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特表2023-551825風力タービン構成要素を風力タービンタワーに取り付けるためのデバイスおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-13
(54)【発明の名称】風力タービン構成要素を風力タービンタワーに取り付けるためのデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
F03D 80/00 20160101AFI20231206BHJP
F03D 13/30 20160101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
F03D80/00
F03D13/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532202
(86)(22)【出願日】2021-11-23
(85)【翻訳文提出日】2023-07-18
(86)【国際出願番号】 EP2021082690
(87)【国際公開番号】W WO2022112250
(87)【国際公開日】2022-06-02
(31)【優先権主張番号】2020/5856
(32)【優先日】2020-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】BE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520282638
【氏名又は名称】ディーム・オフショア・ベーエー・エヌ・ヴェー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ディーター・ヴィム・ヤン・ラバウト
(72)【発明者】
【氏名】フィクトル・アレクサンデル・ハーネンブルグ
【テーマコード（参考）】
3H178
【Ｆターム（参考）】
3H178AA20
3H178AA22
3H178AA43
3H178BB77
3H178CC23
3H178CC25
3H178DD67X
(57)【要約】
記載されているのは、風力タービンの構成要素を風力タービンタワーに配置するためのデバイスである。デバイスは、吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、持ち上げケーブルが設けられる吊り上げフレームを備え、それによって、構成要素は吊り上げフレームにおいて持ち上げられる。吊り上げフレームは、吊り上げフックに対する吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた構成要素の重心と、吊り上げフレームの重心とが、吊り上げフックを通じて延び、それらの重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられるように具現化される。本発明は、同様に、発明されたデバイスを利用する方法に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
連結部を有し、連結フランジなどの前記連結部に対して偏って位置する重心を有する風力タービン構成要素を風力タービンタワーに取り付ける取り付けるためのデバイスであって、前記デバイスは、吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、１つまたは複数の持ち上げケーブルが設けられる吊り上げフレームを備え、それによって、前記構成要素は前記吊り上げフレームにおいて持ち上げられ、前記吊り上げフレームは、前記吊り上げフックに対する前記吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた前記構成要素の前記重心と、前記吊り上げフレームの重心とが、前記吊り上げフックを通じて延び、それらの前記重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられるように、具現化され、前記吊り上げフレームは、前記風力タービンタワーの周囲部と係合するように構成される係合手段が下側に設けられる下向きに垂れ下がる案内フレーム部を備える、デバイス。
【請求項2】
前記吊り上げフレームは、前記吊り上げフックを通じて延びる前記鉛直平面に対して非対称である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記吊り上げフレームはその重心の側方において重くされる、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記デバイスは、吊り下げられた前記吊り上げフレームを前記吊り上げフックに対して前記第１の位置と第２の位置との間で移動させるように構成され、両方の位置が含まれる位置決め手段をさらに備え、前記第２の位置において、前記吊り上げフレームの前記重心は、鉛直方向において前記吊り上げフックと一列にされる、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項5】
前記位置決め手段は、前記吊り上げフレームを前記吊り上げフックに対して前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させるように構成される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記吊り上げフレームは２本の持ち上げケーブルを備え、前記２本の持ち上げケーブルは、前記構成要素の前記重心の両側に位置付けられる位置で前記構成要素に係合する、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項7】
前記吊り上げフレームは、吊り上げ点において前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記位置決め手段は、前記吊り上げ点を、前記吊り上げフレームに沿って、好ましくは実質的に水平の方向において変位させるように構成される、請求項４から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項8】
前記吊り上げフレームは、吊り上げ点において前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記位置決め手段は、前記吊り上げフレームの滑動可能質量を、前記吊り上げフレームに沿って、前記吊り上げ点に対して、好ましくは実質的に水平の方向において滑動させるように構成される、請求項４から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項9】
前記吊り上げフレームは、２本の吊り上げケーブルを使用して、２つの吊り上げ点において前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記位置決め手段は、前記吊り上げフックの位置を、前記吊り上げフレームに対して、好ましくは実質的に水平の方向において変化させるために、前記２本の吊り上げケーブルの一方を締めるように構成される、請求項４から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項10】
前記係合手段は、前記風力タービンタワーの周囲の１８０°以下の周囲角度にわたって延びる周囲部と係合するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項11】
前記係合手段は、緩衝器、ローラ、車輪、キャタピラ軌道、吸引カップ、支持ストラップ、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項12】
前記風力タービンの前記構成要素は、ナセル、風力タービンブレード、および／またはロータを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項13】
風力タービンの構成要素を、海において利用可能な風力タービンタワーに配置するために、船舶に設けられ、特に浮体式プラットフォームに設けられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項14】
風力タービンの構成要素を風力タービンタワーに取り付け、前記構成要素の連結フランジなどの連結部を前記風力タービンタワーに連結するための方法であって、前記構成要素の重心が前記連結部に対して偏って位置し、前記方法は、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデバイスを提供するステップと、
前記吊り上げフレームを前記吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げるステップと、
前記構成要素を前記吊り上げフレームの１つまたは複数の持ち上げケーブルに取り付けるステップと、
前記構成要素を前記吊り上げフレームで持ち上げるステップであって、前記吊り上げフックに対する前記吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた前記構成要素の重心と、前記吊り上げフレームの重心とが、前記吊り上げフックを通じて延び、それらの前記重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられる、ステップと、
持ち上げられた前記構成要素を、前記吊り上げ手段を用いて、前記風力タービンタワーの近傍へと持って行くステップと、
前記風力タービンタワーの周囲部を、下向きに垂れ下がる案内フレーム部と係合させるステップと、
前記構成要素を前記風力タービンタワーに配置するステップと、
前記構成要素の連結部を前記風力タービンタワーに連結するステップと、
前記構成要素を前記吊り上げフレームから結合解除するステップと、
前記吊り上げフレームを取り外すステップと
を含む、方法。
【請求項15】
吊り下げられた前記吊り上げフレームは、前記吊り上げフックに対して前記第１の位置と第２の位置との間で、両方の位置が含まれる前記位置決め手段を用いて移動させられ、前記第２の位置において、前記吊り上げフレームの前記重心は、鉛直方向において前記吊り上げフックと一列にされる、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記吊り上げフレームは、前記位置決め手段を用いて、前記吊り上げフックに対して前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
２本の持ち上げケーブルが、前記構成要素の前記重心の両側に位置付けられる位置で前記構成要素に係合する、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記吊り上げフレームは、吊り上げ点において、前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記吊り上げ点は、好ましくは前記構成要素が前記風力タービンタワーに配置された後、前記吊り上げフレームに沿って、好ましくは実質的に水平の方向において変位させられる、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記吊り上げフレームは、吊り上げ点において、前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記吊り上げフレームの滑動可能質量が、好ましくは前記構成要素が前記風力タービンタワーに配置された後、前記吊り上げフレームに沿って、前記吊り上げ点に対して、好ましくは実質的に水平の方向において滑動させられる、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
前記吊り上げフレームは、２本の吊り上げケーブルを使用して、２つの吊り上げ点において前記吊り上げ手段の前記吊り上げフックから吊り下げられ、前記２本の吊り上げケーブルの一方が、例えばウインチで締められ、前記吊り上げフレームに対する前記吊り上げフックの位置は、好ましくは実質的に水平の方向において変化させられる、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記吊り上げフックの前記位置は、前記吊り上げフックが鉛直方向において前記吊り上げフレームの前記重心と一列にされるように変化させられる、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記係合手段は、前記風力タービンタワーの周囲の１８０°以下の周囲角度にわたって延びる周囲部と係合する、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項23】
前記風力タービンの前記構成要素は、例えば、ナセル、風力タービンブレード、および／またはロータを含む、請求項１４から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記構成要素は風力タービンブレードを含み、前記風力タービンブレードは、前記風力タービンのハブに、実質的に水平の位置で取り付けられる、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記構成要素は風力タービンブレードを含み、前記風力タービンブレードは、前記風力タービンのハブに、鉛直方向に対して実質的に０°の角度で取り付けられる、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記構成要素は、船舶から、特に浮体式プラットフォームから、海において利用可能な風力タービンタワーに沖合で取り付けられる、請求項１４から２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、風力タービンの構成要素を風力タービンタワーに取り付けるためのデバイスに関する。本発明は、同様に、そのデバイスが使用される、風力タービンの構成要素を風力タービンタワーに取り付けるための方法に関する。本発明は、詳細には、ナセル、風力タービンブレード、または、風力タービンの完成したロータを、風力タービンタワーに取り付けるためのデバイスおよび方法に関する。
【0002】
風力タービンタワーへの取り付けは、ナセルが取り付けらえるときなど、構成要素を風力タービンタワーに直接的に配置および取り付けすること、または、風力タービンブレードが、風力タービンタワーにすでに取り付けられているナセルに取り付けられるときなど、構成要素を、風力タービンタワーにすでに配置されている他の構成要素に取り付けることを意味すると理解される。風力タービン構成要素を取り付ける目的のために、この構成要素には、風力タービンタワーに存在する第２の連結フランジに取り付けられ得る連結フランジが設けられる。
【0003】
本発明は、海（沖合）において風力タービンの構成要素を配置する状況の中で主に明らかにされるが、本発明によるデバイスおよび方法は、陸上（地上）においても使用することができる。本発明の利点は、風力タービン構成要素が海において取り付けられるとき、特に、浮体式プラットフォームなど、取り付けが浮いているデバイスから行われるときに、最も明確に現れる。
【背景技術】
【0004】
陸上または沖合において建築、保守、または修理される高い構造物の数が増えている。典型的な例は、風力タービンタワーまたはマストに配置され、発電機などの電気機械機器のための筐体を形成するゴンドラ（またはナセル）を備える風力タービン（以下において、ＷＴＧとも称される）である。ナセルには、いくつかの風力タービンブレードが配設されるハブが設けられており、これらが一緒にロータを形成する。風力タービンブレードは、風の運動エネルギーをナセルのシャフトの回転移動へと変換し、その回転移動は発電機によって電気エネルギーへと変換される。
【0005】
このような大きい構造の構成要素を配置する際、構成要素は、先行技術に従って、昇降クレーンによって持ち上げられ、構造のためにすでに利用可能な支持構造に、または、構造のすでに配置された構成要素に、配置および取り付けられる。風力タービンの場合、支持構造は、例えば、適切な基礎に配置された風力タービンタワーを備え得る。
【0006】
船舶に取り付けられた沖合昇降クレーンによって、風力タービン構成要素を昇降する際、構成要素の移動は、ピッチ、ヨー、ロール、高潮、揺れ、うねりなど、船舶自体の移動によって引き起こされる。例えば風力タービンブレードなど、大きくて細長い構成要素の昇降および配置は、風荷重によっても妨げられる可能性がある。風力タービンブレードは、具体的には、ボルト連結を用いてハブに取り付けられる必要があり、これは、風力タービンタワーにすでに設置されたハブに対する風力タービンブレードの正確な位置決めを要求する。海底に固定されたタービンタワー、または任意選択で、浮いている風力タービンタワーといった、沖合の基礎における浮いている船舶からの風力タービンのナセルを取り付ける際、吊り上げ手段によって持ち上げられたナセルと基礎との間の相対移動も、ナセルを受入連結フランジと合わせるために制御されなければならない。
【0007】
あるタービン、具体的には、直接駆動のタービンでは、ナセル組立体（つまり、ブレードの設置もない）の重心が、タワーの上側とナセルとの間のフランジ境界面の外側に位置決めされる。別の言い方をすれば、風力タービン構成要素の重心が、この場合、構成要素の連結フランジに対して偏って配置される。このような構成要素を設置する際、構成要素の連結フランジが、風力タービンタワーの上方側、具体的には、受入連結フランジの上方側と接触するとき、荷重が吊り上げフックから連結フランジへと伝達されるときに不安定な配置が生じる可能性がある。この理由のため、（永久的な）フランジ連結がもたらされるまで追加の支持が必要な可能性がある。これは、２つの連結フランジのボルト連結が所定位置になる後まで、構成要素の全重量を風力タービンタワーへと伝達しないことによる知られている手法で達成され得る。これは、第１のフランジ接触からの完全な荷重伝達までの期間が、（永久的な）ボルト動作が行われることを考慮しなければならないことを意味する。そのため、この移行の状況がある時間にわたって続く可能性がある。この以降の状況の期間は、特に設置または取り付けが浮いている船舶から実施されるとき、重要な危険因子である。昇降クレーンを伴う船舶は、実際、構成要素が吊り下げられる吊り上げフックの連続した移動をもたらす連続的な環境影響に曝される可能性がある。
【0008】
上記の理由のため、この曝されることを、１．第１のフランジ接触とフランジ係止との間の期間を短縮すること、もしくは、２．より大きな度合いへの吊り上げフックの移動を吊り上げデバイスに吸収させることのいずれか、または、それら２つの組み合わせによって少なくとも部分的に低減することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
そのため、本発明の目的は、吊り上げ手段で持ち上げられた風力タービン構成要素と風力タービンタワーとの間の相対移動が先行技術における場合よりも良好に制御できる、風力タービン構成要素が風力タービンタワーに配置および取り付けできるデバイスおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的は、請求項１による特徴を有するデバイスを提供することで、本発明に従って達成される。連結フランジなどの連結部を伴い、連結部に対して偏って位置する重心を伴う風力タービン構成要素を風力タービンタワーに取り付けるためのデバイスが、吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、１つまたは複数の持ち上げケーブルが設けられる吊り上げフレームを備え、それによって、構成要素は吊り上げフレームにおいて持ち上げられ、吊り上げフレームは、吊り上げフックに対する吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた構成要素の重心と、吊り上げフレームの重心とが、吊り上げフックを通じて延び、それらの重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられるように、具現化される。
【0011】
発明されたデバイスは、風力タービンタワーへの構成要素の全重量の荷重伝達が、１回の動作で、フランジ境界面における即時の固定もなしで、実施できるように設計され、吊り上げフレームは、構成要素の不安定な重心位置の結果としての傾きモーメントを相殺するために、構成要素の望ましくない傾く移動のためのつり合い錘として作用する。持ち上げケーブルと吊り上げフレームの重心との相対的な位置のため、発明されたデバイスは、構成要素が実質的に安定している間に、吊り上げフレームおよびスリングまたは持ち上げケーブルの位置および配向を変化させることで、すべての方向（鉛直および水平）においてのクレーン先端の移動または吊り上げフックのモーメントの吸収を可能にする。
【0012】
発明されたデバイスのさらなる利点は、知られているデバイスが、決定されている風速および波のうねりまでしか展開できない一方で、作業を相当により不都合な条件で行わせられることである。これによって、風力タービンの組み立て時間が相当に短縮できる。
【0013】
本発明によれば、吊り上げフレームは、吊り上げフックに対する吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた構成要素の重心と、吊り上げフレームの重心とが、吊り上げフックを通じて延び、持ち上げケーブルによって定められる平面に対して垂直に延びる鉛直平面の両側に位置付けられるように、具現化される。重心の位置は、傾きに抗する所望のモーメントを発生させることができるようにするために必要である。この方策は異なる形態を取ることができる。したがって、実施形態では、吊り上げフレームが、吊り上げフックを通じて延びる鉛直平面に対して非対称であることにおいて、デバイスを特徴付けることが可能である。他の実施形態は、デバイスは、吊り上げフレームがその重心の側方において重くされること、または、その側方において下向きに垂れ下がる部品を有することで特徴付けることができる。下向きに垂れ下がる部品を有する実施形態は、後でさらに明らかにされるように、追加的な利点を有する。
【0014】
デバイスのさらに改善された実施形態は、吊り下げられた吊り上げフレームを吊り上げフックに対して第１の位置と第２の位置との間で移動させるように構成され、両方の位置が含まれる位置決め手段をさらに備え、第２の位置において、吊り上げフレームの重心は、鉛直方向において吊り上げフックと一列にされる。この実施形態は、吊り上げフレームを、２つの末端（第１および第２）の間にある位置へと持って行くことを可能にする。ここで、吊り上げフレームを通じて延びる、吊り上げフレームの重心から鉛直平面までの水平距離は、ゼロまで短縮でき、それによって、吊り上げフレームの重心は、鉛直方向において吊り上げフックと一列にされる。
【0015】
位置決め手段が、吊り上げフレームを吊り上げフックに対して第１の位置から第２の位置へと移動させるように構成される点において、本発明の実施形態によるデバイスを特徴付けることも可能である。この実施形態では、中間位置において固定のないことが可能である。
【0016】
先に述べられた改善された実施形態は、構成要素が風力タービンタワーに配置され、２つの連結フランジが互いと（永久的に）連結された後、持ち上げケーブルのうちの１つまたは複数の取り外しを簡単にする。
【0017】
デバイスのさらなる実施形態において、吊り上げフレームは２本の持ち上げケーブルを有し、２本の持ち上げケーブルは、構成要素の重心の両側に位置付けられる位置で構成要素に係合する。これは、吊り上げフレームにおける構成要素のより安定した吊り下げを提供する。そうでない場合、１本の持ち上げケーブルを提供すること、または、逆に３本以上の持ち上げケーブルを提供することも、可能である。
【0018】
吊り上げフックから吊り下げられた吊り上げフレームは、位置決め手段を使用して、異なる方法で、吊り上げフックに対して第１の位置から第２の位置へと移動させることができる。
【0019】
したがって、実施形態では、吊り上げフレームが、吊り上げ点において吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、位置決め手段が、吊り上げ点を、吊り上げフレームに沿って、好ましくは実質的に水平の方向において変位させるように構成される点において、デバイスを特徴付けることが可能である。
【0020】
他の実施形態では、吊り上げフレームが、吊り上げ点において吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、位置決め手段が、吊り上げフレームの滑動可能質量を、吊り上げフレームに沿って、吊り上げ点に対して、好ましくは実質的に水平の方向において滑動させるように構成される点において、デバイスが特徴付けられる。
【0021】
なおも他の実施形態では、デバイスは、吊り上げフレームが、２本の吊り上げケーブルを使用して、２つの吊り上げ点において吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、位置決め手段が、吊り上げフックの位置を、吊り上げフレームに対して、好ましくは実質的に水平の方向において変化させるために、２本の吊り上げケーブルの一方を締めるように構成されるという特徴を有する。
【0022】
すでに先に述べられているように、吊り上げフレームは、例えば、吊り上げフレームに下向きに垂れ下がる構成要素を提供することで、その重心の側方において重くされ得る。吊り上げフレームが、風力タービンタワーの周囲部と係合するように構成される係合手段が下側に設けられる下向きに垂れ下がる案内フレーム部を備える実施形態によるデバイスは、吊り上げフレームが、風力タービンタワーに対して制御できない移動を行うことから防止される、または少なくとも抑制されるという追加的な利点を有する。吊り上げフレームのこの複数の点での吊り下げのおかげで、吊り下げフレームの可能な位置および配向を制限することができ、この方法で吊り下げられた吊り上げフレームは衝撃吸収装置として機能することができる。
【0023】
係合手段を用いて風力タービンタワーの周囲部における支持側において支持する案内フレーム部を利用することで、持ち上げ構成要素は、言わば、風力タービンタワーに一時的に柔軟に連結され、それによって、風力タービンタワーに対する持ち上げ構成要素の相対移動が低減される。
【0024】
先に述べられている実施形態によるデバイスの係合手段は、望まれる場合、風力タービンタワーの周囲の１８０°以下の周囲角度を通じて延びる周囲部と係合するように構成され得る。係合手段の適切な実施形態は、緩衝器、ローラ、車輪、キャタピラ軌道、吸引カップ、支持ストラップ、およびそれらの組み合わせから選択され得る。
【0025】
本発明によるデバイスを、追加の補助手段なしで適用することが可能である。しかしながら、補助デバイス、具体的には、船舶に設けられた引っ張り線を伴うタッガーウインチを適用することが必須である場合があり、船舶は吊り上げ手段も備える。引っ張り線を使用する場合、吊り上げられた構成要素は係合させられ、さらに制御下において保つことができる。この引っ張り線は、利用可能なタッガーウインチを用いて締められる、または繰り出される。
【0026】
本発明によるデバイスは、好ましくは海に存在する風力タービンタワーに風力タービンの構成要素を取り付けるのに特に適しており、その構成要素は、実施形態では、ナセル、風力タービンブレード、および／またはロータを含む。
【0027】
本発明の他の態様によれば、風力タービンの構成要素を風力タービンタワーに取り付け、構成要素の連結フランジなどの連結部を風力タービンタワーに連結するための方法が、この目的のために提供され、構成要素の重心が連結部に対して偏って位置し、その方法は、
－ 前述の請求のいずれか１つによるデバイスを提供するステップと、
－ 吊り上げフレームを吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げるステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームの１つまたは複数の持ち上げケーブルに取り付けるステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームで持ち上げるステップであって、吊り上げフックに対する吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた構成要素の重心と、吊り上げフレームの重心とが、吊り上げフックを通じて延び、それらの重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられる、ステップと、
－ 持ち上げられた構成要素を、吊り上げ手段を用いて、風力タービンタワーの近傍へと持って行くステップと、
－ 構成要素を風力タービンタワーに配置するステップと、
－ 構成要素の連結部を風力タービンタワーに連結するステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームから結合解除するステップと、
－ 吊り上げフレームを取り外すステップと
を含む。
－ 前述の請求のいずれか１つによるデバイスを提供するステップと、
－ 吊り上げフレームを吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げるステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームの１つまたは複数の持ち上げケーブルに取り付けるステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームで持ち上げるステップであって、吊り上げフックに対する吊り上げフレームの第１の位置において、持ち上げられた構成要素の重心と、吊り上げフレームの重心とが、吊り上げフックを通じて延び、それらの重心を含まない鉛直平面の両側に位置付けられる、ステップと、
－ 持ち上げられた構成要素を、吊り上げ手段を用いて、風力タービンタワーの近傍へと持って行くステップと、
－ 構成要素を風力タービンタワーに配置するステップと、
－ 構成要素の連結部を風力タービンタワーに連結するステップと、
－ 構成要素を吊り上げフレームから結合解除するステップと、
－ 吊り上げフレームを取り外すステップと
を含む。
【0028】
好ましい方法は、吊り下げられた吊り上げフレームが、吊り上げフックに対して第１の位置と第２の位置との間で、両方の位置が含まれる位置決め手段を用いて移動させられ、第２の位置において、吊り上げフレームの重心が、鉛直方向において吊り上げフックと一列にされることにおいて特徴付けられる。
【0029】
さらなる実施形態は、吊り上げフレームが、位置決め手段を用いて、吊り上げフックに対して第１の位置から第２の位置へと移動させられる方法を提供する。
【0030】
なおも他の実施形態による方法では、２本の持ち上げケーブルが、構成要素の重心の両側に位置付けられる位置で構成要素に係合する。
【0031】
他の実施形態では、吊り上げフレームは、吊り上げ点において、吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、吊り上げ点は、好ましくは構成要素が風力タービンタワーに配置された後、吊り上げフレームに沿って、好ましくは実質的に水平の方向において変位させられる、および／または、吊り上げフレームは、吊り上げ点において、吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、吊り上げフレームの滑動可能質量が、好ましくは構成要素が風力タービンタワーに配置された後、吊り上げフレームに沿って、吊り上げ点に対して、好ましくは実質的に水平の方向において滑動させられる、および／または、吊り上げフレームは、２本の吊り上げケーブルを使用して、２つの吊り上げ点において吊り上げ手段の吊り上げフックから吊り下げられ、２本の吊り上げケーブルの一方が、例えばウインチで締められ、吊り上げフレームに対する吊り上げフックの位置は、好ましくは実質的に水平の方向において変化させられる方法が提供される。
【0032】
上記の２本の吊り上げケーブルを使用する実施形態では、吊り上げフックの位置は、吊り上げフックが鉛直方向において吊り上げフレームの重心と一列にされるように変化させられる。
【0033】
発明された方法のさらに改善された実施形態では、吊り上げフレームは、下側に係合手段が設けられ、それによって風力タービンタワーの周囲部が係合させられる下向きに垂れ下がる案内フレーム部を備える。ここで、係合手段は、風力タービンタワーの周囲の１８０°以下の周囲角度を通じて延びる周囲部と係合することができる。
【0034】
発明された方法であれば、風力タービンの構成要素は、例えば、ナセル、風力タービンブレード、および／またはロータを含み得る。
【0035】
方法の実施形態では、構成要素は風力タービンブレードを含み、風力タービンブレードは、風力タービンのハブに、実質的に水平の位置で取り付けられる。この位置は、３時の位置とも称される。
【0036】
他の実施形態は、構成要素が風力タービンブレードを含み、風力タービンブレードが、風力タービンのハブに、鉛直方向に対して実質的に０°の角度で取り付けられる方法に関する。この位置は、６時の位置とも称される。
【0037】
デバイスが、構成要素から構築される風力タービンの海での配置のために適用されている場合、作業は、好ましくは、（浮いている）船舶から、または、より大きな安定性を提供するジャッキアッププラットフォームから、行われる。そのため、風力タービンタワーはすでに海に存在する。
【0038】
ここで、本発明は、添付の図を参照してより詳細に明らかにされるが、それに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1A】本発明の実施形態による吊り上げフレームで持ち上げられた風力タービンのナセルの概略的な斜視図である。
【図6】デバイスの実施形態による吊り上げフレームにおいて実質的に水平の位置で持ち上げられる風力タービンの風力タービンブレードの概略的な側面図である。
【図7】デバイスの実施形態による吊り上げフレームにおいて実質的に鉛直の位置で持ち上げられる風力タービンの風力タービンブレードの概略的な側面図である。
【図8A】デバイスの他の実施形態による吊り上げフレームで持ち上げられた風力タービンのナセルの概略的な斜視図である。
【図13】デバイスの実施形態による吊り上げフレームにおいて実質的に鉛直の位置で持ち上げられる風力タービンの風力タービンブレードの概略的な側面図である。
【図14】デバイスの実施形態による吊り上げフレームにおいて実質的に鉛直の位置で持ち上げられる風力タービンの風力タービンブレードの概略的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
同じまたは同様の構成要素は、図において同じ符号で指示されている。
【0041】
図１Ａを参照すると、本発明の実施形態によるデバイス１が示されており、デバイス１は、タービンのナセル２を風力タービンタワー３（図２Ａ参照）に取り付けるように構成されている。ナセル２には、風力タービンブレードが配設され得る開口２１を伴うハブ２０が設けられている。ナセル２の下側に設けられているのは連結フランジ２２である。連結フランジ２２を使用することで、ナセル２は、例えば、風力タービンタワー３の上方側に存在する受入フランジ（図示されていない）に連結フランジ２２を結合することで、風力タービンタワー３の上方側に連結させることができる。
【0042】
デバイス１は、吊り上げフック１１を伴う吊り上げブロックからの吊り上げケーブル９で吊り下げられた吊り上げフレーム１３を備え、吊り上げフック１１はさらに、例えば昇降クレーンなど、吊り上げ手段（図示されていない）の吊り上げケーブル１２から吊り下げられる。ナセル２は、持ち上げケーブル（１０ａ、１０ｂ）を使用して、吊り上げフレーム１３において吊り下げられる。図示されている実施形態では、吊り上げフレーム１３は、下向きに垂れ下がる側方梁材１３ｂが外側の端にしっかりと連結されている上方梁材１３ａを備える。吊り上げケーブル９は、吊り上げ点１４において吊り上げフレーム１３の上方梁材１３ａに係合する。
【0043】
図１Ｂによれば、ナセル２の重心Ｗnacelleは、連結フランジ２２に対して偏って位置する。吊り上げフレーム１３は、吊り上げフック１１に対する吊り上げフレーム１３の図示されている第１の位置において、持ち上げられたナセル２の重心Ｗnacelleと、吊り上げフレーム１３の重心Ｗtoolとが、吊り上げフック１１を通じて延び、それら重心ＷtoolおよびＷnacelleを含まない鉛直平面１１０の両側に位置付けられるように、下向きに垂れ下がる側方梁材１３ｂで具現化されている。吊り上げフック１１を通じて延びる鉛直平面１１０は、吊り上げフレーム１３の上方梁材１３ａおよび側方梁材１３ｂによって形成された平面に対して垂直である平面として図１Ｂに示されている。側方梁材１３ｂの存在のため、吊り上げフレーム１３は、吊り上げフック１１を通じて延びる鉛直平面１１０に対して非対称であり、その重心Ｗtoolの側方においてさらに重くされる。
【0044】
以下の距離が図１Ｂにおいてさらに指示されている。
ｌ１： 吊り上げ点１４から第１の持ち上げケーブル１０ａまでの実質的に水平の距離。
ｌ２： 吊り上げ点１４から吊り上げフレームの重心Ｗtoolまでの実質的に水平の距離。
ｌ３： 第１の持ち上げケーブル１０ａからナセル２の重心Ｗnacelleまでの実質的に水平の距離。
ｌ４： （図２Ｂに照らして）ナセル２の重心Ｗnacelleから風力タービンタワー３の支え３１の縁までの実質的に水平の距離。
ｌ１： 吊り上げ点１４から第１の持ち上げケーブル１０ａまでの実質的に水平の距離。
ｌ２： 吊り上げ点１４から吊り上げフレームの重心Ｗtoolまでの実質的に水平の距離。
ｌ３： 第１の持ち上げケーブル１０ａからナセル２の重心Ｗnacelleまでの実質的に水平の距離。
ｌ４： （図２Ｂに照らして）ナセル２の重心Ｗnacelleから風力タービンタワー３の支え３１の縁までの実質的に水平の距離。
【0045】
Ｆhubは持ち上げケーブル１０ａにおける力であり、Ｌcraneは吊り上げ力である。
【0046】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、ナセル２が吊り上げフレーム１３の介入で風力タービンタワー３に配置され、風力タービンタワー３における支持部に配置された状況が示されている。支持部は支え３１によって概略的に示されている。この状況において、吊り上げフレーム１３とナセル２との間の第２の持ち上げケーブル１０ｂは、指示されているような所の予モーメントにおいて、解放されて弛むことになる。吊り上げ点１４は不動とされておらず、例えば波の作用の影響などによる昇降クレーン先端の移動によって引き起こされる移動を受けることになることが、ここでは考慮されるべきである。一方、ナセル２は、風力タービンタワー３の対応する受入フランジ（図示されていない）上に連結フランジ２２がある状態で取り付けられなければならない。この目的のために、２つのフランジは互いに対してできるだけ静止して保持される必要がある。発明されたデバイス１はこれを可能にする。図２Ｂに示されている状況において、ナセル２は、重心Ｗnacelleが連結フランジ２２および支え３１に対して偏って位置するため、反時計回り１１１に回転しようとする。発明された吊り上げフレーム１３は、吊り上げフレーム１３が、回転１１１に対抗する吊り上げ点１４の周りでの対抗トルク１１２を発生させることができることで、これを防止する。この対抗トルク１１２はＷtool・ｌ２に等しい。これは、第１の持ち上げケーブル１０ａがしっかりと引っ張られたままであることも意味する。
【0047】
図３を参照すると、デバイス１のさらに向上させられた実施形態が示されている。図３によれば、ナセル２は、ボルトなどを用いて、ここまでに風力タービンタワー３に連結フランジ２２で固定されている。これは、第２の持ち上げケーブル１０ｂを取り外しさせることもできる。実際、この第２の持ち上げケーブル１０ｂは図３ではもはや見られない。
【0048】
ここで、ナセル２から吊り上げフレーム１３を安全に解放することができるようにするために、吊り上げケーブル９から吊り下げられた吊り上げフレーム１３を、吊り上げフック１１に対して、図１および図２に示されている第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの間で移動させるように構成されており、両方の位置（Ａ、Ｂ）が含まれる位置決め手段（１４０、１５０、１６０）が提供される。第２の位置Ｂにおいて、吊り上げフレーム１３の重心Ｗtoolは鉛直方向において吊り上げフック１１と一列にされる。この位置において、重心Ｗtoolは実際に鉛直平面１１０に位置する。図示されている実施形態では、位置決め手段は、吊り上げ点１４を、上方梁材１３ａに沿って、Ａで指示された位置からＢで指示された位置へと変位させるための手段１４０を備える。これらの手段１４０は、例えば、上方梁材１３ａに沿って移動させることができる台車を備え得るが、任意の他の適切な形態を取ることも可能である。吊り上げ手段１３の重心Ｗtoolが、吊り上げフック１１（または吊り上げ点１４）と一列にされたこの位置にあるため、対抗トルク１１２は実質的にゼロである。これは、吊り上げフレーム１３を下降させることで、図示されているように、第１の持ち上げケーブル１０ａを解放することを可能にする。この後、第１の持ち上げケーブル１０ａはナセル２から簡単な手法で結合解除させることができる。これによって、風力タービンタワー３へのナセル２の取り付けが完了させられる。
【0049】
デバイス１の他の実施形態では、位置決め手段（１４０、１５０、１６０）は、吊り上げフレーム１３の滑動可能質量１５１を、吊り上げ点１４に対して、吊り上げフレーム１３の上方梁材１３ａに沿って、好ましくは実質的に水平の方向１５２において滑動させることで、吊り上げフレーム１３を、吊り上げフック１１に対して、重心Ｗtoolが吊り上げフック１１と一列にされない第１の位置Ａから、重心Ｗtoolが吊り上げフック１１と一列にされる第２の位置Ｂへと移動させるように構成されている手段１５０を備える。これによって、重心Ｗtoolは、吊り上げフック１１（または吊り上げ点１４）と一列にされる位置Ｂへと変位させられる。これは、先に記載されているのと同じ効果、つまり、対抗トルク１１２のゼロの状況を提供する。
【0050】
同じ目的を伴うデバイス１のなおも他の実施形態が図５に示されている。この実施形態では、位置決め手段（１４０、１５０、１６０）は、吊り上げフレーム１３を、吊り上げフック１１に対して、重心Ｗtoolが吊り上げフック１１と一列にされない第１の位置Ａから、重心Ｗtoolが吊り上げフック１１と一列にされる第２の位置Ｂへと移動させるようにここでも構成されている手段１６０を備える。この実施形態では、吊り上げフレーム１３は、２つの吊り上げ点（１４、１４ａ）において２つの吊り上げケーブル（９、９ａ）を伴う吊り上げフック１１から吊り下げられる。この実施形態では、位置決め手段１６０は、吊り上げフック１１の位置を、吊り上げフレーム１３に対して、実質的に水平の方向において変化させるために、２本の吊り上げケーブルの一方、具体的には、位置Ａにおいて弛んでいる吊り上げケーブル９ａを、締めるように構成されている。吊り上げケーブル９ａを締めることで、吊り上げフレーム１３の重心Ｗtoolは、この方法では、吊り上げフック１１と一列にさせることができる。吊り上げケーブル９ａは、例えばウインチ１６２で、吊り上げケーブル９ａを引っ張り１６１とさせる任意の適切な手法で締められ得る。ここでも、これは、先に記載されているのと同じ効果、つまり、対抗トルク１１２のゼロの状況を有する。
【0051】
図６は、風力タービンタワー３にすでに存在するナセルの開口２１（三角形の支えによって概略的に表されている）において風力タービンブレード５を実質的に水平の位置に配設し、風力タービンブレード５を開口２１に固定するように構成されている吊り上げフレーム１３の実施形態を示している。風力タービンブレード５の重心Ｗbladeは、ここでも、ナセル２へのその連結フランジ、または他の適切な連結部に対して、偏って位置決めされている。これによって、風力タービンブレード５は、結合される風力タービンブレード５の外端５０が自由である場合、吊り下げ点１４に対して方向１１１に傾く可能性がある。この移動に対抗するために、吊り上げフレーム１３は、例えば、すべてがしっかりと連結されている、上方梁材１３ａに隣接した側方梁材１３ｂと、水平に延びる下方梁材１３ｃとを設けることで、その重心Ｗtoolが風力タービンブレード５の重心Ｗbladeと異なる鉛直平面１１０の側に位置するように具現化される。この実施形態の動作は、風力タービンブレード５が１本だけの持ち上げケーブル１０を用いて吊り上げフレーム１３で持ち上げられるという違いを伴って、先に記載されているものとさらに同様である。吊り上げフレーム１３が、好ましくは、この実施形態においても先に記載されている位置決め手段（１４０、１５０、１６０）を備えることは、明らかである。
【0052】
【0053】
図８Ａを参照すると、吊り上げフレーム１３は、一方の側において下向きに垂れ下がる側方梁材１３ｂに連結され、他方の側において、風力タービンタワー３の周囲部３ａと係合するための係合手段１５が設けられる案内フレーム２４がさらに設けられている。
【0054】
図８Ａおよび図９Ａにおいて示された実施形態では、係合手段２５が、風力タービンタワー３の周囲方向３０において配置され、案内フレーム２４において配設された支持ストラップを備える。これは、複数の支持ストラップとすることもでき、または、例えばローラとすることもできる。案内フレーム２４自体は、実質的に水平に延び、水平に延びる横断梁材２４ｃに連結される２つの側方アーム（２４ａ、２４ｂ）を備える。案内フレーム２４は、望まれる場合、一方の側において吊り上げ梁材１３ｂに枢動可能に連結され得る。係合手段２５は、風力タービンタワー３の周囲の１８０°などの周囲角度を通じて延びる周囲部３ａと係合するように構成されている。
【0055】
この実施形態の動作は、１つの違いを伴って、すでに上記で詳細に説明されている。図９Ｂおよび図１０～図１２において概略的に示されているように、ナセル２は、タービンタワー３の上部の近傍へと持って行かれ、支持ストラップ２５の形態での係合手段が、係合される風力タービンタワー３の周囲部３ａの一部分に位置付けられる。次に、周囲部３ａが支持ストラップ１５によって係合させられ、望まれる場合、案内フレーム２４は、（移動する）ナセル２と（安定した）風力タービンタワー３との間の相対移動と共に、いくらかの減衰を伴って変位することができる。これは、ナセル２と風力タービンタワー３との間の相対移動をより小さく保つのを助け、これは、ナセル２の連結フランジ２２と風力タービンタワー３の対応するフランジとの間で接触させるのを簡単にする。
【0056】
さらに、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０、図１１、および図１２に示されている方法ステップは、動作に関して、それぞれ図１Ｂ、図２Ｂ、図３、図４、および図５において先に記載されているような方法ステップに対応しており、構成要素は同じ符号で指示されている。不必要な繰り返しを防ぐために、関連する図の記載が参照させられる。
【0057】
さらに、ナセル２への風力タービンブレード５の取り付けについて図１３および図１４に示されている方法ステップも、動作に関して、それぞれ図６および図７において先に記載されているような方法ステップに対応しており、構成要素は同じ符号で指示されている。不必要な繰り返しを防ぐために、関連する図の記載がここでも参照させられる。
【符号の説明】
【0058】
１ デバイス
２ ナセル
３ 風力タービンタワー
３ａ 周囲部
５ 風力タービンブレード
９、９ａ 吊り上げケーブル
１０ａ 第１の持ち上げケーブル
１０ｂ 第２の持ち上げケーブル
１１ 吊り上げフック
１２ 吊り上げケーブル
１３ 吊り上げフレーム、吊り上げ手段
１３ａ 上方梁材
１３ｂ 側方梁材
１４、１４ａ 吊り上げ点
１４ 吊り下げ点
１５ 係合手段、支持ストラップ
２０ ハブ
２１ 開口
２２ 連結フランジ
２４ 案内フレーム
２４ａ、２４ｂ 側方アーム
２４ｃ 横断梁材
２５ 係合手段、支持ストラップ
３０ 周囲方向
３１ 支え
５０ 外端
１１０ 鉛直平面
１１１ 反時計回り、回転、方向
１１２ 対抗トルク
１４０ 位置決め手段、変位させるための手段
１５０ 位置決め手段
１５１ 滑動可能質量
１５２ 実質的に水平の方向
１６０ 位置決め手段
１６１ 引っ張り
１６２ ウインチ
Ａ 第１の位置
Ｂ 第２の位置
Ｆhub 持ち上げケーブル１０ａにおける力
Ｌcrane 吊り上げ力
ｌ１ 吊り上げ点１４から第１の持ち上げケーブル１０ａまでの水平の距離
ｌ２ 吊り上げ点１４から吊り上げフレームの重心Ｗtoolまでの水平距離
ｌ３ 第１の持ち上げケーブル１０ａからナセル２の重心Ｗnacelleまでの水平距離
ｌ４ ナセル２の重心Ｗnacelleから支え３１の縁までの水平距離
Ｗblade 風力タービンブレード５の重心
Ｗnacelle ナセル２の重心
Ｗtool 吊り上げフレーム１３の重心
２ ナセル
３ 風力タービンタワー
３ａ 周囲部
５ 風力タービンブレード
９、９ａ 吊り上げケーブル
１０ａ 第１の持ち上げケーブル
１０ｂ 第２の持ち上げケーブル
１１ 吊り上げフック
１２ 吊り上げケーブル
１３ 吊り上げフレーム、吊り上げ手段
１３ａ 上方梁材
１３ｂ 側方梁材
１４、１４ａ 吊り上げ点
１４ 吊り下げ点
１５ 係合手段、支持ストラップ
２０ ハブ
２１ 開口
２２ 連結フランジ
２４ 案内フレーム
２４ａ、２４ｂ 側方アーム
２４ｃ 横断梁材
２５ 係合手段、支持ストラップ
３０ 周囲方向
３１ 支え
５０ 外端
１１０ 鉛直平面
１１１ 反時計回り、回転、方向
１１２ 対抗トルク
１４０ 位置決め手段、変位させるための手段
１５０ 位置決め手段
１５１ 滑動可能質量
１５２ 実質的に水平の方向
１６０ 位置決め手段
１６１ 引っ張り
１６２ ウインチ
Ａ 第１の位置
Ｂ 第２の位置
Ｆhub 持ち上げケーブル１０ａにおける力
Ｌcrane 吊り上げ力
ｌ１ 吊り上げ点１４から第１の持ち上げケーブル１０ａまでの水平の距離
ｌ２ 吊り上げ点１４から吊り上げフレームの重心Ｗtoolまでの水平距離
ｌ３ 第１の持ち上げケーブル１０ａからナセル２の重心Ｗnacelleまでの水平距離
ｌ４ ナセル２の重心Ｗnacelleから支え３１の縁までの水平距離
Ｗblade 風力タービンブレード５の重心
Ｗnacelle ナセル２の重心
Ｗtool 吊り上げフレーム１３の重心
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】