(57)【要約】【課題】大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく、簡易な構成で容易に水上設置することができるタワー型水上構造物およびその設置方法を提供する。【解決手段】浮力を発生可能な有底円筒状のタワー構造物２を備え、洋上に設置される洋上風車１Ａであって、タワー構造物２の内部に、第２バラスト区画１２とその第２バラスト区画１２の上方に第３バラスト区画１３をそれぞれ設けるものとする。そして、第３バラスト区画１３内に流動性バラスト２１を充填して洋上風車１Ａを洋上で横転状態に保ち、この横転状態のままで設置海域まで曳航し、設置海域に到着したら、第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させて洋上風車１Ａを横転状態から直立状態に移行させることで、洋上に洋上風車１Ａを設置するものとする。【選択図】図２
2015140723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、前記上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにしたことを特徴とするタワー型水上構造物。
【請求項２】
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、更に前記上側バラスト室の上方で直立状態における喫水線付近に位置するように喫水調整バラスト室を設け、前記上側バラスト室および喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにし、かつ直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出することで喫水調整するようにしたことを特徴とするタワー型水上構造物。
【請求項３】
前記上側バラスト室内から下側バラスト室内へのバラストの移動は、重力移動とされる請求項１または２に記載のタワー型水上構造物。
【請求項４】
前記喫水調整バラスト室内のバラストの排出は、重力排水とされる請求項２に記載のタワー型水上構造物。
【請求項５】
請求項１に記載のタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
を含むことを特徴とするタワー型水上構造物の設置方法。
【請求項６】
請求項２に記載のタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
該タワー型水上構造物の直立後に喫水調整バラスト室内のバラストを排出して該タワー型水上構造物の喫水を調整する工程と、
を含むことを特徴とするタワー型水上構造物の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海や大河川、湖等の水上に設置されるタワー型水上構造物に関し、特に、洋上に設置される風力発電設備のようなタワー型の水上構造物および該タワー型水上構造物の設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水上に設置されるタワー型水上構造物として、例えばスパー型浮体式洋上風力発電設備がある。この風力発電設備は、水面下で浮力を得るための浮体部上に、水面上の柱状構造であるタワー上部を設置したタワー構造物を支持構造とし、このタワー構造物の頂部にナセルや風車ブレードを組み付けて構成されている。なお、タワー型水上構造物全体の高さは概ね５０〜２００ｍ程度と長大なものである。
【０００３】
一般的に、この種の風力発電設備の洋上での設置は、次のようにして行われる。
まず、水深５０ｍ程度以上の設置海域で浮体部を直立状態で浮かばせる。その後、大型クレーン船を用いて、タワー上部やナセル、風車ブレード等を取り付ける。
【０００４】
ところで、水深５０ｍ程度以上の外洋では波や風が強い日が多いため、大型クレーン船を用いた洋上設置作業の稼働率は大きく低下し、設置作業の費用が嵩むという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決し得るものとして、例えば特許文献１にて提案されている技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２０２２５０号公報
【０００７】
特許文献１には、タンクと上下方向に複数の隔室とを有する基礎を備えるスパー型浮体式洋上風力発電設備およびその設置方法が開示されている。
この設置方法においては、基礎とタワーと風車とを予め陸上で組み立て、基礎のタンクは空の状態で複数の隔室にはそれぞれバラスト水を注水することで横倒し状態で基礎を海上に浮かせ、基礎が横倒し状態とされた風力発電設備を設置海域まで曳航し、設置場所に到着したら、基礎のタンクに海水等を外部から注入するとともに、複数の隔室のうちの上部側の隔室のバラスト水を排出して、基礎を重心と浮力との偶力によって直立させるようにしている。
【０００８】
この特許文献１に係るスパー型浮体式洋上風力発電設備によれば、基礎のタンクに対する注水と上部側隔室からの排水とを行うことによって基礎を直立状態に移行させることができるので、大型クレーン船を用いることなく設置することができ、設置作業効率を大幅に向上させることができて、設置作業の費用を大幅に削減することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１のスパー型浮体式洋上風力発電設備では、基礎の内部にタンクのみならず上下方向に複数の隔室をも形成しなければならず、構造が複雑になるという問題点がある。また、基礎を直立させる際には、基礎のタンクに対する注水と上部側隔室からの排水との両方を行わなければならず、作業が複雑であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく、簡易な構成で容易に水上設置することができるタワー型水上構造物およびその設置方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、第１発明によるタワー型水上構造物は、
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、前記上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、第２発明によるタワー型水上構造物は、
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、更に前記上側バラスト室の上方で直立状態における喫水線付近に位置するように喫水調整バラスト室を設け、前記上側バラスト室および喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにし、かつ直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出することで喫水調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
第１発明または第２発明において、前記上側バラスト室内から下側バラスト室内へのバラストの移動は、重力移動とされる（第３発明）。
【００１４】
第２発明において、前記喫水調整バラスト室内のバラストの排出は、重力排水とされる（第４発明）。
【００１５】
次に、第５発明によるタワー型水上構造物の設置方法は、
第１発明に係るタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
また、第６発明によるタワー型水上構造物の設置方法は、
第２発明に係るタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
該タワー型水上構造物の直立後に喫水調整バラスト室内のバラストを排出して該タワー型水上構造物の喫水を調整する工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明のタワー型水上構造物によれば、浮力を発生可能な筒状のタワー構造物の内部に、上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室がそれぞれ設けられ、上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態が保持されるので、設置水域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。
また、上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行されるので、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく水上設置することができる。
このような作用効果は、筒状のタワー構造物の内部に上側バラスト室と下側バラスト室とを設けて、上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填するといった簡易な構成で、しかも上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させるといった容易な作業工程で達成することができる。
【００１８】
第２発明のタワー型水上構造物によれば、浮力を発生可能な筒状のタワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室がそれぞれ設けられ、更に上側バラスト室の上方で直立状態における喫水線付近に位置するように喫水調整バラスト室が設けられ、上側バラスト室および喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態が保持されるので、第１発明のタワー型水上構造物と同様に、設置水域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。
また、上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行されるので、第１発明のタワー型水上構造物と同様に、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく水上設置することができる。
さらに、直立後に喫水調整バラスト室内のバラストを排出することで喫水調整することができるとともに、係留チェーン等で係留している場合には係留張力の調整をすることができる。
このような作用効果は、筒状のタワー構造物の内部に上側バラスト室と下側バラスト室と喫水調整バラスト室とを設けて、上側バラスト室および喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填するといった簡易な構成で、しかも上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させ、直立後に喫水調整バラスト室内のバラストを排出するといった容易な作業工程で達成することができる。
【００１９】
第３発明のタワー型水上構造物によれば、上側バラスト室内から下側バラスト室内へのバラストの移動が重力移動とされるので、バラストを移動させるためのポンプ等が不要であり、構造の簡素化を図ることができる。
【００２０】
第４発明のタワー型水上構造物によれば、喫水調整バラスト室内のバラストの排出が重力排水とされるので、第３発明と同様に、構造の簡素化を図ることができる。
【００２１】
第５発明のタワー型水上構造物の設置方法によれば、タワー型水上構造物が横転状態で設置水域まで曳航されるので、設置水域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。また、設置水域において、タワー型水上構造物における上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させるだけで、タワー型水上構造物が横転状態から直立状態に移行されるので、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく容易な作業工程で水上設置することができる。
【００２２】
第６発明のタワー型水上構造物の設置方法によれば、第５発明のタワー型水上構造物の設置方法と同様の作用効果を得ることができるのは言うまでもない。さらに、この第６発明のタワー型水上構造物の設置方法によれば、設置水域においてタワー型水上構造物を直立させた後に、喫水調整バラスト室内のバラストを排出することにより、喫水調整することができるとともに、係留チェーン等で係留している場合には係留張力の調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタワー型水上構造物としての風力発電設備を示す図で、（ａ）は構造説明図、（ｂ）は洋上での横倒し状態図である。
【図２】第１の実施形態の風力発電設備の洋上での横転状態から直立状態への移行を示す図である。
【図３】風力発電設備の設置方式の説明図で、（ａ）は洋上に浮かせる場合の状態図、（ｂ）は海底に着床させる場合の状態図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るタワー型水上構造物としての風力発電設備を示す図で、（ａ）は構造説明図、（ｂ）は洋上での横倒し状態図である。
【図５】第２の実施形態の風力発電設備の洋上での横転状態から直立状態への移行を示す図である。
【図６】第２の実施形態の風力発電設備の喫水調整の説明図である。
【図７】各実施形態の風力発電設備の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明によるタワー型水上構造物およびその設置方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、タワー型水上構造物として、洋上に設置される風力発電設備（以下、「洋上風車」と称する。）に本発明が適用された例であるが、これに限定されるものではなく、海や大河川、湖等の水上に設置されるタワー型の水上構造物に広く適用し得るものである。
【００２５】
〔第１の実施形態〕
＜洋上風車の概略説明＞
図１（ａ）に示される洋上風車１Ａは、水深５０ｍ程度以上の洋上に設置される全長が５０〜２００ｍ程度のスパー型浮体式洋上風車であって、スパー型浮体として浮力を発生可能な有底円筒状のタワー構造物２を備え、このタワー構造物２の頂部にナセル３や風車ブレード４を組み付けて構成されている。
【００２６】
＜タワー構造物の説明＞
タワー構造物２は、その内部を所要の仕切り板５，６，７，８によって仕切ることで区画形成される複数のバラスト区画１１，１２，１３、すなわちタワー構造物２の最下部に位置する第１バラスト区画１１に加え、この第１バラスト区画１１の上方に順に配される第２バラスト区画１２および第３バラスト区画１３をそれぞれ備えている。各バラスト区画１１〜１３は、所要のバラストを収容可能な収容部を有するバラスト室を構成するものである（後述する第４バラスト区画についても同様）。
なお、第２バラスト区画１２が本発明の「下側バラスト室」に、第３バラスト区画１３が本発明の「上側バラスト室」にそれぞれ相当する。
【００２７】
＜第１バラスト区画の説明＞
第１バラスト区画１１の内部には、例えばコンクリートあるいは砂、砂利や水等のバラスト２０が充填されている。このバラスト２０は、第１バラスト区画１１内に密閉状態で固定的に設けられるものであり、以下、「固定バラスト２０」と称することとする。
【００２８】
＜第２，３バラスト区画の説明＞
第２バラスト区画１２は、その内部が空または半載の状態とされる一方、第３バラスト区画１３の内部には、流動性を有するバラスト２１（以下、「流動性バラスト２１」と称する。）が充填されている。
ここで、流動性バラスト２１としては、例えば、清水、海水などの液体や、砂や砂利などの粒状材料を用いることができる。清水、海水などの液体は、後述する第３バラスト区画１３から第２バラスト区画１２への移動工程をよりスムーズに行えるという利点があり、特に清水を用いるようにすれば、塩分による腐食対策を省略することができるので、より好ましい。また、砂や砂利などの粒状材料は、一般的に清水、海水などの液体よりも密度が高いので、バラスト区画の省スペース化を図ることができるという利点がある。
【００２９】
＜管路開閉手段の説明＞
第２バラスト区画１２と第３バラスト区画１３との間には、両区画を繋ぐ管路である配管２２を開閉する管路開閉手段が設けられている。この管路開閉手段は、配管２２の途中に介設されるバルブ装置２３により構成されている。
【００３０】
配管２２は、第２バラスト区画１２と第３バラスト区画１３とにおける互いに対向する仕切り板６，７を連通状態で繋ぐように配されており、第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を、配管２２を通して第２バラスト区画１２内に移動させることができるようにしている。
【００３１】
バルブ装置２３は、例えば電磁アクチュエータ、油圧、手動などによってバルブを開閉操作する形式のもので、この開閉操作されるバルブで配管２２の流路を開いたり閉めたりすることができるようになっている。
【００３２】
第１の実施形態においては、図１（ｂ）に示されるように、風車ブレード４側を上に向け、タワー構造物２が下部から上部に向けて上向きにやや傾斜した状態とすることで、風車ブレード４と共にナセル３が海面に接することなく海面上方に位置するようにして、洋上風車１Ａが全体として横転状態を保持するように、タワー構造物２の浮力に対する、固定バラスト２０が充填された第１バラスト区画１１と、流動性バラスト２１が充填された第３バラスト区画１３との重量バランスが調整されている。
【００３３】
以上に述べたように構成される第１の実施形態の洋上風車１Ａの洋上での設置作業について以下に説明する。
【００３４】
まず、図１（ａ）に示されるように、タワー構造物２、ナセル３および風車ブレード４を予め陸上で組み立てておき、組み立てた洋上風車１Ａにおける第２バラスト区画１２は空または半載の状態とし、第３バラスト区画１３内には流動性バラストを充填することで、同図（ｂ）に示されるように、洋上風車１Ａを横倒し状態で洋上に浮かせて、設置海域まで図示されない曳船で曳航する。
設置海域に到着したら、バルブ装置２３に対してバルブを開操作して、配管２２の流路を開き、図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させる。こうして、洋上風車１Ａの釣合い状態を変化させることにより、洋上風車１Ａを横転状態から直立状態に移行させることができる。
直立状態とした洋上風車１Ａは、図３（ａ）に示されるように、係留チェーン３０で係留して洋上の所定の場所に浮かした状態で設置することができ、あるいは同図（ｂ）に示されるように、海底に着床させて設置することもできる（後述する洋上風車１Ｂについても同様）。
【００３５】
＜作用効果の説明＞
第１の実施形態によれば、図１（ａ）に示されるように、タワー構造物２の内部に、固定バラスト２０が充填された第１バラスト区画１１に加え、この第１バラスト区画１１との間に第２バラスト区画１２を挟んで上方に第３バラスト区画１３が設けられ、第３バラスト区画１３の内部に流動性バラスト２１を充填することにより、図１（ｂ）に示されるように、洋上で洋上風車１Ａの横転状態が保持されるので、設置海域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。
また、図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させることにより、洋上風車１Ａが横転状態から直立状態に移行されるので、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく洋上風車１Ａを洋上設置することができる。
【００３６】
このような作用効果は、タワー構造物２の内部に第１バラスト区画１１、第２バラスト区画１２および第３バラスト区画１３をそれぞれ設けて、第３バラスト区画１３の内部に流動性バラスト２１を充填するといった簡易な構成で、しかもバルブ装置２３のバルブ開操作にて第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させるといった容易な作業工程で達成することができる。
また、第３バラスト区画１３内から第２バラスト区画１２内への流動性バラスト２１の移動が重力移動とされるので、流動性バラスト２１を移動させるためのポンプ等が不要であり、構造の簡素化を図ることができる。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
図４には、本発明の第２の実施形態に係る洋上風車を示す図で、構造説明図（ａ）および洋上での横倒し状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。また、図５には、同洋上風車の洋上での横転状態から直立状態への移行を示す図が，図６には、同洋上風車の喫水調整の説明図が、それぞれ示されている。なお、この第２の実施形態において、先に述べた第１の実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第２の実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【００３８】
図４（ａ）に示されるように、第２の実施形態の洋上風車１Ｂにおいては、タワー構造物２の内部に、第３バラスト区画１３の上方で直立状態における喫水線付近のやや上方に位置するように仕切り板９，１０によって仕切ることで区画形成される第４バラスト区画１４が設けられ、この第４バラスト区画１４内に流動性バラスト２４が充填されている。なお、第４バラスト区画１４が本発明の「喫水調整バラスト室」に相当する。
【００３９】
第２の実施形態においては、図４（ｂ）に示されるように、風車ブレード４側を上に向け、タワー構造物２が下部から上部に向けて上向きにやや傾斜した状態とすることで、風車ブレード４と共にナセル３が海面に接することなく海面上方に位置するようにして、洋上風車１Ｂが全体として横転状態を保持するように、タワー構造物２の浮力に対する、固定バラスト２０が充填された第１バラスト区画１１と、流動性バラスト２１が充填された第３バラスト区画１３と、流動性バラスト２４が充填された第４バラスト区画１４との重量バランスが調整されている。
【００４０】
第４バラスト区画１４には、外部と繋がる管路を開閉する管路開閉手段が設けられている。この管路開閉手段は、第４バラスト区画１４から外部へと延出する配管２５に装着されるバルブ装置２６により構成されている。なお、このバルブ装置２６は、前述したバルブ装置２３と同構造のものである。
【００４１】
以上に述べたように構成される第２の実施形態の洋上風車１Ｂの洋上での設置作業について以下に説明する。
【００４２】
まず、図４（ａ）に示されるように、タワー構造物２、ナセル３および風車ブレード４を予め陸上で組み立てておき、組み立てた洋上風車１Ｂにおける第２バラスト区画１２は空または半載の状態とし、第３バラスト区１３画内および第４バラスト区画１４にはそれぞれ流動性バラスト２１，２４を充填することで、同図（ｂ）に示されるように、洋上風車１Ｂを横倒し状態で洋上に浮かせて、設置海域まで図示されない曳船で曳航する。
設置海域に到着したら、バルブ装置２３に対してバルブを開操作して、配管２２の流路を開き、図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させる。こうして、洋上風車１Ｂの釣合い状態を変化させることにより、洋上風車１Ｂを横転状態から直立状態に移行させて洋上に設置することができる。
洋上風車１Ｂを直立させた後において、図６（ａ）に示されるように、バルブ装置２６に対してバルブを開操作して、配管２５の流路を開き、第４バラスト区画１４内のバラストを外部に排出して、同図（ｂ）に示されるように、喫水調整をする。
【００４３】
＜作用効果の説明＞
第２の実施形態によれば、タワー構造物２の内部に、固定バラスト２０が充填された第１バラスト区画１１に加え、この第１バラスト区画１１との間に第２バラスト区画１２を挟んで上方に第３バラスト区画１３が設けられ、更に第３バラスト区画１３の上方で直立状態における喫水線付近のやや上方に位置するように第４バラスト区画１４が設けられ、第３バラスト区画１３および第４バラスト区画１４のそれぞれの内部に流動性を有する流動性バラスト２１，２４を充填することにより、洋上で洋上風車１Ｂの横転状態が保持されるので、第１の実施形態と同様に、設置海域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。
また、第３バラスト区画１３内の流動性バラストを第２バラスト区画１２内に移動させることにより、洋上風車１Ｂが横転状態から直立状態に移行されるので、第１の実施形態と同様に、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく洋上風車１Ｂを洋上設置することができる。
さらに、直立後に第４バラスト区画１４内の流動性バラスト２４を排出することで喫水調整することができるとともに、係留チェーン等で係留している場合には係留張力の調整をすることができる。
【００４４】
このような作用効果は、タワー構造物２の内部に第１バラスト区画１１、第２バラスト区画１２、第３バラスト区画１３および第４バラスト区画１４をそれぞれ設けて、第３バラスト区画１３および第４バラスト区画１４のそれぞれの内部に流動性バラスト２１，２４を充填するといった簡易な構成で、しかもバルブ装置２３のバルブ開操作にて第３バラスト区画１３内の流動性バラスト２１を第２バラスト区画１２内に移動させるとともに、バルブ装置２６のバルブ開操作にて第４バラスト区画１４内の流動性バラスト２４を外部に排出といった容易な作業工程で達成することができる。
また、第３バラスト区画１３内から第２バラスト区画１２内への流動性バラスト２１の移動が重力移動とされ、第４バラスト区画１４内の流動性バラスト２４の排出が重力排水とされるので、流動性バラスト２１，２４を移動・排出させるためのポンプ等が不要であり、構造の簡素化を図ることができる。
【００４５】
以上、本発明のタワー型水上構造物およびその設置方法について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００４６】
例えば、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、上記の各実施形態の洋上風車１Ａ，１Ｂにおいて、タワー構造物２における第３バラスト区画１３内部を、風車ブレード４が設けられる側を前側とした場合における洋上風車１Ａ，１Ｂの前後方向に仕切る仕切り板２７を設け、該仕切り板２７の追加で前後に分割形成される前側分割バラスト区画１３ａと後側分割バラスト区画１３ｂのうちの後側分割バラスト区画１３ｂに流動性バラスト２１を充填するようにしてもよい。こうすると、同図（ａ）（ｂ）に示されるように、洋上風車１Ａ，１Ｂが洋上で横倒し状態になったときに、後側分割バラスト区画１３ｂ内の流動性バラスト２１が下側に配されるため洋上風車１Ａ，１Ｂが安定し、洋上風車１Ａ，１Ｂがその長手方向に対し横揺れするローリングを効果的に防止することができる。
また、上記の各実施形態においては、タワー構造物２の内部を仕切り板５〜１０によって仕切ることでバラスト区画１１〜１４を形成し、該バラスト区画１１〜１４でバラスト室を構成する例を示したが、これに限定されるものではなく、バラスト区画１１〜１４に代えて、別途製作したタンクを配設し、タンク内部をバラスト室として用いるようにする態様もあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のタワー型水上構造物およびその設置方法は、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく、簡易な構成で容易に水上設置することができるという特性を有していることから、洋上に設置される風力発電設備の用途に好適に用いることができるほか、例えば、橋梁の下部構造、気象観測タワー、送電線塔、灯台などへの用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ，１Ｂ  洋上風車（タワー型水上構造物）
２          タワー構造物
１１        第１バラスト区画
１２        第２バラスト区画（下側バラスト室）
１３        第３バラスト区画（上側バラスト室）
１４        第４バラスト区画（喫水調整バラスト室）
２０        固定バラスト
２１，２４  流動性バラスト
【図１】
2015140723.tif 000003
【図２】
2015140723.tif 000004
【図３】
2015140723.tif 000005
【図４】
2015140723.tif 000006
【図５】
2015140723.tif 000007
【図６】
2015140723.tif 000008
【図７】
2015140723.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月16日(2014.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および内部が空または半載の状態とされた下側バラスト室をそれぞれ設け、前記上側バラスト室と前記下側バラスト室とを管路で繋ぐとともに、該管路を開閉する管路開閉手段を設け、該管路開閉手段を閉鎖した状態で前記上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記管路開閉手段を開操作して前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにしたことを特徴とするタワー型水上構造物。
【請求項２】
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、更に前記上側バラスト室の上方で直立状態における喫水線付近に位置するように喫水調整バラスト室を設け、前記上側バラスト室および前記喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにし、かつ直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出することで喫水調整するようにしたことを特徴とするタワー型水上構造物。
【請求項３】
前記上側バラスト室内から前記下側バラスト室内へのバラストの移動は、重力移動とされる請求項１または２に記載のタワー型水上構造物。
【請求項４】
前記喫水調整バラスト室内のバラストの排出は、重力排水とされる請求項２に記載のタワー型水上構造物。
【請求項５】
請求項１に記載のタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
を含むことを特徴とするタワー型水上構造物の設置方法。
【請求項６】
請求項２に記載のタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
該タワー型水上構造物の直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出して該タワー型水上構造物の喫水を調整する工程と、
を含むことを特徴とするタワー型水上構造物の設置方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記目的を達成するために、第１発明によるタワー型水上構造物は、
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および内部が空または半載の状態とされた下側バラスト室をそれぞれ設け、前記上側バラスト室と前記下側バラスト室とを管路で繋ぐとともに、該管路を開閉する管路開閉手段を設け、該管路開閉手段を閉鎖した状態で前記上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記管路開閉手段を開操作して前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにしたことを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、第２発明によるタワー型水上構造物は、
浮力を発生可能な筒状のタワー構造物を備え、水上に設置されるタワー型水上構造物であって、
前記タワー構造物の内部に上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室をそれぞれ設け、更に前記上側バラスト室の上方で直立状態における喫水線付近に位置するように喫水調整バラスト室を設け、前記上側バラスト室および前記喫水調整バラスト室のそれぞれの内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態を保持するようにするとともに、前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行させるようにし、かつ直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出することで喫水調整するようにしたことを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第１発明または第２発明において、前記上側バラスト室内から前記下側バラスト室内へのバラストの移動は、重力移動とされる（第３発明）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に、第５発明によるタワー型水上構造物の設置方法は、
第１発明に係るタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第６発明によるタワー型水上構造物の設置方法は、
第２発明に係るタワー型水上構造物の設置方法であって、
該タワー型水上構造物を横転状態で設置水域まで曳航する工程と、
設置水域で該タワー型水上構造物における前記上側バラスト室内のバラストを前記下側バラスト室内に移動させて該タワー型水上構造物を横転状態から直立状態に移行させる工程と、
該タワー型水上構造物の直立後に前記喫水調整バラスト室内のバラストを排出して該タワー型水上構造物の喫水を調整する工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第１発明のタワー型水上構造物によれば、浮力を発生可能な筒状のタワー構造物の内部に、上下に配される上側バラスト室および下側バラスト室がそれぞれ設けられ、上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填することにより、水上で横転状態が保持されるので、設置水域に至るまでの間に水深が浅い所があっても容易に曳航することができる。
また、上側バラスト室と下側バラスト室とを繋ぐ管路に配された管路開閉手段を開操作して上側バラスト室内のバラストを内部が空または半載の状態とされた下側バラスト室内に移動させることにより、横転状態から直立状態に移行されるので、大型クレーン船等の大がかりな設備を用いることなく水上設置することができる。
このような作用効果は、筒状のタワー構造物の内部に上側バラスト室と下側バラスト室とを設けて、上側バラスト室の内部に流動性を有するバラストを充填するといった簡易な構成で、しかも上側バラスト室内のバラストを下側バラスト室内に移動させるといった容易な作業工程で達成することができる。