CN104903572A - 浮体式风力发电装置及该装置的部件搬运方法 - Google Patents

Abstract

浮体式风力发电装置具备：浮体，浮于水面；及风车，设置在所述浮体上，且构成为至少一部分能够潜水，所述浮体式风力发电装置的特征在于，所述风车包括：至少一个叶片；轮毂，安装所述叶片；塔，立起设置在所述浮体上；机舱，设置在所述塔上；第一电气设备，设置在所述轮毂或所述机舱内；及第二电气设备，经由线缆而与所述第一电气设备连接，所述第二电气设备构成为，能够以在所述风车潜水时不没于水中的方式相对于所述塔沿铅垂方向相对移动。

Description

浮体式风力发电装置及该装置的部件搬运方法

技术领域

本公开涉及具备浮于水面的浮体和设置于该浮体的风车的浮体式风力发电装置及该装置的部件搬运方法。

背景技术

近年来，从地球环境的保护的观点出发，风力发电装置逐渐普及。尤其是将有利于发电效率的提高的大型的风力发电装置设置在海上或湖上等水上的计划在各种场所不断进展。

作为设置于水上的风力发电装置，已知有在浮于水面的浮体上设置风车的浮体式风力发电装置。浮体式风力发电装置包括塔的高度从几十米至超过百米的大型的装置。在这样的浮体式风力发电装置中，在检修时或安装·解体时等，在设置于水上的状态下访问风车的塔上部、机舱或轮毂那样的高处的情况极其困难。

因此，专利文献1以向风车的上方部位的访问的容易化为目的，公开了一种在检修时使风车的塔下沉而着床于海底的方法。而且，专利文献2及3公开了一种在检修时使风车的塔沉入杆柱内的结构。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2012-45981号公报

【专利文献2】日本特开2010-223113号公报

【专利文献3】日本特开2010-223114号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，在浮体式风力发电装置中设有发电机、控制盘、变压器等各种的多个电气设备。这些电气设备不仅设置在风车的上方，而且也设置在低处。例如，控制盘或操作面板这样的电气设备等分别设置在机舱内、轮毂内或塔内上部等的上方空间、塔内或塔外下部的下方空间，而使用于各场所的必要的操作。在通常的浮体式风力发电装置中，浮体以外的风车部位处于向水上露出的状态，因此未考虑这些电气设备发生浸水的情况。然而，在检修时等使风车沉入水中的情况下，这些电气设备、尤其是设置于低处的电气设备可能会浸水。

关于这一点，专利文献1～3仅公开的是在检修时使浮体式风力发电装置下沉的结构，关于电气设备的浸水未作任何考虑。如专利文献2及3那样，虽然使塔沉入杆柱内能够减少浸水的可能性，但是存在为了使大型的塔沉入杆柱内而需要较大的动力的问题。

本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种即使在风力发电装置的潜水时也能保护电气设备免于浸水的浮体式风力发电装置及该装置的部件搬运方法。

【用于解决课题的方案】

本发明的至少一实施方式的浮体式风力发电装置具备：浮体，浮于水面；及风车，设置在所述浮体上，且构成为至少一部分能够潜水，所述浮体式风力发电装置的特征在于，所述风车包括：至少一个叶片；轮毂，安装所述叶片；塔，立起设置在所述浮体上；机舱，设置在所述塔上；第一电气设备，设置在所述轮毂或所述机舱内；及第二电气设备，经由线缆而与所述第一电气设备连接，所述第二电气设备构成为，能够以在所述风车潜水时不没于水中的方式相对于所述塔沿铅垂方向相对移动。

根据上述浮体式风力发电装置，在风车的潜水时，经由线缆而与设置于高处的第一电气设备连接的第二电气设备相对于塔沿铅垂方向能够相对移动，因此能够可靠地防止第二电气设备没于水中的情况。尤其是浮体式风力发电装置多设置在严苛的周围环境下，因此即使仅是通过在密闭空间内设置第二电气设备而想要保护免于浸水，也难以长期维持该密闭空间。例如，设置于海上的浮体式风力发电装置由于周围的温度变化大，而且大气中含有较多的腐蚀性物质，因此用于形成密闭空间的密封在短期间内可能发生劣化。相对于此，上述浮体式风力发电装置即使在风车的潜水时也使第二电气设备始终露出于水上，因此能够可靠地保护第二电气设备免于浸水。而且，第二电气设备相对于塔沿铅垂方向能够相对移动，因此在风车的通常运转时，能够在适当的位置配置第二电气设备。

在几个实施方式中，可以是，所述第二电气设备收纳于具有在所述风车潜水时浮于所述水面的浮子的电气设备箱内。

收纳有第二电气设备的电气设备箱通过浮子而浮于水面，因此不使用动力，能够使第二电气设备相对于塔沿铅垂方向相对移动，并且能够使第二电气设备可靠地位于比水面靠上方处。

在几个实施方式中，可以是，所述电气设备箱具有与所述塔的内周面或外周面抵接的引导构件，所述电气设备箱构成为，在所述风车潜水时，所述电气设备箱由所述引导构件沿着所述塔引导。

这样，通过设置将电气设备箱沿着塔进行引导的引导构件，能够防止电气设备箱在相对于塔沿铅垂方向相对移动时与其他的部件接触的情况，能够使电气设备箱相对于塔顺畅地相对移动。

在几个实施方式中，可以是，所述浮体是半潜式浮体，包括：多个柱，包含设置所述风车的第一柱；及下部外壳，将所述多个柱之间连接，所述风车构成为，通过对所述塔和所述柱或所述下部外壳中的至少一方注入压载水而能够潜水。

这样，通过压载水的注入而使风车潜水，由此能够减少潜水所需的动力。

在几个实施方式中，可以是，所述机舱固定在所述塔上部且相对于所述塔不能移动，所述塔为截面椭圆形状。

这样，通过使机舱相对于塔不能移动而能够采用截面椭圆形状的塔，进而，能够形成为即使在波浪或潮汐等的作用下也不易摆动、姿势稳定性高的风力发电装置。

在几个实施方式中，可以是，所述浮体式风力发电装置还具备：排出泵，设置在所述塔内，用于将注入到所述塔的内部空间的压载水向所述塔外排出；及浮子，用于使所述排出泵浮在所述压载水的水面。

这样，通过设置用于将注入塔的内部空间的压载水向塔外排出的排出泵，能够容易地使因压载水注入而处于潜水状态的风车浮起。而且，排出泵借助浮子而浮于水面，因此能够防止排出泵没于水中而发生故障的情况。

在几个实施方式中，可以是，在所述塔设有给排水口，压载水管插通于所述给排水口，所述压载水管用于所述塔的内部空间与所述塔的外部之间的所述压载水的移动，所述给排水口位于在所述风车潜水时比所述水面靠上方的所述塔的区域。

这样，将供压载水管穿过的给排水口设置于在风车的潜水时比水面靠上方的塔的区域，因此能够防止塔周围的水经由给排水口而进入塔内空间的情况。由此，能够调整积存于塔内部空间的压载水的水面与塔周围的水面之间的高度之差，能够适当进行基于压载水的浮力调整。

在几个实施方式中，可以是，所述风车还包括：梯子，设置在所述塔的外周侧；及梯子罩，将该梯子覆盖，通过所述梯子而在所述塔的外部形成从所述塔的下部至所述机舱的检修路。

由此，即使不进入塔的内部空间也能够利用塔外周侧的梯子访问机舱。因此，不需要用于进入塔内空间的开闭口，能够将塔水密地形成。

本发明的至少一实施方式的浮体式风力发电装置的部件搬运方法中，所述浮体式风力发电装置具备风车和浮体，所述风车包括：至少一个叶片；轮毂，安装所述叶片；塔，立起设置在浮于水面的所述浮体上；机舱，设置在该塔上；第一电气设备，设置在所述轮毂或所述机舱内；及第二电气设备，经由线缆而与所述第一电气设备连接，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法的特征在于，包括：潜水步骤，使所述风车的至少一部分潜水；及部件移动步骤，在所述潜水步骤之后，使所述风车的部件在所述叶片、所述轮毂或所述机舱中的至少一个的第一装卸位置与所述水面侧的第二装卸位置之间移动，在所述潜水步骤中，使所述第二电气设备以所述第二电气设备不没于水中的方式相对于所述塔沿铅垂方向相对移动。

根据上述浮体式风力发电装置的部件搬运方法，通过使风车的至少一部分潜水而风车的距水面的高度降低，即使因波浪或潮汐等而风车摆动，风车上方的摇晃也不太大，因此即使在叶片、轮毂或机舱那样的高处也能够提高部件搬运的操作性。而且，通过使浮体或塔沉入水中，波浪或潮汐等引起的摆动的衰减效果升高，风车整体的摆动也能够进一步减小。而且，在使用起重船使部件在风车侧的第一装卸位置与水面侧的第二装卸位置之间移动的情况下，可以降低起重船的起重臂的扬程，因此能够减小船身的摇晃引起的起重臂前端(安装部件的钩位置)的摇晃，能够进一步提高操作性。此外，由于可以是短的起重臂长度的起重机，因此起重船的特殊性减轻，能够利用更具通用性的船身及尺寸的船。

另外，在风车的潜水时，以不使第二电气设备没于水中的方式使第二电气设备相对于塔沿铅垂方向相对移动，因此能够可靠地保护第二电气设备免于浸水。

在几个实施方式中，可以是，在所述部件移动步骤中，使用起重船在所述第一装卸位置与所述第二装卸位置之间进行所述部件的移动，所述部件是所述至少一个叶片及收纳在所述机舱内的传动装置或发电机中的至少一个。

在几个实施方式中，所述至少一个叶片是从所述轮毂向相反方向延伸的一对叶片，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的角度位置调整步骤：在所述潜水步骤之前，以使所述一对叶片沿着水平方向的方式调整所述轮毂的角度位置，在所述潜水步骤中，使所述风车潜水至沿着水平方向的所述一对叶片不没于水中的位置为止。

这样，在一对叶片沿着水平方向的状态下使风车潜水，由此能够防止叶片浸于水中的情况。

在几个实施方式中，可以是，在所述潜水步骤中，在所述至少一个叶片中的接近所述水面的叶片上安装保护罩。

由此，能够防止叶片浸于水中的情况。

在几个实施方式中，可以是，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括：浮起步骤，在所述部件移动步骤之后使所述风车浮起；及干燥步骤，在所述浮起步骤之后使所述风车干燥。

由此，能够顺畅地使风力发电装置的通常运转再次开始。

在几个实施方式中，可以是，所述浮体式风力发电装置是设置于海上的海上风车，在所述潜水步骤中，向所述风车的内部取入海水而使所述风车的至少一部分潜水，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的清洗步骤：在所述浮起步骤之后且所述干燥步骤之前，利用淡水对所述风车进行清洗。

在风车的潜水时，即使在海水中含有的腐蚀性物质附着于风车的情况下，在风车的浮起后也能够将其除去，能够防止构成风车的部件的腐蚀。

在几个实施方式中，可以是，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的系留解除步骤：在所述潜水步骤之前，将用于拴住所述浮体的带有锚的系留线从所述浮体拆下，并将该系留线安装于浮标，在所述潜水步骤中，在从所述浮体拆下所述系留线的状态下进行所述风车的潜水。

由此，在风车的潜水时，能够防止因系留线阻碍动作的情况，能够顺畅地使风车潜水。

【发明效果】

根据本发明的至少一实施方式，在风车的潜水时，经由线缆而与设置于高处的第一电气设备连接的第二电气设备相对于塔沿铅垂方向能够相对移动，因此能够可靠地防止第二电气设备没于水中的情况。而且，第二电气设备相对于塔沿铅垂方向能够相对移动，因此在风车的通常运转时，能够在适当的位置配置第二电气设备。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的概略结构的侧视图。

图2是表示本发明的一实施方式的构成风车的部件结构及电气设备的移动机构的侧视图。

图3是表示机舱相对于塔而不能移动的情况下的风车的结构例的侧视图。

图4是图3的A-A线向视图。

图5是表示本发明的另一实施方式的电气设备的移动机构的侧视图。

图6是表示本发明的另一实施方式的电气设备的移动机构的侧视图。

图7是说明用于向塔内部空间注入压载水的结构的图。

图8是说明用于从塔内部空间排出压载水的结构的图。

图9是表示配置于塔外周侧的梯子的立体图。

图10是说明用于使塔偏摆回旋的结构的图。

图11(a)、(b)是表示一实施方式的浮体式风力发电装置的部件搬运步骤的图。

图12是表示本发明的另一实施方式的浮体式风力发电装置被系留于海上的状态的立体图。

图13(a)、(b)是表示另一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。

图14是图13(b)的B部放大图。

图15(a)、(b)是说明另一实施方式的浮体式风力发电装置的姿势调整方法的图。

图16(a)、(b)是表示另一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。

图17(a)、(b)是表示又一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。

具体实施方式

以下，按照附图来说明本发明的实施方式。但是，作为实施方式而以下记载的或作为实施方式而附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。

以下，在叙述本发明的实施方式的浮体式风力发电装置的概略之后，说明该浮体式风力发电装置的部件搬运方法。

需要说明的是，作为浮体式风力发电装置的一例，在图1～图11中示出具有杆柱型的浮体的浮体式风力发电装置，在图12～图17中示出具有半潜型的浮体的浮体式风力发电装置。但是，本实施方式的浮体式风力发电装置及其部件搬运方法中能够适用的浮体型没有限定于此。

图1是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的概略结构的侧视图。图2是表示本发明的一实施方式的构成风车的部件结构及电气设备的移动机构的侧视图。图3是表示机舱相对于塔而不能移动的情况下的风车的结构例的侧视图。图4是图3的A-A线向视图。图5及图6是表示本发明的另一实施方式的电气设备的移动机构的侧视图。

如图1及图2所示，浮体式风力发电装置1具备浮于水面的浮体10和立起设置在浮体10上的风车2。

在一实施方式中，风车2具有：承受风而旋转的至少1张叶片3；安装叶片3的轮毂4；将轮毂4安装成旋转自如的机舱6；对机舱6进行支承的塔8。机舱6可以是相对于塔8能够偏摆回旋，通常，机舱6根据风向以使叶片3向上风侧配向的方式进行偏摆回旋。并且，承受风的叶片3旋转，由此通过发电机60进行发电。

在一实施方式中，杆柱型的浮体10由纵长的中空状的浮体主体11和在浮体主体11的下端部形成的平衡重12构成。在浮体10的水中部上方设有浮力体13，并且在浮体主体11的下端设有用于减少浮体10的摇晃的基座14。而且，多个系留线16呈放射状地配置于浮体主体11，通过配置于水底的锚定物15将这多个系留线16固定。需要说明的是，系留线16是指由用于保持浮体10的位置的锁链、丝索、合成纤维绳或它们复合而成的绳等、钩环等连结用具及中间浮标或中间坠子等构成的结构。

如图3所示，也可以构成为将塔8的上端和机舱6的底部固定而使机舱6相对于塔8不能移动。在这样的结构中，风车2与浮体10一起偏摆回旋。由此，能够防止将配置在机舱6内的第一电气设备60与配置在塔8内的第二电气设备20连接的线缆25扭转。

另外，如图4所示，在机舱6相对于塔8不能移动的情况下，塔8也可以为截面椭圆形状。通过使机舱6相对于塔8不能移动而可以采用截面椭圆形状的塔8，进而能够形成为在波浪或潮汐等的作用下不易摆动，姿势稳定性高的风力发电装置1。

如图2所示，在一实施方式中，风车2包括：与轮毂4连结的旋转轴61；生成电力的发电机60(第一电气设备)；将旋转轴61的旋转能量向发电机60传递的传动装置63。需要说明的是，在该图中作为一例而示出了传动装置63及发电机60配置在机舱6内的情况，但是可以将它们中的至少任一个配置在塔8侧。

旋转轴61与由叶片3及轮毂4构成的转子5一起旋转。需要说明的是，轮毂4可以由轮毂罩4a覆盖。而且，旋转轴61经由一对轴承62而旋转自如地支承于机舱6。

传动装置63包括安装于旋转轴61的液压泵64、经由高压油线及低压油线而与液压泵64连接的液压马达65。液压泵64由旋转轴61驱动而使工作油升压，生成高压的工作油(压力油)。由液压泵64生成的压力油经由高压油线向液压马达65供给，通过该压力油来驱动液压马达65。通过液压马达65进行了作功之后的低压的工作油经由低压油线再次返回液压泵64。而且，液压马达65的输出轴与发电机60的输入轴连接，液压马达65的旋转向发电机60输入。需要说明的是，在该图中，作为传动装置63，例示了使用液压传动装置的结构，但没有限定为该结构，也可以使用齿轮式增速机等其他的传动装置，也可以是不设置传动装置63而将旋转轴61与发电机60直接连结的结构。

风车2具备在检修时或安装·解体时等用于使风车2的至少一部分潜水的潜水单元。通过该潜水单元，风车2向图1的箭头方向下沉。需要说明的是，关于潜水单元的具体的结构在后文叙述。

使用潜水单元，例如为了使图2所示的各部件移动而使风车2潜水。作为移动的部件，例如，除了上述那样配置于机舱6内空间的旋转轴61、轴承62、传动装置63这各部件、发电机60之外，还可列举叶片3、轮毂罩4a、构成机舱6的各部件、控制盘等电气设备等各种部件。当然，也可以是在塔8的上方空间配置的各种部件。而且，也包括在检修时使用的部件。当然，在不伴随部件的移动的作业中，也可以使风车2潜水。

如图2所示，浮体式风力发电装置1具备使第二电气设备20相对于塔8沿铅垂方向相对移动的移动机构。通过该移动机构，在风车2的潜水时，第二电气设备20以不没于水中的方式相对于塔沿铅垂方向相对移动。需要说明的是，第二电气设备20是经由线缆25而与设置于轮毂4或机舱6内的第一电气设备60连接的电气设备。作为第一电气设备60，可列举例如机舱6内的发电机或传动装置(液压传动装置)63或控制盘、轮毂4内的俯仰驱动装置或控制盘、其他辅机等。而且，作为第二电气设备20，可列举例如开光装置、变压器、逆变器、控制盘、其他辅机等。

在一实施方式中，移动机构收纳于具有在风车2的潜水时浮于水面WL的浮子22的电气设备箱21内。具体而言，在电气设备箱21的下部安装浮子22，在比浮子22靠上方处收纳第二电气设备20。电气设备箱21以具有气密性的方式构成。将第一电气设备60与第二电气设备20连接的线缆25向塔8内延伸。在电气设备箱21的移动时，为了避免线缆25暴露而可以使线缆25穿过在塔8内周面安装的夹紧件23。这种情况下，线缆25以沿铅垂方向能够移动的方式向夹紧件23穿过。夹紧件23可以设置多个。在比设置于最上部的夹紧件23靠上方处可以设置线缆辊19。线缆辊19将通过夹紧件23而沿着塔8内周面配置的线缆25导向塔8的中央附近，并吸收由于第二电气设备20的铅垂方向移动而第一电气设备60与第二电气设备20的距离发生了变化时产生的线缆25的游隙。

根据上述结构，收纳有第二电气设备20的电气设备箱21通过浮子22而浮于水面，因此不使用动力，而能够使第二电气设备20相对于塔8沿铅垂方向相对移动，并能够使第二电气设备20可靠地位于比水面WL靠上方处。

另外，如图5及图6所示，在塔8的外周侧可以设置第二电气设备20的移动机构。需要说明的是，第二电气设备20与上述同样地收纳在具有浮子22的电气设备箱21内。

在图5中，电气设备箱21沿着在塔8的外周面安装的导轨30，相对于塔8在铅垂方向上相对移动。在塔8的外周面上沿铅垂方向安装多个夹紧件32，将第一电气设备60与第二电气设备20连接的线缆25以穿过各夹紧件32的方式配置。

在图6中，电气设备箱21与以包围塔8的周围的方式设置的框架26连结。在框架26上安装有与塔8的外周面进行滑动的多个引导辊27。而且，线缆25可以经由接线盒28而与第二电气设备20连接。而且，在电气设备箱21内可以设置对从接线盒28松脱的线缆25进行卷绕的线缆卷轴29。需要说明的是，在使风车2下沉时，可以一边使线缆从夹紧件32松脱，一边使风车2下沉。

如上所述，通过导轨30或带引导辊的框架26等，将电气设备箱21沿着塔8引导，由此能够使电气设备箱21相对于塔8顺畅地相对移动，并且还能够抑制波浪或潮汐引起的电气设备箱21的摆动。需要说明的是，上述的移动机构可以设置在塔8的内周侧。而且，从第二电气设备20向外部延伸出的线缆25可以经由设置于浮体10的引导件34向水底延伸。引导件34例如以线缆25沿上下方向穿过的方式构成为环状。由此，即使在第二电气设备20相对于塔8沿上下方向相对移动的情况下，通过引导件34也能够稳定地将线缆25支承于塔8侧。

接着，参照图7及图8，对风车2的潜水单元进行说明。图7是说明用于向塔内部空间注入压载水的结构的图。图8是说明用于从塔内部空间排出压载水的结构的图。

作为风车2的潜水单元，可以使用通过积存于塔8的内部空间的压载水进行浮体式风力发电装置1的浮力调整的结构。这种情况下，塔8的下方、即潜水时存在水面WL到达的可能性的塔区域形成为大致水密状态。例如，在潜水时存在水面WL到达的可能性的塔区域设置的门等开闭部成为水密性高的构造。

如图7所示，在一实施方式中，在塔8上，以在风车2的潜水时位于比水面WL靠上方的塔区域的方式设置供水口8a。在供水口8a穿过用于将压载水向塔8的内部空间注水的软管102。软管102与搭载于船(例如泵船)100的泵101连接，通过驱动泵101而从软管102向塔8的内部空间注入压载水。

这样，通过将供软管102穿过的供水口8a设置于在风车2的潜水时比水面WL靠上方的塔8的区域，能够防止塔周围的水经由供水口8a进入塔8的内部空间的情况。由此，能够调整积存于塔8的内部空间的压载水的水面与塔周围的水面WL的高度之差，能适当地进行基于压载水的浮力调整。

如图8所示，在一实施方式中，在塔8上，以在风车2的潜水时位于比水面WL靠上方的塔区域的方式设置排水口8b。需要说明的是，供水口8a及排水口8b可以相同。在排水口8b穿过用于将压载水从塔8的内部空间向外部排出的软管104。软管104与搭载于船(例如泵船)100的泵103连接，并与配置于塔8的内部空间的泵102连接。并且，通过驱动泵102、103，从塔8的内部空间经由软管104排出压载水。而且，在塔8的内部空间配置的泵102可以载置在浮子106上。

这样，通过设置用于将注入到塔8的内部空间的压载水向塔8之外排出的泵102、103，能够容易地使因压载水注入而处于潜水状态的风车2浮起。而且，设置在塔8内的泵102借助浮子106而浮于水面，由此能够防止泵102没于水中而发生故障的情况。

除了上述结构之外，本实施方式的浮体式风力发电装置1可以还具备图9及图10所示的结构。图9是表示在塔外周侧配置的梯子的立体图。图10是说明用于使塔偏摆回旋的结构的图。

如图9所示，风车2可以还具备设置在塔8的外周侧的梯子42和将梯子42覆盖的梯子罩41。梯子42沿着从塔8的下部直至机舱6的检修路延伸设置。由此，即使不进入塔8的内部空间，也能够利用设置在塔8的外周侧的梯子42来访问机舱6。因此，不需要用于进入塔6的内部空间的开闭口，能够提高塔8的水密性。

如图10所示，风车2可以还具备以包围塔8的外周的方式配置的链环45、使塔8相对于链环45偏摆回旋的偏摆回旋机构47。链环45安装成相对于塔8的外周面能够沿铅垂方向滑动。而且，链环45具有浮力，即使塔8相对于水面WL沿铅垂方向移动(潜水或浮起)，该链环45也留于水面WL。在链环45安装有连接系留线16的钩46。链环45始终维持于水面WL，因此即使风车2潜水或浮起，安装于钩46的系留线16的张力也几乎不变化。在风车2的通常运转时等使风车2偏摆回旋的情况下，以链环45为基准来驱动偏摆回旋机构47。由此，能够实现风车2的顺畅的偏摆回旋。需要说明的是，该结构如上述图3及图4所示良好地适用于机舱6相对于塔8不能移动的情况。

以下，参照图11，详细说明一实施方式的浮体式风力发电装置的部件搬运步骤。图11(a)、(b)是表示一实施方式的浮体式风力发电装置的部件搬运步骤的图。需要说明的是，在此，说明使第一电气设备60从浮体式风力发电装置1向船100移动的情况作为一例。第一电气设备60配置在机舱6的第一装卸位置A。

如图11(a)所示，在检修时等，船(泵船)100接近时，使风车2向图中箭头方向移动，使风车2的至少一部分潜水。此时，第二电气设备20通过上述的任意的移动机构，以不没于水中的方式相对于塔8向铅垂方向上方相对移动(参照图2、图5及图6)。并且，如图11(b)所示，风车2的至少一部分维持沉降于比水面WL靠下方的状态，使第一电气设备60在风车2侧的第一装卸位置A与水面侧的第二装卸位置B之间移动。第一电气设备60的移动使用搭载有例如起重机108的船(起重船)100。需要说明的是，第一电气设备60的移动也可以使用设置于风车2侧的起重机或绞车等升降装置(未图示)。

根据上述的浮体式风力发电装置1的部件搬运方法，通过使风车2的至少一部分潜水而风车2的距水面WL的高度降低，即使因波浪或潮汐等而风车2发生摆动，风车2上方的摆动也不那么大，因此即使在叶片3、轮毂4或机舱6那样的高处也能够提高部件搬运的操作性。而且，通过使浮体10或塔8沉入水中，而由波浪或潮汐等引起的摆动的衰减效果升高，风车2整体的摆动也能够进一步减小。而且，在使用起重船100，使部件在风车2侧的第一装卸位置A与水面侧WL的第二装卸位置B之间移动的情况下，可以降低起重船100的起重臂的扬程，因此能够减小船身的摇晃引起的起重臂前端(安装部件的钩位置)的摇晃，能够进一步提高操作性。此外，由于可以是短的起重臂长度的起重机，因此起重船100的特殊性减轻，能够利用更具有通用性的船身及尺寸的船100。

另外，在风车2的潜水时，以使第二电气设备20不没于水中的方式使第二电气设备20相对于塔8沿铅垂方向相对移动，因此能够可靠地保护第二电气设备20免于浸水。

需要说明的是，在这些实施方式中，在使第一电气设备60从船100向浮体式风力发电装置1移动的情况下，进行与上述相反的步骤。

而且，可以在使第二电气设备20移动之后，使风车2浮起，使风车2干燥。尤其是使塔8的内部空间干燥。作为干燥方法，例如可以向塔8的内部空间供给暖风，使内部空间的温度上升。由此，能够顺畅地再次开始风力发电装置1的通常运转。

此外，在浮体式风力发电装置设置于海上的情况下，在使风车2干燥之前，可以利用淡水进行清洗。由此，在风车2的潜水时，即使海水中含有的腐蚀性物质附着于风车2的情况下，在风车2的浮起后也能将其除去，能够防止构成风车2的部件腐蚀。

此外，在使风车2潜水之前，可以将用于拴住浮体10的带有锚的系留线16从浮体10拆下，并将该系留线16安装于浮标。这种情况下，在使风车2潜水时，可以在从浮体10拆下系留线16的状态下进行风车2的潜水。由此，在风车2的潜水时，能够防止因系留线16阻碍潜水动作的情况，能够顺畅地使风车2潜水。

在另一实施方式中，可以具备图12～图17的结构。图12是表示本发明的另一实施方式的浮体式风力发电装置被系留于海上的状态的立体图。图13(a)、(b)是表示另一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。图14是图13(b)的B部放大图。图15(a)、(b)是说明另一实施方式的浮体式风力发电装置的姿势调整方法的图。图16(a)、(b)是表示另一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。图17(a)、(b)是表示又一实施方式的浮体式风力发电装置的潜水步骤的图。

需要说明的是，图12～图17仅示出半潜型的浮体式风力发电装置的潜水单元及与之关联的结构，将第一电气设备60、第二电气设备20及第二电气设备20的移动机构等省略。

如图12及图13所示，在一实施方式中，浮体式风力发电装置81具备浮于水面WL的浮体90和立起设置于浮体90的风车82。

风车82具有至少一张叶片83、安装叶片83的轮毂84、安装轮毂84的机舱86、将机舱86支承为能够偏摆回旋的塔88。

浮体10具有在俯视观察下配置于假想三角形的顶点位置的柱状的3个柱91、92、93，并且具有将第一柱91与第二柱92连接的长条状的第一下部外壳94、及将第一柱91与第三柱93连接的长条状的第二下部外壳95。并且，通过这3个柱91、92、93和2个下部外壳94、95，在俯视观察下浮体90形成为大致V字状。并且，在位于俯视观察下大致V字状的正中央的第一柱91的上表面设置上述的风车92。

另外，可以是第一下部外壳94与第二下部外壳95垂直相交，并且在相对于第一下部外壳94与第二下部外壳95的交角的二等分线而呈左右对称的假想直角等腰三角形的顶点位置配置上述的3个柱91、92、93。

而且，虽然未特别图示，但是可以还具有将第二柱92与第三柱93连接的第三下部外壳。此外，第一下部外壳94与第二下部外壳95可以由加强用的梁构件连结。

需要说明的是，在上述实施方式中，作为将第一柱91及第二柱92、将第一柱91及第三柱93分别连接的连结部例示了下部外壳94、95，但是连结部没有限定于此。

在一实施方式中，浮体90可以在其内部形成积存压载水的压载室(未图示)。压载室设置于柱91、92、93及下部外壳94、95的至少任一者的内部空间中。而且，压载室可以是在下部外壳94、95的延伸方向上分割成多个的结构，由此能够在下部外壳94、95的延伸方向上形成浮力分布，能够适当地控制风车2的姿势。通过向该压载室注入压载水，而以吃水面(水面)WL位于比下部外壳94、95的上表面靠上方的状态系留于水面。而且，压载室也可以被使用作为风车2的潜水单元。这种情况下，以成为风车2的至少一部分潜水的浮力的方式向压载室注入压载水。压载室是在下部外壳94、95的延伸方向上被分割成多个的结构的情况下，也可以调节各压载室中的压载水量，使风车2在维持水平状态的情况下向铅垂方向下方沉降。需要说明的是，在使风车2潜水时，向塔8的内部空间也供给压载水，因此该内部空间也包含于压载室的一个。

另外，可以是，浮体90以在其上表面设有风车82的第一柱91相对于主风向W位于上风侧的方式配置。这种情况下，第二柱92及第三柱93以位于比第一柱91靠主风向W的风下侧的方式配置。这样，将设有风车2的第一柱91配置成位于主风向W的上风侧，由此能够提高承受风载荷而要向背面侧倾倒的风车82的稳定性。

此外，可以是如图12所示，与固定于水底E的锚定物(未图示)连结的多个系留线96以描绘悬垂曲线的方式呈悬链线状地连接于浮体80。这种情况下，浮体90通过上述锚定物及系留线96，克服作用于浮体90的漂流力或旋转力矩而系留于海上。

如图13(a)所示，在塔88位于比水面WL靠上方的状态下，向塔88的内部空间及浮体90的压载室供给压载水，如图13(b)所示，以使风车82的至少一部分潜水的方式使风车82与浮体90一起沉降。此时，可以是，以浮体90在保持水平状态的情况下沉降的方式调节压载水量。

如图13(b)所示，在风车82具有呈放射状延伸的3张叶片83的情况下，位于下方的叶片83的一部分有时与塔88一起浸水。这样的情况下，如图14所示，可以在接近水面WL的叶片83上安装保护罩96。保护罩96由不透水的材质形成。而且，为了避免保护罩96脱落，可以在保护罩96上安装钩97，并利用钢丝绳98将保护罩96悬吊于轮毂84侧。而且，可以在保护罩96上安装浮子99。

另外，可以如图15(a)所示，在浮体式风力发电装置81的潜水时或浮起时的姿势调整中，以使浮体90在水平状态下沿铅垂方向移动的方式使用浮子110。例如，在第二柱92、第三柱93设置钩112，在安装于钩的钢丝绳114的前端连接浮子110。也可以取代浮子110，在第二柱92、第三柱93内设置空气室115，通过调节空气室115内的空气容积来进行姿势调整。

此外，可以如图15(b)所示，在浮体式风力发电装置81的潜水时或浮起时的姿势调整中，以使浮体90在维持水平状态的情况下沿铅垂方向移动的方式，利用搭载于船(起重船)100的起重机108来悬吊浮体90。例如，向设置于第二柱92、第三柱93的钩112挂上钢丝绳114，利用起重机108向上方拉升。

此外，可以如图16(a)、(b)所示，在海底E设置浮体设置台120，在使浮体式风力发电装置81沉降时，将浮体90载置于浮体设置台120。具体而言，浮体设置台120具有：对各柱91、92、93进行支承的3个支承部121；与各柱91、92、93的底面分别卡合的卡合部122；将3个支承部121相互连结的连结部123。并且，如图16(a)所示，使浮体式风力发电装置81沉降至各柱91、92、93的底面与浮体设置台120的卡合部122卡合为止。由此，能够稳定地维持潜水时的浮体式风力发电装置81的姿势。

另外，可以在各支承部121的钢丝绳安装部124安装的钢丝绳127的前端连接浮子126。该浮子126出于将浮体设置台120的位置向作业者通知的目的而设置。

此外，也可以将安装于浮体设置台120的钢丝绳127更换为搭载于船100的升降机构109，利用船100将浮体设置台120以吊起的状态向其他的场所移动。

另外，可以是，如图17(a)、(b)所示，浮体式风力发电装置131的风车132具有从安装于机舱136的轮毂134向相反方向延伸的一对叶片133的情况下，在使风车131潜水之前，以使一对叶片133沿着水平方向的方式调整轮毂134的角度位置，使风车132潜水至一对叶片133不没于水中的位置。这样，在一对叶片133沿着水平方向的状态下使风车132潜水，由此能够防止叶片133浸于水中的情况。

如以上说明那样，根据上述的实施方式，在风车2(82、132)的潜水时，经由线缆25而与设置于高处的第一电气设备60连接的第二电气设备20相对于塔8(88)能够沿铅垂方向相对移动，因此能够可靠地防止第二电气设备20没于水中的情况。而且，第二电气设备20能够相对于塔8(88)沿铅垂方向相对移动，因此在风车2(82、132)的通常运转时，能够在适当的位置配置第二电气设备20。

以上，详细说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也可以进行各种的改良或变形。

在上述的实施方式中，作为风车的潜水单元，例示了向塔内部空间或浮体的压载室注入压载水的结构，但是潜水单元的结构没有限定于此。例如，也可以通过分别调节与浮体连接有多个的系留线的张力来使风车潜水。而且，还可以通过向风车或浮体施加重物或船等的自重来使浮体潜水。

【标号说明】

1、81、131 浮体式风力发电装置

2、82、132 风力发电机

3、83、133 叶片

4、84、134 轮毂

4a  轮毂罩

5  转子

6、86、136 机舱

8、88  塔

8a、8b  给排水口

10、90  浮体

11  浮体主体

12  平衡重

13  浮力体

14  基座

15  锚定物

16、96  系留线

19  线缆辊

20  电气设备箱

21  第二电气设备

22、99、106、110、126 浮子23、32  夹紧件

25  线缆

26  框架

27  引导辊

41  梯子罩

42  梯子

45  链环

47  偏摆驱动机构

60  第一电气设备

61  旋转轴

62  轴承

63  传动装置

91  第一柱

92  第二柱

93  第三柱

94  第一下部外壳

95  第二下部外壳

96  保护罩

100  船

101、102、103 泵

102、104 软管

108  起重机

109  升降机构

115  空气室

120  浮体设置台

A  第一装卸位置

B  第二装卸位置

Claims (15)

1.一种浮体式风力发电装置，具备：

浮体，浮于水面；及

风车，设置在所述浮体上，且构成为至少一部分能够潜水，

所述浮体式风力发电装置的特征在于，

所述风车包括：

至少一个叶片；

轮毂，安装所述叶片；

塔，立起设置在所述浮体上；

机舱，设置在所述塔上；

第一电气设备，设置在所述轮毂或所述机舱内；及

第二电气设备，经由线缆而与所述第一电气设备连接，

所述第二电气设备构成为，能够以在所述风车潜水时不没于水中的方式相对于所述塔沿铅垂方向相对移动。

2.根据权利要求1所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述第二电气设备收纳于具有在所述风车潜水时浮于所述水面的浮子的电气设备箱内。

3.根据权利要求2所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述电气设备箱具有与所述塔的内周面或外周面抵接的引导构件，所述电气设备箱构成为，在所述风车潜水时，所述电气设备箱由所述引导构件沿着所述塔引导。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述浮体是半潜式浮体，包括：多个柱，包括设置所述风车的第一柱；及下部外壳，将所述多个柱之间连接，

所述风车构成为，通过对所述塔和所述柱或所述下部外壳中的至少一方注入压载水而能够潜水。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述机舱固定在所述塔上部且相对于所述塔不能移动，

所述塔为截面椭圆形状。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述浮体式风力发电装置还具备：

排出泵，设置在所述塔内，用于将注入到所述塔的内部空间的压载水向所述塔外排出；及

浮子，用于使所述排出泵浮在所述压载水的水面。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

在所述塔设有给排水口，压载水管插通于所述给排水口，所述压载水管用于所述塔的内部空间与所述塔的外部之间的所述压载水的移动，

所述给排水口位于在所述风车潜水时比所述水面靠上方的所述塔的区域。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的浮体式风力发电装置，其特征在于，

所述风车还包括：梯子，设置在所述塔的外周侧；及梯子罩，将该梯子覆盖，

通过所述梯子而在所述塔的外部形成从所述塔的下部至所述机舱的检修路。

9.一种浮体式风力发电装置的部件搬运方法，所述浮体式风力发电装置具备风车和浮体，所述风车包括：至少一个叶片；轮毂，安装所述叶片；塔，立起设置在浮于水面的所述浮体上；机舱，设置在该塔上；第一电气设备，设置在所述轮毂或所述机舱内；及第二电气设备，经由线缆而与所述第一电气设备连接，所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法的特征在于，包括：

潜水步骤，使所述风车的至少一部分潜水；及

部件移动步骤，在所述潜水步骤之后，使所述风车的部件在所述叶片、所述轮毂或所述机舱中的至少一个的第一装卸位置与所述水面侧的第二装卸位置之间移动，

在所述潜水步骤中，使所述第二电气设备以所述第二电气设备不没于水中的方式相对于所述塔沿铅垂方向相对移动。

10.根据权利要求9所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

在所述部件移动步骤中，使用起重船在所述第一装卸位置与所述第二装卸位置之间进行所述部件的移动，

所述部件是所述至少一个叶片及收纳在所述机舱内的传动装置或发电机中的至少一个。

11.根据权利要求9或10所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

所述至少一个叶片是从所述轮毂向相反方向延伸的一对叶片，

所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的角度位置调整步骤：在所述潜水步骤之前，以使所述一对叶片沿着水平方向的方式调整所述轮毂的角度位置，

在所述潜水步骤中，使所述风车潜水至沿着水平方向的所述一对叶片不没于水中的位置为止。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

在所述潜水步骤中，在所述至少一个叶片中的接近所述水面的叶片上安装保护罩。

13.根据权利要求9～12中任一项所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括：

浮起步骤，在所述部件移动步骤之后使所述风车浮起；及

干燥步骤，在所述浮起步骤之后使所述风车干燥。

14.根据权利要求13所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

所述浮体式风力发电装置是设置于海上的海上风车，

在所述潜水步骤中，向所述风车的内部取入海水而使所述风车的至少一部分潜水，

所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的清洗步骤：在所述浮起步骤之后且所述干燥步骤之前，利用淡水对所述风车进行清洗。

15.根据权利要求9～14中任一项所述的浮体式风力发电装置的部件搬运方法，其特征在于，

所述浮体式风力发电装置的部件搬运方法还包括如下的系留解除步骤：在所述潜水步骤之前，将用于拴住所述浮体的带有锚的系留线从所述浮体拆下，并将该系留线安装于浮标，

在所述潜水步骤中，在从所述浮体拆下所述系留线的状态下进行所述风车的潜水。