下端面には内周方向に多数のボルト穴３０を有したリング状の接合フランジ３１が固着され、上段側と下段側の分割タワー４の接合フランジ３１を位置決めした上、タワー４内に作業者が入ってボルト穴３０に接合ボルトを螺合することで上下段の分割タワー４ａ、４ｂ、４ｃが強固に接合される。分割タワー４ａ・・を吊上げる際も前記ボルト穴３０を利用するもので、図８（ｂ）のように揚重装置２１のワイヤーロープ２２の下端に取付けた吊り治具３２を接合フランジ３１に当てがい、両部材のボルト穴３０に係合ボルト３３を螺合することで、ワイヤーロープ２２によって分割タワー４ａ・・を確実に吊下げることができる。なお、前記接合フランジ３１をタワー４の外周に設ける場合もある。
【００４５】
図９（ａ）は、各段のマスト５ａ、５ｂ、５ｃを昇降させる昇降駆動機構、ガイド機構、及び上昇位置に係止させるロック機構の配置を示す。図９（ｂ）は、ラックピニオン方式の昇降機構の一部側面図を示すもので、下段と中段のマスト５ａ、５ｂの上端には駆動モータ３４が設置されており、モータ軸にピニオン３５が固着されている。一方、各段のマスト５ｂ、５ｄの両側側面にはラック３６が上下方向に延長して設けてあり、マスト５ａ、５ｂに設置した駆動モータ３４のピニオン３５が、上段側のマスト５ｂ、５ｃのラック３６に噛合している。
【００４６】
したがって、駆動モータ３４によりピニオン３５を正逆回転させることにより、ピニオン３５と噛合うラック３６によって、上段側のマスト５ｂ、５ｃを昇降させることができる。実施例では、ラックピニオン方式の昇降機構の例を示したが、これに代えて公知の尺取式昇降装置（リフトアップジャッキ方式）としてもよい。
【００４７】
図９（ｃ）、（ｄ）はガイド機構であって、下段側のマスト５（図では中段マスト５ｂを示す）の側部４隅には上下に間隔をおいてガイド溝を有するメス側ガイド３７が設けられ、上段側のマスト５（図では最上段マスト５ｃを示す）の側部には上下に延長するオス側ガイドレール３８が設けられ、メス側とオス側のガイド３７、３８が互いにスライド自在に嵌りあっている。したがって、両ガイド３７、３８を介して上段と中段のマスト５ｃ、５ｂは安定に昇降動作でき、各段のマスト同士はグラツキなく安定に昇降できる。
【００４８】
図９（ｅ）は、各段マスト５ｂ、５ｃのロック機構であって、下段側のマスト５（図には中段マスト５ｂを示す）の上端部には、ボルト挿通孔３９を有する係合部材４０が溶接されており、上段側のマスト５（図では最上段マスト５ｃを示す）の中間部位より下寄りの側部にはボルト挿通孔４１を有する係合プレート４２が固着されている。したがって、上段側マスト５ｃを上端まで上昇させ、係合部材４２のボルト挿通孔３９と係合プレート４２のボルト挿通孔４１が合致した時点で、両ボルト挿通孔３９、４１に着脱自在なロックピン２９を挿入することで、下段マスト５ｂに対し上段マスト５ｃを上限まで引出した状態に保持して鉛直荷重を支持可能に構成できる。
【００４９】
次に、揚重装置２１及び水平張出し部材１７を水平移動させる揚重機構１５を、図１０、図１１によって説明する。
【００５０】
各図において、平面コ字状の最上段マスト５ｃの両側枠４３の上部に複数の直線ガイドブロック４４が設置されていて、この直線ガイドブロック４４のガイド溝に直線ガイドレール４５がスライド自在に嵌合支持されている。直線ガイドレール４５は水平張出し部材１７の下部に一体に設けられているので、この水平張出し部材１７は直線ガイドレール４５と一体に前後に水平移動できる。その駆動手段として、最上段マスト５ｃの両側枠４３の外側には、スライド用油圧シリンダ４６が設けてあり、そのロッド４７の先端が連結アーム４８を介して水平張出し部材１７に連結されている。したがって、スライド用油圧シリンダ４６を動作させることで、水平張出し部材１７は、最上段マスト５ｃ上で水平に進退移動できる。
【００５１】
また、左右の各水平張出し部材１７の後端（図１２の左端）には、スライド部固定治具（反力アーム）４９が取付けてあり、水平張出し部材１７が先端に移動したとき、スライド部固定治具４９の鈎状係合部５０が、最上段マスト５ｃの上端後部に形成した係合凹部（反力受け凹部）５１に後方から係合する。したがって、水平張出し部材１７が前進移動し、その先端に位置する揚重装置２１で発電機６やローターブレード８などの揚重物を吊上げるとき、片持ち状態となって水平張出し部材１７の後端部に作用する上揚反力（転倒モーメント）をスライド部固定治具４９を介して、最上段マスト５ｃの側で受けることができる。そして、マスト５は保持機構２７を介して剛性に富むタワー４で支持されているので、前記揚重装置２１により発電機６等を安定に吊り上げてタワー４の上端に設置できる。
【００５２】
揚重装置２１は、左右の水平張出し部材１７に跨って配置される台車５２と、台車５２に載置した揚重機構のウインチ５３とから構成されている。台車５２は走行車輪５４を具備していて、この走行車輪５４が各水平張出し部材１７の上部に配置したレール５５に沿って走行することにより、揚重装置２１は水平張出し部材１７上を水平移動できる。なお、揚重機構としてウインチ５３に代えて公知のリニアジャッキ（図示省略）を用いることもできる。
【００５３】
本発明に係る風力発電装置の建設方法の適用範囲は、洋上に限らず陸上にも実施できる。その他、実施形態の構成を適宜設計変更して実施することは構わない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、剛性の低いスレンダーな揚重用マストをテレスコピックに昇降可能とし、前記マストによって、当該マストに比べて剛性が高い分割タワーを上方に組立てながら、かつ既設タワー部位でマストの中間を保持してマストの傾き・倒れを防止しながら、さらに上部への分割タワーの吊上げ移動ができる。このように、テレスコピックに昇降可能としたスレンダーな揚重用マストを用いて建設作業ができるため、このコンパクトな揚重用マスト形状で移動・設置・解体ができ、従来工法で使用していた大型クレーンを不要とし、風力発電装置の据付施工を安全確実かつ迅速に行うことができる。
【００５５】
特に洋上においては、ジャケット式基礎構造物のレグ材に揚重マストの脚を差込み立設できるため、マストの設置・解体が容易であり、かつ従来工法で不可能な大型の洋上風力発電の施工を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係る風力発電装置の第１、第２、第３建設工程の側面図である。
【図２】本発明に係る風力発電装置の第４建設工程の側面図である。
【図３】本発明に係る風力発電装置の第５建設工程の側面図である。
【図４】本発明に係る風力発電装置の第６建設工程の側面図である。
【図５】本発明に係る風力発電装置の第７建設工程の側面図である。
【図６】本発明に係る風力発電装置の第８建設工程の側面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。
【図８】マストとタワーとを連結する保持機構を示す平面図である。
【図９】（ａ）はマストの昇降機構を示す平面図、（ｂ）はマストの昇降駆動機構の側面図、（ｃ）はガイドレールの側面図、（ｄ）はガイドレールの横断平面図、（ｅ）は、マストの上昇を保持するロック機構の側断面図である。
【図１０】（ａ）は揚重機構の平面図、（ｂ）は、同（ａ）の側面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、移動可能な水平張り出し部及びその上に水平移動可能に設けられた揚重装置が前進した状態と後退した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  支持層
２  ジャケット（ジャケット式基礎構造物）
３  風力発電装置
４  タワー
４ａ  下部の分割タワー
４ｂ  中間部の分割タワー
４ｃ  最上部の分割タワー
５  マスト
５ａ  下段マスト
５ｂ  中段マスト
５ｃ  最上段マスト
６  発電機
７  ローターシャフト
８  ローターブレード
１０  鋼管杭
１１  連結材
１２  レグ
１２ａ  レグ頭部
１３  脚部
１４  台船
１５  揚重機構
１６  海面
１７  水平張出し部材
１８  柱
１９  水平材
２０  斜材
２１  揚重装置
２２  ワイヤーロープ
２３  開口面
２４  ボルト接合部
２５  連結枠材
２６  油圧シリンダ
２７  保持機構
２９  ロックピン
３０  ボルト穴
３１  接合フランジ
３２  吊り治具
３３  接合ボルト
３４  駆動モータ
３５  ピニオン
３６  ラック
３７  メス側ガイド
３８  オス側ガイドレール
３９  ボルト挿通孔
４０  係合部材
４１  ボルト挿通孔
４２  係合プレート
４３  両側部
４４  直線ガイドブロック
４５  直線ガイドレール
４６  スライド用油圧シリンダ
４７  ロッド
４８  連結アーム
４９  スライド部固定治具
５０  鈎状係合部
５１  係合凹部（反力受け部）
５２  台車
５３  ウインチ
５４走行車輪
５５  ガイドレール
【図１】
2004308521.tif 000003
【図２】
2004308521.tif 000004
【図３】
2004308521.tif 000005
【図４】
2004308521.tif 000006
【図５】
2004308521.tif 000007
【図６】
2004308521.tif 000008
【図７】
2004308521.tif 000009
【図８】
2004308521.tif 000010
【図９】
2004308521.tif 000011
【図１０】
2004308521.tif 000012
【図１１】
2004308521.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月7日(2003.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】本発明に係る風力発電装置の第７建設工程の正面図である。


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004308521.tif 000014