特表 2025-501065 風力タービンのための、沖合における支持構造物を組み立てる方法

(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】2025-01-17

(54)【発明の名称】風力タービンのための、沖合における支持構造物を組み立てる方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/04 20060101AFI20250109BHJP

   F03D 13/25 20160101ALI20250109BHJP

   E04C 3/16 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

E02D27/04

F03D13/25

E04C3/16

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024533968

(86)(22)【出願日】2022-12-06

(85)【翻訳文提出日】2024-07-18

(86)【国際出願番号】 DK2022050265

(87)【国際公開番号】W WO2023117001

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】PA202101260

(32)【優先日】2021-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523480749

【氏名又は名称】スティースダル オフショア エー／エス

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】スティースダル，ヘンリック

【テーマコード（参考）】

2E163

3H178

【Ｆターム（参考）】

2E163FA02

2E163FA12

2E163FB06

2E163FB09

2E163FB24

2E163FB32

2E163FB45

2E163FB50

2E163FF16

2E163FF17

3H178AA03

3H178AA25

3H178AA43

3H178BB77

3H178CC22

3H178DD67X

(57)【要約】

風力タービン（２）のための、沖合における支持構造物（３）の組み立てにおいて、管状ブレース（１１、１２）は、注入による接続で塔支持部（８）に相互接続または接続される。対応したブレース（１２）の端部（１２Ａ）は、相互接続したブレース（１１）または塔支持部（８）に固定された、スリーブ（１７）の中に挿入される。スリーブ（１７）と、挿入されたブレース（１２）の端部（１２Ａ）との間のボリューム（２０）は、一般的にグラウトである注入材料によって充填される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力タービン（２）のための、沖合における支持構造物（３）を組み立てる方法であって、
風力タービンの塔（７）を支えるための塔支持部（８）を提供すること、
Ｎ本の第１のブレース（１１）、及びＮ本の第２のブレース（１２）を提供することであって、Ｎは少なくとも３であり、各ブレース（１１、１２）は第１の端部（１１Ａ、１２Ａ）及び第２の端部（１１Ｂ、１２Ｂ）を有し、前記ブレースの各々は長手方向中心軸（３１、３２）を有する、提供すること、
前記第１のブレース（１１）の１つ及び前記第２のブレース（１２）の１つである、各対について、第１の接続部（２９Ａ）で、前記第１のブレース（１１）における前記第２の端部（１１Ｂ）を前記塔支持部（８）の第１の部分に接続し、第２の接続部（２９Ｂ）で、前記第２の管状ブレース（１２）における前記第２の端部（１２Ｂ）を前記塔支持部（８）の第２の部分に接続し、第３の接続部（２９Ｃ）で、前記第２のブレース（１２）における前記第１の端部（１２Ａ）を前記第１のブレース（１１）に接続することであって、前記支持構造物（３）が沖合における動作のために方向付けられたときに、前記塔支持部（８）の前記第２の部分及び前記第２の接続部（２９Ｂ）は、前記塔支持部（８）の第１の部分及び前記第１の接続部（２９Ａ）の上方にあり、前記塔支持部（８）、前記第１のブレース（１１）、及び前記第２のブレース（１２）は、垂直面で三角形を形成し、ブレース（１１、１２）のＮ対は、前記塔支持部（８）の垂直中心軸（３０）の周りに異なる方向で、前記塔支持部（８）から外側に向けられる、接続すること、
を含み、
ここで前記方法は、以下のＡ、Ｂ、及びＣすなわち、
Ａ：前記方法は、前記第１の接続部（２９Ａ）に、前記塔支持部（８）の前記第１の部分における壁開口部（２２）と、第１のスリーブ端部（１７Ａ）及び第２のスリーブ端部（１７Ｂ）を伴うスリーブ（１７）と、を提供することを含み、前記第１のスリーブ端部（１７Ａ）は、前記開口部（２２）のリム（２２Ａ）に溶接され、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から内側に、前記塔支持部（８）の前記第１の部分における内部ボリュームの中に延び、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から外側に０．２ｍよりも長く延びず、または前記スリーブ（１７）は、前記開口部（２２）を越えて前記リム（２２Ａ）から外側に延びず、前記方法は、前記第１のブレース（１１）の前記第２の端部（１１Ｂ）を、前記開口部（２２）を通して、前記スリーブ（１７）の中に挿入し、例えばグラウトである注入材料を、前記スリーブ（１７）と前記第１のブレース（１１）との間のボリューム（２０）の中に充填し、前記注入材料を、前記スリーブ（１７）の中で前記第１のブレース（１１）を堅固に固定するために固化させることを含むこと、
Ｂ：前記方法は、前記第２の接続部（２９Ｂ）に、前記塔支持部（８）の前記第２の部分における壁開口部（２２）と、第１のスリーブ端部（１７Ａ）及び第２のスリーブ端部（１７Ｂ）を伴うスリーブ（１７）と、を提供することを含み、前記第１のスリーブ端部（１７Ａ）は、前記開口部（２２）のリム（２２Ａ）に溶接され、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から内側に、前記塔支持部（８）の前記第２の部分における内部ボリュームの中に延び、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から外側に０．２ｍよりも長く延びず、または前記スリーブ（１７）は、前記開口部（２２）を越えて前記リム（２２Ａ）から外側に延びず、前記方法は、前記第２のブレース（１２）における前記第２の端部（１２Ｂ）を、前記開口部（２２）を通して、前記スリーブ（１７）の中に挿入し、例えばグラウトである注入材料を、前記スリーブ（１７）と前記第２のブレース（１２）との間のボリューム（２０）の中に充填し、前記注入材料を、前記スリーブ（１７）の中で前記第２のブレース（１２）を堅固に固定するために固化させることを含むこと、
Ｃ：前記方法は、前記第３の接続部（２９Ｃ）に、前記第１のブレース（１１）の壁（２３）における壁開口部（２２）と、第１のスリーブ端部（１７Ａ）及び第２のスリーブ端部（１７Ｂ）を伴うスリーブ（１７）と、を提供することを含み、前記第１のスリーブ端部（１７Ａ）は、前記開口部（２２）のリム（２２Ａ）に溶接され、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から内側に、前記第１のブレース（１１）における内部ボリュームの中に延び、前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から外側に０．２ｍよりも長く延びず、または前記スリーブ（１７）は、前記第１のブレース（１１）における前記開口部（２２）を越えて前記リム（２２Ａ）から外側に延びず、前記方法は、前記第２のブレース（１２）における前記第１の端部（１２Ａ）を、前記開口部（２２）を通して、前記スリーブ（１７）の中に挿入し、例えばグラウトである注入材料を、前記スリーブ（１７）と前記第２のブレース（１２）との間のボリューム（２０）の中に充填し、前記注入材料を、前記スリーブ（１７）の中で前記第２のブレースを堅固に固定するために固化させることを含むこと、
の内少なくとも１つを含むことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記スリーブ（１７）は、前記第２のスリーブ端部（１７Ｂ）において閉鎖底部（１８）を備え、前記方法は、例えばグラウトである注入材料を、前記スリーブ（１７）における内側のボリューム（２０）の中に充填することを含むが、前記スリーブの外側には充填しない、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記スリーブ（１７）は、前記リム（２２Ａ）から前記塔支持部（８）の前記第１の部分における内部ボリュームの中に、内側のみに延びるが、前記スリーブ（１７）は、前記開口部（２２）を越えて前記リム（２２Ａ）から外側へは延びない、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記方法は、
Ａにおいて、前記第１のブレース（１１）における前記第２の端部（１１Ｂ）に、閉鎖端部（１８）を設けること、
Ｂにおいて、前記第２のブレース（１１）における前記第２の端部（１２Ｂ）に、閉鎖端部（１８）を設けること、
Ｃにおいて、前記第２のブレース（１２）における前記第１の端部（１２Ａ）に、閉鎖端部（１８）を設けること、
を含む、請求項１～３の内いずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

対応した前記ブレース（１１、１２）の前記端部（１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ）を、前記スリーブ（１７）の中に挿入した後のみに、任意選択でグラウトである注入材料を、前記スリーブ（１６）の前記ボリューム（２０）の中に充填することを含む、請求項１～４の内いずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

Ｎ本の、第３ブレース（１０）の第３のセットを提供すること、及び前記第１のブレース（１１）を前記第３のブレース（１０）によって相互接続して、前記第１のブレース（１１）間の剛性を向上させること、を含む、請求項１～５の内いずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

Ｎは３であり、前記第３のブレース（１０）は三角形構造を形成する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１のブレース（１１）、前記第２のブレース（１２）、及び前記第３のブレース（１０）によって、四面体構造を形成することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記塔支持部（８）を前記四面体構造の中央に据え、正四面体としての四面体構造を形成することを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

岸辺または地上で前記沖合における支持構造物（３）を組み立てること、前記支持構造物（３）の頂部に風力タービン（２）を提供すること、組み立てた後に前記空洞（１６）内で注入材料を硬化させること、前記支持構造物（３３）を沖合の目的地まで移動させること、及び、前記支持構造物（３）を海底（１３）に定着させること、を含む、請求項１～９の内いずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記支持構造物（３）を、浮遊構造物に設定することを含む、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風力タービンのための、沖合における支持構造の組み立て、及び任意選択で設定も含んだ、方法に関する。特に本発明は、独立請求項のプリアンブルによる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば風力タービンを支持するための、沖合における構造物について、四面体構造は高度な安定性という点で有利であり、相対的規模において適度なコストしか必要としない。同時に製造コストを低減かつ最小化しながら、製造方法を最適化して、沖合におけるエネルギー施設をより魅力的にするために、製造手順の向上を見出すための、たゆまぬ努力が続いている。

【0003】

日本国の特許出願である、特開２０００－０８７５０４号公報は、沖合における塔構造を提供する方法を開示しており、そこでは、接続管の端部が、より大きいブレースの中に開口部を通して挿入され、グラウト注入が、より大きいブレースの一部と、さらなる安定性のために剪断キーが設けられた管の端部と、を充填する。

【0004】

グラウトが管構造の全体に挿入されるということは、多量のグラウトを消費することを意味する。グラウトの消費を低減させ、その一方で高度の安定性及び剛性を守ることが望ましい。

【0005】

米国特許第４２４５９２８号明細書は、杭が海底に打ち込まれ、安定性を提供するためにブレースがこれらの杭に定着された、沖合における構造物を開示している。ブレースは、接合部で杭に接続され、セメントを用いて固定される。

【0006】

国際公開第２０１１／１４７４７２号は、特に風力タービン施設の基礎のための、セグメント化されたジャケット構造を開示しており、それはグラウト材によって接着された管状モジュールを含んだ接合部によって相互接続された、格子状のセグメントを備える。

【0007】

先行技術における格子状のセグメントが、グラウト注入による接続によって相互接続されたとき、対応したセグメントは、受け入れ用の空洞の中に押し込まれて、グラウト注入される。これは、一見簡単な手順と思われる。しかし、構造が非常に大きい場合、したがって近年の大型風力タービンを支える沖合における構造物では、そうはならない。特に、管における単なる開口部は、グラウト注入されるまで、または少なくとも反対側端部が固定されるまで、安定しない。格子状のセグメントが、グラウト注入による接続のための空洞の中に挿入されるとき、より良好な方向性の誘導を実現することが、望ましくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０００－０８７５０４号公報

【特許文献2】米国特許第４２４５９２８号明細書

【特許文献3】国際公開第２０１１／１４７４７２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって本発明の目的は、従来技術に改良を加えることである。詳細には、特に四面体構造である、風力タービンのための沖合におけるプラットフォームの、向上した建設方法を提供することが、目的である。詳細には、グラウト注入による接続が管状セグメントの端部に提供され、比較的簡単に、方向性の誘導とグラウト消費の最小化を伴う組み立てとを可能にする、特に風力タービンのための、沖合におけるプラットフォームの建設方法を提供することが目的である。この目的及び別の利点は、以下の説明及び請求項の範囲のように、風力タービンのための、沖合における支持構造物を組み立てる方法、及び任意選択で設定する方法、によって実現される。

【課題を解決するための手段】

【0010】

要約すると、風力タービンのための、沖合における支持構造物の組み立てにおいて、管状ブレースは、注入による接続で塔支持部に相互接続または接続される。対応したブレースの端部は、相互接続したブレースまたは塔支持部に固定されたスリーブの中に挿入される。スリーブと、挿入されたブレースの端部との間のボリュームは、一般的にグラウトである注入材料によって充填される。

【0011】

詳細を以下で説明する。

【0012】

組み立てについて、例えばＮ＝３、４、５、または６である、Ｎ本の第１の管状ブレースにおける第１のセットと、Ｎ本の第２の管状ブレースにおける第２のセットとが、風力タービンの塔を支えるために使用されることになる塔支持部に加えて、設けられる。これらの構成要素は、次に支持構造物に組み込まれる。

【0013】

この組み立て方法は、沖合における風力タービンを伴う、沖合における支持構造物のために特に有用であるが、この方法の一般性は、例えば浮遊式プラットフォームなど、他のタイプの沖合におけるプラットフォームのための支持構造物として使用されることを、排除しない。

【0014】

第１のブレースの内１本、及び第２のブレースの内１本の各対について、第１のブレースにおける第２の端部は、第１の接続部において塔支持部の第１の部分に接続され、第２の管状ブレースにおける第２の端部は、第２の接続部において塔支持部の第２の部分に接続される。さらに、第２のブレースにおける第１の端部は、第３の接続部において第１のブレースに接続される。支持構造物が動作のために方向付けられ、風力タービンの塔が垂直方向にあるとき、第２の接続部は第１の接続部の上方にある。したがって、塔支持部、第１のブレース、及び第２のブレースは、垂直面において三角形を形成する。塔支持部、放射状ブレース、及び第２のブレースの組み合わせにおける三角形状のため、第２のブレースは斜行ブレースとも呼ばれる。Ｎ対のブレースは、塔支持部における垂直中心軸の周りの様々な方向で、塔支持部から外側に向けられる。このため、第１のブレースは放射状ブレースとも呼ばれる。

【0015】

以下では、様々な特定の実施形態が提示され、そこでは例えばグラウト注入など、注入による接続が、ブレースと塔支持部との間における相互接続のために使用される。

【0016】

第１の実施形態において、第１のブレースにおける第２の端部は、注入による接続、有利にはグラウト注入による接続によって、塔支持部の下部分に固定される。特に、この実施形態において、本方法は、塔支持部の第１の下部分における壁開口部と、第１のスリーブ端部及び第２のスリーブ端部を伴う鋼製スリーブと、を第１の接続部に設けることを含む。第１のスリーブ端部は、やはり鋼製である、塔支持部における開口部のリムに溶接される。スリーブは、塔支持部の第１の部分における内部ボリュームの中に、リムから内側のみに延びるが、開口部を越えてリムから外へは延びない。換言すると、スリーブは塔支持部の内側のみであり、搬送、及び例えば表面塗装など、塔支持部の外面における自動作業を妨害することになる末端部を作り出さない。第１のブレースにおける第２の端部は、次に開口部を通してスリーブの中に挿入され、例えばグラウトなどの注入材料が、スリーブと第１のブレースとの間のボリュームを充填し、スリーブ内部で第１のブレースを堅固に固定するために固化される。任意選択として、第１のブレースにおける第２の端部には、閉鎖端部が設けられ、それによって注入材料は、スリーブから、第１のブレースにおける第２の端部において内部ボリュームの中に入らない。

【0017】

第２の実施形態において、第２のブレースにおける第２の端部は、有利にはグラウト注入である、注入による接続によって、塔支持部の上部分に固定される。特に、この実施形態において、本方法は、塔支持部の第２の部分における壁開口部と、第１のスリーブ端部及び第２のスリーブ端部を伴う鋼製スリーブと、を第２の接続部に設けることを含む。第１のスリーブ端部は、やはり鋼製である、塔支持部における開口部のリムに溶接される。スリーブは、塔支持部の第２の部分における内部ボリュームの中に、リムから内側のみに延びるが、開口部を越えてリムから外へは延びない。さらにこの実施形態において、スリーブは塔支持部の内側のみであり、搬送、及び例えば表面塗装など、塔支持部の外面における自動作業を妨害することになる末端部を作り出さない。第２のブレースにおける第２の端部は、次に開口部を通してスリーブの中に挿入され、例えばグラウトなどの注入材料が、スリーブと第１のブレースとの間のボリュームを充填し、スリーブ内で第１のブレースを堅固に固定するために固化される。任意選択として、第２のブレースにおける第２の端部には、閉鎖端部が設けられ、それによって注入材料は、スリーブから、第２のブレースにおける第２の端部において内部ボリュームの中に入らない。

【0018】

第３の実施形態において、第２のブレースにおける第１の端部は、有利にはグラウト注入である、注入による接続によって、第１のブレースに固定される。特にこの実施形態において、本方法は、第１のブレースの壁における開口部と、第１のスリーブ端部及び第２のスリーブ端部を伴う鋼製スリーブと、を第３の接続部に設けることを含む。第１のスリーブ端部は、やはり鋼製である、第１のブレースの開口部におけるリムに溶接され、スリーブは、第１のブレースの開口部におけるリムから、内側のみに、第１のブレースにおける内部ボリュームの中に延びるが、第１のブレースの開口部を越えてリムから外側へは延びない。この実施形態において、スリーブは第１のブレースの内側のみであり、搬送、及び例えば表面塗装など、塔支持部の外面における自動作業、を妨害することになる末端部を作り出さない。第２のブレースにおける第１の端部は、次に開口部を通してスリーブの中に挿入され、例えばグラウトなどの注入材料が、スリーブと第２のブレースとの間のボリュームを充填し、スリーブ内で第２のブレースを堅固に固定するために固化される。任意選択として、第２のブレースにおける第１の端部には、閉鎖端部が設けられ、それによって注入材料は、スリーブから、第２のブレースにおける第１の端部において内部ボリュームの中に入らない。

【0019】

言及したように、スリーブが内側のみに延びた実施形態は、上述のように搬送及び作業のために特に有利である。しかしいくつかの代替事例において、短い距離だけ外側に延びたスリーブを有することは、許容され得る。しかし有用な実際の実施形態において、スリーブはリムから外側へ０．２ｍを越えて延びるのは望ましくない。なぜならその場合、搬送の取扱い及び作業を、より困難にし得るからである。斜行ブレースの典型的な径は、２ｍの範囲内であり、したがって０．２ｍは径の１０％ほどであることが指摘される。斜行ブレースの径の、最大で１０％に対応する距離だけ、リムから外側へ延びることは、別の有用な制限である。

【0020】

いくつかの別の実施形態において、上記３つの実施形態の内２つ、または３つ全てが組み合わされる。

【0021】

特にグラウト材である注入材料の過剰な量を、接続部に使用することを避けるため、かつ注入材料をスリーブに拘束するために、スリーブは、第２のスリーブ端部において閉鎖底部を備える。固定のため、例えばグラウトなどの注入材料は、一方の端部が閉鎖されたスリーブの内側のボリューム内に充填されるが、スリーブの外側には充填されない。

【0022】

有利には、特にブレースの端部に閉鎖端部が設けられた場合、例えばグラウトなどの注入材料は、対応したブレースの端部をスリーブの中に挿入した後のみに、ブレースの端部における外側と、スリーブの内側との間のボリューム内に挿入される。これは、注入材料がスリーブの内側における中空ボリュームの中に押圧される前に、端部をスリーブの内側の正確な箇所に配置することを容易にする。

【0023】

注入材料は、流体または半流体であり、例えばポリマー、コンクリート、またはグラウトである。それは次に、固化された堅固な注入をもたらすために、硬化される。グラウトは、その高い剛性及び塩水における耐用寿命のため、好ましい材料である。以下では、グラウトが注入材料として例示されるが、より適切または有用である場合は他の注入材料によって置き換えることができる。

【0024】

スリーブによって形成された空洞は、それらが受け入れる対応したブレースの端部よりも大きい。これは、ブレースの端部とそれぞれのスリーブの内壁との間における、空洞の内側に、十分なグラウトのための余剰ボリュームを提供するためだけではなく、挿入中にブレースが詰まるのを回避するために、組み立て手順の間に、ブレースが空洞に対して僅かに角度を変えることを可能にするためにも、有利である。

【0025】

一般的にスリーブは、受け入れる管状ブレースの長手方向中心軸と平行である、長手方向中心軸を伴う管状である。

【0026】

スリーブは、一般的に円形断面であり、この断面は長手方向中心軸に対して垂直であるが、これは必ずしも必要ではない。いくつかの事例において、スリーブは、その長手方向中心軸に対して垂直に、方形または矩形などの断面を伴う、多角形である。

【0027】

海底固定式の支持構造物について、塔支持部と、Ｎ本の第１のブレース及びＮ本の第２のブレースと、を伴う堅固なフレーム構造物は、長期間の安定性のために、一般的に十分である。風力タービン塔のための張力脚プラットフォーム（ＴＬＰ）などの浮遊式構造物、または半潜水型プラットフォームについて、さらなる安定性を提供することが望ましい。このため、選択肢として、以下の拡張された実施形態が有用である。

【0028】

この拡張された実施形態において、一般的に管状ブレースである、Ｎ本の第３のブレースにおける第３のセットは、第３のブレースによって第１のブレースを相互接続するために提供される。例えば第３のブレースは、次のステップで、任意選択でグラウト注入による接続、もしくは代替として溶接によって、または対応したブラケットに接続することによって、第１のブレースに接続される。ブレースは一般的には全体的に鋼製であり、溶接は利用可能な選択肢の１つである。例えば初めにブラケットをブレースに溶接して、それらを次にボルト接続のために使用して、第３のブレースを第１のブレースにボルト締めすることは、別の選択肢である。

【0029】

例えばＮ＝４について、第１のブレースは、中央における塔支持部と交差部を形成し、第３のブレースは、この交差部によって形成された面における交差部を安定化する。一般的に、Ｎ＝４のブレースにおける第３のセットは、正方形を形成し、そこで第１のブレースは共に斜角を形成する。第１及び第３のブレースは、任意選択で単一の面にある。しかし、これは必ずしも必要ではない。例えば、第３のブレースは１つの面で正方形を形成し、第１のブレースは、塔支持部におけるそれらの第１の端部が、例えば第３のブレースの、正方形の面の下方における面で外側に延びる。さらに、やはり必ずしも必要ではないが、これらのブレースは等しい長さであり、Ｎ＝４のアセンブリについて第３のブレースが正方形から外れて代わりに矩形を形成するよう、第１のブレースの内１本または２本は、残りの２本よりも長くてもよい。

【0030】

別の典型的な好ましい例は、Ｎ＝３であり、そこでは第３のブレースが三角形を形成し、任意選択で塔はこの三角形の中央にある。これら第３のブレースは、三角形の側辺を形成するので、側辺ブレースとも呼ばれる。第１のブレースは、塔支持部から三角形の角の各々１つまで放射状に延びるので、一般的に放射状ブレースとも呼ばれる。この事例において第１及び第３のブレースは、任意選択で単一の水平面にある。しかし、これは必ずしも必要ではない。例えば、第３のブレースは１つの面で三角形を形成し、第１のブレースは、塔支持部における第１の端部が、例えば第３のブレースの、三角形の面の下方または上方における面で外側に延びる。さらに、三角形は必ずしも正三角形である必要はないので、必ずしもブレースは、等しい長さで正三角形を形成する必要はない。さらには、塔支持部が三角形の中心ではなくてもよい。

【0031】

任意選択で、第３のブレースによる第１のブレースの相互接続は、第３のブレースによって第１のブレースの端部を相互接続することを含む。しかし、接続部は端部から距離をずらすことができるので、これは必ずしも必要ではない。

【0032】

Ｎ＝３の事例について、アセンブリは、第１、第２、及び第３のブレースによって、任意選択で正四面体として形成された、四面体構造となり得る。この事例において、第１のブレースは放射状ブレースであり、塔支持部から放射状に延びる。第３のブレースは、三角形の側辺を形成するので、側辺ブレースである。第２のブレースは、第１のブレースから塔支持部まで斜めに延びるので、斜行ブレースである。各第２のブレースは、第１のブレース及び塔支持部と共に、垂直の三角形を形成する。

【0033】

例えば、柱支持部は四面体構造の中央に据えられる。代替として、中央を外されるか、または塔支持部は支持構造物の角に設けられるか、もしくは２つの節点間で三角形の辺に沿って設けられる。

【0034】

一旦、沖合における支持構造物が、一般的に岸辺または地上で組み立てられると、風力タービンはこの構造物の頂部に取り付けられる。このアセンブリは次に、最終的な沖合のポイントまで、一般的に船舶による曳航で移動され、次に例えば構造物を浮遊されながら、海底に定着される。言及したように、例はＴＬＰであり、一般的に海中で浮かぶ半潜水型である。それらは海面から半分沈んで浮かぶ。

【0035】

グラウト接続の強度及び耐用寿命を最適にするために、剪断キーが、ブレースの挿入部分に有利に使用される。

【0036】

第１及び第２のブレースは管状であり、一般的に第３のブレースも管状である。任意選択で、これらの管状ブレースは正の浮力を有するボリュームを有する。任意選択で、このボリュームは、浮力を調節するために浸水させることができる。最も一般的な事例において、ブレースは直線である。

【0037】

例として、ブレースは任意選択で、１～６メートルの範囲の径を有し、大きいもので５０メートルを越える長さとし得る。ブレース端部は、任意選択でそれぞれの空洞の中に３～５メートルの距離で挿入される。

【0038】

任意選択で、塔支持部自体は管状であり、例えば円筒形、もしくは円錐形、または管状の支持構造物の隣接したセクションでの、それらの組み合わせである。

【0039】

本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】沖合における風力タービンのための四面体構造を示す図である。

【図2】２本のブレース間の接続部を例示する図である。

【図3】２本のブレース間における代替の接続部を例示する図である。

【図4】放射状ブレースのセクションにおけるスリーブの斜視図である。

【図5】放射状ブレースにおけるスリーブの側面斜視図である。

【図6】塔支持部におけるスリーブの側面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１は、沖合における風力タービンの設備１を例示する。設備１は、風力タービン２と、風力タービン２が動作のために取り付けられ、かつ沖合における条件で支持する、沖合における支持構造物３と、を備える。風力タービン２は、ロータ５と、塔７と、ロータ５を塔７に接続するナセル６と、を備える。沖合における支持構造物３は、塔支持部８を備え、その上に風力タービン２の塔７が取り付けられる。風力タービン２は、支持構造物３とは縮尺に則っておらず、例示を容易にするために小さい縮尺で示されていることに、留意されたい。

【0042】

沖合における支持構造物３は、海面４の下の海底１３に埋め込まれた基部１４を伴う、底部の支持構造物として例示される。このようなタイプの沖合における支持構造物３は、浅い水域で使用される。一般的に、より深い水域のために、例えば構造物３を水中に半分沈めて浮かし続ける、係船索及び浮力タンクを伴う、半潜水型構造物などの浮遊式構造物が使用される。このような事例において、浮力タンクは、管状構造物自体が十分な浮力を提供しない場合、基部１４の代わりに構造物３の接点９に取り付けられる。代替として、構造物３は、完全に沈んだ浮遊式支持構造物を伴う、張力脚プラットフォーム（ＴＬＰ）とすることができる。浮遊式支持構造物３は、海底１３に固定された係船索によって、所定の箇所に保持される。

【0043】

例示した構造物３は、中央の塔支持部８を伴う四面体形状を有する。塔支持部の第１の下部分から、第１のブレース１１が放射状に外側へ延び、そのためこれら第１のブレース１１は、放射状ブレース１１とも呼ばれる。塔支持部の第２の上部分から、第２のブレース１２が第１の放射状ブレース１１まで延び、それによって塔は、第１のブレース１１及び第２のブレース１２の各セットを伴って平坦な三角形を形成する。塔支持部８、放射状ブレース１１、及び第２のブレース１２の三角形状のため、第２のブレースも斜行ブレース１２とも呼ばれる。

【0044】

四面体のための三角形ベースは、側辺ブレース１０及び放射状ブレース１１によって形成される。側辺ブレース１０は、放射状ブレース１１を介した相互接続によって、三角形を形成する。

【0045】

放射状ブレース１１は、それらの第２の端部１１Ｂで、塔構造物８の第１の下部分に接続し、斜行ブレース１２は、それらの第２の端部１２Ｂで、塔構造物８の第２の上部分に接続される。斜行ブレース１１の各々における第１の端部１１Ａは、一般的に、対応した放射状ブレース１１の第１の端部１１Ａ、またはその近くの箇所において、放射状ブレース１２の１つに接続する。

【0046】

塔支持部８は、支持柱として例示するが、示されるもの以外の他の形状を有し得る。示されるように、塔支持部８は、水面４の上方位置まで延びるが、それは浮遊式支持構造物でも一般的である。

【0047】

後で、より詳細に例示するように、ブレース１０、１１、１２と、塔支持部８との間の接続は、例えばグラウト注入による接続など、注入による接続とすることができる。ブレース１１、１２の端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ｂは、別のブレースの空洞、及び／または塔支持部８の空洞に収納され、そこは次に一般的にグラウトである注入材料で充填され、次に硬化されて、堅固に固定された接続部を提供する。

【0048】

斜行ブレース１２と放射状ブレース１１との間の、注入による接続の例は、以下の対応した例を参照して、さらに詳細に説明する。

【0049】

図２は、斜行ブレース１２の第１の端部１２Ａが、放射状ブレース１１に設けられた管状スリーブ１７の中に挿入された、同軸配置を示す。スリーブ１７は、第１のスリーブ端部１７Ａ及び第２のスリーブ端部１７Ｂを有し、第２のスリーブ端部１７Ｂは、端部壁１８によって閉鎖されている。特に、放射状ブレース１１には、放射状ブレース１１の壁２３における開口部２２が設けられ、鋼製の第１のスリーブ端部１７Ａは、やはり鋼製である、放射状ブレース１１における開口部２２のリム２２Ａに、溶接１６によって定着される。例えば溶接１６はロボットによって成される。

【0050】

とりわけ、スリーブ１７はリム２２Ａから第１のブレース１１における内部ボリュームの内側のみに延び、リム２２Ａから第１のブレース１１の開口部２２を越えて延びない。これは、大きいサイズの放射状ブレース１２が搬送されるときに、ある利点を有する。なぜなら放射状ブレース１２の表面から外側に延びる構造要素は、取扱いをより困難にするためである。さらに、放射状ブレース１２に作業を行うとき、特に組み立て前に塗装するときに、ブレース１２が外側に延びた末端部を有さないことは、有利である。

【0051】

斜行ブレース１２の第１の端部１２Ａが、開口部２２を通してスリーブ１７の中に挿入されたとき、スリーブ１７は、斜行ブレース１２の移動のための誘導部として機能し、さらには斜行ブレース１２の長手方向を画定する。斜行ブレース１２の端部１２Ａを、スリーブ１７の中に挿入した後、一般的にグラウトである注入材料が、スリーブ１７の内壁と、斜行ブレース１２の端部１２Ａにおける外壁と、の間におけるボリューム２０の中に挿入され、その後注入材料は、スリーブ１７の中で斜行ブレース１２を堅固に固定するために固化される。

【0052】

スリーブ１７が第２の端部１７Ｂで開放されている事例において、注入材料は、放射状ブレース１１の内部ボリュームの一部も充填する。しかし、スリーブ１７が、示されたように閉鎖底部１８を有する場合、スリーブ１７の中の挿入される、特にグラウトである注入材料は、スリーブ１７と斜行ブレース１１の端部１１Ａとの間のボリューム２０内で拘束される。これは、斜行ブレース１１の固定に必要な注入材料のボリュームを最小限に抑え、それは有利である。

【0053】

図３は、斜行ブレース１２の端部１２Ａに、より良好な長手方向の剛性のための剪断キー２１が設けられた、代替の実施形態を示す。

【0054】

図４は、閉鎖底部１８を有し、スリーブ１７の中に挿入された、特にグラウトである注入材料が上述のように拘束される、放射状ブレース１１のセクションの中における斜視図である。

【0055】

図５は、スリーブが、放射状ブレース１１の外面から外側に延びないことを示す。特定の事例において、溶接１６によって僅かに高くなるが、それは放射状ブレース１１の搬送に、または特に外面がロボットによって自動的に作業されるときなどの、外面の作業中に、いかなる障害も作り出さず、管状ブレースは作業支持部上で回転される。

【0056】

図６は、スリーブ１７によって囲まれた開口部２２が、斜行ブレース１１の第２の端部１１Ｂまたは放射状ブレース１２の第２の端部１２Ｂを受け入れるために、塔支持部８に設けられる。さらにこの事例において、スリーブ１７は閉鎖底部を有する。注入材料が、スリーブと挿入されたブレース１１、１２との間のボリューム２０から流れ出ないよう、スリーブ１７が注入材料で充填される間、及び注入材料が硬化するまで、開口部２２のリム２２Ａに沿ってブレース１１、１２の周りに、締め付けガスケットが設けられる。ある事例において、このガスケットはリムに沿って残り、他の事例において、ガスケットは再び除去される。

【0057】

本システムを、三角形、特に四面体構造として例示したが、例えば４本、５本、または６本の放射状ブレース１１、及び対応した数の斜行ブレース１２を有する、他の多角形構造物にも適用可能である。一般的な選択肢として、図１に示されるよう、端部を構造物で終わらせるために、側辺ブレース１０が放射状ブレース１１に接続され、剛性を向上させる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】