JP2024002488A - transition piece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランジションピースに関する。 The present invention relates to a transition piece.
風力発電に用いられる風車を洋上に配置する(洋上風車)ために、風車のタワー部を、海底に打設されたジャケット構造体に設けられたトランジションピースに接続する方法が執られることがある。
特許文献1では、杭式構造物の据え付けを高い設置精度で行うために、支持層に杭を打設し、杭を支点にして、地盤に配置された本体部の傾きを調整した後に、本体部と杭とを一体化する施工方法が開示されている。
In order to locate wind turbines used for wind power generation offshore (offshore wind turbines), a method is sometimes used in which the tower portion of the wind turbine is connected to a transition piece provided in a jacket structure cast on the seabed.
In
タワー基部には、風車が風を受けることにより転倒モーメント及びねじりモーメントが作用する。近年の洋上風車の大型化に伴い、従来の風車よりも極めて大きな転倒モーメント及びねじりモーメントに対応することが求められる。これに対し、ジャケット構造体の脚であるレグは、洋上風車のタワー部の根元(タワー基部)と比較すると径が小さい。このため、タワーからレグにかけて円滑に荷重を伝達するために、トランジションピースには十分な強度を有することが求められる。
また、タワー部とジャケット構造体との接続部であるトランジションピースの上面には、メンテナンス用の外部作業床が取り付けられる。このため、トランジションピース上面は水平であることが望ましい。
When the wind turbine receives wind, an overturning moment and a torsion moment act on the tower base. As offshore wind turbines have become larger in recent years, they are required to handle much larger overturning moments and torsional moments than conventional wind turbines. On the other hand, the legs of the jacket structure have a smaller diameter than the base of the tower portion of the offshore wind turbine. Therefore, the transition piece is required to have sufficient strength in order to smoothly transmit the load from the tower to the leg.
Furthermore, an external work floor for maintenance is attached to the top surface of the transition piece, which is the connection between the tower section and the jacket structure. For this reason, it is desirable that the top surface of the transition piece be horizontal.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、十分な強度を有し、かつトランジションピースの上面を容易に水平にすることができるトランジションピースを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a transition piece that has sufficient strength and can easily level the top surface of the transition piece.
<1>本発明の態様1に係るトランジションピースは、洋上風車のタワーが設置される円筒状のタワー設置部と、それぞれレグが設置される4つのレグ設置部と、前記タワー設置部の上方と前記4つのレグ設置部とを接続する上フランジと、前記タワー設置部の下方と前記4つのレグ設置部とを接続する下フランジと、有するトランジションピースであって、前記上フランジと前記下フランジとを接続する第1ウェブであって、前記タワー設置部と4つの前記レグのうちの1つとを接続する第1ウェブと、前記上フランジと前記下フランジとを接続する第2ウェブであって、前記タワー設置部と前記1つとを接続する第2ウェブと、備える、ことを特徴とする。
<1> The transition piece according to
この発明によれば、トランジションピースが、タワー設置部と4つのレグのうちの1つとを接続する第1ウェブ及び第2ウェブを備える。つまり、トランジションピースが、タワー設置部と、1つのレグとの間に、2つのウェブを備える。これにより、レグの1つからタワー設置部に向かう方向から見て、上フランジと、下フランジと、第1ウェブと、第2ウェブと、によって、箱型断面を形成することができる。これにより、洋上風車のタワーから伝達されるねじりモーメント、すなわちトランジションピースの面外曲げモーメントへの耐力を高くすることができる。更に、地震、暴風、風車の運転等によって発生する荷重をトランジションピースの各部位にスムーズに伝達することができる。したがって、応力集中の発生を抑えることができる。 According to the invention, the transition piece includes a first web and a second web connecting the tower mount and one of the four legs. That is, the transition piece comprises two webs between the tower mount and one leg. Thereby, a box-shaped cross section can be formed by the upper flange, the lower flange, the first web, and the second web when viewed from the direction from one of the legs toward the tower installation part. This makes it possible to increase the resistance of the transition piece to the torsional moment transmitted from the tower of the offshore wind turbine, that is, the out-of-plane bending moment of the transition piece. Furthermore, loads generated by earthquakes, strong winds, wind turbine operation, etc. can be smoothly transmitted to each part of the transition piece. Therefore, the occurrence of stress concentration can be suppressed.
ここで、トランジションピースの上フランジの上面には、外部作業床が取付けられる。外部作業床の取り付け易さの観点から、上フランジは水平であることが好ましい。これに対し、この発明によれば、タワー設置部と、1つのレグとの間に、2つのウェブを備える。よって、互いに近くに位置する2つのウェブの上端同士を基準とすることで、水平方向の位置合わせをしやすくすることができる。よって、上フランジを水平に位置合わせすることを容易にすることができる。 Here, an external working floor is attached to the upper surface of the upper flange of the transition piece. From the viewpoint of ease of installation of the external work floor, the upper flange is preferably horizontal. On the other hand, according to the present invention, two webs are provided between the tower installation part and one leg. Therefore, by using the upper ends of two webs located close to each other as a reference, horizontal alignment can be facilitated. Therefore, it is possible to easily align the upper flange horizontally.
<2>本発明の態様2に係るトランジションピースは、態様1に係るトランジションピースにおいて、前記第1ウェブと前記1つとが接続される位置と、前記第2ウェブと前記1つとが接続される位置と、の間隔をレグ側間隔とし、前記第1ウェブと前記タワー設置部とが接続される位置と、前記第2ウェブと前記タワー設置部とが接続される位置と、の間隔をタワー側間隔とし、前記タワー側間隔は、前記レグ側間隔よりも大きい、ことを特徴とする。
<2> In the transition piece according to aspect 2 of the present invention, in the transition piece according to
この発明によれば、タワー側間隔は、レグ側間隔よりも大きい。このように、第1ウェブと第2ウェブとの間隔を、タワーの側とレグの側で変えることによって、上フランジ及び下フランジの、タワー側間隔及びレグ側間隔に対応した方向の寸法を変えることができる。したがって、上述の箱型断面の断面二次モーメントを連続的に変化させることができる。ここで、トランジションピースに発生する曲げモーメントは、タワー側で大きく、レグ側で小さくなる。このため、タワー側間隔を、レグ側間隔よりも大きくすることで、トランジションピースの各部位において発生する曲げモーメントに合わせて、合理的に断面性能を調整することができる。よって、断面性能を下げて、よりトランジションピースを経済的なものにすることができる。 According to this invention, the tower side spacing is larger than the leg side spacing. In this way, by changing the distance between the first web and the second web on the tower side and the leg side, the dimensions of the upper flange and the lower flange in the direction corresponding to the tower side distance and the leg side distance can be changed. be able to. Therefore, the moment of inertia of the above-mentioned box-shaped cross section can be continuously changed. Here, the bending moment generated in the transition piece is large on the tower side and small on the leg side. Therefore, by making the tower side spacing larger than the leg side spacing, the cross-sectional performance can be rationally adjusted in accordance with the bending moment generated at each part of the transition piece. Therefore, the cross-sectional performance can be lowered to make the transition piece more economical.
<3>本発明の態様3に係るトランジションピースは、態様1又は態様2に係るトランジションピースにおいて、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブのそれぞれは、前記タワー設置部及び前記1つのそれぞれと両側溶接により接続される、ことを特徴とする。
<3> In the transition piece according to Aspect 3 of the present invention, in the transition piece according to
この発明によれば、第1ウェブ及び第2ウェブのそれぞれは、タワー設置部及びレグの1つのそれぞれと両側溶接により接続される。これにより、各接続部の疲労強度を担保することができる。よって、第1ウェブ及び第2ウェブの、タワー設置部及びレグとの接続部の疲労強度を十分に備えることができる。 According to the invention, each of the first web and the second web is connected to each of the tower installation and one of the legs by double-sided welding. Thereby, the fatigue strength of each connection portion can be ensured. Therefore, the fatigue strength of the first web and the second web at the tower installation part and the connection part with the leg can be sufficiently provided.
<4>本発明の態様4に係るトランジションピースは、態様1から態様3のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記上フランジ及び前記下フランジのそれぞれは、鉛直方向に沿って見たときに十字形状であり、前記上フランジの十字形状の4つの突部のうち、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブからはみ出しており、前記下フランジの十字形状の4つの突部のうち、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブからはみ出している、ことを特徴とする。
<4> In the transition piece according to aspect 4 of the present invention, in the transition piece according to any one of
この発明によれば、上フランジの十字形状の4つの突部のうち、第1ウェブ及び第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ及び第2ウェブからはみ出しており、下フランジの十字形状の4つの突部のうち、第1ウェブ及び第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ及び第2ウェブからはみ出している。これにより、第1ウェブ及び第2ウェブと上フランジ及び下フランジとを溶接する際の作業をしやすくすることができる。具体的には、例えば、第1ウェブ及び第2ウェブを上フランジ及び下フランジに取り付けた時、上フランジ及び下フランジから第1ウェブ及び第2ウェブの端部がはみ出ることを確実に防ぐことができる。 According to this invention, among the four cross-shaped protrusions of the upper flange, the protrusions connected to the first web and the second web are separated from the first web and the second web when viewed along the vertical direction. Among the four cross-shaped protrusions of the lower flange that protrude, the protrusions connected to the first web and the second web protrude from the first web and the second web when viewed along the vertical direction. There is. Thereby, the work when welding the first web and the second web to the upper flange and the lower flange can be facilitated. Specifically, for example, when the first web and the second web are attached to the upper flange and the lower flange, it is possible to reliably prevent the ends of the first web and the second web from protruding from the upper flange and the lower flange. can.
<5>本発明の態様5に係るトランジションピースは、態様1から態様4のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブそれぞれの部分であって、前記タワー設置部に接続される部分又は前記1つに接続される部分は、螺旋形状である、ことを特徴とする。
<5> The transition piece according to aspect 5 of the present invention is the transition piece according to any one of
この発明によれば、第1ウェブ及び第2ウェブそれぞれの部分であって、タワー設置部に接続される部分又はレグの1つに接続される部分は、螺旋形状である。これにより、第1ウェブ及び第2ウェブの端部と、タワー設置部及びレグの1つとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。よって、より接続部の強度を担保し、トランジションピース全体の強度を向上することができる。 According to the invention, the portions of each of the first web and the second web that are connected to the tower mounting portion or to one of the legs have a helical shape. Thereby, it is possible to prevent a gap from forming between the ends of the first web and the second web and the tower installation part and one of the legs. Therefore, the strength of the connection portion can be further ensured, and the strength of the entire transition piece can be improved.
<6>本発明の態様6に係るトランジションピースは、態様1から態様5のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記第1ウェブの輪郭は、前記第2ウェブの輪郭の鏡像である、ことを特徴とする。
<6> The transition piece according to aspect 6 of the present invention is the transition piece according to any one of
この発明によれば、第1ウェブの輪郭は、第2ウェブの輪郭の鏡像である。言い換えれば、第1ウェブと第2ウェブとは、対称に設けられる。これにより、トラン
ジションピースへの面外曲げモーメントが、第1ウェブ又は第2ウェブの一方に偏ることを防ぐことができる。よって、入力に対する荷重伝達をスムーズにすることができる。したがって、よりトランジションピースの面外曲げモーメントへの耐力を高くすることができる。
According to the invention, the contour of the first web is a mirror image of the contour of the second web. In other words, the first web and the second web are provided symmetrically. This can prevent the out-of-plane bending moment applied to the transition piece from being biased toward either the first web or the second web. Therefore, it is possible to smoothly transmit the load to the input. Therefore, it is possible to further increase the resistance of the transition piece to out-of-plane bending moments.
<7>本発明の態様7に係るトランジションピースは、態様1から態様6のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブの少なくともいずれか一方には、マンホールが設けられている、ことを特徴とする。
<7> The transition piece according to aspect 7 of the present invention is the transition piece according to any one of
ここで、トランジションピースの各構成部品は、溶接によって接合される。トランジションピースの疲労強度をより向上するために、トランジションピースの各部位は、両面溶接により接合することが好ましい。しかしながら、第1ウェブ及び第2ウェブを、上フランジ、下フランジ、タワー設置部、及びレグの全ての接合部を両面溶接すると、前記各構成によって構成される空間の内部に、溶接を行った作業者が取り残される。これに対し、第1ウェブ及び第2ウェブの少なくともいずれか一方には、マンホールが設けられている。これにより、各構成を両面溶接した作業者が、前記空間の内部からマンホールを介して脱出することができる。よって、前記空間の内部に作業者が取り残されることを防ぎつつ、トランジションピースの全ての接合部を両面溶接することができる。 Here, each component of the transition piece is joined by welding. In order to further improve the fatigue strength of the transition piece, each part of the transition piece is preferably joined by double-sided welding. However, if the first web and the second web are double-sided welded at all the joints of the upper flange, lower flange, tower installation part, and leg, the welding work will occur inside the space constituted by each of the above configurations. people are left behind. On the other hand, a manhole is provided in at least one of the first web and the second web. Thereby, the worker who welded each structure on both sides can escape from the inside of the space via the manhole. Therefore, all joints of the transition piece can be welded on both sides while preventing the worker from being left behind inside the space.
<8>本発明の態様8に係るトランジションピースは、態様1から態様7のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記上フランジ及び前記下フランジの少なくともいずれか一方には、マンホールが設けられており、前記マンホールは、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブと前記第2ウェブとの間に位置する、ことを特徴とする。
<8> The transition piece according to aspect 8 of the present invention is the transition piece according to any one of
この発明によれば、上フランジ及び下フランジの少なくともいずれか一方には、マンホールが設けられており、マンホールは、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブと第2ウェブとの間に位置する。これにより、第1ウェブ及び第2ウェブを、上フランジ、下フランジ、タワー設置部、及びレグにそれぞれ両面溶接した後に、作業者が、前記各構成によって構成される空間の内部からマンホールを介して脱出することができる。よって、前記空間の内部に作業者が取り残されることを防ぎつつ、トランジションピースの全ての接合部を両面溶接することができる。 According to this invention, at least one of the upper flange and the lower flange is provided with a manhole, and the manhole is located between the first web and the second web when viewed along the vertical direction. . As a result, after double-sided welding of the first web and the second web to the upper flange, lower flange, tower installation part, and leg, respectively, a worker can weld the first web and the second web to the upper flange, the lower flange, the tower installation part, and the leg through the manhole from inside the space constituted by each of the above configurations. can escape. Therefore, all joints of the transition piece can be welded on both sides while preventing the worker from being left behind inside the space.
<9>本発明の態様9に係るトランジションピースは、態様1から態様8のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記1つは、前記タワー設置部に対して傾斜している、ことを特徴とする。
<9> The transition piece according to aspect 9 of the present invention is characterized in that in the transition piece according to any one of
この発明によれば、レグの1つは、タワー設置部に対して傾斜している。これにより、例えば、レグがジャケット構造体の一部であり、トランジションピースが前記ジャケット構造体に取り付けられるものであった場合に、トランジションピースの位置又は大きさなどに合わせてレグの角度を変えることを不要とすることができる。よって、トランジションピースを設けるジャケット構造体の設計の自由度を向上することができる。 According to the invention, one of the legs is inclined with respect to the tower installation. This allows, for example, if the leg is part of a jacket structure and the transition piece is attached to the jacket structure, the angle of the leg can be changed depending on the position or size of the transition piece. can be made unnecessary. Therefore, the degree of freedom in designing the jacket structure in which the transition piece is provided can be improved.
<10>本発明の態様10に係るトランジションピースは、態様1から態様8のいずれか1つに係るトランジションピースにおいて、前記1つは、前記タワー設置部と平行である、ことを特徴とする。
<10> The transition piece according to
この発明によれば、レグの1つは、タワー設置部と平行である。これにより、例えば、同じ構造のトランジションピースを複数のジャケット構造体において共通して設ける場合に、ジャケット構造体のレグの角度に影響されないものとすることができる。よって、寸法の管理を容易かつ効率的に行うことができる。また、複数のジャケット構造体でトランジションピースを共通化する際の設計条件を統一して、検討を効率的に行うことができる。 According to the invention, one of the legs is parallel to the tower mounting. Thereby, for example, when a transition piece having the same structure is provided in common in a plurality of jacket structures, it is possible to make it unaffected by the angle of the legs of the jacket structures. Therefore, dimensions can be managed easily and efficiently. Furthermore, it is possible to unify the design conditions when using a common transition piece in a plurality of jacket structures, and to conduct studies efficiently.
本発明によれば、十分な強度を有し、かつトランジションピースの上面を容易に水平にすることができるトランジションピースを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transition piece that has sufficient strength and that allows the upper surface of the transition piece to be easily leveled.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るトランジションピース100を説明する。
トランジションピース100は、図1及び図2に示すように、ジャケット構造体200の上部に設けられる。ジャケット構造体200は、レグ210と、レグ210を補強するX字状のブレース220と、からなる構造を、スカートスリーブ230を介して海底等の地盤に打設された杭240に接続することで、洋上に配置される。ジャケット構造体200の上部に設けられたトランジションピース100には、洋上風車300のタワー部310の根元であるタワー基部311が接続される。これにより、ジャケット構造体200及びトランジションピース100によって、洋上風車300を洋上に配置する。
Hereinafter, a
The
図3に示すように、本実施形態に係るジャケット構造体200において、レグ210は4つ設けられる。図2に示すように、レグ210の1つは、例えば、トランジションピース100の上下方向の内部において、後述するタワー設置部10に対して傾斜している。このとき、レグ210は、トランジションピース100の下方において屈曲点Bを備えていてもよい。あるいは、レグ210は屈曲点Bを備えず、トランジションピース100の下方から傾斜角を変えずに配置されてもよい。
As shown in FIG. 3, in the
あるいはこれに限らず、図4に示すように、レグ210の1つは、トランジションピース100の上下方向の内部において、タワー設置部10と平行であってもよい。このとき、レグ210は、トランジションピース100の下方において屈曲点Bを備えていてもよい。
あるいは、図5に示すように、屈曲点Bは、トランジションピース100の下フランジ40の下面と同じ位置に備えられてもよい。レグ210の1つがタワー設置部10に対して傾斜している場合も同様である。
Alternatively, as shown in FIG. 4, one of the
Alternatively, as shown in FIG. 5, the bending point B may be provided at the same position as the lower surface of the
トランジションピース100は、図6に示すように、タワー設置部10と、レグ設置部20と、上フランジ30と、下フランジ40と、第1ウェブ50と、第2ウェブ60と、リブ70と、マンホールMと、を備える。
タワー設置部10は、洋上風車300のタワー部310が設置される円筒状の部材である。タワー基部311とタワー設置部10とは、例えば、タワー基部311をタワー設置部10の上部に据え付けた後、不図示のフランジ継手を引張ボルトによってボルト接合することにより固定される。タワー設置部10は、前記円筒状の軸方向が鉛直方向と平行となるように配置される。
As shown in FIG. 6, the
The
レグ設置部20は、ジャケット構造体200のレグ210が設置される。これにより、トランジションピース100とジャケット構造体200とを接続する。本実施形態において、ジャケット構造体200は4つのレグ210を有する。本実施形態に係るトランジションピース100において、レグ設置部20は4つ設けられ、それぞれにレグ210が設置される。
In the
レグ設置部20は、例えば、後述する下フランジ40に設けられた貫通孔である。この場合、レグ210は貫通孔であるレグ設置部20に挿通されることで設置される。貫通孔であるレグ設置部20に挿通されたレグ210は、レグ210とレグ設置部20との接点を溶接することによって固定される。
The
あるいは、レグ設置部20は、上フランジ30及び下フランジ40に設けられた、レグ210と上フランジ30又は下フランジ40とを溶接するための領域であってもよい。この場合、レグ210は、上フランジ30と下フランジ40との間に位置する部位と、下フランジ40よりも下側に位置する部位と、に分割される。上フランジ30と下フランジ40との間に位置するレグ210の両端部は、それぞれ上フランジ30の下面及び下フランジ40の上面に溶接されることで設置される。下フランジ40よりも下側に位置するレグ210の上端部は、下フランジ40の下面に溶接されることで設置される。このとき、分割されたレグ210のそれぞれは、例えば、それぞれの中心軸が一直線上になるように配置されてもよい。あるいは、分割されたレグ210のそれぞれの中心軸が一直線上にならないように配置されてもよい。
Alternatively, the
上フランジ30は、タワー設置部10の上方と4つのレグ設置部20とを接続する板状の部材である。タワー設置部10の上方とは、タワー設置部10と上フランジ30とが接する部位をいう。レグ210と上フランジ30とは、例えば、溶接により固定される。本実施形態において、上フランジ30は、図3に示すように、鉛直方向に沿って見て、十字形状である。上フランジ30は、上中央部31と、上突部32(突部)と、を備える。
The
上中央部31は、上フランジ30の有する十字形状の中央に位置する。上中央部31には、タワー設置部10が配置される。このため、上中央部31には、タワー設置部10を配置可能な大きさの貫通孔が設けられる。上中央部31とタワー設置部10とは、例えば、溶接により固定される。
The
上突部32は、上フランジ30の有する十字形状における、上中央部31の貫通孔の径方向の外側に突出した部位である。以下において、上突部32の一方の端部であって、上突部32と上中央部31との連結部を、上基端部32aと呼称する。また、上突部32の他方の端部であって、上フランジ30において上中央部31から最も離れた位置にある部位を、上先端部32bと呼称する。
The
図3に示すように、上中央部31の貫通孔の周方向において、上基端部32aの幅は、上先端部32bよりも大きくしてもよい。
図3に示すように、上フランジ30において、レグ設置部20は、上先端部32bに設けられる。
As shown in FIG. 3, in the circumferential direction of the through hole of the
As shown in FIG. 3, in the
下フランジ40は、タワー設置部10の下方と4つのレグ設置部20とを接続する板状の部材である。タワー設置部10の下方とは、タワー設置部10と下フランジ40とが接する部位をいう。本実施形態において、下フランジ40は、上フランジ30と同様に、鉛直方向に沿って見て、十字形状である。下フランジ40は、下中央部41と、下突部42(突部)と、を備える。
The
下中央部41は、下フランジ40の有する十字形状の中央に位置する。下中央部41には、タワー設置部10が配置される。下中央部41とタワー設置部10とは、例えば、下中央部41の上にタワー設置部10が配置された状態で、溶接により固定される。これにより、タワー設置部10は、上フランジ30と下フランジ40とによって上下方向の2箇所を固定される。すなわち、タワー設置部10の円筒状の外周面と上フランジ30の貫通孔との接触部と、タワー設置部10の下端と下フランジ40の上面との接触部と、の2箇所が溶接によって固定される。
The
下突部42は、下フランジ40の有する十字形状における、タワー設置部10の径方向の外側に突出した部位である。以下において、下突部42の一方の端部であって、下突部42と下中央部41との連結部を、下基端部42aと呼称する。また、下突部42の他方の端部であって、下フランジ40において下中央部41から最も離れた位置にある部位を、下先端部42bと呼称する。
The
図3に示すように、タワー設置部10の周方向において、下基端部42aの幅は、下先端部42bよりも大きくしてもよい。
図3に示すように、下フランジ40において、レグ設置部20は、下先端部42bに設けられる。これにより、ジャケット構造体200を有するレグ210の上端部は、上フランジ30のレグ設置部20と下フランジ40のレグ設置部20とによって2箇所固定される。
As shown in FIG. 3, in the circumferential direction of the
As shown in FIG. 3, in the
上述のように、上フランジ30と下フランジ40とは、十字形状である点で共通する。図2に示すように、レグ210がタワー設置部10に対して傾斜している場合、例えば、タワー設置部10の中心から、レグ210の中心までの距離は、上フランジ30よりも下フランジ40の方が大きくなる。
As mentioned above, the
図4又は図5に示すように、レグ210がタワー設置部10に対して平行である場合は、例えば、タワー設置部10の中心から、レグ210の中心までの距離は、上フランジ30と下フランジ40とで等しくなる。あるいはこれに限らず、上フランジ30と下フランジ40との大きさは異なってもよい。例えば、上フランジ30が下フランジ40よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
As shown in FIG. 4 or 5, when the
上フランジ30と下フランジ40との大きさはどちらが大きくてもよい。また、上フランジ30と下フランジ40とは同じ大きさであってもよい。これに加えて、上フランジ30の大きさ及び下フランジ40の大きさは、次の条件を満たすものとする。
すなわち、図3に示すように、上フランジ30の十字形状の4つの突部のうち、後述する第1ウェブ50及び第2ウェブ60に接続される上突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50及び第2ウェブ60からはみ出しているものとする。
また、下フランジ40の十字形状の4つの突部のうち、第1ウェブ50及び第2ウェブ60に接続される下突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50及び第2ウェブ60からはみ出しているものとする。
Either the
That is, as shown in FIG. 3, among the four cross-shaped protrusions of the
Furthermore, among the four cross-shaped protrusions of the
第1ウェブ50は、板状の部材である。本実施形態において、第1ウェブ50は、図6に示すように、四角形状である。前記四角形状の各四辺は、それぞれ、上フランジ30と、レグ210と、下フランジ40と、タワー設置部10と、に接している。これにより、第1ウェブ50は、上フランジ30と下フランジ40とを接続する。また、第1ウェブ50は、タワー設置部10と4つのレグ210のうちの1つとを接続する。前記四角形状の各四辺と接するそれぞれの部位は、溶接により固定されることが好ましく、両面溶接により固定されることがより好ましい。図3に示すように、第1ウェブ50は、1つのレグ210に対して1つ設けられる。つまり、本実施形態において、第1ウェブ50は、4つ設けられる。
図2に示すように、ジャケット構造体200のレグ210がタワー設置部10に対して傾斜している場合は、第1ウェブ50は、台形状となる。図4又は図5に示すように、ジャケット構造体200のレグ210がタワー設置部10と平行である場合は、第1ウェブ50は、長方形状となる。
The
As shown in FIG. 2, when the
第2ウェブ60は、第1ウェブ50と同様の構成である。具体的には、第2ウェブ60は、板状の部材である。本実施形態において、第2ウェブ60は、図6に示すように、四角形状である。前記四角形状の各四辺は、それぞれ、上フランジ30と、レグ210と、下フランジ40と、タワー設置部10と、に接している。これにより、第2ウェブ60は、上フランジ30と下フランジ40とを接続する。また、第2ウェブ60は、タワー設置部10と4つのレグ210のうちの1つとを接続する。前記四角形状の各四辺と接するそれぞれの部位は、溶接により固定されることが好ましく、両面溶接により固定されることがより好ましい。図3に示すように、第2ウェブ60は、1つのレグ210に対して1つ設けられる。つまり、本実施形態において、第2ウェブ60は、4つ設けられる。
The
本実施形態において、第1ウェブ50と第2ウェブ60とは、次のような位置関係を有する。すなわち、図3に示すように、レグ210の1つに対して設けられた1組の第1ウェブ50と第2ウェブ60とを鉛直方向に沿って見て、時計回りに進んだ側に位置するものが第1ウェブ50であり、反時計回りに進んだ側に位置するものが第2ウェブ60である。
In this embodiment, the
上述のように、第2ウェブ60は、第1ウェブ50と同様の構成である。なお、第1ウェブ50の輪郭は、第2ウェブ60の輪郭の鏡像である。言い換えれば、第1ウェブ50と第2ウェブ60とは、対称に設けられる。つまり、本実施形態において、タワー設置部10と、1つのレグ210との間に、2つのウェブを備える。これにより、図7に示すように、レグ210の1つからタワー設置部10に向かう方向から見て、上フランジ30と、下フランジ40と、第1ウェブ50と、第2ウェブ60と、によって、箱型断面を形成する。このような形状とすることで、レグ210の1つとタワー設置部10との接続の強度を向上させることができる。
As mentioned above, the
第1ウェブ50は、図8に示すように、レグ210の1つに接続される部分に、第1螺旋部50eを有する。第2ウェブ60は、レグ210の1つに接続される部分に、第2螺旋部60eを有する。第1螺旋部50e及び第2螺旋部60eは、第1ウェブ50及び第2ウェブ60がそれぞれレグ210に密着するように、レグ210の表面に沿って螺旋状に加工された部位である。
The
つまり、第1ウェブ50及び第2ウェブ60のそれぞれの部分であって、レグ210の1つに接続される部分は、螺旋形状である。これにより、第1螺旋部50e及び第2螺旋部60eは、レグ210の1つに対して隙間なく接する。また、第1ウェブ50及び第2ウェブ60とレグ210の1つとは、両側溶接により接続される。これにより、接続の疲労強度を担保する。
That is, each portion of the
第1ウェブ50及び第2ウェブ60とタワー設置部10との接続の態様は、上述の第1ウェブ50及び第2ウェブ60とレグ210の1つとの接続と同様である。つまり、第1ウェブ50及び第2ウェブ60のそれぞれの部分であって、タワー設置部10に接続される部分は、螺旋形状である。これにより、第1ウェブ50及び第2ウェブ60は、タワー設置部10に対して隙間なく接する。また、第1ウェブ50及び第2ウェブ60とタワー設置部10とは、両側溶接により接続される。これにより、接続の疲労強度を担保する。
The manner of connection between the
第1ウェブ50及び第2ウェブ60の上下方向の寸法、すなわち、いわゆる桁高は、トランジションピース100の強度を十分に確保することに加え、洋上において波峰が当たらない程度の寸法とすることが好ましい。前記桁高は、例えば、4mである。前記桁高を大きく設定することで、トランジションピース100の面内曲げモーメント(転倒モーメント)への耐力を高くすることができる。よって、前記桁高は、トランジションピース100においてより大きく設定することが好ましい。
The vertical dimension of the
第1ウェブ50と第2ウェブ60とは、レグ210の1つとタワー設置部10との間において、次のように配置されることが好ましい。すなわち、図3に示すように、第1ウェブ50と1つとが接続される位置と、第2ウェブ60と1つとが接続される位置と、の間隔をレグ側間隔WLとする。第1ウェブ50とタワー設置部10とが接続される位置と、第2ウェブ60とタワー設置部10と、が接続される位置との間隔をタワー側間隔WTとする。このとき、図3に示すように、タワー側間隔WTは、レグ側間隔WLよりも大きくなるように設置することが好ましい。
The
リブ70は、トランジションピース100とレグ210の接続を補強する。具体的には、図2に示すように、レグ210の側面に接し、且つ、下フランジ40の下面に接するように配置される。リブ70は、略三角形状の板であり、前記略三角形状の一辺がレグ210の側面に接し、他の一辺が下フランジ40の下面に接する。これにより、よりジャケット構造体200の疲労強度を確保する。
リブ70をレグ210と下フランジ40との間に取り付ける時は、例えば、レグ210からタワー設置部10が設けられた方向に向かって2枚ずつ配置する。この場合、リブ70は、下フランジ40の上面に配置された第1ウェブ50及び第2ウェブ60の真下に、第1ウェブ50及び第2ウェブ60が設けられた方向に沿って配置されることがより好ましい。
When attaching the
リブ70は、レグ210からタワー設置部10が設けられた方向に向かって3枚ずつ配置してもよい。この時、3枚目のリブ70は、上述のように設けられた2枚のリブの間に位置するように設けられることがより好ましい。
リブ70は、レグ210からタワー設置部10が設けられた方向に向かって1枚ずつ配置してもよい。この時、1枚のリブ70は、上述の「3枚目のリブ70」と同じ位置に設けられることが好ましい。すなわち、1枚のリブ70は、平面視において、第1ウェブ50及び第2ウェブ60の間に位置するように設けられることがより好ましい。
リブ70は、レグ設置部20の円周方向に間隔を空けて任意の個数だけ配置してもよい。
Three
The
An arbitrary number of
また、リブ70は、タワー設置部10と上フランジ30との接合部の疲労強度を確保するために用いられてもよい。具体的には、リブ70は、前記略三角形状の一辺がタワー設置部10の側面に接し、他の一辺が上フランジ30の上面に接するように配置されてもよい。リブ70をタワー設置部10と上フランジ30との間に取り付ける時は、例えば、図9に示すように、タワー設置部10からレグ210が設けられた方向に向かって2枚ずつ配置する。この場合、リブ70は、上フランジ30の下面に配置された第1ウェブ50及び第2ウェブ60の真上に、第1ウェブ50及び第2ウェブ60が設けられた方向に沿って配置されることがより好ましい。又は、図10に示すように、タワー設置部10からレグ210が設けられた方向に向かって3枚ずつ配置してもよい。更にこれに限らず、リブ70は、タワー設置部10からレグ210が設けられた方向に向かって1枚ずつ配置してもよい。リブ70は、タワー設置部10の円周方向に間隔を空けて任意の個数だけ配置してもよい。
Further, the
マンホールMは、図6に示すように、第1ウェブ50及び第2ウェブ60の少なくともいずれか一方に設けられる。あるいは、マンホールMは、上フランジ30及び下フランジ40の少なくともいずれか一方に設けられる。マンホールMが上フランジ30又は下フランジ40に設けられる場合、マンホールMは、図3に示すように、トランジションピース100を鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50と第2ウェブ60との間に位置するように配置されることが好ましい。図3又は図6に示すように、マンホールMは、例えば、四角形状である。マンホールMは、円形状等であってもよい。
As shown in FIG. 6, the manhole M is provided in at least one of the
ここで、上述のように、第1ウェブ50及び第2ウェブ60と、レグ210の1つ、タワー設置部10、上フランジ30、及び下フランジ40とを接続する際は、溶接により固定されることが好ましく、両側溶接により固定されることがより好ましい。このとき、第1ウェブ50と、第2ウェブ60と、レグ210の1つと、タワー設置部10と、上フランジ30と、下フランジ40と、がそれぞれ隙間なく溶接により固定されると、トランジションピース100において、上フランジ30と下フランジ40との間に閉鎖された空間が形成される。このとき、上述の各部位を溶接により固定すると、最終的に溶接作業を行う作業者が、前記空間の中に取り残されることとなる。これを防ぐために、マンホールMを備えることで、溶接作業を終えた作業者が、前記空間から脱出可能とする。
上述の各構成により、本実施形態に係るトランジションピース100が形成される。
Here, as described above, when connecting the
The above-described configurations form the
以上説明したように、本実施形態に係るトランジションピース100によれば、トランジションピース100が、タワー設置部10と4つのレグ210のうちの1つとを接続する第1ウェブ50及び第2ウェブ60を備える。つまり、トランジションピース100が、タワー設置部10と、1つのレグ210との間に、2つのウェブを備える。これにより、レグ210の1つからタワー設置部10に向かう方向から見て、上フランジ30と、下フランジ40と、第1ウェブ50と、第2ウェブ60と、によって、箱型断面を形成することができる。これにより、洋上風車300のタワーから伝達されるねじりモーメント、すなわちトランジションピース100の面外曲げモーメントへの耐力を高くすることができる。更に、地震、暴風、洋上風車300の運転等によって発生する荷重をトランジションピース100の各部位にスムーズに伝達することができる。したがって、応力集中の発生を抑えることができる。
As explained above, according to the
ここで、トランジションピース100の上フランジ30の上面には、外部作業床が取付けられる。外部作業床の取り付け易さの観点から、上フランジ30は水平であることが好ましい。これに対し、また、タワー設置部10と、1つのレグ210との間に、2つのウェブを備える。よって、互いに近くに位置する2つのウェブの上端同士を基準とすることで、水平方向の位置合わせをしやすくすることができる。よって、上フランジ30を水平に位置合わせすることを容易にすることができる。
Here, an external work floor is attached to the upper surface of the
また、タワー側間隔WTは、レグ側間隔WLよりも大きい。このように、第1ウェブ50と第2ウェブ60との間隔を、タワーの側とレグ210の側で変えることによって、上フランジ30及び下フランジ40の、タワー側間隔WT及びレグ側間隔WLに対応した方向の寸法を変えることができる。したがって、上述の箱型断面の断面二次モーメントを連続的に変化させることができる。ここで、トランジションピース100に発生する曲げモーメントは、タワー部310側で大きく、レグ210側で小さくなる。このため、タワー側間隔WTを、レグ側間隔WLよりも大きくすることで、トランジションピース100の各部位において発生する曲げモーメントに合わせて、合理的に断面性能を調整することができる。よって、断面性能を下げて、よりトランジションピース100を経済的なものにすることができる。
Further, the tower side spacing WT is larger than the leg side spacing WL. In this way, by changing the distance between the
また、第1ウェブ50及び第2ウェブ60のそれぞれは、タワー設置部10及びレグ210の1つのそれぞれと両側溶接により接続される。これにより、各接続部の疲労強度を担保することができる。よって、第1ウェブ50及び第2ウェブ60の、タワー設置部10及びレグ210との接続部の疲労強度を十分に備えることができる。
Further, each of the
また、上フランジ30の十字形状の4つの突部のうち、第1ウェブ50及び第2ウェブ60に接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50及び第2ウェブ60からはみ出しており、下フランジ40の十字形状の4つの突部のうち、第1ウェブ50及び第2ウェブ60に接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50及び第2ウェブ60からはみ出している。これにより、第1ウェブ50及び第2ウェブ60と上フランジ30及び下フランジ40とを溶接する際の作業をしやすくすることができる。具体的には、例えば、第1ウェブ50及び第2ウェブ60を上フランジ30及び下フランジ40に取り付けた時、上フランジ30及び下フランジ40から第1ウェブ50及び第2ウェブ60の端部がはみ出ることを確実に防ぐことができる。
Further, among the four cross-shaped protrusions of the
また、第1ウェブ50及び第2ウェブ60それぞれの部分であって、タワー設置部10に接続される部分又はレグ210の1つに接続される部分は、螺旋形状である。これにより、第1ウェブ50及び第2ウェブ60の端部と、タワー設置部10及びレグ210の1つとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。よって、より接続部の強度を担保し、トランジションピース100全体の強度を向上することができる。
Further, each of the
また、第1ウェブ50の輪郭は、第2ウェブ60の輪郭の鏡像である。言い換えれば、第1ウェブ50と第2ウェブ60とは、対称に設けられる。これにより、トランジションピース100への面外曲げモーメントが、第1ウェブ50又は第2ウェブ60の一方に偏ることを防ぐことができる。よって、入力に対する荷重伝達をスムーズにすることができる。したがって、よりトランジションピース100の面外曲げモーメントへの耐力を高くすることができる。
Additionally, the outline of the
ここで、トランジションピース100の各構成部品は、溶接によって接合される。トランジションピース100の疲労強度をより向上するために、トランジションピース100の各部位は、両面溶接により接合することが好ましい。しかしながら、第1ウェブ50及び第2ウェブ60を、上フランジ30、下フランジ40、タワー設置部10、及びレグ210の全ての接合部を両面溶接すると、前記各構成によって構成される空間の内部に、溶接を行った作業者が取り残される。これに対し、第1ウェブ50及び第2ウェブ60の少なくともいずれか一方には、マンホールMが設けられている。これにより、各構成を両面溶接した作業者が、前記空間の内部からマンホールMを介して脱出することができる。よって、前記空間の内部に作業者が取り残されることを防ぎつつ、トランジションピース100の全ての接合部を両面溶接することができる。
Here, each component of the
また、上フランジ30及び下フランジ40の少なくともいずれか一方には、マンホールMが設けられており、マンホールMは、鉛直方向に沿って見て、第1ウェブ50と第2ウェブ60との間に位置する。これにより、第1ウェブ50及び第2ウェブ60を、上フランジ30、下フランジ40、タワー設置部10、及びレグ210にそれぞれ両面溶接した後に、作業者が、前記各構成によって構成される空間の内部からマンホールMを介して脱出することができる。よって、前記空間の内部に作業者が取り残されることを防ぎつつ、トランジションピース100の全ての接合部を両面溶接することができる。
Further, a manhole M is provided in at least one of the
また、レグ210の1つは、タワー設置部10に対して傾斜している。これにより、例えば、レグ210がジャケット構造体200の一部であり、トランジションピース100が前記ジャケット構造体200に取り付けられるものであった場合に、トランジションピース100の位置又は大きさなどに合わせてレグ210の角度を変えることを不要とすることができる。よって、トランジションピース100を設けるジャケット構造体200の設計の自由度を向上することができる。
Moreover, one of the
また、レグ210の1つは、タワー設置部10と平行である。これにより、例えば、同じ構造のトランジションピース100を複数のジャケット構造体200において共通して設ける場合に、ジャケット構造体200のレグ210の角度に影響されないものとすることができる。よって、寸法の管理を容易かつ効率的に行うことができる。また、複数のジャケット構造体200でトランジションピース100を共通化する際の設計条件を統一して、検討を効率的に行うことができる。
Further, one of the
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ジャケット構造体200はレグ210を4つ設けられるとして説明したが、これに限らない。例えば、レグ210は、3つ設けられてもよいし、5つ以上設けられてもよい。これに伴い、上フランジ30及び下フランジ40は、十字形状以外の形状を有していてもよい。具体的には、上突部32及び下突部42の数をジャケット構造体200のレグ210の数に合わせ、3つとしてもよいし、5つ以上としてもよい。
また、タワー設置部10は円筒状であるとして説明したが、これに限らない。例えば、タワー設置部10は、角筒状であってもよい。
また、下フランジ40の下中央部41とタワー設置部10とは、下中央部41の上にタワー設置部10が配置された状態で、溶接により固定されると説明したが、これに限らない。すなわち、下フランジ40にも、タワー設置部10が貫通する貫通孔が設けられていてもよい。これにより、下フランジ40に設けられた貫通孔の内側にタワー設置部10が配置された状態で、溶接により固定されてもよい。
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, although the
Further, although the
In addition, although it has been explained that the
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, without departing from the spirit of the present invention, the components in the embodiments described above may be replaced with well-known components as appropriate, and the above-described modifications may be combined as appropriate.
10 タワー設置部
20 レグ設置部
30 上フランジ
40 下フランジ
50 第1ウェブ
60 第2ウェブ
100 トランジションピース
210 レグ
300 洋上風車
M マンホール
WL レグ側間隔
WT タワー側間隔
10
Claims (10)
それぞれレグが設置される4つのレグ設置部と、
前記タワー設置部の上方と前記4つのレグ設置部とを接続する上フランジと、
前記タワー設置部の下方と前記4つのレグ設置部とを接続する下フランジと、
を有するトランジションピースであって、
前記上フランジと前記下フランジとを接続する第1ウェブであって、前記タワー設置部と4つの前記レグのうちの1つとを接続する第1ウェブと、
前記上フランジと前記下フランジとを接続する第2ウェブであって、前記タワー設置部と前記1つとを接続する第2ウェブと、
を備える、
ことを特徴とするトランジションピース。 a cylindrical tower installation part where the offshore wind turbine tower is installed;
4 leg installation parts where each leg is installed,
an upper flange connecting the upper part of the tower installation part and the four leg installation parts;
a lower flange connecting the lower part of the tower installation part and the four leg installation parts;
A transition piece having
a first web connecting the upper flange and the lower flange, the first web connecting the tower installation part and one of the four legs;
a second web connecting the upper flange and the lower flange, and a second web connecting the tower installation part and the one;
Equipped with
A transition piece characterized by:
前記第1ウェブと前記タワー設置部とが接続される位置と、前記第2ウェブと前記タワー設置部とが接続される位置と、の間隔をタワー側間隔とし、
前記タワー側間隔は、前記レグ側間隔よりも大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載のトランジションピース。 The distance between the position where the first web and the one web are connected and the position where the second web and the one web are connected is a leg side interval,
The distance between the position where the first web and the tower installation part are connected and the position where the second web and the tower installation part are connected is a tower side interval,
the tower side spacing is larger than the leg side spacing;
The transition piece according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2記載のトランジションピース。 Each of the first web and the second web is connected to the tower installation part and the one, respectively, by double-sided welding.
The transition piece according to claim 2, characterized in that:
前記上フランジの十字形状の4つの突部のうち、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブからはみ出しており、
前記下フランジの十字形状の4つの突部のうち、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブに接続される突部は、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブ及び前記第2ウェブからはみ出している、
ことを特徴とする請求項3に記載のトランジションピース。 Each of the upper flange and the lower flange has a cross shape when viewed along the vertical direction,
Among the four cross-shaped protrusions of the upper flange, the protrusions connected to the first web and the second web protrude from the first web and the second web when viewed along the vertical direction. and
Among the four cross-shaped protrusions of the lower flange, the protrusions connected to the first web and the second web protrude from the first web and the second web when viewed along the vertical direction. ing,
The transition piece according to claim 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項4に記載のトランジションピース。 A portion of each of the first web and the second web, the portion connected to the tower installation portion or the portion connected to the one, has a spiral shape,
5. The transition piece according to claim 4.
ことを特徴とする請求項5に記載のトランジションピース。 the contour of the first web is a mirror image of the contour of the second web;
6. The transition piece according to claim 5.
ことを特徴とする請求項6に記載のトランジションピース。 A manhole is provided in at least one of the first web and the second web.
7. The transition piece according to claim 6.
前記マンホールは、鉛直方向に沿って見て、前記第1ウェブと前記第2ウェブとの間に位置する、
ことを特徴とする請求項7に記載のトランジションピース。 A manhole is provided in at least one of the upper flange and the lower flange,
The manhole is located between the first web and the second web when viewed along the vertical direction.
8. The transition piece according to claim 7.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のトランジションピース。 the one is inclined with respect to the tower installation part;
The transition piece according to any one of claims 1 to 8.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のトランジションピース。 The one is parallel to the tower installation part,
The transition piece according to any one of claims 1 to 8.
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