(57)【要約】      （修正有）【課題】水深の浅い水域に設置された水上設備にケーブルを接続する場合に、ケーブルの懸垂部の水底への接触及びケーブルが伸びきりやすくなるのを防止するケーブル敷設構造を提供する。【解決手段】ケーブル布設構造は浮体式の水上設備に接続されるケーブル８と、ケーブル８を水底６から立ち上げて水中に浮かせるとともに、水中に浮かせたケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部１１、１２と、を備える。水底から水上設備に至るケーブルの途中に、水中フロート部を用いた懸垂部を２つ以上形成する。【選択図】図１
2019205213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮体式の水上設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記水上設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、ケーブル布設構造。
【請求項２】
前記水中フロート部は、
前記ケーブルの長さ方向において前記水底から立ち上がる前記ケーブルの着底部に隣り合う位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第１水中フロート部と、
前記第１水中フロート部よりも前記ケーブルの着底部から遠い位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第２水中フロート部と、を有し、
前記第１水中フロート部は水底に係留して設置され、前記第２水中フロート部は水底に係留せずに設置されている、請求項１に記載のケーブル布設構造。
【請求項３】
前記２つ以上の懸垂部は、互いに同じ水深位置に形成されている、請求項１または２に記載のケーブル布設構造。
【請求項４】
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記風力発電設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル布設構造および風力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浮体式の洋上設備にケーブルを接続する場合、海底から立ち上げたケーブルを海中で弛ませるために、ケーブルの途中にブイを取り付けて布設する構造が知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。このようなケーブル布設構造においては、ブイの浮力を利用して海中にケーブルを浮かせることにより、ケーブルの一部にＵ字形の懸垂部（弛み）を形成している。そして、洋上設備が風波や潮流などの影響で移動した場合は、それに応じてケーブルの懸垂部が伸び縮みすることにより、洋上設備の移動を吸収（許容）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５８１６０号公報
【特許文献２】特開平２−２１４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、浮体式の設備は水深が１００ｍ以上の深い海域に適用されるが、近年では比較的浅い海域、具体的には水深が５０ｍ〜１００ｍ程度の浅い海域への設置が検討されている。ただし、特に５０ｍと浅い海域に浮体式の設備を設置する場合は、次のような不具合を招きやすくなる。
【０００５】
浮体式の設備を設置する海域の深さが浅くなると、ケーブルを浮かせるブイを水面に出すことなく、限られた水深の範囲でケーブルに懸垂部を形成する必要がある。このため、懸垂部を形成するケーブル長を十分に長く確保することが難しくなる。その結果、洋上風力発電設備の移動に応じてケーブルの懸垂部が伸びたときには、ケーブルが伸びきってケーブルに強い張力が加わるおそれがある。また、これを避けるために、懸垂部を形成するケーブル長を長くすると、洋上風力発電設備の移動に応じてケーブルの懸垂部が縮んだときに、懸垂部の最下部が海底に接触してケーブルがダメージを受けるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、水深の浅い水域に設置された水上設備にケーブルを接続する場合でも、ケーブルの懸垂部が水底に接触しにくく、かつ、ケーブルが伸びきりにくいケーブル布設構造および風力発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、
浮体式の水上設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記水上設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、ケーブル布設構造である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記風力発電設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、風力発電システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水深の浅い水域に設置された水上設備にケーブルを接続する場合でも、ケーブルの懸垂部が水底に接触しにくく、かつ、ケーブルが伸びきりにくいケーブル布設構造および風力発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る風力発電システムおよびケーブル布設構造を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備の移動によりケーブルが伸びた状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備の移動によりケーブルが縮んだ状態を示す側面図である。
【図４】本発明の参考形態に係る風力発電システムおよびケーブル布設構造を示す側面図である。
【図５】本発明の参考形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備が移動したときのケーブルの挙動を示す側面図である。
【図６】本発明の参考形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備の移動によりケーブルが縮んだ状態を示す側面図である。
【図７】本発明の参考形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備の移動によりケーブルが伸びた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の実施形態の概要＞
（１）本実施形態のケーブル布設構造は、
浮体式の水上設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記水上設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、ケーブル布設構造である。
【００１２】
上記（１）のケーブル布設構造によれば、水上での水上設備の移動が２つ以上の懸垂部の伸び縮みによって吸収される。このため、懸垂部が１つしかない場合に比べて、ケーブルの懸垂部が水底に接触しにくく、かつ、ケーブルが伸びきりにくくなる。したがって、水上設備を水深の浅い水域に設置する場合でも、ケーブルの懸垂部を水底に接触させず、かつ、ケーブルを伸びきらせずに、水上設備を広範囲に移動させることが可能となる。
【００１３】
（２）本実施形態のケーブル布設構造において、
前記水中フロート部は、
前記ケーブルの長さ方向において前記水底から立ち上がる前記ケーブルの着底部に隣り合う位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第１水中フロート部と、
前記第１水中フロート部よりも前記ケーブルの着底部から遠い位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第２水中フロート部と、を有し、
前記第１水中フロート部は水底に係留して設置され、前記第２水中フロート部は水底に係留せずに設置されている。
【００１４】
上記（２）のケーブル布設構造によれば、ケーブルの着底部の近傍に配置される第１水中フロート部を水底に係留することにより、これを係留しない場合に比べて、水中での第１水中フロート部の動きがより狭い範囲に制限される。このため、着底部近傍のケーブルの線形変動やこれに起因したケーブルの摩耗を抑制することができる。また、ケーブルの着底部から遠い位置に配置される第２水中フロート部を水底に係留しないことにより、これを係留する場合に比べて、水中での第２水中フロート部の動きがより広い範囲に許容される。このため、水上設備の移動にともなうケーブルの線形変動に従って第２水中フロート部を大きく移動させることができる。
【００１５】
（３）本実施形態のケーブル布設構造において、
前記２つ以上の懸垂部は、互いに同じ水深位置に形成されている。
【００１６】
上記（３）のケーブル布設構造によれば、２つ以上の懸垂部を互いに同じ水深位置に形成することにより、水上での水上設備の移動を各々の懸垂部の伸び縮みによってバランスよく吸収することができる。
【００１７】
（４）本実施形態の風力発電システムは、
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記風力発電設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、風力発電システムである。
【００１８】
上記（４）の風力発電システムによれば、水上での風力発電設備の移動が２つ以上の懸垂部の伸び縮みによって吸収される。このため、懸垂部が１つしかない場合に比べて、ケーブルの懸垂部が水底に接触しにくく、かつ、ケーブルが伸びきりにくくなる。したがって、風力発電設備を水深の浅い水域に設置する場合でも、ケーブルの懸垂部を水底に接触させず、かつ、ケーブルを伸びきらせずに、風力発電設備を広範囲に移動させることが可能となる。
【００１９】
＜本発明の実施形態の詳細＞
図１は本発明の実施形態に係る風力発電システムおよびケーブル布設構造を示す側面図である。
図１においては、浮体式の水上設備１が、浮力により水上に浮いた状態で設置されている。本実施形態では風力発電システムを想定していることから、水上設備１は浮体式の風力発電設備を構成する。すなわち、水上設備１は、水上に浮かぶタワー２と、タワー２に搭載されたナセル３と、ハブ４と、ブレード５と、を備えている。なお、浮体式には、たとえばセミサブ型、スパー（ＳＰＡＲ）型、ＴＬＰ（テンション・レグ・プラットフォーム）型などがあるが、浮体式の型式に特段の制限はない。
【００２０】
タワー２は、図示しないチェーンやワイヤーなどを用いて水底６に係留されている。ただし、タワー２は、水上に浮いたまま所定の範囲を移動可能となっている。タワー２は縦向きの姿勢で水上に浮いている。タワー２の上部は水面７から突出し、タワー２の下部は水中に沈んでいる。
【００２１】
ナセル３は、タワー２の上部に搭載されている。ナセル３の内部には、図示しない回転軸、増速機、発電機、変圧器などが収容されている。ハブ４およびブレード５は、風車を構成している。ハブ４は、ナセル３内の回転軸に連結されている。ハブ４には複数のブレード５が取り付けられている。
【００２２】
上記構成からなる水上設備１は、次のような原理で電力を発生する。まず、各々のブレード５に風が当たると、ブレード５と共にハブ４が回転する。ハブ４の回転はナセル３に伝達される。その際、ナセル３内では、ハブ４の回転を増速機、発電機および変圧器により電気に変換する。
【００２３】
水上設備１で発生した電力は、たとえば図示しない変電設備に送られる。その場合、水上設備１と変電設備との間に送電路を形成する必要がある。送電路の形成は、ケーブル８の布設によって行われる。ケーブル８としては、たとえば直流送電ケーブルなどの電力ケーブルを用いることができる。
【００２４】
ケーブル８は、水上設備１から大きく離れたところでは水底６に敷設または埋設され、水上設備１にある程度近づいたところでは水上設備１を接続先として水底６から立ち上がるように布設されている。また、ケーブル８は、水底６から水上設備１に至る部分では、水中フロート部によって水中に浮いた状態に保持されている。本実施形態では、２つの水中フロート部を用いてケーブル８を水中に浮かせている。すなわち、ケーブル８の途中には２つの水中フロート部１１，１２が取り付けられ、これら２つの水中フロート部１１，１２によってケーブル８が水中に浮いた状態に保持されている。また、ケーブル８は、水中フロート部１１の浮力により水底６から立ち上げられている。
【００２５】
なお、以降の説明では、一方の水中フロート部１１を第１水中フロート部１１、他方の水中フロート部１２を第２水中フロート部１２という。また、ケーブル８の長さ方向において、水底６に着地するケーブル８の部分を着底部１３といい、水上設備１につながるケーブル８の部分を接続部１４という。
【００２６】
第１水中フロート部１１は、ケーブル８の長さ方向において、着底部１３に隣り合う位置でケーブル８を水中に浮かせている。第１水中フロート部１１は、ケーブル８に所定の間隔で取り付けられた複数のブイ１１ａによって構成されている。
【００２７】
第１水中フロート部１１は、水底６に係留して設置されている。具体的には、第１水中フロート部１１は、ワイヤー１５およびシンカー（不図示）を用いて水底６に係留されている。第１水中フロート部１１は、水中で各々のブイ１１ａに働く浮力とケーブル８に働く重力とワイヤー１５に働く張力のバランスにより、ケーブル８を円弧形状（鉛直上向きに凸の形状）に保持している。
【００２８】
第２水中フロート部１２は、ケーブル８の長さ方向において、第１水中フロート部１１よりもケーブル８の着底部１３から遠い位置、より具体的には第１水中フロート部１１と水上設備１との間でケーブル８を水中に浮かせている。第２水中フロート部１２は、先述した第１水中フロート部１１と同様に複数のブイ１２ａによって構成されている。ただし、第２水中フロート部１２は、水底６に係留せずに設置されている。第２水中フロート部１２は、水中で各々のブイ１２ａに働く浮力とケーブル８に働く重力のバランスにより、ケーブル８を円弧形状（鉛直上向きに凸の形状）に保持している。
【００２９】
このように、ケーブル８の着底部１３から接続部１４に至る部分に２つの水中フロート部１１，１２を分けて配置し、各々の水中フロート部１１，１２でケーブル８を水中に浮かせることにより、ケーブル８の途中に２つの懸垂部１６，１７が形成されている。「懸垂部」とは、着底部１３から接続部１４に至るケーブル８の途中で、ケーブル８の一部がＵ字形（カテナリー曲線形状）に弛んだ部分をいう。以降の説明では、一方の懸垂部１６を第１懸垂部１６、他方の懸垂部１７を第２懸垂部１７という。
【００３０】
第１懸垂部１６は、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間に形成されている。具体的には、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間で、ケーブル８が自身の重みで垂れ下がるとともに、ケーブル８の両側が第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２の浮力で引き上げられている。これにより、ケーブル８の一部は、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間にＵ字形の第１懸垂部１６を形成している。
【００３１】
第２懸垂部１７は、第２水中フロート部１２と水上設備１との間に形成されている。具体的には、第２水中フロート部１２と水上設備１との間で、ケーブル８が自身で重みで垂れ下がるとともに、ケーブル８の両側が第２水中フロート部１２と水上設備１の浮力で引き上げられている。これにより、ケーブル８の一部は、第２水中フロート部１２と水上設備１との間にＵ字形の第２懸垂部１７を形成している。
【００３２】
また、水面７から第１懸垂部１６の最下部までの水深と、水面７から第２懸垂部１７の最下部までの水深とは、互いに同じ距離になっている。すなわち、２つの懸垂部１６，１７は、互いに同じ水深位置に形成されている。また、２つの懸垂部１６，１７は、互いに同じ弛み量でＵ字形に形成されている。懸垂部の弛み量は、懸垂部を形成するケーブル長が一定であれば、懸垂部の高低差Ｈ（図１参照）によって決まる。懸垂部の高低差Ｈは、懸垂部を保持する水中フロート部の端部から懸垂部の最下部までの鉛直距離で規定される。そして、懸垂部の高低差Ｈが大きいほど弛み量が多くなり、高低差Ｈが小さいほど弛み量が少なくなる。
【００３３】
なお、着底部１３と第１水中フロート部１１との間ではケーブル８がＵ字形に弛んだ形状にならないため、そこでケーブル８が懸垂部を形成することはない。
【００３４】
また、着底部１３から水上設備１に至るケーブル８には、ケーブル８の過度の曲がりを抑制するために、３つの曲げ制限部材２１〜２３が取り付けられている。各々の曲げ制限部材２１〜２３は、ケーブル８を予め決められた許容曲げ半径以上に保つものである。各々の曲げ制限部材２１〜２３は、たとえば、硬質ポリウレタンなどの樹脂材料に用いてチューブ状に形成されている。
【００３５】
ここで、曲げ制限部材２１を例にとってその機能を説明する。まず、ケーブル８に曲げ制限部材２１を取り付けた後、その取り付け部位でケーブル８を徐々に曲げていくと、曲げ制限部材２１はケーブル８の曲げ形状に沿って曲がる。ただし、ケーブル８の曲げ半径がある程度まで小さくなると、曲げ制限部材２１はそれ以上曲がらなくなる。このため、ケーブル８の曲がりは曲げ制限部材２１によって制限される。このように、曲げ制限部材２１は、ケーブル８が過度の曲がらないよう、その曲げ半径を許容曲げ半径以上に保つ機能を有する。この機能は他の曲げ制限部材２２，２３も同様に有する。以降の説明では、３つの曲げ制限部材２１〜２３を、第１曲げ制限部材２１、第２曲げ制限部材２２および第３曲げ制限部材２３と区別する。
【００３６】
第１曲げ制限部材２１は第１懸垂部１６に取り付けられている。また、第２曲げ制限部材２２は第２懸垂部１７に取り付けられ、第３曲げ制限部材２３は着底部１３に取り付けられている。また、第１曲げ制限部材２１は、第１懸垂部１６を形成するＵ字形のケーブル８の曲がり部分に取り付けられ、第２曲げ制限部材２２は、第２懸垂部１７を形成するＵ字形のケーブル８の曲がり部分に取り付けられている。なお、第１曲げ制限部材２１と第２曲げ制限部材２２については、ケーブル８が過度に曲がって屈曲する可能性の高い場合のみ取り付けるようにしてもよい。一方、第３曲げ制限部材２３は、着底部１３を形成するケーブル８の立ち上がり部分に取り付けられている。第３曲げ制限部材２３は、上述した機能のほかに、ケーブル８が水底６に擦れて摩耗しないよう、ケーブル８を保護する機能も果たす。
【００３７】
上記構成からなるケーブル布設構造においては、浮体式の水上設備１が水上で移動した場合に、ケーブル８が次のように挙動を示す。まず、上記図１は初期状態を示している。初期状態とは、ケーブル８の着底部１３から水上設備１までの離間距離が設計上想定されている基準距離に一致し、ケーブル８が伸び縮みしていない中立の状態をいう。
【００３８】
上記初期状態から風波などの影響で水上設備１が水上を移動すると、水上設備１の移動方向および移動量に応じて、着底部１３から水上設備１までの離間距離が変化する。そして、ケーブル８の第１懸垂部１６および第２懸垂部１７は、水上設備１の移動に従って弛み量が変化するように伸び縮みする。以下、具体的に説明する。
【００３９】
まず、水上設備１が着底部１３から遠ざかる方向に移動すると、着底部１３から水上設備１までの離間距離が上記基準距離よりも長くなり、その分だけケーブル８全体が伸ばされる。このため、図２に示すように、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間隔、および、第２水中フロート部１２と水上設備１との間隔が、それぞれ広くなる。これにより、第１懸垂部１６は、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間で弛み量が少なくなるように伸ばされ、第２懸垂部１７は、第２水中フロート部１２と水上設備１との間で弛み量が少なくなるように伸ばされる。
【００４０】
これに対して、水上設備１が着底部１３に近づく方向に移動すると、着底部１３から水上設備１までの離間距離が上記基準距離よりも短くなり、その分だけケーブル８全体が縮められる。このため、図３に示すように、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間隔、および、第２水中フロート部１２と水上設備１との間隔が、それぞれ狭くなる。これにより、第１懸垂部１６は、第１水中フロート部１１と第２水中フロート部１２との間で弛み量が多くなるように縮められ、第２懸垂部１７は、第２水中フロート部１２と水上設備１との間で弛み量が多くなるように縮められる。
【００４１】
このように、水上設備１が着底部１３から遠ざかる方向に移動する場合は、２つの懸垂部１６，１７がケーブル８の伸びを分担することにより、水上設備１の移動が許容される。また、水上設備１が着底部１３に近づく方向に移動する場合は、２つの懸垂部１６，１７がケーブル８の縮みを分担することにより、水上設備１の移動が許容される。
【００４２】
また、上述のように第１懸垂部１６が縮むと、第１懸垂部１６を形成しているケーブル８の曲げ半径が小さくなり、第２懸垂部１７が縮むと、第２懸垂部１７を形成しているケーブル８の曲げ半径が小さくなる。また、水上設備１が着底部１３に近づく方向に移動すると、ワイヤー１５が着底部１３側に倒れ込むため、着底部１３を形成しているケーブル８の立ち上がりが急峻になる。このため、着底部１３を形成しているケーブル８の曲げ半径が小さくなる。
【００４３】
＜本発明の参考形態＞
図４は本発明の参考形態に係る風力発電システムおよびケーブル布設構造を示す側面図である。
なお、以下に述べる参考形態では、上述した各々の構成要素と同様の部分に同じ符号を付し、重複する説明はできるだけ省略する。
【００４４】
図４においては、浮体式の水上設備（風力発電設備）１にケーブル８を接続するにあたって、ケーブル８の着底部１３から水上設備１に至るケーブル８の途中に水中フロート部３０が設けられている。これにより、ケーブル８は、水中フロート部３０によって水中に浮いた状態に保持されている。水中フロート部３０は、ワイヤー３１およびシンカー３２を用いて水底６に係留されている。また、着底部１３から水上設備１に至るケーブル８の途中には１つの懸垂部３３が形成されている。懸垂部３３は、ケーブル８の長さ方向において、水中フロート部３０と水上設備１との間にＵ字形に形成されている。
【００４５】
上記構成からなるケーブル布設構造においては、浮体式の水上設備１が水上で移動した場合に、それに従って懸垂部３３が伸び縮みする。たとえば図５に示すように水上設備１が着底部１３に近づく方向に移動すると、懸垂部３３は、水中フロート部３０と水上設備１との間で弛み量が多くなるように縮められる。また、図示はしないが水上設備１が着底部１３から遠ざかる方向に移動すると、懸垂部３３は、水中フロート部３０と水上設備１との間で弛み量が少なくなるように伸ばされる。
【００４６】
ここで、水上設備１を浅い水域に設置する場合、懸垂部３３を形成するケーブル長を長く確保すると、図６に示すように、水上設備１が着底部１３に近づく方向に移動したときに、懸垂部３３の最下部が水底６に接触しやすくなる。その結果、ケーブル８の一部が水底６に擦れてダメージを受けるおそれがある。また、懸垂部３３の最下部におけるケーブル８の曲げ半径が許容曲げ半径よりも小さくなるおそれもある。
【００４７】
一方、懸垂部３３を形成するケーブル長を短くすると、懸垂部３３の最下部が水底６に接触しにくくなる反面、図７に示すように、水上設備１が着底部１３から遠ざかる方向に移動したときに、ケーブル８が伸びきりやすくなる。その結果、ケーブル８に強い張力が加わるおそれがある。また、水上設備１につながる接続部１４でケーブル８が大きく屈曲するおそれもある。
【００４８】
このように、参考形態に係るケーブル布設構造においては、水上設備１を水深の浅い水域に設置する場合に、水上設備１の移動方向によってケーブル８の懸垂部３３が水底６に接触しやすい状況、あるいはケーブル８が伸びきりやすい状況に陥ってしまう。
【００４９】
＜実施形態の効果＞
これに対して、本実施形態に係るケーブル布設構造では、着底部１３から水上設備１に至るケーブル８の途中に２つの懸垂部１６，１７を設け、水上での水上設備１の移動を各々の懸垂部１６，１７の伸び縮みによって許容（吸収）する構成になっている。このため、上記参考形態のように懸垂部３３が１つしかない場合に比べて、ケーブル８の懸垂部が水底６に接触しにくく、かつ、ケーブル８が伸びきりにくくなる。したがって、水上設備１を水深の浅い水域に設置する場合でも、ケーブル８の懸垂部を水底６に接触させず、かつ、ケーブル８を伸びきらせずに、水上設備１を広範囲に移動させることが可能となる。
【００５０】
特に本実施形態に係るケーブル布設構造は、水上設備１を設置する水域の水深が１００ｍ未満、好ましくは３０ｍ以上８０ｍ以下、より好ましくは４０ｍ以上７０ｍ以下の場合に適用するよい。その理由は、水深が１００ｍ以上の水域では１つの懸垂部によって水上設備１の移動を吸収することができるものの、水深が１００ｍ未満の水域になると水上設備１が最大の移動量（たとえば半径４０ｍの範囲）で移動したときに、水上設備１の移動を１つの懸垂部だけで吸収することが難しくなるからである。また、水上設備１を設置する水域の水深が３０ｍ未満になると、水深が浅すぎて水上設備１の設置場所として不適切になるからである。ただし、本実施形態に係るケーブル布設構造は、水深が１００ｍ以上の水域に設置される水上設備にケーブルを接続する場合に適用してもかまわない。
【００５１】
また、本実施形態においては、第１水中フロート部１１を水底６に係留しているため、これを係留しない場合に比べて、水中での第１水中フロート部１１の動きがより狭い範囲に制限される。このため、着底部１３近傍のケーブル８の線形変動やこれに起因したケーブル８の摩耗を抑制することができる。また、本実施形態においては、第２水中フロート部１２を水底６に係留していないため、これを係留する場合に比べて、水中での第２水中フロート部１２の動きがより広い範囲に許容される。このため、水上設備１の移動やこれにともなうケーブル８の線形変動に従って第２水中フロート部１２を大きく移動させることができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、２つの懸垂部１６，１７を互いに同じ水深位置に形成している。このため、水上での水上設備１の移動を２つの懸垂部１６，１７の伸び縮みによってバランスよく吸収することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、第１懸垂部１６に第１曲げ制限部材２１を取り付けているため、第１懸垂部１６におけるケーブル８の曲がりが第１曲げ制限部材２１によって制限される。また、第２懸垂部１７に第２曲げ制限部材２２を取り付けているため、第２懸垂部１７におけるケーブル８の曲がりが第２曲げ制限部材２２によって制限される。また、着底部１３に第３曲げ制限部材２３を取り付けているため、着底部１３におけるケーブル８の曲がりが第３曲げ制限部材２３によって制限される。したがって、第１懸垂部１６、第２懸垂部１７および着底部１３において、ケーブル８の曲げ半径を許容曲げ半径以上に保つことができる。その結果、水上設備１の移動にともなうケーブル８の過度の曲がりを抑制することが可能となる。
【００５４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００５５】
たとえば、上記実施形態においては、着底部１３から水上設備１に至るケーブル８の途中に２つの懸垂部１６，１７を形成するようにしたが、これに限らず、懸垂部の数は３つ以上であってもよい。その場合は、懸垂部の数に応じて水中フロート部の数を増やせばよい。たとえば、着底部１３から水上設備１に至るケーブル８の途中に３つの懸垂部を形成する場合は３つの水中フロート部を用い、４つの懸垂部を形成する場合は４つの水中フロート部を用いればよい。つまり、懸垂部と同じ数の水中フロート部を用いればよい。また、ケーブル８の途中に３つ以上の水中フロートを用いて３つ以上の懸垂部を形成する場合は、着底部１３に隣り合う第１水中フロート部１１だけを水底６に係留し、それ以外の水中フロート部を水底６に係留しない構成を採用することが望ましい。
【００５６】
また、水上設備１を設置する水域の水深が５０ｍである場合は、水上で想定されている水上設備１の移動量に応じて懸垂部の数を変えてもよい。好ましい例を挙げると、水上設備１の移動量が半径１５〜２５ｍの場合は懸垂部の数を２つに設定し、水上設備１の移動量が半径２５〜３５ｍの場合は懸垂部の数を２つ乃至３つに設定し、水上設備１の移動量が半径３５〜４５ｍの場合は懸垂部の数を３つ乃至４つに設定し、水上設備１の移動量が半径４５〜５５ｍの場合は懸垂部の数を４つ乃至５つに設定するとよい。
【００５７】
また、上記実施形態においては、複数のブイを用いて水中フロート部を構成したが、これに限らず、複数のブイに代えて、１つの大きなブイで水中フロート部を構成してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態においては、２つの懸垂部１６，１７を互いに同じ水深位置に形成したが、これに限らず、２つの懸垂部１６，１７を互いに異なる水深位置に形成してもよい。また、２つの懸垂部１６，１７の弛み量を互いに変えてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態においては、水上設備１の一例として風力発電設備を想定したが、ケーブルの接続先となる水上設備は風力発電設備などの発電設備に限らず、たとえば変電設備などであってもよい。また、ケーブルの接続先となる水上設備は、洋上あるいは湖上などに設置されるものでもよい。その場合、上述した「水上」、「水面」、「水中」、「水底」といった用語は、「洋上」、「海面」、「海中」、「海底」、あるいは「湖上」、「湖面」、「水中」、「湖底」と読み替えることができる。
【００６０】
また、上記実施形態においては、布設の対象となるケーブル８として電力用のケーブルを例に挙げて説明したが、水上設備に接続されるケーブルはこれに限らず、通信用のケーブル、あるいは電力用と通信用を兼ねた複合ケーブルであってもよい。
【００６１】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
（付記１）
浮体式の水上設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記水上設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、ケーブル布設構造。
（付記２）
前記水中フロート部は、
前記ケーブルの長さ方向において前記水底から立ち上がる前記ケーブルの着底部に隣り合う位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第１水中フロート部と、
前記第１水中フロート部よりも前記ケーブルの着底部から遠い位置で前記ケーブルを水中に浮かせる第２水中フロート部と、を有し、
前記第１水中フロート部は水底に係留して設置され、前記第２水中フロート部は水底に係留せずに設置されている、付記１に記載のケーブル布設構造。
（付記３）
前記２つ以上の懸垂部は、互いに同じ水深位置に形成されている、付記１または２に記載のケーブル布設構造。
（付記４）
前記ケーブルを予め決められた許容曲げ半径以上に保つ曲げ制限部材が、前記ケーブルの懸垂部に取り付けられている、付記１〜３のいずれか１つに記載のケーブル布設構造。
（付記５）
前記曲げ制限部材が、前記ケーブルの着底部に取り付けられている、付記２に記載のケーブル布設構造。
（付記６）
前記水上設備が水深１００ｍ未満の水域に設置されている、付記１〜５のいずれか１つに記載のケーブル布設構造。
（付記７）
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルを水底から立ち上げて水中に浮かせるとともに、前記水中に浮かせた前記ケーブルの一部に懸垂部を形成する水中フロート部と、を備え、
前記水底から前記風力発電設備に至る前記ケーブルの途中に前記水中フロート部を用いて前記懸垂部が２つ以上形成されている、風力発電システム。
【符号の説明】
【００６２】
１…水上設備
２…タワー
３…ナセル
４…ハブ
５…ブレード
６…水底
７…水面
８…ケーブル
１１…第１水中フロート部
１１ａ…ブイ
１２…第２水中フロート部
１２ａ…ブイ
１３…着底部
１４…接続部
１５…ワイヤー
１６…第１懸垂部
１７…第２懸垂部
２１…第１曲げ制限部材
２２…第２曲げ制限部材
２３…第３曲げ制限部材
３０…水中フロート部
３１…懸垂部
３２…シンカー
３３…懸垂部
【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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