特開 2024-42852 浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042852

(43)【公開日】2024-03-29

(54)【発明の名称】浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システム

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/25 20160101AFI20240322BHJP

   F03D 13/30 20160101ALI20240322BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

F03D13/25

F03D13/30

B63B35/00 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147761

(22)【出願日】2022-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】山本 正嗣

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 栄治

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA03

3H178AA26

3H178AA43

3H178BB77

3H178CC02

3H178CC23

3H178DD61X

3H178DD67X

(57)【要約】

【課題】深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で施工できる浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システムを提供する。
【解決手段】筒状の浮体１を寝かした状態で曳航し、浮体１にバラスト１２を導入して立て起こす。そして、浮体１を所定深さまで沈めて、浮体１の上端近傍のみを洋上に露出させた状態で、浮体１の上端近傍を船体２のタワー固定機構１１で把持して固定する。次に、船体２において、ナセル３の位置をナセル位置調整装置３１で調整し、浮体１の上部にナセル３及びハブ４を取り付ける。さらに、船体２において、ブレード５の位置をブレード位置調整装置５１で調整し、ハブ４に複数のブレード５を固定する。その後、タワー固定機構１１による固定を解除し、タワー固定機構１１で浮体１を上下方向への移動を許容しつつ把持して、浮体１を浮上させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

洋上における浮体への風車の搭載方法であって、
筒状の浮体を寝かした状態で曳航し、前記浮体にバラストを導入して立て起こす工程ａと、
前記浮体を所定深さまで沈めて、前記浮体の上端近傍のみを洋上に露出させた状態で、前記浮体の上端近傍を船体の固定機構に固定する工程ｂと、
前記浮体の上部に、前記船体においてナセル及びハブを取り付ける工程ｃと、
前記ハブに、前記船体において複数のブレードを固定する工程ｄと、
前記固定機構による固定を解除するとともに、前記浮体を浮上させる工程ｅと、
を具備することを特徴とする浮体への風車の搭載方法。

【請求項2】

前記工程ｃにおいて、前記ナセルと前記浮体の上部との位置調整を行うための水平方向の位置決め手段と、高さ方向の位置決め手段とを用いることを特徴とする請求項１記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項3】

前記船体には複数の前記ブレードが並置されており、前記工程ｄにおいて、前記ハブとの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段と、高さ方向の位置決め手段とを用いることを特徴とする請求項１記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項4】

前記工程ｄにおいて、前記船体に載置されている前記ブレードを、前記ハブの方向へ移動させて前記ハブに固定した後、略水平方向の回転軸で前記ハブを所定角度回転させて、順次、前記ブレードを前記ハブに固定することを特徴とする請求項１記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項5】

前記ブレードは３枚以上であり、
前記工程ｄにおいて、最後の前記ブレード以外を前記ハブに固定した後、最後の前記ブレードの固定部と前記ハブの近傍とをワイヤで連結する工程ｆを有し、
前記工程ｅで、最後の前記ブレードを前記ワイヤで吊り下げた状態で、前記ブレードの長さ以上の高さまで前記浮体を上昇させた後、前記ブレードを引き上げて前記ハブに固定する工程ｇを具備することを特徴とする請求項４記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項6】

前記工程ｃにおいて、前記ナセル及び前記ハブを、ヒンジを介して前記浮体の上部へ取付け、前記ハブの回転軸を、上方に向けて配置し、
前記工程ｄにおいて、前記船体に載置されている前記ブレードを、前記ハブの方向へ移動させて前記ハブに固定した後、略鉛直方向の回転軸で前記ハブを所定角度回転させて、順次、全ての前記ブレードを前記ハブに固定し、
前記工程ｅの後に、前記浮体上で、前記ヒンジによって前記ナセル及び前記ハブを回動させ、前記ハブの回転軸を略水平方向に向けて固定する工程ｈを具備することを特徴とする請求項１記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項7】

前記工程ｈにおいて、ジャッキによって前記ナセル及び前記ハブを回動させることを特徴とする請求項６記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項8】

前記工程ｈにおいて、ジャッキを衝撃吸収用のダンパとして用いて、ワイヤによって前記ナセル及び前記ハブを回動させることを特徴とする請求項６記載の浮体への風車の搭載方法。

【請求項9】

洋上における浮体への風車の搭載システムであって、
船体に取り付けられ、浮体を把持する固定機構と、
前記船体において前記浮体の上部にナセル及びハブを取り付ける際に、前記浮体の上部に対して前記ナセルの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段及び高さ方向の位置決め手段と、
前記船体において前記ハブにブレードを固定する際に、前記ハブに対して前記ブレードの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段及び高さ方向の位置決め手段と、
を具備し、
前記固定機構は、前記浮体を所定の高さに固定する状態と、前記浮体を上下方向への移動を許容しつつ把持する状態との切り替えが可能であることを特徴とする浮体への風車の搭載システム。

【請求項10】

前記浮体へのバラストの注排水設備と、
前記注排水設備の制御部と、
をさらに具備し、
前記制御部は、前記バラストの量を制御して前記浮体の姿勢および洋上への露出高さを調整することを特徴とする請求項９記載の浮体への風車の搭載システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

洋上風力発電設備には、水深５０ｍ程度までの海に適した着床式と、それ以上の水深の海に適した浮体式の２つの方式がある。浮体式で用いられる各種浮体のうち、スパー型は単円で細長の単純な形状であることからコスト的に有利であるといわれる。ただし、スパー型はその縦長の構造から、水深１００ｍ程度以上の深い海域に適用される。

【0003】

一般的に、スパー型の浮体を用いる場合には、水深の浅い岸壁から浮体を横向きに浮かべて作業海域まで運搬した後、浮体を起立状態とし、クレーンを用いて浮体にタワー、ナセル及びブレードを取り付ける（例えば、特許文献１、２参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６２７０５２７号公報

【特許文献2】特許第５７３８６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、波の荒い洋上でクレーンを用いてタワー、ナセル及びブレードを浮体に搭載するのは、困難かつ危険な作業であった。

【0006】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で施工できる浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するために第１の発明は、洋上における浮体への風車の搭載方法であって、筒状の浮体を寝かした状態で曳航し、前記浮体に海水によるバラストを導入して立て起こす工程ａと、前記浮体を所定深さまで沈めて、前記浮体の上端近傍のみを洋上に露出させた状態で、前記浮体の上端近傍を船体の固定機構に固定する工程ｂと、前記浮体の上部に、前記船体においてナセル及びハブを取り付ける工程ｃと、前記ハブに、前記船体において複数のブレードを固定する工程ｄと、前記固定機構による固定を解除するとともに、前記浮体を浮上させる工程ｅと、を具備することを特徴とする浮体への風車の搭載方法である。

【0008】

第１の発明では、浮体の上端近傍を船体に固定した状態で、船体から浮体の上部にナセル及びハブ、ブレードを固定した後、浮体を浮上させる。そのため、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で浮体に風車を搭載できる。

【0009】

前記工程ｃにおいて、前記ナセルと前記浮体の上部との位置調整を行うための水平方向の位置決め手段と、高さ方向の位置決め手段とを用いることが望ましい。
これにより、ナセルの水平方向の位置および高さ方向の位置を調整して、浮体にナセルを取り付けることができる。この調整には、傾きの調整も含まれる。

【0010】

前記船体には複数の前記ブレードが並置されており、前記工程ｄにおいて、前記ハブとの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段と、高さ方向の位置決め手段とを用いることが望ましい。
これにより、ブレードの水平方向の位置および高さ方向の位置を調整して、ハブにブレードを固定することができる。

【0011】

第１の発明では、例えば、前記工程ｄにおいて、前記船体に載置されている前記ブレードを、前記ハブの方向へ移動させて前記ハブに固定した後、略水平方向の回転軸で前記ハブを所定角度回転させて、順次、前記ブレードを前記ハブに固定する。
これにより、浮体の上端近傍を船体に固定した状態で、ブレードをハブに固定できる。

【0012】

前記ブレードは３枚以上であり、最後の前記ブレード以外を前記ハブに固定した後、最後の前記ブレードの固定部と前記ハブの近傍とをワイヤで連結する工程ｆを有し、前記工程ｅで、最後の前記ブレードを前記ワイヤで吊り下げた状態で、前記ブレードの長さ以上の高さまで前記浮体を上昇させた後、前記ブレードを引き上げて前記ハブに固定する工程ｇを具備することが望ましい。
これにより、全てのブレードをハブに水面上で固定できるので、ブレードが着水してブレードやハブに過度な応力が発生するのを防止できる。

【0013】

第１の発明では、前記工程ｃにおいて、前記ナセル及び前記ハブを、ヒンジを介して前記浮体の上部へ取付け、前記ハブの回転軸を、上方に向けて配置し、前記工程ｄにおいて、前記船体に載置されている前記ブレードを、前記ハブの方向へ移動させて前記ハブに固定した後、略鉛直方向の回転軸で前記ハブを所定角度回転させて、順次、全ての前記ブレードを前記ハブに固定し、前記工程ｅの後に、前記浮体上で、前記ヒンジによって前記ナセル及び前記ハブを回動させ、前記ハブの回転軸を略水平方向に向けて固定する工程ｈを具備してもよい。
これにより、全てのブレードをハブに水面上で固定できるので、ブレードが着水してブレードやハブに過度な応力が発生するのを防止できる。

【0014】

前記工程ｈにおいて、ジャッキによって前記ナセル及び前記ハブを回動させてもよい。また、前記工程ｈにおいて、ジャッキに代わりジャッキ型などのコンパクトな衝撃吸収用のダンパを用いて、ワイヤによって前記ナセル及び前記ハブを回動させてもよい。
ジャッキを用いたりダンパとワイヤを用いたりすることにより、ナセル及びハブを安全に回動させることができる。

【0015】

第２の発明は、洋上における浮体への風車の搭載システムであって、船体に取り付けられ、浮体を把持する固定機構と、前記船体において前記浮体の上部にナセル及びハブを取り付ける際に、前記浮体の上部に対して前記ナセルの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段及び高さ方向の位置決め手段と、前記船体において前記ハブにブレードを固定する際に、前記ハブに対して前記ブレードの位置調整を行うための水平方向の位置決め手段及び高さ方向の位置決め手段と、を具備し、前記固定機構は、前記浮体を所定の高さに固定する状態と、前記浮体を上下方向への移動を許容しつつ把持する状態との切り替えが可能であることを特徴とする浮体への風車の搭載システムである。

【0016】

第２の発明によれば、船体においてナセルやブレードの水平方向及び高さ方向の位置を調整できる。また、固定機構を用いて、浮体を固定したり上下方向の移動を許容しつつ把持したりできる。そのため、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で浮体に風車を搭載できる。

【0017】

前記浮体へのバラストの注排水設備と、前記注排水設備の制御部と、をさらに具備し、前記制御部は、前記バラストの量を制御して前記浮体の姿勢および洋上への露出高さを調整することが望ましい。
これにより、浮体の立て起こしや、適切な深さへの沈降や浮上が可能になる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で施工できる浮体への風車の搭載方法および浮体への風車の搭載システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（ａ）は浮体１を曳航している状態を示す図、（ｂ）は浮体１を立て起こしている状態を示す図。

【図2】（ａ）は船体２を後方から見た図、（ｂ）は船体２の線Ａ－Ａによる断面を示す図、（ｃ）は船体２を上方から見た図。

【図3】（ａ）（ｂ）はブレード５－１をハブ４に固定した状態を示す図。

【図4】（ａ）はブレード５－２をハブ４に固定した状態を示す図、（ｂ）はブレード５－３をハブ４に固定した状態を示す図。

【図5】浮体１の浮上が完了した状態を示す図。

【図6】（ａ）はブレード５－３にワイヤ５２を取り付けた状態を示す図、（ｂ）はブレード５－３を吊り上げている状態を示す図。

【図7】浮体１の浮上が完了した状態を示す図。

【図8】（ａ）は図６（ａ）のハブ４付近の拡大図、（ｂ）はブレード５－３の固定部５４付近の立面とソケット４１の断面を示す図。

【図9】（ａ）はヒンジ板７をタワー１３に固定した状態を示す図、（ｂ）はナセル３及びハブ４をヒンジ板７に取り付けた状態を示す図。

【図10】（ａ）（ｂ）はブレード５をハブ４に固定した状態を示す図。

【図11】（ａ）は浮体１の浮上が完了した状態を示す図、（ｂ）はナセル３及びハブ４を回動させた状態を示す図。

【図12】（ａ）はブレード５をハブ４に固定した状態を示す図、（ｂ）は浮体１の浮上が完了した状態を示す図。

【図13】ナセル３及びハブ４を回動させている状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0021】

［第１の実施形態］
図１は、浮体１の姿勢の制御について示す図、図２はタワー１３を船体２に固定した状態における風車の搭載システム２０を示す図である。図３はブレード５－１をハブ４に固定した状態を示す図、図４はブレード５－２、５－３をハブ４に固定している状態を示す図、図５は浮体１の浮上が完了した状態を示す図である。

【0022】

浮体１は、タワー１３とスパー型浮体１４とを一体化したものであり、筒状である。タワー１３とスパー型浮体１４の長さは略同等であり、スパー型浮体１４は外径に対して高さが５倍以上である。タワー１３とスパー型浮体１４との間は、タワー１３内に水が流入しないように水密性が確保される。

【0023】

第１の実施形態では、図１、図２に示すタワー固定機構１１、ナセル位置調整装置３１、ブレード位置調整装置５１、注排水設備１５、制御部１６等からなる風車の搭載システム２０を用いて、浮体１のタワー１３に風車を搭載する。

【0024】

図１に示すように、注排水設備１５、制御部１６は、船１０に設置される。注排水設備１５は、スパー型浮体１４に海水によるバラスト１２を注排水する。制御部１６は、注排水設備１５によるスパー型浮体１４へのバラスト１２の注排水を制御して、浮体１の姿勢および洋上への露出高さを調整する。なお、制御部１６は注排水設備１５を制御できればよく、設置場所は船１０に限らない。

【0025】

図２に示すように、タワー固定機構１１は、船体２の側部に設けられる。タワー固定機構１１は、浮体１を所定の高さに固定する状態と、浮体１を上下方向への移動を許容しつつ把持する状態（上下動の移動を許容するが、水平方向への移動を規制する状態）との切り替えが可能である。ナセル位置調整装置３１、ブレード位置調整装置５１は、船体２上に設置される。ナセル位置調整装置３１は、ナセル３の位置調整を行うための水平方向の位置決め手段であり、高さ方向の位置決めと傾き調整の手段でもある。ブレード位置調整装置５１は、ブレード５の位置調整を行うための水平方向の位置決め手段であり、高さ方向の位置決めと傾き調整の手段でもある。ナセル位置調整装置３１及びブレード位置調整装置５１は、水平方向の位置決め手段として、図２（ｃ）の上下方向と左右方向の２軸における位置調整が可能である。また、高さ方向の位置決め手段として、図２（ｃ）の紙面直交方向と上下左右の傾き方向の位置調整が可能である。

【0026】

浮体１のタワー１３に風車を搭載するには、まず、図１（ａ）に示すように浮体１を寝かした状態で曳航船９等によって作業海域まで曳航する。そして、図１（ｂ）に示すように、注排水設備１５を用いてスパー型浮体１４にバラスト１２を導入し、タワー１３を上側として立て起こす。浮体１は、制御部１６によるバラスト１２の量の調整によって、略垂直に立て起され、タワー１３の上端近傍のみが洋上に露出するまで沈められる。スパー型浮体１４へのバラスト１２の注水のみで浮体１を沈められない場合は、図示しない自らが大きな自重と注排水タンクを有する補助ウエイトを用いてもよい。

【0027】

浮体１をタワー１３の上端近傍のみが洋上に露出するまで沈めたら、図２（ａ）に示すように浮体１のタワー１３の上端近傍を船体２のタワー固定機構１１に固定する。船体２上では、予め連結された状態のナセル３及びハブ４がナセル位置調整装置３１に載置される。また、３本のブレード５がブレード位置調整装置５１に載置される。

【0028】

タワー１３をタワー固定機構１１に固定したら、図３に示すように、ハブ４が連結されたナセル３をタワー１３の上部に取り付ける。このとき、ナセル位置調整装置３１を用いて、タワー１３の上部に対するナセル３の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調整し、ナセル３をタワー１３の方向へ移動させて固定する。次に、ハブ４に１本目のブレード５－１を固定する。このとき、ブレード位置調整装置５１を用いて、ハブ４に対するブレード５－１の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調整するとともに、ハブ４に対するブレード５－１の傾きを調整し、ブレード５－１をハブ４の方向に移動させる。

【0029】

ハブ４にブレード５－１を固定したら、図４（ａ）に示すように、略水平方向の回転軸でハブ４を矢印Ｂ１の方向に１２０度回転させ、ブレード５－２をハブ４に固定する。次に、図４（ｂ）に示すように、ハブ４を矢印Ｂ２の方向に１２０度回転させ、ブレード５－３をハブ４に固定する。ブレード５－２、５－３をハブ４に固定するときも、ブレード位置調整装置５１を用いて、ハブ４に対するブレード５の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調整するとともに、ハブ４に対するブレード５の傾きを調整し、ブレード５をハブ４の方向に移動させる。

【0030】

図４（ｂ）に示す状態のとき、ブレード５－１が着水することで浮力や波力によりブレード５－１とハブ４との接合部やブレード５－１本体に過度な応力が発生する可能性がある。そのため、必要に応じて、ハブ４に図示しない着脱可能なカバーを取り付けて接合部を補強したり、ブレード５－１の内部に注水して浮力の発生を防いだりして、ブレード５－１やハブ４への影響を小さくすることが望ましい。

【0031】

３本のブレード５をハブ４に固定したら、タワー固定機構１１によるタワー１３の固定を解除し、図５に示すように浮体１を浮上させる。上述したようにタワー固定機構１１は、タワー１３を固定する状態と、タワー１３の浮上を許容した状態で把持する状態との間で切り替えが可能であり、図５に示す工程では、タワー固定機構１１でタワー１３を上下方向の移動を許容しつつ把持した状態で、制御部１６で注排水設備１５を制御してスパー型浮体１４から排水することにより、例えば浮体１をスパー型浮体１４の上端近傍が水上に露出する程度の所定の高さまで浮上させる。

【0032】

このように、第１の実施形態では、風車の搭載システム２０を用い、浮体１の上端近傍を船体２に固定した状態で、浮体１の上部に船体２からナセル３及びハブ４、ブレード５を固定した後、浮体１を浮上させる。風車の搭載システム２０では、船体２において、ナセル位置調整装置３１やブレード位置調整装置５１を用いて、ナセル３やブレード５の水平方向及び高さ方向の位置を調整できる。また、タワー固定機構１１を用いて浮体１を固定したり上下方向の移動を許容しつつ把持したりできる。さらに、浮体１へのバラスト１２の注排水設備１５を制御部１６で制御することで、浮体１の立て起こしや、浮体１の適切な深さへの沈降及び浮上が可能になる。そのため、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で浮体１に風車を搭載できる。なお、本機構は、ブレード５が３本のタイプについて説明したが、２本のタイプにも適用可能である。

【0033】

以下、本発明の別の例について、第２～第４の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。

【0034】

［第２の実施形態］
図６、図７はブレード５－３を固定する工程を示す図、図８はハブ４とブレード５－３との接合部の詳細を示す図である。
第２の実施形態は、３本のブレード５－１、５－２、５－３のうち最後のブレード５－３をハブ４に固定する方法が第１の実施形態と主に異なる。

【0035】

第２の実施形態では、図４（ａ）に示すように最後のブレード５－３以外をハブ４に固定した後、図６（ａ）に示すようにブレード５－１、５－２が着水しない程度で、望ましくはハブ４のブレード５－３接合部が鉛直下向きの位置までハブ４を回転させる。そして、ブレード位置調整装置５１でブレード５－３をハブ４の方向に移動させて、ブレード５－３の固定部５４とハブ４の近傍とを２本以上のワイヤ５２で連結する。また、ブレード５－３の固定部５４と反対側の端部付近に介錯ロープ５７を取り付ける。

【0036】

図８（ａ）に示すように、ハブ４にはブレード５を固定するためのソケット４１が設けられる。ワイヤ５２は、ソケット４１およびハブ４の内部に通され、一端がナセル３上に設置されたワイヤ巻取り機５３に接続され、他端がブレード５－３の固定部５４に接続される。

【0037】

ワイヤ５２を設置したら、図６（ｂ）に示すようにタワー固定機構１１によるタワー１３の固定を解除して、タワー１３の浮上を許容した状態で把持し、ソケット４１が鉛直下向きに向いた状態で、浮体１を浮上させる。浮体１を浮上させると、ワイヤ５２で吊り下げた固定部５４側からブレード５－３が徐々に持ち上がる。介錯ロープ５７の長さは、ブレード５－３の姿勢に合わせて適宜調整し、その持ち上がり位置や風によりブレード５－３が揺れて他の構造物に接触することを防止する。浮体１は、図７に示すように、ハブ４が水面からブレード５－３の長さ以上の高さに達し、ブレード５－３がハブ４の下方に略垂直に吊り下がるまで浮上させる。浮体１の上昇が完了したら、必要に応じて、タワー固定機構１１によりタワー１３を固定し、ワイヤ巻取り機５３でワイヤ５２を巻き取ってブレード５－３を引き上げ、ブレード５－３をハブ４に固定する。

【0038】

図８（ｂ）に示すように、ソケット４１の内周面には、ハブ４の中心から外側に向けて広がるテーパ部４２が形成される。テーパ部４２の円周方向の対向する２ヶ所には、凹部４３が形成される。また、ブレード５－３の固定部５４の外周面には、端部に向けて狭まるテーパ部５５が形成される。テーパ部５５には、テーパ部４２の凹部４３に対応する２ヶ所に凸部５６が形成される。凹部４３の断面は一定であり、凸部５６の断面は固定部５４の先端に向けて小さくなる。

【0039】

ブレード５－３をハブ４に固定する際には、固定部５４をソケット４１に挿入する。このとき、テーパ部４２およびテーパ部５５がガイドとして機能することで、ソケット４１の中心軸４４に固定部５４の中心軸を合わせることができる。また、少なくとも２本のワイヤ５２を用いてブレード５－３を中心軸４４まわりに回転させて凸部５６を凹部４３に嵌合させることで、ソケット４１とブレード５－３の円周方向の位置を合わせることができる。この接合部の回転方向の円滑な位置合わせのため、凹凸の組み合わせは、円周方向に１箇所ではなく２箇所程度あることが望ましい。

【0040】

このように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、風車の搭載システム２０を用いることで深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で浮体１に風車を搭載できる。第２の実施形態では、ブレード５－３をワイヤ５２で吊り下げた状態で浮体１を浮上させた後、ブレード５－３をハブ４に固定するので、先行してハブ４に固定したブレード５－１、５－２が着水しない。そのため、浮力によってブレード５やハブ４に過度な応力が発生するのを防止できる。

【0041】

なお、第２の実施形態ではソケット４１の内周面と固定部５４の外周面にテーパ部４２、５５を形成したが、テーパ部は上記した組み合わせに限らない。ソケット４１の外周面にハブ４の中心から外側に向けて狭まるテーパ部を形成し、固定部５４の内周面に端部に向けて広がるテーパ部を形成することで、ソケット４１とブレード５－３の中心軸を合わせてもよい。また、凹部４３と凸部５６を設けず、ソケット４１の内周面と固定部５４の外周面を楕円形とすることで、ソケット４１とブレード５－３の円周方向の位置を合わせてもよい。

【0042】

第２の実施形態では、ワイヤ巻取り機５３でワイヤ５２を巻き取ってブレード５－３をハブ４に固定したが、ワイヤ巻取り機５３は必須ではない。例えば、タワー１３の外周に鉛直方向の２列程度のラック付きレールを固定しておき、図７に示すように浮体１を浮上させた後、ラックアンドピニオン機構によりアシスト装置をレールに沿って上昇させ、ワイヤ５２で吊り下げたブレード５－３をアシスト装置で把持して持ち上げ、位置調整してハブ４に固定してもよい。ワイヤ５２は合成繊維ロープ等でもよい。

【0043】

［第３の実施形態］
図９はナセル３及びハブ４を固定する工程を示す図、図１０はブレード５を固定する工程を示す図、図１１は浮体１を浮上させてナセル３及びハブ４を回動させる工程を示す図である。
第３の実施形態は、３本のブレード５をハブ４に固定する方法が第１の実施形態と主に異なる。

【0044】

第３の実施形態では、浮体１を立て起こしてタワー１３の上端近傍をタワー固定機構１１で固定した後、図９（ａ）に示すようにタワー１３の上端に油圧ジャッキ６とヒンジ板７とを取り付ける。筒状の浮体を寝かした状態で曳航する際に問題ない機構としておけば、曳航前の陸上において予め取り付けておくことも可能である。ヒンジ板７は、２枚のタワー内とナセル内を人が往来可能で配線等も配置可能な穴あきの板部７１、７２を回転部７３で連結したものであり、板部７１がタワー１３の上端に固定される。油圧ジャッキ６は、一端がタワー１３の上端付近に接続され、他端が板部７２に接続される。ヒンジ板７は、油圧ジャッキ６の伸縮によって回転部７３を中心に板部７２が回転する。

【0045】

第３の実施形態では、船体２にナセル位置調整装置３１ａ、ブレード位置調整装置５１ａが設置される。ナセル位置調整装置３１ａ、ブレード位置調整装置５１ａは、図２等に示すナセル位置調整装置３１、ブレード位置調整装置５１と形状が異なるが、同様の機能を有する。

【0046】

油圧ジャッキ６とヒンジ板７を取り付けたら、図９（ｂ）に示すように予めハブ４が連結されたナセル３を略垂直に配置された板部７２に取り付けることにより、ナセル３及びハブ４をヒンジを介してタワー１３の上部に取り付け、ハブ４の回転軸を上方に向けて配置する。このとき、ナセル位置調整装置３１ａを用いて、タワー１３の上部に対するナセル３の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調整し、ナセル３をタワー１３の方向へ移動させて固定する。また、予め、油圧ジャッキ６とヒンジ板７をナセル３に取り付けておき、ヒンジ板を開くことでタワー１３に取り付けることも可能である。

【0047】

ナセル３及びハブ４を取り付けたら、図１０に示すように、ハブ４に３本のブレード５を固定する。３本のブレード５は船体２に設置されたブレード位置調整装置５１ａに載置されており、ブレード５－１をハブ４に固定した後、略鉛直方向の回転軸で図１０（ｂ）における反時計回りにハブ４を１２０度回転させてブレード５－２をハブ４に固定する。その後、同様にしてブレード５－３をハブ４に固定する。このとき、ブレード位置調整装置５１ａを用いて、ハブ４に対するブレード５の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調整し、ブレード５をハブ４の方向に移動させる。

【0048】

全てのブレード５を固定したら、図１１（ａ）に示すようにタワー固定機構１１によるタワー１３の固定を解除するとともに、浮体１を浮上させる。浮体１の上昇が完了したら、図１１（ｂ）に示すように、油圧ジャッキ６を縮めてヒンジ板７を閉じることによって、タワー１３上でナセル３及びハブ４を回動させ、ハブ４の回転軸を略水平方向に向けて固定する。その後、ナセル３上の図示しないホイストクレーンにより油圧ジャッキ６と油圧ホースを撤去する。

【0049】

［第４の実施形態］
図１２はブレード５を固定する工程を示す図、図１３はナセル３及びハブ４を回動させる工程を示す図である。
第４の実施形態は、ナセル３及びハブ４を回動させる方法が第３の実施形態と主に異なる。

【0050】

第４の実施形態では、浮体１を立て起こしてタワー１３の上端近傍をタワー固定機構１１で固定した後、図１２（ａ）に示すようにタワー１３の上端にジャッキ型のダンパ６ａとヒンジ板７とを取り付ける。ダンパ６ａは、衝撃吸収用のエアダンパ等であり、一端がタワー１３の上端に接続され、他端が板部７２に接続される。また、ワイヤ８の一端を船体２上に設置したワイヤ巻取り機８１に接続し、他端を板部７１を介して板部７２に接続する。

【0051】

ダンパ６ａ、ヒンジ板７、ワイヤ８を取り付けたら、第３の実施形態と同様に、ナセル３及びハブ４をヒンジを介してタワー１３の上部に取り付け、ハブ４の回転軸を上方に向けて配置する。そして、ハブ４に３本のブレード５を固定する。なお、ワイヤ８は、ナセル３及びハブの取り付け後や、ブレード５の固定後に設置してもよい。第３に実施形態の油圧ジャッキ６に代わり、第４の実施形態ではコンパクトなダンパ６ａを用いることができる。また、油圧ユニットやホースの配置撤去を省略することも可能である。

【0052】

全てのブレード５を固定したら、図１２（ｂ）に示すようにタワー固定機構１１によるタワー１３の固定を解除するとともに、ワイヤ巻取り機８１からワイヤ８を巻き出しつつ浮体１を浮上させる。浮体１の上昇が完了したら、必要に応じて、タワー固定機構１１によりタワー１３を固定し、図１３に示すように、ワイヤ巻取り機８１でワイヤ８を巻き取ってダンパ６ａで角速度を調整しつつヒンジ板７を閉じることによって、タワー１３上でナセル３及びハブ４を回動させる。そして、図１１（ｂ）と同様にハブ４の回転軸を略水平方向に向けて固定する。その後、ナセル３上の図示しないホイストクレーンによりダンパ６ａおよびワイヤ８を撤去する。

【0053】

このように、第３、第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、深い海域で起重機船や大型クレーン船を用いずに簡易な船舶艤装で浮体１に風車を搭載できる。第３、第４の実施形態では、全てのブレード５をハブ４に水面上で固定できるので、浮力によってブレード５やハブ４に過度な応力が発生するのを防止できる。

【0054】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0055】

例えば、第１から第４の実施形態では、タワー１３とスパー型浮体１４とを接合した浮体１を作業海域まで曳航したが、スパー型浮体１４のみを作業海域まで曳航して船体２においてスパー型浮体１４にタワー１３を接合してもよい。また、ナセル３の水平方向の位置決め手段と高さ方向の位置決め手段と傾き調整手段は、それぞれ独立した装置として設けてもよい。ブレード５の水平方向の位置決め手段と高さ方向の位置決め手段と傾き調整手段も、それぞれ独立した装置としてよい。

【0056】

第１から第４の実施形態では、３枚のブレード５をハブ４に固定したが、第１、第３、第４の実施形態はブレード５が２枚以上の場合に適用できる。第２の実施形態はブレードが３枚以上の場合に適用できる。

【符号の説明】

【0057】

１………浮体
２………船体
３………ナセル
４………ハブ
５、５－１、５－２、５－３………ブレード
６………油圧ジャッキ
６ａ………ダンパ
７………ヒンジ板
８、５２………ワイヤ
９………曳航船
１０………船
１２………タワー固定機構
１２………バラスト
１３………タワー
１４………スパー型浮体
１５………注排水設備
１６………制御部
３１、３１ａ………ナセル位置調整装置
４１………ソケット
４２、５５………テーパ部
４３………凹部
４４………中心軸
５１、５１ａ………ブレード位置調整装置
５３、８１………ワイヤ巻取り機
５４………固定部
５６………凸部
５７………介錯ロープ
７１、７２………板部
７３………回転部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】