特許 7434335 風力タービンを海上の下部構造体の上に設置するための多機能クランプ、システム及び方法

(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】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】風力タービンを海上の下部構造体の上に設置するための多機能クランプ、システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/25 20160101AFI20240213BHJP

   E04H 12/34 20060101ALI20240213BHJP

   B66C 1/62 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

F03D13/25

E04H12/34

B66C1/62 E

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2021540438

(86)(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-15

(86)【国際出願番号】 IB2020050378

(87)【国際公開番号】W WO2020148719

(87)【国際公開日】2020-07-23

【審査請求日】2023-01-11

(31)【優先権主張番号】19152411.5

(32)【優先日】2019-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】516208282

【氏名又は名称】サイペム エスピーアー

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】セクストン，クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ストークス，ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】マッカーシー，ヴィンセント

【審査官】古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－００２７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０２３７４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１１２０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１６８６５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１７３０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３９９１８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ １３／２５

Ｆ０３Ｄ １３／２０

Ｆ０３Ｄ １３／１０

Ｅ０４Ｈ １２／３４

Ｂ６６Ｃ １／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力タービンを海上の下部構造体の上に、リフティングクレーンを含むクレーン船を用いて設置するための多機能クランプであって、前記多機能クランプ（７）が、
－前記風力タービン（２）のタワー（１２）を選択的にクランプ及びアンクランプするように構成され、且つ、前記クレーン船（５）に対する前記タワー（１２）のための所与の位置を画定するように前記クレーン船（５）と連結する形状にされた本体（２７）と、
－前記本体（２７）から延在する複数のフッキング部材（３１）と、を備え、前記複数のフッキング部材（３１）が、前記多機能クランプ（７）を前記リフティングクレーン（６）により持ち上げるために前記リフティングクレーン（６）のリギングアセンブリ（１１）の自由端を前記本体（２７）に固定及び解放するように構成されている、多機能クランプ。

【請求項2】

複数のジョー（２９）を備えた前記多機能クランプであって、前記複数のジョー（２９）が、前記本体（２７）より内側に延在し、且つ、前記タワー（１２）を選択的にクランプ及びアンクランプするように構成され、且つ、前記多機能クランプが、前記ジョー（２９）を制御するための複数の第１アクチュエータ（３０）を備えている、請求項１に記載の多機能クランプ。

【請求項3】

各前記フッキング部材（３１）が、それぞれ位置合わせされた穴を有する２つのフランジと、両方の穴に挿入されるように構成されたピンと、前記フランジの一方に取り付けられた第２アクチュエータ（３３）とを含む、請求項１又は２に記載の多機能クランプ。

【請求項4】

前記本体（２７）が環状であり、且つ、第３アクチュエータ（３７）により、開放状態に開放可能であり且つ閉鎖状態に閉鎖可能である、請求項１～３のいずれか一項に記載の多機能クランプ。

【請求項5】

前記本体（２７）が、第１セクタ、第２セクタ及び第３セクタ（３４，３５，３６）を含み、前記第２セクタ及び前記第３セクタ（３５，３６）が、前記第１セクタ（３４）の対向側にヒンジ連結されたそれぞれの第１端部と、互いに選択的にロック可能なそれぞれの第２端部とを含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の多機能クランプ。

【請求項6】

前記第１セクタ（３４）が、前記クレーン船（５）に対する前記多機能クランプ（７）の所与の位置を画定するように、前記クレーン船（５）に連結するために存在する平行な穴（２８）を含む、請求項５に記載の多機能クランプ。

【請求項7】

風力タービンを海上の下部構造体の上に設置するためのシステムであって、前記風力タービン（２）が、タワー（１２）と、ナセル（１３）及びハブ（１５）を含むサブアセンブリ（１７）と、多数のブレード（１６）と含み、前記システム（１）が、
－メインデッキ（１９）及び少なくとも１つのリフティングクレーン（６）を含むクレーン船（５）と、
－請求項１～６のいずれか一項に記載の多機能クランプ（７）と、
－前記クレーン船（５）に搭載され且つ前記多機能クランプ（７）に連結してタワー（１２）を支持するように構成されたデッキ拡張モジュール（１０）と、を備えたシステム（１）。

【請求項8】

前記デッキ拡張モジュール（１０）が、前記タワー（１２）の下端を拘束及び支持するためのピット（２４）を含む下部デッキ（２１）を含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記デッキ拡張モジュール（１０）が上部デッキ（２２）を含み、前記上部デッキ（２２）が、前記ピット（２４）と位置合わせされた多機能クランプ（７）を保持するために前記多機能クランプ（７）と形状的に連結するように構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記上部デッキ（２２）と前記多機能クランプ（７）とが、前記上部デッキ（２２）の上の前記多機能クランプ（７）の位置が所与の軸に沿って画定されるように相互連結のための複数の凹部及び突起（２５）を含む、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記タワー（１２）の上部を選択的にクランプ及びアンクランプするように構成された安定フレーム（８）を備えた、請求項７～１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記デッキ拡張モジュール（１０）が、前記安定フレーム（８）を静止位置で支持するように構成された上部構造体（２３）を含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記リフティングクレーン（６）が、巻上げライン（４５）を含むリギングアセンブリ（１１）を備え、前記巻上げライン（４５）が、前記多機能クランプ（７）に固定され、且つ、前記風力タービン（２）を持ち上げるために前記安定フレーム（８）に連結される、請求項１１又は１２に記載のシステム。

【請求項14】

海上の下部構造体の上に風力タービンを設置するための方法であって、
－風力タービン（２）のタワー（１２）を、請求項１～５のいずれか一項に記載の多機能クランプ（７）を用いて、直立位置でクランプするステップと、
－前記多機能クランプ（７）が前記タワー（２）を直立状態に保持した状態で、前記風力タービン（２）を、前記クレーン船（５）のリフティングクレーン（６）を用いて組み立てるステップと、
－前記リフティングクレーン（６）のリギングアセンブリ（１１）を多機能クランプ（７）に固定することにより前記風力タービン（２）を持ち上げるステップと、
－前記風力タービン（２）を前記海上の下部構造体（３）上に降下させるステップと、を含む、方法。

【請求項15】

前記リギングアセンブリ（１１）の部品を、前記タワー（１２）の上部にクランプされた安定フレーム（８）のガイド（５０）内に拘束するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記リギングアセンブリ（１１）の部品を、前記タワー（１２）の上部にクランプされた安定フレーム（８）のガイド（５０）内に拘束する前記ステップが、
－前記リギングアセンブリ（１１）の第１リギング（３９）を、前記クレーン船（５）の第１リフティングクレーン（６）により、前記第１リギング（３９）の部品を前記安定フレーム（８）の第１の側から前記安定フレーム（８）の前記ガイド（５０）に挿入するように制御するステップと、
－第２リギング（３９）を、前記クレーン船（５）の第２リフティングクレーン（６）を用いて、前記第２リギング（１１）の部品を前記安定フレーム（８）の第２側から前記安定フレーム（８）の前記ガイド（５０）に挿入するように制御するステップと、を含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

－風力タービン（２）のタワー（１２）を、前記クレーン船（５）に取り付けられたデッキ拡張モジュール（１０）の上に配置するステップを含む、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

－前記クレーン船（５）の前記リフティングクレーン（６）を用いて、前記タワー（１２）を前記デッキ拡張モジュール（１０）の下部デッキ（２１）のピット（２４）内に配置するステップと、
－前記デッキ拡張モジュール（１０）の上部デッキ（２２）の上の前記ピット（２４）に位置合わせして保持された前記多機能クランプ（７）を用いて前記タワー（１２）をクランプするステップと、を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記多機能クランプ（７）を前記上部デッキ（２２）に、前記多機能クランプ（７）のための前記上部デッキ（２２）に沿った所与の位置を画定する協働手段により選択的に連結するステップを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記多機能クランプ（７）に電力を供給するステップと、前記多機能クランプ（７）及び前記クレーン船（５）に接続されたアンビリカル（６０）により、前記クレーン船（５）と前記多機能クランプ（７）との間で信号を交換するステップと、を含む、請求項１４～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記リフティングクレーン（６）に吊り下げられたときの前記多機能クランプ（７）の位置を、前記クレーン船（５）から制御されるタッガ線（６１）を用いて制御するステップを含む、請求項１４～２０のいずれかに記載の方法。

【請求項22】

前記リフティングクレーン（６）に吊り下げられた１つのブレード（１６）の位置を、さらなるタッガ線（６４）と、前記リフティングクレーン（６）の上に取り付けられたブレード安定フレーム（９）とにより制御するステップを含む、請求項１４～２１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項23】

選択的に、前記ブレード安定フレーム（９）を動作状態に延在させ、前記ブレード安定フレーム（９）を静止状態に後退させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記多機能クランプ（７）が前記タワー（１２）を直立位置に保持している間に、前記クレーン船（５）のリフティングクレーン（６）を用いて前記風力タービン（２）を組み立てるステップが、さらに
－ナセル（１３）及びハブ（１５）を備えた１つのサブアセンブリ（１７）を前記タワー（１２）の上部に、前記サブアセンブリを前記タワー（１２）の上部に取り付けるために持ち上げるステップと、
－水平位置にある１つのブレード（１６）を前記ハブ（１５）まで、前記ブレード（１６）を前記ハブ（１５）に取り付けるために持ち上げるステップと、
－前記風力タービン（２）の全ての前記ブレード（１６）を前記ハブ（１５）に取り付けるために上述のステップを繰り返すステップと、を含む、請求項１４～２３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項25】

複数のタワー（１２）、複数のサブアセンブリ（１７）、及び複数のブレード（１６）を前記クレーン船（５）のメインデッキ（１９）に格納するステップを含む、請求項１４～２４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

－前記複数のタワー（１２）、前記複数のサブアセンブリ（１７）、及び前記複数のブレード（１６）を、移送船（１８）により陸上の建設現場（４）から前記クレーン船（５）に輸送するステップと、
－前記複数のタワー（１２）、前記複数のサブアセンブリ（１７）、及び前記複数のブレード（１６）を、前記移送船（１８）から前記メインデッキ（１９）に、前記クレーン船（５）の１つのリフティングクレーン（６）を用いて移送するステップと、を含む、請求項２５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１９年１月１７日に出願された欧州特許出願第１９１５２４１１.５号の優先権を主張し、その開示内容の全てを援用して本明細書の一部とする。

【0002】

本発明は、海上の下部構造体の上に風力タービンを設置するための多機能クランプに関する。

【0003】

また、本発明は、海上の下部構造体の上に風力タービンを設置するための多機能クランプを利用するシステム及び方法に関する。

【0004】

本発明のために、用語「風力タービン」は、タワーと、タワーの上部に取り付けられたナセルと、ハブ及び完全なブレードのセットを含むナセルに取り付けられたロータとを含む風力タービンを示す。

【0005】

用語「タワー」は、細長い鉛直の構造物を示し、用語「ナセル」は、発電機を収容し、且つ、タワーの軸を中心に回転可能にタワーの上に取り付けられるように構成された構造体を示す。用語「ロータ」は、ナセルに回転可能に装着されるハブを含むアセンブリを示す。

【0006】

用語「海上の下部構造体」は、水域の海底に荷重を伝達するための支持構造物及び基礎を示す。

【背景技術】

【0007】

海上風力タービンに関する現在のトレンドは、風力タービンの電力出力の増大化を検討し続け、風力タービンの大型化を必要としている。現在試験中のいわゆるハイパワー（高電力出力）風力タービンは、ロータ直径が２４０ｍに達する可能性がある。

【0008】

海上風力発電は、風力タービンを設置場所まで船で運び、風力タービンを海上のそれぞれの下部構造体に設置することを必要とする。これらの作業は複雑であり、風力タービンのサイズが大きくなるほど複雑性が増す。

【0009】

問題の１つは、風力タービンの部品のうち、どれだけの個数の部品を陸上の作業場／港で事前に組み立てることができ、そして、どれだけの個数の部品を海上の場所で組み立て得るかということである。

【0010】

ハイパワー風力タービンを設置する場所は、通常、海上に位置するため、輸送のために高スペックの船が必要であり、従って、一日当たりの費用が高くなり得る。

【0011】

海上風力タービンの設置に関する主な問題点を記載した特許文献が幾つかある。

【0012】

例えば、特許文献１は、カンチレバーマストを備えた設置用ジャッキアップ船を開示しており、カンチレバーマストは、風力タービン部品をジャッキアップ船のデッキから海上の設置場所に移送し、そして、風力タービン部品の望ましくない揺動を防止するように移送をガイドするために用いられる。

【0013】

別の実施形態において、風力タービン部品の、ジャッキアップ船から海上設置場所への移送及びガイドを行うために、メインクレーンがガイドアームと協働するように使用される。

【0014】

別の実施形態において、組み立てられた複数の完全な風力タービンが、ジャッキアップ船から設置場所に移送される。

【0015】

特許文献２は、ブレードを陸上からジャッキアップ船に移送し、２つの上部ブレードを、保持及び組立フレームを用いて組み立て、３つ目のブレードを組み立て、ナセルを完全なロータと共にタワーより上に持ち上げ、そしてナセルをタワーの上部に取り付けることを開示している。

【0016】

設置場所が水深の深い場所である間、設置用ジャッキアップ船の代わりにＤＰ制御（DP-controlled）船が用いられる。

【0017】

特許文献３は、以下のステップを含む設置方法を開示している。すなわち、
－ＤＰ制御船のデッキ上に、１枚のブレードが取り付けられてデッキ上に水平に配置されたタワーと、ナセルと、ナセルに取り付けられ、且つハブ及びバニーイヤー型の２枚のブレードを含むロータと、を搭載するステップと、
－ブレードが取り付けられたタワーを垂直に立てるステップと、
－タワー及び前記ブレードを海上の下部構造体の上に設置するステップと、
－ナセル及びロータをタワーより上に持ち上げてナセルをタワーの上部に連結させるステップと、である。

【0018】

特許文献４は、風力タービンを、水域水底に設置された基礎と、風力タービンを収容するためのソケットとを備えた海上の下部構造体に、船を用いて設置することを開示している。船は、風力タービンを、船のデッキ上にてリクライニングポジションで移送するように構成されており、Ａフレーム（風力タービンを下部構造体より上に立設して風力タービンをソケットにネスティングするようにウインチにより操作される）を備えている。

【0019】

一般的に、風力タービンを海上に設置する際には複数の問題が生じ、これらは、幾つかの部品（例えば、通常ガラス繊維で作られたブレード）の繊細な構造、及び、時代と共に増大する風力タービンの形状及びサイズによるものである。

【0020】

上述の問題は、設置場所の水深が深く、また、波や風により現場での風力タービンの組み立て及びその他の何等かの設置に関する作業が妨害される場合にさらに顕著になる。

【0021】

水深が深い場所でハイパワー風力タービンを組み立てる場合、さらなる問題に直面する。すなわち、タワーを海上の下部構造体付近にて所与の直立位置に保持すること、そして、風力タービンをこの位置から海上の下部構造体まで安全に移動させることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0022】

【文献】欧州特許出願公開第２，２７５，３４０号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１２／１９５,７６８号明細書

【文献】欧州特許第２，２１９，９８６号明細書

【文献】英国特許出願公開第２，４２３，１０８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0023】

本発明の１つの目的は、深海においても風力タービンを海上の下部構造体の上に安全で簡易に設置するための多機能クランプを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0024】

本発明によれば、風力タービンを海上の下部構造体の上に、リフティングクレーンを含むクレーン船を用いて設置するための多機能クランプが提供される。前記多機能クランプは、
－前記風力タービンのタワーを選択的にクランプ及びアンクランプするように構成され、且つ、前記クレーン船に対する前記タワーのための所与の位置を画定するように前記クレーン船と連結する形状にされた本体と、
－前記本体から延在する複数のフッキング部材と、を備え、前記複数のフッキング部材は、前記多機能クランプを前記リフティングクレーンにより持ち上げるために前記リフティングクレーンのリギングアセンブリの自由端を前記本体に固定及び解放するように構成されている。

【0025】

このようにして、前記多機能クランプは、前記タワーを前記クレーン船に対して直立位置に保ち、前記風力タービンの安全な組み立てを可能にし、前記風力タービンを前記海上の下部構造体の上に設置するために前記風力タービンを昇降させる機能を有する。

【0026】

詳細には、前記多機能クランプは複数のジョーを備え、前記複数のジョーは、前記本体より内側に延在し、且つ、前記タワーを選択的にクランプ及びアンクランプするように構成されている。前記多機能クランプは、前記ジョーを制御するための複数の第１アクチュエータを備えている。

【0027】

このようにして、前記多機能クランプのクランピング及びアンクランピングが、遠隔操作可能なアクチュエータにより行われる。

【0028】

詳細には、各前記フッキング部材は、それぞれ位置合わせされた穴を有する２つのフランジと、両方の穴に挿入されるように構成されたピンと、前記フランジの一方に取り付けられた第２アクチュエータとを含む。

【0029】

このようにして、リギングアセンブリとの接続を遠隔位置から制御できる。

【0030】

詳細には、前記本体は環状であり、且つ、好ましくは第３アクチュエータにより、開放状態に開放可能であり且つ閉鎖状態に閉鎖可能である。

【0031】

このようにして、前記タワーを前記クランプの内部に簡単に挿入できる。

【0032】

詳細には、前記本体は、第１セクタ、第２セクタ及び第３セクタを含み、前記第２セクタ及び前記第３セクタは、前記第１セクタの対向側にヒンジ連結されたそれぞれの第１端部と、互いに選択的にロック可能なそれぞれの第２端部とを含む。

【0033】

このようにして、前記クランプは前記風力タービンの高負荷を安全に保持できる。

【0034】

詳細には、前記第１セクタは、前記クレーン船に対する前記多機能クランプの所与の位置を画定するように、前記クレーン船に連結するために存在する平行な穴を含む。

【0035】

このようにして、前記第１セクタが前記多機能クランプの所与の位置を画定した状態で前記第２セクタ及び前記第３セクタを開閉できる。

【0036】

本発明の別の目的は、深海においても風力タービンを海上の下部構造体の上に安全で簡易に設置するためのシステムを構築することである。

【0037】

本発明によれば、風力タービンを海上の下部構造体に設置するためのシステムが提供され、前記風力タービンは、タワーと、ナセル及びハブを含むサブアセンブリと、多数のブレードとを含む。前記システムは、
－メインデッキ及び少なくとも１つのリフティングクレーンを含むクレーン船と、
－本発明に開示された多機能クランプと、
－前記クレーン船に搭載され、且つ前記多機能クランプに連結してタワーを支持するように構成されたデッキ拡張モジュールと、を備えている。

【0038】

このようにして、前記デッキ拡張モジュールは、リフティングクレーンの操作のための、及び、前記風力タービンを前記クレーン船から前記海上の下部構造体へ移送するための好ましい位置に配置されることができ、前記クレーン船の前記メインデッキは、前記風力タービンの部品を格納するために空いた状態である。

【0039】

詳細には、前記デッキ拡張モジュールは、前記タワーの下端を拘束及び支持するためのピットを含む下部デッキを含む。

【0040】

このようにして、前記リフティングクレーンは前記タワーをピット内に降下させ、そして前記風力タービンを前記ピットから持ち上げる。

【0041】

詳細には、前記デッキ拡張モジュールは上部デッキを含み、前記上部デッキは、前記ピットと位置合わせされた多機能クランプを保持するために前記多機能クランプと形状的に連結するように構成されている。

【0042】

このようにして、前記多機能クランプの位置が前記上部デッキに沿って画定され、前記タワーは前記ピット及び前記多機能クランプにより相互に位置合わせして拘束される。

【0043】

すなわち、前記上部デッキと前記多機能クランプとは、前記上部デッキの上の前記多機能クランプの位置が所与の軸に沿って画定されるように相互連結のための複数の凹部及び突起を含む。

【0044】

このようにして、前記リフティングクレーンに対する前記タワーの位置が良好に画定される。

【0045】

詳細には、前記システムは、前記タワーの上部を選択的にクランプ及びアンクランプするように構成された安定フレームを備えている。

【0046】

前記安定フレームは、前記風力タービンが、前記風力タービンの重心より下の前記タワーの下部にクランプされた前記多機能クランプにより前記ピットから持ち上げられる際に必要である。

【0047】

前記風力タービンの組み立て中は静止位置であり、前記デッキ拡張モジュールは、前記安定フレームを前記静止位置で支持するように構成された上部構造体を含む。

【0048】

詳細には、前記リフティングクレーンは、巻上げラインを含むリギングアセンブリを備え、前記巻上げラインは前記多機能クランプに固定され、且つ、前記風力タービンを持ち上げるために前記安定フレームに連結される。

【0049】

このように、前記風力タービンはリフティングクレーンのリギングアセンブリに直接接続されず、海上の前記下部構造体に設置されるときに前記多機能クランプをアンクランプして開放することにより解放され得る。

【0050】

本発明の別の目的は、深海においても風力タービンを海上の下部構造体の上に安全で簡易に設置するための方法を提供することである。

【0051】

本発明によれば、海上の下部構造体の上に風力タービンを設置するための方法が提供され、この方法は、
－風力タービンのタワーを、本発明に開示された多機能クランプを用いて、直立位置でクランプするステップと、
－前記多機能クランプが前記タワーを直立状態に保持した状態で、前記風力タービンを、前記クレーン船のリフティングクレーンを用いて組み立てるステップと、
－前記リフティングクレーンのリギングアセンブリを多機能クランプに固定することにより前記風力タービンを持ち上げるステップと、
－前記風力タービンを前記海上の下部構造体の上に降下させるステップと、を含む。

【0052】

本発明の方法は、前記風力タービンの組み立て中に前記タワーを前記クレーン船に対して所与の位置に保持する前記多機能クランプの機能と、前記風力タービンを前記クレーン船から海上の前記下部構造体に移送する機能の証拠を示す。

【0053】

詳細には、前記方法は、前記リギングアセンブリの部品を、前記タワーの上部にクランプされた安定フレームのガイド内に拘束するステップを含む。

【0054】

これにより、前記多機能クランプが前記風力タービンの重心よりも低い前記タワーの下部にクランプされていても、前記クレーンが前記風力タービンを、前記多機能クランプに固定されたリギングアセンブリを用いて持ち上げる際に、荷重が安定して制御される。

【0055】

詳細には、前記リギングアセンブリの部品を、前記タワーの上部にクランプされた安定フレームのガイド内に拘束する前記ステップが、
－前記リギングアセンブリの第１リギングを、前記クレーン船の第１リフティングクレーンにより、前記第１リギングの部品を前記安定フレームの第１の側から前記安定フレームの前記ガイドに挿入するように制御するステップと、
－第２リギングを、前記クレーン船の第２リフティングクレーンを用いて、前記第２リギングの部品を前記安定フレームの第２側から前記安定フレームの前記ガイドに挿入するように制御するステップと、を含む。

【0056】

これにより、前記リギングアセンブリの前記ガイドへの挿入が、より簡単になる。

【0057】

詳細には、前記方法は、風力タービンのタワーを、前記クレーン船に取り付けられたデッキ拡張モジュールの上に配置するステップを含む。

【0058】

これにより、前記クレーン船の前記メインデッキは、風力タービンの部品を格納するために空いた状態である。

【0059】

詳細には、前記方法は、
－前記クレーン船の前記リフティングクレーンを用いて、前記タワーを前記デッキ拡張モジュールの下部デッキのピット内に配置するステップと、
－前記デッキ拡張モジュールの上部デッキの上の前記ピットに位置合わせして保持された前記多機能クランプを用いて前記タワーをクランプするステップと、を含む。

【0060】

このようにして、前記タワーに対し、受動的な拘束及び積極的な拘束が、前記タワーに沿った異なる位置で行われる。

【0061】

詳細には、前記方法は、前記多機能クランプを前記上部デッキに、前記多機能クランプのための前記上部デッキに沿った所与の位置を画定する協働手段により選択的に連結するステップを含む。

【0062】

このようにして、前記多機能クランプは、前記デッキに沿った所与の位置を有し、自重により安定する。

【0063】

詳細には、前記方法は、前記多機能クランプに電力を供給するステップと、前記多機能クランプ及び前記クレーン船に接続されたアンビリカルにより、前記クレーン船と前記多機能クランプとの間で信号を交換するステップと、を含む。

【0064】

これにより、前記多機能クランプを遠隔位置から制御することが可能である。

【0065】

詳細には、前記方法は、前記リフティングクレーンに吊り下げられたときの前記多機能クランプの位置を、前記クレーン船から制御されるタッガ線を用いて制御するステップを含む。

【0066】

前記タッガ線は、前記クレーン船の上に配置されたウインチにより制御され、荷物の揺れを制限できる。

【0067】

詳細には、前記方法は、前記リフティングクレーンに吊り下げられた１つのブレードの位置を、さらなるタッガ線と、前記リフティングクレーンの上に取り付けられたブレード安定フレームとにより制御するステップを含む。

【0068】

前記ブレード安定フレームは、前記タッガ線を前記ブレードの付近にガイドすることにより、前記ブレードの位置の制御を向上させる。

【0069】

詳細には、前記方法は、選択的に前記ブレード安定フレームを動作状態に延在させ、前記ブレード安定フレームを静止状態に後退させるステップを含む。

【0070】

このようにして、前記ブレード安定フレームは、前記クレーンが前記ブレードの取り付け以外の作業を行う際に前記静止位置に後退され得る。

【0071】

詳細には、前記多機能クランプが前記タワーを直立位置に保持している間に、前記クレーン船のリフティングクレーンを用いて前記風力タービンを組み立てるステップが、さらに、
－ナセル及びハブを備えた１つのサブアセンブリを前記タワーの上部に、前記サブアセンブリを前記タワーの上部に取り付けるために持ち上げるステップと、
－水平位置にある１つのブレードを前記ハブまで、前記ブレードを前記ハブに取り付けるために持ち上げるステップと、
－前記風力タービンの全ての前記ブレードを前記ハブに取り付けるために上述のステップを繰り返すステップと、を含む。

【0072】

このようにして、部品の輸送が最適化される。

【0073】

詳細には、前記方法は、複数のタワー、複数のサブアセンブリ、及び複数のブレードを前記クレーン船のメインデッキに格納するステップを含む。

【0074】

従って、前記クレーン船の組み立て作業が長期間中断されることはない。

【0075】

詳細には、前記方法は、前記複数のタワー、前記複数のサブアセンブリ、及び前記複数のブレードを、移送船により陸上の建設現場から前記クレーン船に輸送するステップと、
－前記複数のタワー、前記複数のサブアセンブリ、及び前記複数のブレードを、前記移送船から前記メインデッキに、前記クレーン船の１つのリフティングクレーンを用いて移送するステップと、を含む。

【0076】

このようにして、前記クレーン船は深海に留まることができ、前記風力タービンの供給が、少なくとも１つの運搬船（carried vessel）により行われ得る。

【0077】

本発明の非限定的な実施形態を、添付の図面を参照し、例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0078】

【図1】本発明による、海上の下部構造体に風力タービンを設置するためのシステムを、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図2】本発明によるシステムの詳細を、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図3】本発明によるシステムの詳細を、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図4】本発明による多機能クランプの、簡明化のために一部を除いて上から見た斜視図である。

【図5】図５の多機能クランプの、簡明化のために一部を除いて下から見た斜視図である。

【図6】本発明によるシステムの詳細を、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図7】図６の詳細を、簡明化のために一部を除いて拡大した斜視図である。

【図8】海上の下部構造体の上に風力タービンを降ろす前の図１のシステムの詳細を、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図9】図１のシステムのさらなる詳細を、簡明化のために一部を除いて示した斜視図である。

【図10】図９の詳細を、簡明化のために一部を除いて示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0079】

図１の番号１は、風力タービン２を海上の下部構造体（サブストラクチャ）３に設置するためのシステムを示している。

【0080】

本発明によれば、風力タービン２の設置は、
－風力タービン２の部品を陸上の建設現場４から海上の現場に移送するステップと、
－クレーン船５を用いて風力タービン２を組み立てるステップと、
－クレーン船５を用いて風力タービン２を海上のそれぞれの下部構造体３に設置するステップと、を含む。

【0081】

システム１は、
－クレーン船５（添付図面において２つのリフティングクレーン６が並んで動作する「デュアルクレーン船」（“dual crane vessel”）、例えばデュアルクレーン船「ＳＡＩＰＥＭ７０００」と、
－風力タービン２を把持するための多機能クランプ７と、
－クレーン船５が風力タービン２を安全に移送することを補助するための安定フレーム８と、
－風力タービン２の組み立てを補助するためのブレード安定フレーム９と、
－風力タービン２を組み立てるためのデッキ拡張モジュール１０と、
－クレーン船５により操作されるリギングアセンブリ１１（図６）であって、安定フレーム８及び多機能クランプ７と協働して風力タービン２を持ち上げるように構成されているリギングアセンブリ１１と、を含む。

【0082】

風力タービン２は、長手方向軸Ａ１に沿って延在するタワー１２と、タワー１２の上部に回転可能に取り付けられたナセル１３と、ナセル１３に回転可能に取り付けられたロータ１４とを備えている。ロータ１４は、さらに、ハブ１５と、ハブ１５から半径方向に延在するブレード１６とを含む。

【0083】

本発明によれば、陸上建設現場４が、タワー１２、ブレード１６、及び、サブアセンブリ１７（各々が１つのナセル１３と１つのハブ１５を含む）を配送する。

【0084】

多数のタワー１２、ブレード１６、及びサブアセンブリ１７がクレーン船５に、キャリア船１８により供給される。

【0085】

クレーン船５はメインデッキ１９を備え、これは、移送船１８からメインデッキ１９上に１台のリフティングクレーン６により移送された多数のタワー１２、ブレード１６及びサブアセンブリ１７を一時的に格納するためにある。

【0086】

ブレード１６は、安全な支持及び輸送のためにブレードラック２０内に配置されている。

【0087】

各風力タービン２は、クレーン船５上で、具体的には、クレーン船５に載置されたデッキ拡張モジュール１０上で組み立てられる。

【0088】

図２及び図３を参照すると、デッキ拡張モジュール１０は、直立位置にあるタワー１２（図３）のための受動的拘束を規定する下部デッキ２１と、同一タワー１２（図３）のための能動的拘束を規定する多機能クランプ７を受け入れるための上部デッキ２２とを備えている。

【0089】

デッキ拡張モジュール１０は、安定フレーム８（図３）を支持するための、上部デッキ２２から上昇された上部構造体２３を備えている。

【0090】

下部デッキ２１は、タワー１２（図３）の下端を拘束する寸法につくられたピット２４を含む。

【0091】

上部デッキ２２はＵ字状であり、多機能クランプ７（図３）と協働して多機能クランプ７を所与の位置に配置するための突起２５（図２）を備えている。

【0092】

デッキ拡張モジュール１０は格子構造体２６を備え、格子構造体２６は、下部デッキ２１、上部デッキ２２及び上部構造体２３をクレーン船５と解放可能に接続するように支持する。

【0093】

示されている例において、上部デッキ２２はメインデッキ１９と同じ高さである。

【0094】

図４及び図５を参照すると、多機能クランプ７は、タワー１２の下部周囲に配置されるように構成された本体２７を含み、本体２７は、デッキ拡張モジュール１０の突起２５（図２）と形状的に連結するように、且つ、多機能クランプ７を上部デッキ２２に沿って拘束するように形成されている。

【0095】

詳細には、突起２５（図２）は円筒状であり、本体２７に、突起２５を収容するための凹部、具体的には穴２８（図５）、より具体的にはブラインドホールが設けられ、これにより、多機能クランプ７の上部デッキ２２に対する横方向の移動を制限し、尚且つ、上部デッキ２２に対する垂直方向の自由な移動を可能にしている。

【0096】

多機能クランプ７は、本体２７より内側に延在する複数のジョー２９を備え、ジョー２９は、タワー１２をクランプするための伸長位置と、タワー１２を解放するための後退位置との間で移動可能である。また、多機能クランプ７は、ジョー２８を制御するためのアクチュエータ３０を備えている。

【0097】

図４を参照すると、多機能クランプ７は、本体２７から延在する複数のフッキング部材３１を備えている。フッキング部材３１は、クレーン６のリギングアセンブリ１１の端部を多機能クランプ７に固定するように構成されている（図６）。各フッキング部材３１は、それぞれの位置合わせされた穴を有する２つのフランジ３２と、両方の穴に挿入されるように構成されたピンとを備え、前記フランジ２８の一方に取り付けられたアクチュエータ３３により制御される。

【0098】

本体２７は環状であり、開放状態に開放可能であり（図４）、閉鎖状態に閉鎖可能である（図５）。

【0099】

本体２７は３つのセクタ３４，３５，３６を含み、セクタ３５とセクタ３６とは、セクタ３４の対向側でセクタ３４にヒンジ連結されており、閉鎖位置において互いに連結可能である。

【0100】

多機能クランプ７は、セクタ３４に対するセクタ３５及びセクタ３６の位置を制御するためのアクチュエータ３７と、セクタ３３とセクタ３４とを互いにラッチすることにより閉鎖位置にロックするためのアクチュエータ３８とを備えている。

【0101】

図６を参照すると、リギングアセンブリ１１は、それぞれのリフティングクレーン６（図１）により操作される２つのリギング３９を含む。各リギング３９が、リフティングクレーン６（図１）に接続するための１つの上部ブロック４０と、二重スリング４１と、さらなるブロック４２と、ブロック４２をスプレッダバー４４に接続するための２つのスリング４３と、２本の巻き上げ線４５とを備えている。

【0102】

各巻き上げ線４５がスプレッダバー４４に吊り下げられており、各巻き上げ線４５はその遠位端に、多機能クランプ７のそれぞれのフッキング部材３１に固定されるためのアイレット４６を有する。

【0103】

各巻上げ線４５は、細長い可撓性ロープと、ロープに接続されたバー又は管である中間剛性セクション４７とを含み、中間剛性セクション４７は、使用時に安定フレーム８と協働するように構成されている。すなわち、剛性セクション４７は、使用時に、矢印Ｆにより示されているリフティングクレーン６（図１）の回転により安定フレーム８に挿入される。

【0104】

図７を参照すると、安定フレーム８は、使用時にタワー１２の周囲に取り付けられるように構成されたＵ字状の本体４８と、風力タービン２のタワー１２の周囲に本体４８を選択的に固定及び解放するために本体４８に取り付けられたクランプアセンブリ４９とを備えている。

【0105】

安定フレーム８は、本体４８から外側に延在する複数のガイド５０を含み、ガイド５０は、リギング３９の部品、詳細にはリギング３９の剛性セクション４７（図６）をガイド及び収容するように構成されている。

【0106】

各ガイド５０は２本のバー５１を含み、バー５１は、リギング３９（図２）のガイド５０への挿入を容易にするためのフレア状の自由端を有する。示されている例において、安定フレーム８は、本体４８の対向する側面に沿って２つずつ配置された４つのガイド５０を含む。

【0107】

クランプアセンブリ４９は、本体４８に取り付けられて本体４８から内側に延在する２つのアイドルジョー５２と、２つの作動ジョー５３とを備えている。作動ジョー５３は、後退位置とアイドルジョー５２に向かう内側突出位置との間でアクチュエータ５４により作動されるように構成されている。

【0108】

代替的な実施形態によれば、安定フレーム８をタワー１２に固定するためには１つのアイドルジョーで十分である。

【0109】

示されている実施形態においては、安定フレーム８は２つのアクチュエータ５４を、各作動されるジョー５３に対して備えている。

【0110】

各作動されるジョー５３のこれらのアクチュエータ５４は並列に動作され、当該２つのアクチュエータ５４のうちの一方が故障した場合には単独で動作するように設計されている。

【0111】

各作動されるジョー５３は、Ａ字状フレーム５５に関節接続されており、Ａ字状フレーム５５は本体４８に関節接続されており、各アクチュエータ５４は、Ａ字状フレーム５５及び本体４８に関節接続されている。

【0112】

安定フレーム８には支持脚５６が設けられ、支持脚５６はリフティングクレーン６により変位される、この目的のために、安定フレーム８には、安定フレーム８をリフティングクレーン６（図１）に連結するために本体４８に取り付けられた２つのフッキング部材５７が設けられている。

【0113】

安定フレーム８は、デュアルクレーン船５（図８）のウインチ（図示せず）から操作されるタッガ線５９のための２つのアタッチメント５８を含む。

【0114】

多機能クランプ７（図４）の アクチュエータ３０，３３，３７，３８、及び、安定フレーム８（図７）のアクチュエータ５４は油圧シリンダである。

【0115】

使用時に、多機能クランプ７及び安定フレーム８はリフティングクレーン６（図８）により変位されることができ、システム１は、多機能クランプ７（図４）のアクチュエータ３０，３３，３７及び３８と安定フレーム８（図７）のアクチュエータ５４とを、使用中にこれらが取り得る任意の位置に制御するように構成されている。

【0116】

図８を参照すると、システム１は、多機能クランプ７及び安定フレーム８を遠隔位置から制御するように構成されており、この目的のために、油圧回路及び制御システムを備えている。これらの回路及びシステムはクレーン船５上で、一部が安定フレーム８に沿って、一部が多機能クランプ７に沿って延在している。詳細には、油圧回路は、クレーン船５内に配置された第１部分と、多機能クランプ７上に取り付けられた第２部分と、安定フレーム８に取り付けられた部分と、第１部分を第２部分に、及び、第１部分を第３部分に選択的に接続するためのアンビリカル６０とを含む。

【0117】

図８を参照すると、システム１は、さらなるウインチ（図示せず）をクレーン船５上に含み、これらは、多機能クランプ７に接続されるように構成されたタッガ線６１を操作するためにある。

【0118】

図９を参照すると、ブレード安定フレーム９は、クレーンブーム６２上に設置されるように構成された伸縮可能な多関節フレームであり、このフレームは、ブレード１６を持ち上げるときにリギングアセンブリ１１をガイドし、また、ブレード１６の設置中にブレード１６の位置を制御するためのタッガ線６４用のシーブ（滑車）６３を支持し、クレーン船５上のウインチ（図示せず）により制御される。

【0119】

図１０に、ブレード安定フレーム９が、部分的に収縮した状態で示されている。ブレード安定フレーム９は、ヒンジ付きビーム６５（すなわち、ヒンジにより接続されたスチール製のボックスセクション）と、ブレード安定フレーム９を伸縮させるために使用される機構とを備え、この機構は、ラックアンドピニオンシステムをボックスセクション上のトラックに沿って駆動させるための電気モータ（図示せず）を含む。

【0120】

ブレード安定フレーム９はクレーンブーム６２上に、ブーム６２上のクランプ又はパディ（図示せず）を介して、ブームレストにおける第１リフティングクレーン６を使用して行われる。第２リフティングクレーン６が、リフティングクレーン６への迅速な設置、リフティング船５の迅速な再構築のための取り外しのために機能し、これらを容易にする。

【0121】

図１を参照すると、使用時、キャリア船１８は、多数のタワー１２、サブアセンブリ１７及びブレード１６を、陸上の建設現場４から、海上の下部構造体３内又はその付近に配置されたクレーン船５に輸送する。

【0122】

タワー１２、サブアセンブリ１７及びブレード１６は、キャリア船１８からクレーン船５のメインデッキ１９にリフティングクレーン６を用いて移送され、１つのタワー１２がデッキ拡張モジュール１０上にリフティングクレーン６により配置される。タワー１２の下端が下部デッキ２１のピット２４に載置されて、多機能クランプ７（ピット２４と軸方向に位置合わせされた上部デッキ２２により支持されている）によりクランプされる。

【0123】

リフティングクレーン６はタワー１２を解放し、サブアセンブリ１７をメインデッキ１９から、タワー１２の上端よりも上方に持ち上げ、そしてサブアセンブリ１７をタワー１２の上部に降ろして接続する。

【0124】

リフティングクレーン６は、１つのブレード１６をメインデッキ１９からハブ１５のブレード接続フランジへと持ち上げる。

【0125】

ブレード１６の位置は、リフティングクレーン６と、ブレード安定フレーム９上に取り付けられたシーブ６３によりガイドされるタッガ線６４との組み合わせにより制御される。

【0126】

全てのブレード１６がハブ１５に組み付けられると、風力タービン２は完成して、海上の下部構造体３に設置され得る。

【0127】

リフティングクレーン６は安定フレーム８を持ち上げてタワー１２に近づけ、安定フレーム８はタワー１２の上部付近でタワー１２にクランプされる。

【0128】

図６を参照すると、リギングアセンブリ１１を備えたリフティングクレーン６が巻上げライン４５を、安定フレーム８のガイド５０と、多機能クランプ７のフッキング部材３１のアイレット４６に引き込む。

【0129】

フッキング部材３１がアイレット４６を多機能クランプ７に固定する。

【0130】

リフティングクレーン６は風力タービン２を持ち上げて海上の下部構造体３に移送する。風力タービンが海上の下部構造体３に組み付けられたならば、アクチュエータ３８が多機能クランプ７のロックを解除し、アクチュエータ３７が多機能クランプ７を開く。

【0131】

リフティングクレーン６は巻上げライン４５を安定フレーム８のガイド５０から解放し、多機能クランプ７を上部デッキ２２上の所与の位置に運び、もう１つのタワー１２を受け入れるための開放状態にする。

【0132】

リフティングクレーン６は安定フレーム８に固定され、安定フレーム８は、設置された風力タービン２のタワー１２からアンクランプされ、デッキ拡張モジュール１０の上部構造体２３上に運ばれる。

【0133】

本発明は、具体的に記載されていない変型例を含み、これらが以下の特許請求項の保護の範囲に入ることは明らかである。

【符号の説明】

【0134】

１ システム
２ 風力タービン
５ クレーン船
６ リフティングクレーン
７ 多機能クランプ
８ 安定フレーム
９ ブレード安定フレーム
１０ デッキ拡張モジュール
１１ リギングアセンブリ
１２ タワー
２４ ピット
２５ 突起
２７ 本体
２９ ジョー
３０ 第１アクチュエータ
３１ フッキング部材
３３ 第２アクチュエータ
４５ 巻上げライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】