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公開番号2025069566
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179361
出願日2023-10-18
発明の名称浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるPC鋼棒の健全性検査装置及び健全性検査方法
出願人戸田建設株式会社
代理人個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20250423BHJP(測定;試験)
要約【課題】浮体式洋上風力発電設備における浮体のPC鋼棒について、全長に亘って健全性を検査できるようにする。
【解決手段】コンクリート製のプレキャスト筒状体15を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体15をPC鋼棒19により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部4Aを備えた浮体式洋上風力発電設備における前記コンクリート製浮体部4Aに用いられるPC鋼棒19の健全性検査装置1である。健全性検査装置1は、PC鋼棒19に取り付けられた振動センサ31と、PC鋼棒19の上端に取り付けられ、PC鋼棒19に弾性波を入力する発振装置32と、振動センサ31で測定された信号が伝送される検出部33とで構成される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼棒により緊結し一体化を図った浮体を備えた浮体式洋上風力発電設備における前記浮体に用いられる前記ＰＣ鋼棒の健全性検査装置であって、
前記ＰＣ鋼棒に取り付けられた振動センサと、前記ＰＣ鋼棒の上端に取り付けられ、前記ＰＣ鋼棒に弾性波を入力する発振装置と、前記振動センサで測定された信号が伝送される検出部と、からなることを特徴とする浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記振動センサとして、光ファイバの一部を周回させた周回部を含むセンサ部を被測定部に固定し、入力光と前記周回部を通過した出力光との間で周波数変化を検出するように構成されたセンサを用いる請求項１記載の浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査装置。
【請求項３】
前記振動センサが、圧電式センサからなり、
複数の前記圧電式センサが電線で接続されるとともに、この電線が前記検出部まで延びており、
前記検出部は、測定する前記ＰＣ鋼棒を順番に切り替えるスイッチング機能を有している請求項１記載の浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査装置。
【請求項４】
前記発振装置は、時間とともに周波数が変化するチャープ波を発振する請求項１記載の浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査装置。
【請求項５】
コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼棒により緊結し一体化を図った浮体を備えた浮体式洋上風力発電設備における前記浮体に用いられる前記ＰＣ鋼棒の健全性検査方法であって、
前記浮体の施工時に、前記ＰＣ鋼棒の下端に振動センサを取り付ける工程と、
前記浮体式洋上風力発電設備の運転開始後に、前記ＰＣ鋼棒の上端に、前記ＰＣ鋼棒に弾性波を入力する発振装置を取り付ける工程と、
前記発振装置によって前記ＰＣ鋼棒に弾性波を入力したとき、前記振動センサで測定した信号が検出部に伝送され、ＰＣ鋼棒の健全性を評価する工程と、を含むことを特徴とする浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査方法。
【請求項６】
前記発振装置を付け替えて順次測定する浮体式洋上風力発電設備における浮体に用いられるＰＣ鋼棒の健全性検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼棒により緊結し一体化を図った浮体を備えた浮体式洋上風力発電設備における前記浮体について、前記ＰＣ鋼棒の健全性を検査するための装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、主として水力、火力及び原子力発電等の発電方式が採用されてきたが、近年は環境や自然エネルギーの有効活用の点から自然風を利用して発電を行う風力発電が注目されている。この風力発電設備には、陸上設置式と、水上（主として海上）設置式とがあるが、沿岸域から後背に山岳地形をかかえる我が国の場合は、沿岸域に安定した風が見込める平野が少ない状況にある。一方、日本は四方を海で囲まれており、海上には発電に適した風が容易に得られるとともに、設置の制約が少ないなどの利点を有する。そのため近年は、各種形式の洋上風力発電設備及び浮体構造が多く提案されている。
【０００３】
前記浮体構造としては、浮体を水面に浮かばせるバージ型浮体、浮体の下部を水面下に沈めて半潜水状態で浮かばせるセミサブ型、釣り浮きのように起立状態で浮かばせるスパー型などに大別される。
【０００４】
本出願人は、前記スパー型浮体に関して、下記特許文献１において、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなる洋上風力発電設備であって、前記浮体は、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼棒により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部（以下、コンクリート製浮体部という。）と、このコンクリート製浮体部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部（以下、鋼製浮体部という。）とからなるスパー型浮体構造とした洋上風力発電設備（以下、スパー型洋上風力発電設備という。）を提案した。
【０００５】
前記コンクリート製浮体部におけるプレキャスト筒状体を緊結するＰＣ鋼棒は、強度部材として重要であるため、その健全性を確保することは極めて重要である。
【０００６】
従来より、非破壊検査によるＰＣ鋼棒の健全性の検査方法として、次の方法が知られている。
【０００７】
下記特許文献２に開示されるように、鉄筋コンクリート内の鉄筋の上に、送信探触子と受信探触子とを離して設置し、前記送信探触子から超音波を発信し、前記受信探触子において伝播波形を受信して、コンクリート構造物内の鉄筋腐食程度を検査する超音波方式、
下記特許文献３に開始されるように、磁場印加ユニットによって、コンクリート構造物に内包される鋼材等の計測対象物に磁場を印加して、計測対象物に磁気流路を形成し、計測対象物から漏れ出してくる磁気を磁気センサーで計測する磁気ストリーム法、
下記特許文献４に開示されるように、Ｘ線発生装置とフィルムをコンクリート構造体の両側に配置し、コンクリート構造体の片面にＸ線を照射して、コンクリート構造体のＸ線像をフィルムに撮影する放射線透過法。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許第５２７４３２９号公報
特開２００８－２９２３号公報
ＷＯ２０２０／０２７０２８号公報
特公平２－４２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記超音波方式では、超音波の伝達可能な距離が最大で数ｍと短く、全長が数十ｍに及ぶ浮体式洋上風力発電設備における浮体のＰＣ鋼棒では信号が届かないため、全長に亘る測定ができない。また、超音波は途中に障害物があると反射する性質を有するため、カプラーで連結されたＰＣ鋼棒の場合は、この連結部で反射してしまい、全長に亘る測定ができない。
【００１０】
上記磁気ストリーム法では、計測対象物から漏れ出してくる磁気を磁気センサーで計測できる離隔距離が最大で２００ｍｍ程度と小さいため、浮体式洋上風力発電設備における浮体のような大規模な構造物の検査には不向きである。また、浮体の内部はバラスト水で満たされているため、側面からの計測は不可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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