(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上基礎杭又はタービン支柱のような細長い管状要素（３）のためのアペンディングシステム（１）であって、
前記細長い管状要素を支持するための杭フレーム（２）であって、該杭フレーム（２）に対する前記細長い管状要素の運動を防止するために杭壁（６）と係合するための杭支持部材（４）及び連結部分（８）を備えた、杭フレームと、
前記杭フレームを支持するための支持構造体（７）であって、前記連結部分（８）が、前記支持構造体に対する前記杭フレームの回転を可能にするよう前記支持構造体によって回転可能に支持されている、支持構造体と
を備え、
前記支持構造体、及び前記杭フレームの前記連結部分は、前記杭フレームが前記支持構造体に脱着可能に連結されるように構成され、
前記杭は、水平姿勢から垂直姿勢までアペンディングされ、前記杭フレームは、引っ掛け方式で前記支持構造体に脱着可能に連結される、アペンディングシステム。
【請求項２】
前記杭フレームは、引っ掛け方式で前記支持構造体に脱着可能に連結されている、請求項１に記載のアペンディングシステム。
【請求項３】
前記連結部分は、前記支持構造体にヒンジ式に連結されている、請求項１又は２に記載のアペンディングシステム。
【請求項４】
杭壁（６）と係合する前記杭支持部材（４）は、前記細長い管状要素の横方向運動を防止するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項５】
前記杭フレームは第２の杭支持部材（５）を備え、前記第２の杭支持部材は、前記杭フレームに連結されており、前記細長い管状要素が前記杭フレームに沿って摺動することを防止するために前記細長い管状要素の杭外側端（６）に係合することが可能となっている請求項１〜４のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項６】
前記杭フレームを略水平位置と略垂直位置との間で回転させるための、前記杭フレーム及び前記支持構造体に連結した杭フレーム駆動システム（９）を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項７】
前記第２の杭支持部材を伸長位置と引込み位置との間で駆動するための、前記第２の杭支持部材に連結した支持部材駆動システム（１０）を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項８】
前記支持部材駆動システムは、水圧シリンダ、好ましくは前記第２の杭支持部材の両側に配置された一対の水圧シリンダ（１１、１２）を備える、請求項７に記載のアペンディングシステム。
【請求項９】
前記支持部材駆動システムは、前記杭フレームに摺動可能に連結した支持部材フレーム（１３）を備え、前記第２の杭支持部材は、前記支持部材フレーム上に配置されて前記支持部材フレームと一体に動く、請求項７又は８に記載のアペンディングシステム。
【請求項１０】
前記支持部材フレーム（１３）は、前記杭フレームに組み込まれる、請求項９に記載のアペンディングシステム。
【請求項１１】
前記支持構造体は、前記杭フレームの前記連結部分との係合のためのレール部材（１５）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項１２】
前記杭フレームの前記連結部分は、前記支持構造体との係合のための複数のフック部材（１４）を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項１３】
前記連結部分は、前記杭フレームがアペンディング面の横方向外方に動くことを可能にするように前記杭フレームに対してヒンジ式に配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアペンディングシステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアペンディングシステムを備えた、洋上構造物又は船。
【請求項１５】
前記支持構造体は、前記杭フレームがあらゆる所望の位置で係合することを可能するように前記洋上構造物又は船の周囲に沿って延びている、請求項１４に記載の洋上構造物又は船。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアペンディングシステムの使用であって、
前記杭フレームを前記支持構造体に連結することと、
細長い管状要素をアペンディングすることと、
前記杭フレームを前記支持構造体から取り外すことと
を含む、使用。
【請求項１７】
前記第２のフレーム支持部材を伸長位置まで延ばすことと、
細長い管状要素を前記杭フレーム上に積載することと、
前記第２のフレーム支持部材を、前記第２のフレーム支持部材が前記細長い管状要素の外側端に接触するまで引っ込めることと
を含む、請求項１６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上基礎杭又はタービン支柱のような細長い管状要素のためのアペンディング（upending）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
英国特許出願公開第２２２６５３９号明細書は、２つのクレーンを用いて杭をアペンディング（倒立）させる洋上建設作業のためのシステムを開示している。２つのクレーンの一方は、スリングを介して杭の一端に接続され、他方のクレーンは、スリングを介して杭上の２つの離間した接続点に接続されるが、その作用線は、重心（ｃ）を挟んでスリングの反対側に置かれる。アペンディングの間、スプレッダバーが接続点間の距離間隔を維持する。スリングは、シーブに巻きかけられ、一方のスリングを他方に対して持ち上げる又は降下させることによって達成されるアペンディングの間、両方のスリングが杭の荷重を等しく分担するようになっている。この３点リフト構成により、杭に過剰な曲げ応力がかかることが回避される。
【０００３】
杭の外側端（船外となる端部）を杭が傾くあたりで支持体上に載せて、洋上で杭をアペンディングすることが公知である。アペンディングの間、外側端は、フックを設けたケーブルによって支持される。
【０００４】
英国特許第２３９４４９８号明細書は、ウインチ−ケーブル・システムを用いて動かすことができるＡ型フレームを用いて、構造体上の風力タービンを水中の杭の上に直接設置するための旋回フレームを示す。このフレームは、所定の固定された位置で船上に設置されており、これは洋上作業中、自在性を与えない。
【０００５】
風力タービン支持用などの単一杭は、最大で４メートル〜６メートルの大きな直径を有し、重さは数百トンになり得る。これらの杭は、その製造場所から、例えば風力タービン施設まで、水平姿勢で輸送される。これらの杭は、最終的には垂直姿勢で使用される。したがって、これらの杭は、現場で水平姿勢から垂直姿勢までアペンディングされる。これらのアペンディングは、こうした杭が薄壁構造であり、局所的曲げ応力がかかりやすいので、困難な作業である。加えて、杭付近での船外作業は、作業員にとって危険な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、作業中の使用の自在性がより高い杭アペンディングシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の別の目的は、従来の杭アペンディングシステムを改善して、それに付随する問題を少なくとも一部解決することである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、代替的な杭アペンディングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、これは、洋上基礎杭又はタービン支柱のような細長い管状要素のためのアペンディングシステムによって実現され、このシステムは、
細長い管状要素を支持するための杭フレームであって、該杭フレームに対する細長い管状要素の運動を防止するために杭壁と係合するための杭支持部材及び連結部分を備えた杭フレームと、
杭フレームを支持するための支持構造体であって、前記連結部分が、該支持構造体によって回転可能に支持されて該支持構造体に対する杭フレームの回転を可能にする、支持構造体と
を備え、
支持構造体、及び杭フレームの連結部分は、杭フレームが支持構造体に脱着可能に連結されるように構成される。
【００１０】
杭フレームが支持構造体に脱着可能に連結されるように構成された支持構造体及び杭フレームの連結部分は、杭フレームを船又は洋上構造物上のあらゆる所望の位置に配置する可能性をもたらす。
【００１１】
杭フレームが支持構造体に脱着可能に連結されることは、杭フレームを容易に支持構造体に係合し且つ取り外すことができることを意味する。支持構造体と杭フレームの連結部分との間の連結は、一時的接続とみなされる。
【００１２】
杭フレームがその連結部分を通じて支持構造体に対して回転可能に支持されることは、杭フレームが、いわゆるアペンディング面内で、細長い管状要素と一体に回転することを可能にする。杭フレームの回転軸線は、アペンディング面を横切って延びる。
【００１３】
アペンディングシステムの一実施形態において、杭フレームは、引っ掛け方式又はクランプ方式で支持構造体に脱着可能に連結される。
【００１４】
アペンディングシステムの一実施形態において、連結部分は、支持構造体にヒンジ式に連結される。これは、支持構造体に対する杭フレームの回転を可能にする。
【００１５】
対照的に、公知のアペンディングシステムは、大型の玉軸受を使用する。玉軸受を使用する場合、アペンディング中に杭を安定させるための安定化シリンダが必要とされる。これは高価であり、また、杭と、その杭の回転軸線との間の距離がかなり大きくなる。本発明によるアペンディングシステムにおいては、支持構造体、特にレールと係合する連結部分は、構造の小型化をもたらすことを可能にするので、杭と、杭フレームの回転軸線との間の距離が非常に短くなり、そのため安定化シリンダは必要ない。この結果、杭のアペンディング中の安定性がより高くなる。
【００１６】
別の選択肢として、支持構造体は、ヒンジ点を含むことができ、支持構造体のヒンジ式部材が支持フレームの連結部分に固定接続されることは明らかであろう。
【００１７】
アペンディングシステムの一実施形態において、杭壁と係合するための杭支持部材は、細長い管状要素の横方向運動を防止するように構成される。
【００１８】
アペンディングシステムの一実施形態において、杭フレームは、細長い管状要素が杭フレームに沿って摺動することを防止するために細長い管状要素の杭外側端に係合することが可能な、杭フレームに連結した第２の杭部材を備える。
【００１９】
一実施形態において、アペンディングシステムは、杭フレームを略水平位置と略垂直位置との間で回転させるための、杭フレーム及び支持構造体に連結した杭フレーム駆動システムを備える。杭フレーム駆動システムは、支持構造体に直接連結することができ、又は、例えば船若しくは洋上構造物の構造部材を介して間接的に連結することができる。
【００２０】
一実施形態において、アペンディングシステムは、第２の杭支持部材を伸長位置と引込み位置との間で駆動するための、第２の杭支持部材に連結した支持部材駆動システムを備える。これは、異なる長さの杭を扱うことを可能にする。
【００２１】
第２の杭支持部材は、パッドアイのような取付手段を備えることが考えられる。この取付手段に、チェーン又はケーブルを取り付けることができる。このケーブル又はチェーンの端部に、フックを配置することができる。このフックを杭の外側端に接続することは、船外作業を必要とするが、より長い杭を扱うことを可能にする。
【００２２】
アペンディングシステムの一実施形態において、支持部材駆動システムは、水圧シリンダ、好ましくは第２の杭支持部材の両側に配置された一対の水圧シリンダを備える。
【００２３】
アペンディングシステムの一実施形態において、支持部材駆動システムは、杭フレームに摺動可能に連結した支持部材フレームを備え、第２の杭支持部材は、支持部材フレーム上に配置されて支持部材フレームと一体に動く。
【００２４】
アペンディングシステムの一実施形態において、支持部材フレームは、杭フレームに組み込まれる。この点に関して、「組み込まれる」とは、支持部材フレームが、伸長位置と引込み位置との間の杭支持部材の実際の位置に応じて、杭フレーム内に部分的に収容されることを意味する。これは、構造の小型化をもたらす。
【００２５】
アペンディングシステムの一実施形態において、支持構造体は、杭フレームの連結部分との係合のためのレール部材を備える。このようなレール部材は、船の周囲に沿って容易に延びることができる。加えて、このようなレールは、相当な長さに沿って杭フレームに対する支持を可能とし、これがアペンディング中の杭の安定性を高める。
【００２６】
アペンディングシステムの一実施形態において、杭フレームの連結部分は、支持構造体との係合のための複数のフック部材を備える。
【００２７】
レールは、特に複数のフックを備えた連結部分との組合せにおいて、相当な長さに沿って杭フレームに対する支持を可能とし、これがアペンディング中の杭の安定性を高める。
【００２８】
アペンディングシステムの一実施形態において、連結部分は、杭フレームに対してヒンジ式に配置され、杭フレームがアペンディング面から横方向外方に動くことを可能にする。加えて、これは、アペンディングシステムが使用中ではないとき、杭フレームを水面から遠ざかる方向にヒンジ式に動かすことを可能にする。
【００２９】
本発明は、さらに、本発明によるアペンディングシステムを備えた洋上構造物又は船に関する。
【００３０】
洋上構造物又は船の実施形態において、支持構造体は、洋上構造物又は船の周囲に沿って延びており、杭フレームがあらゆる所望の位置で係合することを可能にする。
【００３１】
本発明はさらに、本発明によるアペンディングシステムの使用に関し、この使用は、
杭フレームを支持構造体に連結することと、
細長い管状要素をアペンディングすることと、
杭フレームを支持構造体から取り外すことと
を含む。
【００３２】
実施形態において、使用は、
第２のフレーム支持部材を伸長位置まで延ばすことと、
杭フレーム上に細長い管状要素を積載することと、
第２のフレーム支持部材を、第２のフレーム支持部材が細長い管状要素の外側端に接触するまで引き込ませることと、
を含む。
【００３３】
本発明は、さらに、説明及び／又は添付の図面に記載された特徴的な特徴の１つ又は複数を備えた装置に関する。
【００３４】
本発明は、さらに、説明及び／又は添付の図面に記載された特徴的な特徴の１つ又は複数を含む方法に関する。
【００３５】
本特許において論じる種々の態様は、さらなる有利な利点を提供するために組み合わせることができる。
【００３６】
本発明を、図面に示す好ましい実施形態を参照してさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】略垂直位置にある本発明によるアペンディングシステムの斜視図である。
【図２】杭支持部材がその伸長位置にある図１のアペンディングシステムを示している。
【図３】杭フレームが略水平位置と略垂直位置との間にある図１のアペンディングシステムを示している。
【図４】杭フレームが略水平位置にある図１のアペンディングシステムを示している。
【図５】杭アペンディング中の図１のアペンディングシステムを示している。
【図６】図１のアペンディングシステムの側面図である。
【図７】図１のアペンディングシステムの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、略垂直位置にある本発明によるアペンディングシステム１の斜視図を示す。アペンディングシステム１は、洋上基礎杭又はタービン支柱のような細長い管状要素３をアペンディングするのに適している。アペンディングシステム１は、細長い管状要素を支持するための杭フレーム２を備える。
【００３９】
杭フレームは杭支持部材４を備える。杭壁６と係合するための杭支持部材４は、細長い管状要素３の横方向運動を防止するように構成されている。杭支持部材４は、杭壁６に対応する湾曲した形状を有する。杭支持部材４は、杭フレーム２に対する細長い管状要素のあらゆる所望しない運動を防止するために、杭壁６と係合する。
【００４０】
アペンディングシステム１は、杭フレーム２を支持するための支持構造体７を備える。支持構造体は、船の甲板１７（一部を示す）又はアペンディングシステムを必要とする他のいずれかの洋上構造物上に取り付けることができる。
【００４１】
杭フレーム２は連結部分８を備える。杭フレーム２は、連結部分８を介して支持構造体７に連結される。連結部分８は、支持構造体７によって回転可能に支持され、支持構造体７に対する杭フレーム２の回転を可能にする。
【００４２】
支持構造体７、及び杭フレーム２の連結部分８は、杭フレーム２が支持構造体７に脱着可能に連結されるように構成されている。
【００４３】
この場合、杭フレーム２は、引っ掛け方式で支持構造体７に脱着可能に連結される。したがって、連結部分８は、１つのフック部材１４又は複数のフック部材１４を備える。支持構造体はレール部材１５を備える。レール部材１５は、杭フレーム２の連結部分８との係合に適している。フック部材１４は、支持構造体７のレール部材１５との係合に適している。レール部材１５は、船の周囲に沿って延びており、杭フレーム２を所望の位置に配置することを可能にする。レール部材１５は、レール支持部材１６を介して甲板１７に取り付けられる。
【００４４】
ここで、レール部材１５に引っ掛けられたフック部材１４は、連結部分２が支持構造体にヒンジ式に連結されることを保証する。したがって、杭フレーム２は、回転することができる。
【００４５】
杭フレーム２は、杭フレーム２に連結した第２の杭支持部材５を備える。第２の杭支持部材５は、細長い管状要素が杭フレーム２に沿って摺動することを防止するために、細長い管状要素３の杭外側端６に係合することができる。
【００４６】
アペンディングシステム１は、図３に示すように、杭フレーム駆動システム９を備える。この場合、杭フレーム駆動システム９は水圧シリンダである。杭フレーム駆動システム９は、杭フレーム２を略水平位置（図４）と略垂直位置（図１）との間で回転させるために、杭フレーム２及び支持構造体７に連結される。ここで、杭フレーム駆動システム９は、案内部材１８を介して支持構造体７に連結される。案内部材１８は、杭フレーム駆動システム９の端部を受け、したがって止め部を形成する。杭フレーム駆動システム９の使用中、杭フレーム駆動システム９は延ばされている。船外に延びた案内部材１８は、杭フレーム駆動システム９の先端２５を受け又はキャッチする。この先端にはホイール部材が取り付けられており、先端を案内部材の端部に案内する。ホイールが、レールの端部で止め部に当接すると、杭フレーム２は、第２の杭支持部材５、すなわちフックが杭と係合する位置に至るまで持ち上げられる。フックは、次いで杭に触れるまで後退する（図５参照）。
【００４７】
アペンディングシステム１は、支持部材駆動システム１０を備える。支持部材駆動システム１０は、第２の杭支持部材５に連結される。支持部材駆動システム１０は、第２の杭支持部材を、伸長位置（図２）と引込み位置（図１）との間で駆動する。
【００４８】
このケースでは、支持部材駆動システム１０は、一対の水圧シリンダ１１、１２を備える。水圧シリンダ１１、１２は、第２の杭支持部材５の両側に配置される。この水圧シリンダの配置は、細長い管状要素３の安定な支持をもたらす。
【００４９】
支持部材駆動システム１０は支持部材フレーム１３を備える。第２の杭支持部材５は、支持部材フレーム１３上に取り付けられ、支持部材フレームと一体的に動く。支持部材フレーム１３は、杭フレーム２に摺動可能に連結されている。水圧シリンダ１１、１２は、第２の杭支持部材５を動かすために、杭フレーム２と支持部材フレーム１３とに連結される。
【００５０】
図６で分かるように、連結部分８は、杭フレーム２に対してヒンジ式に配置することができ、杭フレームが、図７の矢印で示すように、アペンディング面の横方向外方に動くことを可能にする。杭フレームは、ヒンジ軸１９のまわりでアペンディング面の横方向外方にヒンジ式に動くことができる。
【００５１】
支持部材フレーム１３は、図７に示すように杭フレームに組み込まれる。支持部材フレーム１３は、支持部材２１、２２を通して杭フレーム２に取り付けられた保持梁２４を備える。保持梁２４は、支持部材２１、２２に対して摺動することができる。保持梁２４は、摺動して、杭フレーム本体２０内に形成された保持梁収容部２３に出入りする。
【００５２】
アペンディングシステム１の使用中、以下のステップが行われる。最初に、杭フレーム２を支持構造体７に連結する。その後、細長い管状要素３をアペンディングし、次いで、杭フレーム２を支持構造体７から取り外す。加えて、以下のステップを含めることができる。第２のフレーム支持部材を伸長位置（図２）まで延ばす。細長い管状要素３を杭フレーム２上に積載する。図５は、杭フレーム２上に積載された細長い管状要素３を示す。第２のフレーム支持部材５を、第２のフレーム支持部材が細長い管状要素３の外側端６に接触するまで引っ込ませる。
【００５３】
上記説明及び図面は本発明の幾つかの実施形態を例証するために含められたものであり、保護の範囲を限定するためではないことが、後に明白になるであろう。この開示を発端として、本発明の保護及び本質の範囲内にある、及び、従来技術と本特許の開示との明白な組合せである、さらなる多くの実施形態が当業者に明らかになるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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