(57)【要約】  本発明は、洋上風力タービン（１）を支持する浮体装置（２）であって、風力タービン（１）のタワー（１２）を固定的に受容する浮体中央柱（２１）と、少なくとも３つの周辺フロータ（２２）と、フロータにつき１つのレッグ（２３）であって、各レッグ（２３）が、中央柱（２１）に対して半径方向に走る長手方向に延在し、各レッグ（２３）が、中央柱（２１）に固定された近位端と、フロータ（２２）に固定された遠位端とを有する、レッグ（２３）とを備え、レッグ（２３）が、レッグ（２３）の長手方向に延在し、長手方向に対して垂直な湾曲断面を有する、外側管状要素と、レッグ（２３）の長手方向に延在し、長手方向に対して垂直な多角形断面を有する、内側管状要素であって、多角形断面が湾曲断面に内接する、内側管状要素とを含む、浮体装置（２）に関する。本発明はまた、前述の装置と風力タービンとを備える浮体式風力タービンユニットにも関する。
2019521043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上風力タービン（１）を支持する浮体装置（２）であって、
前記風力タービン（１）のタワー（１２）を固定的に受容するために配置された浮体中央柱（２１）と、
少なくとも３つの周辺フロータ（２２）と、
フロータにつき１つのレッグ（２３）であって、各レッグ（２３）が、前記中央柱（２１）に対して半径長手方向に延在し、各レッグ（２３）が、前記中央柱（２１）に固定された近位端と、前記フロータ（２２）に固定された遠位端とを備える、レッグ（２３）とを備える浮体装置（２）において、
前記レッグ（２３）が、
前記レッグ（２３）の長手方向に延在し、前記長手方向に対して垂直な湾曲断面を有する、外側管状要素（２３１）と、
前記レッグ（２３）の長手方向に延在し、前記長手方向に対して垂直な多角形断面を有する、内側管状要素（２３２）であって、前記多角形断面が前記湾曲断面に内接する、内側管状要素（２３２）と
を備えることを特徴とする、浮体装置（２）。
【請求項２】
１対の隣接するレッグ（２３）につき少なくとも２つの連結部（２４）であって、各連結部（２４）が、前記１対の隣接するレッグ（２３）の第１および第２のレッグ（２３）の遠位端近傍にそれぞれ固定された第１および第２の端部を備える、連結部（２４）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の浮体装置（２）。
【請求項３】
前記レッグ（２３）が水平に延在することを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項４】
レッグ（２３）の長手方向および垂直方向によって半径方向平面がそれぞれ画定され、前記浮体装置（２）が、前記半径方向平面が前記浮体装置（２）の対称平面であるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項５】
前記中央柱（２１）が、前記タービン（１）の前記タワー（１２）を収容する中空容積（２１２０）を備える固定部（２１２）を備え、前記中空容積（２１２０）が、前記タワー（１２）の形状に合うように円筒状または切頭状であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項６】
前記中央柱（２１）が、水平に、多角形断面を有し、その側面の数が、前記レッグ（２３）がそれぞれそれらの間の隣接しない前記多角形断面の側面に固定されるように、前記レッグ（２３）の数の２倍に等しいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項７】
前記フロータ（２２）が、垂直軸を有する切頭状下部（２２１）と、垂直軸を有する円筒状上部（２２２）とを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項８】
少なくとも部分的に鉄筋コンクリート製であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項９】
鋼鉄製の部分を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の浮体装置（２）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の浮体装置（２）と、
風力タービン（１）と
を備える浮体式風力タービンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮体式風力タービンの分野に関する。本発明は、より詳細には、洋上風力タービンを支持する浮体装置、および前記装置と風力タービンとを備える浮体式風力タービンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
浮体装置と、浮体装置によって支持された洋上風力タービンとを備える浮体式風力タービンユニットが知られている。風力タービンは、タワーとタービンとを備える。これらの風力タービンユニットの中には、たとえば、ＨＹＷＩＮＤ（商標）、ＷＩＮＤＦＬＯＡＴ（商標）、ＩＤＥＯＬ（商標）がある。
【０００３】
洋上風力タービンを支持する浮体装置が遭遇する主な困難の１つは、特にタービン、風、および波のうねりによって浮体式風力タービンユニットに加えられる反復運動による疲労荷重、ならびに荒海の場合に発生する極限荷重を支持する能力である。現在の浮体装置の欠点は、それらが、疲労荷重および極限荷重に特に強くはない材料から設計されていることである。実際、それらは従来、金属、特に鋼鉄から設計されている。したがって、上記に述べた疲労荷重および極限荷重に抵抗するためのこうした構造物の寸法決めは、かさばり、重量があり、費用のかかる構造物をもたらす。
【０００４】
これは結果的に、複雑で費用のかかるこれらの構造物の製造プロセスにつながる。具体的には、これらの構造物のサイズを考えれば、これらを製造するためには大型の乾ドックが必要である。
【０００５】
これらの様々な欠点は特に、こうしたユニットの浮体装置が支持することができる風力タービンの出力を制限する。
【０００６】
現在の浮体ユニットは、疲労に特に強くはない材料の使用によってだけでなく、ユニットに加えられる新たな荷重の発生を最適に制限しない幾何形状の選択によっても不利になる。発生する荷重は、たとえば、垂直方向に対する風力タービンのタワーの傾斜に関連する重力荷重、風力タービンのタワーのその静止位置の周りの運動に関連する慣性荷重、または浮体装置の壁に加えられる静水圧に起因する荷重である。
【０００７】
さらに、現在の浮体式風力タービンは一般に、疲労荷重および極限荷重に抵抗するために、中実体積を有する要素を使用する。しかし、これらの中実体積は、システムの全体浮遊性に関与せず、浮体要素のサイズをそれらの浮遊性を増大させるために大きくすること、および浮体要素と非浮体要素との間で伝達される曲げ力を支持するためにシステムの全体サイズを大きくすることの両方を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の欠点を克服することを目的とする解決策を提案する。
【０００９】
したがって、本発明の第１の目的は、特にタービンに新たな荷重が発生することを依然として制限しながら、浮体装置に加えられる疲労荷重および極限荷重を支持することである。これは、それぞれが機械的な観点からその利点のために使用され、浮体装置に取り付けられたタワーを通してタービンによっても、海洋環境によっても伝達される力を、最善
の状態で吸収するために構造物の特定の位置に配置された、いくつかの材料を使用することによってもたらされる。これはまた、新たな荷重の発生を制限し、要素に中立または正の浮遊性を与えるように、様々な要素の幾何形状によってももたらされる。
【００１０】
本発明の別の目的は、設置場所に関して広がった可能性を切り開く形状対称性のおかげで、風、海流、波のうねりなどの環境外乱の向きにかかわらず、同様の挙動を維持することである。本発明は、設置場所に関するいっそう大幅な柔軟性をもたらし、というのは、本発明は、既存のものに対して比較的低い喫水を持つ浮体式風力タービンユニットを得ることを可能にし、これが、こうしたユニットの輸送および設置に有利に働くからである。
【００１１】
本発明の目的はまた、特に高出力タービンを支持する既存の装置に対して小さいサイズを有する浮体装置を得ることである。この目的の当然の結果として、本発明は、浮体装置の構成を変更することなく、浮体式風力タービンユニットに現在使用されているタービンよりも大きい出力を有するタービンの使用に迅速に適合させることができる、浮体装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
浮体ユニットが、風、海流、および波のうねりがない場合に、静止水塊に、すなわち水平面を有して浮かんでいるときの、空間における向きに関連する特徴が、本文書全体を通して示される。垂直方向は、下向きの重力場を持つ重力の方向によって定義される。垂直方向と直交するいかなる方向も水平である。
【００１３】
本発明は、洋上風力タービンを支持する浮体装置であって、
風力タービンのタワーを固定的に受容するために配置された浮体中央柱と、
少なくとも３つの周辺フロータと、
フロータにつき１つのレッグであって、各レッグが、中央柱に対して半径長手方向に延在し、各レッグが、中央柱に固定された近位端と、前記フロータに固定された遠位端とを備える、レッグと
を備える浮体装置において、
レッグが、
レッグの長手方向に延在し、長手方向に対して垂直な湾曲断面を有する、外側管状要素と、
レッグの長手方向に延在し、長手方向に対して垂直な多角形断面を有する、内側管状要素であって、多角形断面が湾曲断面に内接する、内側管状要素と
を備えることを特徴とする、浮体装置に関する。
【００１４】
湾曲断面を有する外側管状要素への多角形断面を有する内側管状要素の入れ子により、良好な力の分散が可能になり、したがって良好な機械抵抗が可能になる。内側管状要素は、その多角形断面のおかげで、風力によってタービンに発生する面内曲げ、ならびに横揺れ、縦揺れ、およびうねり運動によって誘発される面内交互曲げを吸収することを可能にする。外側管状要素は、閉じた曲線によって画定されるその断面のおかげで、圧縮外部圧力を外側管状要素に沿って伝達することを可能にする。さらに、外側管状要素の外殻および内側管状要素の外殻が二重外殻を形成し、これによって浸入の危険性が減り、したがって浮体装置の安全性が高まる。レッグの中空かつ容積の大きい特質が、浮遊性を与える。
【００１５】
特定の実施形態によれば、レッグは、高い浮遊性の不均衡の故に望ましくない付加的な曲げ力の発生を防止するために、レッグの浮遊性を調整するように少なくとも部分的にバラストを充填可能なコンパートメントを備える。
【００１６】
特定の実施形態によれば、浮体装置は、１対の隣接するレッグにつき少なくとも２つの
連結部であって、各連結部が、前記１対の隣接するレッグの第１および第２のレッグの遠位端近傍にそれぞれ固定された第１および第２の端部を備える、連結部をさらに備える。連結部は、偏った曲げを発生する面外モーメントを制限するために、レッグ間に機械的連続性を与える。
【００１７】
特定の実施形態によれば、レッグは水平に延在する。この実施形態は、特に水線がレッグを通過するときに好ましい。実際、この場合、レッグが水平でない場合には付加的な力が発生し得る。
【００１８】
特定の実施形態によれば、レッグの長手方向および垂直方向によって半径方向平面がそれぞれ画定され、装置は、半径方向平面が装置の対称平面であるように配置されている。この対称形態により、可能な設置場所の範囲を拡大するように、風、海流、波のうねりなどの環境外乱の向きにかかわらず、同様の挙動を維持することが可能になる。
【００１９】
特定の実施形態によれば、浮体装置は４つの周辺フロータを備える。この４つのフロータの数により、浮体式風力タービンユニットのサイズと静水性能との間の良好な妥協が可能になり、すなわち、比較的縮小したレッグの長さにもかかわらず、良好な浮遊性を有することが可能になる。
【００２０】
特定の実施形態によれば、周辺フロータは内部仕切りを備える。仕切ることにより、たとえばコンパートメントが水で満たされて破損した場合に、フロータ全体の安定性をもたらすことが可能になる。
【００２１】
特定の実施形態によれば、中央柱は、風力タービンのタワーを収容する中空容積を備える固定部を備え、中空容積は、タワーの形状に合うように円筒状または切頭状である。風力タービンのタワーの形状が標準ではないので、固定部は、同じ浮体装置をいくつかのタイプの風力タービン上で適合させることを可能にする。
【００２２】
特定の実施形態によれば、中央柱は、風力タービンを支持するのに十分な浮遊性を有するように中空である。これにより、高い浮遊性の不均衡の故に望ましくない付加的な曲げ力の発生を防止することが可能になる。
【００２３】
特定の実施形態によれば、中央柱は、水平に、多角形断面を有し、その側面の数は、レッグがそれぞれそれらの間の隣接しない多角形断面の側面に固定されるように、レッグの数の２倍に等しい。この幾何形状により、中央柱の浮遊性に有利に働く重量／容積比を実現することができる。
【００２４】
特定の実施形態によれば、フロータは、垂直軸を有する切頭状下部と、垂直軸を有する円筒状上部とを備える。フロータの形状により、相当な浮遊性、および静水力に対する良好な機械抵抗を与えることが可能になる。具体的には、求められている主たる目的は、大幅な減衰のおかげで、タービン上の運動、加速、および力を制限することである。
【００２５】
特定の実施形態によれば、浮体装置は、少なくとも部分的に鉄筋コンクリート製である。コンクリートは、疲労および極限環境に対して非常に良好な耐性を有する。これにより、鋼鉄に関して非常に費用のかかる、特に「傾斜した」タイプの複雑な接続のための溶接に関する応力集中現象を回避することも可能になる。コンクリートにより、特にフロータに関して、かなりのサイズの要素を製作することがさらに可能になる。大型のフロータにより、レッグの長さを縮小することが可能になるので、良好な浮遊性を依然として維持しながらユニットの全体サイズを小さくすることが可能になる。コンクリートにはまた、標準使用では鋼鉄よりも安価であるという利点もある。
【００２６】
特定の実施形態によれば、浮体装置は、鋼鉄製の部分、たとえば補強部を備える。鋼鉄は、コンクリートとは反対に、牽引力に抵抗し、したがって鋼鉄は、主に牽引時に動作する補強部に特に適応される。さらに、鋼鉄は、比較的軽い材料なので、補強部による付加的な質量を制限することを可能にする。
【００２７】
特定の実施形態によれば、浮体装置は係留システムをさらに備える。
【００２８】
本発明はまた、
上記請求項のいずれか１項に記載の装置と、
風力タービンと
を備える浮体式風力タービンユニットにも関する。
【００２９】
添付図面を参照して、情報の目的で、また非限定的な形で与えられる以下の説明から、他の特徴および革新的利点が得られるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明による浮体式風力タービンユニットの正面図を示す。
【図２】図２は、図１の浮体式風力タービンユニットの斜視側面図を示す。
【図３】図３は、図１および図２の浮体式風力タービンユニットの斜視底面図を示す。
【図４】図４は、本発明による浮体装置の斜視図を示す。
【図５】図５は、図４の浮体装置の底面図を示す。
【図６】図６は、図４および図５の浮体装置の部分分解図を示す。
【図７】図７は、図４〜図６の装置のレッグの垂直断面図を示す。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明による浮体式風力タービンユニット内での風力タービンからレッグへの曲げ力の伝達を図示する。
【図９】図９は、本発明による浮体装置のレッグ内での圧縮力の伝達を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１〜図３は、本発明による浮体式風力タービンユニットを示す。浮体式風力タービンユニットは、風力タービン１と、風力タービン１を支持する浮体装置２とを備える。
【００３２】
風力タービン１は、タービン１１と、タービン１１を支持するタワー１２とを備える。タービン１１は、洋上で使用するように適合されており、数メガワットの出力を有する。好ましくは、それは水平軸を有する３枚羽根のタービンである。タワー１２は、有利には長手方向の補剛のない鋼鉄製の円筒状要素で構成されている。タワー１２の上部は、タービン１１を受容するように配置されている。
【００３３】
図４を参照すると、浮体装置２は、タワー１２を受容するために配置された浮体中央柱２１と、少なくとも３つの周辺フロータ２２と、フロータにつき１つのレッグ２３と、有利には１対の隣接するレッグ２３につき少なくとも２つの連結部２４とを備える。
【００３４】
図６を参照すると、中央柱２１は、垂直母線を有する直角柱の形状をした胴体２１１を備える。胴体２１１は、多角形の下面２１１１および下面２１１２を備える。下面２１１１および下面２１１２は水平である。下面２１１１は、風力タービン１のタワー１２の底面が載置されたスラブを備える。さらに、中央柱２１は、風力タービン１のタワー１２を収容する中空容積２１２０を備える固定部２１２を備え、中空容積２１２０は、タワー１２の形状に合うように円筒状または切頭状である。固定部２１２は、中央柱２１の内部に固定された鋼鉄製の部分であることが好ましい。たとえば、中央柱２１はコンクリート製
であり、固定部２１２は柱のコンクリートに取り込まれている。固定部２１２は、浮体装置２が受容する風力タービン１に適合されている。一方、浮体装置２のその他の部分は、多種多様な風力タービンを受容可能に設計されている。
【００３５】
中央柱２１は、風力タービン１を支持するのに必要な浮遊性を与えるために中空である。中央柱２１は、少なくとも部分的にバラストを充填することができるコンパートメントを備える。バラストはたとえば、ドック作業、輸送作業、または現場での設置のために喫水を調整するために、システムのユニットの質量を調整することを可能にする、海水、または海水より高密度の別の固体、液体、もしくは粒状材料である。液体バラストの場合、調整のための適合手段はたとえば、バラスト積みに適したコンパートメント内のバラストを追加または除去することを可能にする揚液手段である。
【００３６】
好ましい実施形態によれば、中央柱２１は、特に風力タービン１の運動によって発生する周期的な疲労応力に抵抗するために、少なくとも部分的に鉄筋コンクリート製である。
【００３７】
特定の実施形態によれば、鋼鉄はコンクリートほど疲労に抵抗しないが、中央柱２１は少なくとも部分的に鋼鉄製である。
【００３８】
周辺フロータ２２は、切頭状下部２２１と、円筒状上部２２２とを備える。切頭状下部２２１および円筒状上部２２２は、垂直軸に従って延在する。ここで、垂直軸は、フロータの回転対称軸である。切頭状下部２２１と円筒状上部２２２との間の境界面では、この２つの部分の直径は同じである。切頭状下部２２１と円筒状上部２２２との間の境界面は、スラブによって実現されている。切頭部は、プラットフォームの動的挙動を改善するために、より優れた流体力学的な減衰をもたらすように底部に向かって張り出している。切頭部の下底は、スラブによって実現されている。好ましくは、切頭部では、下底の直径は高さよりも大きい。
【００３９】
フロータ２２の幾何形状により、相当な浮遊性、および静水力に対する機械抵抗を与えることが可能になる。好ましい実施形態によれば、フロータの円筒部の高さに水線Ｌが位置している。
【００４０】
フロータは、横揺れおよび縦揺れ時のフロータに特有の周期が波のうねりのエネルギ周期を超えるように、寸法決めされる。
【００４１】
円筒状上部２２２は、人間の介入や、またはたとえば牽引、設置、もしくは保守作業に必要な装置の締結を可能にするように意図された、平坦面を形成するプラットフォームを備える。
【００４２】
フロータ２２は、たとえば柱が水で満たされて破損した場合に、フロータ全体に安定性をもたらすことを可能にする仕切り装置を、上部および下部の内部にさらに備える。
【００４３】
中央柱２１と同じ原理で、フロータ２２は、少なくとも部分的にバラストを充填可能なコンパートメントを備える。バラストはたとえば、ドック作業、輸送作業、または現場での設置のために喫水を調整するために、システムの全体質量を調整することを可能にする、海水、または海水より高密度の別の固体、液体、もしくは粒状材料である。液体バラストの場合、調整のための適合手段はたとえば、バラストを追加または除去することを可能にする揚液手段である。バラスト用のコンパートメントは、横揺れおよび縦揺れ時のその慣性を増大させることによってシステムの安定性に寄与するように、フロータ２２の軸から離れて、また下部に配置されている。
【００４４】
好ましい実施形態によれば、フロータ２２は、風力タービン１、水環境、および浮体装置２の動力学から生じる応力に抵抗するために、少なくとも部分的に鉄筋コンクリート製である。
【００４５】
特定の実施形態によれば、フロータ２２は、少なくとも部分的に鋼鉄製である。
【００４６】
好ましくは、浮体装置２は、３〜８つのフロータ２２、特に４つのフロータ２２を備える。フロータ２２の数は、高出力タービンを支持し、既存のタービンの使用と両立する動作中および極限環境中の傾斜の範囲内にとどまるために、浮体装置に対して比較的小さいサイズを維持するように算出される。
【００４７】
レッグ２３は、中央柱２１に対して半径長手方向に延在し、各レッグ２３は、中央柱２１に固定された近位端と、レッグ２３に関連付けられたフロータ２２に固定された遠位端とを備える。図７を参照すると、レッグ２３は、外側管状要素２３１と、内側管状要素２３２とをさらに備える。内側および外側管状要素は、レッグ２３の長手方向に延在する。外側管状要素２３１は、長手方向に対して垂直な湾曲断面、ここでは円形断面を有する。内側管状要素２３２は、長手方向に対して垂直な多角形断面、ここでは矩形断面を有する。矩形断面は円形断面に内接し、矩形断面の頂点が円形断面を有する内壁に固定されている。円形断面に内接する矩形断面に対応する幾何形状は、タービンおよび海洋環境から生じる力を吸収するように考慮されている。さらに、外側管状要素２３１の外殻および内側管状要素２３２の外殻が二重外殻を形成し、これによって浸入の危険性が減り、したがって浮体装置２の安全性が高まる。内側管状要素２３２は、その矩形断面のおかげで、風力によってタービンの羽根に発生する面内曲げ、ならびに横揺れ、縦揺れ、およびうねり運動によって誘発される面内交互曲げを吸収することを可能にする。実際、矩形断面を有する内側管状要素２３２は、力、特に風力タービン１からレッグ２３に伝達される曲げモーメントの伝達の連続性をもたらすことを可能にするために、特にレッグ２３の円形断面の頂部の延在部および底部の延在部に配置されたスラブを備える。図８（ａ）および図８（ｂ）は、風の力Ｐによってタービンの羽根に発生した力Ｐが、中央柱２１に曲げモーメントＦＣを誘発することを示す。中央柱２１内の曲げモーメントＦＣは、曲げモーメントＦＢの形で、力Ｐに平行な長手方向を有するレッグ２３内で伝達される。レッグ内の曲げモーメントＦＢは、応力ＣＨの形でレッグの頂部のスラブに、また応力ＣＢの形でレッグの底部のスラブに吸収される。
【００４８】
外側管状要素２３１は、その湾曲断面のおかげで、水媒質によって発生する圧縮としての外部圧力を吸収することを可能にする。図９は、圧縮外部圧力Ｃが、周辺応力ＣＰの形で外側管状要素２３１に伝達されることを示す。次いで、外側管状要素２３１内の周辺応力ＣＰが、内部応力ＣＩの形で内側管状要素２３２に伝達される。
【００４９】
あるいは、湾曲断面は楕円形であり、かつ／または多角形断面は三角形、五角形、もしくは六角形である。
【００５０】
好ましい実施形態によれば、レッグ２３は円筒状回転外形を有する。
【００５１】
別の実施形態では、レッグ２３は外側切頭形状を有する。
【００５２】
好ましい実施形態によれば、レッグ２３は水平に延在する。したがって、レッグ２３の延長軸は同一平面上にある。
【００５３】
別の実施形態では、レッグ２３の延長軸は、その頂点がタワー１２の軸上に位置する回転円錐の母線を形成する。
【００５４】
レッグ２３の長手方向および垂直方向は、半径方向平面を画定する。図５に示す好ましい実施形態によれば、装置は、半径方向平面が装置の対称平面であるように配置されている。言い換えれば、レッグ２３は、規則的に中央柱２１の周りに星形に配置されており、すなわち、１対の連続するレッグ２３の２つのレッグ２３の延長軸によって形成される角度αが、１対のレッグ２３にかかわらず同じであり、レッグ２３の総数を分ける３６０°に等しい。この対称形態により、可能な設置場所の範囲を拡大するように、風、海流、波のうねりなどの環境外乱の向きにかかわらず、同様の挙動を維持することが可能になる。この場合、特定の実施形態によれば、タービンは、風の方向に従ってタービンを方向付ける制御アクチュエータを備える。
【００５５】
レッグ２３と中央柱２１との間の境界面は、垂直平面内に位置している。レッグ２３と中央柱２１との間の境界面では、レッグ２３の断面は、中央柱２１の胴体２１１の下面２１１１によって形成された多角形の側面に接しており、レッグ２３の断面の直径は、胴体２１１の下面２１１２と下面２１１１との間の距離以下である。胴体２１１は、水平に、多角形断面を有し、その側面の数は、レッグ２３がそれぞれそれらの間の隣接しない多角形断面の側面に固定されるように、レッグ２３の数の２倍に等しい。たとえば、浮体装置２が、４つのフロータ２２と、したがって４つのレッグ２３とを備えるとき、胴体２１１の下面２１１１および下面２１１２は八角形である。
【００５６】
各レッグ２３は、それに関連付けられたフロータの切頭状下部２２１に固定されている。レッグ２３と切頭状下部２２１との間の境界面は、配管の分野で従来使用される構造に従った角度である。レッグ２３と切頭状下部２２１との間の境界面では、レッグ２３の断面は、下部が切頭状下部２２１の底面に、上部が切頭状下部２２１と円筒状上部２２２との間の境界面に接する。したがって、レッグ２３と、切頭状下部２２１の底面を構成するスラブとの間に、またレッグ２３と、切頭状下部２２１と円筒状上部２２２との間の境界面を構成するスラブとの間に、力の伝達がもたらされる。
【００５７】
レッグ２３は、正の浮遊性を有するのに十分な容積を画定するように配置され、中空に設計されている。中央柱２１およびフロータ２２と同じ原理で、レッグ２３は、少なくとも部分的にバラストを充填することができるコンパートメントを備える。バラストはたとえば、ドック作業、輸送作業、または現場での設置のために喫水を調整するために、システムのユニットの質量を調整することを可能にする、海水、または海水より高密度の別の固体、液体、もしくは粒状材料である。液体バラストの場合、調整のための適合手段はたとえば、前記コンパートメント内のバラストを追加または除去することを可能にする揚液手段である。
【００５８】
好ましい実施形態によれば、レッグ２３は、極限状況、すなわち、風力タービン１が停止したときや、強い波のうねりが生じた場合に受ける運動および力の観点から許容可能な挙動を保証するように、動作時は完全に浸水する。別の実施形態によれば、レッグ２３は部分的に浸水する。
【００５９】
好ましい実施形態によれば、レッグ２３は、タービン１１および水環境から生じる疲労応力、ならびに極限荷重によりよく抵抗するために、少なくとも部分的に鉄筋コンクリート製である。
【００６０】
特定の実施形態によれば、レッグ２３は、少なくとも部分的に鋼鉄製である。
【００６１】
連結部２４は、レッグ２３を対で連結し、水平に延在する。各連結部２４は、前記１対の隣接するレッグ２３の第１および第２のレッグ２３の遠位端近傍にそれぞれ固定された
第１および第２の端部を備える。同じ１対のレッグ２３を連結する連結部２４は、同一垂直平面内に配置されている。連結部２４は、偏った曲げを発生する面外モーメントを制限するために、レッグ２３間に機械的連続性を与える。これらの連結部２４は、他の要素の寸法に対して小さいサイズの断面を有する。
【００６２】
好ましい実施形態によれば、鋼鉄は、コンクリートとは反対に、牽引力に抵抗するが、連結部２４は、主に牽引時に動作するので、鋼鉄製である。
【００６３】
一実施形態によれば、浮体装置２は係留手段を備える。係留手段は、プラットフォームを、不動外部要素、たとえばプラットフォームが浮かんでいる水塊の底部に接続する、ライン３０のセットである。ライン３０は、浮体装置２に１つまたはいくつかの箇所で接続された第１の端部と、たとえばアンカまたは物体の媒介によって不動外部要素に接続された第２の端部とを備える。ライン３０は、環境の影響下で漂流力を受ける浮体物を適所に維持するように適合されたケーブル、チェーン、または他の可撓性要素からなることができる。特定の実施形態によれば、ライン３０は、垂直方向にまたは傾斜して、完全にもしくは部分的に張られている。
【００６４】
代替的実施形態では、ライン３０はカテナリである。
【００６５】
一使用モードによれば、牽引および設置作業を容易にするために、浮体式風力タービンユニットの喫水は低く、たとえば、バラストを積まずに約１０メートル、バラストを積んで約１５メートルである。
【００６６】
あるいは、喫水は設置段階と動作段階との間で同じであり、これにより、生産場所でのバラスト積み／バラスト降ろしの作業を避ける。しかし、喫水は、一旦生産場所でバラスト積みによって調整することができる。
【００６７】
本発明を上記に一例として説明した。たとえば取り上げた上記の様々な特徴を単独でまたは組み合わせて関連付けることによって、しかし本発明の範囲から離れることなく、当業者なら本発明の様々な代替案を生成可能であることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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