(57)【要約】  上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるためのデバイスが開示される。このデバイスは、デッキに対して上下揺方向において第１の高さに設けられる、物体のための支持面を備える。持ち上げクレーンが、所定の持ち上げ速度で、物体の持ち上げポイントにおいて支持面から物体を持ち上げるよう構成されている。物体が所定の下降速度で上下揺方向において支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、アクチュエータシステムが、デッキに対して支持面を下降するよう構成されている。また、デバイスの使用方法についても開示される。
2021524419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるためのデバイスであって、
前記デバイスは、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向における第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面と、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から前記物体を取り上げるよう構成された持ち上げクレーンと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう構成されたアクチュエータシステムと、
を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するよう構成された検出器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記物体の位置での垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる最適な瞬間を決定するよう構成されたモニタリング手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記支持面は、前記船舶の左右揺方向および前後揺方向における前記デッキに対するその運動を実質的に防止するように、前記デッキに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記支持面の前記第１の高さは、前記デッキより上にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記支持面の前記第２の高さは、前記デッキより上にあることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記持ち上げクレーンは、最大持ち上げ速度を有しており、
前記アクチュエータシステムは、前記最大持ち上げ速度の１０％よりも大きい下降速度、より好ましくは前記最大持ち上げ速度の２５％よりも大きい下降速度、さらに好ましくは最大持ち上げ速度の５０％以上の下降速度で、前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記アクチュエータシステムは、重力加速度に実質的に等しい下降加速度で前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記アクチュエータシステムは、前記支持面とベース面との間に設けられた距離変動手段を備えており、前記距離変動手段は、前記支持面と前記ベース面との間の前記上下揺方向における距離を変動するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記距離変動手段は、シリンダ−ピストンユニットを備えることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記距離変動手段の各々は、長手方向軸線を有しており、
いくつかの前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に延在しており、一方で、他の前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に対してゼロ以外の鋭角で延在していることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記アクチュエータシステムの構成要素は、ポンプおよび／またはアキュムレータを備える油圧システムによって連結されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
ベース面は、デッキの一部によって提供されることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
ベース面は、前記船舶の前記デッキを横切って前後揺方向および左右揺方向の少なくとも１つの方向に移動されるよう構成されたベースプラットホーム構造によって提供されることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記デッキは、複数の支持面を支持しており、前記ベースプラットホーム構造は、前記船舶の前記デッキを横切って前記支持面の各々の下のポジションに移動するよう構成されることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ベースプラットホーム構造は、ホイールが設けられており、かつ前記デッキ上に設けられたレール上で前記デッキを横切って移動できることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記ホイールは台車などの下部走行体に設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
検出器は、前記支持面に設けられた力センサを備えることを特徴とする請求項２から請求項１７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
検出器の出力に応答して前記アクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成された制御システムをさらに備えることを特徴とする請求項２から請求項１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記船舶は浮遊船舶であり、前記持ち上げクレーンは別個の第２の船舶から操作され、
前記第２の船舶は船位保持（ＤＰ）システムまたは係留システムを備えた浮遊船舶であるか、または前記第２の船舶はジャッキアッププラットホームであることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記物体は、風力タービンの基礎要素を含むことを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２２】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるための方法であって、
前記方法は、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向において第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面上に、持ち上げられる前記物体を配置するステップと、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から、持ち上げクレーンを用いて、前記物体を取り上げるステップと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう、アクチュエータシステムを作動させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記物体を水の底にそしてその中に下降させるステップと、
前記物体を前記持ち上げクレーンから切り離するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記物体が持ち上げられる瞬間は、前記物体の位置での前記垂直方向における前記船舶の高さが最大となる瞬間に対応することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
検出器によって、前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後揺、左右揺、および上下揺の方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるためのデバイスおよび方法に関する。本発明は、特に、運動の影響を受ける船舶のデッキから風力タービンの構成要素を持ち上げるためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、洋上風力タービンの構成要素を参照して説明される。なお、そうした風力タービンへの参照は、本発明がそれに限定されることを意味するものではなく、本発明のデバイスおよび方法は、例えば、洋上基礎構造物、埠頭、レーダーおよび他のタワーなどに使用されるような他の物体を持ち上げるために適用することができる。
【０００３】
水塊内の船舶は、６つの自由度に基づく運動の影響を受ける。並進運動は、上下揺（ヒーブ）、左右揺（スウェイ）および前後揺（サージ）を含む。上下揺が垂直方向の運動である場合、左右揺は左右つまり左舷から右舷への運動であり、かつ前後揺は前後つまり船首から船尾への運動である。回転運動は、縦揺（ピッチ）、横揺（ロール）、船首揺（ヨー）を含む。縦揺が横（左舷−右舷）軸線周りでの船舶の回転である場合、横揺はその縦（船首−船尾）軸線周りでの回転であり、船首揺はその垂直軸線周りでの回転である。上下揺、左右揺、前後揺、縦揺、横揺、および船首揺の運動は、浮遊船舶に固定される座標系で定義されており、そのため、外界に固定される座標系によって定義される垂直方向および２つの水平方向における運動とは異なる場合がある。
【０００４】
水塊の動きは、水塊内に浮遊している船舶に伝達される。誘発された船舶の運動は、次に、船舶によって輸送されるかまたは船舶上で扱われる物体に運動と加速とを付与する。例えば、浮遊船舶のデッキからクレーンを用いて物体を持ち上げる場合、持ち上げ操作中の浮遊船舶と物体との間の相対運動が、船舶の一部または船舶上の別の構造物への物体の再衝突を引き起こすことがある。これはとりわけ、持ち上げクレーンが浮遊船舶自体に設けられていないが、別の浮遊船舶および／または安定した船舶またはプラットホーム、例えば物体の船舶とは別のジャッキアッププラットホームなどに設けられている場合に当てはまる。構成要素が浮遊船舶に再衝突することで、持ち上げられた物体、船舶の一部、その両方、または持ち上げられた物体の付近にある他の物品が破損する可能性がある。例えば、再衝突後、物体は、制御されていないスイング動作を受けることがある。
【０００５】
最先端技術によれば、持ち上げ中に、持ち上げられた物体が船舶に再衝突するリスクは、船舶のデッキに対する物体の運動を能動的に補償するよう構成されたシステムを提供することによって回避することができる。そうしたシステムは例えば、船舶が下部で縦揺方向、横揺方向および上下揺方向に動いている間、物体を運ぶプラットホームを外界の座標系に対して一定の高さで略水平のままとするために、船舶の２つの回転運動（縦揺および横揺）と１つの並進運動（上下揺）とを補償し得る。公知のアクティブ補償システムは、持ち上げられる物体を運ぶ浮遊船舶とは別の、典型的にはジャッキアッププラットホームのデッキに設けられた固定クレーンと組み合わせて操作できる。アクティブ補償は、プラットホームと当該プラットホームの上にある物体とを、固定クレーンに対して実質的に静止した状態に保持する。ジャッキアップ船の脚は、必要な安定性を提供する。
【０００６】
公知のシステムは状況次第で使用され得るが、柔軟性に欠けている。公知のシステムは、より大きな物体には使用することができない。また、アクティブ補償は、持ち上げる前、持ち上げている間、および持ち上げた後に操作可能とする必要があり、かつ何らかの理由で補償が一時的に機能しなくなる場合の物理的かつ人的な損害のリスクは相当なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、効率的かつフェイルセーフ様式で再打撃に関する上記リスクを制限し得るデバイスおよび方法を提供することである。別の目的は、船舶、とりわけ浮遊船舶のデッキから物体を安全に洋上に持ち上げることを可能にするデバイスおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的のために、請求項１に記載のデバイスが提供される。このデバイスは、上下揺方向において、運動の影響を受けて、船舶のデッキから物体を持ち上げるのに適しており、
−  デッキに対して上下揺方向において第１の高さに設けられた、物体のための支持面と、
−  所定の持ち上げ速度で物体の持ち上げポイントにおいて支持面から物体を取り上げるよう構成された持ち上げクレーンと、
−  物体が支持面から所定の下降速度で上下揺方向において第２の高さまで持ち上げられた瞬間にデッキに対して支持面を下降させるよう構成されたアクチュエータシステムと、を備える。
【０００９】
本発明は、再打撃することなく、かつ複雑でありかつ連続的なアクティブ補償システムを使用することなく、浮遊船舶のデッキから物体を持ち上げるために有効な海況を増加させることを可能にする。補償システムを用いずに再打撃することなく持ち上げるために有効な海況は、持ち上げられる物体の仕様（形状および重量）によって、安全な持ち上げ操作を確実にするために考慮される技術的に検討された動的増加率（ＤＡＦ）によって、クレーンの持ち上げ速度によって、かつ船舶の積載構成を含む浮体船舶の仕様によって、定義されてもよい。
【００１０】
本発明は、使用される持ち上げクレーンの持ち上げ速度の人為的な増加として想定されてもよい。物体が支持面から持ち上げられるとすぐに浮遊船舶のデッキへ向けて上下揺方向に後退することができる船舶に、持ち上げられる物体のための支持面を導入することによって、持ち上げ時に、持ち上げられた物体と支持面上の当該物体の固縛装置(sea fastening)との間に生じる相対速度および加速度が実際に増加する。船舶のデッキへ向かう上下揺方向における後退は、船舶のデッキから離れる持ち上げ方向の知覚方向とは逆の知覚方向において発生する。上記瞬間は、例えば、物体の全重量までの物体の重量のかなりの部分が支持面から持ち上げクレーンに伝達された場合に検出されてもよい。支持面の下降速度または後退速度は、この様式では実際にクレーンの持ち上げ速度に追加される。これによって、とりわけ船舶の上下揺、縦揺または横揺によって引き起こされる垂直方向における船舶のデッキの上向きの移動の場合に、再衝突するリスクが大幅に減少される。
【００１１】
本発明の一実施形態は、持ち上げ操作を開始するための最適な瞬間を決定するよう構成されたセンサを備えるデバイスを提供する。
【００１２】
本発明の一実施形態は、前記瞬間、すなわち物体が支持面から持ち上げられる時点を決定するよう構成された検出器を備えるデバイスを提供する。
【００１３】
上述のように、船舶は水に浮いている場合に３つの並進運動と３つの回転運動を含む６つの自由度を示す運動の影響を受ける。ｚ軸が垂直方向に延在し、ｘ軸が船舶の縦方向に延在しかつｙ軸が船舶の横方向に延在すると定義する船舶に関連付けられるデカルト座標システムにおいて、当技術分野では、ｘ軸の並進運動は前後揺と称され、ｙ軸の並進運動は左右揺と称され、ｚ軸の並進運動は上下揺と称される。ｘ軸周りでの船舶の回転運動は横揺と称され、ｙ軸周りでの回転運動は縦揺と称され、ｚ軸周りでの船舶の回転運動は船首揺と称される。特に、船舶のデッキによって形成される（ｘ、ｙ）平面は、正確には水上での船舶の動きに起因して、水中での底の動きに平行に延在する平面と平行にはならない。本発明のデバイスは、特に船舶の上下揺方向またはｚ方向に動作する。
【００１４】
プラットホームの適切な下降速度または後退速度と後退距離または後退高さとは、持ち上げ操作に関して付随する作業性を達成するために所定の計画の特定の最大海況を達成するよう、個々の場合に応じて決定されてもよい。
【００１５】
本発明は、任意の物体を持ち上げるために使用されてもよい。そうした物体の例には、タワー（部品）、タワー全体、分割されたタワーセクション（例えば２つまたは３つのセクション）、ナセル（任意選択的にはローターが設けられている）、ブレード（または単一のブレードが設けられるかもしくは複数のブレードを含むブレードラック）などのタービン構成要素、および任意の形態での組み立て済みの上記要素の組み合わせ；モノパイル、トランジションピース、アノードケージ（または複数のアノードケージを含むアノードケージタワー）、およびすべてのタイプのジャケット基礎などの風力タービン基礎構成要素；およびこれに限定されないが任意の種類の供給コンテナなどの一般的な物品、洋上風力タービン（基礎）設置機器、および予備の船舶ならびに機器部品；などが含まれるが、これらに限定されない。物体の重量は本発明にとって重要ではないが、３５０トン（例えば分割されたタワーセクション）および最大で１６００トン（モノパイルまたはジャケット基礎）およびそれ以上の重量の物体は、本発明のデバイスの支援を受けて持ち上げることができる。
【００１６】
１つ以上の持ち上げポイントは、持ち上げる物体上のあらゆる場所に配置されてもよく、または、懸架フレームまたはスリングを持ち上げのために使用する場合などでは持ち上げ面を備えてもよい。持ち上げポイントは、好ましくは、物体の上部または端部を含む。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、支持面は、左右揺方向および前後揺方向におけるデッキに対するその運動を実質的に防止するように、デッキに接続されている。この実施形態では、支持面は、左右揺方向および前後揺方向における船舶のデッキの運動と実質的に一緒に支持面が移動するように、デッキに接続されている。
【００１８】
船舶のデッキの高さに対する支持面の第１の高さは、状況に応じて選択されてもよい。第１の高さに配置された支持面は、例えばデッキと同じ高さにあるかまたはデッキより低いかもしくはデッキより高くてもよい。有用な実施形態は、支持面の第１の高さがデッキより上にあるデバイスに関する。
【００１９】
船舶のデッキの高さに対する支持面の第２の高さも、第２の高さが第１の高さよりも低い限り、状況に応じて選択されてもよい。第２の高さに配置された支持面は、例えばデッキと同じ高さ、またはデッキより低いかもしくはデッキより高くてもよい。有用な実施形態は、支持面の第２の高さがデッキより上にあるデバイスを提供する。
【００２０】
デバイスの後退高さ量、つまりデバイスがその間を結ぶことができる第１の高さと第２の高さとの差は、特定の持ち上げ操作ごとに公知の技術的に検討された手法に従って決定されてもよい。本発明のデバイスは、クライアントが操作しなければならない特定の船舶、持ち上げられる物体の具体的な最大寸法および重量、操作可能なクレーンの制約、およびクライアントが安全に操作することを希望する海況を考慮して、クライアントのニーズに応じてカスタムビルドされるように、柔軟性を提供する。すべての特定の持ち上げに対してモーション解析を実行することによって、最悪のシナリオを特定でき、かつデバイスの最大後退高さおよび支持面サイズを定義できる。そうしたシナリオはさらに、デバイスを、重要度の低い物体の持ち上げに適したものとしかつ不注意によるミスを予防する。
【００２１】
本発明の有用な実施形態は、第１の高さと第２の高さとの差（後退高さ量）が０．５ｍより大きく、より好ましくは０．７５ｍより大きく、さらにより好ましくは１ｍより大きく、さらにいっそう好ましくは１．２５ｍより大きく、最も好ましくは１．５ｍより大きいデバイスを提供する。他の有用な実施形態では、後退高さ量は、３ｍよりも小さく、より好ましくは２．５ｍよりも小さく、さらにより好ましくは２．０ｍよりも小さく、最も好ましくは１．７５ｍよりも小さい。
【００２２】
支持面の下降速度はまた、例えば持ち上げクレーンによって与えられる最大持ち上げ速度に応じて、目下の状況に応じて、広い範囲で選択されてもよい。本発明の一実施形態は、持ち上げクレーンが最大持ち上げ速度を有し、かつデバイスのアクチュエータシステムが、最大持ち上げ速度の１０％よりも大きく、より好ましくは最大持ち上げ速度の２５％よりも大きく、さらに好ましくは最大持ち上げ速度の５０％より大きい下降速度で支持面を下降するよう構成される、デバイスを提供する。
【００２３】
第１の高さから第２の高さへの支持面の後退または下降は、持ち上げられた物体が船舶の一部（当該部分は支持面自体でもあってもよい）と衝突または再衝突することを回避するために、比較的速く起こることが好ましい。これに対する有用な実施形態は、アクチュエータシステムが、重力加速度の１０％より大きく、より好ましくは重力加速度の２５％より大きく、さらにより好ましくは重力加速度の５０％より大きく、かつ最も好ましくは重力加速度と実質的に等しいかさらにいっそう大きい下降加速度で支持面を下降するよう構成される、デバイスを提供する。
【００２４】
本発明に基づくデバイスの実際の実施形態では、アクチュエータシステムは、支持面とベース面との間に設けられる距離変動手段を備えており、当該距離変動手段は、支持面とベース面との間の上下揺方向における距離を変動するよう構成される。ベース面は、距離変動手段のために実質的に堅固な支持部を提供し、これら距離変動手段が支持面および当該支持面上に配置された物体をベース面から離れるよう「押す」ことを可能にする。ベース面は、支持面と距離変動手段とによって船舶のデッキへ伝えられる物体の重量を吸収する。
【００２５】
便利な実施形態は、シリンダ−ピストンユニットを備える距離変動手段を提供する。
【００２６】
上下揺方向だけでなく他の方向においても第１の面と第２の面との間に比較的強固な接続を提供するために、一実施形態は、距離変動手段の各々が長手方向軸線を有し、いくつかの距離変動手段の長手方向軸線が上下揺方向に延在し、一方で他の距離変動手段の長手方向軸線が上下揺方向に対してゼロ以外の鋭角で延在する、デバイスを提供する。ゼロ以外の鋭角は、好ましくは２０°から７０°、より好ましくは３０°から６０°、最も好ましくは４０°から５０°の範囲にある。
【００２７】
本発明の有用な実施形態では、支持面は、浮遊船舶のデッキに接続された少なくとも１つの支持プラットホームによって提供される。支持プラットホームは、浮遊船舶のデッキ上で運ばれる物体（の一部）を担持するのに十分な強度があってもよい。支持プラットホームの数は、持ち上げる物体の寸法およびその他の実際的な考慮事項に応じて、幅広い範囲で選択することができる。支持プラットホームを使用する場合、そうしたプラットホームの上面が支持面を提供する。支持プラットホームは、支持面が第１の高さにあるポジションから、支持面が第１の高さよりも低い第２の高さにあるポジションまで、上下揺方向に移動可能とすることができる。支持プラットホームはまた、支持面が第２の高さにあるポジションから、支持面が第２の高さよりも高い第１の高さにあるポジションまで、上下揺方向に移動可能とすることができる。
【００２８】
便利な実施形態は、距離変動手段が間に配置される２つのプレートを備えるベースプラットホームを提供する。トッププレートは、ベースプレートに対して距離変動手段によって移動可能である。ベースプラットホームが支持プラットホームの下にスライドされる場合、支持プラットホームは、ベースプラットホームのベースプレートに対してベースプラットホームのトッププレートを下降または持ち上げることによって、浮遊船舶のデッキに対して上下揺方向に下降されるかまたは持ち上げられてもよい。このようにして、支持面は簡単に下降されるかまたは持ち上げられてもよい。
【００２９】
ベースプラットホームは、好ましくは、例えばデッキにレールを設けかつベースプラットホームにホイールを設けることによって、浮遊船舶のデッキを横切って移動することができる。
【００３０】
この実施形態における本発明のアクチュエータシステムは、少なくとも、ベースプラットホームと、ベースプラットホームのトッププレートを下降するかまたは持ち上げるように作動する距離変動手段と、を備える。
【００３１】
別の有用な実施形態は、アクチュエータシステムの構成要素がポンプまたは高圧ユニットおよび／またはアキュムレータを備える油圧システムによって連結されている、デバイスに関する。油圧システムは、距離変動手段としてシリンダ−ピストンユニットを備えてもよい。そうしたシリンダ−ピストンユニットは、典型的には、ピストン側と圧力側とを備えており、圧力側は、シリンダ−ピストンユニットを加圧するためにポンプまたはアキュムレータに油圧で接続されている。シリンダ−ピストンユニットを加圧するとピストンがシリンダから伸長し、一方で減圧するとピストンが後退する。
【００３２】
柔軟性をもたらす有用な実施形態は、ベース面がデッキの一部によって提供される、デバイスを提供する。この実施形態は、固定されたベース面を提供する。本発明の別の実施形態は、ベース面が、前後揺方向および左右揺方向の少なくとも１つにおいてまたはこれら方向の１つとゼロ以外の鋭角となる方向において、船舶のデッキを横切って移動するよう構成されたベース構造によって提供される、デバイスを提案する。
【００３３】
さらに別の実施形態は、デッキが複数の支持面を支持し、ベース構造が、船舶のデッキを横切って各支持面の下のポジションに移動するよう構成される、デバイスに関する。この実施形態は、複数の物体を船舶に、特に複数の支持面上に保管しかつ固定することを可能にし、かつ１つまたは限られた量のベース構造しか使用しない。複数のベース構造の場合、これらベース構造は別々にまたは組み合わせて制御されてもよい。組み合わせて制御される複数のベース構造は、複数の支持面上に大きな物体を保管するために使用されてもよく、それによって、そうした物体は、複数のベース構造がともに作動することによって、複数の支持面上において上下揺方向に補償されてもよい。
【００３４】
本発明の別の実施形態では、ベース構造にホイールが設けられておりかつ当該ベース構造がデッキ上に設けられたレール上でデッキを横切って移動し得る、デバイスが提供される。
【００３５】
比較的重量が大きいいくつかの物体に対応できるようにするために、一実施形態に基づくデバイスは、台車などの下部走行体に設けられるホイールを備える。ベース面の牽引システムのそうした実施形態は、物体の重量によって引き起こされる荷重を効率的に分散させる。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、デバイスは、物体が支持面から持ち上げられる瞬間を決定するよう構成された検出器を備える。当技術分野で公知の任意のデバイス、人員または方法がこの目的に使用されてもよい。例えば検出器は、持ち上げクレーンの操作者などの人間の操作者が物体を支持面から持ち上げた瞬間を検出することができる。検出器は、支持面へ向けられたカメラなどの光学的手段を備えることもできる。本発明の有用な実施形態は、検出器が支持面に設けられる力センサを備えるデバイスを提供する。支持面に設けられた１つ以上の力センサは、物体が支持面によって支持されている場合に力を検出する。そうした力は、物体が支持面を離れると、無視できる値またはゼロの値まで減少する。そのため、力の測定によって、物体が支持面から持ち上げられた瞬間に関する情報が得られる。別の実施形態は、持ち上げクレーンに設けられた荷重測定システムを使用することができる。物体の重量の合計または既定の一部が実際にクレーン荷重測定システムによって記録される場合、これは上記瞬間に対応する。
【００３７】
検出器の出力は、支持面を後退させるように、本発明のデバイスのアクチュエータシステムへの制御信号をもたらす。制御信号は、例えば無線システムなどの当技術分野における任意の手段によって送信されてもよい。
【００３８】
さらに別の実施形態は、モニタリング手段が、物体の位置での垂直方向における船舶の周期的な運動をモニタリングすることによって、物体が持ち上げられるべき最適な瞬間を決定するよう構成される、デバイスに関する。そうしたモニタリング手段はそれ自体が公知であり、かつ加速度計および／またはジャイロスコープおよび／またはモーションリファレンスユニットおよび／または他のセンサを備えてもよい。好ましくは、モニタリング手段は、垂直方向における物体の位置における船舶の最大高さを決定するよう構成される。この時、浮遊船舶が物体の位置においてその周期的な運動で垂直方向における最大高さを経験する瞬間に、持ち上げ操作を開始することが望まれてもよい。任意選択的なモニタリング手段の目的は、好ましくは持ち上げ操作が開始される瞬間を予測すること、つまり持ち上げのための意図された瞬間を決定することである。任意選択的な検出器の目的は、この瞬間を実際に決定することである。
【００３９】
本発明のデバイスは、船舶、クレーン、またはデバイスの他の任意の構成要素の操作者によって操作されてもよい。例えば、クレーンの操作者は、物体を支持面から持ち上げるために所定の瞬間にクレーンを操作し、かつほぼ同時にアクチュエータシステムを操作して、この瞬間に支持面を所定の下降速度で上下揺方向において第２の高さまでデッキに対して下降させてもよい。この実施形態では、操作者は、請求される検出器と同じように働く。また、操作者は、検出器の出力値を検討して、これら出力値が急激に変化する場合には検出器の出力に応じてアクチュエータシステムを操作してもよい。
【００４０】
本発明の有用な実施形態では、デバイスは、検出器出力に応答してアクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成された制御システムをさらに備える。とりわけ、そうした制御システムは、アクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成されてもよく、これによって、支持面は、所定の瞬間に急激に変化する検波器出力に応じて、当該瞬間においてデッキに対して所定の下降速度で上下揺方向において第２の高さまで降下される。
【００４１】
持ち上げられる物体の正確な配置は、船舶が船位保持（ＤＰ）システムまたは係留システムを備える本発明のデバイスの実施形態によって向上されてもよい。それ自体が公知のそうしたシステムは、例えばジャッキアッププラットホームにおけるようにスパッドポールを使用することなく、少なくともある程度の許容範囲内で、船舶を水の底に対して比較的一定のポジションにかつ／またはクレーンに対して比較的一定のポジションに保つことを可能にする。係留システムは多数の係留索を備えてもよく、当該係留索は、一端において水の底に接続するための適切な手段または別の構造物に接続するための手段を備えており、かつ他端においてはウインチまたは他の適切な取り込み／巻き出し手段の周りに設けられている。係留索の数は、１から任意の数、例えば２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の間で都合よく選択されてもよい。配置システムの目的は、浮遊船舶の実際のポジションを、クレーンのポジションから安全な距離内で水の底または持ち上げに使用されるクレーンに対して保持して、安全な持ち上げ操作を可能にすることである。
【００４２】
このデバイスは、添付の請求項に記載の方法に従って、風力タービンの基礎要素を持ち上げて、基礎要素を船舶、好ましくは浮遊船舶のデッキから水の底にもたらすために特に有用である。
【００４３】
本発明の特に有用な目的は、それ自体が物体を持ち上げるのに適したクレーンを備えない場合がある浮遊船舶から、別の浮遊船舶またはジャッキアップ船もしくは浮遊船舶とは異なる他の実現可能な支持ベースに設けられた持ち上げクレーンを使用することによって、物体を持ち上げるのを支援することである。浮遊船舶から物体を持ち上げた後、物体は、水の底にまたはその中へ直接置かれてもよい。なお、物体は、浮遊船舶自体のデッキ上に配置されてもよく、または、クレーンの到達範囲内にあるさらに別の支持プラットホームのデッキ上に配置されてもよく、これは、別の浮遊船舶またはジャッキアップ船のデッキであってもよい。代わりに、事前に設置された風力タービン発電機（ＷＴＧ）の部品の上部または岸壁、埠頭、石油掘削デバイスプラットホームなどに物体を配置することもできる。
【００４４】
本発明の別の態様は、実際に、上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるための方法に関し、当該方法は、
−  持ち上げる物体を、デッキに対して上下揺方向において第１の高さに設けられた物体のための支持面上に配置するステップと、
−  持ち上げクレーンを用いて、所定の持ち上げ速度でその持ち上げポイントにおいて支持面から物体を取り上げるステップと、
−  物体が所定の下降速度で上下揺方向において支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、支持面をデッキに対して下降させるように、アクチュエータシステムを作動させるステップと、
を含む。
【００４５】
本発明の方法の一実施形態は、物体を水の底の上へそしてその中へ下降するステップと、物体を持ち上げクレーンから切り離すステップと、をさらに含む。上述のように、この方法はまた、持ち上げクレーンを乗せることができる船舶のデッキ上、または必ずしも水中にあるのではなく水上に存在できる別のプラットホームのデッキ上などの、例えば予め設置された基礎、別のジャッキアップ船または岸壁などの他の任意の支持ベース上に物体を下降するステップを含んでもよい。
【００４６】
当該方法の別の有用な実施形態は、上下揺方向における船舶の周期的な運動をモニタリングすることによって、物体が持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含む。物体が持ち上げられる瞬間は、好ましくは、物体の位置において垂直方向における船舶の高さが最大となる瞬間に対応する。
【００４７】
当該方法の別の有用な実施形態は、物体が検出器によって支持面から持ち上げられる瞬間を決定するステップを含む。
【００４８】
当該方法のさらに他の有用な実施形態は、支持面がデッキに接続され、かつデッキに対する支持面の移動が、左右揺方向および前後揺方向において実質的に防止される方法であり、ここで、支持面の第１の高さはデッキより高く；支持面の第２の高さはデッキより高く；第１の高さと第２の高さとの差は、０．５ｍより大きく、より好ましくは１ｍより大きく、さらにより好ましくは２ｍより小さく、さらにいっそう好ましくは１．５ｍより小さい；持ち上げクレーンは最大持ち上げ速度を有しており、アクチュエータシステムは、最大持ち上げ速度の１０％よりも大きく、より好ましくは最大持ち上げ速度の２５％よりも大きく、さらにより好ましくは最大持ち上げ速度の５０％よりも大きい下降速度で支持面を下降させる；アクチュエータシステムは、重力加速度に実質的に等しい下降加速度で支持面を下降させる；支持面とベース面との間の上下揺方向における距離は、支持面とベース面との間に設けられた距離変動手段を備えるアクチュエータシステムによって変動する；支持面とベース面との間の上下揺方向における距離は、シリンダ−ピストンユニットによって変動する；ベース面は、前後揺方向および左右揺方向の少なくとも１つの方向において船舶のデッキを横切って移動される；ベース構造は、船舶のデッキを横切って、複数の支持面のそれぞれの下のポジションへ移動される；ベース構造は、デッキに設けられたレール上でデッキを横切って移動される；センサは、支持プラットホームの位置で船舶に付与される運動を測定し、かつ持ち上げ操作を開始するための最適な瞬間を決定する；物体が支持面から持ち上げられる際の瞬間は、支持面に設けられた力センサによってまたは任意の他の適切なセンサによって決定される；制御システムは、検出器出力、好ましくは力センサに応答して、アクチュエータシステムのための制御信号を生成する；かつ／または、船舶は浮体船舶であり、かつそのポジションは船位保持（ＤＰ）システムまたは係留システムによって調整される。
【００４９】
本特許出願で説明される本発明の実施形態は、これらの実施形態の任意の実現可能な組み合わせで組み合わせることができ、かつ各実施形態は、分割特許出願の主題を個別に形成できることが明確に述べられている。
【００５０】
以下では、本発明について以下の図を参照して説明されるが、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】持ち上げクレーンがジャッキアッププラットホームから操作される本発明の実施形態に基づく、物体および当該物体を持ち上げるためのデバイスが設けられた浮遊船舶の概略斜視図である。
【図２】持ち上げクレーンが別の浮遊船舶から操作される、図１の実施形態に基づく物体および当該物体を持ち上げるためのデバイスが設けられた浮遊船舶の概略斜視図である。
【図３Ａ】持ち上げクレーンが浮遊船舶から操作される、本発明の別の実施形態に基づく物体および当該物体を持ち上げるためのデバイスが設けられた浮遊船舶の概略斜視図である。
【図３Ｂ】持ち上げクレーンがジャッキアッププラットホームから操作される、図３Ａの実施形態に基づく物体および当該物体を持ち上げるためのデバイスが設けられた浮遊船舶の概略斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に基づくデバイスの概略斜視図である。
【図５】本発明の別の実施形態に基づくデバイスの概略斜視図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態に基づくデバイスの概略断面側面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に基づくデバイスの概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に基づく複数のデバイス２を備えた船舶１が示されている。船舶１は自由に浮遊しており、例えば平底荷船またはプラットホーム供給船舶を表してもよい。デバイス２は、船舶１のデッキ４からモノパイル３を持ち上げるのを支援するために使用される。トランジションピース３ａなどの持ち上げられる他の物体が、船舶１のデッキ４上に存在してもよい。
【００５３】
ジャッキアッププラットホーム３０は、浮遊船舶１に隣接して配置され、かつベース上に垂直軸線周りで旋回可能に設けられた持ち上げクレーン５を支持する。クレーン５はホイストケーブル５ａを備えており、ホイストケーブル５ａはその自由外端において、フック５ｃを備えるホイストブロック５ｂを備えており、運搬フレーム３２の端部に取り付けられたスリング３１内にモノパイル３を提供することによって、モノパイル３は使用時にフック５ｃから吊り下げられてもよい。ジャッキアッププラットホーム３０は、水の底に載置されるスパッドポール３３によって水の底に対して安定して固定されており、持ち上げは、好ましくは、ジャッキアップポジションで実施される。
【００５４】
図２は、持ち上げられるモノパイル３が保管される浮遊船舶１に隣接するよう提供される第２の浮遊船舶４０によって持ち上げクレーン５が支持されている、別の実施形態を示す。図２に示される実施形態では、船舶４０は、それ自体が公知の船位保持（ＤＰ）システムおよび／または係留システム（図示せず）を備えていてもよい。この実施形態における浮遊船舶４０は、その船首揺、前後揺および左右揺の動きの制御を維持し、かつこれら動きを既定の許容可能な距離に制限することができる。持ち上げられるモノパイル３に対する持ち上げクレーン５の運動が、船位保持システムおよび／または係留システムによって許容可能な距離内に保たれるため、この実施形態は、モノパイル３の持ち上げ中の持ち上げクレーン５に対する損傷リスクをさらに低減するのに貢献する。
【００５５】
図１から図３Ｂに示されるように、モノパイル３およびトランジションピース３ａなどの持ち上げられる物体は、船舶１のデッキ４に設けられた支持プラットホーム６で支えられる。図示されている支持プラットホーム６は、輸送中および持ち上げ前に、トランジションピース３ａまたはモノパイル３をデッキ４に固定するように寸法決めされている。複数の支持プラットホーム６が、例えばモノパイル３の各端部においては２つの支持プラットホーム６が、モノパイル３を支持するために必要とされることがあり、これらは船舶１のデッキ４に接続される。さまざまな物体を支持するために多数のプラットホーム６が所定のラインに沿って設けられてもよい。例えば、図１および図２に示される実施形態では、モノパイル３を担持する２つの支持プラットホーム６は、トランジションピース３ａを担持する１つの支持プラットホーム６と整列されている。この構成は左右揺方向８に繰り返される。これは、以下で説明するように、いくつかの利点を有し得る。
【００５６】
本発明の実施形態に基づくデバイス２は、図４により詳細に示されており、デッキ４に対して上下揺方向１０において第１の高さ１１に設けられたモノパイル３のための支持面６ａと；持ち上げ操作を開始するための最適な瞬間を決定するべくプラットホーム６の所定の位置でそのデッキ４において船舶１に与えられる運動を測定するセンサと；所定の持ち上げ速度でその持ち上げポイントにおいて支持面６ａからモノパイル３を取り上げるよう構成された持ち上げクレーン５と；モノパイル３が支持面６ａから持ち上げられる瞬間を決定するよう構成された検出器と；所定の下降速度でデッキ４へ向けて上下揺方向１０における第２の高さ１２まで、前記瞬間において、デッキ４に対して支持面６ａを下降するよう構成されているアクチュエータシステムと；を備える。
【００５７】
支持面６ａは、浮遊船舶１のデッキ４に接続された支持プラットホーム６の上面を含む。図示されるように、支持プラットホーム６は、スチール製のクロスビーム６１で補強された、溶接またはボルト締めされたスチール製のサイドビーム６０からなる略矩形フレームを備えてもよい。サイドビーム６０およびクロスビーム６１の上部フランジは、持ち上げられるモノパイル３のための支持面６ａを画定する。支持プラットホーム６は、バットレスプレート６３で補強されかつデッキ４に溶接された４つのコーナーポスト６２によってデッキ４に接続されている。この接続によって、支持プラットホーム６が、船舶のデッキ４に対して（前後揺方向７と左右揺方向８とによって定義される）水平面内で移動することが防止される。結果として、支持面６ａは、左右揺方向および前後揺方向におけるデッキ４に対するその運動を実質的に防止するように、デッキ４に接続される。接続ポスト６２は４つ以外の任意の他の数で存在することができ、本発明の支持プラットホーム６は、正方形または長方形の形状に限定されるべきではなく、さまざまな方法で形状付けることもできる。
【００５８】
支持プラットホーム６の支持面６ａは、多数のボルト穴９をさらに備えており、ボルト穴９には、持ち上げられる物体に特有の業界基準、または持ち上げられる特定の物体のために特別に設計された固縛システムを取り付けることができる。例えば、モノパイル３を収容するための特定の固縛形状部３４は、ボルト締めによって支持プラットホームに取り付けることができる。支持プラットホーム６は、必ずしもボルト穴９を有する必要はないが、物体固有の固縛装置をプラットホーム６に溶接することもでき、その実施形態では、支持面６ａは、支持面６ａ全体にわたる溶接を可能にするよう連続していてもよい。船舶１のデッキ４およびプラットホーム６自体への支持プラットホーム６の取り付けは、計画された積載中、輸送／航行中、および持ち上げ中に発生する作業条件下で、船舶１によって支持プラットホーム６自体と持ち上げられる物体と支持プラットホーム６の支持面６ａ上のその特定の固縛装置とに誘起されるすべての力が受け入れられ得るように設計されている。
【００５９】
図４にさらに示されるように、支持プラットホーム６は、船舶のデッキ４に対して（上下揺方向１０に対応する）垂直方向において船舶のデッキ４に固定されていないが、図４の左側のポジションに示されるような第１の高さ１１から、図４の右側のポジションに示されるような第２のより低い高さ１２まで、デッキに対して移動（下降または上昇）することができる。支持プラットホーム６はまた、反対方向に、すなわち第２の高さ１２から第１の高さ１１へ上向きに移動されてもよい。支持プラットホーム６が使用される状態で浮遊船舶１が輸送される間、支持プラットホーム６の垂直方向上向きの移動は、任意選択的には物体固有の固縛装置の本来の重量とともに、支持プラットホーム６の本来の重量と物体自体の本来の重量とによって防止され得る。支持プラットホーム６が使用されていない場合、つまり支持プラットホーム６がその上に固縛装置または持ち上げられる物体を載せられていない場合、支持プラットホーム６は、上向きの移動を防ぐために一時的なロックシステムを備えてもよい。そうしたロックシステムは、例えばピンホールロックシステム（図示せず）を備えてもよく、かつ支持プラットホーム６本来の重量が輸送中の上向きの運動を防止するのに不十分である場合にとくに有用である。
【００６０】
支持プラットホーム６は、ベース面１３ａが支持プラットホーム６の下に移動できるように寸法決めされている。ベース面１３ａは、浮遊船舶１のデッキ４に移動可能に接続され得るベースプラットホーム１３の形態のベース構造によって提供される。
【００６１】
ベースプラットホーム１３は、ベースプレート１４であって、当該ベースプレート１４の上面がベース面１３ａを画定し、一実施形態では船舶のデッキ４に直接固定され得るベースプレート１４と；トッププレート１５であって、その上面がいくつかのポジションで支持プラットホーム６に接触するトッププレート１５と；ベースプレート１４とトッププレート１５との間に設けられたアクチュエータシステムであって、ベースプレート１４とベースプラットホーム１３のトッププレート１５との相対垂直ポジションを変更するよう構成されたアクチュエータシステムと；を備える。図示されるアクチュエータシステムは、ベースプレート１４とベースプラットホーム１３のトッププレート１５との間に設けられた多数のシリンダ−ピストンユニット１６の形態の距離変動手段を備える。油圧式高圧ユニット（ＨＰＵ）１８は、油圧ホース２５を介して加圧された油圧オイルをシリンダ−ピストンユニットまたはジャッキ１６に供給する。シリンダ−ピストンユニット１６の各々は長手方向軸線１６ａを有しており、いくつかのシリンダ−ピストンユニット１６の長手方向軸線１６ａは、支持面６ａとベース面１３ａとの間の上下揺方向１０における距離を変動できるように、上下揺方向１０に延在している。ベースプレート１４とベースプラットホーム１３のトッププレート１５との間に設けられた他のシリンダ−ピストンユニット１６の長手方向軸線１６ａは、上下揺方向１０に対して約４５°の鋭角で延在しており、そうした方向における剛性を提供する。
【００６２】
ベースプラットホーム１３は、デッキ４に面するその底面において、ベースプラットホーム１３の各側縁に沿って配置される多数の台車１７が設けられてもよい。台車１７は、規定の軌道に沿ってデッキ４上に設けられたレール２８に乗る複数のホイール１７ａを担持する。この接続によって、ベースプラットホーム１３を、前後揺方向７、左右揺方向８または他の任意の方向において船舶１のデッキ４を横切るよう移動させることができる。ベースプラットホーム１３の側辺の寸法およびその高さは、ベースプラットホーム１３を支持プラットホーム６に入れることを可能にするように、かつ図４の左側に示されるようにベースプラットホーム１３を支持プラットホーム６の下に配置すること（ここでは支持プラットホーム６は所定の高さ１１に設けられる）と、さらに図４の右側に示されるように支持プラットホーム１３を支持プラットホーム６（図示せず）の下に配置すること（ここでは支持プラットホーム６は所定の高さ１２に設けられる）とを可能にするように、制限されている。図４に示される実施形態では、レール２８が前後揺方向７に延在するように示されていることに留意されたい。なお、レール２８とデバイス２全体の向きは異なってもよい。この向きは、例えば、左右揺方向８に平行であってもよく、もしくは左右揺方向８および／または前後揺方向７に対してゼロ以外の鋭角を作る別の方向に平行であってもよい。
【００６３】
ベースプラットホーム１３は、ベースプラットホーム１３が垂直（上下揺）方向に伸長していないかまたは部分的にのみ伸長するポジションにおいて、支持プラットホーム６の下に取り付けることができる。支持プラットホーム６の下に取り付けられた場合、油圧シリンダ−ピストンユニット１６を上方に伸長させることによって、トッププレート１５の上面が支持プラットホーム６の下面に接触するまでトッププレート１５とベースプラットホーム１３のベースプレート１４との間の距離が増加する。油圧シリンダ−ピストンユニット１６をさらに上方に伸長させることによって、支持プラットホーム６の上部に配置された付加的な物体固有の固縛装置と、持ち上げられる実際の物体、例えばモノパイル３とともに、支持プラットホーム６が、当該プラットホーム６が船舶のデッキ４から垂直方向において自由になるポジションへ、持ち上げられ、当該ポジションでは、支持面６ａの高さは第１の高さ１１に等しくなる。この第１の高さ１１は、図４の左側に示される実施形態ではデッキの高さより上にある。支持面６ａを第１の高さ１１にもたらすことは、好ましくは、持ち上げ操作自体の直前に実施される。コーナーポスト６２の高さは、船舶１に対するｘ方向およびｙ方向（または前後揺方向７および左右揺方向８）における水平運動を抑制しながら、支持プラットホーム６が油圧シリンダ−ピストンユニット１６を用いて持ち上げら得るような高さとすべきである。これによって、船舶が水の上方へ移動することによってデバイス２に誘発されたモーメントを引き受けることができる。ｘ方向およびｙ方向の両方におけるベースプラットホーム１３の水平方向の重心を、ｘ方向およびｙ方向の両方における、支持プラットホーム６と物体固有の固縛装置と持ち上げられる物体との組み合わせで結果として生じる水平方向の重心と整列させることもまた有用となり得る。この実施形態では、トッププレート１５とベースプレート１４との間に設けられた油圧ジャッキシステムは、船舶のデッキ４に対して垂直方向の力に耐え得ることだけが必要とされる。他の方向に作用する力は、支持プラットホーム６の上方持ち上げポジションと下降ポジションとの両方において、支持プラットホーム６（コーナー接続部６２およびバットレスプレート６３）と船舶１のデッキ４との接続部における左右揺方向および前後揺方向の移動制限によって調整されてもよい。傾斜した油圧ジャッキ１６は、垂直ではない方向の力を吸収するのにも役立ち得る。
【００６４】
ベースプラットホーム１３が船舶のデッキ４に固定されている実施形態では、ベースプラットホーム１３のベースプレート１４は、実質的にすべての荷重を船舶のデッキ４に伝達する荷重分散システムとして機能してもよい。ベースプラットホーム１３のベースプレート１４が、固定の位置で船舶のデッキ４に直接固定されておらず、任意選択的に移動する実施形態では、荷重の分散は、ベースプレート１４に複数のホイール１７ａを設けることによって達成されてもよく、重量全体が、さまざまなホイール１７ａと、下にあるレール２８のより長い部分とにわたって分散される。レール２８は、さらなる荷重を分散させるために、船舶のデッキ４に固定された付加的に設けられる荷重分散プレートの上部にさらに配置されてもよい。
【００６５】
図１および図２に示される実施形態では、複数の支持プラットホーム６は、船舶１のデッキ４を横切って固定ポジションに配置されている。可動ベースプラットホーム１３を有する実施形態は、１つまたは別の限られた数のベースプラットホーム１３ｓを使用すること、およびベースプラットホーム１３を船舶１のデッキ４を横切って各支持面６ａの下のポジションまで移動させることを可能にする。図１および図２には、最小で４つのベースプラットホーム１３によって提供される６つの支持プラットホーム６が示されている。実際に、２対のレール２８がデッキ４に設けられており、かつ各対のレール２８は、図１および図２では（これら図面では視認できないが）最小で２つのベースプラットホーム１３を担持している。したがって、各ベースプラットホーム１３は、複数の支持プラットホーム６を提供できる。各ベースプラットホーム１３は、さまざまな瞬間に他のベースプラットホーム１３とは別個に操作することができる。実質的に同時に複数の支持プラットホーム６を下降させるために、同時に操作される複数のプラットホーム１３を配備することができ、さらに油圧システムは両方のプラットホーム１３に併用されるよう作用することができる。これは、例えば、モノパイル３などのより大きな物体が図示されるように両端において２つの支持プラットホーム６によって支持されている場合に有用となる。この場合、２つの支持プラットホーム面６ａは、モノパイル３を持ち上げる際に同時に下降されてもよい。
【００６６】
（浮遊状態のクレーン船４０を使用する）図３Ａと（ジャッキアップクレーンプラットホーム３０を使用する）図３Ｂは、８つの支持プラットホーム６がデッキ４に設けられる本発明の他の実施形態を示す。プラットホーム６は、２つのベースプラットホーム１３によって配備される。実際に、２対のレール２８がデッキ４に設けられており、かつ各対のレール２８は、（これら図面では視認できないが）１つのベースプラットホーム１３を担持する。そのため、各ベースプラットホーム１３は、４つの支持プラットホームを使えるようにする。この実施形態では、モノパイル３の両端に提供された支持プラットホーム６をほぼ同時に下降させるために、レール２８の各対上にあるベースプラットホーム１３は、両方のプラットホーム１３が併用されるように油圧システムが両方のプラットホーム１３に作用するという点で同時に操作される。
【００６７】
支持面６ａの第２の高さ１２はまた、デッキ４の高さより上であってもよい。図４の右側に示されている支持プラットホーム６のポジションには、最小の第２の高さ１２が示されている。この最小高さは、船舶１のデッキ４に載置されている支持プラットホーム６の支持面の高さに対応する。これは、図４の右側に示されるように、ベースプラットホーム１３が支持プラットホーム６の下に配置されていない場合のポジションであってもよい。なお、ベースプラットホーム１３はまた、この実施形態では、支持プラットホーム６が高さ１２にある場合に、支持プラットホーム６の下に配置することができなければならない。これは、例えば、油圧ジャッキ１６が完全に後退された状態でプラットホーム１３が支持プラットホーム１６の下にちょうど取り付けられるように、ベースプラットホーム１３およびそのトッププレート１５の高さを設計することによって達成することができる。
【００６８】
ベースプラットホーム１３のトッププレート１５の上方持ち上げポジションに到達した第１の高さ１１と、ベースプラットホーム１３のトッププレート１５の後退ポジションに到達した（後退高さとも称される）第２の高さ１２との間の差は、０．５ｍより大きく、より好ましくは１ｍより大きくてもよく、かつ２ｍより小さく、さらにより好ましくは１．５ｍより小さく制限されてもよい。後退可能な高さは、公知の技術的に検討された手法に従って再打撃の確率から推定することができる。この確率は、再衝突後の物体のおよび／または再衝突後のデバイス２のおよび／または再衝突後の浮遊船舶１のおよび／または再衝突後の持ち上げクレーン５のおよび／またはクレーン５を保持している船舶３０および／または船舶４０の起こり得る価値の下落などの外部要因に基づいて数値化され得るが、これに限定されない。
【００６９】
図６および図７は、油圧シリンダ−ピストンユニット１６などのアクチュエータシステムの構成要素を連結する油圧ラインまたはホース２５を備える油圧回路の実施形態を概略的に示す。油圧回路は、加えて、構成要素に油圧を提供するための高圧ユニット（ＨＰＵ）１８の形態の油圧ポンプと、油圧回路の動作を調整するためのバルブと、を備えてもよい。とりわけ油圧回路は、ベースプレート１４とベースプラットホーム１３のトッププレート１５との間に設けられた、油圧オイルのための貯蔵ユニット１９と、油圧シリンダ−ピストンユニット１６の下端を加圧するためのＨＰＵ１８と、を少なくとも備える。油圧シリンダ−ピストンユニット１６の下端と貯蔵ユニット１９との間に配置された吸戻し弁２０は、油圧シリンダ−ピストンユニット１６が加圧されて支持面６ａが高くされたポジションにおける第１の高さ１１に配置される場合に、閉じられる。加圧後、ＨＰＵ１８はポンプバルブ２１によって閉じられてもよい。吸戻し弁２０を開く場合、オイルは油圧シリンダ−ピストンユニット１６の下端から貯蔵ユニット１９に逃げ、それによって油圧シリンダ−ピストンユニット１６はほぼ瞬時に減圧される。これによって、支持面６ａは、デッキ４へ向けて（図６および図７において点線で示されるポジションに基づく）第１の高さ１１から、第１の高さ１１よりもデッキ４に近接する第２の高さ１２へ急速に下降される。モノパイル３を持ち上げながら（同時に）支持面６ａを下降すると、再衝突のリスクが軽減される、つまりモノパイル３が船舶の一部または船舶１のデッキに配置された部品と衝突するリスクが軽減される。
【００７０】
吸戻し弁２０は、多数の方法で操作されてもよい。図６を参照すると、持ち上げクレーン５の人間の操作者２４が、モノパイル３が配置されている支持プラットホーム６からモノパイル３を持ち上げることが所望される瞬間を決定してもよい。クレーンの操作者は、プラットホーム６の位置において船舶１に与えられる運動を測定するセンサによってガイドされ、それによって持ち上げ操作を開始する最適な瞬間についてのフィードバックを提供される。操作者２４は、同時に、または持ち上げ操作の開始直後に、支持面６ａを急激に下降させるために吸戻し弁２０を開く。
【００７１】
図７に示される別の実施形態は、支持面６ａに設けられた１つ以上の力センサ２２の１つの形態の検出器を使用する。力センサ２２は、モノパイル３が支持面６ａによって支持されている場合に力を検出し得る。この力は、操作者２４がモノパイル３を支持プラットホーム６から持ち上げた後、モノパイル３が支持面６ａを離れた際に、無視できる値またはゼロの値まで減少し得る。こうした力の急激な減少は、モノパイル３が支持プラットホーム６から持ち上げられかつ支持面６ａから離れた瞬間に関する情報をもたらし、かつ／またはそうした瞬間を決定する。力センサ２２は、力センサの出力に応答してアクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成されたコントローラ２３に結合されている。とりわけ、コントローラ２３は、力が例えば既定量で急激に減少した場合、吸戻し弁２０を開くための制御信号を生成するよう構成されてもよい。これによって、シリンダ−ピストンユニット１６は後退させられ、それによって支持面６ａがデッキ４に対して、所定の下降速度で上下揺方向１０において第２の高さ１２まで下降する。
【００７２】
下降速度は、典型的には、油圧回路およびその構成要素に依存してもよく、かつ技術的に検討された原則に従って設計されてもよい。
【００７３】
モノパイル３などの物体を持ち上げる前に、当該物体は持ち上げクレーン５に装着されてもよい。物体の持ち上げを可能にするために、ある時点で、物体固有の固縛システムから解放するかまたは固縛装置を解除する必要がある。大きく動く海況が生じた場合または垂直方向の重心が比較的高い物体を持ち上げる必要がある場合などにおいて、固縛システムは、物体を持ち上げる少し前まで解除されなくてもよい。そうでなければ、そうした物体は、水と船舶１とによって与えられる運動に耐えることができない場合があるため、浮遊船舶のデッキ上に落下しがちである。そうした場合、油圧ジャッキ１６を制御する油圧システムも油圧式固縛システムに接続されてもよく、かつ当該システムは、固縛システムが持ち上げ操作を開始する前（直前）にひいては支持プラットホーム６が船舶１のデッキ４へ向けて上下揺方向１０に後退される前（直前）に、自動的に解放されるようにプログラムされることが好ましい。別の実施形態ではフェイルプルーフ検出システムが使用されもよく、持ち上げクレーンの操作者２４が持ち上げが行われるべき最適な時点を決定することを可能にするだけでなく、油圧式固縛解放システムが故障したことをフェイルプルーフシステムのセンサが報告した場合に操作者２４が持ち上げを開始することが防止される。持ち上げクレーンが物体の持ち上げを開始しないため、物体が持ち上げクレーンに装着されかつ固縛システムが物体を自動的に解放できない場合にも、本発明のデバイスは作動しなくなる。
【００７４】
本発明は、上述の実施形態に限定されず、その変更も、これら変更が以下に添付の特許請求の範囲に含まれる限りにおいては包含する。
【符号の説明】
【００７５】
１  船舶
２  デバイス
３  モノパイル
３ａ  トランジションピース
４  デッキ
５  クレーン
５ａ  ホイストケーブル
５ｂ  ホイストブロック
５ｃ  フック
６  支持プラットホーム
６ａ  支持面
７  前後揺方向
８  左右揺方向
９  ボルト穴
１０  上下揺方向
１３  ベースプラットホーム
１３ａ  ベース面
１４  ベースプレート
１５  トッププレート
１６  シリンダ−ピストンユニット
１６ａ  長手方向軸線
１７  台車
１７ａ  ホイール
１８  高圧ユニット（ＨＰＵ）
１９  貯蔵ユニット
２０  吸戻し弁
２１  ポンプバルブ
２２  力センサ
２３  コントローラ
２４  操作者
２５  ホース
２８  レール
３０  ジャッキアッププラットホーム
３１  スリング
３２  運搬フレーム
３３  スパッドポール
３４  固縛形状部
４０  船舶
６０  サイドビーム
６１  クロスビーム
６２  接続ポスト
６３  バットレスプレート
【図１】
2021524419.tif 000003
【図２】
2021524419.tif 000004
【図３Ａ】
2021524419.tif 000005
【図３Ｂ】
2021524419.tif 000006
【図４】
2021524419.tif 000007
【図５】
2021524419.tif 000008
【図６】
2021524419.tif 000009
【図７】
2021524419.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月11日(2020.5.11)
【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】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるためのデバイスであって、
前記デバイスは、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向における第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面と、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から前記物体を取り上げるよう構成された持ち上げクレーンと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう構成されたアクチュエータシステムと、
を備えており、
前記デバイスは、前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するよう構成された検出器をさらに備えることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記物体の位置での垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる最適な瞬間を決定するよう構成されたモニタリング手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記支持面は、前記船舶の左右揺方向および前後揺方向における前記デッキに対するその運動を実質的に防止するように、前記デッキに接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記支持面の前記第１の高さは、前記デッキより上にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記支持面の前記第２の高さは、前記デッキより上にあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記持ち上げクレーンは、最大持ち上げ速度を有しており、
前記アクチュエータシステムは、前記最大持ち上げ速度の１０％よりも大きい下降速度、より好ましくは前記最大持ち上げ速度の２５％よりも大きい下降速度、さらに好ましくは最大持ち上げ速度の５０％以上の下降速度で、前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記アクチュエータシステムは、重力加速度に実質的に等しい下降加速度で前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記アクチュエータシステムは、前記支持面とベース面との間に設けられた距離変動手段を備えており、前記距離変動手段は、前記支持面と前記ベース面との間の前記上下揺方向における距離を変動するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記距離変動手段は、シリンダ−ピストンユニットを備えることを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記距離変動手段の各々は、長手方向軸線を有しており、
いくつかの前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に延在しており、一方で、他の前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に対してゼロ以外の鋭角で延在していることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記アクチュエータシステムの構成要素は、ポンプおよび／またはアキュムレータを備える油圧システムによって連結されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
ベース面は、デッキの一部によって提供されることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
ベース面は、前記船舶の前記デッキを横切って前後揺方向および左右揺方向の少なくとも１つの方向に移動されるよう構成されたベースプラットホーム構造によって提供されることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デッキは、複数の支持面を支持しており、前記ベースプラットホーム構造は、前記船舶の前記デッキを横切って前記支持面の各々の下のポジションに移動するよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ベースプラットホーム構造は、ホイールが設けられており、かつ前記デッキ上に設けられたレール上で前記デッキを横切って移動できることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ホイールは台車などの下部走行体に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記検出器は、前記支持面に設けられた力センサを備えることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記検出器の出力に応答して前記アクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成された制御システムをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記船舶は浮遊船舶であり、前記持ち上げクレーンは別個の第２の船舶から操作され、
前記第２の船舶は船位保持（ＤＰ）システムまたは係留システムを備えた浮遊船舶であるか、または前記第２の船舶はジャッキアッププラットホームであることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記物体は、風力タービンの基礎要素を含むことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２１】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるための方法であって、
前記方法は、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向において第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面上に、持ち上げられる前記物体を配置するステップと、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から、持ち上げクレーンを用いて、前記物体を取り上げるステップと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう、アクチュエータシステムを作動させるステップと、
を含み、
検出器によって、前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記物体を水の底にそしてその中に下降させるステップと、
前記物体を前記持ち上げクレーンから切り離するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記物体が持ち上げられる瞬間は、前記物体の位置での前記垂直方向における前記船舶の高さが最大となる瞬間に対応することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月9日(2021.3.9)
【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】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるためのデバイスであって、
前記デバイスは、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向において第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面と、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から前記物体を取り上げるよう構成された持ち上げクレーンと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう構成されたアクチュエータシステムと、
を備えており、
前記デバイスは、前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するよう構成された検出器をさらに備えることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記物体の位置での垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる最適な瞬間を決定するよう構成されたモニタリング手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記支持面の前記第１の高さおよび前記第２の高さの少なくとも１つは、前記デッキより上にあることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項４】
前記持ち上げクレーンは、最大持ち上げ速度を有しており、
前記アクチュエータシステムは、前記最大持ち上げ速度の１０％よりも大きい下降速度、より好ましくは前記最大持ち上げ速度の２５％よりも大きい下降速度、さらに好ましくは最大持ち上げ速度の５０％よりも大きい下降速度で、前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記アクチュエータシステムは、重力加速度に実質的に等しい下降加速度で前記支持面を下降するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記アクチュエータシステムは、前記支持面とベース面との間に設けられた距離変動手段を備えており、前記距離変動手段は、前記支持面と前記ベース面との間の前記上下揺方向における距離を変動するよう構成されており、
前記距離変動手段は、任意選択的に、シリンダ−ピストンユニットを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記距離変動手段の各々は、長手方向軸線を有しており、
いくつかの前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に延在しており、一方で、他の前記距離変動手段の長手方向軸線は、前記上下揺方向に対してゼロ以外の鋭角で延在していることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記アクチュエータシステムの構成要素は、ポンプおよび／またはアキュムレータを備える油圧システムによって連結されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
ベース面は、デッキの一部によって提供されることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
ベース面は、前記船舶の前記デッキを横切って前後揺方向および左右揺方向の少なくとも１つの方向に移動されるよう構成されたベースプラットホーム構造によって提供されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記デッキは、複数の支持面を支持しており、前記ベースプラットホーム構造は、前記船舶の前記デッキを横切って前記支持面の各々の下のポジションに移動されるよう構成されており、
前記ベースプラットホーム構造は、前記デッキ上に設けられたレール上で前記デッキを横切って移動されるように、任意選択的にホイールが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記検出器は、前記支持面に設けられた力センサを備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記検出器の出力に応答して前記アクチュエータシステムのための制御信号を生成するよう構成された制御システムをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記船舶は浮遊船舶であり、前記持ち上げクレーンは別個の第２の船舶から操作され、
前記第２の船舶は船位保持（ＤＰ）システムまたは係留システムを備えた浮遊船舶であるか、または前記第２の船舶はジャッキアッププラットホームであることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記物体は、風力タービンの基礎要素を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
上下揺方向における運動の影響を受ける船舶のデッキから物体を持ち上げるための方法であって、
前記方法は、
−  前記デッキに対して前記上下揺方向において第１の高さに設けられる、前記物体のための支持面上に、持ち上げられる前記物体を配置するステップと、
−  所定の持ち上げ速度で、前記物体の持ち上げポイントにおいて前記支持面から、持ち上げクレーンを用いて、前記物体を取り上げるステップと、
−  前記物体が所定の下降速度で前記上下揺方向において前記支持面から第２の高さまで持ち上げられた瞬間に、前記デッキに対して前記支持面を下降するよう、アクチュエータシステムを作動させるステップと、
を含み、
前記方法は、検出器によって、前記物体が前記支持面から持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
垂直方向における前記船舶の周期的な前記運動をモニタリングすることによって、前記物体が持ち上げられる瞬間を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
2021524419.tif 000011
2021524419.tif 000012
2021524419.tif 000013