浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法
【課題】安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を行うことができる浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法を提供する。
【解決手段】浮体構造物作業システム１は、浮遊型の浮体構造物２と、浮体構造物２の少なくとも設置又は保守を行うための作業船３と、を有し、浮体構造物２は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部４と、コラム部４の下部に配置されたバラスト部５と、コラム部４の中間部に配置されたフランジ部６と、を有し、作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７を有し、作業船３は、浮体構造物２を昇降させる昇降手段を有し、浮遊状態の浮体構造物２のフランジ部６に、作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２及び作業船３を昇降させることによって、浮体構造物２を作業船３に固定する。
【解決手段】浮体構造物作業システム１は、浮遊型の浮体構造物２と、浮体構造物２の少なくとも設置又は保守を行うための作業船３と、を有し、浮体構造物２は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部４と、コラム部４の下部に配置されたバラスト部５と、コラム部４の中間部に配置されたフランジ部６と、を有し、作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７を有し、作業船３は、浮体構造物２を昇降させる昇降手段を有し、浮遊状態の浮体構造物２のフランジ部６に、作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２及び作業船３を昇降させることによって、浮体構造物２を作業船３に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法に関し、特に、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を行うことができる浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洋上風力発電用の浮体構造物として、スパー型等の浮遊型の浮体構造物が提案されている。かかる浮体構造物に設置される風力発電装置は、例えば、マストとナセルとブレードとから構成される。また、スパー型の浮体構造物は、例えば、円柱形状の浮体物とバラストとから構成され、バラストの重量によって海上に直立した浮体物を係留索で係留したものである（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上下の蓋体と、これらの間に連続的に設置された筒形のプレキャストコンクリートブロックとがＰＣ鋼材で接合されてなる中空の下部浮体と、該下部浮体にＰＣ鋼材で接合された、上記プレキャストコンクリートブロックよりも小径なプレキャストコンクリートブロックと上蓋とからなる中空の上部浮体と、上記下部浮体の下面に連結鋼管を介して接合されたバラストタンクとから構成された洋上風力発電用のスパー型浮体構造が記載されている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されたような浮体構造物では、浮体構造物の設置や保守等の作業を行う際、波浪や風等によって、浮体構造物が揺動し、作業が困難になるという問題があった。そこで、従来は、作業船が、浮体構造物の揺動が少なくなる場所まで曳航してから、浮体構造物の設置や保守等の作業を行っていた。
【０００５】
例えば、特許文献２の背景技術の欄には、スパー型浮体への洋上風力発電装置の設置方法として、スパー型浮体を横倒しにした状態で設置地点に曳航し、スパー型浮体内にバラスト水を注入して直立させ、アンカーに接続した係留索をスパー型浮体に繋ぎ、支柱、ナセル及びブレードをスパー型浮体に取り付ける方法が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、連結部材で適宜間隔をもって繋がれた二艘の船体間に円筒状のスパー型浮体を横倒し状態で格納する格納部が形成され、前記連結部材の前部には、回転して直立したスパー型浮体を収納する収納部が切欠形成され、該収納部の両側の船体にはスパー型浮体を固定するワイヤーを巻き取るウインチが設置され、船体には自動位置保持装置が設置された双胴船の船体間における格納部に、円筒状のスパー型浮体を横倒し状態で格納し、前記双胴船をスパー型浮体の設置地点まで曳航して双胴船から複数のアンカーを吊り降ろした後、スパー型浮体を前側を中心に回転させて直立させ、該スパー型浮体に支柱、ナセルおよびブレードを取り付けた後、スパー型浮体にアンカーを係留索で接続する洋上風力発電装置の設置方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４８７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の洋上風力発電装置の設置方法では、スパー型浮体の曳航、回転及び直立を行うことのできる専用の双胴船を建造しなければならず、コストが嵩むという問題があった。また、洋上風力発電装置や浮体の保守等の作業を行う際に、浮遊（直立）した状態で作業を行うことが困難であり、スパー型浮体を回転させて静穏海域まで曳航する必要があり、作業効率が悪いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を行うことができる浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法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】
【００１０】
本発明によれば、浮遊型の浮体構造物と、該浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船と、を有する浮体構造物作業システムであって、前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、前記作業船は、前記フランジ部に係止可能な把持部を有し、前記浮体構造物又は前記作業船は、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させる昇降手段を有し、浮遊状態の前記浮体構造物の前記フランジ部に、前記作業船の前記把持部を係止させた状態で、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって、前記浮体構造物を前記作業船に固定する、ことを特徴とする浮体構造物作業システムが提供される。
【００１１】
前記昇降手段は、例えば、前記浮体構造物の前記バラスト部に設けられたバラスト調整手段、前記作業船に設けられたバラスト調整手段又は前記把持部を前記作業船と共に昇降させるジャッキである。
【００１２】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されていてもよい。また、前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有し、該バラストタンクは、前記昇降手段の昇降に対応させて注排水されてもよい。また、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有していてもよい。
【００１３】
前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されていてもよい。また、前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記フランジ部の水平方向の移動を拘束する支持部材を有していてもよい。
【００１４】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されていてもよい。また、前記浮体構造物は、例えば、スパー型浮体である。また、前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有していてもよい。
【００１５】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物であって、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、前記フランジ部が浮遊状態の前記浮体構造物を作業船に対して固定するための係止部を構成する、ことを特徴とする浮体構造物が提供される。
【００１６】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されていてもよい。また、前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有していてもよい。また、前記フランジ部は、着脱可能に構成されていてもよい。また、前記浮体構造物は、例えば、スパー型浮体である。また、前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有していてもよい。
【００１７】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船であって、前記浮体構造物に係止可能な把持部と、該把持部の水面からの高さを調整可能な昇降手段と、を有し、前記昇降手段によって前記把持部を水面に対して上昇させ、
浮遊状態の前記浮体構造物を前記把持部に固定する、ことを特徴とする作業船が提供される。
【００１８】
前記昇降手段は、例えば、前記把持部を前記作業船と共に昇降させるバラスト調整手段又はジャッキである。
【００１９】
前記浮体構造物は、注排水可能なバラストタンクを有し、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有していてもよい。
【００２０】
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部を有し、前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されていてもよい。
【００２１】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記浮体構造物の水平方向の移動を拘束する支持部材を有していてもよい。
【００２２】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、前記浮体構造物の一部に作業船を係止させる係止工程と、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物を前記作業船に固定する固定工程と、前記浮体構造物に対して前記作業を行う作業工程と、を有する、ことを特徴とする浮体構造物作業方法が提供される。
【００２３】
さらに、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物と前記作業船との固定状態を解除する解除工程と、前記作業船を前記浮体構造物から引き離すことによって前記浮体構造物と前記作業船との係止状態を解除する離脱工程と、を有していてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
上述した本発明に係る浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法によれば、浮遊状態の浮体構造物に作業船の把持部を係止させ、浮体構造物又は作業船を昇降させることによって、把持部に浮体構造物の重量を負荷し、浮体構造物と作業船とが相対移動し難くなるようにすることができ、作業船に浮体構造物を固定することができる。したがって、浮遊状態の浮体構造物であっても、移動させることなく浮遊位置において、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムの全体構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、である。
【図２】図１に示した作業船の説明図であり、（ａ）は把持部の拡大図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は概略断面図、を示している。
【図３】図１に示した浮体構造物作業システムの制御を説明するための概略構成図である。
【図４】図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業前の状態、（ｂ）は係止工程、（ｃ）は固定工程、を示している。
【図５】図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業工程、（ｂ）は解除工程及び離脱工程、を示している。
【図６】本発明の第二実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）はフランジ部の取り付け前、（ｂ）はフランジ部の取り付け時、（ｃ）はフランジ部の取り付け後、を示している。
【図７】本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）は第三実施形態、（ｂ）は第四実施形態、である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムについて、図１乃至図３を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムの全体構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、である。図２は、図１に示した作業船の説明図であり、（ａ）は把持部の拡大図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は概略断面図、を示している。図３は、図１に示した浮体構造物作業システムの制御を説明するための概略構成図である。
【００２７】
本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システム１は、図１〜図３に示したように、浮遊型の浮体構造物２と、浮体構造物２の少なくとも設置又は保守を行うための作業船３と、を有し、浮体構造物２は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部４と、コラム部４の下部に配置されたバラスト部５と、コラム部４の中間部に配置されたフランジ部６と、を有し、作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７を有し、作業船３は、浮体構造物２を昇降させる昇降手段８を有し、浮遊状態の浮体構造物２のフランジ部６に、作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２及び作業船３を昇降させることによって、浮体構造物２を作業船３に固定するものである。
【００２８】
前記浮体構造物２は、浮遊型の浮体構造物であって、コラム部４とバラスト部５とフランジ部６とを有し、フランジ部６が浮遊状態の浮体構造物２を作業船３に対して固定するための係止部を構成している。かかる浮体構造物２は、例えば、スパー型浮体である。コラム部４の上部には、例えば、風力発電装置９が配置される。かかる浮体構造物２は、一般に、バラスト部５の重量とコラム部４の浮力とによって水上及び水中に直立し、係留索１０で係留される。なお、浮体構造物２は、スパー型浮体に限定されるものではなく、セミサブ型、バージ型、テンションレグ型等の他の浮遊型の浮体構造物であってもよい。
【００２９】
前記コラム部４は、浮体構造物２に対して浮力を与える部分であるとともに、喫水に曝される部分であるため、一般に、中空円筒形状を有する。また、コラム部４は、バラスト部５よりも細い形状となっている。このように、コラム部４をバラスト部５よりも細くすることにより、波や潮流からの外力を軽減し、動揺性能の向上や係留力の低減することができる。
【００３０】
前記バラスト部５は、浮体構造物２の浮力を調整する部分である。具体的には、バラスト部５は、注排水可能なバラストタンク５１を有し、バラストタンク５１は、昇降手段８の昇降に対応させて注排水される。バラストタンク５１は、図３に示したように、例えば、ポンプ５２等によって注排水される。かかるバラストタンク５１は、バラストタンク５１に注排水される分量を調整することによって、浮体構造物２に負荷する重量を調整することができる。また、バラスト部５は、浮体構造物２が直立した場合に底部に位置し、一定の重量を浮体構造物２に負荷する固定バラスト５３を有する。浮体構造物２は、かかるバラスト部５によって喫水や姿勢が制御される。
【００３１】
前記フランジ部６は、コラム部４の中間部に配置され、作業船３に対して浮遊状態の浮体構造物２を支持する係止部を構成する。かかるフランジ部６は、コラム部４の径よりも拡径した部分であり、フランジ部６の下面に作業船３の把持部７が接触できるように構成されている。また、フランジ部６は、例えば、浮体構造物２の浮遊状態において、喫水よりも高い位置に配置されるように形成される。かかる高さにフランジ部６を形成することにより、浮遊状態においてフランジ部６を没水し難くすることができ、フランジ部６に把持部７を係止させる際の視認性がよく、作業性を向上させることができる。なお、フランジ部６の拡径幅や厚さは、浮体構造物２の重量、作業内容、作業船３の大きさ、把持部７の強度等の条件によって適宜設定される。
【００３２】
風力発電装置９は、例えば、支柱９１とナセル９２とブレード９３とを有する。支柱９１は、フランジ部６の上に立設され、ナセル９２及びブレード９３を支持する。ナセル９２は、内部に、図示しない発電機を有し、ブレード９３の回転によって電力を発生させる。ブレード９３は、風力によって回転駆動する。風力発電装置９は、フランジ部６よりも上方のコラム部４や浮体構造物２の上部に形成されたプラットホームに立設されてもよい。なお、風力発電装置９は、浮体構造物２の上部に設置された上部構造物の一例であり、風向計や風速計等の風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置、無線通信装置等が設置されていてもよい。
【００３３】
前記作業船３は、浮遊型の浮体構造物２の設置や保守等の作業を行うための船舶であって、把持部７と昇降手段８と、を有し、昇降手段８によって把持部７を水面に対して上昇させ、浮遊状態の浮体構造物２を把持部７に固定するものである。すなわち、作業船３は、浮体構造物２を浮遊状態で支持可能に構成されている。かかる作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７の他に、船上に配置されたクレーン３１や浮体構造物２の設置や保守等の作業を行うための資材を戴置するための戴置スペース３２等を有する。なお、作業船３の主機等の駆動装置については、図を省略している。
【００３４】
前記把持部７は、浮体構造物２のフランジ部６を支持する部分である。かかる把持部７は、例えば、図１及び図２（ａ）に示すように、コラム部４の半周面に対応した凹部を備えた爪部７１を有し、作業船３の船首部に配置される。また、把持部７は、図２（ａ）に示すように、浮体構造物２と接触する箇所に配置された弾性体７２と、フランジ部６の水平方向の移動を拘束する支持部材７３と、を有していてもよい。弾性体７２は、コラム部４及びフランジ部６との間における滑り止め及び緩衝材を構成する。また、弾性体７２は、爪部７１の上面の全体に配置するようにしてもよい。支持部材７３は、図２（ｂ）に示すように、爪部７１の上に、コラム部４の周面に接する平面を構成すように立設されたフランジ部６の滑り止めであり、背面に補強部材７４が任意に配置される。
【００３５】
また、把持部７（爪部７１）の構成は、図示したものに限定されるものではなく、作業船３に対して回動可能に配置されていてもよいし、伸縮可能に構成されていてもよいし、爪部７１が開閉可能に構成されていてもよい。また、把持部７の形状も図示したものに限定されるものではなく、浮体構造物２に係止可能かつ支持可能な構造及び強度を有するものであればよい。
【００３６】
前記昇降手段８は、浮体構造物２に係止した作業船３を昇降させる手段であり、同時に浮体構造物２も昇降させる。かかる昇降手段８は、例えば、図２（ｃ）に示すように、作業船３に設けられたバラスト調整手段３３である。バラスト調整手段３３は、作業船３内に設置されたバラストタンク３４と、バラストタンク３４を注排水するポンプ３５と、を有する。バラスト調整手段３３は、ポンプ３５を用いてバラストタンク３４内の水量を調整することによって、作業船３の喫水を調整し、作業船３と共に把持部７を昇降させる。したがって、把持部７に係止された浮体構造物２も同時に昇降される。
【００３７】
作業船３は、図３に示すように、浮体構造物２のバラストタンク５１の注排水を制御する制御装置３６と、浮体構造物２の姿勢を監視する監視装置３７と、を有していてもよい。また、制御装置３６は、作業船３のバラストタンク３４の注排水も制御する。具体的には、制御装置３６は、無線又は有線でポンプ５２，３５を制御することによって、バラストタンク５１，３４の注排水を行う。また、浮体構造物２は、自身の姿勢（傾き）を検出するセンサ１１を有する。監視装置３７は、無線又は有線でセンサ１１より浮体構造物２の姿勢を示すデータを受信し、作業者に情報を提供する。また、監視装置３７は、浮体構造物２の姿勢を示すデータを制御装置３６に送信し、制御装置３６は、受信したデータに基づいてバラストタンク３４，５１の注排水を制御するようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００３８】
次に、上述した浮体構造物作業システム１を用いた浮体構造物作業方法について、図４及び図５を参照しつつ説明する。ここで、図４は、図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業前の状態、（ｂ）は係止工程、（ｃ）は固定工程、を示している。また、図５は、図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業工程、（ｂ）は解除工程及び離脱工程、を示している。
【００３９】
本発明に係る浮体構造物作業方法は、図４及び図５に示すように、浮遊型の浮体構造物２に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、浮体構造物２の一部に作業船３を係止させる係止工程と、浮体構造物２及び作業船３を上昇させることによって浮体構造物２を作業船３に固定する固定工程と、浮体構造物２に対して設置や保守等の作業を行う作業工程と、を有する。また、かかる浮体構造物作業方法は、図５に示したように、浮体構造物２及び作業船３を降下させることによって浮体構造物２と作業船３との固定状態を解除する解除工程と、作業船３を浮体構造物２から引き離すことによって浮体構造物２と作業船３との係止状態を解除する離脱工程と、を有していてもよい。なお、以下の説明では、浮体構造物２の上部に風力発電装置９を設置する場合の作業について説明する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、作業開始前は、風力発電装置９が設置されていない浮体構造物２が浮遊状態に配置されている。浮体構造物２は浮遊型であり、設置場所まで作業船３又は他の曳船により寝かした状態で曳航され、設置場所においてバラスト調整することにより、中立され係留される。また、作業船３には、風力発電装置９を構成する支柱９１、ナセル９２、ブレード９３等が載置されている。
【００４１】
前記係止工程は、図４（ｂ）に示すように、浮体構造物２に作業船３を係止させる工程である。具体的には、作業船３を浮体構造物２に近付けて、作業船３の把持部７を浮体構造物２のコラム部４に係止する。
【００４２】
前記固定工程は、図４（ｃ）に示すように、作業船３を上昇させて浮体構造物２を作業船３に固定する工程である。具体的には、作業船３のバラストタンク３４（図２（ｃ）参照）から排水を行うことによって作業船３の喫水を上げて、把持部７を介してフランジ部６を持ち上げる。そして、浮体構造物２の重量を把持部７で受け止めることによって、浮体構造物２と作業船とを固定し、相対移動し難くなるようにしている。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２の位置がずれたり回転したりしないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００４３】
前記作業工程は、図５（ａ）に示すように、浮体構造物２の上部に風力発電装置９を設置する工程である。具体的には、作業船３に固定された浮体構造物２のフランジ部６の上部に、クレーン３１等を使用して、支柱９１、ナセル９２、ブレード９３等を順次設置する。このとき、浮体構造物２が作業船３に支持及び固定されていることから、浮体構造物２の浮遊位置において、浮体構造物２と作業船３との相対移動を抑制することができ、作業船３のクレーン３１等の設備を使用する場合であっても、位置決めを容易に行うことができ、安定した状態で据付作業を行うことができる。また、作業船３から浮体構造物２への作業員の移動や部品等の搬送等も安全かつ円滑に行うことができる。
【００４４】
前記解除工程は、図５（ｂ）に示すように、作業船３の把持部７と浮体構造物２のフランジ部６との固定を解除する工程である。具体的には、作業船３のバラストタンク３４（図２（ｃ）参照）に注水を行うことによって作業船３の喫水を下げて、把持部７で受けていた浮体構造物２の重量を解放して、浮体構造物２を浮遊状態に移行させる。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２が倒れないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００４５】
前記離脱工程は、図５（ｂ）に示すように、作業船３を浮体構造物２から離隔する工程である。具体的には、作業船３を浮体構造物２から遠ざけていって、作業船３の把持部７から浮体構造物２のコラム部４を離脱させる。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示したように設置された風力発電装置９の保守等を行う場合には、図４（ｂ）に示した係止工程及び図４（ｃ）に示した固定工程と同様の手順により、風力発電装置９を備えた浮体構造物２を作業船３に固定し、浮体構造物２と作業船３との相対移動を抑制してから、保守等の所望の作業を行うようにすればよい。
【００４７】
上述した第一実施形態に係る浮体構造物作業システム及び浮体構造物作業方法によれば、浮遊状態の浮体構造物２に作業船３の把持部７を係止させ、浮体構造物２及び作業船３を上昇させることによって、把持部７に浮体構造物２の重量を負荷し、浮体構造物２と作業船３とが相対移動し難くなるようにすることができ、作業船３に浮体構造物２を固定することができる。したがって、浮遊状態の浮体構造物２であっても、移動させることなく浮遊位置において、安定した状態で浮体構造物２の設置や保守等の作業を容易に行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システム１について説明する。ここで、図６は、本発明の第二実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）はフランジ部の取り付け前、（ｂ）はフランジ部の取り付け時、（ｃ）はフランジ部の取り付け後、を示している。また、図７は、本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）は第三実施形態、（ｂ）は第四実施形態、である。なお、第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４９】
図６に示した第二実施形態は、既存の浮体構造物２にフランジ部６を取り付けるようにしたものである。すなわち、フランジ部６は、着脱可能であってもよく、図６（ａ）に示したように、フランジ部６を有していない浮体構造物２に対して、図６（ｂ）に示したように、フランジ部６を取り付けることによって、作業船３に浮体構造物２を固定できるようにすることができる。フランジ部６は、例えば、図６（ｃ）に示すように、二つの半部品６ａ，６ｂにより構成されており、これらの半部品６ａ，６ｂを組み立てながらコラム部４に接続するようにしてもよい。
【００５０】
図７（ａ）に示した第三実施形態は、昇降手段８を、把持部７を作業船３と共に昇降させるジャッキ１４に変更したものである。具体的には、ジャッキ１４は、海底に着底して配置されており、図示しないモータによって作業船３を昇降させることによって喫水を調整できるように構成されている。
【００５１】
図７（ｂ）に示した第四実施形態は、作業船３を昇降させる代わりに、浮体構造物２のバラストを調整することにより、浮体構造物２を作業船３に固定するようにしたものである。具体的には、係止工程において浮体構造物２に作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２のバラストタンク５１に注水して浮体構造物２の重量を増加させて下降させる（喫水を下げる）ことによって、フランジ部６を把持部７に押し付けて浮体構造物２を作業船３に固定する。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２が倒れないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００５２】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 浮体構造物作業システム
２ 浮体構造物
３ 作業船
４ コラム部
５ バラスト部
６ フランジ部
７ 把持部
８ 昇降手段
９ 風力発電装置
１４ ジャッキ
３３ バラスト調整手段
３４ バラストタンク
３６ 制御装置
３７ 監視装置
７１ 爪部
７２ 弾性体
７３ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法に関し、特に、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を行うことができる浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洋上風力発電用の浮体構造物として、スパー型等の浮遊型の浮体構造物が提案されている。かかる浮体構造物に設置される風力発電装置は、例えば、マストとナセルとブレードとから構成される。また、スパー型の浮体構造物は、例えば、円柱形状の浮体物とバラストとから構成され、バラストの重量によって海上に直立した浮体物を係留索で係留したものである（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上下の蓋体と、これらの間に連続的に設置された筒形のプレキャストコンクリートブロックとがＰＣ鋼材で接合されてなる中空の下部浮体と、該下部浮体にＰＣ鋼材で接合された、上記プレキャストコンクリートブロックよりも小径なプレキャストコンクリートブロックと上蓋とからなる中空の上部浮体と、上記下部浮体の下面に連結鋼管を介して接合されたバラストタンクとから構成された洋上風力発電用のスパー型浮体構造が記載されている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されたような浮体構造物では、浮体構造物の設置や保守等の作業を行う際、波浪や風等によって、浮体構造物が揺動し、作業が困難になるという問題があった。そこで、従来は、作業船が、浮体構造物の揺動が少なくなる場所まで曳航してから、浮体構造物の設置や保守等の作業を行っていた。
【０００５】
例えば、特許文献２の背景技術の欄には、スパー型浮体への洋上風力発電装置の設置方法として、スパー型浮体を横倒しにした状態で設置地点に曳航し、スパー型浮体内にバラスト水を注入して直立させ、アンカーに接続した係留索をスパー型浮体に繋ぎ、支柱、ナセル及びブレードをスパー型浮体に取り付ける方法が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、連結部材で適宜間隔をもって繋がれた二艘の船体間に円筒状のスパー型浮体を横倒し状態で格納する格納部が形成され、前記連結部材の前部には、回転して直立したスパー型浮体を収納する収納部が切欠形成され、該収納部の両側の船体にはスパー型浮体を固定するワイヤーを巻き取るウインチが設置され、船体には自動位置保持装置が設置された双胴船の船体間における格納部に、円筒状のスパー型浮体を横倒し状態で格納し、前記双胴船をスパー型浮体の設置地点まで曳航して双胴船から複数のアンカーを吊り降ろした後、スパー型浮体を前側を中心に回転させて直立させ、該スパー型浮体に支柱、ナセルおよびブレードを取り付けた後、スパー型浮体にアンカーを係留索で接続する洋上風力発電装置の設置方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４８７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の洋上風力発電装置の設置方法では、スパー型浮体の曳航、回転及び直立を行うことのできる専用の双胴船を建造しなければならず、コストが嵩むという問題があった。また、洋上風力発電装置や浮体の保守等の作業を行う際に、浮遊（直立）した状態で作業を行うことが困難であり、スパー型浮体を回転させて静穏海域まで曳航する必要があり、作業効率が悪いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を行うことができる浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法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】
【００１０】
本発明によれば、浮遊型の浮体構造物と、該浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船と、を有する浮体構造物作業システムであって、前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、前記作業船は、前記フランジ部に係止可能な把持部を有し、前記浮体構造物又は前記作業船は、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させる昇降手段を有し、浮遊状態の前記浮体構造物の前記フランジ部に、前記作業船の前記把持部を係止させた状態で、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって、前記浮体構造物を前記作業船に固定する、ことを特徴とする浮体構造物作業システムが提供される。
【００１１】
前記昇降手段は、例えば、前記浮体構造物の前記バラスト部に設けられたバラスト調整手段、前記作業船に設けられたバラスト調整手段又は前記把持部を前記作業船と共に昇降させるジャッキである。
【００１２】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されていてもよい。また、前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有し、該バラストタンクは、前記昇降手段の昇降に対応させて注排水されてもよい。また、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有していてもよい。
【００１３】
前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されていてもよい。また、前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記フランジ部の水平方向の移動を拘束する支持部材を有していてもよい。
【００１４】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されていてもよい。また、前記浮体構造物は、例えば、スパー型浮体である。また、前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有していてもよい。
【００１５】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物であって、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、前記フランジ部が浮遊状態の前記浮体構造物を作業船に対して固定するための係止部を構成する、ことを特徴とする浮体構造物が提供される。
【００１６】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されていてもよい。また、前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有していてもよい。また、前記フランジ部は、着脱可能に構成されていてもよい。また、前記浮体構造物は、例えば、スパー型浮体である。また、前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有していてもよい。
【００１７】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船であって、前記浮体構造物に係止可能な把持部と、該把持部の水面からの高さを調整可能な昇降手段と、を有し、前記昇降手段によって前記把持部を水面に対して上昇させ、
浮遊状態の前記浮体構造物を前記把持部に固定する、ことを特徴とする作業船が提供される。
【００１８】
前記昇降手段は、例えば、前記把持部を前記作業船と共に昇降させるバラスト調整手段又はジャッキである。
【００１９】
前記浮体構造物は、注排水可能なバラストタンクを有し、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有していてもよい。
【００２０】
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部を有し、前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されていてもよい。
【００２１】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記浮体構造物の水平方向の移動を拘束する支持部材を有していてもよい。
【００２２】
また、本発明によれば、浮遊型の浮体構造物に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、前記浮体構造物の一部に作業船を係止させる係止工程と、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物を前記作業船に固定する固定工程と、前記浮体構造物に対して前記作業を行う作業工程と、を有する、ことを特徴とする浮体構造物作業方法が提供される。
【００２３】
さらに、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物と前記作業船との固定状態を解除する解除工程と、前記作業船を前記浮体構造物から引き離すことによって前記浮体構造物と前記作業船との係止状態を解除する離脱工程と、を有していてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
上述した本発明に係る浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法によれば、浮遊状態の浮体構造物に作業船の把持部を係止させ、浮体構造物又は作業船を昇降させることによって、把持部に浮体構造物の重量を負荷し、浮体構造物と作業船とが相対移動し難くなるようにすることができ、作業船に浮体構造物を固定することができる。したがって、浮遊状態の浮体構造物であっても、移動させることなく浮遊位置において、安定した状態で浮体構造物の設置や保守等の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムの全体構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、である。
【図２】図１に示した作業船の説明図であり、（ａ）は把持部の拡大図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は概略断面図、を示している。
【図３】図１に示した浮体構造物作業システムの制御を説明するための概略構成図である。
【図４】図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業前の状態、（ｂ）は係止工程、（ｃ）は固定工程、を示している。
【図５】図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業工程、（ｂ）は解除工程及び離脱工程、を示している。
【図６】本発明の第二実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）はフランジ部の取り付け前、（ｂ）はフランジ部の取り付け時、（ｃ）はフランジ部の取り付け後、を示している。
【図７】本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）は第三実施形態、（ｂ）は第四実施形態、である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムについて、図１乃至図３を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システムの全体構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、である。図２は、図１に示した作業船の説明図であり、（ａ）は把持部の拡大図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は概略断面図、を示している。図３は、図１に示した浮体構造物作業システムの制御を説明するための概略構成図である。
【００２７】
本発明の第一実施形態に係る浮体構造物作業システム１は、図１〜図３に示したように、浮遊型の浮体構造物２と、浮体構造物２の少なくとも設置又は保守を行うための作業船３と、を有し、浮体構造物２は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部４と、コラム部４の下部に配置されたバラスト部５と、コラム部４の中間部に配置されたフランジ部６と、を有し、作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７を有し、作業船３は、浮体構造物２を昇降させる昇降手段８を有し、浮遊状態の浮体構造物２のフランジ部６に、作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２及び作業船３を昇降させることによって、浮体構造物２を作業船３に固定するものである。
【００２８】
前記浮体構造物２は、浮遊型の浮体構造物であって、コラム部４とバラスト部５とフランジ部６とを有し、フランジ部６が浮遊状態の浮体構造物２を作業船３に対して固定するための係止部を構成している。かかる浮体構造物２は、例えば、スパー型浮体である。コラム部４の上部には、例えば、風力発電装置９が配置される。かかる浮体構造物２は、一般に、バラスト部５の重量とコラム部４の浮力とによって水上及び水中に直立し、係留索１０で係留される。なお、浮体構造物２は、スパー型浮体に限定されるものではなく、セミサブ型、バージ型、テンションレグ型等の他の浮遊型の浮体構造物であってもよい。
【００２９】
前記コラム部４は、浮体構造物２に対して浮力を与える部分であるとともに、喫水に曝される部分であるため、一般に、中空円筒形状を有する。また、コラム部４は、バラスト部５よりも細い形状となっている。このように、コラム部４をバラスト部５よりも細くすることにより、波や潮流からの外力を軽減し、動揺性能の向上や係留力の低減することができる。
【００３０】
前記バラスト部５は、浮体構造物２の浮力を調整する部分である。具体的には、バラスト部５は、注排水可能なバラストタンク５１を有し、バラストタンク５１は、昇降手段８の昇降に対応させて注排水される。バラストタンク５１は、図３に示したように、例えば、ポンプ５２等によって注排水される。かかるバラストタンク５１は、バラストタンク５１に注排水される分量を調整することによって、浮体構造物２に負荷する重量を調整することができる。また、バラスト部５は、浮体構造物２が直立した場合に底部に位置し、一定の重量を浮体構造物２に負荷する固定バラスト５３を有する。浮体構造物２は、かかるバラスト部５によって喫水や姿勢が制御される。
【００３１】
前記フランジ部６は、コラム部４の中間部に配置され、作業船３に対して浮遊状態の浮体構造物２を支持する係止部を構成する。かかるフランジ部６は、コラム部４の径よりも拡径した部分であり、フランジ部６の下面に作業船３の把持部７が接触できるように構成されている。また、フランジ部６は、例えば、浮体構造物２の浮遊状態において、喫水よりも高い位置に配置されるように形成される。かかる高さにフランジ部６を形成することにより、浮遊状態においてフランジ部６を没水し難くすることができ、フランジ部６に把持部７を係止させる際の視認性がよく、作業性を向上させることができる。なお、フランジ部６の拡径幅や厚さは、浮体構造物２の重量、作業内容、作業船３の大きさ、把持部７の強度等の条件によって適宜設定される。
【００３２】
風力発電装置９は、例えば、支柱９１とナセル９２とブレード９３とを有する。支柱９１は、フランジ部６の上に立設され、ナセル９２及びブレード９３を支持する。ナセル９２は、内部に、図示しない発電機を有し、ブレード９３の回転によって電力を発生させる。ブレード９３は、風力によって回転駆動する。風力発電装置９は、フランジ部６よりも上方のコラム部４や浮体構造物２の上部に形成されたプラットホームに立設されてもよい。なお、風力発電装置９は、浮体構造物２の上部に設置された上部構造物の一例であり、風向計や風速計等の風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置、無線通信装置等が設置されていてもよい。
【００３３】
前記作業船３は、浮遊型の浮体構造物２の設置や保守等の作業を行うための船舶であって、把持部７と昇降手段８と、を有し、昇降手段８によって把持部７を水面に対して上昇させ、浮遊状態の浮体構造物２を把持部７に固定するものである。すなわち、作業船３は、浮体構造物２を浮遊状態で支持可能に構成されている。かかる作業船３は、フランジ部６に係止可能な把持部７の他に、船上に配置されたクレーン３１や浮体構造物２の設置や保守等の作業を行うための資材を戴置するための戴置スペース３２等を有する。なお、作業船３の主機等の駆動装置については、図を省略している。
【００３４】
前記把持部７は、浮体構造物２のフランジ部６を支持する部分である。かかる把持部７は、例えば、図１及び図２（ａ）に示すように、コラム部４の半周面に対応した凹部を備えた爪部７１を有し、作業船３の船首部に配置される。また、把持部７は、図２（ａ）に示すように、浮体構造物２と接触する箇所に配置された弾性体７２と、フランジ部６の水平方向の移動を拘束する支持部材７３と、を有していてもよい。弾性体７２は、コラム部４及びフランジ部６との間における滑り止め及び緩衝材を構成する。また、弾性体７２は、爪部７１の上面の全体に配置するようにしてもよい。支持部材７３は、図２（ｂ）に示すように、爪部７１の上に、コラム部４の周面に接する平面を構成すように立設されたフランジ部６の滑り止めであり、背面に補強部材７４が任意に配置される。
【００３５】
また、把持部７（爪部７１）の構成は、図示したものに限定されるものではなく、作業船３に対して回動可能に配置されていてもよいし、伸縮可能に構成されていてもよいし、爪部７１が開閉可能に構成されていてもよい。また、把持部７の形状も図示したものに限定されるものではなく、浮体構造物２に係止可能かつ支持可能な構造及び強度を有するものであればよい。
【００３６】
前記昇降手段８は、浮体構造物２に係止した作業船３を昇降させる手段であり、同時に浮体構造物２も昇降させる。かかる昇降手段８は、例えば、図２（ｃ）に示すように、作業船３に設けられたバラスト調整手段３３である。バラスト調整手段３３は、作業船３内に設置されたバラストタンク３４と、バラストタンク３４を注排水するポンプ３５と、を有する。バラスト調整手段３３は、ポンプ３５を用いてバラストタンク３４内の水量を調整することによって、作業船３の喫水を調整し、作業船３と共に把持部７を昇降させる。したがって、把持部７に係止された浮体構造物２も同時に昇降される。
【００３７】
作業船３は、図３に示すように、浮体構造物２のバラストタンク５１の注排水を制御する制御装置３６と、浮体構造物２の姿勢を監視する監視装置３７と、を有していてもよい。また、制御装置３６は、作業船３のバラストタンク３４の注排水も制御する。具体的には、制御装置３６は、無線又は有線でポンプ５２，３５を制御することによって、バラストタンク５１，３４の注排水を行う。また、浮体構造物２は、自身の姿勢（傾き）を検出するセンサ１１を有する。監視装置３７は、無線又は有線でセンサ１１より浮体構造物２の姿勢を示すデータを受信し、作業者に情報を提供する。また、監視装置３７は、浮体構造物２の姿勢を示すデータを制御装置３６に送信し、制御装置３６は、受信したデータに基づいてバラストタンク３４，５１の注排水を制御するようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００３８】
次に、上述した浮体構造物作業システム１を用いた浮体構造物作業方法について、図４及び図５を参照しつつ説明する。ここで、図４は、図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業前の状態、（ｂ）は係止工程、（ｃ）は固定工程、を示している。また、図５は、図１に示した浮体構造物作業システムを用いた浮体構造物作業方法を説明するための図であり、（ａ）は作業工程、（ｂ）は解除工程及び離脱工程、を示している。
【００３９】
本発明に係る浮体構造物作業方法は、図４及び図５に示すように、浮遊型の浮体構造物２に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、浮体構造物２の一部に作業船３を係止させる係止工程と、浮体構造物２及び作業船３を上昇させることによって浮体構造物２を作業船３に固定する固定工程と、浮体構造物２に対して設置や保守等の作業を行う作業工程と、を有する。また、かかる浮体構造物作業方法は、図５に示したように、浮体構造物２及び作業船３を降下させることによって浮体構造物２と作業船３との固定状態を解除する解除工程と、作業船３を浮体構造物２から引き離すことによって浮体構造物２と作業船３との係止状態を解除する離脱工程と、を有していてもよい。なお、以下の説明では、浮体構造物２の上部に風力発電装置９を設置する場合の作業について説明する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、作業開始前は、風力発電装置９が設置されていない浮体構造物２が浮遊状態に配置されている。浮体構造物２は浮遊型であり、設置場所まで作業船３又は他の曳船により寝かした状態で曳航され、設置場所においてバラスト調整することにより、中立され係留される。また、作業船３には、風力発電装置９を構成する支柱９１、ナセル９２、ブレード９３等が載置されている。
【００４１】
前記係止工程は、図４（ｂ）に示すように、浮体構造物２に作業船３を係止させる工程である。具体的には、作業船３を浮体構造物２に近付けて、作業船３の把持部７を浮体構造物２のコラム部４に係止する。
【００４２】
前記固定工程は、図４（ｃ）に示すように、作業船３を上昇させて浮体構造物２を作業船３に固定する工程である。具体的には、作業船３のバラストタンク３４（図２（ｃ）参照）から排水を行うことによって作業船３の喫水を上げて、把持部７を介してフランジ部６を持ち上げる。そして、浮体構造物２の重量を把持部７で受け止めることによって、浮体構造物２と作業船とを固定し、相対移動し難くなるようにしている。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２の位置がずれたり回転したりしないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００４３】
前記作業工程は、図５（ａ）に示すように、浮体構造物２の上部に風力発電装置９を設置する工程である。具体的には、作業船３に固定された浮体構造物２のフランジ部６の上部に、クレーン３１等を使用して、支柱９１、ナセル９２、ブレード９３等を順次設置する。このとき、浮体構造物２が作業船３に支持及び固定されていることから、浮体構造物２の浮遊位置において、浮体構造物２と作業船３との相対移動を抑制することができ、作業船３のクレーン３１等の設備を使用する場合であっても、位置決めを容易に行うことができ、安定した状態で据付作業を行うことができる。また、作業船３から浮体構造物２への作業員の移動や部品等の搬送等も安全かつ円滑に行うことができる。
【００４４】
前記解除工程は、図５（ｂ）に示すように、作業船３の把持部７と浮体構造物２のフランジ部６との固定を解除する工程である。具体的には、作業船３のバラストタンク３４（図２（ｃ）参照）に注水を行うことによって作業船３の喫水を下げて、把持部７で受けていた浮体構造物２の重量を解放して、浮体構造物２を浮遊状態に移行させる。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２が倒れないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００４５】
前記離脱工程は、図５（ｂ）に示すように、作業船３を浮体構造物２から離隔する工程である。具体的には、作業船３を浮体構造物２から遠ざけていって、作業船３の把持部７から浮体構造物２のコラム部４を離脱させる。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示したように設置された風力発電装置９の保守等を行う場合には、図４（ｂ）に示した係止工程及び図４（ｃ）に示した固定工程と同様の手順により、風力発電装置９を備えた浮体構造物２を作業船３に固定し、浮体構造物２と作業船３との相対移動を抑制してから、保守等の所望の作業を行うようにすればよい。
【００４７】
上述した第一実施形態に係る浮体構造物作業システム及び浮体構造物作業方法によれば、浮遊状態の浮体構造物２に作業船３の把持部７を係止させ、浮体構造物２及び作業船３を上昇させることによって、把持部７に浮体構造物２の重量を負荷し、浮体構造物２と作業船３とが相対移動し難くなるようにすることができ、作業船３に浮体構造物２を固定することができる。したがって、浮遊状態の浮体構造物２であっても、移動させることなく浮遊位置において、安定した状態で浮体構造物２の設置や保守等の作業を容易に行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システム１について説明する。ここで、図６は、本発明の第二実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）はフランジ部の取り付け前、（ｂ）はフランジ部の取り付け時、（ｃ）はフランジ部の取り付け後、を示している。また、図７は、本発明の他の実施形態に係る浮体構造物作業システムを示す図であり、（ａ）は第三実施形態、（ｂ）は第四実施形態、である。なお、第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００４９】
図６に示した第二実施形態は、既存の浮体構造物２にフランジ部６を取り付けるようにしたものである。すなわち、フランジ部６は、着脱可能であってもよく、図６（ａ）に示したように、フランジ部６を有していない浮体構造物２に対して、図６（ｂ）に示したように、フランジ部６を取り付けることによって、作業船３に浮体構造物２を固定できるようにすることができる。フランジ部６は、例えば、図６（ｃ）に示すように、二つの半部品６ａ，６ｂにより構成されており、これらの半部品６ａ，６ｂを組み立てながらコラム部４に接続するようにしてもよい。
【００５０】
図７（ａ）に示した第三実施形態は、昇降手段８を、把持部７を作業船３と共に昇降させるジャッキ１４に変更したものである。具体的には、ジャッキ１４は、海底に着底して配置されており、図示しないモータによって作業船３を昇降させることによって喫水を調整できるように構成されている。
【００５１】
図７（ｂ）に示した第四実施形態は、作業船３を昇降させる代わりに、浮体構造物２のバラストを調整することにより、浮体構造物２を作業船３に固定するようにしたものである。具体的には、係止工程において浮体構造物２に作業船３の把持部７を係止させた状態で、浮体構造物２のバラストタンク５１に注水して浮体構造物２の重量を増加させて下降させる（喫水を下げる）ことによって、フランジ部６を把持部７に押し付けて浮体構造物２を作業船３に固定する。このとき、図３に示した制御装置３６や監視装置３７を利用して、浮体構造物２が倒れないように、浮体構造物２のバラストタンク５１や作業船３のバラストタンク３４を制御するようにしてもよい。
【００５２】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 浮体構造物作業システム
２ 浮体構造物
３ 作業船
４ コラム部
５ バラスト部
６ フランジ部
７ 把持部
８ 昇降手段
９ 風力発電装置
１４ ジャッキ
３３ バラスト調整手段
３４ バラストタンク
３６ 制御装置
３７ 監視装置
７１ 爪部
７２ 弾性体
７３ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮遊型の浮体構造物と、該浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船と、を有する浮体構造物作業システムであって、
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、
前記作業船は、前記フランジ部に係止可能な把持部を有し、
前記浮体構造物又は前記作業船は、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させる昇降手段を有し、
浮遊状態の前記浮体構造物の前記フランジ部に、前記作業船の前記把持部を係止させた状態で、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって、前記浮体構造物を前記作業船に固定する、ことを特徴とする浮体構造物作業システム。
【請求項２】
前記昇降手段は、前記浮体構造物の前記バラスト部に設けられたバラスト調整手段、前記作業船に設けられたバラスト調整手段又は前記把持部を前記作業船と共に昇降させるジャッキである、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項３】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項４】
前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有し、該バラストタンクは、前記昇降手段の昇降に対応させて注排水される、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項５】
前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項６】
前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項７】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記フランジ部の水平方向の移動を拘束する支持部材を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項８】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項９】
前記浮体構造物は、スパー型浮体である、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項１０】
前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項１１】
浮遊型の浮体構造物であって、
浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、
該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、
前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、
前記フランジ部が浮遊状態の前記浮体構造物を作業船に対して固定するための係止部を構成する、ことを特徴とする浮体構造物。
【請求項１２】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１３】
前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１４】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１５】
前記浮体構造物は、スパー型浮体である、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１６】
前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１７】
浮遊型の浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船であって、
前記浮体構造物に係止可能な把持部と、
該把持部の水面からの高さを調整可能な昇降手段と、を有し、
前記昇降手段によって前記把持部を水面に対して上昇させ、浮遊状態の前記浮体構造物を前記把持部に固定する、ことを特徴とする作業船。
【請求項１８】
前記昇降手段は、前記把持部を前記作業船と共に昇降させるバラスト調整手段又はジャッキである、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項１９】
前記浮体構造物は、注排水可能なバラストタンクを有し、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有する、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２０】
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部を有し、前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２１】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記浮体構造物の水平方向の移動を拘束する支持部材を有する、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２２】
浮遊型の浮体構造物に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、
前記浮体構造物の一部に作業船を係止させる係止工程と、
前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物を前記作業船に固定する固定工程と、
前記浮体構造物に対して前記作業を行う作業工程と、を有する、ことを特徴とする浮体構造物作業方法。
【請求項２３】
前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物と前記作業船との固定状態を解除する解除工程と、前記作業船を前記浮体構造物から引き離すことによって前記浮体構造物と前記作業船との係止状態を解除する離脱工程と、を有する、ことを特徴とする請求項２２に記載の浮体構造物作業方法。
【請求項１】
浮遊型の浮体構造物と、該浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船と、を有する浮体構造物作業システムであって、
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、
前記作業船は、前記フランジ部に係止可能な把持部を有し、
前記浮体構造物又は前記作業船は、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させる昇降手段を有し、
浮遊状態の前記浮体構造物の前記フランジ部に、前記作業船の前記把持部を係止させた状態で、前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって、前記浮体構造物を前記作業船に固定する、ことを特徴とする浮体構造物作業システム。
【請求項２】
前記昇降手段は、前記浮体構造物の前記バラスト部に設けられたバラスト調整手段、前記作業船に設けられたバラスト調整手段又は前記把持部を前記作業船と共に昇降させるジャッキである、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項３】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項４】
前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有し、該バラストタンクは、前記昇降手段の昇降に対応させて注排水される、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項５】
前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項６】
前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項７】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記フランジ部の水平方向の移動を拘束する支持部材を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項８】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項９】
前記浮体構造物は、スパー型浮体である、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項１０】
前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の浮体構造物作業システム。
【請求項１１】
浮遊型の浮体構造物であって、
浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部と、
該コラム部の下部に配置されたバラスト部と、
前記コラム部の中間部に配置されたフランジ部と、を有し、
前記フランジ部が浮遊状態の前記浮体構造物を作業船に対して固定するための係止部を構成する、ことを特徴とする浮体構造物。
【請求項１２】
前記コラム部は、前記バラスト部よりも細く形成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１３】
前記バラスト部は、注排水可能なバラストタンクを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１４】
前記フランジ部は、着脱可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１５】
前記浮体構造物は、スパー型浮体である、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１６】
前記浮体構造物は、前記コラム部の上部に設置された、風力発電装置、風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置又は無線通信装置を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の浮体構造物。
【請求項１７】
浮遊型の浮体構造物の少なくとも設置又は保守を行うための作業船であって、
前記浮体構造物に係止可能な把持部と、
該把持部の水面からの高さを調整可能な昇降手段と、を有し、
前記昇降手段によって前記把持部を水面に対して上昇させ、浮遊状態の前記浮体構造物を前記把持部に固定する、ことを特徴とする作業船。
【請求項１８】
前記昇降手段は、前記把持部を前記作業船と共に昇降させるバラスト調整手段又はジャッキである、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項１９】
前記浮体構造物は、注排水可能なバラストタンクを有し、前記作業船は、前記バラストタンクの注排水を制御する制御装置と、前記浮体構造物の姿勢を監視する監視装置と、を有する、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２０】
前記浮体構造物は、浮遊時に周面が喫水線に曝される柱状のコラム部を有し、前記把持部は、前記コラム部の半周面に対応した凹部を備えた爪部を有し、前記作業船の船首部に配置されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２１】
前記把持部は、前記浮体構造物と接触する箇所に配置された弾性体又は前記浮体構造物の水平方向の移動を拘束する支持部材を有する、ことを特徴とする請求項１７に記載の作業船。
【請求項２２】
浮遊型の浮体構造物に対して少なくとも設置又は保守を含む作業を水上で行うための浮体構造物作業方法であって、
前記浮体構造物の一部に作業船を係止させる係止工程と、
前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物を前記作業船に固定する固定工程と、
前記浮体構造物に対して前記作業を行う作業工程と、を有する、ことを特徴とする浮体構造物作業方法。
【請求項２３】
前記浮体構造物又は前記作業船を昇降させることによって前記浮体構造物と前記作業船との固定状態を解除する解除工程と、前記作業船を前記浮体構造物から引き離すことによって前記浮体構造物と前記作業船との係止状態を解除する離脱工程と、を有する、ことを特徴とする請求項２２に記載の浮体構造物作業方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５２７２（Ｐ２０１２−２５２７２Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６５８８９（Ｐ２０１０−１６５８８９）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
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