JP2006508290A - 水流(潮流を含む)タービン用支持構体 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (36)
- 少なくともひとつのタービン装置(3)を包含する海洋タービン設備のための支持装置であって、垂直に取り付けられて設置されている単一の支持柱(1)又は2つ若しくはそれ以上の支持柱(1)を包含する支持装置において、タービン支持アセンブリ(2/14)が、水平に配置されて関連する単一又は複数の支持柱(1)の長さ方向に移動できるようにされたタービン支持構体と、このタービン支持構体により担持されている少なくとも2つのタービン装置(3)と、関連する単一又は複数の支持柱(1)の長さ方向への前記タービン支持アセンブリ(2,14)の選択した移動を可能にする手段(41/44,26/41,52/55,65/66)とを包含し、前記タービン支持構体は細長い部材(4,15)から成り、このタービン支持構体の部材は、前記タービン支持アセンブリに関しての水の流れが両方向であるときに、両方向の水流がどちらの方向であっても水流の乱れを最小にするような形状とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1記載の支持装置において、前記部材(4,15)の前縁及び後縁は、水流の方向がどちらの方向であっても、前記部材を横切る水流の方向と関係なく、前記部材を横切る水中における前記部材の長手方向縁での水ドラグ及び水伴流発生の発達を最小にするように横切っていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1又は2記載の支持装置において、前記水平部材(4,15)の水平方向幅は、前記タービン装置(3)の各々が前記支持柱(1)から十分に離れている位置で前記水平部材に装架可能であるような幅であり、これにより、たとえ前記タービン装置のロータ(6)が前記支持柱の水流方向に関して下流の垂直面内で作動するときでも前記水平部材を通り過ぎる水流に関する水伴流が前記水平部材に装架されている前記タービン装置のロータを通り過ぎる水流に激しく衝突することがないことを特徴とする支持装置。
- 請求項1又は2記載の支持装置において、前記タービン支持構体の部材(4,15)に装架されたときにおける前記タービン装置のロータ(6)の中央部間の最小間隔が、前記タービン支持構体上の2つの隣接し合うタービン装置のロータの直径よりもわずかに大きい距離に設定されていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持構体(4)が単一の支持柱(1)により担持されている場合には、2つのタービン装置(3)が前記タービン支持構体(4)に装架されて、これらのタービン装置はそれぞれ前記支持柱(1)の両側に対称に配置され、これにより、これらのタービン装置は、それらの断面の面が前記支持柱(1)に関しての水流の流れに対して垂直であると共に、それらの軸線がひとつのロータの直径と支持柱の厚さの2倍とをプラスした値に少なくとも等しい距離離れるように、方位されていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持構体(4)が2つの間隔を置いて離れている支持柱(1)により担持されて、これらの支持柱を架橋している場合には、前記タービン装置はこれらの支持柱間に装架されていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持構体(15)は2つの間隔を置いて離れている支持柱(1)により担持されて、これらの支持柱を架橋すると共に、これらの支持柱の両側に突出している場合には、タービン装置(3)が前記タービン支持構体(15)の突出部分の各々に装架されていると共に、他のタービン装置(3)が前記タービン支持構体(15)の、前記支持柱間に位置している部分に装架され、これらのタービン装置(3)は、それらの断面の面が前記支持柱に関しての水流の流れに対して垂直であると共に、それらの軸線がひとつのロータ直径と支持柱の厚さの2倍とをプラスした値に少なくとも等しい距離離れているような方位とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の支持装置において、前記水平支持構体(4,15)は関連する支持柱(1)にカラー又はスリーブ(5)の手段により装架され、このカラー又はスリーブは前記関連する支持柱(1)に滑動可能に装架されて前記支持柱の長さ方向へ移動でき、これにより、前記タービン支持構体は、前記タービン装置(3)が水面(WL)の上に位置されているように又は水柱内に位置されてそのロータが有効な作動のために望まれる深さに沈められるように、位置させることができることを特徴とする支持装置。
- 請求項8記載の支持装置において、前記タービン支持構体(4,15)のための作動位置は、前記ロータ(6)を最適深さに位置させるために固定することができ、又は、潮の上下に追従して若しくは悪天候中には前記ロータを更に下降せしめて波荷重を最小にするために前記ロータの位置を変えさせることができるように、変えることができることを特徴とする支持装置。
- 請求項9記載の支持装置において、前記タービン支持構体を選択した位置にロックする手段が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の支持装置において、両方向水流の一方の方向の流れ中で使用されるタービン設備のタービン支持アセンブリ(2,14)のドラグ及び伴流を最小にするために、前記タービン支持アセンブリ(2,14)は、水流及び前記タービン支持アセンブリにより担持されているタービン装置(3)が前記タービン支持アセンブリのドラグ及び伴流に影響される間、関連するタービン装置(3)の上流に有効に位置し、前記タービン支持構体(4,15)の厚さはしたがって最小とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項11記載の支持装置において、厚さが減少されたときの前記タービン支持構体(4,15)の必要強さ及びこわさを保持/維持するために、流線形の支えストラットが設けられて支持部を前記タービン支持構体の残り部分に関して支えるようにしたことを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリ(14)が2つの間隔を置いている支持柱(1)により担持されている場合には、これらの支持柱の上端は架橋手段(16)により架橋されて、静的及び動的荷重に対しての前記タービン支持アセンブリの抵抗を改善するようにしたことを特徴とする支持装置。
- 請求項13記載の支持装置において、前記架橋手段(16)は、2つの支持柱間の制御及び動力接続のための導管を提供するために配設され、また、人間が一方の支持柱から他方の支持柱にアクセスできるようにしたことを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の支持装置において、前記支持柱(1)は、川又は海底(SB)に穴をあけることにより、若しくは、川又は海底にパイル様柱ベースを打ち込むことにより、設置されることを特徴とする支持装置。
- 請求項15記載の支持装置において、柱受入れ穴があけられている場合には、関連する支持柱(1)がこの穴の中に垂直に下降され、適当なコンクリートを前記支持柱及びパイプを通してポンプにより注入することができる手段が設けられ、これにより、前記支持柱とこの支持柱を囲繞する土又は岩との間に形成される小さな同心空間にコンクリートを充填できるようにし、コンクリートが固まった後は前記支持柱が適所に堅固に固定されていることを特徴とする支持装置。
- 請求項16記載の支持装置において、海底が軟質であり又は穴をあけるときに砕けやすい又は崩壊しやすい場合には、前記支持柱をコンクリート製又は鋼製のスリーブに挿入して適所に固定する前に、前記スリーブが海底に打ち込まれることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載の支持装置において、各支持柱(1)は関連する支え手段(20,21,23)によりその直立状態に物理的に支えられ、前記支え手段は水流の乱れを減少せしめるような形状とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項18記載の支持装置において、各支え手段は関連する支持柱の上部分(21)を海底(SB)の付近の関連する個々のアンカー地点(22)に接続するストラット(20)から成ることを特徴とする支持装置。
- 請求項19記載の支持装置において、各ストラット(20)は、その上端で関連する支持柱(1)のアンカー地点(21)にピン止め又はこれと同等に連結されていると共に、その他方の端で前記支持柱(1)から間隔を置いている第2のアンカー地点(22)にピン止め又はこれと同等に連結され、これにより三角形にした配列体を築くようにしたことを特徴とする支持装置。
- 請求項19又は20記載の支持装置において、前記ストラット(20)は長円形又は楕円形の断面であって、水流の方向に沿って整列され、前記ストラットと前記関連する支持体(1)との配列体は、水流が前記ストラット(20)の方向からであるときには、その伴流がタービン装置のロータ(6)ではなくて前記支持柱(1)に衝突するようにしたことを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜21のいずれか一項に記載の支持装置において、前記支持柱(1)は適当に圧延した鋼板から作られて長さ方向に互いに連結されている複数の部分から構成され、これらの各部分の外形は同じであるが、これらの各部分の肉厚は支持柱(1)の全体高さにおける複数の異なる高さでの曲げ力に適合するように異なっていて、海底又はその近くでは最大であるが、それよりも高い高さ位置では小さくなっていることを特徴とする支持装置。
- 請求項8に従属する請求項9〜22のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリ(2,14)を装架するために用いられているスリーブ(5)は、例えば充填ナイロンのような軸受材料から作られている低摩擦及び非侵食性のパッドを備えているキャリヤ(25)を有することにより、関連する支持柱(1)に関して案内させることができ、前記パッドは前記支持柱の外側に沿って固定した非侵食性の長手方向ラビング表面上を滑動することができ、前記ラビング表面は例えば前記支持柱に溶接したステンレス鋼のアングルスティッチであることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の支持装置において、各支持柱(1)の上方部分(8)は2つの並んだ大略D形の柱部分(9,10)から成り、これらの柱部分はそれらの間に長手方向に延びる隙間(11)を有する長円形/楕円形の形を作るような形状とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項24記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリ(2,14)の、支持柱(1)に関する相対的移動中に、前記支持柱の上方部分(8)と前記タービン支持アセンブリ(2,14)との間の動きに対する抵抗を減少せしめる摩擦減少手段(25)が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項24又は25記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリを関連する支持柱(1)の長さ方向に移動せしめる装置は、前記タービン支持アセンブリに接続されているケーブル、チェーン、又はこれらと同種のもの(41)と、前記関連する支持柱(1)の頂部に設けられているウィンチ装置(44)とを包含し、前記タービン支持アセンブリに接続する前記ケーブル、チェーン又はこれらと同種のもの(41)の長さのための走行は前記隙間(11)内とされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項24〜26のいずれか一項に記載の支持装置において、前記柱部分間の隙間は、前記タービン支持アセンブリ(2,14)と前記関連する支持柱(1)の上方部分(8)との間に前記タービン装置(3)の制御及びサービスを提供する液圧又は空気圧ホースと一緒に電力及び計装ケーブル(43)の走行にも利用されることを特徴とする支持装置。
- 請求項26又は27記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリ(2,14)に前記隙間(11)内に挿入可能なクロスヘッド(26)が設けられ、このクロスヘッドは前記タービン支持アセンブリ(2,14)を前記支持柱(1)の長さ方向に移動させるために設けられたケーブル、チェーン又はこれらと同種のもの(41)に接続するために配置されていることを特徴とする支持装置。
- 請求項26〜28のいずれか一項に記載の支持装置において、前記隙間(11)の内部はフレキシブルなパネルにより水流の動き及び異物の進入から保護され、前記パネルは、前記ガスタービン支持アセンブリ(2,14)の、支持柱(1)の長さ方向への移動中、前記ガスタービン支持アセンブリにより離れるように強いられるようにされていることを特徴とする支持装置。
- 請求項24又は25記載の支持装置において、前記隙間(11)の長さ方向に延びている剛性のレッグ又はストラット(52)は前記ガスタービン支持アセンブリ(2,14)に取り付けられているその下端を有し、また、このレッグ又はストラットを前記隙間(11)の長さ方向に移動せしめる手段(53)が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項30記載の支持装置において、前記リフティング手段はラック及びピニオン駆動装置から成ることを特徴とする支持装置。
- 請求項30記載の支持装置において、前記リフティング手段は液圧又は空気圧ラム装置から成ることを特徴とする支持装置。
- 請求項32記載の支持装置において、前記リフティング手段(53)は前記タービン支持アセンブリ(2,14)を一歩ずつ移動させるように配設されていると共に、各一歩の終わりで前記タービン支持アセンブリ(2,14)を移動に対してロックする装置が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリの選択的な移動を可能にする手段は関連する支持柱(1)の上方部分(8)の長さ方向に延びている外部ストラット(66)を包含し、この外部ストラットの下端は前記タービン支持アセンブリ(2,14)に接続され、また前記タービン支持アセンブリ(2,14)を前記支持柱(1)の長さ方向に移動させて要求した位置に位置させるために、前記外部ストラット(65)と前記上方部分(8)との間の相対的移動を生じせしめる手段(65)が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項1〜34のいずれか一項に記載の支持装置において、前記タービン支持アセンブリ(2,14)は前記支持柱の長さ方向のその最下位置であるときには、このタービン支持アセンブリを前記支持柱にロックする位置決め手段(27,28)が設けられていることを特徴とする支持装置。
- 請求項35記載の支持装置において、前記位置決め手段は、突起(29)と、この突起と補形し合うくぼみ(28)との組み合わせから成り、前記突起(29)が前記くぼみ(28)に係合させられたときには、前記支持柱に関しての前記タービン支持アセンブリ(2,14)の回転動きが防止されることを特徴とする支持装置。
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