CN115551777A - 海上风车的浮体 - Google Patents

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Abstract

海上风车的浮体具备1根第一柱、2根第二柱、对第一柱与各个第二柱进行连接的2根下机体及对2根下机体之间进行连接的梁部件，梁部件设置在各个下机体的上表面与下表面之间的高度范围内。

Description

海上风车的浮体
技术领域
本发明涉及海上风车的浮体。
本申请基于2020年6月30日在日本国特许厅申请的特愿2020-113070号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
海上风车包含风力发电装置和将该风力发电装置支撑在海上的浮体。作为这样的浮体的一例，在专利文献1中公开了一种浮体，该浮体具备3个柱和连接该3个柱之间的2个中空状的下机体，2个下机体由梁部件连接。
现有技术文献
专利文献1：国际公开2013/084856号
发明内容
发明所要解决的课题
梁部件通过连接2根下机体之间，而作为降低向浮体的预定部分(2根下机体相互连接的下机体基部)的应力集中的加强部件发挥功能。但是，若在浮体上设置梁部件，则梁部件受到潮流或海流的影响，产生在水平方向作用的阻力。从减轻作用于浮体的潮流载荷的观点出发，优选在该梁部件产生的阻力尽可能小。
本发明鉴于上述的课题而作出，其目的在于提供一种海上风车的浮体，其包含具有作为加强部件的功能，并且能够抑制因潮流或海流的影响而产生的阻力的梁部件。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述目的，本发明所涉及的海上风车的浮体具备：1根第一柱；2根第二柱；2根下机体，对上述第一柱与各个上述第二柱进行连接；及梁部件，对上述2根下机体之间进行连接，上述梁部件设置在各个上述下机体的上表面与下表面之间的高度范围内。
发明效果
根据本发明的海上风车的浮体，能够包含具有作为加强部件的功能并且能够抑制由于潮流或海流的影响而产生的阻力的梁部件。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的海上风车的结构的立体图。
图2是一个实施方式所涉及的梁部件的侧视图。
图3是一个实施方式所涉及的梁部件的侧视图。
图4是一个实施方式所涉及的梁部件的侧视图。
图5是一个实施方式所涉及的梁部件的剖视图。
图6是一个实施方式所涉及的梁部件的剖视图。
图7是一个实施方式所涉及的梁部件的剖视图。
图8是用于说明一个实施方式所涉及的板部件的图。
图9是用于说明一个实施方式所涉及的板部件的图。
图10是用于说明一个实施方式所涉及的板部件的图。
图11是用于说明一个实施方式所涉及的板部件的图。
图12是一个实施方式所涉及的下机体的剖视图。
图13是一个实施方式所涉及的下机体的剖视图。
图14是用于说明一个实施方式所涉及的1根第一柱及2根第二柱的位置的说明图。
图15是一个实施方式所涉及的浮体的概略俯视图。
图16是表示一个实施方式所涉及的第一空隙空间及第二空隙空间的配置的图。
图17是放大了图16中的第一空隙空间的图。
图18是放大了图16中的第二空隙空间的图。
图19是概略地表示一个实施方式所涉及的梁部件的结构的图。
图20是概略地表示一个实施方式所涉及的梁部件的结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图对基于本发明的实施方式的海上风车的浮体进行说明。该实施方式表示本发明的一个方式，并不限定本公开，能够在本发明的技术思想的范围内任意地进行变更。
(海上风车的结构)
图1是表示一个实施方式所涉及的海上风车100的结构的立体图。如图1所示，海上风车100包含风力发电装置50和将该风力发电装置50支撑在海上的浮体1。
风力发电装置50具备：机舱52、从下方支撑机舱52的塔架54及以能够相对于机舱52旋转的方式安装的转子56。机舱52经由偏航回旋座轴承而以可回旋的方式安装于塔架54，根据风向使转子56定向。在图1例示的方式中，风力发电装置50是以使转子56位于上风侧的方式进行机舱52的回旋控制的上风式风车。在其他实施方式中，风力发电装置50是以使转子56位于下风侧的方式进行机舱52的回旋控制的下风式风车。转子56接受风而旋转，转子56的旋转能够通过未图示的发电机转换为电力。
(浮体的结构)
如图1所示，浮体1包含：1根第一柱2、2根第二柱4、对第一柱2与各个第二柱4进行连接的2根下机体6及对2根下机体6之间进行连接的梁部件8。这样的浮体1具有俯视大致A字状。
1根第一柱2及2根第二柱4分别在俯视下形成假想三角形的各顶点。第一柱2位于由1根第一柱2及2根第二柱4形成的俯视假想等腰三角形的顶角。在图1例示的方式中，1根第一柱2搭载有风力发电装置50，相当于主柱。另一方面，2根第二柱4未搭载风力发电装置50，相当于副柱。此外，在1根第一柱2及2根第二柱4上分别连接有系留索58，系留索58与固定在海底的锚件连结。
如图1所示，第一下机体6A(6)沿着俯视假想等腰三角形的2个等边中的一个等边配置，第二下机体6B(6)沿着俯视假想等腰三角形的2个等边中的另一个等边配置。1根第一柱2及2根第二柱4形成的俯视假想等腰三角形的顶角不作特别限定，但考虑浮体1的稳定性而在任意的角度范围内设定，例如，设定为90度。
图14是用于说明一个实施方式所涉及的1根第一柱2及2根第二柱4的位置的说明图。图14中示出俯视浮体1的情况下的第一柱2及2根第二柱4各自的位置。在图14所例示的方式中，1根第一柱2及2根第二柱4分别在俯视下形成第一柱2对应于顶角θ1的假想等腰三角形的各顶点。该顶角θ1为50度以上且70度以下。更优选地，该顶角θ1为55度以上且65度以下。在图14例示的方式中，顶角θ1为60度，假想等腰三角形为正三角形。此外，在图14中，假想等腰三角形的各顶点分别为第一柱2或第二柱4的中心(本发明不限于图14例示的第一柱2的截面的形状及第二柱4的截面的形状)。
以下，将从梁部件8朝向俯视位于假想等腰三角形的顶角的第一柱2的方向设为前方，将其相反方向设为后方。
下机体6在内部形成有空洞部10，构成为能够通过向该空洞部10注入压载水而潜水。并且，至少在向空洞部10注入了压载水的状态下，下机体6完全淹没，其上表面位于吃水线的下方。下机体6在与下机体6的延伸方向正交的剖视下，下机体6的外周缘具有矩形状。此外，如图12及图13所示，下机体6也可以在与下机体6的长度方向正交的剖视下，使下机体6的角部15倒角。在图12例示的下机体6的情况下，下机体6的角部15是指连接下机体6的上表面12与侧面13的部分。在图13例示的下机体6的情况下，下机体6的角部15是指连接下机体6的上表面12与侧面13的部分及连接下机体6的下表面14与侧面13的部分(在该情况下，下机体6的外周缘具有八边形状)。另外，下机体6的宽度相对于高度之比可以在下机体6的全长上恒定，也可以具有在下机体6的延伸方向上变化的分布。
(梁部件的结构)
图2是一个实施方式所涉及的梁部件8的侧视图。如图2所示，梁部件8设置在各个下机体6的上表面12与下表面14之间的高度范围H内。
在图2例示的方式中，关于梁部件8，梁部件8的上表面16位于下机体6的上表面12的高度。即，梁部件8以使梁部件8的上表面16与下机体6的上表面12齐平面的方式配置。允许基于例如制造公差的误差。该梁部件8的梁部件8的下表面18位于下机体6的下表面14的上方。这样，通过在上述高度范围H内将梁部件8配置在下机体6的上表面12附近，能够提高浮体1的浮力中心的位置，而使浮体1以更稳定的状态浮在海上。
此外，下机体6的高度范围H内的梁部件8的位置不限于图2所示的例子。
例如，在图3所示的另一实施方式中，关于梁部件8，梁部件8的下表面18位于下机体6的下表面14的高度。即，梁部件8以使梁部件8的下表面18与下机体6的下表面14齐平面的方式配置。允许基于例如制造公差的误差。根据图3例示的梁部件8的结构，在制造浮体1时，能够将梁部件8和下机体6配置在同一平面上。因此，不用盘木那样的支撑材料调整梁部件8或下机体6的高度即可，能够削减浮体1的制造成本。
在图4所示的另一实施方式中，关于梁部件8，梁部件8的下表面18位于比下机体6的下表面14靠上方的位置，且梁部件8的上表面16位于比下机体6的上表面12靠下方的位置。并且，梁部件8使以梁部件8的上表面16隔着下机体6的中间高度的位置(位于下机体6的上表面12与下表面14的中间)而位于与梁部件8的下表面18相反侧的方式连接2根下机体6之间。根据图4例示的梁部件8的结构，与梁部件8靠近下机体6的上表面12或下表面14时相比，将从下机体6作用于梁部件8的力平衡地分担给梁部件8的上表面16和下表面18，所以能够实现梁部件8的紧凑化。
图5～7是一个实施方式所涉及的梁部件8的剖视图。如图5～7所示，在梁部件8的沿着延伸方向的正交方向的截面内，梁部件8的宽度A大于梁部件8的高度B。具体而言，梁部件8的宽度A相对于高度B之比可以为1.1以上且2以下，也可以为1.3以上且1.6以下。
这样，通过采用宽度比高度大的截面形状的梁部件8，能够使梁部件8的下表面18及上表面16各自的面积比梁部件8的侧面22(前表面及后表面各自)大，使梁部件8从海水受到的上下方向上的阻力增加。因此，能够进一步提高基于梁部件8的浮体1的摆动的降低效果。
此外，梁部件8的宽度相对于高度之比可以在梁部件8的全长上恒定，也可以具有在梁部件8的延伸方向上变化的分布。例如，如图1所示，梁部件8的宽度相对于高度之比(>1)也可以是除了与各个下机体6连接的连接部33以外的梁部件8的全部在梁部件8的全长上恒定。另外，梁部件8可以构成为非中空，也可以在内部形成空间。
在图5例示的方式中，梁部件8在与该梁部件8的延伸方向正交的剖视下，梁部件8的外周缘20具有矩形状。通过将梁部件8的截面形状设为矩形状，与采用具有外周缘为椭圆形状(圆形状、楕圆形状、卵形状或长圆形状等)的截面的梁部件的情况相比，能够进一步提高浮体1的摆动的降低效果。假设梁部件8的外周缘20为椭圆形状，则在梁部件8沿着上下方向移动时，梁部件8从流体(海水)受到的阻力比较小。与此相对，根据图5例示的梁部件8的结构，通过将梁部件8的外周缘20设为矩形状，而梁部件8从海水受到的阻力增大。因此，能够进一步提高基于梁部件8的浮体1的摆动的降低效果。此外，在本说明书中，“矩形”是指由相互相邻的两边形成的角度为90度的形状。因此，梁部件8的外周缘20的形状如图5所示，可以是长方形，也可以是正方形。
此外，梁部件8的外周缘20不限于矩形状。在另一实施方式中，如图6及图7所示，梁部件8在与该梁部件8的延伸方向正交的剖视下，梁部件8的角部34被倒角。在本发明中，梁部件8的角部34是连接梁部件8的上表面16与侧面22的部分或连接梁部件8的下表面18与侧面22的部分。
在图6例示的方式中，梁部件8的角部34包括：连接梁部件8的上表面16与前表面22A的第一角部34A(34)及连接梁部件8的上表面16与后表面22B的第二角部34B(34)。第一角部34A及第二角部34B分别是不形成凹凸的平坦的面，构成不弯曲的面。
在图7例示的方式中，在与梁部件8的延伸方向正交的剖视下，梁部件8的外周缘20具有八边形状。换言之，梁部件8的角部34包括：连接梁部件8的上表面16与前表面22A的第一角部34A(34)、连接梁部件8的上表面16与后表面22B的第二角部34B(34)、连接梁部件8的下表面18与前表面22A的第三角部34C(34)及连接梁部件8的下表面18与后表面22B的第四角部34D(34)。第一角部34A、第二角部34B、第三角部34C及第四角部34D分别是不形成凹凸的平坦的面，构成不弯曲的面。
根据图6及图7例示的结构，通过使梁部件8的角部34倒角，在潮流或海流等与梁部件8的前表面22A或后表面22B碰撞时，将该潮流或海流等顺畅地向梁部件8的上方或下方引导。因此，能够降低由于潮流或海流的影响而在梁部件8产生的阻力。
图8是用于一个实施方式所涉及的板部件24的图。浮体1还可以具备具有板形状的板部件24。如图8所示，该板部件24以经由支架23而在板部件24与梁部件8的侧面22之间形成间隙25的方式配置。更具体而言，板部件24包括：第一板部件26(24)，以在第一板部件26(24)与梁部件8的前表面22A(22)之间形成第一间隙27(25)的方式配置；及第二板部件28(24)，以在第二板部件28(24)与梁部件8的后表面22B(22)之间形成第二间隙29(25)的方式配置。第一板部件26以从梁部件8向前方伸出的方式配置。该第一板部件26的下表面30位于梁部件8的下表面18的高度。第二板部件28以从梁部件8向后方伸出的方式配置。该第二板部件28的下表面32位于梁部件8的下表面18的高度。
根据图8例示的结构，在海水经由板部件24与梁部件8之间的间隙25流动时，该海水的流动紊乱而形成涡流。另外，板部件24由于板部件24的下表面位于梁部件8的下表面18的高度，因此通过梁部件8的侧面22及下表面18这两方进一步扰乱在间隙25中流动的海水，促进涡流的形成。由于涡流的形成会消耗海水(波浪)的动能，因此通过设置板部件24，梁部件8从波浪接收的动能减少。这样，通过设置板部件24这样的简单的结构，能够抑制梁部件8的摆动。
此外，板部件24的配置不限于图8所示的例子。图9～11是用于说明一个实施方式所涉及的板部件24的图。
如图9～11所示，梁部件8在与该梁部件8的延伸方向正交的剖视下，梁部件8的角部34被倒角。并且，板部件24也可以以经由支架23而在板部件24与该梁部件8的侧面22之间形成间隙25的方式配置。如图10所示，板部件24也可以配置为比梁部件8的下表面18的高度向下方突出。另外，如图11所示，第一板部件26可以配置为在前后方向上第一板部件26的后表面36与梁部件8的前表面22A位于彼此相同的位置。此时，第二板部件28在前后方向上第二板部件28的前表面38与梁部件8的后表面22B位于彼此相同的位置。
然而，在本发明中，梁部件8与各个下机体6的连接部33连接的位置不作特别限定，但如图1所示，连接部33位于比各个下机体6的侧面(梁部件8连接的一侧的面)的长度方向上的中点P靠第二柱4(副柱)侧的位置。根据这样的结构，由于在第一柱2(主柱)搭载风力发电装置50，因此作为海上风车100整体的摆动中心在浮体1的俯视下相对地位于靠近第一柱2的位置。因此，如上所述，通过将连接部33设置在比下机体6的中点P靠第二柱4(副柱)侧，能够将梁部件8配置成充分远离作为海上风车100整体的摆动中心，能够增大基于梁部件8的摆动的降低效果。
此外，在图1例示的实施方式中，在第一柱2搭载有风力发电装置50，但在其他实施方式中，第一柱2是未搭载风力发电装置50的副柱，第二柱4是搭载风力发电装置50的主柱。在该情况下，梁部件8与各个下机体6的连接部33也可以位于比各个下机体6的长度方向上的中点P靠第一柱2(副柱)侧的位置。
(作用、效果)
对本发明的一个实施方式所涉及的海上风车100的浮体1的作用、效果进行说明。根据一个实施方式，因为梁部件8对2根下机体6之间进行连接，所以能够降低向连接有2根下机体6的第一柱2的应力集中，具有作为加强部件的功能。另外，因为梁部件8设置于各个下机体6的上表面12与下表面14之间的高度范围H内，所以与梁部件8的一部分或全部设置于高度范围H外的情况相比，能够降低潮流或海流对梁部件8的影响。由此，能够提供包含具有作为加强部件的功能，并且能够抑制由于潮流或海流的影响而产生的阻力的梁部件8的海上风车100的浮体1。
在一个实施方式中，如图2～图4、图12及图13所示，下机体6的与延伸方向正交的截面具有多边形状。在图2～图4例示的方式中，下机体6的截面具有在水平方向上具有长条形状的长方形状。在图12例示的方式中，下机体6的截面具有6边形状。在图13例示的方式中，下机体6的截面具有8边形状。根据图2～图4、图12、图13例示的方式，能够通过准备多个平板状的面板，并将这些面板相互连接(例如，自动焊接)，来制作下机体6。因此，能够使下机体6的制作容易，能够实现成本削减。
图15是一个实施方式所涉及的浮体1的概略俯视图。在一个实施方式中，如图15所示，作为第一柱2的与延伸方向正交的截面的第一柱截面60具有多边形状。在图15例示的方式中，第一柱截面60具有6边形状。在一个实施方式中，如图15所示，第二柱4的与延伸方向正交的截面即第二柱截面76具有多边形状。在图15例示的方式中，第二柱截面76具有在下机体6的延伸方向上具有长条形状的长方形状。根据图15例示的方式，因为能够利用多个平板上的面板分别制作第一柱2及第二柱4，所以能够使第一柱2及第二柱4各自的制作容易，实现成本削减。
在一个实施方式中，如图15所示，2根下机体6分别与对应于第一柱截面60的构成多边形状的相互不相邻的两个边62的第一柱2的2个外表面63连接。也就是说，2根下机体6向第一柱2的连接部位分别是第一柱截面60的多边形状中相互不相邻的两个边62。在图15例示的方式中，第一柱截面60包含位于两个边62之间的1个边66。2根下机体6向第一柱2的连接部位是容易发生应力集中的部分。根据图15例示的方式，在2根下机体6之间，夹有1个与1个边66对应的第一柱2的外表面，与在2根下机体6之间不夹有第一柱2的外表面的情况相比，能够降低向该连接部位的应力集中。
在一个实施方式中，如图15所示，2根下机体6分别包含分别与梁部件8的两端连接的内侧面68和与内侧面68相反侧的外侧面70。下机体6的内侧面68在俯视下位于浮体1的内侧。下机体6的外侧面70在俯视下位于浮体1的外侧。并且，2根下机体6的外侧面70分别在第一柱截面60的多边形状的某两个边的延长线上延伸。在图15例示的方式中，2根下机体6的外侧面70分别以隔着边62而位于与边66相反侧的方式在与边62连接的边72的延长线上延伸。根据图15例示的方式，下机体6以下机体6的外侧面70相对于与第一柱截面60的边72对应的外表面平坦的方式与第一柱2连接。因此，与下机体6的外侧面70相对于与第一柱截面60的边72对应的外表面不平坦的情况相比，能够使浮体1的制作容易化，能够削减成本。
在一个实施方式中，如图15所示，第一柱截面60的多边形状在与2根下机体6相反侧具有连接两个边72的其他一个以上的边74。边74在下机体6的延伸方向上隔着边62而位于与下机体6相反侧。在图15例示的方式中，第一柱截面60的多边形状具有1个边74。在第一柱截面60在与2根下机体6相反侧不具有连接两个边72的其他一个以上的边的情况下，如在图15中由虚线所示，具有随着朝向与2根下机体6相反侧而前端变细的形状。因此，根据图15例示的方式，与第一柱截面60随着朝向与2根下机体6相反侧而前端变细的情况相比，能够减小第一柱截面60的面积，削减浮体1的成本。
在一个实施方式中，如图15所示，第二柱截面76的长边78的长度大于下机体6的宽度的尺寸。下机体6的宽度方向是与下机体6的延伸方向正交的方向。为了提高浮体1的稳定性(使浮体1不会翻倒)，优选使第一柱2与第二柱4之间的距离为一定值以上。根据图15例示的方式，下机体6能够具有在使下机体6的内侧面68及外侧面70分别相对于与第二柱4的2个长边78对应的侧面平坦的状态下沿着延伸方向较长地延伸的形状。也就是说，能够使通过使第一柱2与第二柱4之间的距离为一定值以上而取得的浮体1的稳定性的提高、和通过使下机体6的内侧面68及外侧面70分别相对于第二柱4的2个侧面平坦而实现的浮体1的制作容易，削减成本。
图16是表示一个实施方式所涉及的第一空隙空间80及第二空隙空间82的配置的图。图17是放大了图16中的第一空隙空间80的图。图18是放大了图16中的第二空隙空间82的图。在图16例示的方式中，下机体6具有第一空隙空间80和第二空隙空间82这两方，但本发明不限于该方式。在另一实施方式中，下机体6具有第一空隙空间80及第二空隙空间82中的某一方。
在一个实施方式中，如图16所示，各个下机体6具有能够贮存压载水的压载空间84和与压载空间84分开形成的第一空隙空间80。并且，如图17所示，第一空隙空间80面向下机体6与梁部件8的连接部33所面对的第一连接区域R1。
在图17例示的方式中，第一空隙空间80通过在压载空间84内由构成下机体6的内侧面68的内侧面板壁88和隔着该内侧面板壁88设置于与梁部件8相反侧的第一空隙壁90包围而形成。这样，第一空隙空间80是独立于压载空间84而形成的空间。第一连接区域R1是内侧面板壁88的与内侧面68相反侧的相反面92中的使梁部件8的前端93向内侧面板壁88侧延伸的假想的前端区域通过的部分。
第一连接区域R1是应力容易集中的区域，希望定期地进行检查。在该第一连接区域R1形成于压载空间84的情况下，为了检查第一连接区域R1而需要排出压载水。根据图16及图17例示的方式，因为第一连接区域R1形成于第一空隙空间80，所以在检查该第一连接区域R1时不需要排出压载水，能够降低检查所需的成本。
在图17例示的方式中，第一连接区域R1面对整个连接部33，但本发明不限于该方式。如图17例示的那样，梁部件8包含构成梁部件8的表面的表面部件94，梁部件8的前端93有时在延伸方向观察时内部成为空间。例如，梁部件8的前端93在延伸方向观察时具有环形状。在几个实施方式中，第一空隙空间80面向内侧面板壁88的相反面92中的使梁部件8的表面部件94的前端向内侧面板壁88侧延伸的假想的前端区域通过的第三连接区域R3。根据这样的结构，能够容易地检查应力特别容易集中的第三连接区域R3。
在几个实施方式中，在第一空隙空间80内设置有用于取得连接部33的状态的传感器。传感器例如是应变仪，与设置在塔架54内的发送设备有线连接，将传感器取得的信息发送到发送设备。发送设备使用通信电缆或电波将从传感器取得的信息发送到位于远离海上风车100的位置的监视装置。
在一个实施方式中，如图16所示，各个下机体6具有：压载空间84；及与压载空间84及第一空隙空间80分别分开形成的第二空隙空间82。并且，如图18所示，第二空隙空间82面向下机体6与第一柱2的连接部分所面对的第二连接区域R2。
在图18例示的方式中，第二空隙空间82在压载空间84内由内侧面板壁88、构成下机体6的外侧面70的外侧面板壁98、构成与边62对应的第一柱2的外表面63的外表面部件101、具有与该外表面63相向的面的第二空隙壁102包围而形成。这样，第二空隙空间82是独立于压载空间84而形成的空间。第二连接区域R2是与边62对应的第一柱2的外表面63整体。
第二连接区域R2是应力容易集中的区域，希望定期地进行检查。在该第二连接区域R2形成于压载空间84的情况下，为了检查第二连接区域R2，需要排出压载水。根据图16及图18例示的方式，因为第二连接区域R2形成于第二空隙空间82，所以在检查该第二连接区域R2时，不需要排出压载水，能够降低检查所需的成本。
在图18例示的方式中，第二连接区域R2面向与边62对应的第一柱2的外表面63整体，但本发明不限于该方式。在几个实施方式中，第二空隙空间82面向由下机体6的内侧面板壁88和与边62对应的第一柱2的外表面63形成的角部(参照图18，由虚线包围的部分)。根据这样的结构，能够容易地检查应力特别容易集中的角部。
在几个实施方式中，在第二空隙空间82内设置有用于取得第一柱2与下机体6的连接状态的传感器。传感器例如是应变仪，与设置在塔架54内的发送设备有线连接，将传感器取得的信息发送到发送设备。发送设备使用通信电缆或电波将从传感器取得的信息发送到位于远离海上风车100的位置的监视装置。
图19及图20是概略地表示一个实施方式所涉及的梁部件8的结构的图。图19例示的梁部件8对图3例示的梁部件8的结构进一步进行了限定。也就是说，关于图19例示的梁部件8，梁部件8的下表面18位于下机体6的下表面14的高度。图20例示的梁部件8对图2例示的梁部件8的结构进一步进行了限定。也就是说，关于图20例示的梁部件8，梁部件8的上表面16位于下机体6的上表面12的高度。
在一个实施方式中，如图19例示的那样，梁部件8是具有可通水的内部空间104的中空构造。并且，该梁部件8具有位于比除了梁部件8以外的浮体1的浮心P1靠下方的位置的体积中心P2。在图19例示的方式中，在梁部件8的上表面16和下表面18形成有连通内部空间104与外部的连通孔106。此外，连通孔106的结构(例如，位置、数量)不限于图19例示的方式。
根据图19例示的方式，在梁部件8的体积中心P2位于比除了梁部件8以外的浮体1的浮心P1靠下方的位置的情况下，在使浮体1浮在水面时，向内部空间104通水了的梁部件8与不能向内部空间104通水的梁部件8相比，浮力变小，使浮体1的浮心P1变高。若使浮体1的浮心P1变高，则浮体1的定倾中心的位置变高，浮体1的定倾中心与重心的距离变大，能够增大浮体1的复原力。
在一个实施方式中，如图20例示的那样，梁部件8是具有水密的内部空间104的中空构造。并且，该梁部件8具有位于比除了梁部件8以外的浮体1的浮心P1靠上方的位置的体积中心P2。
根据图20例示的方式，在梁部件8的体积中心P2位于比除了梁部件8以外的浮体1的浮心P1靠上方的位置的情况下，通过使梁部件8为水密的中空构造，而在使浮体1浮在水面上时，使浮体1的浮心P1变高。若使浮体1的浮心P1变高，则浮体1的定倾中心的位置变高，浮体1的定倾中心与重心的距离变大，能够增大浮体1的复原力。
上述各实施方式所记载的内容例如可如下地掌握。
(1)本发明所涉及的海上风车(100)的浮体(1)具备：1根第一柱(2)；2根第二柱(4)；2根下机体(6)，对上述第一柱与各个上述第二柱进行连接；及梁部件(8)，对上述2根下机体之间进行连接，上述梁部件设置在各个上述下机体的上表面(12)与下表面(14)之间的高度范围内。
根据上述(1)所记载的结构，因为梁部件对2根下机体之间进行连接，所以能够降低向与2根下机体连接的第一柱的应力集中，具有作为加强部件的功能。另外，因为梁部件设置在各个下机体的上表面与下表面之间的高度范围内，所以与梁部件的一部分或全部设置在高度范围外的情况相比，能够降低潮流或海流对梁部件的影响。由此，能够提供一种海上风车的浮体，其包含具有作为加强部件的功能并且能够抑制由于潮流或海流的影响而产生的阻力的梁部件。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)所记载的结构中，上述梁部件的至少一部分在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下上述梁部件的宽度大于上述梁部件的高度。
根据上述(2)所记载的结构，通过增大梁部件的至少一部分的上表面及下表面的面积，而在梁部件沿着上下方向移动时，提高从流体(海水)受到的阻力。因此，能够抑制梁部件的上下方向上的移动，提高基于梁部件的浮体的摆动的降低效果。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所记载的结构中，关于上述梁部件，在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下，上述梁部件的外周缘(20)具有矩形状。
根据上述(3)所记载的结构，通过将梁部件的外周缘设为矩形状，而在梁部件沿着上下方向移动时，提高从流体(海水)受到的阻力。因此，能够抑制梁部件的上下方向上的移动，提高基于梁部件的浮体的摆动的降低效果。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)所记载的结构中，关于上述梁部件，在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下，上述梁部件的角部(34)被倒角。
根据上述(4)所记载的结构，在潮流或海流等与梁部件的侧面碰撞时，将该潮流或海流等顺畅地引导至梁部件的上方或下方。因此，能够降低由于潮流或海流的影响而在梁部件产生的阻力。
(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所记载的结构中，关于上述梁部件，上述梁部件的上表面(16)位于上述下机体的上述上表面的高度。
根据上述(5)所记载的结构，能够通过提高浮体的浮力中心的位置，而使浮体以更稳定的状态浮在海上。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所记载的结构中，关于上述梁部件，上述梁部件的下表面(18)位于上述下机体的上述下表面的高度。
根据上述(6)所记载的结构，在制造浮体时，能够将梁部件和下机体配置在同一平面上。因此，不用如盘木那样的支撑材料调整梁部件或下机体的高度即可，能够削减浮体的制造成本。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所记载的结构中，关于上述梁部件，上述梁部件的下表面位于比上述下机体的上述下表面靠上方的位置，且上述梁部件的上表面位于比上述下机体的上述上表面靠下方的位置。
根据上述(7)所记载的结构，能够减小从下机体分担到梁部件的上表面的力与从下机体分担到梁部件的下表面的力之差，能够优化梁部件的尺寸。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项所记载的结构中，1根上述第一柱及2根上述第二柱中的一方是搭载风力发电装置(50)的主柱，1根上述第一柱及2根上述第二柱中的另一方是未搭载风力发电装置的副柱，上述梁部件与各个上述下机体的连接部(32)位于比各个上述下机体的长度方向上的中点靠上述副柱侧的位置。
根据上述(8)所记载的结构，由于在主柱上搭载风力发电装置，因此作为海上风车整体的摆动中心在浮体的俯视下相对地位于主柱附近。因此，如上所述，能够通过将连接部设置在比下机体的中点靠副柱侧，而从作为海上风车整体的摆动中心充分离开地配置梁部件，能够增大基于梁部件的浮体的摆动的降低效果。
(9)在几个实施方式中，在上述(1)至(8)中任一项所记载的结构中，还具备板部件(24)，该板部件(24)具有板形状，上述板部件以在上述板部件与上述梁部件的侧面(22)之间形成有间隙的方式配置。
根据上述(9)所记载的结构，在流体(海水)经由板部件与梁部件之间的间隙25而流动时，该海水的流动紊乱而形成涡流。由于涡流的形成会消耗海水(波浪)的动能，因此通过设置板部件，梁部件从波浪受到的动能减少。这样，通过设置板部件这样的简单的结构就能够抑制梁部件的摆动。
(10)在几个实施方式中，在上述(9)所记载的结构中，关于上述板部件，上述板部件的下表面(30、32)位于上述梁部件的下表面的高度。
根据上述(10)所记载的结构，通过梁部件的侧面及下表面这两方进一步扰乱在间隙中流动的流体(海水)，促进涡流的形成。因此，能够进一步抑制梁部件的摆动。
(11)在几个实施方式中，在上述(1)至(10)中任一项所记载的结构中，上述下机体在与该下机体的延伸方向正交的剖视下，上述下机体的角部(15)被倒角。
根据上述(11)所记载的结构，在潮流或海流等与下机体的侧面碰撞时，将该潮流或海流等顺畅地引导至下机体的上方或下方。因此，能够降低由于潮流或海流的影响而在下机体产生的阻力。
(12)在几个实施方式中，在上述(1)至(11)中任一项所记载的结构中，1根上述第一柱及2根上述第二柱分别在俯视下形成上述第一柱对应于顶角(θ1)的假想等腰三角形的各顶点，上述顶角为50度以上且70度以下。
根据上述(12)所记载的结构，由1根第一柱及2根第二柱各自形成的假想等腰三角形为正三角形或近似于正三角形的三角形。由此，能够减小因浮体的倾斜方向的不同引起的复原力的差，发挥稳定的复原力。
(13)在几个实施方式中，在上述(1)至(12)中任一项所记载的结构中，上述第一柱的与延伸方向正交的截面、上述第二柱的与延伸方向正交的截面及上述下机体的与延伸方向正交的截面中的至少一个截面具有多边形状。
根据上述(13)所记载的结构，准备多个平板状的面板，能够通过将这些面板相互连接(例如，自动焊接)来制作第一柱、第二柱或下机体。由此，能够使第一柱、第二柱或下机体的制作容易，实现成本削减。
(14)在几个实施方式中，在上述(13)所记载的结构中，
上述第一柱的与延伸方向正交的截面即第一柱截面(60)具有多边形状，
上述2根下机体分别与对应于构成上述多边形状的彼此不相邻的2个边(62)的上述第一柱的2个外表面连接。
根据上述(14)所记载的结构，在2根下机体之间至少存在1个第一柱的外表面，与在2根下机体之间不存在第一柱的外表面的情况相比，能够减低应力集中。
(15)在几个实施方式中，在上述(13)或(14)所记载的结构中，
上述第一柱的与延伸方向正交的截面即第一柱截面具有多边形状，
上述2根下机体分别包含分别连接上述梁部件的两端的内侧面(68)和与上述内侧面相反侧的外侧面(70)，
上述2根下机体的上述外侧面分别在上述多边形状的某2个边(72)的延长线上延伸。
根据上述(15)所记载的结构，下机体以下机体的外侧面相对于第一柱截面平坦的方式与第一柱连接。与下机体的外侧面相对于第一柱截面不平坦的情况相比，能够使浮体的制作容易，削减成本。
(16)在几个实施方式中，在上述(15)所记载的结构中，
上述多边形状在与上述2根下机体相反侧具有对上述2个边进行连接的其他1个以上的边(74)。
第一柱截面在与2根下机体相反侧不具有连接2个边的其他1个以上的边的情况下，具有随着靠近与2根下机体相反侧而前端变细的的形状。根据上述(16)所记载的结构，与第一柱截面随着靠近与2根下机体相反侧而前端变细的情况相比，能够减小第一柱截面的面积，削减浮体的成本。
(17)在几个实施方式中，在上述(13)至(16)中任一项所记载的结构中，
上述第二柱的与延伸方向正交的截面即第二柱截面(76)具有长方形状，
上述第二柱截面的长边的长度大于上述下机体的宽度的尺寸。
为了提高浮体的稳定性(使浮体不翻倒)，优选使第一柱与第二柱之间的距离为一定值以上。根据上述(17)所记载的结构，下机体能够具有在使下机体的侧面相对于第二柱的侧面(俯视下成为长边的面)平坦的状态下沿着延伸方向较长地延伸的形状。即，能够使通过使第一柱与第二柱之间的距离为一定值以上而提高浮体的稳定性和通过使下机体的侧面相对于第二柱的侧面平坦来制作浮体容易，削减成本。
(18)在几个实施方式中，在上述(1)至(17)中任一项所记载的结构中，
各个上述下机体具有：
能够贮存压载水的压载空间(84)；及
第一空隙空间(80)，与上述压载空间分开形成，并面向上述下机体与上述梁部件的连接部的至少一部分所面对的区域(R1)。
下机体与梁部件的连接部所面对的区域(第一连接区域)是应力容易集中的区域，希望定期地进行检查。在该第一连接区域形成于压载空间的情况下，为了检查第一连接区域，需要排出压载水。根据上述(18)所记载的结构，因为第一空隙空间面向下机体与梁部件的连接部的至少一部分所面对的区域，所以在检查该区域时不需要排出压载水，能够降低检查所需的成本。
(19)在几个实施方式中，在上述(1)至(18)中任一项所记载的结构中，
各个上述下机体具有：
能够贮存压载水的压载空间；及
第二空隙空间(82)，与上述压载空间分开形成，并面向上述下机体与上述第一柱的连接部的至少一部分所面对的区域(R2)。
下机体与第一柱的连接部所面对的区域(第二连接区域)是应力容易集中的区域，希望定期地进行检查。在该第二连接区域形成于压载空间的情况下，为了检查第二连接区域，需要排出压载水。根据上述(19)所记载的结构，因为第二空隙空间面向下机体与第一柱的连接部的至少一部分所面对的区域，所以在检查该区域时不需要排出压载水，能够降低检查所需的成本。
(20)在几个实施方式中，在上述(1)至(19)中任一项所记载的结构中，
上述梁部件是具有可通水的内部空间(104)的中空构造，并具有位于比除了上述梁部件以外的上述浮体的浮心(P1)靠下方的位置的体积中心(P2)。
根据上述(20)所记载的结构，在梁部件的体积中心位于比除了梁部件以外的浮体的浮心靠下方的位置的情况下，在将浮体浮在水面上时，向梁部件的内部空间通水，梁部件的浮力变小，使浮体的浮心变高。若使浮体的浮心变高，则浮体的定倾中心的位置变高，浮体的定倾中心与重心的距离变大，能够增大复原力。
(21)在几个实施方式中，在上述(1)至(19)中任一项所记载的结构中，
上述梁部件是具有水密的内部空间的中空构造，具有位于比除了上述梁部件以外的上述浮体的浮心靠上方的位置的体积中心。
根据上述(21)所记载的结构，在梁部件的体积中心位于比除了梁部件以外的浮体的浮心靠上方的位置的情况下，通过使梁部件为水密的中空构造，在使浮体浮在水面上时，使浮体的浮心变高。若使浮体的浮心变高，则浮体的定倾中心的位置变高，浮体的定倾中心与重心的距离变大，能够增大复原力。
附图标记说明
1 浮体
2 第一柱
4 第二柱
6 下机体
8 梁部件
12 下机体的上表面
14 下机体的下表面
15 下机体的角部
16 梁部件的上表面
18 梁部件的下表面
20 梁部件的外周缘
22 梁部件的侧面
24 板部件
25 间隙
30 第一板部件的下表面
32 第二板部件的下表面
33 连接部
34 梁部件的角部
50 风力发电装置
52 机舱
54 塔架
56 转子
58 系留索
68 下机体的内侧面
70 下机体的外侧面
80 第一空隙空间
82 第二空隙空间
84 压载空间
100 海上风车
P1 浮心
P2 体积中心
R1 第一连接区域
R2 第二连接区域。

Claims (21)

1.一种海上风车的浮体，具备：
1根第一柱；
2根第二柱；
2根下机体，对所述第一柱与各个所述第二柱进行连接；及
梁部件，对所述2根下机体之间进行连接，
所述梁部件设置在各个所述下机体的上表面与下表面之间的高度范围内。
2.根据权利要求1所述的海上风车的浮体，其中，
所述梁部件的至少一部分在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下所述梁部件的宽度大于所述梁部件的高度。
3.根据权利要求1或2所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述梁部件，在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下，所述梁部件的外周缘具有矩形状。
4.根据权利要求3所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述梁部件，在与该梁部件的延伸方向正交的剖视下，所述梁部件的角部被倒角。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述梁部件，所述梁部件的上表面位于所述下机体的所述上表面的高度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述梁部件，所述梁部件的下表面位于所述下机体的所述下表面的高度。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述梁部件，所述梁部件的下表面位于比所述下机体的所述下表面靠上方的位置，且所述梁部件的上表面位于比所述下机体的所述上表面靠下方的位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的海上风车的浮体，其中，1根所述第一柱及2根所述第二柱中的一方是搭载风力发电装置的主柱，
1根所述第一柱及2根所述第二柱中的另一方是未搭载风力发电装置的副柱，
所述梁部件与各个所述下机体的连接部位于比各个所述下机体的长度方向上的中点靠所述副柱侧的位置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述海上风车的浮体还具备板部件，所述板部件具有板形状，
所述板部件以在所述板部件与所述梁部件的侧面之间形成有间隙的方式配置。
10.根据权利要求9所述的海上风车的浮体，其中，
关于所述板部件，所述板部件的下表面位于所述梁部件的下表面的高度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述下机体在与该下机体的延伸方向正交的剖视下，所述下机体的角部被倒角。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的海上风车的浮体，其中，1根所述第一柱及2根所述第二柱分别在俯视下形成所述第一柱对应于顶角的假想等腰三角形的各顶点，
所述顶角为50度以上且70度以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述第一柱的与延伸方向正交的截面、所述第二柱的与延伸方向正交的截面及所述下机体的与延伸方向正交的截面中的至少一个截面具有多边形状。
14.根据权利要求13所述的海上风车的浮体，其中，
所述第一柱的与延伸方向正交的截面即第一柱截面具有多边形状，
所述2根下机体分别与对应于构成所述多边形状的彼此不相邻的2个边的所述第一柱的2个外表面连接。
15.根据权利要求13或14所述的海上风车的浮体，其中，
所述第一柱的与延伸方向正交的截面即第一柱截面具有多边形状，
所述2根下机体分别包含分别连接所述梁部件的两端的内侧面和与所述内侧面相反侧的外侧面，
所述2根下机体的所述外侧面分别在所述多边形状的某2个边的延长线上延伸。
16.根据权利要求15所述的海上风车的浮体，其中，
所述多边形状在与所述2根下机体相反侧具有对所述2个边进行连接的其他1个以上的边。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述第二柱的与延伸方向正交的截面即第二柱截面具有长方形状，
所述第二柱截面的长边的长度大于所述下机体的宽度的尺寸。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
各个所述下机体具有：
能够贮存压载水的压载空间；及
第一空隙空间，与所述压载空间分开形成，并面向所述下机体与所述梁部件的连接部的至少一部分所面对的区域。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
各个所述下机体具有：
能够贮存压载水的压载空间；及
第二空隙空间，与所述压载空间分开形成，并面向所述下机体与所述第一柱的连接部的至少一部分所面对的区域。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述梁部件是具有可通水的内部空间的中空构造，并具有位于比除了所述梁部件以外的所述浮体的浮心靠下方的位置的体积中心。
21.根据权利要求1至19中任一项所述的海上风车的浮体，其中，
所述梁部件是具有水密的内部空间的中空构造，并具有位于比除了所述梁部件以外的所述浮体的浮心靠上方的位置的体积中心。
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