特許 6345167 風車タワーの組み立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6345167

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】風車タワーの組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/10 20160101AFI20180611BHJP

   E04H 12/08 20060101ALI20180611BHJP

【ＦＩ】

   F03D13/10

   E04H12/08

【請求項の数】15

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-239225(P2015-239225)

(22)【出願日】2015年12月8日

(65)【公開番号】特開2017-106345(P2017-106345A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2017年1月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】白石 恭章

(72)【発明者】

【氏名】横山 博昭

(72)【発明者】

【氏名】竹内 良仁

(72)【発明者】

【氏名】寺本 直人

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１８６０１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２８１２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０７５６８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１１２１１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０１１２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０７０９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０７５６０７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ １３／１０

Ｆ０３Ｄ １３／２０

Ｅ０４Ｈ １２／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下方セクション及び上方セクションを含む複数のタワーセクションにより構成される風車タワーの組み立て方法であって、
前記下方セクションを直立させた状態で前記下方セクションの上方において前記上方セクションを吊り下げて、前記下方セクションの上端部と前記上方セクションの下端部とを向き合わせるステップと、
前記上方セクションの前記下端部又は前記下方セクションの前記上端部の一方に設けられた突出部を、前記上方セクションの前記下端部又は前記下方セクションの前記上端部の他方に設けられた受け部に係合させた状態で、前記上方セクションを前記下方セクションに対して上下方向に移動させ、前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部との間のクリアランスを規定範囲内に調整するステップと、
前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部とを溶接により接合するステップと、を備える
ことを特徴とする風車タワーの組み立て方法。

【請求項2】

前記下方セクションは、前記下方セクションの内周壁面から前記風車タワーの径方向内側に向かって突出するように、前記風車タワーの周方向に沿って延設されたリングフランジを含み、
前記上方セクションに設けられた前記突出部又は前記受け部の何れか一方と前記リングフランジとの間にスペーサを介在させて、前記上方セクションの自重を前記スペーサを介して前記下方セクションの前記リングフランジで受けて、前記クリアランスを前記規定範囲内において一定に維持することを特徴とする請求項１に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項3】

前記上方セクションに設けられた前記突出部又は前記受け部の何れか一方を前記下方セクションに対して上方に移動するように押し上げるための第１アクチュエータを操作することで、前記クリアランスを調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項4】

前記受け部は、前記突出部に対応する凹形部を有し、該凹形部の底部と前記突出部の先端部との間に挿入するシムの厚さを調節することで、前記クリアランスを調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項5】

前記クリアランスを調整するステップの後、且つ、前記接合するステップの前において、前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部との間の前記風車タワーの径方向における目違い量を減少させるステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項6】

前記クリアランスを調整するステップの後、且つ、前記接合するステップの前において、前記上方セクションの内周壁面に上下方向に延在するように設けられた第１リブと、前記下方セクションの内周壁面に上下方向に延在するように設けられた第２リブと、にスプライスプレートを添接し、前記第１リブ及び前記第２リブに前記スプライスプレートを締結するステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項7】

前記突出部は、先端に近づくにつれて先細りになることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項8】

前記突出部は、先端に近づくにつれて前記突出部が先細りになる先端側領域において、前記突出部の側面が湾曲形状を有することを特徴とする請求項７に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項9】

前記受け部は、上下方向において前記突出部側に設けられた開口端を有し、前記開口端に近づくにつれて開口幅が広がることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項10】

前記突出部又は前記受け部の少なくとも一方は、前記突出部又は前記受け部の前記少なくとも一方の構成材料よりも摩擦係数が小さい摺動材によって被覆されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項11】

前記突出部又は前記受け部の少なくとも一方は、前記上端部と前記下端部との溶接継手部に向かって開口する湾曲形状の切欠き部を有し、前記溶接継手部におけるフィレットを形成することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項12】

前記クリアランスを調整するステップの前において、前記風車タワーの径方向において、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の一方の直径を、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の他方の直径に近づけるように、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の前記一方に対して、前記径方向の力を加える
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項13】

前記クリアランスを調整するステップの前において、前記突出部が該突出部に対応する前記受け部と周方向位置が一致するように、前記上方セクションを前記下方セクションに対して回転させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項14】

前記上方セクションにチェーンブロックを取り付け、該チェーンブロックを用いて前記上方セクションを前記下方セクションに対して回転させることを特徴とする請求項１３に記載の風車タワーの組み立て方法。

【請求項15】

前記接合するステップでは、自動溶接機を用いて、前記上端部と前記下端部との溶接線に沿って自動溶接を行うことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の風車タワーの組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は風車タワーの組み立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

風力発電装置等に用いられる風車タワーは、風車タワーを構成する複数のタワーセクションを連結することにより組み立てられることがある。
例えば、特許文献１には、複数のセクションを組み合わせた構造をもつタワーを備える風力発電装置が開示されている。該タワーは、高さ方向における中間部を境として上部と下部の２つのセクションに分割されており、タワーの上部と下部は、フランジ構造を介して連結されている。すなわち、タワー上部の下端部から内径側及び外径側に張り出して形成されたフランジと、タワー下部の上端部から内径側及び外径側に張り出して形成されたフランジとをボルト及びナットを用いて締結することによって、タワーが組み立てられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１９２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、風車タワーを構成するタワーセクション間の継手構造として、特許文献１に開示されるようなフランジ継手に代えて、溶接継手が採用されることがある。
例えば、風車タワーの大型化に伴ってタワーセクション間の継手部分の直径が大きくなることにより、タワーセクションの端部に形成されるフランジの製作が困難となるような場合には、タワーセクションの端部同士を溶接により接続できる場合がある。
タワーセクション同士を溶接で接続する場合、確実な溶接を行うためには、タワーセクションの端部同士を精度良く位置合わせする必要がある。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、タワーセクション間の溶接を確実に行うことができる風車タワーの組み立て方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法は、
下方セクション及び上方セクションを含む複数のタワーセクションにより構成される風車タワーの組み立て方法であって、
前記下方セクションを直立させた状態で前記下方セクションの上方において前記上方セクションを吊り下げて、前記下方セクションの上端部と前記上方セクションの下端部とを向き合わせるステップと、
前記上方セクションの前記下端部又は前記下方セクションの前記上端部の一方に設けられた突出部を、前記上方セクションの前記下端部又は前記下方セクションの前記上端部の他方に設けられた受け部に係合させた状態で、前記上方セクションを前記下方セクションに対して上下方向に移動させ、前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部との間のクリアランスを規定範囲内に調整するステップと、
前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部とを溶接により接合するステップと、を備える。

【0007】

上記（１）の構成では、上方セクションの下端部又は下方セクションの上端部の一方に設けられた突出部を、上方セクションの下端部又は下方セクションの上端部の他方に設けられた受け部に係合させた状態で、直立した下方セクションに対して上方セクションを上下方向に移動させる。すなわち、突出部を受け部に係合させた状態で、下方セクションの径方向又は周方向（すなわち風車タワーの径方向又は周方向）における上方セクションの移動を規制しながら、上方セクションを下方セクションに対して上下方向に移動させるので、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランス（ルートギャップ）を規定範囲内に調整しやすい。これにより、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との溶接を確実に行うことができる。

【0008】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記下方セクションは、前記下方セクションの内周壁面から前記風車タワーの径方向内側に向かって突出するように、前記風車タワーの周方向に沿って延設されたリングフランジを含み、
前記上方セクションに設けられた前記突出部又は前記受け部の何れか一方と前記リングフランジとの間にスペーサを介在させて、前記上方セクションの自重を前記スペーサを介して前記下方セクションの前記リングフランジで受けて、前記クリアランスを前記規定範囲内において一定に維持する。
上記（２）の方法では、下方セクションに設けられたリングフランジを利用して、上方セクションと下方セクションとの間に配置されるスペーサを介して上方セクションの自重を受けるようにした。ここで、リングフランジは、下方セクションの内周壁面から径方向内側に突出するように周方向に沿って設けられているため、上方セクションの自重に耐えられる剛性を有する。このため、上方セクションの自重をスペーサ及びリングフランジを介してタワーシェルに円滑に伝達させることができ、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランスを安定的に維持することができる。

【0009】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、前記上方セクションに設けられた前記突出部又は前記受け部の何れか一方を押し上げるための第１アクチュエータを操作することで、前記クリアランスを調整する。
上記（３）の方法によれば、第１アクチュエータによって、上方セクションの自重に抗って上方セクションを押し上げるので、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランスを上下方向において精度良く調整することができる。
なお、上記（３）の方法では、第１アクチュエータは上方セクションの自重に抗する力を生成できるものであれば特に限定されないから、鉛直ジャッキのような簡素な構成のアクチュエータを第１アクチュエータとして採用可能である。

【0010】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れかの方法において、前記受け部の底部と前記突出部の先端部との間に挿入するシムの厚さを調節することで、前記クリアランスを調整する。
上記（４）の方法によれば、受け部の底部と突出部の先端部との間に挿入するシムの厚さを調節することで、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランスを上下方向において適切に調整することができる。

【0011】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れかの方法は、
前記クリアランスを調整するステップの後、且つ、前記接合するステップの前において、前記上方セクションの前記下端部と前記下方セクションの前記上端部との間の前記風車タワーの径方向における目違い量を減少させるステップをさらに備える。
上記（５）の方法によれば、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランスを調整した後、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間の風車タワーの径方向における目違い量を減少させてから、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部とを溶接により接合する。よって、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との溶接をより確実に行うことができる。

【0012】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの方法は、
前記クリアランスを調整するステップの後、且つ、前記接合するステップの前において、前記上方セクションの内周壁面に上下方向に延在するように設けられた第１リブと、前記下方セクションの内周壁面に上下方向に延在するように設けられた第２リブと、にスプライスプレートを添接し、前記第１リブ及び前記第２リブに前記スプライスプレートを締結するステップをさらに備える。
上記（６）の方法によれば、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との間のクリアランスを調整した後、第１リブ及び第２リブにスプライスプレート（添接板）を締結して、上方セクションを下方セクションに対して固定してから、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部とを溶接により接合する。これにより、上方セクションの下端部と下方セクションの上端部との溶接をより確実に行うことができる。

【0013】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れかの方法において、前記突出部は、先端に近づくにつれて先細りになっている。
上記（７）の方法では、突出部は先端に近づくにつれて先細りになっているので、突出部を受け部に挿入する際に、突出部の先端が受け部の入口に接触しにくいため、突出部を受け部に円滑に挿入することができる。また、突出部を受け部に挿入する際に突出部の先端付近が受け部の入口に接触したとしても、先細りとなっている突出部の先端部が受け部の入口に沿うようにしながら突出部を受け部に円滑に挿入することができる。よって、上記（７）の方法によれば、突出部を受け部に円滑に係合させることができる。

【0014】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の方法において、前記突出部は、先端に近づくにつれて前記突出部が先細りになる先端側領域において、前記突出部の側面が湾曲形状を有する。
上記（８）の方法によれば、突出部は、先端に近づくにつれて突出部が先細りになる先端側領域において突出部の側面が湾曲形状を有するので、突出部を受け部に挿入する際に突出部の先端付近が受け部の入口に接触したとしても、突出部を受け部により円滑に挿入することができる。よって、上記（８）の方法によれば、突出部を受け部により円滑に係合させることができる。

【0015】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れかの方法において、前記受け部は、先端に近づくにつれて前記突出部を受け入れるための入口幅が広がっている。
上記（９）の方法では、受け部は、先端に近づくにつれて突出部を受け入れるための入口幅が広がっているので、突出部を受け部に挿入する際に、突出部の先端が受け部の入口に接触しにくいため、突出部を受け部に円滑に挿入することができる。また、突出部を受け部に挿入する際に突出部の先端付近が受け部の入口に接触したとしても、突出部の先端部が、先端に近づくにつれて幅が広がっている受け部の入口に沿うようにしながら突出部を受け部に円滑に挿入することができる。よって、上記（９）の方法によれば、突出部を受け部に円滑に係合させることができる。

【0016】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）の何れかの方法において、前記突出部又は前記受け部の少なくとも一方は、前記突出部又は前記受け部の前記少なくとも一方の構成材料よりも摩擦係数が小さい摺動材によって被覆されている。
上記（１０）の方法では、突出部又は受け部の少なくとも一方は、突出部又は受け部の前記少なくとも一方の構成材料よりも摩擦係数が小さい摺動材によって被覆されているので、突出部を受け部に挿入する際に、突出部と受け部が接したとしても、突出部と受け部とが摺動しやすい。よって、上記（１０）の方法によれば、突出部を受け部により円滑に係合させることができる。

【0017】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の何れかの方法において、前記突出部又は前記受け部の少なくとも一方は、前記上端部と前記下端部との溶接継手部に向かって開口する湾曲形状の切欠き部を有し、前記溶接継手部におけるフィレットを形成する。
上記（１１）の方法によれば、突出部又は受け部の少なくとも一方に、上端部と下端部との溶接継手部に向かって開口する湾曲形状の切欠き部を設けたので、該切欠き部により溶接継手部におけるフィレットを形成することができる。これにより、溶接により接合された上端部と下端部との溶接継手部における応力集中を緩和して、溶接継手部の疲労強度を向上させることができる。

【0018】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１１）の何れかの方法において、前記クリアランスを調整するステップの前において、前記風車タワーの径方向において、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の一方の直径を、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の他方の直径に近づけるように、前記上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の前記一方に対して、前記径方向の力を加える。
上記（１２）の方法では、クリアランスを調整するステップの前に、風車タワーの径方向において、上方セクションの下端部又は前記下方セクションの上端部の一方の直径を他方の直径に近づけるように、前記一方に対して径方向の力を加えるようにした。これにより、前記風車タワーの径方向において、上方セクションの下端部の直径と下方セクションの上端部の直径とがより近くなるので、クリアランスを調整するステップにおいて突出部と受け部とをより円滑に係合させることができる。

【0019】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１２）の何れかの方法は、前記クリアランスを調整するステップの前において、前記突出部が該突出部に対応する前記受け部と周方向位置が一致するように、前記上方セクションを前記下方セクションに対して回転させるステップをさらに備える。
上記（１３）の方法によれば、クリアランスを調整するステップの前に、突出部が該突出部に対応する受け部と周方向位置が一致するように、上方セクションを下方セクションに対して回転させるので、クリアランスを調整するステップにおいて突出部と受け部とをより円滑に係合させることができる。

【0020】

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、前記上方セクションにチェーンブロックを取り付け、該チェーンブロックを用いて前記上方セクションを前記下方セクションに対して回転させる。
上記（１４）の方法によれば、チェーンブロックを用いた簡素な構成により上方セクションを下方セクションに対して回転させることができ、これにより突出部と受け部との周方向位置を一致させるので、クリアランスを調整するステップにおいて突出部と受け部とをより円滑に係合させることができる。

【0021】

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１４）の何れかの方法において、前記接合するステップでは、自動溶接機を用いて、前記上端部と前記下端部との溶接線に沿って自動溶接を行う。
上記（１５）の方法によれば、自動溶接機を用いて、上端部と下端部との溶接線に沿って自動溶接を行うことにより、高品質の溶接を効率良く行うことができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、タワーセクション間の溶接を確実に行うことができる風車タワーの組み立て方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法により組み立てられる風車タワーを備える風車の構成例を示す概略図である。

【図2】一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法の概要を示すフローチャートである。

【図3A】上方セクションの底面図である。

【図3B】上方セクションの下端部を径方向外側に向かって視た図である。

【図4A】下方セクションの平面図である。

【図4B】下方セクションの上端部を径方向外側に向かって視た図である。

【図5】下方セクションと上方セクションとを向き合わせるステップを説明するための図である。

【図6A】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図6B】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図6C】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図7】目違い量を調整するステップを説明するための図である。

【図8】上方セクションと下方セクションとの接続部分を示す図である。

【図9】一実施形態に係る上方セクション及びオーバル調整装置を示す図である。

【図10】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図11】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図12】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【図13】一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0025】

図１は、一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法により組み立てられる風車タワーを備える風車の構成例を示す概略図である。同図に示すように、風車１は、少なくとも一本のブレード２及びハブ４で構成されるロータ３と、ロータ３を支持するナセル５と、ナセル５を支持する風車タワー６と、を備える。風車タワー６は、水上又は陸上に設けられた土台構造７に立設されていてもよい。土台構造７は、水上又は陸上に設けられる基礎構造であってもよく、又は、水上に設けられる浮体構造であってもよい。
なお、風車１は風力発電装置を構成するものであってもよい。この場合、ナセル５には、ロータ３の回転エネルギーにより駆動される発電機や、ロータ３の回転エネルギーを該発電機に伝えるためのドライブトレイン等が収容されていてもよい。

【0026】

風車タワー６は、複数のタワーセクションにより構成される。図１に示す風車１において、風車タワー６は４つのタワーセクション６ａ〜６ｄにより構成される。これらのタワーセクション６ａ〜６ｄは、上下方向（即ち鉛直方向）に沿って配列されており、上下方向に隣り合う２つのセクションのうち、上側に配置される上方セクション１０の下端部１１と下側に配置される下方セクション１２の上端部１３とがそれぞれ接続されて１本の風車タワー６を形成している。

【0027】

図２は、一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法の概要を示すフローチャートである。同図に示すように、一実施形態では、まず、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを向き合わせて（Ｓ１０２）、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１の周囲方向における位置合わせを行う（Ｓ１０４）。そして、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１との間のクリアランス及び目違い量を調整し（Ｓ１０６及びＳ１０８）、後述するスプライスプレートを用いて下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを仮固定した後（Ｓ１１０）、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを溶接により接合する（Ｓ１１２）。

【0028】

なお、上述したステップＳ１０４、Ｓ１０８及びＳ１１０の実施は任意であり、これらのステップは、必要に応じて実施されるステップである。
また、本実施形態に係る風車タワーの組み立て方法を図１に示す風車１に適用する場合、風車タワー６を構成する４つのタワーセクション６ａ〜６ｄのうち、上下方向において隣り合う少なくとも１組のタワーセクション（即ち、タワーセクション６ａと６ｂ、６ｂと６ｃ又は６ｃと６ｄ）の接続に本実施形態に係る方法を適用することができる。

【0029】

以下、図３〜図１３を参照して、図２のフローに示した風車タワーの組み立て方法の各ステップについて詳細に説明する。以下においては、タワーセクション６ｂを上方セクション１０とし、タワーセクション６ａを下方セクション１２とした場合を例として説明する。
図３〜図１３は、それぞれ、一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法を説明するための図である。

【0030】

まず、各ステップの説明の前に、一実施形態に係る風車タワーの組み立て方法の適用対象となる上方セクション１０及び下方セクション１２の構成について説明する。
図３Ａは、上方セクション１０（タワーセクション６ｂ）の底面図であり、図３Ｂは、上方セクション１０の下端部１１を、上方セクション１０の内側から径方向外側に向かって視た図である。図４Ａは、下方セクション１２（タワーセクション６ａ）の平面図であり、図４Ｂは、下方セクション１２の上端部１３１を、下方セクション１２の内側から視た図である。

【0031】

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、上方セクション１０の下端部１１には突出部１４が設けられている。
上方セクション１０には、上方セクション１０の内周壁面８から風車タワー６の径方向内側（即ち上方セクション１０の径方向内側）に向かって突出するように、風車タワー６の周方向（即ち上方セクション１０の周方向）に沿ってリングフランジ１８が延設されており、突出部１４は、該リングフランジ１８から鉛直下向きに突出するように設けられている。
なお、上方セクション１０の下端部１１において、リングフランジは複数設けられてもよく、図３Ｂに示すように、リングフランジ１８の他にリングフランジ１８’が設けられていてもよい。

【0032】

また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、下方セクション１２の上端部１３には、突出部１４と係合可能な受け部１６が設けられている。
下方セクション１２は、下方セクション１２の内周壁面９から風車タワー６の径方向内側（即ち下方セクション１２の径方向内側）に向かって突出するように、風車タワー６の周方向（即ち下方セクション１２の周方向）に沿って延設されたリングフランジ２０を含む。そして、受け部１６は、該リングフランジ２０の上方において、鉛直上向きに開口するように設けられている。
なお、図４Ｂに示す受け部１６は、受け部１６を補強するための補強材（図４Ｂにおけるリブ６２）を含んでいてもよい。
また、下方セクション１２の上端部１３において、リングフランジは複数設けられてもよく、図４Ｂに示すように、リングフランジ２０の他にリングフランジ２０’が設けられていてもよい。

【0033】

突出部１４及び受け部１６は、それぞれ複数設けられていてもよい。本実施形態では、図３Ａ及び図４Ａに示すように、上方セクション１０（タワーセクション６ｂ）の中心軸．Ｐ周りに周方向に４５°の間隔で８か所に突出部１４が配置されているとともに、下方セクション１２（タワーセクション６ａ）の中心軸Ｑ周りに周方向に４５°の間隔で８か所に受け部１６が配置されている。

【0034】

また、上方セクション１０には、内周壁面８に上下方向に延在するように第１リブ２２が設けられており、下方セクション１２には、内周壁面９に上下方向に延在するように設けられた第２リブ２４がそれぞれ設けられている。
第１リブ２２及び第２リブ２４は、それぞれ、周方向において突出部１４及び受け部１６と距離を空けて設けられている。

【0035】

幾つかの実施形態では、下方セクション１２の上端部１３に突出部１４が設けられているとともに、上方セクション１０の下端部１１に、突出部１４と係合可能な受け部１６が設けられていてもよい。

【0036】

ステップＳ１０２では、図５に示すように、下方セクション１２（タワーセクション６ａ）を直立させた状態で、下方セクション１２の上方において上方セクション１０（タワーセクション６ｂ）をクレーン等を用いて吊り下げて、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを向き合わせる。

【0037】

ステップＳ１０４では、突出部１４が該突出部１４に対応する受け部１６と周方向位置が一致するように、上方セクション１０を下方セクション１２に対して周方向に回転させる。この際、上方セクション１０にチェーンブロックを取り付けて、該チェーンブロックを用いて上方セクション１０を下方セクション１２に対して回転させてもよい。

【0038】

なお、ステップＳ１０２で下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを向き合わせた時点で突出部１４と該突出部１４に対応する受け部１６の周方向位置が一致している場合には、ステップＳ１０４を行う必要はない。

【0039】

ステップＳ１０６では、上方セクション１０の下端部１１に設けられた突出部１４を、下方セクション１２の上端部１３に設けられた受け部１６に係合させた状態で、上方セクション１０を下方セクション１２に対して上下方向に移動させ、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇ（ルートギャップ）、すなわち上下方向における上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間の距離を規定範囲内に調整する。

【0040】

このステップＳ１０６について、図６Ａ〜図６Ｃを参照してより具体的に説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図であり、それぞれ（ａ）は風車タワー６の径方向（すなわち上方セクション１０又は下方セクション１２の径方向）外側に向かって視た図であり、（ｂ）は風車タワーの周方向に沿って視た図である。

【0041】

ステップＳ１０２及びＳ１０４の後、突出部１４が該突出部１４に対応する受け部１６と周方向位置が一致した状態で、上方セクション１０をクレーン等で吊り下ろし、図６Ａに示すように、突出部１４を受け部１６に係合させる。図６Ａに示す状態では、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との距離はｄ_１である。

【0042】

その後、突出部１４を受け部１６に係合させた状態で、上方セクション１０をさらに吊り下ろし、図６Ｂに示すように、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とをより近づける。図６Ｂに示す状態では、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との距離はｄ_２である。

【0043】

そして、突出部１４を受け部１６に係合させた状態で、上方セクション１０を、クレーンや他の手段を用いて、下方セクション１２に対して上下方向に移動させて、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを規定範囲内に調整する（図６Ｃ参照）。ここで、クリアランスｄ_ｇは、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との溶接のためのルートギャップである。すなわち、ステップＳ１０６では、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇは、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との溶接のために適切な値に調整される。

【0044】

図６Ｃに示すように、上方セクション１０に設けられた突出部１４と下方セクション１２のリングフランジ２０との間に配置されたスペーサ２６を用いて、突出部１４の先端部１５をスペーサ２６の上面２７で受けて、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを規定範囲内に調節するようにしてもよい。
また、上方セクション１０の自重をスペーサ２６を介して下方セクション１２のリングフランジ２０で受けて、クリアランスｄ_ｇを規定範囲内において一定に維持するようにしてもよい。

【0045】

下方セクション１２のリングフランジ２０は、下方セクション１２の内周壁面９から径方向内側に突出するように周方向に沿って設けられているため、上方セクション１０の自重に耐えられる剛性を有する。このため、上方セクション１０の自重をスペーサ２６及びリングフランジ２０を介してタワーシェルに円滑に伝達させることができ、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを安定的に維持することができる。

【0046】

また、図６Ｃに示すように、突出部１４は、上方セクション１０の内周壁面８から径方向内側に突出するように周方向に沿って設けられたリングフランジ１８から鉛直下向きに突出するように設けられている。このため、突出部１４がスペーサ２６から受ける反力をリングフランジ１８を介してタワーシェルに円滑に伝達させることができ、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇをより安定的に維持することができる。

【0047】

なお、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、突出部１４は、上下方向に沿って延在する支持板１９を含んでいてもよい。突出部１４が支持板１９を含むことで、突出部１４の剛性が強化されて、突出部１４がより大きな力（例えば後述する鉛直ジャッキ２８からの反力等）に耐えられるようになる。

【0048】

図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、スペーサ２６として鉛直ジャッキ２８（第１アクチュエータ）を採用している。この場合、上方セクション１０をクレーン等で下降させて、突出部１４を鉛直ジャッキ２８の上面２７に載せて、上方セクション１０の自重を鉛直ジャッキ２８及びリングフランジ２０を介して下方セクション１２で受ける。この状態とした後に、鉛直ジャッキ２８によって、上方セクション１０の自重に抗って上方セクション１０を押し上げることでクリアランスｄ_ｇを調節する。これにより、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを精度良く調整することができる。

【0049】

幾つかの実施形態では、スペーサ２６としてシムを用いて、受け部１６の底部１７と突出部１４の先端部１５との間に挿入するシムの厚さを調整することで、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを調節してもよい。

【0050】

ステップＳ１０６でクリアランスｄ_ｇを調整した後、ステップＳ１０８では、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間の風車タワー６の径方向における目違い量ｍを減少させる。
ここで、目違い量は、溶接における基準面同士の距離のことである。図７に示す例では、上方セクション１０の下端部１１における内周壁面８と、下方セクション１２の上端部１３における内周壁面９との径方向における距離ｍが目違い量に相当する。

【0051】

例えば、図７に示すように、下方セクション１２の上端部１３のほうが上方セクション１０の下端部１１よりも径方向内側に位置している場合、油圧ジャッキ３０を用いて目違い量ｍを減少させることができる。
この場合、例えば、上方セクション１０の下端部１１における内周壁面８に溶接部３３において溶接で接合した反力壁３２と、下方セクション１２の上端部１３における内周壁面９との間に油圧ジャッキ３０を設置する。そして、油圧ジャッキ３０により、下方セクション１２の上端部１３における内周壁面９に対して径方向外向きの力Ｆ_１を作用させるとともに、下方セクションの上端部１３における内周壁面９には、反力壁３２を介して、Ｆ_１の反力に基づく径方向内向きの力Ｆ_２を作用させる。これにより、下方セクション１２の上端部１３を径方向外側に移動させるとともに、上方セクション１０の下端部１１を径方向内側に移動させることで、目違い量ｍを減少させる。

【0052】

なお、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間の径方向における目違い量ｍを減少させた後、減少させた目違い量を維持するために、上方セクション１０の下端部１１及び下方セクション１２の上端部１３にストロングバック（不図示）を溶接により接合して、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とを部分的に接続するようにしてもよい。

【0053】

ステップＳ１１０では、スプライスプレート３４を用いて下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを仮固定する。
ここで、図８は、スプライスプレート３４による上方セクション１０と下方セクション１２との接続部分を示す図であり、（ａ）は風車タワー６の径方向（すなわち上方セクション１０又は下方セクション１２の径方向）外側に向かって視た図であり、（ｂ）は風車タワーの周方向に沿って視た図である。

【0054】

より具体的には、ステップＳ１１０では、上方セクション１０の内周壁面８に上下方向に延在するように設けられた第１リブ２２と、下方セクション１２の内周壁面９に上下方向に延在するように設けられた第２リブ２４とにスプライスプレート３４を添接し、第１リブ２２及び第２リブ２４にスプライスプレート３４を締結する。
一実施形態では、図８に示すように、上下方向に配列された第１リブと第２リブとを、周方向において両側から挟むように２枚のスプライスプレート３４ａ，３４ｂを添接する。そして、ボルト３５を用いて、第１リブ２２及び第２リブ２４にスプライスプレート３４ａ，３４ｂ締結する。

【0055】

このように、クリアランスｄｇ及び／又は目違い量ｍを調整した後で第１リブ２２及び第２リブ２４にスプライスプレート３４を締結して、上方セクション１０を下方セクション１２に対して固定することで、この後の溶接ステップをより確実に行うことができる。

【0056】

ステップＳ１１２では、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とを溶接により接合する。
幾つかの実施形態では、ステップＳ１１２において、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とを自動溶接により接合する。すなわち、自動溶接機を用いて、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１との溶接線に沿って自動溶接を行う。
幾つかの実施形態ではステップＳ１１２において、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とを人手による手動溶接により接合してもよい。
また、幾つかの実施形態ではステップＳ１１２において、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とを、一部は自動溶接により溶接し、一部は手動溶接により溶接することで接合してもよい。

【0057】

上述したＳ１０２〜Ｓ１１２の各ステップを含む風車タワーの組み立て方法によれば、突出部１４を受け部１６に係合させた状態で、下方セクション１２の径方向又は周方向における上方セクション１０の移動を規制しながら、上方セクション１０を下方セクション１２に対して上下方向に移動させるので、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との間のクリアランスｄ_ｇを規定範囲内に調整しやすい。これにより、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３との溶接を確実に行うことができる。

【0058】

幾つかの実施形態では、クリアランスｄ_ｇを調整するステップＳ１０６の前に、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とのオーバル調整を行ってもよい。オーバル調整は、上方セクション１０の下端部１１の直径と下方セクション１２の上端部１３の直径との差が小さくなるように、上方セクション１０の下端部１１又は下方セクション１２の上端部１３の少なくとも一方に対して、風車タワー６の径方向の力を加えることによって行ってもよい。

【0059】

図９は、一実施形態に係る上方セクション１０及びオーバル調整装置を示す図であり、上方セクション１０の下方から上方に向かって視た図である。
例えば、上方セクション１０の下端部１１に対して風車タワー６の径方向外向きの力を加える場合、図９に示されるようなオーバル調整装置４０を用いることができる。
オーバル調整装置４０は、中間棒４２と、中間棒４２の少なくとも一方の端部に取り付けられた油圧ジャッキ４４とを含む。なお、図９に示すオーバル調整装置４０では、中間棒４２に両端部に油圧ジャッキ４４ａ，４４ｂが取り付けられている。

【0060】

上方セクション１０に径方向外向きの力を加えるときには、まず、上方セクション１０の下端部１１において力を加える径方向に中間棒４２を配向させて、該力を作用させる内周壁面８上の一対の作用点と中間棒４２との間にそれぞれ油圧ジャッキ４４ａ，４４ｂを位置させる。そして、油圧ジャッキ４４ａ，４４ｂによって、中間棒４２を介して作用点の各々に対して、径方向の外向きＦ_３，Ｆ_３’の力を加える。

【0061】

これにより、風車タワー６の径方向において、上方セクション１０の下端部１１の直径と下方セクション１２の上端部１３の直径とがより近くなるので、クリアランスｄ_ｇを調整するステップＳ１０６において突出部１４と受け部１６とをより円滑に係合させることができる。
なお、このオーバル調整を行うステップは、下方セクション１２の上端部１３と上方セクション１０の下端部１１とを向き合わせるステップＳ１０２の前に行ってもよく、該ステップＳ１０２の後に行ってもよい。

【0062】

幾つかの実施形態では、オーバル調整を行うステップでは、上方セクション１０の下端部１１又は下方セクション１２の上端部１３に対して風車タワー６の径方向内向きの力を加えるようにしてもよい。

【0063】

ここで、図６Ａ及び図１０〜図１３を参照して、幾つかの実施形態における突出部１４及び受け部１６の特徴について説明する。図１０〜図１３は、それぞれ、一実施形態に係る突出部及び受け部を示す図である。
なお、図６Ａ、図１０及び図１１に示す実施形態では、上方セクション１０の下端部１１に突出部１４が設けられるとともに下方セクション１２の上端部１３に受け部１６が設けられている。また、図１２に示す実施形態では、下方セクション１２の上端部１３に突出部１４が設けられるとともに上方セクション１０の下端部１１に受け部１６が設けられている。

【0064】

幾つかの実施形態では、突出部１４は、先端（先端部１５）に近づくにつれて先細りになっている。
図６Ａの（ａ）及び図１０〜図１２に示す例では、突出部１４は、中心軸方向（上下方向）に沿って先端（先端部１５）に近づくにつれて、周方向に沿った幅Ｗｃが小さくなるテーパ形状４６を有する。
また、図６Ａの（ｂ）に示す例では、突出部１４は、中心軸方向に沿って受け部１６の底部１７に近づくにつれて、径方向に沿った幅Ｗｒが小さくなるテーパ形状４７を有する。

【0065】

幾つかの実施形態では、図６Ａ及び図１０〜図１２に示すように、受け部１６は、先端に近づくにつれて突出部１４を受け入れるための入口幅Ｗｉが広がるテーパ形状４８を有する。

【0066】

このように、突出部１４は先端に近づくにつれて先細りになっているので、及び／又は、受け部１６は、先端に近づくにつれて突出部１４を受け入れるための入口幅が広がっているので、突出部１４を受け部１６に挿入する際に、突出部１４の先端が受け部１６の入口２１に接触しにくい。このため、突出部１４を受け部１６に円滑に挿入することができ、突出部１４を受け部１６に円滑に係合させることができる。

【0067】

幾つかの実施形態では、図１０に示すように、突出部１４のテーパ形状４６が設けられた先端側領域において、突出部１４の側面５０が湾曲形状４９を有する。なお、図１０に示す実施形態では、突出部１４の側面５０の湾曲形状４９は凸の曲面を有している。
この場合、突出部１４を受け部１６に挿入する際に突出部１４の先端付近が受け部１６の入口２１に接触したとしても、突出部１４を受け部１６により円滑に挿入することができるので、突出部１４を受け部１６により円滑に係合させることができる。

【0068】

幾つかの実施形態では、受け部１６のテーパ形状４８が設けられた領域において、受け部１６の側面が湾曲形状を有していてもよい。
この場合、突出部１４を受け部１６に挿入する際に突出部１４の先端付近が受け部１６の入口２１に接触したとしても、突出部１４を受け部１６により円滑に挿入することができるので、突出部１４を受け部１６により円滑に係合させることができる。

【0069】

幾つかの実施形態では、突出部１４又は受け部１６の少なくとも一方は、突出部１４又は受け部１６の前記少なくとも一方の構成材料よりも摩擦係数が小さい摺動材によって被覆されている。
図１１に示す実施形態では、突出部１４は、先端側領域において、突出部１４の構成材料（例えば鋼材）よりも摩擦係数が小さいフッ素樹脂板５２により被覆されている。すなわち、摺動材であるフッ素樹脂板５２は、突出部１４のうち、突出部１４と受け部１６とを係合させる際に、受け部１６と接触しやすい先端側領域の部分に設けられている。
なお、図１１に示す実施形態では、受け部１６は、フッ素樹脂材との摺動性が良好なステンレス板５４により被覆されている。

【0070】

この場合、突出部１４を受け部１６に挿入する際に、突出部１４と受け部１６が接したとしても、突出部１４と受け部１６とが摺動しやすいため、突出部１４を受け部１６により円滑に係合させることができる。

【0071】

幾つかの実施形態では、突出部１４又は受け部１６の少なくとも一方は、上端部１３と下端部１１との溶接継手部５６に向かって開口する湾曲形状の切欠き部５８を有し、溶接継手部５６におけるフィレット６０を形成する。
ここで、図１３は、溶接するステップＳ１１２の後の突出部１４及び受け部１６を示す図であり、上方セクション１０の下端部１１と下方セクション１２の上端部１３とは、溶接するステップＳ１１２で溶接継手部５６において形成された溶接金属５７を介して接続されている。
図１３に示す実施形態では、突出部１４は、溶接継手部５６に向かって開口する湾曲形状の切欠き部５８ａを有し、溶接継手部５６におけるフィレット６０ａを形成するとともに、受け部１６は、溶接継手部５６に向かって開口する湾曲形状の切欠き部５８ｂを有し、溶接継手部５６におけるフィレット６０ｂを形成する。

【0072】

フィレット６０ａは、上方セクション１０の下端部１１において突出部１４を溶接により設ける際に形成される。より具体的には、溶接部６４ａにて上方セクション１０の内周壁面８と突出部１４とを接合した後、切欠き部５８ａと上方セクション１０の内周壁面８とが円滑に連なるように、グラインダで切欠き部５８ａの形状を整えることによりフィレット６０ａが形成される。
同様に、フィレット６０ｂは、下方セクション１２の上端部１３において受け部１６を溶接により設ける際に形成される。より具体的には、溶接部６４ｂにて下方セクション１０の内周壁面９と受け部１６とを接合した後、切欠き部５８ｂと下方セクション１２の内周壁面９とが円滑に連なるように、グラインダで切欠き部５８ｂの形状を整えることによりフィレット６０ｂが形成される。

【0073】

このようなフィレット６０ａ又はフィレット６０ｂを形成することにより、上方セクション１０と突出部１４との溶接部６４ａ、又は、下方セクション１２と受け部１６との溶接部６４ｂにおける応力集中を緩和して、該溶接部６４ａ又は溶接部６４ｂの疲労強度を向上させることができる。

【0074】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0075】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0076】

１ 風車
２ ブレード
３ ロータ
４ ハブ
５ ナセル
６ 風車タワー
６ａ〜６ｄ タワーセクション
７ 土台構造
８ 内周壁面
９ 内周壁面
１０ 上方セクション
１１ 下端部
１２ 下方セクション
１３ 上端部
１４ 突出部
１５ 先端部
１６ 受け部
１７ 底部
１８ リングフランジ
１９ 支持板
２０ リングフランジ
２２ 第１リブ
２４ 第２リブ
２６ スペーサ
２７ 上面
２８ 鉛直ジャッキ
３０ 油圧ジャッキ
３２ 反力壁
３３ 溶接部
３４ スプライスプレート
３５ ボルト
４０ オーバル調整装置
４２ 中間棒
４４ 油圧ジャッキ
４６〜４８ テーパ形状
４９ 湾曲形状
５０ 側面
５２ フッ素樹脂板
５４ ステンレス板
５６ 溶接継手部
５７ 溶接金属
５８ 切欠き部
６０ フィレット
１０２ ステップ
ｄ_ｇ クリアランス

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】