甲板昇降式作業台船及び洋上風力発電施設の施工方法
【課題】外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性及び安全性に優れた甲板昇降式作業台船を提供する。
【解決手段】台船本体２と、油圧ジャッキアップシステムにより台船本体２を昇降自在に移動させる複数のレグ３，３…とを備え、モノパイル又はタワー一体式風車４を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、台船本体２の甲板上を移動自在に保持すると共に、倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置５を台船本体２の甲板上に設置した甲板昇降式作業台船１を提供する。前記建て起こし装置５は、台船本体２の甲板上に敷設されたガイドレール１１上を走行自在のベースフレーム１２と、ベースフレーム１２に建て起こし自在に支承され、モノパイル又はタワー一体式風車４を着脱自在に保持する支持リーダーフレーム１４とを備えている。
【解決手段】台船本体２と、油圧ジャッキアップシステムにより台船本体２を昇降自在に移動させる複数のレグ３，３…とを備え、モノパイル又はタワー一体式風車４を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、台船本体２の甲板上を移動自在に保持すると共に、倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置５を台船本体２の甲板上に設置した甲板昇降式作業台船１を提供する。前記建て起こし装置５は、台船本体２の甲板上に敷設されたガイドレール１１上を走行自在のベースフレーム１２と、ベースフレーム１２に建て起こし自在に支承され、モノパイル又はタワー一体式風車４を着脱自在に保持する支持リーダーフレーム１４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性及び安全性に優れた甲板昇降式作業台船、及び、洋上風力発電施設の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電は、石油代替エネルギー源として優れており、又、地球温暖化防止等の環境対策に有効なエネルギー源である。
風力発電の発電施設の設置場所としては、陸上と洋上のいずれも可能であるが、つぎのような点で洋上は陸上よりも風力発電に有利な条件を備えている。
（１）洋上では、一般的に陸上と比べて風速が強く、又、良好で安定した風が吹く。
（２）洋上には障害物が少なく、騒音、電波障害も少ない。
（３）大型化しつつある風車の機材を運搬設置する施工コストの低減が図れる。
（４）大規模な電力消費地帯は沿岸区域に集中しており、その他の電力系設備も沿岸部の方が整備されている傾向があるため、洋上の方が送電コスト等が安くなる。
このように、洋上は陸上よりも風力発電に有利な条件を備えている。洋上風力発電施設は、多くの国に於いて採用されており、一般的に沿岸から数百ｍ〜数ｋｍの距離に設置されている。
【０００３】
この種技術の先行文献としては、例えば、特許文献１がある。
特許文献１には、陸上にて、箱型の浮体上に、筒状の風車基礎部を立設して海上に仮係留し、風車基礎部に風車本体を搭載して洋上風力発電装置を形成し、洋上風力発電装置を引船で設置海域に曳航し、洋上風力発電装置をクレーン船で支持しながら浮体内にバラストを注入し、洋上風力発電装置をクレーン船で吊り下げて基礎本体を海底地盤に据え付ける、浅水深向け着底式洋上風力発電装置の設置方法が記載されている。
【０００４】
又、本願出願人は、「甲板昇降式作業台船及び洋上風力発電施設の施工方法」（特願２０１０−０４８０５１）を既に出願している。
この発明は、台船本体と、台船本体甲板上に敷設された走行レール上を走行自在の走行桁と、走行桁上に敷設された移動レール上を移動自在の移動作業台車と、移動作業台車上に旋回自在に架装されるブーム旋回台と、ブーム旋回台上に取り付けられるツインブームとを備えた甲板昇降式作業台船により、洋上風力発電施設の作業効率、安定性及び安全性に優れた施工を可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この種技術に於いては、現時点で次のような課題がある。
（１）施工条件の厳しい外洋海域への進出と施設大型化に伴い、工事設備費が増大する。そのためのコストダウンを図ることが望まれている。
（２）モノパイル基礎は、大口径化（φ５．０ｍ以上）、重量化（５００Ｔｏｎ以上）、長尺化（６０ｍ以上）する傾向がある。そのための構造物施工の安定、安全性の確保、ならびに、洋上運搬の安全化、スピーディな建て込みが望まれている。
（３）作業可能日数内（３月〜１０月）での設置目標機数の施工の確保が望まれている。
（４）洋上での建て込みに於いて、垂直精度の確保が望まれている。
（５）超大型杭打機械の吊り込み（２１０Ｔｏｎ）打設のための中型ＳＥＰ（Self Elevating Platform：甲板昇降式作業台船）に搭載（１１００Ｔｏｎ以内）可能なクローラクレーン選定が必要である。
（６）ＳＥＰ搭載荷重（１１００Ｔｏｎ）以内の作業装置の開発が望まれている。
（７）風車組立時の風速による作業限界を引き上げ（１０ｍ／ｓｅｃ以下から１５ｍ／ｓｅｃ以下に引き上げ）、組立日数の短縮化を図ることが望まれている。
【０００７】
以上の現状に鑑み、本発明は、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた甲板昇降式作業台船、及び、洋上風力発電施設の施工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】
【０００８】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、台船本体と、
前記台船本体の隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステムにより前記台船本体を昇降自在に移動させる複数のレグとを備えた甲板昇降式作業台船に於いて、
モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、前記台船本体の甲板上を移動自在に保持すると共に、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置を前記台船本体の甲板上に設置したことを特徴とする甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記台船本体の甲板上に前記タワー一体式風車のトップタワーを受け止める移動自在の風車移動式受台を備えたことを特徴とする請求項１記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記建て起こし装置は、前記台船本体の甲板上に敷設されたガイドレール上を走行自在のベースフレームと、
ブラケットを介して前記ベースフレームに建て起こし自在に支承され、前記モノパイル又はタワー一体式風車を着脱自在に保持する支持リーダーフレームとを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記ベースフレームと、前記支持リーダーフレームとに前記支持リーダーフレームを建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダが架設されていることを特徴とする請求項３記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記ベースフレームの後部に、前記ベースフレームを押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダが配設され、前記ベースフレームの後部下部に、前記ベースフレームの前記ガイドレールからの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置が配設され、前記ベースフレームの下部に、前記ベースフレームを移動自在に支えるためのチルタンクが配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記支持リーダーフレームに、前記モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置と、前記モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置とを備えたことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記台船本体の甲板の前端部に、前記モノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、台船本体に設置され、台船本体上でモノパイル又はタワー一体式風車を保持自在、移動自在及び建て起こし自在の建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で台船本体上に保持し、
前記台船本体により、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で施工現場まで搬送し、
施工現場に於いて、前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で前記台船本体上を所定位置まで移動させ、
前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から鉛直状態に建て起こし、
建て起こした前記モノパイル又はタワー一体式風車を前記建て起こし装置及びジャッキ装置を用いて所定位置まで降下させることを特徴とする洋上風力発電施設の施工方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１記載の発明によれば、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた甲板昇降式作業台船を提供することができる。
又、本発明の甲板昇降式作業台船は、風車組立時の風速による作業限界を引き上げることができ、組立日数の短縮化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、風車移動式受台により、タワー一体式風車のトップタワーを移動自在に受け止めることができる。
【００１８】
本発明の請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、ベースフレームにより、モノパイル又はタワー一体式風車を移動させることができ、支持リーダーフレームにより、モノパイル又はタワー一体式風車を保持し、且つ、建て起こすことが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、建て起こし油圧シリンダにより、支持リーダーフレームを建て起こすことができる。
【００２０】
本発明の請求項５記載の発明によれば、請求項３又は４記載の発明の効果に加え、押し引き出し油圧シリンダにより、ベースフレームを押し出し、引き出すことが可能となり、浮き上がり防止装置により、ベースフレームのガイドレールからの浮き上がりを防止することが可能となり、チルタンクにより、ベースフレームを円滑に移動自在に支えることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項６記載の発明によれば、請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、下部保持装置により、モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持することが可能となり、上部倒れ防止装置により、モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持することが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項７記載の発明によれば、請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、ジャッキ装置により、モノパイルの下端部を吊り下げることが可能となる。
【００２３】
本発明の請求項８記載の発明によれば、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こし、所定位置まで降下させることを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた洋上風力発電施設の施工方法を提供することができる。
又、本発明の洋上風力発電施設の施工方法によれば、風車組立時の風速による作業限界を引き上げることができ、組立日数の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にタワー一体式風車を搭載した状態を示す正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にタワー一体式風車を搭載した状態を示す平面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船と風車移動式受台の側面図である。
【図２】（ａ）本発明に係るベースフレームの一部拡大正面図である。（ｂ）前図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）前図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】（ａ）本発明に係る支持リーダーフレームの正面図である。（ｂ）本発明に係る支持リーダーフレームの平面図である。（ｃ）本発明に係る支持リーダーフレームの主桁の断面図である。（ｄ）前図３（ａ）のＣ矢視図である。（ｅ）前図３（ａ）のＡ矢視図である。（ｆ）前図３（ａ）のＢ矢視図である。
【図４】（ａ）本発明に係る下部保持装置の側面図である。（ｂ）本発明に係る下部保持装置の正面図である。（ｃ）本発明に係る下部保持装置の平面図である。
【図５】（ａ）本発明に係る上部倒れ防止装置の側面図である。（ｂ）本発明に係る上部倒れ防止装置の正面図である。
【図６】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にモノパイルを搭載したモノパイル曳航時荷姿を示す正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを前方に移動させた状態を示す正面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを４５度建て起こした状態を示す正面図である。（ｄ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを９０度建て起こした状態を示す正面図である。
【図７】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した平面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した側面図である。（ｄ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載した建て起こし装置を後退させた状態を示した一部平面図である。
【図８】本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したタワー一体式風車を建て起こした状態を示す正面図である。
【図９】本発明に係る甲板昇降式作業台船によりモノパイル上にタワー一体式風車を接続した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、本発明の甲板昇降式作業台船であり、甲板昇降式作業台船１は、平面視略方形の台船本体２と、台船本体２の各隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステム（図示せず）により台船本体２を昇降自在に移動させる複数のレグ３，３…とを備え、モノパイル（図示せず）又はタワー一体式風車｛タワー（トップタワー、ミドルタワー及びボトムタワー）にナセル、ハブ及びブレードを取り付けたもの｝４を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、台船本体２の甲板上を移動自在に保持すると共に、モノパイル又はタワー一体式風車４を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置５を台船本体２の甲板上に設置したものである。
【００２６】
前記建て起こし装置５は、台船本体２の甲板上に敷設されたガイドレール１１上を走行自在のベースフレーム１２と、ブラケット１３を介してベースフレーム１２に建て起こし自在に支承され、モノパイル又はタワー一体式風車４を着脱自在に保持する支持リーダーフレーム１４とを備えている。
そして、前記ベースフレーム１２と、支持リーダーフレーム１４とに支持リーダーフレーム１４を建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダ１５が架設されている。
又、前記甲板昇降式作業台船１は、台船本体２の甲板上にタワー一体式風車４を斜め倒伏状態で保持する時、タワー一体式風車４のトップタワー１６部分を受け止める移動自在の風車移動式受台１７を備えている。
前記風車移動式受台１７は、受台用油圧シリンダ１８によって押し出し或いは引き出されて、ガイドレール１１上を走行自在に構成される。
又、台船本体２の甲板の前端部｛図１（ｂ）に於いて右端部）｝には、建て起こし装置５の両側方にモノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置１９を備えている。
【００２７】
図２に示す如く、前記ベースフレーム１２の後部には、ベースフレーム１２を押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダ２１が配設され、ベースフレーム１２の後部下部に、ベースフレーム１２のガイドレール１１からの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置２２が配設され、ベースフレーム１２の下部に、ベースフレーム１２を移動自在に支えるためのチルタンク２３が配設されている。
【００２８】
図３に示す如く、支持リーダーフレーム１４には、支持リーダーフレーム１４の前端部｛図３（ａ）に於いて右端部。建て起こした姿勢では下端部。｝にモノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置３１が備えられ、後端部｛図３（ａ）に於いて左端部。建て起こした姿勢では上端部。｝にモノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置３２が備えられ、支持リーダーフレーム１４の略中間部にモノパイル又はタワー一体式風車の中間部を支える支持台３３が備えられている。
【００２９】
図４は、前記下部保持装置３１を示しており、下部保持装置３１は支持リーダーフレーム１４の前端部両側部から立設する立設部３４，３４の上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右下側を保持する円弧状の左右下部保持アーム３５，３５と、左右下部保持アーム３５，３５を締付ける下部保持アーム締め付けシリンダ３６と、立設部３４，３４の上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右上側を保持する円弧状の左右上部保持アーム３７，３７と、左右上部保持アーム３７，３７の夫々の上端に開穿された孔３７ａ，３７ａを位置合わせして孔３７ａ，３７ａにピン３７ｂを差し入れることにより、左右上部保持アーム３７，３７を締付ける上部保持アーム締め付けシリンダ３８とを備えている。
倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車は、左右下部保持アーム３５，３５と、左右上部保持アーム３７，３７とにより、下部側と、上部側とを保持され、下部保持アーム締め付けシリンダ３６と、上部保持アーム締め付けシリンダ３８とにより、所定の力で締付けられる。
【００３０】
図５は、上部倒れ防止装置３２を示しており、上部倒れ防止装置３２は支持リーダーフレーム１４の後端部（建て起こした姿勢では上端部）に設置され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の下側をその円弧状の形状に沿って支持する支持台３９と、支持台３９の左右上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右上側を保持する円弧状の左右上部保持アーム４０，４０と、左右上部保持アーム４０，４０を夫々締付け自在に開閉させる左右上部保持アーム開閉シリンダ４１，４１とを備えている。
【００３１】
次に、前記甲板昇降式作業台船１を用いた洋上風力発電施設の施工方法について説明する。
先ず、洋上風力発電施設の基礎となるモノパイルの施工方法について図６に従って説明する。
図６（ａ）は、モノパイル曳航時の荷姿を示している。
具体的には、陸上の岸壁に搬送されたモノパイル５１を、陸上に配置したクレーン等（図示せず）を用いて吊下し、レグ３，３…を介して上昇させた台船本体２上の建て起こし装置５上に吊り降ろし、モノパイル５１を建て起こし装置５に保持させた後、レグ３，３…を介して台船本体２を降下させて海上に浮かべた状態を図６（ａ）に示している。
モノパイル５１を建て起こし装置５に保持させる時、建て起こし装置５は、ベースフレーム１２が押し引き出し油圧シリンダ２１によって、後方側｛図６（ａ）に於いて左方側｝に引き寄せられた位置にあり、支持リーダーフレーム１４は、略水平状態の姿勢にあり、開いた状態の下部保持装置３１と、開いた状態の上部倒れ防止装置３２と、支持台３３上に、モノパイル５１が倒伏状態に載置されると、モノパイル５１は、下部保持装置３１によって締め付けられ、上部倒れ防止装置３２によって倒れないように保持され、モノパイル５１全体が、建て起こし装置５に保持される。
【００３２】
次に、甲板昇降式作業台船１はモノパイル５１を倒伏状態で施工現場まで搬送する。
施工現場に到着すると、図６（ｂ）に示す如く、レグ３を降下させて、甲板昇降式作業台船１を所定高さに固定し、押し引き出し油圧シリンダ２１によりベースフレーム１２を前方に押し出した後、図６（ｃ）に示す如く、建て起こし油圧シリンダ１５により、支持リーダーフレーム１４が建て起こされると、モノパイル５１が図６（ｄ）に示す如く建て起こされる。
【００３３】
図７（ａ）〜（ｃ）は、モノパイル５１が建て起こされて、モノパイル５１を降下させる直前の様子を示したものである。
モノパイル５１を降下させる前に、図７（ａ）〜（ｂ）に示すようにモノパイル５１の下端部にジャッキ装置１９のワイヤロープ５２を掛け、下部保持装置３１と上部倒れ防止装置３２の締め付けを緩めてジャッキ装置１９によりモノパイル５１を降下させる。
モノパイル５１は降下しながら、甲板昇降式作業台船１に搭載された図示しない位置決め保持装置により、位置決めされ、図示しない杭打ち込み装置により杭打ちされる。
尚、杭打ちされたモノパイル５１の上端部には、タワー一体式風車４の下端部を接続するためのスリーブ５３が予め配設されている。
【００３４】
次に、洋上風力発電施設の主要部分となるタワー一体式風車の施工方法について説明する。
図１は、タワー一体式風車曳航時の荷姿を示している。
具体的には、陸上の岸壁に搬送されたタワー一体式風車４を、陸上に配置したクレーン等（図示せず）を用いて吊下し、レグ３，３…を介して上昇させた台船本体２上の建て起こし装置５上に吊り降ろし、タワー一体式風車４を建て起こし装置５に保持させた後、レグ３，３…を介して台船本体２を降下させて海上に浮かべた状態を図１に示している。
タワー一体式風車４を建て起こし装置５に保持させる時、建て起こし装置５は、ベースフレーム１２が押し引き出し油圧シリンダ２１によって、前方側｛図１（ａ）に於いて右方側｝に所定寸法押し出された位置にあり、支持リーダーフレーム１４は、建て起こし油圧シリンダ１５によって、斜め水平状態の姿勢にあり、開いた状態の下部保持装置３１と、開いた状態の上部倒れ防止装置３２と、風車移動式受台１７上に、タワー一体式風車４が斜め倒伏状態に載置されると、タワー一体式風車４は、下部を下部保持装置３１によって締め付けられ、中間部を上部倒れ防止装置３２によって保持されて、建て起こし装置５に保持され、上部を風車移動式受台１７上に支持される。
【００３５】
次に、甲板昇降式作業台船１はタワー一体式風車４を斜め倒伏状態で施工現場まで搬送する。
施工現場に到着すると、レグ３を降下させて、甲板昇降式作業台船１を所定高さに固定し、図８に示す如く、曳航時の荷姿の姿勢の状態から、或いは、押し引き出し油圧シリンダ２１によりベースフレーム１２を適宜前方に押し出した後、図８の実線に示す如く、建て起こし油圧シリンダ１５により、支持リーダーフレーム１４を建て起こし、タワー一体式風車４を建て起こす。
次に、図９に示す如く、先に杭打ちされたモノパイル５１の上端のスリーブ（図７に於いて５３）にタワー一体式風車４の下端部を接合して洋上風力発電施設を完成する。
【００３６】
本発明の甲板昇降式作業台船及び洋上風力発電施設の施工方法によって、次のような効果が期待できる。
（１）建て起こし装置によって、クローラクレーンを必要としないモノパイルの建て込みが可能になる。
（２）パイル建て込み装置が前後にスライド移動方式であるので、打ち込み位置の精度を高めることができる。
（３）支持リーダーフレームに沿い取り付けられた上部倒れ防止装置及び下部保持装置により垂直精度を保つことができる。
（４）洋上風力発電施設部材を岸壁で建て起こし装置にセットアップし、固縛できるので、洋上風力発電施設部材を洋上を安定して安全に運搬できる。
（５）ＳＥＰ搭載クローラクレーンの選定は、吊り込み最大荷重が杭打機械２１０Ｔｏｎとなって８００Ｔｏｎクローラクレーンでよい。
（６）予め、ＳＥＰに設備した建て起こし装置にモノパイルがセットされているので、作業の流れが、ＳＥＰ据付−パイル建て起こし−杭打ハンマーセット−パイル打設と極めてスムーズである。
（７）マスト（タワー）、ナセル、ハブ・ブレード等の風車パーツの一体化、組立、建て起こし装置への傾斜（斜め倒伏状態）セットアップ固縛、洋上運搬、設置場所での建て起こし、基礎パイルスリーブへの取り付け等、作業が連続的に行える。
（８）建て起こし装置の開発によってモノパイル（５００Ｔｏｎ）吊り込みに超大型クレーンの必要性がなくなり、従って大型ＳＥＰを採用する必要がなく、大幅にコストダウンが可能である。
（９）風速による作業制限が１５ｍ／ｓｅｃ以下になって作業効率が向上する。
（１０）風車組立時の作業員の省力化が図れる（例えば１０人から６人にすることができる。）。
【符号の説明】
【００３７】
１ 甲板昇降式作業台船
２ 台船本体
３ レグ
４ タワー一体式風車
５ 建て起こし装置
１１ ガイドレール
１２ ベースフレーム
１３ ブラケット
１４ 支持リーダーフレーム
１５ 建て起こし油圧シリンダ
１６ トップタワー
１７ 風車移動式受台
１９ ジャッキ装置
２１ 押し引き出し油圧シリンダ
２２ 浮き上がり防止装置
２３ チルタンク
３１ 下部保持装置
３２ 上部倒れ防止装置
５１ モノパイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性及び安全性に優れた甲板昇降式作業台船、及び、洋上風力発電施設の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電は、石油代替エネルギー源として優れており、又、地球温暖化防止等の環境対策に有効なエネルギー源である。
風力発電の発電施設の設置場所としては、陸上と洋上のいずれも可能であるが、つぎのような点で洋上は陸上よりも風力発電に有利な条件を備えている。
（１）洋上では、一般的に陸上と比べて風速が強く、又、良好で安定した風が吹く。
（２）洋上には障害物が少なく、騒音、電波障害も少ない。
（３）大型化しつつある風車の機材を運搬設置する施工コストの低減が図れる。
（４）大規模な電力消費地帯は沿岸区域に集中しており、その他の電力系設備も沿岸部の方が整備されている傾向があるため、洋上の方が送電コスト等が安くなる。
このように、洋上は陸上よりも風力発電に有利な条件を備えている。洋上風力発電施設は、多くの国に於いて採用されており、一般的に沿岸から数百ｍ〜数ｋｍの距離に設置されている。
【０００３】
この種技術の先行文献としては、例えば、特許文献１がある。
特許文献１には、陸上にて、箱型の浮体上に、筒状の風車基礎部を立設して海上に仮係留し、風車基礎部に風車本体を搭載して洋上風力発電装置を形成し、洋上風力発電装置を引船で設置海域に曳航し、洋上風力発電装置をクレーン船で支持しながら浮体内にバラストを注入し、洋上風力発電装置をクレーン船で吊り下げて基礎本体を海底地盤に据え付ける、浅水深向け着底式洋上風力発電装置の設置方法が記載されている。
【０００４】
又、本願出願人は、「甲板昇降式作業台船及び洋上風力発電施設の施工方法」（特願２０１０−０４８０５１）を既に出願している。
この発明は、台船本体と、台船本体甲板上に敷設された走行レール上を走行自在の走行桁と、走行桁上に敷設された移動レール上を移動自在の移動作業台車と、移動作業台車上に旋回自在に架装されるブーム旋回台と、ブーム旋回台上に取り付けられるツインブームとを備えた甲板昇降式作業台船により、洋上風力発電施設の作業効率、安定性及び安全性に優れた施工を可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この種技術に於いては、現時点で次のような課題がある。
（１）施工条件の厳しい外洋海域への進出と施設大型化に伴い、工事設備費が増大する。そのためのコストダウンを図ることが望まれている。
（２）モノパイル基礎は、大口径化（φ５．０ｍ以上）、重量化（５００Ｔｏｎ以上）、長尺化（６０ｍ以上）する傾向がある。そのための構造物施工の安定、安全性の確保、ならびに、洋上運搬の安全化、スピーディな建て込みが望まれている。
（３）作業可能日数内（３月〜１０月）での設置目標機数の施工の確保が望まれている。
（４）洋上での建て込みに於いて、垂直精度の確保が望まれている。
（５）超大型杭打機械の吊り込み（２１０Ｔｏｎ）打設のための中型ＳＥＰ（Self Elevating Platform：甲板昇降式作業台船）に搭載（１１００Ｔｏｎ以内）可能なクローラクレーン選定が必要である。
（６）ＳＥＰ搭載荷重（１１００Ｔｏｎ）以内の作業装置の開発が望まれている。
（７）風車組立時の風速による作業限界を引き上げ（１０ｍ／ｓｅｃ以下から１５ｍ／ｓｅｃ以下に引き上げ）、組立日数の短縮化を図ることが望まれている。
【０００７】
以上の現状に鑑み、本発明は、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた甲板昇降式作業台船、及び、洋上風力発電施設の施工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】
【０００８】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、台船本体と、
前記台船本体の隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステムにより前記台船本体を昇降自在に移動させる複数のレグとを備えた甲板昇降式作業台船に於いて、
モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、前記台船本体の甲板上を移動自在に保持すると共に、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置を前記台船本体の甲板上に設置したことを特徴とする甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記台船本体の甲板上に前記タワー一体式風車のトップタワーを受け止める移動自在の風車移動式受台を備えたことを特徴とする請求項１記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記建て起こし装置は、前記台船本体の甲板上に敷設されたガイドレール上を走行自在のベースフレームと、
ブラケットを介して前記ベースフレームに建て起こし自在に支承され、前記モノパイル又はタワー一体式風車を着脱自在に保持する支持リーダーフレームとを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記ベースフレームと、前記支持リーダーフレームとに前記支持リーダーフレームを建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダが架設されていることを特徴とする請求項３記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記ベースフレームの後部に、前記ベースフレームを押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダが配設され、前記ベースフレームの後部下部に、前記ベースフレームの前記ガイドレールからの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置が配設され、前記ベースフレームの下部に、前記ベースフレームを移動自在に支えるためのチルタンクが配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記支持リーダーフレームに、前記モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置と、前記モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置とを備えたことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記台船本体の甲板の前端部に、前記モノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船を提供するものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、台船本体に設置され、台船本体上でモノパイル又はタワー一体式風車を保持自在、移動自在及び建て起こし自在の建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で台船本体上に保持し、
前記台船本体により、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で施工現場まで搬送し、
施工現場に於いて、前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で前記台船本体上を所定位置まで移動させ、
前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から鉛直状態に建て起こし、
建て起こした前記モノパイル又はタワー一体式風車を前記建て起こし装置及びジャッキ装置を用いて所定位置まで降下させることを特徴とする洋上風力発電施設の施工方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１記載の発明によれば、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こしを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた甲板昇降式作業台船を提供することができる。
又、本発明の甲板昇降式作業台船は、風車組立時の風速による作業限界を引き上げることができ、組立日数の短縮化を図ることができる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、風車移動式受台により、タワー一体式風車のトップタワーを移動自在に受け止めることができる。
【００１８】
本発明の請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、ベースフレームにより、モノパイル又はタワー一体式風車を移動させることができ、支持リーダーフレームにより、モノパイル又はタワー一体式風車を保持し、且つ、建て起こすことが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、建て起こし油圧シリンダにより、支持リーダーフレームを建て起こすことができる。
【００２０】
本発明の請求項５記載の発明によれば、請求項３又は４記載の発明の効果に加え、押し引き出し油圧シリンダにより、ベースフレームを押し出し、引き出すことが可能となり、浮き上がり防止装置により、ベースフレームのガイドレールからの浮き上がりを防止することが可能となり、チルタンクにより、ベースフレームを円滑に移動自在に支えることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項６記載の発明によれば、請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、下部保持装置により、モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持することが可能となり、上部倒れ防止装置により、モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持することが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項７記載の発明によれば、請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、ジャッキ装置により、モノパイルの下端部を吊り下げることが可能となる。
【００２３】
本発明の請求項８記載の発明によれば、外洋の厳しい海象、気象条件下に於いて、モノパイル又はタワー一体式風車等の洋上風力発電施設を搭載し、搬送し、建て起こし、所定位置まで降下させることを可能にした、作業効率、安定性、安全性及びコストダウンに優れた洋上風力発電施設の施工方法を提供することができる。
又、本発明の洋上風力発電施設の施工方法によれば、風車組立時の風速による作業限界を引き上げることができ、組立日数の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にタワー一体式風車を搭載した状態を示す正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にタワー一体式風車を搭載した状態を示す平面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船と風車移動式受台の側面図である。
【図２】（ａ）本発明に係るベースフレームの一部拡大正面図である。（ｂ）前図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）前図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】（ａ）本発明に係る支持リーダーフレームの正面図である。（ｂ）本発明に係る支持リーダーフレームの平面図である。（ｃ）本発明に係る支持リーダーフレームの主桁の断面図である。（ｄ）前図３（ａ）のＣ矢視図である。（ｅ）前図３（ａ）のＡ矢視図である。（ｆ）前図３（ａ）のＢ矢視図である。
【図４】（ａ）本発明に係る下部保持装置の側面図である。（ｂ）本発明に係る下部保持装置の正面図である。（ｃ）本発明に係る下部保持装置の平面図である。
【図５】（ａ）本発明に係る上部倒れ防止装置の側面図である。（ｂ）本発明に係る上部倒れ防止装置の正面図である。
【図６】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船にモノパイルを搭載したモノパイル曳航時荷姿を示す正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを前方に移動させた状態を示す正面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを４５度建て起こした状態を示す正面図である。（ｄ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを９０度建て起こした状態を示す正面図である。
【図７】（ａ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した正面図である。（ｂ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した平面図である。（ｃ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したモノパイルを降下させる直前の状態を示した側面図である。（ｄ）本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載した建て起こし装置を後退させた状態を示した一部平面図である。
【図８】本発明に係る甲板昇降式作業台船に搭載したタワー一体式風車を建て起こした状態を示す正面図である。
【図９】本発明に係る甲板昇降式作業台船によりモノパイル上にタワー一体式風車を接続した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、本発明の甲板昇降式作業台船であり、甲板昇降式作業台船１は、平面視略方形の台船本体２と、台船本体２の各隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステム（図示せず）により台船本体２を昇降自在に移動させる複数のレグ３，３…とを備え、モノパイル（図示せず）又はタワー一体式風車｛タワー（トップタワー、ミドルタワー及びボトムタワー）にナセル、ハブ及びブレードを取り付けたもの｝４を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、台船本体２の甲板上を移動自在に保持すると共に、モノパイル又はタワー一体式風車４を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置５を台船本体２の甲板上に設置したものである。
【００２６】
前記建て起こし装置５は、台船本体２の甲板上に敷設されたガイドレール１１上を走行自在のベースフレーム１２と、ブラケット１３を介してベースフレーム１２に建て起こし自在に支承され、モノパイル又はタワー一体式風車４を着脱自在に保持する支持リーダーフレーム１４とを備えている。
そして、前記ベースフレーム１２と、支持リーダーフレーム１４とに支持リーダーフレーム１４を建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダ１５が架設されている。
又、前記甲板昇降式作業台船１は、台船本体２の甲板上にタワー一体式風車４を斜め倒伏状態で保持する時、タワー一体式風車４のトップタワー１６部分を受け止める移動自在の風車移動式受台１７を備えている。
前記風車移動式受台１７は、受台用油圧シリンダ１８によって押し出し或いは引き出されて、ガイドレール１１上を走行自在に構成される。
又、台船本体２の甲板の前端部｛図１（ｂ）に於いて右端部）｝には、建て起こし装置５の両側方にモノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置１９を備えている。
【００２７】
図２に示す如く、前記ベースフレーム１２の後部には、ベースフレーム１２を押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダ２１が配設され、ベースフレーム１２の後部下部に、ベースフレーム１２のガイドレール１１からの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置２２が配設され、ベースフレーム１２の下部に、ベースフレーム１２を移動自在に支えるためのチルタンク２３が配設されている。
【００２８】
図３に示す如く、支持リーダーフレーム１４には、支持リーダーフレーム１４の前端部｛図３（ａ）に於いて右端部。建て起こした姿勢では下端部。｝にモノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置３１が備えられ、後端部｛図３（ａ）に於いて左端部。建て起こした姿勢では上端部。｝にモノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置３２が備えられ、支持リーダーフレーム１４の略中間部にモノパイル又はタワー一体式風車の中間部を支える支持台３３が備えられている。
【００２９】
図４は、前記下部保持装置３１を示しており、下部保持装置３１は支持リーダーフレーム１４の前端部両側部から立設する立設部３４，３４の上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右下側を保持する円弧状の左右下部保持アーム３５，３５と、左右下部保持アーム３５，３５を締付ける下部保持アーム締め付けシリンダ３６と、立設部３４，３４の上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右上側を保持する円弧状の左右上部保持アーム３７，３７と、左右上部保持アーム３７，３７の夫々の上端に開穿された孔３７ａ，３７ａを位置合わせして孔３７ａ，３７ａにピン３７ｂを差し入れることにより、左右上部保持アーム３７，３７を締付ける上部保持アーム締め付けシリンダ３８とを備えている。
倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車は、左右下部保持アーム３５，３５と、左右上部保持アーム３７，３７とにより、下部側と、上部側とを保持され、下部保持アーム締め付けシリンダ３６と、上部保持アーム締め付けシリンダ３８とにより、所定の力で締付けられる。
【００３０】
図５は、上部倒れ防止装置３２を示しており、上部倒れ防止装置３２は支持リーダーフレーム１４の後端部（建て起こした姿勢では上端部）に設置され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の下側をその円弧状の形状に沿って支持する支持台３９と、支持台３９の左右上端部に開閉自在に支承され、倒伏状態又は斜め倒伏状態のモノパイル又はタワー一体式風車の左右上側を保持する円弧状の左右上部保持アーム４０，４０と、左右上部保持アーム４０，４０を夫々締付け自在に開閉させる左右上部保持アーム開閉シリンダ４１，４１とを備えている。
【００３１】
次に、前記甲板昇降式作業台船１を用いた洋上風力発電施設の施工方法について説明する。
先ず、洋上風力発電施設の基礎となるモノパイルの施工方法について図６に従って説明する。
図６（ａ）は、モノパイル曳航時の荷姿を示している。
具体的には、陸上の岸壁に搬送されたモノパイル５１を、陸上に配置したクレーン等（図示せず）を用いて吊下し、レグ３，３…を介して上昇させた台船本体２上の建て起こし装置５上に吊り降ろし、モノパイル５１を建て起こし装置５に保持させた後、レグ３，３…を介して台船本体２を降下させて海上に浮かべた状態を図６（ａ）に示している。
モノパイル５１を建て起こし装置５に保持させる時、建て起こし装置５は、ベースフレーム１２が押し引き出し油圧シリンダ２１によって、後方側｛図６（ａ）に於いて左方側｝に引き寄せられた位置にあり、支持リーダーフレーム１４は、略水平状態の姿勢にあり、開いた状態の下部保持装置３１と、開いた状態の上部倒れ防止装置３２と、支持台３３上に、モノパイル５１が倒伏状態に載置されると、モノパイル５１は、下部保持装置３１によって締め付けられ、上部倒れ防止装置３２によって倒れないように保持され、モノパイル５１全体が、建て起こし装置５に保持される。
【００３２】
次に、甲板昇降式作業台船１はモノパイル５１を倒伏状態で施工現場まで搬送する。
施工現場に到着すると、図６（ｂ）に示す如く、レグ３を降下させて、甲板昇降式作業台船１を所定高さに固定し、押し引き出し油圧シリンダ２１によりベースフレーム１２を前方に押し出した後、図６（ｃ）に示す如く、建て起こし油圧シリンダ１５により、支持リーダーフレーム１４が建て起こされると、モノパイル５１が図６（ｄ）に示す如く建て起こされる。
【００３３】
図７（ａ）〜（ｃ）は、モノパイル５１が建て起こされて、モノパイル５１を降下させる直前の様子を示したものである。
モノパイル５１を降下させる前に、図７（ａ）〜（ｂ）に示すようにモノパイル５１の下端部にジャッキ装置１９のワイヤロープ５２を掛け、下部保持装置３１と上部倒れ防止装置３２の締め付けを緩めてジャッキ装置１９によりモノパイル５１を降下させる。
モノパイル５１は降下しながら、甲板昇降式作業台船１に搭載された図示しない位置決め保持装置により、位置決めされ、図示しない杭打ち込み装置により杭打ちされる。
尚、杭打ちされたモノパイル５１の上端部には、タワー一体式風車４の下端部を接続するためのスリーブ５３が予め配設されている。
【００３４】
次に、洋上風力発電施設の主要部分となるタワー一体式風車の施工方法について説明する。
図１は、タワー一体式風車曳航時の荷姿を示している。
具体的には、陸上の岸壁に搬送されたタワー一体式風車４を、陸上に配置したクレーン等（図示せず）を用いて吊下し、レグ３，３…を介して上昇させた台船本体２上の建て起こし装置５上に吊り降ろし、タワー一体式風車４を建て起こし装置５に保持させた後、レグ３，３…を介して台船本体２を降下させて海上に浮かべた状態を図１に示している。
タワー一体式風車４を建て起こし装置５に保持させる時、建て起こし装置５は、ベースフレーム１２が押し引き出し油圧シリンダ２１によって、前方側｛図１（ａ）に於いて右方側｝に所定寸法押し出された位置にあり、支持リーダーフレーム１４は、建て起こし油圧シリンダ１５によって、斜め水平状態の姿勢にあり、開いた状態の下部保持装置３１と、開いた状態の上部倒れ防止装置３２と、風車移動式受台１７上に、タワー一体式風車４が斜め倒伏状態に載置されると、タワー一体式風車４は、下部を下部保持装置３１によって締め付けられ、中間部を上部倒れ防止装置３２によって保持されて、建て起こし装置５に保持され、上部を風車移動式受台１７上に支持される。
【００３５】
次に、甲板昇降式作業台船１はタワー一体式風車４を斜め倒伏状態で施工現場まで搬送する。
施工現場に到着すると、レグ３を降下させて、甲板昇降式作業台船１を所定高さに固定し、図８に示す如く、曳航時の荷姿の姿勢の状態から、或いは、押し引き出し油圧シリンダ２１によりベースフレーム１２を適宜前方に押し出した後、図８の実線に示す如く、建て起こし油圧シリンダ１５により、支持リーダーフレーム１４を建て起こし、タワー一体式風車４を建て起こす。
次に、図９に示す如く、先に杭打ちされたモノパイル５１の上端のスリーブ（図７に於いて５３）にタワー一体式風車４の下端部を接合して洋上風力発電施設を完成する。
【００３６】
本発明の甲板昇降式作業台船及び洋上風力発電施設の施工方法によって、次のような効果が期待できる。
（１）建て起こし装置によって、クローラクレーンを必要としないモノパイルの建て込みが可能になる。
（２）パイル建て込み装置が前後にスライド移動方式であるので、打ち込み位置の精度を高めることができる。
（３）支持リーダーフレームに沿い取り付けられた上部倒れ防止装置及び下部保持装置により垂直精度を保つことができる。
（４）洋上風力発電施設部材を岸壁で建て起こし装置にセットアップし、固縛できるので、洋上風力発電施設部材を洋上を安定して安全に運搬できる。
（５）ＳＥＰ搭載クローラクレーンの選定は、吊り込み最大荷重が杭打機械２１０Ｔｏｎとなって８００Ｔｏｎクローラクレーンでよい。
（６）予め、ＳＥＰに設備した建て起こし装置にモノパイルがセットされているので、作業の流れが、ＳＥＰ据付−パイル建て起こし−杭打ハンマーセット−パイル打設と極めてスムーズである。
（７）マスト（タワー）、ナセル、ハブ・ブレード等の風車パーツの一体化、組立、建て起こし装置への傾斜（斜め倒伏状態）セットアップ固縛、洋上運搬、設置場所での建て起こし、基礎パイルスリーブへの取り付け等、作業が連続的に行える。
（８）建て起こし装置の開発によってモノパイル（５００Ｔｏｎ）吊り込みに超大型クレーンの必要性がなくなり、従って大型ＳＥＰを採用する必要がなく、大幅にコストダウンが可能である。
（９）風速による作業制限が１５ｍ／ｓｅｃ以下になって作業効率が向上する。
（１０）風車組立時の作業員の省力化が図れる（例えば１０人から６人にすることができる。）。
【符号の説明】
【００３７】
１ 甲板昇降式作業台船
２ 台船本体
３ レグ
４ タワー一体式風車
５ 建て起こし装置
１１ ガイドレール
１２ ベースフレーム
１３ ブラケット
１４ 支持リーダーフレーム
１５ 建て起こし油圧シリンダ
１６ トップタワー
１７ 風車移動式受台
１９ ジャッキ装置
２１ 押し引き出し油圧シリンダ
２２ 浮き上がり防止装置
２３ チルタンク
３１ 下部保持装置
３２ 上部倒れ防止装置
５１ モノパイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台船本体と、
前記台船本体の隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステムにより前記台船本体を昇降自在に移動させる複数のレグとを備えた甲板昇降式作業台船に於いて、
モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、前記台船本体の甲板上を移動自在に保持すると共に、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置を前記台船本体の甲板上に設置したことを特徴とする甲板昇降式作業台船。
【請求項２】
前記台船本体の甲板上に前記タワー一体式風車のトップタワーを受け止める移動自在の風車移動式受台を備えたことを特徴とする請求項１記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項３】
前記建て起こし装置は、前記台船本体の甲板上に敷設されたガイドレール上を走行自在のベースフレームと、
ブラケットを介して前記ベースフレームに建て起こし自在に支承され、前記モノパイル又はタワー一体式風車を着脱自在に保持する支持リーダーフレームとを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項４】
前記ベースフレームと、前記支持リーダーフレームとに前記支持リーダーフレームを建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダが架設されていることを特徴とする請求項３記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項５】
前記ベースフレームの後部に、前記ベースフレームを押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダが配設され、前記ベースフレームの後部下部に、前記ベースフレームの前記ガイドレールからの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置が配設され、前記ベースフレームの下部に、前記ベースフレームを移動自在に支えるためのチルタンクが配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項６】
前記支持リーダーフレームに、前記モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置と、前記モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置とを備えたことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項７】
前記台船本体の甲板の前端部に、前記モノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項８】
台船本体に設置され、台船本体上でモノパイル又はタワー一体式風車を保持自在、移動自在及び建て起こし自在の建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で台船本体上に保持し、
前記台船本体により、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で施工現場まで搬送し、
施工現場に於いて、前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で前記台船本体上を所定位置まで移動させ、
前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から鉛直状態に建て起こし、
建て起こした前記モノパイル又はタワー一体式風車を前記建て起こし装置及びジャッキ装置を用いて所定位置まで降下させることを特徴とする洋上風力発電施設の施工方法。
【請求項１】
台船本体と、
前記台船本体の隅部に遊挿自在に垂直方向に延びて設けられ、油圧ジャッキアップシステムにより前記台船本体を昇降自在に移動させる複数のレグとを備えた甲板昇降式作業台船に於いて、
モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で、前記台船本体の甲板上を移動自在に保持すると共に、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から建て起こし自在の建て起こし装置を前記台船本体の甲板上に設置したことを特徴とする甲板昇降式作業台船。
【請求項２】
前記台船本体の甲板上に前記タワー一体式風車のトップタワーを受け止める移動自在の風車移動式受台を備えたことを特徴とする請求項１記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項３】
前記建て起こし装置は、前記台船本体の甲板上に敷設されたガイドレール上を走行自在のベースフレームと、
ブラケットを介して前記ベースフレームに建て起こし自在に支承され、前記モノパイル又はタワー一体式風車を着脱自在に保持する支持リーダーフレームとを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項４】
前記ベースフレームと、前記支持リーダーフレームとに前記支持リーダーフレームを建て起こし自在の建て起こし油圧シリンダが架設されていることを特徴とする請求項３記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項５】
前記ベースフレームの後部に、前記ベースフレームを押し出し、引き出し自在の押し引き出し油圧シリンダが配設され、前記ベースフレームの後部下部に、前記ベースフレームの前記ガイドレールからの浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置が配設され、前記ベースフレームの下部に、前記ベースフレームを移動自在に支えるためのチルタンクが配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項６】
前記支持リーダーフレームに、前記モノパイル又はタワー一体式風車の下部を保持自在の下部保持装置と、前記モノパイル又はタワー一体式風車の上部が所定姿勢を超えて倒れないように支持する上部倒れ防止装置とを備えたことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項７】
前記台船本体の甲板の前端部に、前記モノパイルの下端部を吊り下げ自在のジャッキ装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一に記載の甲板昇降式作業台船。
【請求項８】
台船本体に設置され、台船本体上でモノパイル又はタワー一体式風車を保持自在、移動自在及び建て起こし自在の建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で台船本体上に保持し、
前記台船本体により、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で施工現場まで搬送し、
施工現場に於いて、前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態で前記台船本体上を所定位置まで移動させ、
前記建て起こし装置を用いて、前記モノパイル又はタワー一体式風車を倒伏状態又は斜め倒伏状態から鉛直状態に建て起こし、
建て起こした前記モノパイル又はタワー一体式風車を前記建て起こし装置及びジャッキ装置を用いて所定位置まで降下させることを特徴とする洋上風力発電施設の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７６６２２（Ｐ２０１２−７６６２２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４１６４（Ｐ２０１０−２２４１６４）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（５９４０６２９３８）第一建設機工株式会社 (5)
【出願人】（５１００６０７０７）熊進開発株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（５９４０６２９３８）第一建設機工株式会社 (5)
【出願人】（５１００６０７０７）熊進開発株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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