塔式风力发电设备的拆卸方法与流程

本发明涉及风力发电设备的拆卸方法，特别是涉及塔式的风力发电设备的拆卸方法。

背景技术：

塔式的风力发电设备例如如下述专利文献1所记载那样，大多情况下在塔体的上端部具备风力发电机。另外，大多塔体的内部为空洞。这样的塔式风力发电设备为了追求风力发电效率，被修建在山上、海上(海洋上)等各种场所。

这种塔式风力发电设备的寿命为20～30年(日本的使用年限为17年)。达到寿命或使用年限的塔式风力发电设备与其他的发电设备同样地被拆卸。现有的塔式风力发电设备的拆卸方法与建设时的建设方法同样，在塔体的外侧整周上组装脚手架，利用该脚手架来拆卸风力发电机和塔体。在卸下拆卸物时，使用设置在脚手架的起重机、移动式起重机。

专利文献1：日本特开2012-102692号公报

然而，通常，由于塔式风力发电设备巨大，并且通常在风较强的场所进行作业，因此在巨大的塔体的外侧整周上组装巨大的脚手架的作业很复杂，迫使长时间的高空作业。因此，存在塔式风力发电设备的拆卸工期长期化的问题，结果，存在拆卸施工的成本增大的趋势。另外，对于海上风力发电设备等情况，原本也存在组装充分的脚手架本身很困难的状况。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不需要在塔体的周围组装脚手架的作业就能够实现拆卸施工本身的简化、工期的缩短的塔式风力发电设备的拆卸方法。

为了实现上述目的，技术方案1所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的特征在于，上述塔式风力发电设备具备：塔体，具有在上下方向上连通的内部空洞；以及风力发电机，设置于该塔体的上端部，上述塔式风力发电设备的拆卸方法包括：内部塔架构建工序，在上述塔体的内部空洞内构建从该塔体的下端部区域贯通至发电设备的上方且能够搭载起重机装置的内部塔架；起重机设置工序，在上述内部塔架设置起重机装置；风力发电机拆卸工序，拆卸上述塔体上端部的风力发电机构造物，利用上述起重机装置使其拆卸物从上述塔体的外侧降下；作业工作台设置工序，在上述各工序的中途或者之后，在上述内部塔架设置拆卸作业用的工作台；以及塔体拆卸工序，利用上述工作台将上述塔体从上部依次拆卸，用上述起重机装置使其拆卸物从上述塔体的外侧降下。

根据该结构，能够在构建于塔体的内部空洞内的内部塔架设置起重机装置，使用该起重机装置将塔体上端部的风力发电机构造物的拆卸物从塔体的外部降下，在风力发电机的拆卸后，从设置于内部塔架的工作台将塔体从内侧开始拆卸，使用起重机装置将其拆卸物从塔体的外部降下，因此不需要在巨大的塔体的外侧整周上组装巨大的脚手架。另外，如果根据塔体的拆卸位置升降工作台，则塔体的拆卸作业变得容易，因此能够缩短塔式风力发电设备的拆卸工期，或者简化拆卸施工本身，其结果，能够使塔式风力发电设备的拆卸施工的成本低廉化。另外，在海上等无法在塔体的周围组装充分的脚手架的塔式风力发电设备中，也能够使用塔体的内部空洞构建内部塔架，使用设置于该内部塔架的起重机装置拆卸发电设备，因此能够在各种塔式风力发电设备中可靠地进行拆卸施工。

在技术方案1所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案2所记载的发明的特征在于，上述作业工作台设置工序中的上述工作台的设置以该工作台在上述内部塔架的周围且在上述塔体的内部空洞内沿水平方向延伸的方式进行，并能够沿着上述内部塔架升降。

根据该结构，能够从工作台上对塔体的相同高度的各种部位进行拆卸，通过使工作台升降，能够从上部开始依次拆卸塔体。

在技术方案2所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案3所记载的发明的特征在于，上述作业工作台设置工序包括根据上述塔体拆卸工序中的拆卸位置而对上述工作台的高度位置进行升降调整。

根据该结构，根据塔体的拆卸位置使工作台的高度位置进行升降，从而能够安全、高效地从工作台上开始拆卸塔体。

在技术方案1～3中任一项所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案4所记载的发明的特征在于，包括顶棚设置工序，将顶棚设置在上述内部塔架且设置在上述起重机装置与上述工作台之间。

根据该结构，能够遮蔽工作台上的雨(雪)，因此即使是雨天等也能进行塔式风力发电设备的拆卸施工。

在技术方案1～4中任一项所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案5所记载的发明的特征在于，在上述内部塔架构建工序之前包括塔体上部开口工序，在该塔体上部开口工序中，将上述塔体的上端部的风力发电机收纳部沿上下方向贯通而开口。

根据该结构，将通常被封闭的塔体的上端部的风力发电机收纳部沿上下方向贯通而开口，从而能够贯通至塔体的上方而构建内部塔架。

在技术方案1～5中任一项所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案6所记载的发明的特征在于，在上述内部塔架构建工序之前包括开口部形成工序，在该开口部形成工序中，在上述塔体的下端部形成设备搬入用的开口部。

根据该结构，从设备搬入用的开口部搬入内部塔架部件、起重机装置，从而能够容易地进行塔体内的内部塔架的构建、起重机装置向内部塔架上部的设置(移动)。

在技术方案1～6中任一项所记载的塔式风力发电设备的拆卸方法的基础上，技术方案7所记载的发明的特征在于，使用一边构建上述内部塔架一边使用沿着该内部塔架升降的桅杆爬升式起重机装置来进行上述内部塔架构建工序和起重机设置工序。

根据该结构，能够容易且可靠地进行塔体内的内部塔架的构建、起重机装置向内部塔架上部的设置。

如以上说明，根据本发明，能够在构建于塔体的内部空洞内的内部塔架设置起重机装置，使用该起重机装置将塔体上端部的风力发电机构造物的拆卸物从塔体的外部降下，在风力发电机的拆卸后，从设置于内部塔架的工作台将塔体从内侧开始拆卸，使用起重机装置将其拆卸物从塔体的外部降下，因此不需要在巨大的塔体的外侧整周上组装巨大的脚手架。另外，如果根据塔体的拆卸位置升降工作台，则塔体的拆卸作业变得容易，因此能够缩短塔式风力发电设备的拆卸工期、简化拆卸施工本身，综合而言，能够使塔式风力发电设备的拆卸施工的成本低廉化。并且，从内侧拆卸塔体，因此在拆卸作业中，不易受到风的影响。另外，在海上等无法在塔体的周围组装充分的脚手架的塔式风力发电设备中，也能够使用塔体的内部空洞构建内部塔架，使用设置于该内部塔架的起重机装置拆卸发电设备，因此能够在各种塔式风力发电设备中可靠地进行拆卸施工。

附图说明

图1是表示用本发明的塔式风力发电设备的拆卸方法拆卸的塔式风力发电设备的一个实施方式的简要结构局部剖面主视图。

图2是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

图3是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

图4是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

图5是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

图6是图5的工作台的详细说明图。

图7是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

图8是图1的塔式风力发电设备的拆卸方法的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的塔式风力发电设备的拆卸方法的实施方式详细地进行说明。图1是表示用该实施方式的拆卸方法拆卸的塔式风力发电设备10的拆卸前的状态的局部剖面主视图。该塔式风力发电设备10与现有的塔式风力发电设备同样，在塔体12的上端部具备风力发电机14，通常，塔体12的内部成为空洞12a(参照图6)。在该塔体12的内部空洞12a例如设置有未图示的螺旋阶梯、梯子等，以使进行风力发电机14的维护、检查的人攀登。塔体12的高度、大小例如根据风力发电设备的修建场所而多种多样，塔体12的高度在地上风力发电设备中为60m以上、在海上(海洋上)风力发电设备中为100m以上，塔体12的外径在下端部为4m以上，塔体12顶部的内部空洞12a的直径为3m以上。

在塔体12的顶部设置有转子16和机舱18。转子16是风力发电机14的旋转件，机舱18是收纳风力发电机14的主要设备的收纳部(壳体)。转子16构成为具备构成风车的翼的叶片20、用于将叶片20与主轴22连接的枢毂24等，枢毂24由转子罩26覆盖。在机舱18内收纳有主要对主轴22的旋转速度进行增速的变速器28、从增速后的旋转轴起电的发电机30等。另外，在机舱18的下部设置有对转子16的朝向、即偏转轴连同机舱18进行调整的未图示的偏转调整装置等。另外，在塔体12的下部还配设有将由发电机30起电的电力转换为适于系统的电力的未图示的变电装置等。

如上所述，塔式风力发电设备的寿命为20～30年，日本的使用年限为17年，因此达到寿命、使用年限的塔式风力发电设备要被拆卸。图2表示在该实施方式中进行塔式风力发电设备10的拆卸作业之前的状态，示意性地表示塔体12的外观、机舱18的内部的状态。在该可称为实质的拆卸施工的准备的作业中，在塔体12的下端部形成设备搬入用的开口部32(开口部形成工序)。在该实施方式的拆卸方法中，需要将塔式起重机34用的内部塔架部件、起重机装置38本身、安装于内部塔架36供人搭载的工作台40等搬入塔体12的内部空洞12a。通常，在塔体12的下端部具有人能进入的程度的开口部(门)，但从此处难以搬入设备(设备用部件)。因此，形成能够搬入设备(设备用部件)的大小的开口部32，根据需要进行开口部32周边的加强。

另外，在该拆卸准备作业中，沿上下方向贯通设置于塔体12的上端部的机舱18而进行开口(塔体上部开口工序)。这是因为将后述的塔式起重机34用的内部塔架36延设至塔式风力发电设备10的上方。即，如后段详细叙述那样，在该实施方式的塔式风力发电设备的拆卸方法中，由于经过塔体12的外侧卸下拆卸物，因此塔式起重机34必须贯通至塔体12的上方、即塔式风力发电设备10的上方。通常，机舱18的内部与外部被隔断，因此塔体12的上端部被机舱18封闭。因此，沿上下方向贯通机舱18而开口。在该实施方式中，如后所述，使用桅杆爬升式的起重机装置38，因此机舱18的开口部设为能够供该起重机装置38通过的大小。如上所述，塔体12顶部的内部空洞12a的直径为3m以上，后述的起重机装置38(台座部分)的口径的大小小于3m，因此如果起重机装置38能够通过机舱18的开口部，则能够在塔式风力发电设备10的上方设置起重机装置38。此外，在沿上下方向贯通机舱18时，在机舱18的内部的设备(主要为风力发电机构造物)成为障碍的情况下，将它们撤除或移动。另外，在该状态下，撤除设置于塔体12的内部空洞12a的螺旋阶梯、梯子等。

图3表示拆卸施工的开始初期的状态，示意性地表示塔体12、机舱18的内部的状态。在该实施方式的拆卸施工中，首先在塔式风力发电设备10的塔体12的内部空洞12a构建塔式起重机34用的内部塔架36(内部塔架构建工序)。该内部塔架36的构建方法具有各种方法，在该实施方式中，使用所谓的桅杆爬升式的塔式起重机34构建内部塔架36。如公知那样，桅杆爬升式的塔式起重机利用起重机装置本身将塔架部件向上方添加，将其固定，自身爬上塔架(桅杆)，当然也能够从塔架下来。因此，该实施方式的起重机装置38与公知的桅杆爬升式的起重机装置同样，具有未图示的升降装置，该升降装置具备插入塔架的锁杄、用于以锁杄为支承点使起重机装置38升降的缸体等。另外，在拆卸内部塔架36的情况下，也用起重机装置38本身卸下分解后的内部塔架部件。起重机装置38的起重臂通过解除限制器，能够朝向铅垂上方。此外，在该实施方式中，起重机装置38是指能够吊起货物或者卸下货物的装置。

图4表示将内部塔架36构建至塔式风力发电设备10的上方，起重机装置38在其上端部移动(设置起重机装置38)的状态，示意性地表示塔体12、机舱18的内部的状态。这样，在将内部塔架36构建至塔式风力发电设备10的上方，在其上端部配置(起重机装置设置工序)有起重机装置38之后，从机舱18的内部或者机舱18的上部进行风力发电机14的构造物的拆卸(风力发电机拆卸工序)。为了拆卸风力发电机14的构造物，也可以构建简易的工作台。对于拆卸该风力发电机14的构造物来说，例如从枢毂24取下转子16的叶片20，接着取下枢毂24、主轴22。使用起重机装置38将这些拆卸物经过塔体12的外部向下方卸下。配设于机舱18的内部的风力发电机14的设备也使用起重机装置38经过塔体12的外部向下方卸下。最后，拆卸机舱18本身，用起重机装置38将其拆卸物经过塔体12的外部向下方卸下。

图5表示包括机舱18的风力发电机14的构造物拆卸完成的状态，示意性地表示塔体12的内部的状态。若风力发电机14的拆卸完成，接着必须拆卸塔体12本身，但在塔体12的内部空洞12a中，没有供人搭载而进行作业的场所。因此，在该实施方式的塔式风力发电设备的拆卸方法中，在塔式起重机装置34用的内部塔架36设置能够供人搭载的工作台40(作业工作台设置工序)。该工作台40例如如图6所示，是在内部塔架36的周围沿水平方向扩展的圆板状的工作台，设置于比起重机装置38靠下方的位置。在该工作台40的下方设置有用于沿内部塔架36进行升降的升降装置42。该升降装置42兼备以所希望的高度将工作台40固定于内部塔架36的功能。具体而言，成为与桅杆爬升式塔式起重机34的升降装置同样的结构。此外，工作台40的设置不限于该阶段，在内部塔架36的构建以后，可以在任何阶段进行。

另外，在该圆板状的工作台40的周缘部下表面设置有用于使工作台40在塔体12的内部空洞12a中平衡的辊装置44。该辊装置44构成为具备能够沿着塔体12的内部壁面在上下方向上旋转的多个辊46、分别可旋转地支承这些辊46并且与工作台40的下表面连结的臂48、以及经由各臂48将辊46推压在塔体12的内部壁面的弹簧50。该辊装置44等间隔地配设在圆板状的工作台40的下表面周缘部，辊46分别通过弹簧50以相同的按压力被按压在塔体12的内部壁面。因此，工作台40在塔体12的内部空洞12a内良好地保持平衡且稳定。另外，通过设为这样的结构，成为工作台40相对于塔体12的内部空洞12a的壁面支承内部塔架36的构造。

另外，在该圆板状的工作台40的周缘部上表面，经由铰链52、向工作台40的径向外侧伸出的踏板54在工作台40的周向上等间隔地配设。例如如图5所示，塔体12是下部粗、上部细的圆锥台形状，内部空洞12a也成为下部宽、上部窄的圆锥台空间。该内部空洞12a向高度方向的缩小率(扩大率)为每1m塔体12的高度、半径变化1cm左右。例如，塔体12的高度为60m，在使圆板状的工作台40的外径与塔体12的最上部的内部空洞12a的内径一致的情况下，如后所述，在使工作台40下降到塔体12的最下部的情况下，工作台40的周缘部与塔体12的内部壁面之间的间隙变大到60cm左右。在那样的情况下，经由铰链52使踏板54旋转并向工作台40的径向外侧伸出。于是，人能够搭载在该踏板54上进行塔体12的拆卸作业。此外，踏板54也可以从工作台40向径向外侧滑动等。

另外，在该实施方式中，如图6中双点划线所示，在工作台40的上方，能够在内部塔架36设置顶棚56(顶棚设置工序)。该顶棚56是覆盖工作台40的圆板状，设置于塔体12的内部。这样，在工作台40的上方，在塔体12的内部设置顶棚56，从而能够遮蔽雨(雪)，因此即使在机舱18撤除后的雨天时，也能够进行塔体12的拆卸作业。

通常，塔式起重机34用所构建的内部塔架36设置有阶梯(梯子)以便能够使人升降，因此人使用该未图示的阶梯(梯子)登上工作台40，能够搭载在该工作台40上从内部空洞12a拆卸塔体12。拆卸后的塔体12的拆卸物能够使用内部塔架36的上端部的起重机装置38卸下。塔体12从上部依次拆卸，使用内部塔架36上端部的起重机装置38将其拆卸物通过塔体12的外部卸下(塔体拆卸工序)。随着塔体12的拆卸，如图7所示，使工作台40逐渐下降，在该位置(高度)拆卸塔体12，将其拆卸物用起重机装置38通过塔体12的外部卸下。另外，也可以随着拆卸位置(高度)的下降，从上方拆卸内部塔架36，将该拆卸后的内部塔架部件用起重机装置38卸下。

图8表示塔式风力发电设备10的拆卸施工主要部分的最终阶段状态，示意性地表示塔体12的内部。如上所述，从上方依次拆卸塔体12，将其拆卸物用内部塔架36上端部的起重机装置38卸下，若逐渐降低拆卸位置(高度)，如图7所示，则即使不使用起重机装置也能够卸下塔体12的拆卸物。在拆卸了塔体12的话，在撤除起重机装置38、工作台40之后，撤除内部塔架36下端部的内部塔架部件，完成拆卸施工的主要部分。

如上所述，在现有的塔式风力发电设备的拆卸施工中，在塔体的外侧整周上组装脚手架，利用该脚手架进行塔体等的拆卸。然而，塔体是高度60m以上的巨大的构造物，在该外侧整周上组装脚手架，即使其一半为自动化，脚手架本身也是巨大的，因此需要大量的工时和时间。另外，风力发电设备的修建场所通常风很强，因此脚手架组装成为更进一步困难的作业。在该实施方式的塔式风力发电设备的拆卸方法中，不需要在巨大的塔体12的外侧整周上组装巨大的脚手架，因此能够缩短工期、简化施工的工序。另外，能够搭载在工作台40将塔体12从内侧拆卸，因此在拆卸作业中，不易受到风的影响。另外，在现有的塔式风力发电设备的拆卸方法中，必须使用构建于脚手架的起重机、移动式起重机进行拆卸物的下降，相应地，花费工时和成本。与此相对，在该实施方式的塔式风力发电设备的拆卸方法中，能够使用设置于内部塔架36的上端部的起重机装置38，通过塔体12的外部使拆卸物下降，因此在这些方面也能够减少施工的工时、成本。

这样，在该实施方式的塔式风力发电设备的拆卸方法中，能够在塔体12的内部空洞12a构建塔式起重机34，拆卸包括塔体12上端部的机舱18的风力发电机14的构造物，使用塔式起重机34的起重机装置38将其拆卸物通过塔体12的外部卸下，在拆卸风力发电机14之后，从设置于内部塔架36的工作台40将塔体12从内侧拆卸，使用塔式起重机34的起重机装置38将其拆卸物通过塔体12的外部卸下，因此不需要在巨大的塔体12的外侧整周上组装巨大的脚手架。另外，如果使工作台40升降，则塔体拆卸作业变得极其容易，因此能够缩短塔式风力发电设备10的拆卸工期，简化拆卸施工本身，综合而言能够使塔式风力发电设备10的拆卸施工的成本低廉化。另外，在海上等无法在塔体12的周围组装充分的脚手架的塔式风力发电设备10中，也能够使用构建于内部空洞12a的塔式起重机34可靠地进行拆卸施工。

另外，根据塔体12的拆卸位置将工作台40沿着内部塔架36升降，从而搭载于工作台40的人能够安全、高效地拆卸塔体12。

另外，工作台40在内部塔架36的周围具备在塔体12的内部空洞12a内沿水平方向扩展且用于沿内部塔架36升降的升降设备，因此搭载于工作台40的人能够对塔体12的相同高度的各种部位进行拆卸，通过升降装置使该工作台40升降，从而能够从上方依次拆卸塔体12。

另外，在起重机装置38与工作台40之间且在内部塔架36设置有顶棚56，从而能够遮蔽工作台40上的雨(雪)，由此，即使在雨天等也能够进行塔式风力发电设备10的拆卸施工。

另外，在构建内部塔架36之前，沿上下方向贯通塔体12的上端部的机舱18而进行开口，从而能够贯通至塔体12的上方而构建内部塔架36。

另外，在构建内部塔架36之前，在塔体12的下端部形成设备搬入用的开口部32，从而能够从设备搬入用的开口部32搬入内部塔架部件、起重机装置38，由此，能够容易地进行塔体12内的内部塔架36的构建、起重机装置38向内部塔架36上部的设置(移动)。

另外，利用一边构建、拆卸内部塔架36一边沿着该内部塔架36升降的桅杆爬升式的起重机装置38，从而能够容易且可靠地进行塔体12内的内部塔架36的构建、起重机装置38向内部塔架36上部的移动。

此外，在上述的实施方式中，在塔式起重机34中使用了桅杆爬升式的起重机装置38，但例如也可以将内部塔架36构建至上端部，在其最上部搭载起重机装置38。

本发明当然包括上述未提及的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围仅由根据上述的说明而认为妥当的权利要求书所记载的发明特定事项来决定。

附图标记说明

10…塔式风力发电设备；12…塔体；14…风力发电机；16…转子；18…机舱；32…开口部；34…塔式起重机；36…内部塔架；38…起重机装置；40…工作台；42…升降装置；56…顶棚。