(57)【要約】  本発明は、船舶に隣接する杭設置場所で杭を直立姿勢で支持するよう構成された杭保持システムに関する。杭保持システムは、杭保持装置と杭保持装置支持システムとを備える。杭保持装置支持システムは、船舶のデッキに取り付けられて、杭保持装置を移動可能に支持し、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で第１の方向に移動させるよう、構成されている。杭保持装置は、船外ポジションにある場合に、杭設置場所において杭を直立姿勢で保持するために、船舶の輪郭の外側に位置される。杭保持装置は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある船内ポジションにある場合に、船舶の輪郭の内側に位置される。
2021508792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムであって、
前記杭保持システムは、前記船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、
前記杭保持システムは、
−  ベース構造と第１の顎部と第２の顎部とを備える杭保持装置であって、前記第１の顎部および前記第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、前記第１の顎部および前記第２の顎部は、前記第１の顎部および前記第２の顎部の前記内側端部において、前記杭保持装置が前記杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する閉ポジションと、杭を横方向において前記杭保持装置内に受け入れ可能にするかまたは前記杭保持装置から取り外し可能にする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、前記ベース構造のそれぞれの旋回部分に対して旋回可能に接続されている、杭保持装置と、
−  複数の杭係合デバイスであって、前記ベース構造と前記第１の顎部と前記第２の顎部の各々は、少なくとも１つの前記杭係合デバイスを支持し、前記杭係合デバイスの各々は、１つ以上の杭係合要素を備えており、例えば前記杭通路内の杭との係合のための１つ以上の杭ガイドローラを備える、杭係合デバイスと、
−  前記船舶の前記デッキに取り付けられる杭保持装置支持システムであって、前記杭保持装置支持システムは、前記ベース構造において前記杭保持装置を移動可能に支持しており、前記杭保持装置支持システムは、好ましくは第１の方向において前記杭保持装置を移動させるよう構成されており、前記第１の方向は、船内ポジションと船外ポジションとの間において、前記杭保持装置支持システムが前記前記船舶の前記前記デッキに取り付けられた場合に前記前記船舶の前記前記デッキに略平行となる、杭保持装置支持システムと、
を備えており、
前記杭保持装置は、前記船外ポジションにある場合、杭を前記杭設置場所において直立姿勢で保持するために、前記船舶の輪郭の外側に位置され、かつ
前記杭保持装置は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記船内ポジションにある場合、前記船舶の輪郭の内側に位置されることを特徴とする杭保持システム。
【請求項２】
前記第１の顎部の顎部旋回軸線と前記第２の顎部の顎部旋回軸線とは、所定の平面を画定し、
前記第１の顎部および前記第２の顎部の前記外側端部は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記閉ポジションにある場合に、前記平面の片側に位置され、
前記第１の顎部および前記第２の顎部の前記外側端部は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある場合に、前記平面内にまたは前記平面の反対側に位置されることを特徴とする請求項１に記載の杭保持システム。
【請求項３】
前記第１の顎部をその閉ポジションとその開ポジションとの間で旋回させるよう構成され、かつ前記第２の顎部をその閉ポジションとその開ポジションとの間で旋回させるよう構成された作動システム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に記載の杭保持システム。
【請求項４】
前記船外ポジションおよび前記船内ポジションにおける前記杭保持装置は、水平の向きを有しており、
前記杭保持装置支持システムは、前記杭保持装置の水平の向きを維持しながら、前記杭保持装置を前記船内ポジションと前記船外ポジションとの間で移動させ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３のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項５】
前記杭保持装置支持システムは、
前記第１の方向に延在する走路、好ましくは前記船舶の前記デッキに取り付けられる走路と、
前記杭保持装置の前記ベース構造を支持するよう構成されたベース運搬機と、
を備えており、
前記ベース運搬機は、前記船外ポジションで前記杭保持装置を支持するポジションと、前記杭保持装置を前記船内ポジションで支持するポジションと、の間で前記走路に沿って移動するよう、さらに構成されてい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杭保持システム。
【請求項６】
前記杭保持装置は、前記第１の方向において所定の長さを有しており、
前記走路は、前記第１の方向において所定の長さを有しており、
前記走路の長さ、より具体的には前記杭保持装置を前記船内ポジションと前記船外ポジションとの間で移動させる場合の前記走路に沿う前記ベース運搬機の走行距離は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記閉ポジションにある前記杭保持装置の長さよりも短く、
前記走路の長さ、より具体的には前記杭保持装置を前記船内ポジションと前記船外ポジションとの間で移動させる場合の前記走路に沿う前記ベース運搬機の走行距離は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記杭保持装置の長さと、ほぼ同様であり、好ましくはより長いことを特徴とする請求項５に記載の杭保持システム。
【請求項７】
前記杭保持装置は、前記第１の方向において所定の長さを有しており、
前記走路は、前記第１の方向において所定の長さを有しており、
前記走路の長さ、より具体的には前記杭保持装置を前記船内ポジションと前記船外ポジションとの間で移動させる場合の前記走路に沿う前記ベース運搬機の走行距離は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記杭保持装置の長さと、ほぼ同様であることを特徴とする請求項５に記載の杭保持システム。
【請求項８】
前記杭保持装置は、前記第１の方向に垂直な方向において所定の幅を有しており、
前記走路は、前記第１の方向に垂直な方向において所定の幅を有しており、
前記走路の幅は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記杭保持装置の幅よりも短く、
好ましくは前記走路の幅は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記杭保持装置の幅の６０％よりも短いことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項の１つ以上に記載の杭保持システム。
【請求項９】
平面視において前記杭保持装置が前記船外ポジションにありかつ前記第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある前記杭保持システムが、Ｔ字型のものとなるように、前記第１の顎部および前記第２の顎部は、これら顎部が開放された構成である場合、相対する方向において前記第１の方向に対して略垂直に延在することを特徴とする請求項８に記載の杭保持システム。
【請求項１０】
前記杭保持装置支持システムが、前記船舶に対する水平平面内での前記杭保持装置の配置を可能にするように、前記杭保持装置支持システムは、第１の外側ポジションと第２の外側ポジションとの間で、好ましくは前記第１の方向に垂直である第２の方向に前記杭保持装置を移動させ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９のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項１１】
前記杭保持装置支持システムは、前記第１の方向に延在する走路、好ましくは前記船舶の前記デッキに取り付けられる走路と、前記走路に沿う移動のためのベース運搬機と、を備えており、
前記ベース運搬機は、前記ベース構造を支持するよう構成され、
前記杭保持装置支持システムが前記船舶に対する水平平面内での前記杭保持装置の配置を可能にするように、前記ベース構造は、第１の外側ポジションと第２の外側ポジションとの間で、好ましくは前記第１の方向に垂直な第２の方向において移動可能であることを特徴とする請求項１０に記載の杭保持システム。
【請求項１２】
前記杭保持システムは制御システムをさらに備えており、
前記制御システムは、前記杭設置場所に対する前記船舶の動きを補償するために、前記杭保持装置が前記船舶に隣接する前記杭設置場所で杭を直立姿勢で支持すると同時に、前記水平平面内においてアクティブ動作補償を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の杭保持システム。
【請求項１３】
杭が前記杭保持装置に入れられる間および／または前記杭保持装置が前記船舶に隣接する前記杭設置場所で杭を直立姿勢で支持している間、杭のポジションおよび／または向きをモニタリングするよう構成されたモニタリングシステムと、
前記第１の顎部と前記第２の顎部と前記杭保持装置支持システムとの動きを制御するよう構成されている制御システムと、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杭保持システム。
【請求項１４】
前記制御システムは、杭のポジションおよび／または向きが既定の第１の値を超えたことを前記モニタリングシステムが示す場合に、前記杭保持装置を前記船外ポジションへ向けておよび／または前記船外ポジションを通り過ぎるよう移動させることによって、杭を前記船舶から離れるよう移動させるよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載の杭保持システム。
【請求項１５】
一方における杭と他方における前記第１の顎部および前記第２の顎部との間の干渉を避けるために、前記制御システムは、前記第１の顎部および前記第２の顎部をそれぞれの前記開ポジションへ自動的に移動させるよう構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の杭保持システム。
【請求項１６】
前記制御システムは、杭のポジションおよび／または向きが既定の第２の値を超えたことを前記モニタリングシステムが示す場合に、前記杭保持装置を前記船内ポジションへ向けて移動させることによって、前記杭保持装置を杭から離れるよう移動させるよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載の杭保持システム。
【請求項１７】
前記第１の顎部および前記第２の顎部は、前記閉ポジションから前記開ポジションに旋回される場合に、約９０度の角度にわたって旋回され、かつ、
好ましくは、前記第１の顎部および前記第２の顎部は、前記顎部が開放された構成にある場合に、相対する方向において前記第１の方向に対して略垂直に延在す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杭保持システム。
【請求項１８】
前記ベース構造、前記第１の顎部および前記第２の顎部の各々は、１２０度の弧形状の軌道に沿って延在す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杭保持システム。
【請求項１９】
前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記閉ポジションにある場合、これら顎部の前記外側端部は結合し、
好ましくはロック機構が、前記外側端部を互いに接続することによって、例えば前記第１の顎部および前記第２の顎部をこれら顎部の前記閉ポジションにロックするために設けられ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杭保持システム。
【請求項２０】
杭の大まかな位置決めおよび／または杭と前記杭保持装置の他の部分との間の衝突の防止のために、前記杭保持装置は、好ましくは前記ベース構造に取り付けられたフェンダー構造を備え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杭保持システム。
【請求項２１】
前記杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームを備えており、
前記サスペンションアームの各々は、係合端部と旋回端部とを有しており、
前記サスペンションアームは、前記サスペンションアームが旋回軸線周りで旋回可能なように、前記旋回端部において旋回可能に支持されており、
好ましくは前記旋回端部は、前記サスペンションアームの上端部であり、
好ましくは前記旋回軸線は水平旋回軸線であり、
前記サスペンションアームの各々は、前記係合端部において、１つ以上の杭係合要素が設けられている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杭保持システム。
【請求項２２】
前記第１の顎部および前記第２の顎部がこれら顎部の閉ポジションにある場合に、すべての前記杭係合デバイスがさまざまな直径を有する対応する杭と同時に係合できるように、前記サスペンションアームを前記旋回軸線周りでさまざまな角度ポジションで配置するために、前記杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項２１に記載の杭保持システム。
【請求項２３】
前記杭係合デバイスはシャーシを備えており、
前記第１の顎部および前記第２の顎部、ならびに好ましくは前記ベース構造の各々は、前記第１の顎部、前記第２の顎部または前記ベース構造の長手方向に沿って延在する走路構造、例えばラックまたはレールセクションを備えており、
前記杭係合デバイスの各々の前記シャーシは、前記走路構造の１つに移動可能に支持されており、
前記シャーシの各々には、前記走路構造に沿って前記シャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項２４】
前記サスペンションアームアクチュエータは、前記シャーシと前記サスペンションアームとの間に設けられていることを特徴とする請求項２２および請求項２３に記載の杭保持システム。
【請求項２５】
前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記閉ポジションにある前記杭保持装置は、環状構造を形成しており、
前記環状構造の内周に沿って、好ましくは前記内周に全面的に沿って走路構造が延在することを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項２６】
前記杭係合デバイスの駆動装置を制御するよう、かつ走路構造に沿ってまとめて前記杭係合デバイスを駆動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２２から請求項２５のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項２７】
１つ以上の前記杭係合要素は、杭ガイドローラを備えており、好ましくは、キャリア旋回軸線周りで旋回するようにサスペンションアームの支持端部に旋回可能に接続されたキャリアに支持された２つ以上の杭ガイドローラを備えており、
続いて、前記サスペンションアームは、サスペンションアーム旋回軸線周りで旋回可能であり、
前記杭ガイドローラの各々は、回転軸線を有しており、
前記杭ガイドローラは、前記杭ガイドローラの回転軸線が前記キャリア旋回軸線に平行に延在するように、前記キャリアによって支持されており、
好ましくは、前記キャリア旋回軸線は、前記サスペンションアーム旋回軸線に平行に延在することを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか一項に記載の杭保持システム。
【請求項２８】
船舶であって、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、前記船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムを備えており、
前記杭保持システムは、前記船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、
前記杭保持システムは、
−  ベース構造と第１の顎部と第２の顎部とを備える杭保持装置であって、前記第１の顎部および前記第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、前記第１の顎部および前記第２の顎部は、これら顎部の内側端部において、前記杭保持装置が前記杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する閉ポジションと、杭を横方向において前記杭保持装置内に受け入れ可能にするかまたは前記杭保持装置から取り外し可能にする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、前記ベース構造のそれぞれの旋回部分に対して旋回可能に接続されている、杭保持装置と、
−  複数の杭係合デバイスであって、前記ベース構造と前記第１の顎部と前記第２の顎部の各々は少なくとも１つの杭係合デバイスを支持し、前記杭係合デバイスの各々は、１つ以上の杭係合要素を備えており、例えば１つ以上の杭ガイドローラを備える、杭係合デバイスと、
−  前記船舶の前記デッキに取り付けられる支持システムであって、前記支持システムは、前記ベース構造において前記杭保持装置を移動可能に支持しており、前記支持システムは、船内ポジションと船外ポジションとの間で第１の方向において前記杭保持装置を移動させるよう構成されている、支持システムと、
を備えており、
前記杭保持装置は、前記船外ポジションにある場合、杭を前記杭設置場所において直立姿勢で保持するために、前記船舶の輪郭の外側に位置され、かつ
前記杭保持装置は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が前記開ポジションにある前記船内ポジションにある場合、前記船舶の輪郭の内側に位置されることを特徴とする船舶。
【請求項２９】
前記船舶は長手方向軸線を有しており、前記長手方向軸線は、船首と船尾との間に延在しており、
前記杭保持装置は、前記第１の方向に移動される場合、前記船舶の前記長手方向軸線に対して垂直に移動されることを特徴とする請求項２８に記載の船舶。
【請求項３０】
前記杭保持システムは、前記船舶の船尾側で上から見ると前記船舶の輪郭の外側で杭を保持するように、前記船舶の船尾に配置されることを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載の船舶。
【請求項３１】
杭を取り扱うためのクレーンをさらに備えており、
前記クレーンは、前記船舶の重心と一致するよう前記船舶の船尾に配置されていることを特徴とする請求項２８から請求項３０のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項３２】
前記杭保持システムは前記クレーンに隣接して配置されていることを特徴とする請求項３１に記載の船舶。
【請求項３３】
前記杭保持システムが配置される側とは反対側の前記クレーンの側において前記船舶の船尾における保管場所をさらに備えており、前記保管場所は、杭を海底に打ち込むための杭打ち機構を保管できることを特徴とする請求項３２に記載の船舶。
【請求項３４】
前記船舶は、前記船舶の前記長手方向軸線に平行な水平の向きで杭を保管するためのデッキスペースを備えることを特徴とする請求項２９に記載の船舶。
【請求項３５】
洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための方法であって、
少なくとも部分的に、請求項２８から請求項３４のいずれか一項に記載の船舶が使用され、
前記方法は、
a.  杭を洋上の杭設置場所に輸送するステップと、
ｂ.  前記杭保持装置を前記船内ポジションから前記船外ポジションへ移動して、前記杭保持装置の前記第１の顎部および前記第２の顎部を前記開ポジションに配置するステップと、
ｃ.  杭を、当該杭の上端部で持ち上げて、杭を前記杭保持装置内に配置するステップと、
ｄ.  前記杭保持装置の前記第１の顎部および前記第２の顎部を前記顎部の閉ポジションへ移動させるステップと、
ｅ.  杭を海底まで下降するステップと、
ｆ.  杭を海底に打ち込むステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記杭保持システムの支持システムを使用して、前記杭設置場所に対して杭を配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
ステップｅの間、杭は前記杭保持装置によって保持されることを特徴とする請求項３５または請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
少なくとも１つ以上のステップ、好ましくはすべてのステップの間、前記船舶は浮遊状態にあることを特徴とする請求項３５から請求項３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
ステップｅおよび／またはステップｆの間、前記杭保持装置は、波によって引き起こされる前記船舶の動きとは独立して、既定のＸ−Ｙ場所を維持するために、波によって引き起こされる前記船舶の動きに対して補償されることを特徴とする請求項３５から請求項３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記船舶は、ステップａも実行することを特徴とする請求項３５から請求項３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
ステップｃおよび／またはステップｅは、前記船舶上のクレーンによって実行されることを特徴とする請求項３５から請求項４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムで使用される杭保持装置であって、
前記杭保持システムは、前記船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、
前記杭保持装置は、
−  ベース構造、第１の顎部および第２の顎部であって、前記第１の顎部および前記第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、前記第１の顎部および前記第２の顎部は、これら顎部の前記内側端部において、前記杭保持装置が前記杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する閉ポジションと、杭を横方向において前記杭保持装置内に受け入れ可能にするかまたは前記杭保持装置から取り外し可能にする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、前記ベース構造のそれぞれの旋回部分に対して旋回可能に接続されている、ベース構造、第１の顎部および第２の顎部と、
−  前記第１の顎部および前記第２の顎部、ならびに好ましくは前記ベース構造に備えられる走路構造、例えばラックまたはレールセクションであって、前記走路構造は、前記第１の顎部、前記第２の顎部または前記ベース構造の長手方向に沿って延在する、走路構造と、
−  ３つの一次杭係合デバイスであって、前記一次杭係合デバイスの各々は、シャーシと、１つ以上の杭係合要素、例えば杭を前記杭通路内に係合するための１つ以上の杭ガイドローラと、前記杭保持装置内に配置された杭との係合または解放のためにアクティブポジションとパッシブポジションとの間で１つ以上の前記杭係合要素を移動させるためのアクチュエータと、を備えており、前記アクチュエータは、前記杭係合要素が前記アクティブポジションにありかつ前記第１の顎部および前記第２の顎部がこれら顎部の前記閉ポジションにある場合に、さまざまな直径を有する杭とすべての前記一次杭係合デバイスとが同時に係合できるようにする、３つの一次杭係合デバイスと、
を備えており、
前記一次杭係合デバイスはシャーシをさらに備え、前記一次杭係合デバイスの各々の前記シャーシは、前記走路構造の１つに移動可能に支持されており、
前記シャーシの各々は、前記走路構造に沿って前記シャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられており、そのため、前記杭の長手方向軸線周りで前記杭保持装置内にクレーンによって支持された杭を回転させるために、杭との係合中に前記杭保持装置の内周に沿って前記一次杭係合デバイスを、より具体的には前記杭係合要素を移動させ、
前記杭保持システムは、前記一次杭係合デバイスの前記駆動装置を制御するよう、かつ前記一次杭係合デバイスを前記走路構造に沿ってまとめて駆動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杭保持装置。
【請求項４３】
前記杭保持装置は、前記一次杭係合デバイスが前記パッシブポジションにある場合に杭と係合するための３つの二次杭係合デバイスをさらに備えており、
前記二次杭係合デバイスの各々は、１つ以上の杭係合要素、例えば杭を前記杭通路内に係合するための１つ以上の杭ガイドローラと、前記杭保持装置内に配置された杭との係合および当該杭の解放のためにアクティブポジションとパッシブポジションとの間で１つ以上の前記杭係合要素を移動させるためのアクチュエータと、を備えており、前記アクチュエータは、前記杭係合要素が前記アクティブポジションにありかつ前記第１の顎部および前記第２の顎部がこれら顎部の前記閉ポジションにある場合に、さまざまな直径を有する杭とすべての前記二次杭係合デバイスとが同時に係合できるようにすることを特徴とする請求項４２に記載の杭保持装置。
【請求項４４】
前記二次杭係合デバイスは、シャーシをさらに備えており、前記二次杭係合デバイスの各々の前記シャーシは、前記走路構造の１つに移動可能に支持されており、
前記シャーシの各々は、前記走路構造に沿って前記シャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられており、そのため、前記杭の長手方向軸線周りで前記杭保持装置内にクレーンによって支持された杭を回転させるために、杭との係合中に前記杭保持装置の内周に沿って前記杭係合デバイスを、より具体的には前記杭係合要素を移動させることを特徴とする請求項４２または請求項４３に記載の杭保持装置。
【請求項４５】
前記走路構造の各々は、少なくとも１つの一次杭係合デバイスおよび少なくとも１つの二次杭係合デバイスを支持することを特徴とする請求項４２から請求項４４のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項４６】
前記走路構造の各々は、一次杭係合デバイスまたは二次杭係合デバイスを支持することを特徴とする請求項４２または請求項４３に記載の杭保持装置。
【請求項４７】
前記走路構造は、前記杭保持装置の内周全体に沿って延在するリング形状の走路を形成し、リング形状の前記走路は、前記一次杭係合デバイスを支持し、かつ好ましくは前記二次杭係合デバイスを支持することを特徴とする請求項４２から請求項４６のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項４８】
前記走路構造は、リング形状の第１の走路およびリング形状の第２の走路を形成し、前記第１の走路および前記第２の走路の両方が、前記杭保持装置の内周全体に沿って延在することを特徴とする請求項４２から請求項４７のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項４９】
前記一次杭係合デバイス、および好ましくは前記二次杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームを備えており、
前記サスペンションアームの各々は、係合端部と旋回端部とを有しており、
前記サスペンションアームは、前記サスペンションアームが旋回軸線周りで旋回可能なように、前記旋回端部において旋回可能に支持されており、
好ましくは前記旋回端部は、前記サスペンションアームの上端部であり、
好ましくは前記旋回軸線は水平旋回軸線であり、
前記サスペンションアームの各々は、前記係合端部において、１つ以上の杭係合要素が設けられていることを特徴とする請求項４２から請求項４８のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項５０】
前記第１の顎部および前記第２の顎部が閉ポジションにある場合に、すべての前記杭係合デバイスがさまざまな直径を有する対応する杭と同時に係合できるように、前記サスペンションアームを前記旋回軸線周りでさまざまな角度ポジションで配置するために、前記杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項４９に記載の杭保持装置。
【請求項５１】
前記サスペンションアームアクチュエータは、前記シャーシと前記サスペンションアームとの間に設けられていることを特徴とする請求項５０に記載の杭保持装置。
【請求項５２】
前記第１の顎部および前記第２の顎部が閉ポジションにある前記杭保持装置は、環状構造を形成しており、
前記走路構造は、前記環状構造の内周に沿って、好ましくは前記内周に全面的に沿って延在することを特徴とする請求項４２から請求項５１のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項５３】
１つ以上の前記杭係合要素は、杭ガイドローラを備えており、好ましくは、キャリア旋回軸線周りで旋回するようにサスペンションアームの支持端部に旋回可能に接続されたキャリアに支持された２つ以上の杭ガイドローラを備えており、
続いて、前記サスペンションアームは、サスペンションアーム旋回軸線周りで旋回可能であり、
前記杭ガイドローラの各々は、回転軸線を有しており、
前記杭ガイドローラは、前記杭ガイドローラの前記回転軸線が前記キャリア旋回軸線に平行に延在するように、前記キャリアによって支持されており、
好ましくは、前記キャリア旋回軸線は、前記サスペンションアーム旋回軸線に平行に延在することを特徴とする請求項４２から請求項５２のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項５４】
前記ベース構造、前記第１の顎部および前記第２の顎部の各々は、少なくとも１つの前記杭係合デバイスを支持することを特徴とする請求項４２から請求項５３のいずれか一項に記載の杭保持装置。
【請求項５５】
例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムであって、
前記杭保持システムは、前記船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、
前記杭保持システムは、
−  請求項４２から請求項５４の１つ以上に記載の杭保持装置と、
−  前記船舶の前記デッキに取り付けられる杭保持装置支持システムと、
を備えており、
前記杭保持装置支持システムは、前記ベース構造において前記杭保持装置を支持する、好ましくは前記ベース構造において前記杭保持装置を移動可能に支持することを特徴とする杭保持システム。
【請求項５６】
前記杭保持装置支持システムは、好ましくは第１の方向において前記杭保持装置を移動させるよう構成されており、前記第１の方向は、船内ポジションと船外ポジションとの間において、前記杭保持システムが前記船舶の前記デッキに取り付けられた場合に前記船舶の前記デッキに略平行となることを特徴とする請求項５５に記載の杭保持システム。
【請求項５７】
前記杭保持装置は、前記船外ポジションにある場合に、前記杭設置場所において杭を直立姿勢で保持するために、前記船舶の輪郭の外側に位置され、
前記杭保持装置は、前記第１の顎部および前記第２の顎部が開ポジションにある前記船内ポジションにある場合に、前記船舶の輪郭の内側に位置されることを特徴とする請求項５６に記載の杭保持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭の設置のために、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムに関し、当該杭保持システムは、杭を船舶に隣接する杭設置場所に垂直姿勢で支持するよう構成されている。本発明は、そうした杭保持システムを備える船舶およびそうした船舶および／または杭保持システムが使用される杭設置方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
洋上風力タービンを設置するための公知の方法において、まず杭を海底に打ち込み、杭の形態の基礎が設置され、その後、風力タービンが、風力タービンを当該杭の上に設置することによって、または一度にまとめて風力タービンを設置することによって、あるいは風力タービンを分けて杭の上で組み立てることによって、杭の上に設置される。この公知の方法では、杭を海底に打ち込むことによって杭は設置され、その後、風力タービンの上方部分が杭の頂部に設置されてもよい。杭は、船舶に搭載されて設置場所に輸送される。一度船舶が杭設置場所に到着すると、杭は、打ち込みのために杭設置場所に据えられる。打ち込み中、杭は典型的には船舶上に備えられた杭保持システムによって支持される。
【０００３】
風力タービンはより大きくなる傾向があるため、現在遭遇する風力タービンより深い水深で洋上風力タービンを設置場所に設置することが要求されている。その両方により、より大きくかつより重力のある基礎がもたらされる。そのため、近い将来、１００メートルより大きく、場合により１２０メートルより大きい、もしくはそれ以上の杭を設置することが必要とされると予想される。そうした杭の重量は、１０００ｍｔ、場合により１３００ｍｔ、もしくはそれ以上大きいものとなることがある。
【０００４】
打ち込み中に杭保持装置が杭を保持することを確実にするために、杭保持装置は、船舶の輪郭の外側で支持される。好ましくは、杭保持装置は、船外ポジションに永続的に固定される様式で固定されず、杭を支持する必要がない場合には、保管ポジションへと移動可能となる。保管時、杭保持装置は、もはや船舶の輪郭を越えて突出せず、それによって他の船や障害物に対する船の移動が容易となる。
【０００５】
特許文献１は、杭保持装置と杭保持装置支持システムとを含む杭保持システムを開示している。杭保持装置支持システムは、杭保持装置を船外ポジションでつまり船体の輪郭の外側で支持するために、船舶のデッキに取り付けられるフレームを備えている。杭保持装置支持システムは、杭を正しい杭設置場所に直立姿勢で支持すべく、船舶に対する杭保持装置の船外ポジションを調整できるように、杭保持装置支持システムに対して杭保持装置を移動させるようにさらに構成されている。杭保持システムは、杭保持装置を船外ポジションから船内ポジションつまり杭保持装置が船舶の輪郭内に位置されるポジションへ移動するようには構成されていない。
【０００６】
大多数の船舶においてデッキスペースは限られた財貨であるため、杭保持システムの設置面積は好ましくは最小限に維持される。また杭保持装置は、保管時に最小限のデッキスペースしか占めないことが好まれている。いくつかの従来技術では、杭保持システムは、使用されていない時はクレーンによって取り外され、デッキ上または支援船に保管される。杭保持システムの取り外しおよび設置は、複雑なプロセスである。そのため、杭保持装置が杭を支持するために使用可能となるアクティブポジションと、杭保持装置が例えば船舶の船体に沿って折り畳まれる非アクティブポジションとの間で切り替え可能な杭保持システムが開発された。
【０００７】
特許文献２は、支持フレームと杭保持装置とを備える杭保持システムを開示している。支持フレームは、当該フレームが上昇ポジションと下降ポジションとの間で旋回できるように、船舶のデッキにヒンジ様式で取り付けられている。上昇ポジションでは、フレームは、杭保持装置を傾斜姿勢で配置して船舶の輪郭に隣接させる。下降ポジションでは、フレームは、杭を直立姿勢で支持するために、杭保持装置を船舶の輪郭の外側において水平保持姿勢で支持する。船内ポジションと船外ポジションとの間での杭保持装置の旋回は、複雑なフレームを必要とし、それゆえ杭保持システムに大きな設置面積をもたらす。さらに、複雑なフレームが原因となり、杭保持装置は、杭の設置中に船舶の船体から比較的遠くで支持され、過剰な剛性ひいては重量のあるフレームを必要とする。
【０００８】
現在、杭の設置はジャッキアップ船舶を使用して行われており、当該船舶では、船舶を少なくとも部分的に水から持ち上げるために脚が水中に下降され、それによって波が船舶に与える影響は制限されるかまたは最小限に抑えられる。しかしながら、そうしたジャッキアップタイプの船舶の欠点は、脚の下降時間と、水からの船舶の持ち上げと、杭の設置後の逆のプロセスの完了とに多大な時間がかかることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０２６６０９５０号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２８８６７２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、代替的な杭保持システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、デッキスペースのより効率的な使用を可能にする改良された杭保持システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムが提供され、当該杭保持システムは、杭を、船舶に隣接する杭設置場所で直立姿勢で支持するよう構成されており、当該杭保持システムは、
−  ベース構造と第１の顎部(jaw)と第２の顎部とを備える杭保持装置であって、第１の顎部および第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、第１および第２の顎部(yaw)は、杭保持装置内に保持された杭のための杭通路を杭保持装置が画定する閉ポジションと、杭を横方向において杭保持装置内に受け入れるかまたは杭保持装置から取り外すことができるようにする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、その内側端部においてベース構造のそれぞれの旋回部分に旋回可能に接続されている、杭保持装置と、
−  複数の杭係合デバイスであって、ベース構造と第１の顎部と第２の顎部との各々が、少なくとも１つの杭係合デバイスを支持し、係合デバイスの各々は１つ以上の杭係合要素、例えば杭通路内の杭と係合するための１つ以上の杭ガイドローラを備える、杭係合デバイスと、
−  船舶のデッキに取り付けられる杭保持装置支持システムであって、当該支持システムは、杭保持装置を好ましくはベース構造において移動可能に支持しており、当該支持システムは、杭保持装置を第１の方向に移動させるよう構成され、当該第１の方向は、船内ポジションと船外ポジションとの間において、杭保持システムが船舶のデッキに取り付けられる場合に、船舶のデッキに略平行となる、杭保持装置支持システムと、
を備え、
杭保持装置は、船外ポジションにある場合に、杭を設置場所で直立姿勢で保持するために船舶の輪郭の外側に位置され、杭保持装置は、第１および第２の顎部が開ポジションにある船内ポジションにある場合に、船舶の輪郭内に位置される。
【００１２】
本発明の杭保持システムは、船舶のデッキに取り付けられ、当該船舶はデッキを支持する船体を有し、平面図では船舶の輪郭を画定する。
【００１３】
杭保持システムが船舶のデッキに取り付けられている場合、第１の方向は船舶のデッキに略平行である。したがって、杭保持装置が第１の方向に移動されると、当該杭保持装置は略水平方向に移動される。
【００１４】
杭保持装置支持システムは、杭保持装置を船外ポジションで支持するよう構成されており、この船外ポジションでは、杭保持装置は、杭係合デバイスを用いて、洋上風力タービンを支持するよう構成された杭と係合して、その杭を、船舶に隣接する杭設置場所で直立状態で支持することができる。
【００１５】
杭保持装置支持システムはさらに、杭保持装置が船舶の輪郭の外側に位置される船外ポジションから、杭保持装置が船舶の輪郭の内側に位置される船内ポジションへ、杭保持装置を第１の方向に移動させるよう構成されている。このように、杭保持装置を、平面図で見た場合に杭保持装置が船舶のデッキに隣接して位置されるポジションから、杭保持装置が船舶のデッキの上方に位置されるポジションへ、第１の方向に平行に移動させることができる。
【００１６】
特許請求の範囲に記載の発明に基づく杭保持システムによって、杭保持装置を、杭保持装置支持システムによって船内ポジションに移動できる。船内ポジションへの杭保持装置の移動は、杭保持装置を杭保持装置支持システムから取り外すことを必要とせず、かつ杭保持装置支持システムを船舶のデッキから取り外すことも必要としない。そのため、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で素早く効率的に移動させることができる。
【００１７】
さらに、本発明に基づく杭保持システムを用いて顎部を開くことによって、第１の方向における杭保持装置のサイズが小さくなり、そのため杭保持装置を船舶の輪郭内に移動するために当該杭保持装置が移動される距離が小さくなる。
【００１８】
特許請求の範囲に記載の発明によれば、杭保持システムは、より具体的には杭保持装置支持システムおよび杭保持装置は、杭保持装置を、第１および第２の顎部が開ポジションにある状態で船内ポジションに配置するよう構成される。この顎部が開かれている状態の船内ポジションにより、杭保持装置を船舶の輪郭内に移動するために当該杭保持装置が移動される距離が低減され、それによってそのプロセスが高速化される。
【００１９】
さらに、杭保持装置の顎部が開かれている状態の船内ポジションに起因して、杭保持装置の設置領域は船内ポジションにある場合は細長形状を有する。また、船内ポジションにある杭保持装置の設置領域は、船舶の輪郭に隣接して位置されかつ船舶の輪郭に沿って延在しており、それによって、さらに杭保持装置支持システムを船舶の輪郭に隣接して位置することができる。従来技術では杭保持装置支持システムの設置領域は大きな面積を備えており、当該領域は船舶の輪郭から離れる方向に広がり、ひいてはより多くの、より使用可能なデッキスペースを占有する。これに関連して、船舶の輪郭に密接に隣接するデッキスペースは物品の保管にあまり適しておらず、かつ船舶の輪郭から遠く離れて位置するデッキスペースと比較して、あまり集中して使用されることがないことに留意されたい。
【００２０】
本発明に基づく杭保持システムを用いて顎部を開放することによって、杭保持装置の第１の方向におけるサイズが小さくなり、それゆえ杭保持装置を船舶の輪郭内に移動するために当該杭保持装置が移動される距離が低減される。
【００２１】
一実施形態において、第１の顎部の顎部旋回軸線および第２の顎部の顎部旋回軸線は所定の平面を画定し、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある場合に第１および第２の顎部の外側端部は平面の片側に位置され、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある場合に第１および第２の顎部の外側端部は平面内または平面の反対側に位置される。
【００２２】
そうした構成は、これら顎部を、幅広くつまりベース構造の旋回部分までまたは当該旋回部分を越えて開くことを可能にし、より具体的には、杭保持装置のベース構造が杭保持装置のうち第１の方向において最も遠くまで延在する部分となる程度まで、第１の顎部および第２の顎部を開くことができる。したがって、特許請求の範囲に記載の発明に基づく杭保持システムを用いて、船舶の輪郭内でベース構造を移動させることにより、杭保持装置全体は、すなわち第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある状態で船舶の輪郭内にもたらされる。
【００２３】
さらなる実施形態では、第１の顎部および第２の顎部は、顎部が開放された構成にある場合、相対する方向において第１の方向に対して略垂直に延在する。そうした実施形態では、第１の方向における杭保持装置のサイズが最小となる。
【００２４】
杭保持装置が船内ポジションにある場合、杭保持システムのほぼ全体が船舶の輪郭内に位置される。船舶の輪郭内に杭保持装置を完全に引き込むことができる利点は、大きな物品、例えば杭打ちハンマーまたは杭に取り付けられるかまたは杭の一部である移行部品を、杭保持システムを容易に通過させることができることである。
【００２５】
一実施形態において、杭保持システムは、第１の顎部をその閉ポジションとその開ポジションとの間で旋回させるよう構成され、かつ第２の顎部をその閉ポジションとその開ポジションの間で旋回するよう構成された作動システムをさらに備える。
【００２６】
一実施形態において、船外ポジションおよび船内ポジションにある杭保持装置は水平姿勢を有しており、支持システムは、杭保持装置の水平の向きを維持しながら、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で移動させるよう構成されている。
【００２７】
そうした実施形態では、杭保持装置は、船内ポジションにおいて、杭保持装置が使用されるポジションと同じポジションにおいてすなわち杭保持装置によって画定される中心軸線が垂直方向に延在する水平方向構成で支持され、当該中心軸線は、杭保持装置によって支持される杭の中心軸線とおおむね一致する。これによって、杭保持装置を例えば作業中に傾斜姿勢または直立姿勢となるよう旋回する必要がないため、保管ポジションと保持ポジションとの間ですばやく効率的に切り替えることができる。
【００２８】
言い換えると、杭保持装置は、船内ポジションにある場合、顎部が開ポジションにある状態で水平ポジションで支持されるため、杭保持装置は、杭の係合に備えて所定のポジションで支持される。杭保持装置は、杭設置場所において船舶に隣接して位置される杭と係合するように、船内ポジションから第１の方向に移動されるだけで充分である。これによって、杭保持装置の迅速な展開が可能となる。
【００２９】
また、杭保持装置は、船内ポジションと船外ポジションとの間で移動される際に傾斜されずあるいは旋回されないため、杭保持装置は、杭保持装置が船外ポジションにある場合とほぼ同じ向きを有するように船内ポジションで支持される、つまり船内ポジションおよび船外ポジションの両方において水平の向きを有する。したがって、本発明の付加的な利点は、船内ポジションにある間、メンテナンスおよび検査のために杭保持装置に容易にアクセスできることである。これは、船外ポジションで杭保持装置を使用する間に杭保持装置の構成要素にアクセスしかつ当該構成要素が支持される方法およびポジションと同じ方法およびポジションで、杭保持装置とその構成要素にアクセスしてチェックできるためである。例えば、使用中に杭保持装置の構成要素、例えば油圧動力源へのアクセスを提供するために杭保持装置に設けられた歩道を、杭保持装置が船内ポジションで支持されている場合にも使用できる。これによって、杭保持装置の単純な設計が可能になる。
【００３０】
代替実施形態では、杭保持装置を、船内ポジションにある場合の略垂直の向きと船外ポジションにある場合の略水平の向きとの間でベース構造旋回軸線周りで支持システムに対して旋回させることができるように、杭保持装置のベース構造は支持システムに旋回可能に取り付けられている。この例では、杭がクレーンによって吊り上げられて杭保持装置によって係合される前に垂直の向きで配置されることが想定されるため、杭保持装置は船舶での航行や港での係留などを考慮して船内ポジションにある場合に略垂直の向きで傾斜され、一方で杭保持装置は杭を支持するために略水平の向きで傾斜されることが想定される。
【００３１】
一実施形態において、杭保持装置支持システムは、第１の方向に延在する走路、好ましくは船舶のデッキに取り付けられる走路と、杭保持装置のベース構造を支持するよう構成されたベース運搬機と、を備えており、当該ベース運搬機は、杭保持装置を船外ポジションで支持するためのポジションと、杭保持装置を船内ポジションで支持するためのポジションとの間で走路に沿って動くようさらに構成されている。
【００３２】
さらなる実施形態では、杭保持装置は第１の方向において所定の長さを有しており、走路は第１の方向において所定の長さを有しており、走路の長さ、より具体的には、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で移動させる場合の走路に沿うベース運搬機の走行距離は、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある杭保持装置の長さよりも短く、走路の長さ、より具体的には、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で移動させる場合の走路に沿うベース運搬機の走行距離は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある杭保持装置の長さと、ほぼ同様であり、好ましくはより長い。
【００３３】
そのため、走路の幅を短く維持することができ、杭保持システムの設置面積を最小限に抑えることができる。
【００３４】
一実施形態において、杭保持装置は、第１の方向において所定の長さを有しており、走路は、第１の方向において所定の長さを有しており、走路の長さ、より具体的には、杭保持装置を船内ポジションと船外ポジションとの間で移動させる場合の走路に沿うベース運搬機の走行距離は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある杭保持装置の長さと、ほぼ同様である。
【００３５】
そのため、走路の長さを短く維持することができ、杭保持システムの設置面積を最小限に抑えることができる。
【００３６】
一実施形態において、杭保持装置は、第１の方向に垂直な方向において所定の幅を有しており、走路は、第１の方向に垂直な方向において所定の幅を有しており、走路の幅は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある杭保持装置の幅よりも短く、好ましくは走路の幅は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある杭保持装置の幅の６０％よりも短い。
【００３７】
そのため、走路の長さを短く維持することができ、杭保持システムの設置面積を最小限に抑えることができる。さらなる実施形態では、走路は単一のレールを備えており、杭保持装置は当該レールの両側に延在している。そのため、直接の接地領域つまりレールで覆われるデッキ領域を最小限に抑えられる。
【００３８】
さらなる実施形態では、平面図では杭保持装置が船外ポジションにありかつ第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある杭保持システムがＴ字型のものとなるように、第１の顎部および第２の顎部は、顎部が開放された構成である場合、相対する方向において第１の方向に対して略垂直に延在する。
【００３９】
一実施形態において、杭保持装置支持システムが船舶に対する水平平面内に杭保持装置を配置することができるように、杭保持装置支持システムは、第１の外側ポジションと第２の外側ポジションとの間で、好ましくは第１の方向に垂直である第２の方向に杭保持装置を移動させるよう構成されている。そのため、杭保持システムが船舶のデッキに取り付けられた場合には、杭保持装置は、第２の方向に移動される場合、船舶のデッキに略平行に移動される。
【００４０】
第１の方向における動きと第２の方向における動きとを組み合わせることで、杭保持装置を船舶に対する水平平面内に配置でき、より具体的には、船外ポジションにある場合、杭保持装置を船舶に対して位置決めできる。そのため、杭を直立姿勢で支持するよう、杭保持装置を船舶に隣接する杭設置場所において杭と正確に整列させることができる。杭保持システムを備える船舶は、設置場所に対して完全に正しく配置されないことがあることに留意されたい。そうした場合、杭保持装置支持システムおよび杭保持装置は、設置場所と正しく位置合わせされるよう使用されてもよい。また、杭を海底に打ち込む間に杭が傾くことがあり、その偏りは、杭保持装置のポジションを調整し、ひいては杭を直立姿勢に戻すことによって補正され得る。
【００４１】
一実施形態において、杭保持装置支持システムは、第１の方向に延在する走路、好ましくは船舶のデッキに取り付けられる走路と、走路に沿う移動のためのベース運搬機と、を備えている。この実施形態では、ベース運搬機は、ベース構造を支持するよう構成されており、かつ杭保持装置支持システムは、船舶に対する水平平面内に杭保持装置を配置することができるように、ベース構造は、第１の外側ポジションと第２の外側ポジションとの間で、好ましくは第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能である。
【００４２】
代替実施形態では、走路は第２の方向に延在してもよく、ベース構造は第１の方向においてベース運搬機に対して移動可能である。
【００４３】
一実施形態において、走路は、第１の方向に延在する１つ以上のレールを備えており、杭保持装置支持システムは、杭保持装置のベース構造を支持するよう構成されたベース運搬機を備えており、ベース運搬機は、船外ポジションで杭保持装置を支持するためのポジションと、船内ポジションで杭保持装置を支持するためのポジションとの間で、走路に沿ってつまり１つ以上のレールに沿って移動するよう構成されている。
【００４４】
一実施形態において、走路は、走路に沿う移動のための単一のレールと単一の運搬機とを備える。代替実施形態では、走路は２つのレールを備えており、これらのレールは互いに間隔を置いて平行に配置される。そうした実施形態では、ベース運搬機は、好ましくはＵ字形の運搬機フレームを備えており、運搬機フレームは、走路のレールに沿って各々が延在する２つの脚と、これら脚を接続する少なくとも１つの横断セクションと、を備える。好ましくは、少なくとも１つの横断セクションが、杭保持装置に面する脚の端部においてこれら脚を接続する。少なくとも１つの横断セクションは、好ましくはベース構造を支持する。
【００４５】
一実施形態において、ベース運搬機はＵ字形の運搬機フレームを備えており、運搬機フレームは２つの脚を備えており、各脚は走路に沿って延在しており、好ましくは各脚は走路のレールに沿って延在しており、少なくとも１つの横断セクションがこれら脚を接続しており、少なくとも１つの横断セクションは、好ましくは杭保持装置に面する脚の端部においてこれら脚を接続しており、少なくとも１つの横断セクションは、好ましくはベース構造を支持する。
【００４６】
一実施形態において、ベース運搬機は、Ｉ字形またはＴ字形の運搬機フレームを備えており、運搬機フレームは、Ｉ字形またはＴ字形の垂直バーに対応する部分を備えており、当該部分は、走路に沿って延在しており、別の走路が、Ｉ字型の運搬機フレームの自由端部にまたは運搬機フレームのうちＴ字型の水平バーに対応する部分に設けられており、ベース構造は当該別の走路に移動可能に接続されている。
【００４７】
一実施形態において、杭支持システムは、制御システムをさらに備えており、当該制御システムは、水平平面内でアクティブ動作補償を提供するよう構成され、一方で、杭保持装置は、杭設置場所に対する船舶の動きを補正するために、船舶に隣接する設置場所で杭を直立姿勢で支持する。
【００４８】
一実施形態において杭が杭保持装置に入れられる間および／または杭保持装置が船舶に隣接する杭設置場所で杭を直立姿勢で支持している間、杭のポジションおよび／または向きをモニタするよう構成されたモニタリングシステムと、第１の顎部と第２の顎部と杭保持装置支持システムとの動きを制御するよう構成された制御システムと、をさらに備える。
【００４９】
一実施形態において、制御システムは、杭のポジションおよび／または向きが既定の第１の値を超えたことをモニタリングシステムが示す場合に、杭保持装置を船外ポジションへ向けておよび／または船外ポジションを通り過ぎるよう移動させることによって、杭を船舶から離れるよう移動させるよう構成される。
【００５０】
一実施形態において、一方における杭と他方における第１の顎部および第２の顎部との間の干渉を避けるために、制御システムは、第１の顎部および第２の顎部をそれぞれの開ポジションへ自動的に移動させるよう構成されている。
【００５１】
言い換えると、制御システムは、杭保持装置の顎部が開ポジションにある場合に杭保持装置を船外ポジションへ向けてかつ／または船外ポジションを通り過ぎるように移動させることによって杭を船舶から離れるように押し出すよう構成されてもよく、かつ／または、杭のポジションおよび／または向きが既定の値を超える場合に杭保持装置を船外ポジションへ向けてかつ／または船外ポジションを通り過ぎるように移動させることによって杭保持装置の顎部が自動的に開放されるよう構成されてもよい。
【００５２】
そうした実施形態では、支持システムは、好ましくは、特に杭がまだ海底に打ち込まれていない場合に杭保持装置を船外ポジションを越えて移動させるよう構成される。好ましくは、制御システムは、杭の設置に関する情報を包含するよう構成されており、より具体的には杭がすでに海底に打ち込まれているかどうかを例えばモニタリングシステムを使用してモニタリングすることができ、かつ好ましくは杭がまだ海底に取り付けられていない場合および／または杭がもはやクレーンによって支持されていない場合に杭を船舶から離れるように押し出すことを単に可能にし、かつ／または杭と当該杭を支持するクレーンとの間の接続を解除するよう構成されている。
【００５３】
一実施形態において、制御システムは、杭のポジションおよび／または向きが既定の第２の値を超えたことをモニタリングシステムが示す場合に、杭保持装置を船内ポジションへ向けて移動させることによって、杭保持装置を杭から離れるよう移動させるよう構成される。第１および第２の値は、同一であってもよい。この実施形態は、杭がすでに少なくとも部分的に海底に打ち込まれておりかつ杭を押し出すことがもはや実現または実行できずもしくは望まれない場合に、とりわけ有用となり得る。
【００５４】
モニタリングシステムは、杭がすでに少なくとも部分的に海底に打ち込まれているかどうかをモニタリングするようにさらに構成されてもよく、それによって、制御システムは、上述の実施形態を実現する、つまり杭が少なくとも部分的に海底に打ち込まれた場合に機能する。当然のことながら、この機能を手動で作動させることも可能である。
【００５５】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部は、閉ポジションから開ポジションに旋回される場合に、約９０度の角度にわたって旋回され、かつ好ましくは、第１の顎部および第２の顎部は、顎部が開放された構成にある場合に、相対する方向において第１の方向に対して略垂直に延在する。
【００５６】
一実施形態において、ベース構造、第１の顎部および第２の顎部の各々は、１２０度の弧形状の軌道に沿って延在する。したがって、ベースセクションと第１および第２の顎部との各々は、第１および第２の顎部が閉ポジションにある場合に、杭保持装置の円周の３分の１を形成してもよい。
【００５７】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部ならびに好ましくはベース構造の各々は、これら顎部が閉ポジションにある場合に円形の内周を有する環状構成を杭保持装置に提供するように、それぞれ半円形構成を有する。
【００５８】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある場合に、第１の顎部および第２の顎部の外側端部は結合し、好ましくはロック機構は、例えば外側端部を互いに接続することによって、第１の顎部および第２の顎部をこれら顎部の閉ポジションにロックするために設けられる。
【００５９】
一実施形態において、杭の大まかな位置決めおよび／または杭と杭保持装置の他の部分との間の衝突の防止のために、杭保持装置は、好ましくはベース構造に取り付けられたフェンダー構造を備える。
【００６０】
一実施形態において、杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームを備えており、サスペンションアームの各々は、係合端部と旋回端部とを有しており、サスペンションアームは、サスペンションアームが旋回軸線周りで旋回可能なように、旋回端部において旋回可能に支持されており、好ましくは旋回端部は、サスペンションアームの上端部であり、好ましくは旋回軸線は水平旋回軸線であり、サスペンションアームの各々は、係合端部において、１つ以上の杭係合要素が設けられている。
【００６１】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある場合に、すべての杭係合デバイスがさまざまな直径を有する対応する杭と同時に係合できるように、杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームを旋回軸線周りでさまざまな角度ポジションで配置すべく、サスペンションアームアクチュエータを備えている。
【００６２】
上記実施形態は、杭係合デバイスが杭の外面と係合しながら、杭通路を通って下降される杭の直径の変化に関する調整を可能にする。サスペンションアームアクチュエータは、杭の中心を固定したまま維持しかつ杭係合要素例えばローラを杭の表面に対して略垂直に平行移動できるよう構成された直径調整システムを使用して制御されてもよい。その利点は、杭の円錐セクションのコーティング上でスリップが発生しないことである。
【００６３】
一実施形態において、杭係合デバイスはシャーシを備えており、第１の顎部および第２の顎部、ならびに好ましくはベース構造の各々は、それぞれの第１の顎部、第２の顎部またはベース構造の長手方向に沿って延在する走路構造、例えばラックまたはレールセクションを備えており、杭係合デバイスの各々のシャーシは、走路構造の１つに移動可能に支持されており、シャーシの各々には、走路構造に沿ってシャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられている。
【００６４】
一実施形態において、サスペンションアームアクチュエータは、シャーシとサスペンションアームとの間に設けられている。
【００６５】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある杭保持装置は、環状構造を形成しており、走路構造は、環状構造の内周に沿って、好ましくは内周に全面的に沿って延在している。
【００６６】
一実施形態において、杭保持システムは、杭係合デバイスの駆動装置を制御するようかつ走路構造に沿ってまとめて杭係合デバイスを駆動するよう構成された制御システムをさらに備える。
【００６７】
一実施形態において、１つ以上の杭係合要素は、杭ガイドローラを備えており、好ましくは、キャリア旋回軸線周りで旋回するようにサスペンションアームの支持端部に旋回可能に接続されたキャリアに支持された２つ以上の杭ガイドローラを備えており、続いてサスペンションアームは、サスペンションアーム旋回軸線周りで旋回可能であり、杭ガイドローラの各々は、回転軸線を有しており、杭ガイドローラは、杭ガイドローラの回転軸線がキャリア旋回軸線に平行に延在するように、キャリアによって支持されており、好ましくはキャリア旋回軸線は、サスペンションアーム旋回軸線に平行に延在する。
【００６８】
杭ガイドローラの利点は、杭係合デバイスが杭の外面と係合すると同時に、杭係合デバイスが、杭通路を通って下降される杭の直径の変化に追従できることである。
【００６９】
一実施形態において、走路構造は半円形の走路構造である。
【００７０】
本発明はまた、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムを備える船舶に関し、当該杭保持システムは、船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、杭保持システムは、
−  ベース構造と第１の顎部と第２の顎部とを備える杭保持装置であって、第１の顎部および第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、第１の顎部および第２の顎部は、これら顎部の内側端部において、杭保持装置が杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する閉ポジションと、杭を横方向において杭保持装置内に受け入れ可能にするかまたは杭保持装置から取り外し可能にする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、ベース構造のそれぞれの旋回部分に対して旋回可能に接続されている、杭保持装置と、
−  複数の杭係合デバイスであって、ベース構造と第１の顎部と第２の顎部との各々は、少なくとも１つの杭係合デバイスを支持し、杭係合デバイスの各々は、１つ以上の杭係合要素を備えており、例えば１つ以上の杭ガイドローラを各々が備える、杭係合デバイスと、
−  船舶のデッキに取り付けられる支持システムであって、当該支持システムは、ベース構造において杭保持装置を移動可能に支持しており、支持システムは、船内ポジションと船外ポジションとの間において第１の方向に杭保持装置を移動させるよう構成されている、支持システムと、
を備えており、
杭保持装置は、船外ポジションにある場合、杭を設置場所において直立姿勢で保持するために、船舶の輪郭の外側に位置され、かつ杭保持装置は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある船内ポジションにある場合、船舶の輪郭の内側に位置される。
【００７１】
一実施形態において、船舶は長手方向軸線を有しており、当該長手方向軸線は、船首と船尾との間に延在しており、杭保持装置は、第１の方向に移動される場合、船舶の長手方向軸線に対して垂直に移動される。
【００７２】
一実施形態において、杭保持システムは、船舶の船尾側において上から見ると船舶の輪郭の外側で杭を保持するように、船舶の船尾に配置される。
【００７３】
一実施形態において、船舶は、杭を取り扱うためのクレーンをさらに備えており、クレーンは、船舶の重心と一致するよう船舶の船尾に配置されている。
【００７４】
一実施形態において、杭保持システムはクレーンに隣接して配置される。
【００７５】
一実施形態において、船舶は、杭保持システムが配置される側とは反対にあるクレーンの側にて、船舶の船尾における保管場所をさらに備えており、保管場所は、杭を海底に打ち込むための杭打ち機構を保管できる。
【００７６】
一実施形態において、船舶は、船舶の長手方向軸線に平行な水平の向きで杭を保管するためのデッキスペースを備える。
【００７７】
本発明はさらに、洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための方法に関し、少なくとも部分的に、本発明に基づく船舶が使用され、当該方法は、
a.  杭を洋上の杭設置場所に輸送するステップと、
ｂ.  杭保持装置を船内ポジションから船外ポジションへ移動して、杭保持装置の第１の顎部および第２の顎部を開ポジションに配置するステップと、
ｃ.  杭を、当該杭の上端部で持ち上げて、杭を杭保持装置内に配置するステップと、
ｄ.  杭保持装置の第１の顎部および第２の顎部を顎部の閉ポジションへ移動するステップと、
ｅ.  杭を海底まで下降するステップと、
ｆ.  杭を海底に打ち込むステップと、
を含む。
【００７８】
一実施形態において、当該方法は、杭保持システムの支持システムを使用して、杭設置場所に対して杭を配置するステップをさらに含む。
【００７９】
一実施形態において、ステップｅの間、杭は杭保持装置によって保持される。
【００８０】
一実施形態において、少なくとも１つ以上のステップ、好ましくはすべてのステップの間、船舶は浮遊状態にある。
【００８１】
一実施形態において、ステップｅおよび／またはステップｆの間、杭保持装置は、波によって引き起こされる船舶の動作とは独立して既定のＸ−Ｙ場所を維持するために、波によって引き起こされる船舶の動作に対して補償される。
【００８２】
一実施形態において、船舶は、ステップａも実行する。
【００８３】
一実施形態において、ステップｃおよび／またはステップｅは、船舶上のクレーンによって実行される。
【００８４】
一実施形態において、杭保持装置内に杭を配置するステップは、杭が杭保持装置のフェンダー構造と係合するまで杭と杭保持装置とが互いに対して移動されるように、実行される。
【００８５】
一実施形態において、杭は、杭を杭保持装置内に配置した後にフェンダー構造と係合し、杭係合デバイスは、ステップｄの後においてのみ杭と係合するように作動される。
【００８６】
さらに、洋上基礎杭の設置には、多くの場合、杭を海底に打ち込む前に、杭設置箇所に杭を正しく配置するべく杭の長手方向軸線周りで杭を回転させることを伴うことに留意されたい。入り口のドア、取り付け穴、電源ケーブルのアクセス開口部などの杭の特徴部は、正しく方向付けられている必要がある。
【００８７】
従来技術では、杭を杭保持装置内で中心に位置するために、杭が杭保持装置内にクレーンによって支持され、杭と係合するローラを備える杭係合デバイスによってすでに係合されている間に、杭は正確に方向付けられる。典型的には、先行技術の杭保持装置には、杭駆動装置が設けられており、杭駆動装置は、垂直回転軸線を伴う移動可能に支持される駆動ホイールを備える。杭を方向付けるために、駆動ホイールは杭の外周面に固定されて、それにより杭の垂直軸線周りで杭を回転させるよう駆動される。杭は、典型的には水平回転軸線を有するローラの形態の杭係合デバイスによっても係合されるため、駆動ホイールは、杭係合デバイスと杭との間の摩擦を克服すべく、ひいては杭を回転させるべく、強力でありかつ表面に強く押し付けられる必要がある。これによって、杭を回転させるプロセスは管理が難しくなり不正確となる。
【００８８】
さらに、従来技術の構成では、杭の外面に設けられた特徴部、例えば係留ラグまたは入口ポートに問題があり、潜在的に回転中に杭係合デバイスおよび／または杭駆動装置と衝突する可能性がある。そのため、方向付けの経過中に正しい方向付けが妨げられかつ／または杭の持ち上げまたは下降が要求される。
【００８９】
本発明のさらなる目的は、代替的な杭保持システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、杭の方向付けを改善できるようにする改善された杭保持装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための改善された方法を提供することである。
【００９０】
第２の態様によれば、本発明は、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムで使用される杭保持装置を提供し、当該杭保持システムは、船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、杭保持装置は、
−  ベース構造と第１の顎部と第２の顎部とであって、第１の顎部および第２の顎部の各々は、内側端部と外側端部との間に延在しており、第１の顎部および第２の顎部は、第１の顎部および第２の顎部の内側端部において、杭保持装置が杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する閉ポジションと、杭を横方向において杭保持装置内に受け入れ可能にするかまたは杭保持装置から取り外し可能にする開ポジションと、の間で顎部旋回軸線周りで旋回するように、ベース構造のそれぞれの旋回部分に対して旋回可能に接続されている、ベース構造と第１の顎部と第２の顎部と、
−  第１の顎部および第２の顎部、ならびに好ましくはベース構造に備えられる走路構造、例えばラックまたはレールセクションであって、走路構造は、それぞれの第１の顎部、第２の顎部またはベース構造の長手方向に沿って延在する、走路構造と、
−  ３つの一次杭係合デバイスであって、一次杭係合デバイスの各々は、シャーシと、１つ以上の杭係合要、例えば杭を杭通路内に係合するための１つ以上の杭ガイドローラと、杭保持装置内に位置される杭と係合するためのアクティブポジションと杭保持装置内に位置された杭を解放するためのパッシブポジションとの間で１つ以上の杭係合要素を移動させるためのアクチュエータと、を備えており、アクチュエータは、杭係合要素がアクティブポジションにありかつ第１の顎部および第２の顎部がこれら顎部の閉ポジションにある場合に、さまざまな直径を有する杭とすべての一次杭係合デバイスとが同時に係合可能する、一次杭係合デバイスと、
を備えており、
一次杭係合デバイスはシャーシをさらに備えており、一次杭係合デバイスの各々のシャーシは、走路構造の１つに移動可能に支持されており、
シャーシの各々には、走路構造に沿ってシャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられており、そのため、杭の長手方向軸線周りで杭保持装置内でクレーンによって支持された杭を回転させるために、杭との係合中に杭保持装置の内周に沿って杭係合デバイスを、より具体的には杭係合要素を移動させ、
杭保持システムは、一次杭係合デバイスの駆動装置を制御するよう、かつ一次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するよう構成された制御システムをさらに備える。
【００９１】
杭保持装置が４つ以上の一次杭係合デバイスを備えてもよいことが提示され、当該実施形態では、制御システムは、すべての一次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するよう構成されている。
【００９２】
特許請求の範囲に記載の発明に基づく杭保持装置は、３つの一次杭係合デバイスを備えており、これら一次杭係合デバイスは、杭保持装置に設けられた走路構造の１つに移動可能に支持されるシャーシを備える。各シャーシには、走路構造に沿ってシャーシを移動させるよう構成された駆動装置が備えられており、そのため駆動装置は、杭保持装置内でクレーンによって支持された杭を杭の長手方向軸線周りで回転させるよう、杭と係合しながら、杭保持装置の内周に沿って杭係合デバイスを、より具体的には杭係合要素を移動させるよう構成されている。
【００９３】
したがって、本発明の第２の態様に基づく杭保持装置を用いると、杭駆動装置が不要になる。さらに、杭保持装置内で杭を中心に位置させるよう杭と係合する一次杭係合デバイスによって杭が回転されるため、杭係合デバイス、より具体的には杭の外面に接触する杭係合要素は、杭とともに移動する。これによって、先行技術と比較してより制御されたプロセスが実現可能となり、そのため杭の効率的でありかつ正確な方向付けが実現可能となる。
【００９４】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部、ならびに好ましくはベース構造の各々は、それぞれの第１の顎部、第２の顎部またはベース構造の長手方向に沿って延在する走路構造、例えばラックまたはレールセクションを備える。好ましくは、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある杭保持装置は、環状構造を形成する。
【００９５】
一実施形態において、走路構造は半円形の走路構造である。これら走路構造は、好ましくは整列されている、つまり水平平面内に延在する円弧に沿って延在している。そうした実施形態では、杭保持装置の顎部が閉ポジションにある場合、走路構造は、円形の支持走路構造に組み合わされてもよい。
【００９６】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある杭保持装置は、環状構造を形成しており、走路構造は、環状構造の内周に沿って、好ましくは内周に全面的に沿って延在する。これによって、杭係合デバイスを、杭保持装置の内周全体に沿って移動するよう構成することができ、ひいては杭係合デバイスに杭を開放させることを必要とせずに、杭を３６０度以上回転させることができる。
【００９７】
一実施形態において、１つ以上の杭係合要素は、一次杭係合デバイスの杭ガイドローラを備えており、好ましくは、キャリア旋回軸線周りで旋回するようにサスペンションアームの支持端部に旋回可能に接続されたキャリアに支持された２つ以上の杭ガイドローラを備えており、続いて、サスペンションアームは、サスペンションアーム旋回軸線周りで旋回可能であり、杭ガイドローラの各々は、回転軸線を有しており、杭ガイドローラは、杭ガイドローラの回転軸線がキャリア旋回軸線に平行に延在するように、キャリアによって支持されており、好ましくは、キャリア旋回軸線は、サスペンションアーム旋回軸線に平行に延在する。
【００９８】
杭ガイドローラの利点は、杭係合デバイスが杭の外面と係合している間に一次杭係合デバイスが、杭通路を通って下降される杭の直径の変化に追従できることである。
【００９９】
一実施形態において、杭保持装置は、一次杭係合デバイスがパッシブポジションにある場合に杭と係合するための３つの二次杭係合デバイスをさらに備えており、二次杭係合デバイスは、１つ以上の杭係合要素、例えば杭と杭通路内で係合するための１つ以上の杭ガイドローラと、杭保持装置内での杭との係合および杭の解放のためにアクティブポジションとパッシブポジションとの間で１つ以上の杭係合要素を移動させるためのアクチュエータと、を備えており、アクチュエータは、杭係合要素がアクティブポジションにありかつ第１の顎部および第２の顎部がこれら顎部の閉ポジションにある場合に、さまざまな直径を有する杭とすべての二次杭係合デバイスとが同時に係合できるようにする。
【０１００】
そうした実施形態では、杭保持システムの制御システムは、一次杭係合デバイスの駆動装置を制御するようかつ一次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するよう構成され、かつ二次杭係合デバイスの駆動装置を制御するようかつ二次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するよう構成される。
【０１０１】
３つの二次杭係合デバイスを設けることによって、二次杭係合デバイスは、一次杭係合デバイスが杭を解放すると同時に、杭と係合して杭の向きを維持することができる。したがって、一次杭係合デバイスは、杭を回転させるために走路構造に沿って一方向に移動された後に、走路構造に沿って反対方向に移動され、杭と再び係合され、そして杭をさらに回転させることができる。そうした実施形態を用いることで、走路構造が、杭を３６０度回転させるために杭保持装置の内周周りに連続した走路を形成する必要がない。限られた間隔で繰り返し杭を回転させることによって、杭を３６０度以上回転させることができる。
【０１０２】
一実施形態において、二次杭係合デバイスはシャーシをさらに備えており、二次杭係合デバイスのシャーシは、走路構造の１つに移動可能に支持されており、シャーシの各々には、走路構造に沿ってシャーシを移動させるよう構成された駆動装置が設けられており、それにより杭の長手方向軸線周りで杭保持装置内にクレーンによって支持されている杭を回転させるために、杭との係合中に杭保持装置の内周に沿って杭係合デバイスを、より具体的には杭係合要素を移動させる。
【０１０３】
したがって、杭は、一次杭係合デバイスおよび二次杭係合デバイスの両方によって回転可能となる。好ましくは、二次杭係合デバイスは、杭保持装置の外周に沿って一次杭係合デバイスが二次杭係合デバイスと交互に配置されるように、一次杭係合デバイス間に介在される。これは、例えば、杭の表面特徴部が一次杭係合デバイスの１つと整列された場合に、杭係合デバイスが杭と係合することを防ぐのに役立つ。そうした状況では、杭と係合して杭を第１の角度にわたって回転させるために、一次杭係合デバイスの代わりに二次杭係合デバイスを使用することができる。杭が二次杭係合デバイスによって回転されると、表面特徴部は、一次杭係合デバイスに関して、杭と係合して当該杭を第２の角度にわたって回転させるのに十分なだけ移動されてもよい。
【０１０４】
一実施形態において、走路構造の各々は、少なくとも１つの一次杭係合デバイスおよび少なくとも１つの二次杭係合デバイスを支持する。代替実施形態では、走路構造の各々は、一次杭係合デバイスまたは二次杭係合デバイスを支持する。
【０１０５】
一実施形態において、１つ以上の走路構造が互いに接続されており、これによって杭係合デバイスを、１つの走路構造から別の接続された走路構造へ移動させることができる。これにより、例えば１つ以上の杭係合デバイスを、杭保持装置が船内保管ポジションで支持されている場合などにおいて一時的に単一の走路構造へ移動させることもできる。
【０１０６】
一実施形態において、走路構造は、杭保持装置の内周全体に沿って延在するリング形状の走路を形成しており、リング形状の走路は、一次杭係合デバイスを支持し、好ましくは二次杭係合デバイスを支持する。
【０１０７】
一実施形態において、走路は、第１のリング形状の走路および第２のリング形状の走路を形成し、第１の走路および第２の走路の両方が、杭保持装置の内周全体に沿って延在する。
【０１０８】
一実施形態において、一次杭係合デバイス、および好ましくは二次杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームを備えており、サスペンションアームの各々は、係合端部と旋回端部とを有しており、サスペンションアームは、サスペンションアームが旋回軸線周りで旋回可能なように当該旋回端部において旋回可能に支持されており、好ましくは旋回端部はサスペンションアームの上端部であり、好ましくは旋回軸線は水平旋回軸線であり、サスペンションアームの各々は、係合端部において、１つ以上の杭係合要素が設けられている。
【０１０９】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある場合に、すべての杭係合デバイスがさまざまな直径を有する対応する杭と同時に係合できるように、サスペンションアームを旋回軸線周りでさまざまな角度ポジションで配置するために、杭係合デバイスの各々は、サスペンションアームアクチュエータを備えている。
【０１１０】
さらなる実施形態では、サスペンションアームアクチュエータは、シャーシとサスペンションアームとの間に設けられている。
【０１１１】
上述の実施形態は、杭係合デバイスが杭の外面と係合する間、杭通路を通って下降される杭の直径の変化に関する調整を可能にする。サスペンションアームアクチュエータは、杭の中心を固定状態で維持するように、かつ杭係合要素、例えばローラを杭表面に対して略垂直に移動できるよう構成された直径調整システムを使用して制御されてもよい。その利点は、杭の円錐部分のコーティング上でスリップが発生しないことである。
【０１１２】
一実施形態において、第１の顎部および第２の顎部が閉ポジションにある杭保持装置は、環状構造を形成しており、走路構造は、環状構造の内周に沿って、好ましくは内周に全面的に沿って延在する。
【０１１３】
一実施形態において、１つ以上の杭係合要素は、杭ガイドローラを備えており、好ましくは、キャリア旋回軸線周りで旋回するようにサスペンションアームの支持端部に旋回可能に接続されたキャリアに支持された２つ以上の杭ガイドローラを備えており、続いて、サスペンションアームは、サスペンションアーム旋回軸線周りで旋回可能であり、杭ガイドローラの各々は、回転軸線を有しており、杭ガイドローラは、杭ガイドローラの回転軸線がキャリア旋回軸線に平行に延在するように、キャリアによって支持されており、好ましくは、キャリア旋回軸線は、サスペンションアーム旋回軸線に平行に延在する。
【０１１４】
杭ガイドローラの利点は、杭係合デバイスが杭の外面と係合している間に、杭係合デバイスが、杭通路を通って下降される杭の直径の変化に追従できることである。
【０１１５】
一実施形態においてベース構造、第１の顎部および第２の顎部の各々は、少なくとも１つの杭係合デバイスを支持する。
【０１１６】
第２の態様によれば、本発明はさらに、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための、船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムを提供し、当該杭保持システムは、船舶に隣接する杭設置場所において杭を直立姿勢で支持するよう構成されており、
杭保持システムは、
−  本発明の第２の態様に基づく杭保持装置と、
−  船舶のデッキに取り付けられる杭保持装置支持システムと、
を備えており、
杭保持装置支持システムは、ベース構造において杭保持装置を支持する、好ましくはベース構造において杭保持装置を移動可能に支持する。
【０１１７】
一実施形態において、杭保持装置支持システムは、好ましくは第１の方向において、杭保持装置を移動させるよう構成されており、当該第１の方向は、杭保持装置支持システムが船舶のデッキに取り付けられた場合、船内ポジションと船外ポジションとの間で船舶のデッキに略平行となる。
【０１１８】
一実施形態において、杭保持装置は、船外ポジションにある場合に、杭設置場所において杭を直立姿勢で保持するために船舶の輪郭の外側に位置され、杭保持装置は、第１の顎部および第２の顎部が開ポジションにある船内ポジションにおける場合に、船舶の輪郭の内側に位置される。
【０１１９】
第２の態様によれば、本発明はさらに、杭設置場所において海底に打ち込まれる杭を回転させるための方法を提供し、当該方法は、
−  本発明の第２の態様に基づく杭保持装置が設けられた船舶を杭設置場所に隣接して配置し、かつ杭との係合のために杭保持装置を船外ポジションで支持するステップと、
−  杭保持装置内に垂直姿勢で杭を支持するためにクレーンを使用するステップと、
−  杭を、杭保持装置に設けられた走路構造に支持された一次杭係合デバイスと係合させるステップと、
−  一次杭係合デバイスを走路構造に沿って前方に移動させ、それによって杭を当該杭の長手方向軸線周りで回転させるステップと、
を含む。
【０１２０】
本発明は、第２の態様に基づく杭保持装置にも関し、当該杭保持装置は、
−  例えば本明細書に記載されているように支持フレームに取り付けられるよう構成されるベース構造であって、一例では略垂直の向きと略水平の向きとの間でベース旋回軸線周りで支持フレームに対して旋回するように支持フレームに旋回可能に取り付けられるよう構成されるベース構造と、
−  杭保持装置によって取り扱われる杭のための通路の周りに延在するよう構成された環状構造であって、当該環状構造は、ベースフレームによって支持されるか、またはベースフレーム構造が環状構造の一部を形成する、環状構造と、
を備えており、
環状構造は２つの半円形の顎部を備えており、顎部の各々は、その内側端部において旋回可能に接続され、かつこれら顎部の外側端部が結合される閉ポジションと、開ポジションとの間で旋回軸線周りで旋回され、
環状構造は、杭ガイドローラなどを備える複数の杭係合デバイス、例えば４つ以上の、ここでは６つのそうした杭係合デバイスを担持する円形支持走路構造が設けられており、
好ましくは、杭係合デバイスの１つ以上、例えば杭係合デバイスのすべてが、杭のための通路に対する杭係合デバイスの角度ポジションの適合を可能にするように、少なくとも円の円弧部分にわたって円形支持走路構造に沿って移動可能である。したがって、杭保持装置は、２つの半円形の顎部によって画定される環状構造を備えてもよく、これら顎部は、杭係合デバイス、例えば一次杭係合デバイスが設けられている。
【０１２１】
一実施形態において、杭係合デバイスの各々は、杭のための通路に対するローラの半径方向ポジションを調節できる可動様式で、１つ以上の、例えば２つの対の杭ガイドローラを担持する。例えば、各杭係合デバイスは、走路構造に支持されるデバイスのシャーシに対して、ここでは好ましくはアームの上端部において、水平軸線周りで旋回するサスペンションアームを備える。
【０１２２】
一実施形態において、サスペンションアームアクチュエータ、例えば油圧シリンダは、ローラの半径方向ポジションを調整するために、シャーシとアームとの間に設けられている。
【０１２３】
一実施形態において、各シャーシは、ここでは、デバイスの角度ポジションを調整するために、円形走路構造に沿って、場合によっては当該円形走路構造の一部に沿って、シャーシを移動させるよう構成された電動駆動装置が設けられている。
【０１２４】
さらなる方法は、
−  杭を第１の角度にわたって回転させた後、杭を二次杭係合デバイスと係合させて、一次杭係合デバイスから杭を解放するステップと、
−  一次杭係合デバイスを走路構造に沿って後方へ移動させるステップと、
−  杭を一次杭係合デバイスと係合させ、杭を二次杭係合デバイスから解放するステップと、
−  一次杭係合デバイスを走路構造に沿って前方へ移動させ、それによって杭を当該杭の長手方向軸線周りで回転させるステップと、
を含む。
【０１２５】
代替的な方法は、
−  杭を第１の角度にわたって回転させた後、杭を二次杭係合デバイスと係合させ、そして一次杭係合デバイスから杭を解放するステップと、
−  二次杭係合デバイスを走路構造に沿って前方に移動させ、それによって杭をその長手方向軸線周りで回転させるステップと、
−  一次杭係合デバイスを走路構造に沿って後方に移動させるステップと、
−  杭を一次杭係合デバイスと係合させ、杭を二次杭係合デバイスから解放するステップと、
−  一次杭係合デバイスを走路構造に沿って前方に移動させ、それによって杭をその長手方向軸線周りで回転させるステップと、
を含む。
【０１２６】
本発明は、杭保持装置を備える、好ましくは例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための船舶のデッキに取り付けられる杭保持システムを備える船舶をさらに提供し、杭保持システムは、本発明の第２の態様に基づく杭保持装置を備える。
【０１２７】
本発明はさらに、本発明の第１の態様に基づくかつ／または第２の態様に基づく船舶の使用法を提供する。
【０１２８】
本発明の第２の態様に基づく杭保持装置の利点は本発明の第１の態様に基づく杭保持システムと組み合わせ可能であることを理解されたい。本発明の第２の態様に基づく杭保持装置の上述したすべての実施形態と、本発明の第１の態様に関連する他の技術的特徴の取り組みの各々およびそのすべてとを、例えばそうした特徴をさまざまな組み合わせで、組み合わせることができる。
【０１２９】
主に１つ以上の図を参照して例示を目的として提示されているが、以下で説明される技術的特徴はいずれも、単独で、または１つ以上の他の技術的特徴との任意の他の技術的に可能な組み合わせで、本出願の独立請求項のいずれかと組み合わせられてもよい。
【０１３０】
本発明は添付の図面を参照して非限定的な方法で説明されており、図面では、同様の部品は同様の参照符号を使用して示されている。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の一実施形態に基づく船舶を概略的に示す図である。
【図２】図１に示される杭保持システムをより詳細に示す概略図である。
【図３】開構造にある図２の杭保持システムを概略的に示す図である。
【図４】閉構造にある図２の杭保持システムを概略的に示す図である。
【図５】図２の杭保持システムの杭係合デバイスをより詳細に示す概略図である。
【図６】図１の船舶の一部を概略的に示す平面図である。
【図７】本発明の別の実施形態に基づく杭保持システムの概略図である。
【図８】本発明の第２の態様に基づく杭保持装置の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３２】
図１から図６はすべて、本発明に基づく杭保持システム１の同じ実施形態に関する。図１は、杭ＰＩを取り扱う間の船舶ＶＥ上の杭保持システム１を示している。図２は、船舶ＶＥが省略された状態で、杭保持システム１および杭ＰＩをより詳細に示している。図３は、以下でより詳細に説明される、開構造にある杭保持システム１を示している。図４は、以下でより詳細に説明される、閉構造にある杭保持システム１を示している。図５は、杭保持システム１の杭係合デバイスをより詳細に示している。図６は、杭保持システム１と、杭保持システム１に直接近接する船舶の一部と、の上面図を示している。
【０１３３】
船舶ＶＥは、少なくとも１つのデッキＤＥを備える船体ＨＵを含む。デッキＤＥは、この場合、５つの杭ＰＩを水平の向きで保管するのに十分なスペースを提供する。杭ＰＩは、好ましくは、当該杭ＰＩの長手方向軸線が船舶ＶＥの長手方向軸線に平行になるように保管される。船舶の長手方向軸線は、船舶の船首と船尾（後部）との間に延在している。
【０１３４】
この実施形態では、船舶ＶＥは単胴船型の船舶であるが、代替的に、船舶ＶＥは半潜水型の船舶とすることができる。図示されていない実施形態では、船舶ＶＥはジャッキアップタイプの船舶であり、当該船舶では、船舶を少なくとも部分的に水から出るように持ち上げるために、脚を水中へと下降でき、それによって波が船舶に及ぼす影響は限定されるかまたは最小限にされる。次に船舶は、例えば天候および波の状態が良好である場合は浮いた状態で使用でき、かつ天候および波の状態が悪い場合はジャッキアップ状態で使用できる。
【０１３５】
杭保持システム１は、この実施形態では船舶の側部に配置されており、上から見て右舷側において船舶ＶＥの輪郭の外側に杭ＰＩを保持するために、当該実施形態では船舶ＶＥの右舷側に配置されている。代替的に、杭保持システム１は、上から見て船舶の船尾側において船舶の輪郭の外側に杭ＰＩを保持するために、船舶の船尾に配置されてもよい。
【０１３６】
この実施形態では、クレーンＣＲが杭保持システム１に隣接して配置されている。クレーンＣＲは杭ＰＩを取り扱うために構成されており、その取り扱いには、杭ＰＩの保管場所から杭ＰＩを持ち上げるステップと、杭ＰＩを引き起こすステップと、杭保持システム１に対して杭ＰＩを配置するステップと、杭ＰＩを海底まで下降させるステップと、が含まれる。ただし、クレーンＣＲは、杭ＰＩの上端部に下向きの力を加えることにより、杭ＰＩを積極的に海底により深く打ち込むよう構成された杭打ち機構ＰＤＭを取り扱うよう構成されてもよい。
【０１３７】
一実施形態において、杭ＰＩが水中へ下降されると、杭ＰＩは最初にクレーンＣＲによって保持され、そして杭ＰＩが海底に到達すると、重力が最初に杭ＰＩを海底に押し込む。重力による下降が止まると、クレーンＣＲを杭ＰＩから外すことができ、そして杭ＰＩを海底により深く打ち込むべく杭ＰＩの頂部に配置されるように杭打ち機構ＰＤＭをその保管場所から持ち上げることができる。ここで、海底は代替的に海床と称されることがあることに留意されたい。
【０１３８】
杭打ち機構ＰＤＭの保管場所は、船舶の輪郭の外側でクレーンＣＲによって杭ＰＩを取り扱う間、カウンターウェイトとして機能するように、この実施形態におけるように船舶の左舷側にあってもよい。
【０１３９】
杭保持システム１およびクレーンＣＲが船舶の船尾に配置される場合、クレーンは船舶ＶＥの重心と一致するように配置され、かつ杭保持システム１はクレーンに隣接して配置されることが好ましい。そうした場合、杭打ち機構のための保管場所は、クレーンＣＲのうち杭保持システムが配置される側の反対側にあることが好ましい。
【０１４０】
船舶ＶＥは、他の設備、例えば、杭ＰＩの上方自由端部に接続されるよう構成された杭延長部ＰＸを保管するためのデッキスペースを備えてもよく、杭延長部ＰＸは、洋上風力タービンのマストを支持するよう構成されている。
【０１４１】
図１において、杭保持システム１は、船舶ＶＥに隣接する場所すなわち船舶の輪郭の外側の杭設置場所において、杭ＰＩを直立姿勢で保持する。図１では、杭ＰＩは重力によって受動的に海底を進入されており、クレーンＣＲは、杭ＰＩを積極的にさらに海底へ打ち込むべく杭打ち機構ＰＤＭを杭ＰＩ上に配置するために杭打ち機構ＰＤＭを持ち上げている最中である。杭ＰＩはもはやクレーンＣＲによって保持されないが、杭保持システム１は依然として水平方向における杭ＰＩの移動を制限する。これは以下でより詳細に説明されるが、まずは杭保持システム１自体についてより詳細に説明される。
【０１４２】
杭保持システム１は、ベース構造ＢＳを備える杭保持装置ＰＨと、第１の顎部Ｙ１と、第２の顎部Ｙ２とを備えている。図３では、第１の顎部Ｙ１の内側端部ＩＥ１および外側端部ＯＥ１と、第２の顎部Ｙ２の内側端部ＩＥ２および外側端部ＯＥ２とは、第１の顎部が内側端部ＩＥ１と外側端部ＯＥ１との間に延在しておりかつ第２の顎部が内側端部ＩＥ２と外側端部ＯＥ２との間に延在することを示すように、図示されている。また図３には、ベース構造ＢＳが第１の端部ＦＥと第２の端部ＳＥとの間に延在することが示されている。
【０１４３】
図１で明瞭に見られるように、第１の顎部Ｙ１は、その内側端部ＩＥ１で、第１の顎部旋回軸線ＰＡ１周りで旋回するようにベース構造ＢＳの第１の端部ＦＥに旋回可能に接続されており、かつ第２の顎部Ｙ２は、その内側端部ＩＥ２で、第２の顎部旋回軸線ＰＡ２周りで旋回するようにベース構造ＢＳの第２の端部ＳＥに旋回可能に接続されている。第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２の両方は、図１、図２、図４および図５に示されるような閉ポジションと、図３に示されるような開ポジションとの間で旋回可能である。
【０１４４】
この実施形態では、ベース構造ＢＳ、第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２はサイズが類似している、すなわちこれらはすべて、弓形（円弧）を形成するよう１２０度の弧形状の軌道に沿って延在する。これは、第１および第２の顎部Ｙ１、Ｙ２が開ポジションにある図３で最も良く見られる。
【０１４５】
図４は、第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２が閉ポジションにある場合、第１および第２の顎部Ｙ１、Ｙ２の外側端部ＯＥ１、ＯＥ２が、結合し、さらに互いに係合し、好ましくは第１の顎部Ｙ１と第２の顎部Ｙ２とをその閉ポジションでロックするために例えばロック機構を使用して互いに接続されていることを明確に示している。閉ポジションにおける顎部Ｙ１、Ｙ２のロックは、外側端部ＯＥ１、ＯＥ２を互いに接続することによって達成できるが、代替的に、これら顎部が、互いに接続されずに、ロック機構によって閉ポジションにロックされることも想定される。
【０１４６】
閉ポジションでは、杭保持装置ＰＨは、杭ＰＩのための杭通路ＰＳを画定する。図１および図２では、杭ＰＩは杭通路ＰＳ内に配置されており、代替的に、当該杭は杭保持装置ＰＨ内に配置されていると説明することもできる。したがって、杭保持装置内に配置されているということは、杭通路ＰＳを形成するために顎部Ｙ１およびＹ２が閉ポジションにあるという意味を含む。
【０１４７】
開ポジションでは、杭ＰＩは杭保持装置ＰＩからかつ杭保持装置ＰＩへ向かって横方向に移動でき、つまりこの場合、横方向はベース構造ＢＳと第１の顎部Ｙ１と第２の顎部Ｙ２とによって広がる平面内にある。この移動オプションは、代替的に、横方向における杭保持装置内への受け入れまたは杭保持装置からの取り外しを可能にすると説明することもできる。
【０１４８】
杭保持システム１は、複数の杭係合デバイスＰＥＤをさらに備えており、この実施形態では、ベース構造ＢＳ、第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２の各々が、２つの杭係合デバイスＰＥＤを支持する。杭係合デバイスＰＥＤは、杭ＰＩが杭保持装置ＰＨ内に配置された場合に杭ＰＩの外面ＯＳと係合するよう構成される。杭保持装置ＰＨに対して杭ＰＩが下降される間の杭係合デバイスＰＥＤと杭ＰＩとの間の摩擦を低減するために、杭係合デバイスＰＥＤには、好ましくは、図５に示されるように１つ以上の杭ガイドローラＧＲが設けられる。
【０１４９】
杭保持装置ＰＨのベース構造ＢＳは、ヨークＹＯを備えており、当該ヨークＹＯは、船舶のデッキＤＥに取り付けられた支持システムＳＳによって移動可能に支持されている。
【０１５０】
支持システムＳＳは、図３に示されるような船内ポジションと図１、図２、図４および図６に示されるような船外ポジションとの間で杭保持装置ＰＨを第１の方向ＦＤに移動させるよう構成される。
【０１５１】
船外ポジションでは、杭保持装置ＰＨは、杭ＰＩを設置場所で直立姿勢で保持するために、船舶ＶＥの輪郭の外側に位置される。第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２が開ポジションにある船内ポジションでは、杭保持装置ＰＨは、船舶の輪郭内に位置される。
【０１５２】
この実施形態では、第１の方向ＦＤは略水平方向である。支持システムＳＳは、船舶のデッキＤＥに取り付けられたレールＲ１、Ｒ２によって形成された走路を備えている。レールＲ１、Ｒ２は、第１の方向ＦＤに延在し、かつ第１の方向ＦＤにおける走路に沿う移動のためにベース運搬機ＢＣを支持する。
【０１５３】
ヨークＹＯは、杭保持装置ＰＨを第２の方向ＳＤに移動するためにベース運搬機ＢＣによって移動可能に支持されており、この第２の方向は、この実施形態では第１の方向ＦＤに直交する略水平方向である。ヨークＹＯの可動性は、杭保持装置ＰＨを、ヨークＹＯがベース運搬機ＢＣのビームＢＥ１の第１のストッパーＳＴ１と係合する第１の外側ポジションと、ヨークＹＯがベース運搬機ＢＣのビームＢＥ１の第２のストッパーＳＴ２と係合する第２の外側ポジションと、の間で移動できるようにする。図１、図２および図３では杭保持装置ＰＨは第１の外側ポジションの付近にあり、図４および図６では杭保持装置ＰＨは第１および第２の外側ポジションの中間に配置されている。
【０１５４】
第１および第２の方向ＦＤ、ＳＤの両方における可動性の利点は、支持システムが船舶に対する水平平面内に杭保持装置を配置できることである。続いてこれは、杭設置場所に対する船舶の動きを補償するために、杭保持装置が杭ＰＩを船舶に隣接する設置場所で直立姿勢で支持しつつ、上記水平平面内でのアクティブ動作補償を提供できるようにする。
【０１５５】
杭保持システム１は、ベース運搬機作動デバイス１０と、ヨーク作動デバイス２０と、顎部作動デバイス３０とを含む作動システムをさらに備えている。
【０１５６】
ベース運搬機作動デバイス１０は、それぞれのレールＲ１、Ｒ２上のラック１１と協働するように、支持システムのベース運搬機ＢＣ上に配置される。ベース運搬機作動デバイス１０を駆動すると、第１の方向ＦＤにおけるレールＲ１、Ｒ２に対するベース運搬機ＢＣの移動が引き起こされる。
【０１５７】
ヨーク作動デバイス２０は、ベース運搬機ＢＣのビームＢＥ１上のラック１２と協働するように、ヨークＹＯ上に配置される。ヨーク作動デバイス２０を駆動すると、ヨークＹＯの移動が引き起こされ、ひいては第２の方向ＳＤにおけるベース運搬機に対する杭保持装置ＰＨの移動が引き起こされる。
【０１５８】
この場合、顎部作動デバイス３０は、ベース構造ＢＳと第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２との間にそれぞれ配置された油圧シリンダ３０である。顎部作動デバイスを駆動すると、対応する第１の顎部Ｙ１または第２の顎部Ｙ２をその開ポジションと閉ポジションとの間で移動させることができる。
【０１５９】
杭保持システム１は、好ましくは、対応する駆動信号を作動システムへ送信することによって、ユーザおよび／またはセンサ入力に基づいて杭保持装置ＰＨの動きを制御するための制御システムを備える。
【０１６０】
図５は、上述の杭係合デバイスＰＥＤをより詳細に示している。図５では、杭係合デバイスＰＥＤは第１の顎部Ｙ１に関連付けられているが、以下の説明は他の杭係合デバイスＰＥＤにも適用される。
【０１６１】
杭係合デバイスＰＥＤは、第１の顎部Ｙ１上に配置された走路構造ＴＳに移動可能に支持されたシャーシＣＨを備える。ラックまたはレールセクションとして具体化され得る走路構造ＴＳは、この実施形態では、第１の顎部Ｙ１の長手方向に沿って延在する。好ましくは作動システムの一部でありかつ制御システムによって制御される駆動装置ＤＲ１が設けられており、駆動装置ＤＲ１は、走路構造に沿ってシャーシＣＨを移動させるよう構成されている。
【０１６２】
杭係合デバイスＰＥＤは、係合端部ＥＥと旋回端部ＰＥとを有するサスペンションアームＳＡをさらに備えており、サスペンションアームＳＡは、サスペンションアームＳＡが旋回軸線ＰＡ３周りで旋回可能なように、旋回端部ＰＥにおいて旋回可能に支持されている。好ましくは、この実施形態におけるように、旋回端部ＰＥはサスペンションアームの上端部であり、旋回軸線ＰＡ３は好ましくは水平旋回軸線である。サスペンションアームＳＡは、係合端部ＥＥにおいて、杭ガイドローラＧＲの形態の１つ以上の杭係合要素が設けられている。
【０１６３】
杭係合デバイスＰＥＤはさらに、サスペンションアームアクチュエータＳＡＡを備えており、サスペンションアームアクチュエータＳＡＡは、作動システムの一部であってもよく、かつ旋回軸線ＰＡ３周りでさまざまな角度ポジションにサスペンションアームを配置するために制御システムによって制御されてもよい。これによって、杭係合デバイスＰＥＤの杭係合要素ＧＲを、第１の顎部、第２の顎部、またはベース構造に対して半径方向に移動させて配置することが可能になる。その利点は、第１および第２の顎部がそれらの閉ポジションにある場合にすべての杭係合デバイスがさまざまな直径を有する杭と同時に係合できることである。また、例えば図２に示されるように杭が当該杭の上端部において内側に先細となる場合、単一の杭で使用されるさまざまな直径に対して調整されるように、半径方向における杭係合デバイスのポジションを調整することができ、ここで、杭の主要部分は直径ＤＩ１を有しかつ杭の上端部は直径ＤＩ２を有し、ＤＩ１＞ＤＩ２である。駆動装置ＤＲ１および対応する走路構造は、杭係合デバイスを接線方向に移動させて配置することができ、これは、杭の下降中に杭の外面ＯＳ上の障害物または突起を杭係合デバイスが避けることができるという利点を有する。
【０１６４】
図５における杭係合デバイスＰＥＤは、２つのガイドローラＧＲを支持するキャリアＣＲをさらに備えており、当該キャリアは、キャリア旋回軸線ＣＰＡ周りでの旋回のために、サスペンションアームＳＡの支持端部、つまりこの実施形態では係合端部ＥＥに旋回可能に接続されている。キャリア旋回軸線ＣＰＡは、好ましくは、サスペンションアーム旋回軸線ＰＡ３に平行に延在する。
【０１６５】
杭保持システムは、杭ＰＩが杭通路ＰＳ内に配置された場合に杭ＰＩを大まかに配置するために、かつ／または杭と、杭保持装置の他の部分、例えばベース構造における杭係合デバイスとの間の衝突防止のために、フェンダー構造ＦＳをさらに備えており、フェンダー構造ＦＳはこの場合はベース構造ＢＳに取り付けられている。
【０１６６】
この実施形態では、ヨークＹＯは、ここではコンテナＣＯＮとして具体化された機材を支持するための延長部ＥＸを備える。コンテナＣＯＮは、電気駆動装置または油圧駆動装置、ギアボックス、ウインチなどの杭保持システムを操作するために使用される機材を収容してもよいが、他の機材を保管するためにも使用できる。機材を支持するための延長部を使用することは、有利には、ヨークＹＯおよび／またはビームＢＥ１にかかる負荷を軽減するために杭保持装置ＰＨのためのカウンターウェイトを提供するよう使用されてもよい。図４では、延長部ＥＸおよびコンテナＣＯＮは省略されている。
【０１６７】
図１から図６に示される実施形態は、洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するための方法を実行可能にし、当該方法では船舶ＶＥが使用され、当該方法は杭ＰＩを洋上の杭設置場所に輸送するステップを含む。船舶ＶＥは杭のための保管場所を備えており、船舶自体がこのステップを実行してもよいが、例えば船舶ＶＥが杭ＰＩを使い果たした場合、杭は別の船舶を使用して輸送されてもよい。
【０１６８】
杭設置場所は、船舶の輪郭の外側にある。杭保持装置ＰＨが船内ポジションから船外ポジションに移動され、そして第１および第２の顎部Ｙ１、Ｙ２が開ポジションに配置される。これによって、杭保持装置は杭を受け取る準備ができる。
【０１６９】
杭ＰＩはその上端部で持ち上げられて、杭保持装置ＰＨ内に配置される。杭保持装置内への杭ＰＩの配置は、
１．杭を杭設置場所に配置し、続いて、フェンダー構造ＦＳが杭と係合するまで杭保持装置を杭へ向けて移動させるステップと、
２．杭保持装置を杭設置場所に配置し、続いて、フェンダー構造ＦＳが杭と係合するまで杭を杭保持装置へ向けて移動させるステップと、
３．フェンダー構造が杭と係合するまで、杭設置場所において杭保持装置および杭を互いへ向けて同時に移動させるステップと、
を含むさまざまな方法で実行されてもよい。
【０１７０】
杭保持装置がフェンダー構造を有していない場合などの代替実施形態では、杭保持装置内への杭の配置は、杭がベース構造上に配置された杭係合デバイスと係合するまで実行されてもよい。杭を杭保持装置内に配置して移動させるステップは、好ましくは横方向つまり略水平方向における動きを伴うが、任意の他の方向における動きを排除しない。
【０１７１】
杭が杭保持装置内に配置されると、第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２は、杭を杭通路に保持するために、これら顎部の閉ポジションに移動できる。
【０１７２】
ここで、杭は、杭保持装置によって保持されたまま、海底まで下降されてもよい。クレーンＣＲが、杭を取り扱うために使用されてもよい。杭が海底に到達すると、まず重力によって杭が海底に打ち込まれる。このプロセスが終了すると、クレーンを杭から外すことでき、そして杭打ち機構ＰＤＭを、好ましくは杭を杭保持装置で保持しながら、積極的に杭を海底に打ち込むために使用できる。
【０１７３】
図７は、本発明の別の実施形態に基づく杭保持システム１を示す。杭保持装置ＰＨは、図１から図６の実施形態の杭保持装置に類似しており、特徴および実施形態が過度に繰り返されるのを防ぐために詳細には説明しない。
【０１７４】
２つの実施形態の主な違いは、支持システムＳＳと、杭保持装置ＰＨのベース構造ＢＳへのその接続である。
【０１７５】
また、図７のこの実施形態では、支持システムは、船舶ＶＥのデッキＤＥに取り付けられるよう構成されている。支持システムＳＳは、杭保持装置ＰＨを船内ポジションと船外ポジションとの間で第１の方向に移動させるよう構成されている。
【０１７６】
この実施形態では、第１の方向ＦＤは略水平方向である。支持システムＳＳは、船舶のデッキＤＥに取り付けられた走路ＴＲを備えている。走路ＴＲは第１の方向ＦＤに延在しており、第１の方向ＦＤにおける走路に沿う移動のためにベース運搬機ＢＣを支持する。
【０１７７】
図１から図６では、ベース運搬機は、平面図で見て略Ｕ字形の形態を有しており、ベース構造のヨークＹＯは、Ｕ字型の脚の間の接続部を形成するビームＢＥ１に沿って移動可能であり、図７のベース運搬機ＢＣは、平面図で見て略Ｔ字型の形態を有している。ベース運搬機のうちＴ字形の垂直バーに対応する部分は、第１の方向に移動するために走路ＴＲと係合し、一方で、ベース運搬機ＢＣのうちＴ字形の水平バーに対応する部分は、第２の方向における移動のために杭保持装置ＰＨのベース構造ＢＳと係合するように、第２の方向に延在する別の走路ＴＲ２を形成する。
【０１７８】
この実施形態の利点は、走路ＴＲおよび対応するベース運搬機ＢＣの細長い設計に起因して、支持システムに必要なデッキスペースが比較的小さくなることである。別の利点は、機材を含むコンテナＣＯＮをベース運搬機自体により容易に配置できることである。
【０１７９】
ベース構造ＢＳを他の走路ＴＲ２に移動可能に接続するために、かつベース運搬機を走路ＴＲに移動可能に接続するために十分な方策をとる必要があることは、当業者には明らかであろう。この目的のために、ガイドホイールＧＷなどのガイド要素を設けてもよい。
【０１８０】
図３および図７は、本発明の第２の態様に基づく杭保持装置の実施形態を示すことが提示されており、図示された実施形態における杭保持装置は、例えば本発明の第１の態様に基づく洋上風力タービンを支持するよう構成された杭の設置のために、船舶に取り付けられる杭保持装置支持システムに支持される。
【０１８１】
船舶のデッキに取り付けられた杭保持システムで使用するために、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭を設置するために、杭保持装置ＰＨは、ベース構造ＢＳ、第１の顎部Ｙ１、第２の顎部Ｙ２、走路構造ＴＳ、および杭係合デバイスＰＥＤを備える。図示された特定の実施形態において、杭保持装置には、３つの一次杭係合デバイスと３つの二次杭係合デバイスとが設けられている。
【０１８２】
第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２の各々は、内側端部ＩＥ１、ＩＥ２と外側端部ＯＥ１、ＯＥ２との間に延在している。第１の顎部Ｙ１の内側端部ＩＥ１および外側端部ＯＥ１と、第２の顎部Ｙ２の内側端部ＩＥ２および外側端部ＯＥ２とは、第１の顎部が内側端部ＩＥ１と外側端部ＯＥ１との間に延在しかつ第２の顎部が内側端部ＩＥ２と外側端部ＯＥ２との間に延在することを示すよう図示されている。ベース構造ＢＳは、第１の端部ＦＥと第２の端部ＳＥとの間に延在する。
【０１８３】
第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２は、その内側端部において、ベース構造ＢＳのそれぞれの旋回部分に旋回可能に接続されている。第１の顎部Ｙ１は、第１の顎部旋回軸線ＰＡ１周りで旋回するように、第１の顎部Ｙ１の内側端部ＩＥ１で、ベース構造ＢＳの第１の端部ＦＥに旋回可能に接続されており、かつ第２の顎部Ｙ２は、第２の顎部旋回軸線ＰＡ２周りで旋回するように、第２の顎部Ｙ２の内側端部ＩＥ２でベース構造ＢＳの第２の端部ＳＥに旋回可能に接続されている。第１の顎部Ｙ１および第２の顎部Ｙ２の両方は、図１、図２、図４および図５に示されるような閉ポジションと、図３に示されるような開ポジションとの間で旋回可能である。
【０１８４】
閉ポジションでは、杭保持装置は、杭保持装置内に保持される杭のための杭通路を画定する。開ポジションでは、顎部は、横方向において杭を杭保持装置に受け入れることまたは杭を杭保持装置から取り外すことを可能にする。
【０１８５】
杭係合デバイスＰＥＤは、杭保持装置ＰＨ上に配置された走路構造ＴＳに移動可能に支持されるシャーシＣＨを備える。走路構造は、第１の顎部および第２の顎部に含まれ、図示された実施形態では、ベース構造に含まれる。走路構造は、第１の顎部、第２の顎部およびベース構造のそれぞれの長手方向に沿って延在する。
【０１８６】
走路構造ＴＳは、ラックまたはレールセクションとして具体化されてもよい。図示された実施形態における走路構造は、第１の顎部Ｙ１、第２の顎部Ｙ２およびベース構造ＢＳの長手方向に沿って延在する。好ましくは作動システムの一部でありかつ制御システムによって制御される駆動装置ＤＲ１が提供され、当該駆動装置ＤＲ１は、杭保持装置内にクレーンによって支持されている杭を当該杭の長手方向軸線周りで回転させるために、それぞれの走路構造に沿ってひいては杭の係合中の杭保持装置の内周に沿って、杭係合デバイス、より具体的には杭係合要素のシャーシＣＨを移動させるよう構成されている。
【０１８７】
図示された実施形態では、一次および二次杭係合デバイスの両方がシャーシを備えており、当該シャーシは走路構造の１つに移動可能に支持されている。杭保持装置内にクレーンによって支持されている杭を当該杭の長手方向軸線周りで回転させるために、各シャーシには、走路構造に沿ってシャーシを移動させるよう、ひいては杭の係合中の杭保持装置の内周に沿って杭係合デバイス、より具体的には杭係合要素を移動させるよう構成された駆動装置が設けられている。
【０１８８】
杭係合デバイスの各々は、シャーシと、１つ以上の杭係合要素、例えば杭通路内の杭との係合のための１つ以上の杭ガイドローラと、杭保持装置内に位置された杭を係合および解放するために１つ以上の杭係合要素をアクティブポジションとパッシブポジションとの間で移動させるためのアクチュエータと、を備えており、アクチュエータは、杭係合要素がアクティブポジションにありかつ第１および第２の顎部がそれらの閉ポジションにある場合にさまざまな直径を有する杭とすべての一次杭係合デバイスが同時に係合できるようにする。
【０１８９】
二次杭係合デバイスは、杭保持装置の円周に沿って一次杭係合デバイスが二次杭係合デバイスと交互に配置されるように、複数の一次杭係合デバイスの間に介在される。そのため杭保持装置は、３つの杭係合デバイスからなるグループを２つ備える。
【０１９０】
杭保持システムは、杭係合デバイスの駆動装置を制御するようにかつ杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するよう構成された制御システムをさらに備える。図示された特定の実施形態では、杭保持システムの制御システムは、一次杭係合デバイスの駆動装置を制御して一次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動し、かつ二次杭係合デバイスの駆動装置を制御して二次杭係合デバイスを走路構造に沿ってまとめて駆動するように、構成されている。
【０１９１】
したがって、図示された実施形態では、杭保持装置内に支持された杭を、一次杭係合デバイスおよび二次杭係合デバイスの両方によって回転できる。これは、例えば、杭の表面特徴部が一次杭係合デバイスの１つと位置合わせされた場合に、当該杭係合デバイスが杭と係合するのを防ぐのに役立つ。そうした状況において、杭と係合して杭を第１の角度にわたって回転させるために、一次杭係合デバイスの代わりに、二次杭係合デバイスを使用することができる。杭が二次杭係合デバイスによって回転されると、表面特徴部は、一次杭係合デバイスのために、杭と係合して杭を第２の角度にわたって回転させるのに十分なほど移動され得る。
【０１９２】
図８は、本発明の第２の態様に基づく杭保持装置の別の実施形態を示しており、図示された実施形態の杭保持装置は、例えば洋上風力タービンを支持するよう構成された杭の設置のために、船舶に取り付けられる波によって引き起こされる動作を補償する杭保持装置支持システムに支持されている。
【０１９３】
システムは、
−  船舶に取り付けられるベースフレーム１１０と、
−  ベースフレームの上方に所定の距離をおいて配置される支持フレーム１２０と、
−  例えば本明細書ですでに説明されたようにベースフレームに対して支持フレームを移動させるためのアクティブ動作補償作動システムを有する、支持フレームをベースフレームから移動可能に支持するための支持システムと、
を備える。
【０１９４】
杭保持装置２５０は、支持フレーム２０に取り付けられたベース構造２５１を備える。この実施形態では、ベース構造２５１は、略垂直の向きと略水平の向きとの間でベース旋回軸線２５２周りで支持フレーム２０に対して旋回するように支持フレーム２０に旋回可能に取り付けられている。この例では、杭がクレーンによって吊り上げられて杭保持装置２５０によって杭が係合する前に垂直の向きで置かれることが想定されているため、こうした傾斜は、船舶での航行、港での係留などを考慮してのみ想定されている。
【０１９５】
杭保持装置２５０は環状構造を有しており、その一部は、ベース構造２５１によって形成され、その残りは、２つの半円形顎部２６０、２６１によって形成される。これらの顎部２６０、２６１の各々は、その内側端部において、ベース構造２５１の旋回部分に旋回可能に接続され、かつ顎部２６０、２６１の外側端部が結合する閉ポジションと、開ポジションとの間で旋回軸線２６２、２６３周りで旋回する。各顎部２６０、２６１の作動は、顎部アクチュエータ、例えば油圧シリンダ２６５によってなされる。
【０１９６】
好ましくは、半円形の顎部２６０、２６１の外側端部を互いにロックするために、ロック機構２７７が設けられる。
【０１９７】
杭保持装置２５０の環状構造は、好ましくは、円形の支持走路構造２７０が設けられており、支持走路構造２７０は、複数の杭係合デバイス２８０、例えば３つの一次杭係合デバイスおよび３つの二次杭係合デバイスを担持し、そうしたデバイスの杭ガイドローラ２８５は例えば４つ以上であり、この場合６つである。
【０１９８】
杭係合デバイス２８０は、円形の支持走路構造に沿って移動可能であり、杭係合デバイス２８０のうちの少なくとも１つ以上は、少なくとも円の円弧にわたって移動可能であり、それにより、杭のための通路に対する杭係合デバイス２８０の角度ポジションの適合が可能となる。
【０１９９】
各々の杭係合デバイス２８０は、好ましくは、１つ以上の杭係合要素を担持しており、ここでは、移動可能な様式の２つの杭ガイドローラ２８５の対が、杭のための通路に対するローラ２８５の半径方向ポジションの調節を可能にする。ここで各々の杭係合デバイスはサスペンションアーム２９０を備えており、サスペンションアーム２９０は、走路構造２７０に支持されるデバイスのシャーシ２９５に対して、ここでは好ましくはアーム２９０の上端部から、水平方向軸線２９１周りで旋回する。
【０２００】
サスペンションアームアクチュエータ、ここでは油圧シリンダ２９７は、ローラ２８５の半径方向ポジションを調整するために、シャーシ２９５とアーム２９０との間に設けられている。
【０２０１】
各シャーシ２９５は、ここでは、デバイス２８０の角度ポジションを調整するために、円形の走路構造に沿って、場合によっては円形の走路構造の一部に沿って、シャーシ２９５を移動させるよう構成された電動駆動装置が設けられている。
【０２０２】
フェンダー構造３００は、ここでは好ましくは、例えば杭保持装置に対する杭の大まかな位置決めを考慮して、ベース構造に取り付けられる。
【符号の説明】
【０２０３】
１  杭保持システム
１０  ベース運搬機作動デバイス
１１、１２  ラック
２０  ヨーク作動デバイス
３０  顎部作動デバイス
１１０  ベースフレーム
１２０  支持フレーム
２５０  杭保持装置
２５１  ベース構造
２６０、２６１  顎部
２６２  旋回軸線
２６５  油圧シリンダ
２７０  走路構造
２７７  ロック機構
２８０  杭係合デバイス
２８５  杭ガイドローラ
２９０  サスペンションアーム
２９５  シャーシ
２９７  油圧シリンダ
３００  フェンダー構造
ＢＣ  ベース運搬機
ＢＥ１  ベース運搬機のビーム
ＢＳ  ベース構造
ＣＨ  シャーシ
ＣＯＮ  コンテナ
ＣＰＡ  キャリア旋回軸線
ＣＲ  クレーン
ＤＥ  デッキ
ＥＥ  係合端部
ＥＸ  延長部
ＦＤ  第１の方向
ＦＥ  第１の端部
ＦＳ  フェンダー構造
ＧＲ  杭ガイドローラ
ＨＵ  船体
ＩＥ１  第１の顎部の内側端部
ＩＥ２  第２の顎部の内側端部
ＯＥ１  第１の顎部の外側端部
ＯＥ２  第２の顎部の外側端部
ＰＡ１  第１の顎部旋回軸線
ＰＡ２  第２の顎部旋回軸線
ＰＡ３  サスペンションアーム旋回軸線
ＰＤＭ  杭打ち機構
ＰＥＤ  杭係合デバイス
ＰＥ  旋回端部
ＰＨ  杭保持装置
ＰＩ  杭
ＰＳ  杭通路
Ｒ１、Ｒ２  レール
ＳＡ  サスペンションアーム
ＳＡＡ  サスペンションアームアクチュエータ
ＳＤ  第２の方向
ＳＥ  第２の端部
ＳＳ  支持システム
ＳＴ１  第１のストッパー
ＳＴ２  第２のストッパー
ＴＲ  走路
ＶＥ  船舶
ＹＯ  ヨーク
Ｙ１  第１の顎部
Ｙ２  第２の顎部
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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