特許 6869886 風力タービン発電機のプラットフォームから機器部品を取り外す装置及び方法、並びにそのプラットフォーム上の燃料タンクを充填する方法

(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】6869886

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】風力タービン発電機のプラットフォームから機器部品を取り外す装置及び方法、並びにそのプラットフォーム上の燃料タンクを充填する方法

(51)【国際特許分類】

   B63B 75/00 20200101AFI20210426BHJP

   B63B 27/08 20060101ALI20210426BHJP

   B63B 27/00 20060101ALI20210426BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   B63B75/00

   B63B27/08

   B63B27/00 Z

   B63B35/00 T

【請求項の数】16

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-518997(P2017-518997)

(86)(22)【出願日】2015年9月16日

(65)【公表番号】特表2017-530055(P2017-530055A)

(43)【公表日】2017年10月12日

(86)【国際出願番号】DK2015050278

(87)【国際公開番号】WO2016055068

(87)【国際公開日】20160414

【審査請求日】2018年7月30日

(31)【優先権主張番号】PA201470621

(32)【優先日】2014年10月7日

(33)【優先権主張国】DK

(73)【特許権者】

【識別番号】314008563

【氏名又は名称】エムエイチアイ ヴェスタス オフショア ウィンド エー／エス

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107401

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 誠一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120064

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 孝夫

(74)【代理人】

【識別番号】100154162

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 浩輔

(74)【代理人】

【識別番号】100182257

【弁理士】

【氏名又は名称】川内 英主

(74)【代理人】

【識別番号】100202119

【弁理士】

【氏名又は名称】岩附 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】クリステンセン，キム

(72)【発明者】

【氏名】ウーセル−スミス，マーク

(72)【発明者】

【氏名】ノールン，ピーター

(72)【発明者】

【氏名】ナカヤマ，ケン

(72)【発明者】

【氏名】ハンセン，モーテン フロスト

【審査官】 福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０９８３８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４２８３１６４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０５９２９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−０９６９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０８９７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１１３３００（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ７５／００

Ｂ６３Ｂ ２７／００

Ｂ６３Ｂ ２７／０８

Ｂ６３Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力タービン発電機のタワーであって、前記風力タービン発電機の前記タワーに取り付けられているプラットフォーム（１）と、前記プラットフォーム（１）上に構成されるハウジング（３）と、前記プラットフォーム（１）上に構成され、前記ハウジング（３）からの取外し後、機器（２）を持ち上げ、前記機器（２）を外面上に降ろすように構成されるクレーン（７）と、を備えたシステムを備え、
前記システムは、更に、前記風力タービン発電機の前記プラットフォーム（１）上に構成される前記ハウジング（３）から前記機器（２）を取り外す装置を備え、
前記装置は、
前記機器（２）を前記ハウジング（３）から水平方向に抜き取るウインチ（１１）と、
前記ハウジング（３）からの抜取りの間に、前記機器（２）を支持するように構成され、可搬式である支持構造体（８）と、
を備える、タワー。

【請求項2】

前記ウインチ（１１）は前記支持構造体（８）に取り付けられる、請求項１に記載のタワー。

【請求項3】

前記支持構造体（８）は、非作業形態から、取外し中に前記機器（２）を支持することができる作業形態に移るように構成されている、請求項１又は２に記載のタワー。

【請求項4】

前記ハウジング内にある場合の前記機器を支持するハウジング支持体（１２）を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタワー。

【請求項5】

前記支持構造体（８）は、作業形態にある場合、前記ハウジング支持体（１２）に当接して、連続した支持面をもたらす、請求項４に記載のタワー。

【請求項6】

前記装置は、前記機器（２）を取り外す前、該機器（２）に接続するように構成されている牽引索（１３）を更に備え、前記ウインチ（１１）は、前記牽引索（１３）を駆動して、それにより前記機器（２）を前記ハウジング（３）から抜き取るように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のタワー。

【請求項7】

前記ウインチ（１１）は、前記機器（２）が前記ハウジング（３）から引っ張られる際、前記牽引索（１３）を巻き取るように構成されている、請求項６に記載のタワー。

【請求項8】

前記装置はプーリー機構を更に備え、該プーリー機構において、前記ウインチ（１１）によって巻き取られる前記牽引索（１３）の長さは、前記機器（２）が移動させられる距離よりも大きい、請求項７に記載のタワー。

【請求項9】

前記牽引索（１３）は鎖を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載のタワー。

【請求項10】

前記ウインチ（１１）は電気モーターを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のタワー。

【請求項11】

前記支持構造体（８）は、概してＵ字形状であり、前記Ｕ字形のうちの２つの脚部（９）は、前記機器がその上を摺動する面を形成し、前記ウインチ（１１）は、前記Ｕ字形のうちの横棒（１０）に取り付けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタワー。

【請求項12】

前記Ｕ字形のうちの前記２つの脚部（９）は、前記Ｕ字形のうちの前記横棒（１０）から脱着可能である、請求項１１に記載のタワー。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載のタワーに構成されるシステムによって構成される前記装置を用いて風力タービン発電機のタワーのプラットフォーム（１）上のハウジング（３）から機器（２）を取り外す方法。

【請求項14】

前記機器（２）はパワーパックである、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記プラットフォーム（１）上には、前記パワーパック（２）用の燃料タンク（４）が更に設けられている、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記風力タービン発電機は洋上に位置し、前記方法は、前記クレーン（７）を用いて、前記ハウジング（３）からの取外し後、前記機器（２）を前記支持構造体（８）から持ち上げ、前記機器（２）を船舶の表面上に降ろすことを更に含む、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風力タービン発電機のタワープラットフォーム上で用いることができる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

風力タービン発電機は、風のエネルギーを、商用電力網（mains electricity grid）に供給され得る電気に変換する。各発電機は、安全システム等の補機類のための電力供給源を必要とし、通常は充電池から電力が供給される。この充電池は、風力タービン発電機自体の出力又は商用電力網のいずれかからの電力を用いて充電器によって充電される。

【0003】

風力タービン発電機は、無風の場合及び／又は風力タービン発電機が商用電力網から接続が途絶えた場合に補機類及び／又は充電器に給電する、ディーゼル発電機、燃料電池又は同様の種類の化石燃料発電機等の、化石燃料パワーパックを備えていることが多い。

【0004】

パワーパックが用いられる場合、化石燃料用の別個のタンクも必要となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、点検又は修理のために、また燃料タンクの補給のためにプラットフォームからパワーパックを取り外す機構（arrangements）を提供することを目指す。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、パワーパックが通常、点検及び修理のために船舶によって陸上の場所に搬送され、また、船舶から燃料タンクに燃料が移送されるような、洋上に位置する風力タービン発電機に特に用途がある。

【0007】

本発明の第１の態様によれば、風力タービン発電機のプラットフォーム上のハウジングから機器を取り外す装置であって、機器をハウジングから実質的に水平方向に抜き取るウインチと、ハウジングからの抜取りの間に機器を支持するように構成される可搬式の支持構造体とを備える、装置が提供される。

【0008】

「ウインチ」という用語は、電動又は手動を問わず、ハウジングから水平方向に機器を抜き取ることを可能にする任意の装置を意味するように意図される。例えば、これは、電気モーター又は空気圧作動式ラム機構の形態とすることができる。

【0009】

可搬式の支持構造体を提供することにより、保守又は修理のために機器を取り外すことが可能になるため、異なる風力タービン発電機間で支持構造体を容易に搬送することができる。このようにして、多くの異なるプラットフォームから機器の取外しを行うのに、単一の支持構造体を用いることができる。これは、支持構造体が風力タービン発電機内に一体的に形成されており、発電機ごとにそれぞれの支持構造体を設けなければならないようなシステムとは対照的である。

【0010】

本発明は、ハウジングの形態により、例えばクレーンを用いて単に機器をハウジング外に持ち上げることができない機構において特に有利である。したがって、本発明は、ハウジングが、機器へのアクセス及びまた上述の装置を用いた機器の取外しを行う場合のいずれにも開放され得る実質的に鉛直なドアを備える構成に容易に適用することができる。

【0011】

支持構造体は、非作業形態から、取外し中に機器を支持することができる作業形態に移るように構成されていることが好ましい。

【0012】

「非作業形態」という用語は、支持構造体部分が取外しのために機器を支持することができない形態を意味するように意図される。したがって、支持構造体が非作業形態にある場合、支持構造体は、機器とともにハウジング内に保管されているか、又は代替的にはハウジングの外に位置している場合がある。１つの構成において、支持構造体は、通常、風力タービン発電機から遠隔に位置し、機器の取外しが必要となる度にプラットフォームまで搬送される。

【0013】

ウインチは、支持構造体に取り付けられることが有利である。なぜなら、これにより、機器を支持構造体に対して容易に移動することが可能になるためである。

【0014】

ハウジング内にある場合の機器を支持するハウジング支持体を更に提供することが好ましい。

【0015】

この場合、支持構造体は、作業形態にある場合、ハウジング支持体に当接して、実質的に連続した支持面をもたらすことができることが便利である。したがって、機器の取外しは、それにより得られる連続した支持面上で機器を摺動させることを含むことができる。

【0016】

好ましい実施形態において、本装置は、機器を取り外す前、この機器に接続するように構成されている牽引索（tension line）を備え、ウインチは、牽引索を駆動して、それにより機器をハウジングから抜き取るように構成されている。

【0017】

この場合、ウインチは、機器がハウジングから引っ張られる際、牽引索を巻き取る（gather）ように構成されていることが好ましい。牽引索は、ウインチに取り付けられたスプールの周りに巻き取ることができる。

【0018】

本装置は、プーリー機構を更に備えることが好ましく、このプーリー機構において、ウインチによって巻き取られる牽引索の長さは、機器が移動させられる距離よりも実質的に大きい。これにより、ウインチによって機器をハウジングから取り外すのに必要なトルクが低減される。

【0019】

ウインチによって巻き取られる牽引索の長さは、機器が移動させられる距離の奇数倍であることが好ましい。なぜなら、これにより、単数又は複数のプーリーホイールを機器に取り付けることが可能になるためである。好ましい実施形態において、ウインチによって巻き取られる牽引索の長さは、この距離の３倍である。

【0020】

牽引索は、鎖の形態とすることができる。

【0021】

好ましい実施形態において、ウインチは電気モーターであるが、上述したように、手動ハンドル操作式のウインチ又は空気圧式ラム等の他の機構を代替的に用いることが可能である。

【0022】

好ましい実施形態において、支持面は、概してＵ字形状であり、Ｕ字形のうちの２つの脚部は、機器がその上を摺動する面を形成し、ウインチは、Ｕ字形のうちの横棒に取り付けられている。ハウジング支持体が設けられる場合、この部分は、支持面が作業形態にある場合、Ｕ字形のうちの脚部に当接するように配置されている２つのレールの形態とすることができる。

【0023】

Ｕ字形のうちの２つの脚部は、Ｕ字形のうちの横棒から取外し可能であることが有利である。なぜなら、これにより、支持面を小型形態で保管及び搬送することが可能になるためである。

【0024】

本装置は、クレーンを更に備えることができ、このクレーンは、プラットフォーム上で用いられるように取り付けられており、ハウジングからの取外し後、機器を支持構造体から持ち上げ、機器を外面上に降ろすように構成される。プラットフォームが洋上に位置する場合、通常、上記外面は、保守及び／又は修理のために機器を陸上の場所に搬送する船舶上にある。

【0025】

本発明は、上記の装置のいずれかを用いて風力タービン発電機のプラットフォーム上のハウジングから機器を取り外す方法に関する。

【0026】

機器はパワーパックとすることができる。パワーパックが燃料の供給を必要とする場合、プラットフォーム上にパワーパック用の燃料タンクが更に設けられることが好ましい。

【0027】

前記風力タービン発電機は洋上に位置し、前記方法は、前記クレーン（７）を用いて、取外し後、前記機器（２）を持ち上げることを更に含む、請求項１３に従属する場合の請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。

【0028】

装置がクレーンを備える場合、本方法は、クレーンを用いて、ハウジングからの取外し後、機器を支持構造体から持ち上げ、続いて、機器を船舶の表面上に降ろすことができるような洋上風力タービン発電機に適用することができる。

【0029】

燃料タンクは、随時補充を必要とする。これは、プラットフォームと外部燃料供給源との間に設置される常設パイプラインを設けることによって達成することができるが、より便利な補充の手段を設けることが望ましい。

【0030】

したがって、本発明の更なる態様によれば、風力タービン発電機のプラットフォーム上の燃料タンクを外部燃料供給源から補充する方法であって、プラットフォーム上にはクレーンが配置され、当該方法は、クレーンを用いて、燃料供給パイプラインを外部燃料供給源からプラットフォームに持ち上げ、パイプラインを燃料タンクに接続することを含む、方法が提供される。

【0031】

このようにして、常設パイプラインを設置する必要がなく、外部燃料供給源からの単一の燃料供給パイプラインを用いて、複数の異なるプラットフォーム上の燃料タンクに補充することができる。

【0032】

本発明は、風力タービン発電機が洋上に位置し、外部燃料供給源が船舶である場合に特に用途がある。

【0033】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を記載する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る装置の非作業形態における図である。

【図2】図１の装置の作業形態における図である。

【図3】プラットフォームからパワーパックを持ち上げるのに用いられている、図１の装置の図である。

【図4】プラットフォームからパワーパック発電機を降ろすのに用いられている、図１の装置の図である。

【図5】（ａ）〜（ｈ）本発明の更なる一実施形態に係る、風力タービン発電機のタワープラットフォーム上の燃料タンクを補充する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図面を通して、同じ参照符号は同じ要素を指すように用いられている。

【0036】

図１及び図２を参照すると、プラットフォーム１は、洋上風力タービン発電機（図示せず）のタワーに取り付けられている。また、タワーには、ハウジング３内のパワーパック２と、燃料タンク４とが取り付けられている。燃料タンク４は、燃料管５に沿ってパワーパック２にディーゼル燃料を供給する。ハウジング３はドア６を備え、点検人員はドア６を開放してパワーパック２の点検作業を行うことができる。

【0037】

クレーン７は、プラットフォーム１上のハウジング３の或る側に支持される。

【0038】

パワーパック２をハウジング３から取り外し、その場で行うことができないような大幅な点検及び修理を可能にすることが必要となる場合がある。

【0039】

パワーパック２をハウジング３から取り外すのを容易にするのに、Ｕ字形状の支持構造体８が用いられる。これは、図１の矢印によって示されている方向において、２つの細長いレール９を横棒１０のそれぞれの端部に係合させることによって形成される。電気モーター１１は、横棒１０に取り付けられている。

【0040】

２つの更なる支持レール１２は、ハウジング３内に常設され、収容されているパワーパック２を支持するのに用いられる。これらの更なる支持レール１２は、支持構造体８の２つの細長いレール９と同じ距離だけ離間しているとともに同じ断面形状を有する。したがって、図２の矢印によって示されている方向の移動により、支持構造体８が２つの更なる支持レール１２に当接する場合、２つの細長いレール９の上面と更なる支持レール１２の上面とによって、連続した摺動面が形成される。

【0041】

鋼鎖１３の形態の牽引索は、鎖１３の一端部に取り付けられているフック１４によってパワーパック２に取り付けられる。鎖１３は、ハウジング３からのパワーパック２の取外しを行うためにモーター１１によって駆動される。

【0042】

パワーパック２をハウジング３から抜き取るのにモーターが必要とするトルクを低減するために、プーリー機構が用いられる。プーリー機構は、使用時にパワーパック２に取り付けられるプーリー１６の周りに延在する鎖１３のループ１５の形態である。動作時、モーター１１は、ループ１５から鎖１３を巻き取り、スプール（図示せず）に巻き付ける。このプーリー機構を用いると、モーター１１によって巻き取られる鎖１３の単位長さ３つ分ごとに、単位長さ１つ分の距離だけ、パワーパック２がハウジング３から引き出される。

【0043】

図３を参照すると、パワーパック２がハウジング３から完全に抜き取られた後、ウインチ索１６がクレーン７から降ろされ、パワーパック２の頂部のラグに取り付けられる。次いで、クレーン７はパワーパック２をプラットフォーム１から持ち上げる。

【0044】

図４を参照すると、クレーン７のアームは、その後、鉛直軸回りに、船舶（図示せず）の好適な表面上にパワーパック２を降ろすことができる位置へと回動する。

【0045】

図５（ａ）〜図５（ｈ）を参照すると、クレーン７を用いて、ディーゼル燃料タンク４の補充も容易になる。供給されるディーゼル燃料を収容している船舶１７が、プラットフォーム１を支持する風力タービンタワーに到着する（図５（ａ））。次に、点検人員が梯子を用いてタワーに上る（図５（ｂ））。次に、クレーン７を用いてタワー上のプラットフォーム１にディーゼル燃料ライン１８を巻き上げる（図５（ｃ））。燃料ライン１８が配置につくと（図５（ｄ））、続いて、燃料ライン１８は、タワーの側に取り付けられたディーゼル燃料タンク４に取り付けられる（図５（ｅ））。次に、所望の量のディーゼル燃料を、燃料ライン１８を通して燃料タンク４に供給する（図５（ｆ））。次に、燃料ライン１８を再び船舶１７に降ろし（図５（ｇ））、点検人員がタワーから下りて、船舶１７に戻る（図５（ｈ））。

【0046】

上記では本発明の好ましい実施形態を記載したが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく多数の変更を行うことができることが明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】