JP2023107163A - 筒状塔体の解体方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 下架した後の作業者による作業量が少なく済み、工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することを目的とする。【解決手段】 筒状の塔体を解体する方法であって、塔体を構成する筒状体１０の壁１１に、筒軸方向に直線状に延びる複数の切断線１２，１３，１４を設ける切断線設置工程と、切断線１２，１３，１４に沿って自動走行する溶断機で切断線１２，１３，１４を切断する切断工程とを備えることを特徴とする。また、切断線設置工程が、塔体が自立している状態で、壁１１の内面１１ａに切断線１２を設ける自立時切断線設置工程と、筒状体１０を地上に下架した状態で、壁１１の外面１１ｂに切断線１３，１４を設ける下架後切断線設置工程とを有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、筒状塔体の解体方法に関する。

再生可能エネルギーを利用した発電施設の一種として、風車を用いた風力発電設備が世界各地に設置されている。風力発電が普及し始めてから数十年が経過しているため、今後多くの風力発電設備が寿命を迎えることになる。寿命を迎えた風力発電設備は解体される。

従来の風力発電設備の解体方法を図５に示す。風力発電設備Ｍは概ね、風により回転するブレードＢと、発電機が収容されるナセルＮと、ブレードＢ及びナセルＮを支える筒状構造物の塔体１とから構成される（図５（ａ）参照）。塔体１は、鋼製の筒状体１００，２００，３００の三つの部品が互いにボルトで結合されて構成されている。

風力発電設備Ｍの解体は次のように進められる。すなわち、ブレードＢ及びナセルＮを取り外し（図５（ｂ）参照）、次いで塔体１を解体する。塔体１の解体は、筒状体１００，２００，３００それぞれを結合するボルトを取り外し、順次クレーンで吊って地上に降ろす（すなわち下架する）ことによって行われる（図５（ｃ）参照）。下架された筒状体１００，２００，３００は、地上で細かく切断されて撤去される。

この解体方法では、筒状体１００，２００，３００を下架した後、適宜横倒しにして、作業者が筒状体１００，２００，３００に登り、切断作業を行う必要があった。そのため、筒状体１００，２００，３００を下架した後に行うべき作業が多く、工期が長期化するという問題があった。

また、風力発電設備に限らず、煙突や排気塔等の高層の筒状塔体について、上から順次輪切りにして下架していくという解体方法も知られている（特許文献１参照）。この解体方法では、輪切りにした短円筒状の破片を地上に降ろすことになるが、短円筒状のままでは運搬が困難であるため、地上でさらに細かく切断する必要があり、やはり作業量が多く工期が長期化するという問題があった。

特開２００６－１６９８４１号公報

上記問題点を鑑みて、本発明は、下架した後の作業者による作業量が少なく済み、工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、筒状の塔体を解体する方法であって、前記塔体を構成する筒状体の壁に、筒軸方向に直線状に延びる複数の切断線を設ける切断線設置工程と、前記切断線に沿って自動走行する溶断機で前記切断線を切断する切断工程とを備えることを特徴とする筒状塔体の解体方法である。

請求項１に記載の発明によれば、下架した後の作業者による作業量が少なく済み、工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、前記切断線設置工程が、前記塔体が自立している状態で、前記壁の内面に前記切断線を設ける自立時切断線設置工程と、前記筒状体を地上に下架した状態で、前記壁の外面に前記切断線を設ける下架後切断線設置工程とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の筒状塔体の解体方法である。

請求項２に記載の発明によれば、塔体が自立している間に切断の準備をすることで工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、前記複数の前記切断線が、横断面視で所定の円周角ずつ離れて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の筒状塔体の解体方法である。

請求項３に記載の発明によれば、筒状体から、円周方向に等分割した破片が作成され、撤去が容易となる筒状塔体の解体方法を提供することができる。

請求項４に記載の発明は、前記筒状体が横倒しされた状態で、横断面視で上半分に少なくとも二本の前記切断線が配置されており、前記切断工程において、前記少なくとも二本の前記切断線が複数の前記溶断機によって同時に切断されることを特徴とする請求項３に記載の筒状塔体の解体方法である。

請求項４に記載の発明によれば、切断と同時に破片が形成されることで、撤去と切断を並行して進めることができ工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、前記切断線設置工程において、前記切断線に平行なレールが前記壁に設置され、前記切断工程において、前記溶断機が前記レールの上を自動走行することを特徴とする請求項１～４にいずれかに記載の筒状塔体の解体方法である。

請求項５に記載の発明によれば、筒状体の壁に別途レールを設置することで切断線を規定することができる筒状塔体の解体方法を提供することができる。

本発明によれば、下架した後の作業者による作業量が少なく済み、工期が短縮される筒状塔体の解体方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る解体方法で解体する塔体を構成する筒状体が、下架され横倒しにされた状態を模式的に示す斜視図である。 図１に示した筒状体を筒軸方向に切断し、その後筒状体を解体する方法を説明する模式図であって、（ａ）は筒状体に切断線を設置した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を筒軸方向に見る正面図であり、（ｃ）は二本の切断線を切断した状態を示す斜視図である。 図２に示した切断線を詳細に説明する図であって、筒状体の端部近傍を拡大した斜視図である。 本発明の実施形態に係る解体方法で使用する溶断機及びレールを模式的に示す斜視図である。 従来の風力発電設備の解体方法を説明する図であって、（ａ）は解体する前の塔体が自立した状態を一部破断して示す正面図、（ｂ）はブレードとナセルが取り外された状態を示す正面図、（ｃ）は塔体を分解している途中を示す正面図である。

次に、本発明を適用した筒状塔体の解体方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る筒状塔体の解体方法について、図１～４に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る解体方法で解体する筒状塔体を構成する筒状体が、下架され横倒しにされた状態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示した筒状体を筒軸方向に切断し、その後筒状体を解体する方法を説明する模式図であって、（ａ）は筒状体に切断線を設置した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を筒軸方向に見る正面図であり、（ｃ）は二本の切断線を切断した状態を示す斜視図である。図３は、図２に示した切断線を詳細に説明する図であって、筒状体の端部近傍を拡大した斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る解体方法で使用する溶断機及びレールを模式的に示す斜視図である。

本実施形態に係る解体方法の対象は、風力発電設備に使われるような、筒状の塔体である。図１に示す筒状体１００は、風力発電設備の塔体の一部を構成する、鋼製の構造物である。なお、風力発電設備の塔体１は、図５に示すように、三つの筒状体１００，２００，３００が筒軸方向に積まれて互いにボルトで締結されて構成されている。図１に示す筒状体１００は、塔体１が分解されて下架され、架台Ｃ，・・・，Ｃの上に横倒しの姿勢で置かれている。なお塔体１は下から上に向けて徐々に径が小さくなるテーパ状となっており、筒状体１００，２００，３００もテーパ状となっている。

筒状体１００の壁１１０には、この後切断されるべき線を規定する切断線１２０，１５０，１６０が設置されている。これらの切断線１２０，１５０，１６０は、塔体１が自立している状態で筒状体１００の内部に設置される。具体的には、塔体内部に設けられている梯子Ｌ（図５（ａ）参照）等を利用して、作業者が適宜設置する。なお、切断線の設置方法の詳細については後述するが、筒状体１００の壁１１０にレールを設置したり、ケガキ線を入れたり、座標を規定する等して、設置することができる。

切断線１２０は筒軸方向に延びる直線であり、切断線１５０，１６０は周方向に延びる円弧状の曲線である。切断線１５０，１６０は、円環状の閉じた曲線であっても、開いた曲線であってもよい。切断線１２０は筒状体１００の横断面で見て最も下に位置している。

次に筒状体１００の切断線１５０，１６０を切断する。なお切断線を切断する方法の詳細については後述する。切断線１５０，１６０を切断することで、筒状体１００は筒軸方向に三分割されて筒状体１０，２０，３０が形成される。このとき、筒軸方向に延びる切断線１２０は残ったままである。そして、ここから更に細かく切断して破片を撤去していくことで、筒状塔体が撤去される。なお、ここでは筒状体１００を筒軸方向に三分割しているが、分割数は適宜に決められる。

次に、筒状体１０を解体する方法について、図２に基づき説明する。なお筒状体２０，３０の解体方法も同様である。先述の通り、筒状体１０には筒状体１００に設けられていた切断線１２０の一部が切断線１２として残っている。切断線１２は、筒状体１０の横断面で見て最も下に位置している（図２（ａ），（ｂ）参照）。次に筒状体１０の壁１１に、筒軸方向に延びる直線状の切断線１３，１４を設ける。切断線１２は、壁１１の内面１１ａに設けられているのに対して、切断線１３，１４は、壁１１の外面１１ｂに設けられる。切断線１３，１４は、図２（ｂ）に示すように、筒状体１０の横断面で見て上半分側に配置されている。また、切断線１２，１３，１４は、図２（ｂ）に示すように、互いに１２０°の円周角で離れて配置されており、周を三等分している。

次に筒状体１０の壁１１を切断する。まず切断線１３，１４を同時に切断する。具体的には、切断線１３，１４を筒軸方向に同期して切断していく。これにより、図２（ｃ）に示すようにアーチ型の破片Ｄ１が形成され、これを重機等で撤去する。その撤去の間に、切断線１２を切断する。これによりアーチ型の破片Ｄ２，Ｄ３が形成されるので、同じく重機等で撤去する。なお、破片Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は同形状である。これによって筒状体１０は解体される。

塔体から生成される全ての筒状体について、上述の切断線を設ける切断線設置工程と、切断線を切断する切断工程とを繰り返すことで、塔体が解体される。

ここで先述の切断線の設置方法について図３に基づき説明する。本実施形態に係る解体方法では、レールを設置することにより切断線を設置する。具体的には、切断線１２，１３，１４それぞれに平行に沿うレール９２，９３，９４を設置している。後述のように、レール９２，９３，９４から所定の距離オフセットした線が、それぞれ切断線１２，１３，１４を構成する。レール９２，９３，９４はそれぞれ複数のレール台９１に結合されており、レール台９１は磁力により壁１１に吸着している。切断線１２に沿うレール９２は壁１１の内面１１ａに設置されており、切断線１３，１４に沿うレール９３，９４は壁１１の外面１１ｂに設置されている。

なお、レール９２，９３，９４は直線状であるが、レールは自由に屈曲させることもできる。そのため、図１に示した円弧状の曲線である切断線１５０，１６０に対してもレールを適用することができる。

次に本実施形態に係る解体方法で使用する溶断機について、図４に基づき説明する。図４に示す溶断機９９は、レール９２の上を自動走行するよう構成されている。溶断機９９は、レール９２から所定の距離オフセットした位置にトーチ９９ａを有しており、トーチ９９ａが移動する軌跡が溶断される。すなわち、切断線１２をトーチ９９ａが通るようにレール９２の位置が定められる。この溶断機９９は全てのレール９２，９３，９４に適用できる。また先述のようにレールは自由に屈曲させることができ、溶断機９９は屈曲したレールの上を走行できるよう構成されている。したがって、図１に示した円弧状の曲線である切断線１５０，１６０に対しても溶断機９９を適用することができる。なお、このような溶断機の例として、小池酸素工業株式会社製「ＩＫ－７２Ｔ」が挙げられる。

〔変形例〕
先述の実施形態では、筒状体の壁に設けたレールを走行する溶断機で筒状体を切断するよう構成されていたが、切断の方法はこれに限られず、例えば壁に設けたケガキ線を自動溶断する装置や、入力した座標に沿って走行しながら溶断する装置等を使用することができる。

また、先述の実施形態では、筒軸方向に延びる一本の切断線について、塔体が自立している間に設置するよう構成されていたが、筒軸方向に延びる複数の切断線について塔体が自立している間に設置することも可能である。また、下架した後に筒状体に全ての切断線を設けることも可能である。

また先述の実施形態では、筒軸方向に延びる切断線は三本であったが、任意の本数の切断線を設けることができる。また先述の実施形態では、筒軸方向に延びる切断線が周を等分するよう配置されていたが、等分とならないよう任意の位置に配置することもできる。

また先述の実施形態では、図２に示す切断線１３，１４を同時に切断するよう構成されていたが、一本ずつ逐次切断することも可能である。その場合、切断が終わるごとに設置していたレールをその都度取り外し、場所を変えて再設置するということも可能である。

また先述の実施形態に係る解体方法が適用された塔体及び筒状体は、下から上に向けて徐々に径が小さくなるテーパ状であったが、筒軸に沿って径が一定の塔体及び筒状体に対しても適用できる。

１ 塔体
１０，２０，３０ 筒状体
１０ａ，１０ｂ 端部
１１ 壁
１１ａ 内面
１１ｂ 外面
１２，１３，１４ 切断線
９１ レール台
９２，９３，９４ レール
９９ 溶断機
９９ａ トーチ
１００，２００，３００ 筒状体
１１０ 壁
１２０ 切断線
１５０，１６０ 切断線
Ｍ 風力発電設備
Ｂ ブレード
Ｎ ナセル
Ｌ 梯子
Ｃ 架台
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 破片

Claims (5)

1. 筒状の塔体を解体する方法であって、
   前記塔体を構成する筒状体の壁に、筒軸方向に直線状に延びる複数の切断線を設ける切断線設置工程と、
   前記切断線に沿って自動走行する溶断機で前記切断線を切断する切断工程とを備える
   ことを特徴とする筒状塔体の解体方法。
2. 前記切断線設置工程が、
   前記塔体が自立している状態で、前記壁の内面に前記切断線を設ける自立時切断線設置工程と、
   前記筒状体を地上に下架した状態で、前記壁の外面に前記切断線を設ける下架後切断線設置工程とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の筒状塔体の解体方法。
3. 前記複数の前記切断線が、横断面視で所定の円周角ずつ離れて配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒状塔体の解体方法。
4. 前記筒状体が横倒しされた状態で、横断面視で上半分に少なくとも二本の前記切断線が配置されており、
   前記切断工程において、前記少なくとも二本の前記切断線が複数の前記溶断機によって同時に切断される
   ことを特徴とする請求項３に記載の筒状塔体の解体方法。
5. 前記切断線設置工程において、前記切断線に平行なレールが前記壁に設置され、
   前記切断工程において、前記溶断機が前記レールの上を自動走行する
   ことを特徴とする請求項１～４にいずれかに記載の筒状塔体の解体方法。

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