特許 7642891 多機能船

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-28

(45)【発行日】2025-03-10

(54)【発明の名称】多機能船

(51)【国際特許分類】

   B63B 77/10 20200101AFI20250303BHJP

【ＦＩ】

B63B77/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2024026479

(22)【出願日】2024-02-26

【審査請求日】2024-02-26

(73)【特許権者】

【識別番号】523154541

【氏名又は名称】ケイライン・ウインド・サービス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】520357718

【氏名又は名称】日本シップヤード株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】502116922

【氏名又は名称】ジャパンマリンユナイテッド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】岩田 亮治

(72)【発明者】

【氏名】道嶋 紘靖

(72)【発明者】

【氏名】高瀬 啓朗

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 勇

(72)【発明者】

【氏名】北小路 結花

(72)【発明者】

【氏名】八田 和也

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２３／０４１５８５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３４４１１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１３５２３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第３２５４９４６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２０２２－１０６５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第２６２３４１３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特表２０２３－５５０３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ７７／００－ ７７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

甲板にヤグラを取り付けた調査モードと、
前記甲板の上に洋上風力発電設備のアンカーを載置可能かつ前記甲板の下方の収容空間に前記洋上風力発電設備のチェーンを収容可能かつ前記アンカーの海底への設置および前記チェーンの展張が可能なアンカーハンドリングモードと、
前記甲板にギャングウェイを取り付けた保守モードと、を、それぞれのモードに対応するように、前記ヤグラおよび前記ギャングウェイを着脱することで切り替え可能であり、
前記アンカーハンドリングモードおよび前記保守モードにおいて、前記甲板に前記ヤグラが取り付けられない、多機能船。

【請求項2】

前記調査モードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの上方に前記ヤグラが設けられる、請求項１に記載の多機能船。

【請求項3】

前記アンカーハンドリングモードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの底部には、非水密の底蓋が取り付けられる、請求項１または２に記載の多機能船。

【請求項4】

前記保守モードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの上部を塞ぐように、前記ギャングウェイが固定された上蓋が配置される、請求項１または２に記載の多機能船。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多機能船に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるような浮体式洋上風力発電設備を建設する場合、通常は、調査工程、アンカーハンドリング工程、および建設工程が行われる。調査工程では、浮体式洋上風力発電設備を設置する地点の海底の地盤調査等を行う。アンカーハンドリング工程では、浮体式洋上風力発電設備の建設に用いられるチェーンやアンカー等を、建設地点まで輸送し、チェーンの展張およびアンカーの海底への設置を行う。建設工程では、サクションパイルを水中に投入し、洋上風力発電設備をサクションパイルおよびアンカー等を用いて固定する。

【0003】

また、浮体式洋上風力発電設備を建設した後は、当該設備の保守および点検を行う工程（本明細書では単に保守工程と称する）を行う。保守工程においては、船舶に備えられたギャングウェイを用いて、作業員が浮体式洋上風力発電設備へと乗り移り、作業を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１６３９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

調査工程、アンカーハンドリング工程、建設工程、および保守工程を行うためには、それぞれの工程に適した機能を有する船舶が必要となる。例えば調査工程ではヤグラを搭載した船舶が必要であり、アンカーハンドリング工程ではチェーンやアンカー等を搭載するスペースを確保した船舶が必要である。また、建設工程ではサクションパイルを水中に投下できる大型の建設クレーンを搭載した船舶、保守工程ではギャングウェイを搭載した船舶が必要である。

【0006】

ここで、上記のそれぞれの機能を有する複数の専用船を用意すると、それぞれの専用船の取得および維持に係るコストが増大する。さらに、専用船がそれぞれ受け持つ工程を行わない期間において、その専用船が休眠状態となり、稼働率が低下する。結果として、運用コストの回収が困難になるという課題がある。また、１つの船舶にヤグラ、チェーン等の収容スペース、大型建設クレーン、およびギャングウェイを同時に搭載するためには、その船舶の船体が過剰に大型となってしまい、機動性が損なわれる。

【0007】

本発明はこのような事情を考慮してなされ、浮体式洋上風力発電設備の建設および保守に際して、コストおよび機動性を両立した多機能船を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の態様１に係る多機能船は、甲板にヤグラを取り付けた調査モードと、前記甲板の上に洋上風力発電設備のアンカーを載置可能かつ前記甲板の下方の収容空間に前記洋上風力発電設備のチェーンを収容可能かつ前記アンカーの海底への設置および前記チェーンの展張が可能なアンカーハンドリングモードと、前記甲板にギャングウェイを取り付けた保守モードと、を切り替え可能である。

【0009】

本発明の態様２は、態様１に係る多機能船であって、前記調査モードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの上方に前記ヤグラが設けられる。

【0010】

本発明の態様３は、態様１または２に係る多機能船であって、前記アンカーハンドリングモードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの底部には、非水密の底蓋が取り付けられる。

【0011】

本発明の態様４は、態様１から３のいずれかに係る多機能船であって、前記保守モードにおいて、船体を上下に貫通するムーンプールの上部を塞ぐように、前記ギャングウェイが固定された上蓋が配置される。

【発明の効果】

【0012】

本発明の上記態様に係る多機能船によれば、浮体式洋上風力発電設備の建設および保守に際して、コストおよび機動性を両立できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る調査モードの多機能船についての、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図2】実施形態に係るアンカーハンドリングモードの多機能船についての、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図3】実施形態に係る建設モードの多機能船についての、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図4】実施形態に係る保守モードの多機能船についての、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図5】浮体式洋上風力発電設備の概略図である。

【図6】調査モードの多機能船を用いた調査工程を説明する図である。

【図7】アンカーハンドリングモードの多機能船を用いた輸送フェーズを説明する図である。

【図8】建設モードの多機能船を用いた建設工程を説明する図である。

【図9】多機能船を保守モードに切り替える様子を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本実施形態の多機能船について図面に基づいて説明する。
多機能船１０は、調査モードＭ１（図１）、アンカーハンドリングモードＭ２（図２）、建設モードＭ３（図３）、および保守モードＭ４（図４）の間で切り替え可能に構成されている。多機能船１０は、船体１０ａを上下に貫通するムーンプール１６を有している。

【0015】

多機能船１０は、図５に示すような浮体式洋上風力発電設備（以下、単に発電設備１と称する）を建設および保守するための各種工程を行うことができる。発電設備１は、概略構成として、浮体構造物１ａ、柱１ｂ、風車１ｃ等を有している。柱１ｂは浮体構造物１ａによって支持されている。風車１ｃは柱１ｂの上部に取り付けられている。浮体構造物１ａは、複数のアンカー１ｄおよびチェーン１ｅによって、海底Ｇに係留されている。

【0016】

図１に示すように、調査モードＭ１において、甲板１１には、ヤグラ１２が搭載されている。ヤグラ１２は、ムーンプール１６の上方に配置されている。調査モードＭ１における多機能船１０は、調査工程を行う。具体的には、図６に示すように、ヤグラ１２を用いて観測調査杭２０（コーンとも称される）を支持しながら、ムーンプール１６を通じて観測調査杭２０を水中に投下する。観測調査杭２０は、海底Ｇの地盤を調査するための各種センサ（ロードセル、水圧計など）を備えている。観測調査杭２０を海底Ｇに貫入することで、先端抵抗、周面摩擦、水圧等の、地盤に関するデータを取得することができる。

【0017】

図２に示すように、アンカーハンドリングモードＭ２において、甲板１１の上には、複数のアンカー１ｄを載置可能である。また、甲板１１の下方の収容空間１５（図２（ａ）における網掛け部）には、アンカー１ｄとともに用いられるチェーン１ｅが収容される。収容空間１５は、ムーンプール１６を含んでいてもよい。また、収容空間１５がムーンプール１６そのものであってもよい。つまり、チェーン１ｅはムーンプール１６にのみ収容されてもよいし、ムーンプール１６以外の収容空間１５にチェーン１ｅが収容されてもよい。また、収容空間１５に、チェーン1ｅ以外の積載物が収容されてもよい。

【0018】

図７に示すように、アンカーハンドリングモードＭ２において、ムーンプール１６の底部には、底蓋１７が取り付けられる。このため、ムーンプール１６にチェーン１ｅ等の積載物を収容したとしても、積載物が水中に落下してしまうことを抑制できる。言い換えると、ムーンプール１６を、積載物を収容するための収容空間１５として用いることができる。底蓋１７は水密であってもよいが、非水密であることがより好ましい。底蓋１７が非水密であることで、底蓋１７を取り付けるためのムーンプール１６の底部の構造を簡略化できる。また、チェーン１ｅは水中で使用されるものであるため、輸送中に濡れても問題が無い。

【0019】

多機能船１０には、アンカー１ｄを把持および移動させるためのクレーン１０ｂや、チェーン１ｅを展張するためのウインチ１０ｃ等が備えられている。アンカーハンドリングモードＭ２における多機能船１０は、アンカー１ｄおよびチェーン１ｅを、港等から発電設備１の建設地点へと輸送する。さらに、チェーン１ｅを展張しながらアンカー１ｄを水中に設置する。このとき、他のモードにおいて用いられるヤグラ１２等が甲板１１上に無いことで、甲板１１の上に、より多くのアンカー１ｄを載置することができる。また、ムーンプール１６を含む収容空間１５にチェーン１ｅを収容することが可能であり、デッドスペースを小さくすることができる。

【0020】

このように、より多くのアンカー１ｄおよびチェーン１ｅを積載可能とすることで、輸送のために多機能船１０が港等と建設地点との間を往復する回数を減らすことができる。なお、アンカー１ｄおよびチェーン１ｅを操作するためのクレーン１０ｂおよびウインチ１０ｃのサイズは小さい。このため、アンカーハンドリングモードＭ２に限らず、調査モードＭ１、建設モードＭ３、および保守モードＭ４においても、クレーン１０ｂおよびウインチ１０ｃが多機能船１０に搭載されていてもよい。また、クレーン１０ｂおよびウインチ１０ｃを、調査工程、建設工程、および保守工程において使用することも可能である。

【0021】

図３に示すように、建設モードＭ３において、甲板１１の上には、建設クレーン１３が搭載されている。建設クレーン１３は、サクションパイル１９を把持、移動させる。サクションパイル１９は海底Ｇに固定される。また、サクションパイル１９と浮体構造物１ａとは、チェーン１ｅによって係留される。これにより、発電設備１が海流等によって流されてしまうことを抑制できる。なお、発電設備１を海底Ｇに係留するために、アンカー１ｄおよびサクションパイル１９を併用してもよいし、アンカー１ｄおよびサクションパイル１９のうちのどちらか一方のみを使用してもよい。なお、サクションパイル１９は、サクションアンカーとも言い換えることができる。

【0022】

建設クレーン１３は、船体１０ａの側方からサクションパイル１９を水中に投入してもよい。あるいは図８に示すように、ムーンプール１６を通してサクションパイル１９を水中に投入してもよい。図３に示すように、建設クレーン１３は、アンカー１ｄ等を操作するためのクレーン１０ｂよりも大きく、甲板１１上の大きな領域を占有してしまう。このため、建設工程を行う場合に多機能船１０に建設クレーン１３を装備しておき、それ以外の場合には建設クレーン１３を装備しないことが好ましい。

【0023】

図４に示すように、保守モードＭ４において、甲板１１の上には、ギャングウェイ１４が搭載されている。ギャングウェイ１４は、可動式のハシゴを備えている。ギャングウェイ１４は、発電設備１が建設された後、保守や点検などの作業を行う際に、作業員が船体１０ａから発電設備１に乗り移るために用いられる。

【0024】

ヤグラ１２、建設クレーン１３、およびギャングウェイ１４は、甲板１１に対して着脱可能である。言い換えると、ヤグラ１２、建設クレーン１３、およびギャングウェイ１４を、甲板１１に対して着脱することで、各モードＭ１～Ｍ４が切り替えられる。

【0025】

次に、多機能船１０を用いた、発電設備１に関する調査、建設、保守の方法について説明する。

【0026】

発電設備１を建設するにあたり、まず、調査工程が行われる。調査工程では、建設予定地点における海底Ｇの地盤調査等が行われる。このとき、多機能船１０は調査モードＭ１とされ、甲板１１上にヤグラ１２が設置された状態である。調査工程では、ヤグラ１２を用いて観測調査杭２０を海底Ｇに貫入し、各種データを取得する（図６参照）。

【0027】

次に、アンカーハンドリング工程が行われる。アンカーハンドリング工程は、輸送フェーズおよび設置フェーズに分けられる。輸送フェーズおよび設置フェーズの両方において、多機能船１０はアンカーハンドリングモードＭ２とされる。調査モードＭ１からアンカーハンドリングモードＭ２に切り替えるため、港等で、ヤグラ１２が甲板１１から取り外される。

【0028】

輸送フェーズでは、発電設備１を係留するためのアンカー１ｄおよびチェーン１ｅが、建設予定地点へと輸送される。このとき、例えば収容空間１５にチェーン１ｅが収容され、甲板１１上にアンカー１ｄが載置される。ただし、甲板１１上にチェーン１ｅを載置してもよいし、収容空間１５にアンカー１ｄを収容してもよい。また、輸送フェーズにおいて、浮体構造物１ａ等の部品のトーイングが行われてもよい。設置フェーズでは、海底Ｇにアンカー１ｄが設置されるとともに、チェーン１ｅが展張される。

【0029】

次に、建設工程が行われる。このとき、多機能船１０は建設モードＭ３とされ、甲板１１上に建設クレーン１３が設置された状態である。アンカーハンドリングモードＭ２から建設モードＭ３に切り替えるため、港等で、甲板１１に建設クレーン１３が取り付けられる。建設工程では、建設予定地点における発電設備１の建設が行われる。すなわち、浮体構造物１ａの組み立て、柱１ｂや風車１ｃの浮体構造物１ａへの固定、サクションパイル１９の海底Ｇへの固定、アンカー１ｄまたはサクションパイル１９への浮体構造物１ａの係留、等を行うことができる。これらの作業において、建設クレーン１３を使用することができる。発電設備１の建設が完了すると、風力発電が開始される。

【0030】

次に、保守工程が行われる。このとき、多機能船１０は保守モードＭ４とされ、甲板１１上にギャングウェイ１４が設置された状態である。建設モードＭ３から保守モードＭ４に切り替えるため、港等で、甲板１１から建設クレーン１３が取り外され、ギャングウェイ１４が取り付けられる。図９は、ギャングウェイ１４を甲板１１に取り付ける様子の一例である。図９の例では、ムーンプール１６を閉塞するための上蓋１８に、ギャングウェイ１４が固定されている。港等でギャングウェイ１４ごと上蓋１８をムーンプール１６の上部に取り付けることで、容易に保守モードＭ４とすることができる。この例では、ギャングウェイ１４はムーンプール１６の上方に配置される。ただし、図４に示すように、ギャングウェイ１４はムーンプール１６から離れた位置に配置されてもよい。

【0031】

以上説明したように、本実施形態の多機能船１０は、調査モードＭ１と、アンカーハンドリングモードＭ２と、建設モードＭ３と、保守モードＭ４と、を切り替え可能である。調査モードＭ１において、甲板１１にはヤグラ１２が取り付けられる。アンカーハンドリングモードＭ２において、甲板１１の上には発電設備１のアンカー１ｄを載置可能であり、甲板１１の下方の収容空間１５には発電設備１のチェーン１ｅを収容可能であり、アンカー１ｄの海底Ｇへの設置およびチェーン１ｅの展張が可能である。建設モードＭ３において、甲板１１に建設クレーン１３が取り付けられる。保守モードＭ４において、甲板１１にはギャングウェイ１４が取り付けられる。

【0032】

本実施形態によれば、１つの多機能船１０が、調査モードＭ１、アンカーハンドリングモードＭ２、建設モードＭ３、および保守モードＭ４を切り替えることで、調査、輸送、建設、および保守の工程を実行することができる。したがって、発電設備１を建設および保守するにあたり、それぞれの工程に合わせた複数の専用船を用意する場合と比較して、コストを低減することができる。また、仮に複数の専用船を用意した場合には、専用船が受け持つ工程を実行しない期間において、その専用船が休眠状態となり、稼働率が低下してしまう。このような課題に対して、多機能船１０によれば、複数の工程を実行可能であるため、休眠状態を少なくして、稼働率を向上させることができる。そして、１つの船舶にヤグラ１２、建設クレーン１３、ギャングウェイ１４、収容空間１５を同時に設ける場合と比較して、船体１０ａを小型にすることができ、機動性も確保することが可能である。

【0033】

また、調査モードＭ１において、船体１０ａを上下に貫通するムーンプール１６の上方にヤグラ１２が設けられる。このようなヤグラ１２を用いて、観測調査杭２０を海底Ｇに貫入することで、調査工程を行うことができる。

【0034】

また、アンカーハンドリングモードＭ２において、船体１０ａを上下に貫通するムーンプール１６の底部には、非水密の底蓋１７が取り付けられてもよい。これにより、ムーンプール１６を、チェーン１ｅを収容するための空間として利用することが可能となる。また、底蓋１７が水密である場合と比較して、底蓋１７の取り付け部分の構造を簡素にすることが可能である。

【0035】

また、保守モードＭ４において、船体を上下に貫通するムーンプール１６の上部を塞ぐように、ギャングウェイ１４が固定された上蓋１８が配置されてもよい。この構成によれば、ギャングウェイ１４を船体１０ａに取り付けるための部分として上蓋１８を利用することができる。言い換えると、多機能船１０を保守モードＭ４と他のモードＭ１～Ｍ３との間で切り替える際には上蓋１８を交換すればよい。したがって、モードの切り替えが、より容易となる。

【0036】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、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。

【0037】

例えば、前記実施形態では、調査モードＭ１、アンカーハンドリングモードＭ２、建設モードＭ３、保守モードＭ４、の順にモードが切り替えられた。しかしながら、この切り替え順序は変更可能である。例えば複数の発電設備１を並行して建設および保守するために、多機能船１０の各モードは柔軟に切り替えられてもよい。また、建設モードＭ３は、必ずしも含めなくてもよく、必要に応じて、適宜実施されるように構成してもよい。

【0038】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した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、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１ｄ…アンカー １ｅ…チェーン １０…多機能船 １０ａ…船体 １０ｂ…クレーン １１…甲板 １２…ヤグラ １３…建設クレーン １４…ギャングウェイ １５…収容空間 １６…ムーンプール １７…底蓋 １８…上蓋 Ｇ…海底

【要約】

【課題】浮体式洋上風力発電設備の建設および保守に際して、コストおよび機動性を両立した多機能船を提供する。
【解決手段】多機能船は、甲板にヤグラを取り付けた調査モードと、前記甲板の上に洋上風力発電設備のアンカーを載置可能かつ前記甲板の下方の収容空間に前記洋上風力発電設備のチェーンを収容可能かつ前記アンカーの海底への設置および前記チェーンの展張が可能なアンカーハンドリングモードと、前記甲板にギャングウェイを取り付けた保守モードと、を切り替え可能である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】