JP2019529286A - クレーン、そのようなクレーンを含む船舶、および縦構造を直立させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ベース構造と、旋回ベアリングと、垂直な旋回軸を中心に回転できるように旋回ベアリングを介してベース構造に移動可能に取り付けられたクレーンハウジングと、水平な第１枢動軸を中心に枢動できるようにクレーンハウジングに移動可能に取り付けられているブームと、３つの主巻上げシステムと、ラフィングシステムとを備えるクレーンに関し、ブームは、一端部がクレーンハウジングに接続され、反対端部がハンマーヘッド構造を介して互いに接続された２つのブーム脚を有するＡフレームを含み、各主巻上げシステムは、巻上げケーブルと、滑車回転軸を中心に回転可能な１つ以上の滑車を有する滑車ブロックであって、ブームのハンマーヘッド構造上に配置される滑車ブロックと、巻上げケーブルによって滑車ブロックから吊り下げられた巻上げブロックと、巻上げケーブルを引き込む、または引き出すことによって、巻上げブロックを昇降させるための巻上げウインチとを備え、各主巻上げシステムの滑車ブロックは、滑車回転軸に垂直な水平な第２枢動軸を中心に枢動可能であり、３つの主巻上げシステムの滑車ブロックは並んで配置され、ラフィングシステムは、クレーンハウジングの２つのラフィングウインチと、クレーンハウジングの２つのラフィングウインチそれぞれとブームの間に延在する２つのラフィングケーブルとを備え、ラフィングケーブルは、平面図で見てＡフレームのブーム脚を越えて延びるハンマーヘッド構造のそれぞれのアウトリガーに接続されている。

Description

本発明は、クレーン、そのようなクレーンを含む船舶、および縦構造を直立させる方法に関する。

本発明は特に、沖合風力タービンの設置および／または保守の分野に関する。現在の沖合風力タービンには、モノパイルの形の基礎を必要としている。風力タービンは、一体的にまたは複数の部品のいずれかでモノパイルに取り付けられる。

風力エネルギーを効率的に利用するために、風力タービンのローターの直径を大きくする傾向がある。長さ６０〜９０ｍ以上の風力タービンブレードは、近い将来ごく一般的になるだろう。しかし、これにより、基礎を含む他のすべての構成要素のサイズと重量も増加する。例えば２０００ｍｔ以上の重量の長く大径のモノパイルが設置される必要がある。長さ約１００メートルの実用的なモノパイルが提案されている。

風力タービンが陸上に設置されるか沖合に設置されるかにかかわらず、モノパイルの設置場所への輸送では、モノパイルを略水平の向きにして行われることが多い。モノパイルを地面に打ち込むためには、モノパイルをクレーンで持ち上げて垂直方向に動かす必要がある。

多くの沖合風力タービン設置船はジャッキアップタイプであり、伸縮脚と風力タービン設置用のクレーンを備えている。既知のデザインでは、クレーンは足回りクレーンである。

モノパイルを直立させる方法において知られている先行技術の解決策は、クレーンがモノパイルの上端部のみを持ち上げ、下端部が地面または船の甲板上に傾斜支持フレームによって支持されたままである方法を含む。この方法の欠点は、例えばモノパイルを水中へ落とすために特に下端部が地面や甲板に対して動く必要がある場合、下端の制御が非常に難しいことである。さらに、直立は通常、クレーンでモノパイルを直立させるのに十分なスペースがある限られた数の場所でしか行えない。

モノパイルを直立させるための他の従来技術の解決策は、「ランビズ」ボートのような、モノパイルの上端部と下端部用の２つのクレーンを使用することを提案している。しかし、これには２つのクレーンの同期操作が必要であり、時間の経過とともに、上端部を持ち上げるクレーンが下端部を持ち上げるクレーンよりも多くのモノパイルの重量を支える必要がある。ほとんどの風力タービン設置船には、この作業を行うことができる２つのクレーンがなく、この作業のために船上に別のクレーンを取り付けるスペースがない。

本出願人の未公開特許出願ＰＣＴ／ＮＬ２０１７／０５０３９３号では、２つの別々の主巻上げシステムを使用する単一クレーンを使用してモノパイルの上端部および下端部をそれぞれ持ち上げて直立させる解決策が提案されている。

特許文献１および特許文献２は両方とも、脚部の一方の端部でクレーンハウジングに接続され、反対側の端部が互いに接続されるＡフレームブームを備える２つの主巻上げシステムを有するクレーンを開示している。主巻上げシステムの滑車ブロックは、後端部に並べて配置されている。

しかし、これらのシステムの欠点は、直立が進むにつれて、２つの主巻上げシステムによって支持される負荷がますます異なり始め（いわゆるクレーンの非対称負荷）、それがクレーンのブームに望ましくないねじり負荷をもたらす可能性があることである。

米国特許出願公開第２０１４／１６６６０４号明細書 国際公開第２００９／１３１４４２号パンフレット 米国特許出願公開第２０１３／１６８３４５号明細書 米国特許出願公開第１０４６４９１５５号明細書 米国特許第４２８０６２８号明細書

したがって、本発明の目的は、縦構造を直立させるための改良された方法を提供すること、およびこの改良された方法を実行するのに適したクレーンおよび／または船舶を提供することである。

特許文献３および特許文献４は、３つ（またはそれ以上）の滑車構成を有するシステムを開示している。特許文献５は、代替の滑車装置を開示している。

本発明の第１の態様によれば、上述の目的は、以下のものを含むクレーンによって達成される。
− ベース構造
− 旋回ベアリング
− クレーンハウジングがベース構造に対して略垂直な旋回軸を中心に回転できるように旋回ベアリングを介してベース構造に移動可能に取り付けられたクレーンハウジング
− ブームがクレーンハウジングに対して略水平な第１枢動軸を中心に枢動できるようにクレーンハウジングに移動可能に取り付けられているブーム
− ３つの主巻上げシステム
− クレーンハウジングに対するブームの角度方向を設定するためのラフィングシステム
ブームは、一端部がクレーンハウジングに接続され、反対端部がハンマーヘッド構造を介して互いに接続された２つのブーム脚を有するＡフレームを含み、
各主巻上げシステムは、
・巻上げケーブル
・滑車回転軸を中心に回転可能な１つ以上の滑車を有する滑車ブロックであって、ブームのハンマーヘッド構造上に配置される滑車ブロック
・巻上げケーブルによって滑車ブロックから吊り下げられた巻上げブロック
・巻上げケーブルを引き込む、または引き出すことによって、巻上げブロックを昇降させるための巻上げウインチ
を備え、
各主巻上げシステムの滑車ブロックは、滑車ブロックの１つ以上の滑車の滑車回転軸に垂直な略水平な第２枢動軸を中心に枢動可能であり、
３つの主巻上げシステムの滑車ブロックは並んで配置され、
ラフィングシステムは、
・クレーンハウジングの２つのラフィングウインチ
・クレーンハウジングの２つのラフィングウインチそれぞれとブームの間に延在する２つのラフィングケーブル
を備え、
ラフィングケーブルは、平面図で見てＡフレームのブーム脚を越えて延びるハンマーヘッド構造のそれぞれのアウトリガーに接続されている。

本発明によるクレーンの主な利点は、クレーンが、例えば縦構造の直立中に遭遇するような非対称荷重に非常に適していることである。後により詳細に説明するように、３つの主巻上げシステムのうちの２つを組み合わせて、縦構造、例えばモノパイルの上端部に必要な巻上げ能力を高めることができる一方で、残りの巻上げシステムは、下端部を保持して持ち上げるために使用することができる。さらに、滑車ブロックに提供される追加の自由度により、滑車ブロックの１つ以上の滑車をそれぞれの巻上ケーブルと巻上ブロックの１つ以上の滑車と整列させたまま、縦構造のそれぞれの端部に接続するためにそれぞれの巻上げブロックを横に動かすことができる。最後に、ブームのＡフレーム構造は、非対称荷重に対してねじり剛性を提供し、同時にラフィングケーブルは、ブームの中心からより離れた距離でブームに接続されているため、ブームにかかる非対称荷重を相殺するのに役立つ。その結果として、クレーンのこの特別な構造により、クレーンは、モノパイルのような重い縦構造を直立させるために非常に適したものとなる。

一実施形態では、第２枢動軸は、第１枢動軸と平行である。

一実施形態では、ブーム脚は、トラス構造である。好ましくは、ブーム脚は、さらに好ましくはトラス構造を使用して、ブーム脚の２つの端部の間で互いに接続される。

一実施形態では、ハンマーヘッド構造は、ボックス構造、例えば、ボックス構造を強化するために可能な内部補強部材を用いてボックスの外側を形成する鋼板で溶接されたボックスを備える。

一実施形態では、ブームは、ハンマーヘッド構造体から延びるジブを含む。場合によっては、ジブは、例えばクレーンブームの剛性の延長部としてハンマーヘッド構造に固定されているため移動できない。

好ましくは、クレーンは、主巻上げシステムと同様の巻上げケーブル、滑車ブロック、巻上げブロックおよび巻上げウインチを有する１つ以上の補助巻上げシステムを含み、滑車ブロックは、ジブに取り付けられ、例えば単一のこのような滑車ブロックは、ブームの長手方向軸上のジブに配置されている。

一実施形態では、ブームのＡフレームの中心面は、第１枢動軸とＡフレームの長手方向軸とによって広がる平面として定義され、３つの主巻上げシステムの中央滑車ブロックは、３つの主要な巻上げシステムの２つの外側滑車ブロックよりも中心面からの距離が大きい位置で取り付けられている。

第１の態様による発明はまた、本発明によるクレーンを含む船舶に関する。このような船舶は、現場でモノパイルを直立させるためにクレーンを使用するような、沖合風力タービンの設置および保守に使用することができる。

一実施形態では、船はジャッキアップ船であり、
− 船体に少なくとも３つの開口部を有する船体であって、前記開口部は、それぞれの脚部を受け入れるために船体を通って垂直に延びる、船体
− 船体の開口部ごとの脚
− 船体が水中から持ち上げられることを可能にするために、船体に対して対応する脚を垂直方向に動かすことを可能にする、脚ごとの脚駆動装置
を備える。

その結果、クレーン作業中に船舶を海底に対して安定させることができ、船上での重い負荷の取り扱いを可能にする。

一実施形態では、クレーンのベース構造およびクレーンハウジングが船体の開口部の周りに配置されることにより、それぞれの脚部がベース構造およびクレーンハウジングを通って延びることができる。このような足回りクレーンは、船舶の利用可能なデッキスペースを効率的に利用することができ、同時に負荷を含むクレーンの重量を船舶の船体を介してそれぞれの脚に効率的に伝達することができる。

第１の態様による本発明はさらに、例えば、風力タービン用のモノパイルのような縦構造を直立させるための方法に関し、本発明によるクレーンが使用され、方法は
ａ）例えばクレーンを装備した船舶のデッキ上に、上端部および下端部を有する縦構造を略水平方向に準備するステップ
ｂ）３つの主巻上げシステムの中央巻上げブロックと３つの主巻上げシステムの１つの外側巻上げブロックとを縦構造の上端部または端部に接続するステップ
ｃ）３つの主巻上げシステムの他方の外側巻上げブロックを縦構造の下端部または端部に接続するステップ
ｄ）縦構造が上端部が下端部より上の状態で略垂直方向になるまで３つの主巻上げシステムのそれぞれのウインチを操作するステップ
を含む。

一実施形態では、３つの主巻上げシステムの他方の外側巻上げブロックを縦構造の下端部に接続するステップは
ｃ１）把持要素を提供するステップ
ｃ２）縦構造の下端部または端部の周りに把持要素を提供するステップ
ｃ３）３つの主巻上げシステムの他方の外側巻上げブロックを把持要素に接続するステップ
を含む。

一実施形態では、３つの主巻上げシステムを接続した後、縦構造体は、最初に略水平の向きを維持しながら持ち上げられ、縦方向の構造を垂直方向に移動する前に、例えばクレーンを回転させるステップを含み、好ましくは設置場所に移動される。例えばモノパイルのような縦構造は、最初に船の船体を越えて、船外に移動され、例えばクレーンを旋回させるステップを含み、それからその垂直方向に移動される。

一実施形態では、縦構造は、平面視で縦構造の重心とクレーンの旋回軸との間の直線が縦構造の長手方向軸に対して垂直となるように設けられる。

本発明の第２の態様によれば、沖合風力タービンの基礎としてのモノパイルのような縦構造を直立させるための方法が提供され、例えば使用されるクレーンは、
− ベース構造
− 旋回ベアリング
− クレーンハウジングがベース構造に対して略垂直な旋回軸を中心に回転できるように旋回ベアリングを介してベース構造に移動可能に取り付けられたクレーンハウジング
− ブームがクレーンハウジングに対して略水平な第１枢動軸を中心に枢動できるようにクレーンハウジングに移動可能に取り付けられているブーム
− ３つの主巻上げシステム
を備え、
ブームは、一端部がクレーンハウジングに接続され、反対端部が接続要素を介して互いに接続された２つのブーム脚を有するＡフレームを好ましくは含み、
各主巻上げシステムは、
・巻上げケーブル
・滑車回転軸を中心に回転可能な１つ以上の滑車を有する滑車ブロックであって、ブームの接続要素上に配置される滑車ブロック
・巻上げケーブルによって滑車ブロックから吊り下げられた巻上げブロック
・巻上げケーブルを引き込む、または引き出すことによって、巻上げブロックを昇降させるための巻上げウインチ
を備え、
各主巻上げシステムの滑車ブロックは、滑車ブロックの１つ以上の滑車の滑車回転軸に垂直な略水平な第２枢動軸を中心に枢動可能であり、
３つの主巻上げシステムの滑車ブロックは並んで配置され、
方法は、
ａ）上端部および下端部を有する縦構造を実質的に水平方向に準備するステップ
ｂ）３つの主巻上げシステムの中央巻上げブロックと３つの主巻上げシステムの１つの外側巻上げブロックとを縦構造の上端部に接続するステップ
ｃ）３つの主巻上げシステムの他方の外側巻上げブロックを縦構造の下端部に接続するステップ
ｄ）縦構造が上端部が下端部より上の状態で略垂直方向になるまで３つの主巻上げシステムのそれぞれのウインチを操作するステップ
を備える。

本発明の第２の態様による発明はさらに、以下を含むクレーンに関する。
− ベース構造
− 旋回ベアリング
− クレーンハウジングがベース構造に対して略垂直な旋回軸を中心に回転できるように旋回ベアリングを介してベース構造に移動可能に取り付けられたクレーンハウジング
− ブームがクレーンハウジングに対して略水平な第１枢動軸を中心に枢動できるようにクレーンハウジングに移動可能に取り付けられているブーム
− ３つの主巻上げシステム
を備え、
ブームは、一端部がクレーンハウジングに接続され、反対端部が接続要素を介して互いに接続された２つのブーム脚を有するＡフレームを好ましくは含み、
各主巻上げシステムは、
・巻上げケーブル
・滑車回転軸を中心に回転可能な１つ以上の滑車を有する滑車ブロックであって、ブームの接続要素上に配置される滑車ブロック
・巻上げケーブルによって滑車ブロックから吊り下げられた巻上げブロック
・巻上げケーブルを引き込む、または引き出すことによって、巻上げブロックを昇降させるための巻上げウインチ
を備え、
各主巻上げシステムの滑車ブロックは、滑車ブロックの１つ以上の滑車の滑車回転軸に垂直な略水平な第２枢動軸を中心に枢動可能であり、
３つの主巻上げシステムの滑車ブロックは並んで配置される。

本発明の第２の態様によるクレーンおよび方法は、必要に応じて本発明の第１の態様の特徴と組み合わせることができる。 例えば、ブームは、（平面図で見て）ブームの両側から横方向にアウトリガーを備えており、各アウトリガーは、ラフィングケーブルに接続され、例えば多重落下ラフィングケーブル構成の場合には、ラフィングケーブル滑車アセンブリを支持する。ブームは、Ａフレームとして具体化されてもよいが、本発明のこの第２の態様においても他の実施形態を想定することができる。

当然のことながら、第２の態様によるクレーンは、本発明の第１の態様を参照して説明した通り、船舶に取り付けることができる。第２の態様はまた、そのような船舶に関し、また風力タービンおよび／または風力タービン基礎、例えばモノパイルの設置のために使用される。

本発明は、添付の図面を参照することによって、非限定的な方法でより詳細に説明される。添付の図面において、同様の部分は同様の参照符号によって示される。
本発明の一実施形態による船舶の側面図である。 図１の船舶の背面図を示す。 図１の船舶の上面図を示す。 図１の船舶上のクレーンのブームの端部をより詳細に示す。 図１の船舶のクレーンのブーム上のハンマーヘッド構造をより詳細に示す。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第１の構成の側面図である。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第１の構成の正面図である。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第２の構成の側面図である。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第２の構成の正面図である。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第３の構成の側面図である。 図１の船舶のクレーンの３つの主巻上げシステムの第３の構成の正面図である。 図１の船舶の背面を平面図で示す。 図１の船舶の背面図を示す。 モノパイルを直立させる方法におけるステップを示す図である。 モノパイルを直立させる方法におけるさらなるステップを示す図である。 モノパイルを直立させる方法におけるさらなるステップを示す図である。 図１の船舶でモノパイルを海底に打ち込むための準備ステップを示す図である。 モノパイル基礎上にタワーを設置する間の図１の船舶を示す図である。 前記タワーの設置後の図１５のタワー上へのナセルの設置中の図１の船舶を示す図である。 他の種類の基礎上にプラットフォームを設置する間の図１の船舶を示す図である。 ３つの主巻上げシステムの接続例を示している。

図１〜図３は、本発明の一実施形態による船舶１を示す。図１は、船舶１の側面図、図２は、船舶１の背面図、図３は、船舶１の上面図である。

船舶１は、船体２内に４つの開口部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを有する船体２を備え、開口部は、それぞれの脚３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを受け入れるように船体２を通って垂直に延びる。

各脚３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄには、対応する脚３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを船体２に対して上下方向に上下動させることができる脚駆動装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが設けられ、図１および図２に示すように、船体２を水中５から持ち上げることができる。したがって、船舶１は、ジャッキアップ船舶である。船舶と共に航行するために脚が引き込まれたときの船体２に対する脚３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの高さは、それぞれの脚の上に破線で示されている。

船舶１にはクレーン１０が設けられている。クレーン１０は、船体２に取り付けられたベース構造１１と、旋回ベアリング１２と、旋回ベアリング１２を介してベース構造１１に移動可能に取り付けられたクレーンハウジング１３とを備え、クレーンハウジング１３は、略垂直な旋回軸１４の周りでベース構造１１に対して旋回することができる。

クレーン１０は、さらにブーム１５を含む。ブーム１５がクレーンハウジング１３に移動可能に取り付けられて、ブーム１５がクレーンハウジング１３に対して略水平な第１枢動軸１６を中心に枢動することができる。図１では、ブームは、２つの異なる角度方向、すなわち、ブーム１５が水平な第１枢動軸１６から離れて船舶によって支持される下方方向と、ブーム１５がほぼ垂直方向である直立方向とで描かれている。

ブーム１５は、一端でクレーンハウジングに接続され、それによって第１枢動軸１６が画定される、２つのブーム脚１５Ａ、１５Ｂを有するＡフレームを備え、反対側の端部は、ハンマーヘッド構造１７を介して互いに接続される。２つの端部の間では、Ａフレームの剛性を高めるために、ブーム脚は、中間接続部材１５Ｄで接続されている。

この実施形態におけるブーム脚は、中間部材１５Ｄと同様にトラス構造である。ハンマーヘッド構造１７は、ボックス構造でもよい。ハンマーヘッド構造のボックス構造は、それに部品を取り付けることをより容易にすることができると同時に、ねじり剛性構造が形成される。ブーム脚のトラス構造は、重量比に対して優れた剛性を提供するという利点がある。

クレーンは、クレーンハウジング１３に対するブーム１５の角度方向を設定するためのラフィングシステムをさらに備える。ラフィングシステムは、クレーンハウジング１３上の二つのラフィングウインチ２０、２１と、クレーンハウジング１３上の二つのラフィングウインチ２０、２１とブーム１５との間に延びる二つのそれぞれのラフィングケーブル２２、２３とを含む。ラフィングインチ２０とラフィングケーブル２２の１つの組み合わせは、クレーン１０の一方の側に配置され、ラフィングインチ２１とラフィングケーブル２３の他方の組み合わせは、クレーン１０の反対側に配置され、それによって脚３Ｃの両側を通過する。

この実施形態では、脚３Ｂおよび３ＣにおけるＡフレームのブーム脚１５Ａ、１５Ｂ間の距離は、保管または輸送のために脚の上にＡフレームを位置決めするのに十分なほど大きくはない。したがって、ブームは、図１および図３に示されるように、２つの脚３Ｂ、３Ｃの間で船体２によって支持される。しかし、図３に部分的に示すように、ブームを脚部３Ｃの反対側に配置することもでき、これにより、他の部品を保管するためのデッキスペースを増やすことができる。

Ａフレームの端部におけるハンマーヘッド構造１７およびブーム１５の近くの部品は、図４および図５により詳細に示されている。

図４では、Ａフレームのブーム脚１５Ａ、１５Ｂが描かれており、ブーム脚がハンマーヘッド構造１７を介して互いに接続されていることが明らかに見て取れる。ハンマーヘッド構造１７は、平面図で見てＡフレームのブーム脚１５Ａ、１５Ｂを越えて延びるアウトリガー１７Ａ、１７Ｂを含む。各アウトリガー１７Ａ、１７Ｂは、それぞれのラフィングケーブル２２、２３が接続されるそれぞれの滑車ブロック２４、２５を含み、それによってラフィングウインチ２０、２１によってラフィングケーブル２２、２３を繰り出すかまたは引き込むことによって、クレーンハウジングに対するブームの角度方向を設定することを可能にする。滑車ブロック２４、２５は、図５にも概略的に示されている。

クレーン１０はさらに３つの主巻上げシステムを含む。３つの主巻上げシステムの構成要素は、同様の参照番号の後にＸを付けて示され、ここでＸは３つの主巻上げシステムのうちの１つを示すために１、２または３となる。

各主巻上げシステムは、巻上げケーブル３０．１、３０．２、３０．３、滑車ブロック３１．１、３１．２、３１．３、および巻上げブロック３２．１、３２．２、３２．３を備える。各滑車ブロック３１．１、３１．２、３１．３は、この実施形態では、それぞれの滑車回転軸３３．１、３３．２、３３．３を中心に回転可能である複数の滑車を備える。滑車ブロック３１．１、３１．２、３１．３は、この実施形態ではＡフレームの輪郭内でハンマーヘッド構造上に配置されている、すなわち、この場合、平面図で見た列においてアウトリガー１７Ａ、１７Ｂ上に並んで配置されていない。

滑車ブロックの滑車回転軸３３．１、３３．２、３３．３は、巻上げケーブルに１自由度を提供し、この自由度は、通常、重力と組み合わせて使用されて、クレーンハウジングに対するブームの角度方向とは独立して、対応する滑車ブロックより下に巻上げブロックを維持する。この実施形態では、この自由度は、例えば外側巻上げブロックについて図５に示されているように、巻上げブロックの横方向の移動を可能にするために使用される。図５では、外側巻上げブロックは、容易に４０度とすることができる角度αだけ横方向に動かされる。

ブーム１５の角度方向と無関係に巻上げブロック３２．１、３２．２、３２．３を滑車ブロック３１．１、３１．２、３１．３の下方に保つために、各滑車ブロック３１．１、３１．２、３１．３は、滑車ブロック３１．１，３１．２，３１．３の対応する滑車の滑車回転軸３３．１，３３．２，３３．３に垂直な略水平な第２枢動軸３４．１、３４．２，３４．３を中心に枢動可能である。

３つの主巻上げシステムはそれぞれ、巻上げケーブル３０．１、３０．２、３０．３を引き込むまたは引き出すことによって巻上げブロック３２．１、３２．２、３２．３を昇降させる巻上げウインチ３５．１、３５．２、３５．３（図１参照）をさらに備える。

クレーン１０のブーム１５はさらに、Ａフレームから延びる、すなわちこの実施形態では２つの補助巻上げシステムを担持するハンマーヘッド構造１７から延びるジブ１５Ｃを備え、補助巻上げシステムは、耐荷重が通常より小さく、滑車ブロックに対する追加の自由度は提供されないという点以外は主巻上げシステムと類似している。図４には、第１補助巻上げシステムに関連する滑車ブロック３６と第２補助巻上げシステムに関連する滑車ブロック３７が示されている。

本発明によるクレーン１０の利点は、３つの主巻上げシステムが巻上げ要求に応じて様々な方法で使用され得ることである。第一の例は、図６Ａおよび図６Ｂに示されており、図６Ａは図６Ｂの側面図である。この例では、外側巻上げブロック３２．１、３２．３のみが使用されている。外側巻上げブロックは、それぞれの軸３３．１、３３．３を中心にして横方向に枢動され、巻上げブロック間に比較的大きな距離をとって縦構造に接続されることを可能にする。この巻上げ構造は、巻上げブロックが同時に昇降するため、同程度の荷重を支える場合に特に適している。２つの外側巻上げシステムにより、２つの自由度で巻上げられた物体の動きを制御することができる。

第２の例が図７Ａおよび図７Ｂに示されており、図７Ａは、図７Ｂの側面図である。この例では、すべての巻上げブロックが使用される。外側巻上げブロック３２．１、３２．３は、図６Ａおよび図６Ｂの例と同様に分布しているが、巻上ブロックもまた、それぞれの第２枢動軸３４．１および３４．２の周りに枢動される。中央巻上げブロック３２．３は、図７Ｂの図では真っ直ぐに保たれているが、外側巻上げブロック３２．１および３２．３とは反対方向にあるにもかかわらず、第２枢動軸３４．２を中心に枢動する。その結果、３つの主巻上げシステムは、対象物の３つの異なる場所に接続することができ、この３つの場所は、平面図で見て三角形が形成される。この巻上げ構造は、巻上げブロックが同時に昇降するため、同程度の荷重を支える場合に特に適している。この構成ではさらに、３つの自由度で巻上げられた物体の動きを制御することができる。

第３の例は、図８Ａおよび図８Ｂに示されており、図８Ａは、図８Ｂの側面図である。この例では、すべての巻上げブロックが使用されているが、外側巻上げブロックの１つ、この場合は外側巻上げブロック３２．１を中央巻上げブロック３２．２と組み合わせて物体の一端部を巻上げ、もう一方の外側巻上げブロック、この場合は外側巻上げブロック３２．３が、物体の他端部を巻上げるために使用される。この構成は、巻上げ中に荷重が非対称であってり、非対称になったりするような状況、例えば縦構造の立ち上げ中に特に適している。

図８Ａおよび図８Ｂの例に関し、中間巻上げブロック３２．２に関連する滑車ブロック３１．２は、他の滑車ブロック３１．１および３１．３よりもやや低く配置されていることがわかる。言い換えれば、Ａフレームの中心面１５Ｆは、第１枢動軸１６とＡフレームの長手方向軸１５Ｇとによって広がる平面として定義されることができ、中間滑車ブロック３１．２は、他の２つの外側滑車ブロック３１．１および３１．３よりも中心面１５Ｆからより大きな距離で取り付けられる。この配置の利点は、大きな角度α、この実施形態では４０度の角度に対して、巻上げケーブル３０．１と３０．２が互いに近すぎない（互いに接触したり干渉したりしない）ことであり、この場合、互いに平行である。

図９〜図１３を参照し、モノパイルが図１の船舶１上のクレーン１０によって直立する本発明による方法を説明する。図９および図１０は、船体２、脚３Ａおよび３Ｄ、および脚３Ｄの周囲に配置されたクレーン１０を有する船舶１の後側を示す。

船舶の船体２のデッキ２Ｅ上に、モノパイル５０のスタックが略水平方向に設けられている。図９に示すように、モノパイル５０は、船体２の後側を越えて延びることさえある。代わりに、モノパイルは、別の船舶、例えばバージを使用して提供されてもよい。

図９では、クレーン１０のブーム１５は最も近いモノパイル５０、すなわち脚３Ｄに最も近いモノパイル５０を巻上げるように位置決めされ、図１０では、クレーン１０のブーム１５は、脚３Ａに最も近いモノパイル５０を巻上げるために位置決めされている。両方のモノパイル５０は、平面図（図９参照）において縦構造の重心５０Ｃとクレーン１０の旋回軸１４との間の直線が、縦構造５０の長手方向軸５０Ｄに対して垂直となるように、クレーン１０に対して位置決めされる。

図１１は、図８Ａおよび図８Ｂの構成を使用してクレーン１０の３つの主巻上げシステム（明瞭さのためにさらに省略されている）によって吊り下げられているモノパイル５０を示している。したがって、３つの主巻上げシステムの中央巻上げブロック３２．２と外側巻上げブロック３２．１の１つとは、接続要素５１を介してモノパイル５０の上端部５０Ａに接続されている。

他方の外側巻上ブロック３２．３は、モノパイル５０の下端部５０Ｂの周りに設けられた把持要素５２を用いてモノパイル５０の下端部５０Ｂに接続されている。

恐らくは巻上げケーブル３０．３の繰り出しと組み合わされて、巻上げケーブル３０．１、３０．２を同期して引き込むことによって、モノパイル５０は直立する。図１２は、直立過程の途中で斜め方向にあるモノパイル５０を示し、図１３は、直立後のモノパイル５０を示す。図１３において、巻上げブロック３２．１、３２．２がモノパイルの中心に接続され、巻上げブロック３２．３がモノパイルの側面の把持要素に接続されると、巻上げケーブル３０．１、３０．２、３０．３が互いに略平行となることが明確に分かる。

直立後、モノパイルを海底５５に打ち込むために、把持要素５２ひいては外側巻上げブロック３２．３が解放される。モノパイル５０を海底５５に向かって下げながら、モノパイル５０は、図１４に示すように、船体２から延びるガイド６０によって案内されてもよい。モノパイル自体の重さによってモノパイルの一部が海底に打ち込まれる。その後、モノパイルを巻上げシステムから取り外すことができ、モノパイルをさらに海底に打ち込むための別の装置を設けることができる。

図１５は、以前に設置されたモノパイル５０の上にタワー７０を設置するためのクレーン１０の使用を示す。タワーの重量がモノパイルよりも小さい場合があり、該当する場合は、タワーを直立させる場合に、クレーンは、図６Ａおよび図６Ｂの巻上げ構成を使用することができる。タワーが重すぎる場合は、図８Ａおよび図８Ｂの巻上げ構成を使用することができる。

図１６は、以前に設置されたタワー７０の上にナセル８０を設置するためのクレーン１０の使用を示す。この実施形態では、ナセルは、ナセルを第１の補助巻上げシステムによって巻上げることができるほど軽量の構成要素である。

図１７Ａは、トラス構造の形態で以前に設置された他の基礎９０の上にプラットフォーム１００を設置するためのクレーン１０の使用を示す。この実施形態では、プラットフォーム１００は、複合巻上げ能力を使用するために３つ全ての巻上げシステムを必要とする重量を有する。

しかし、３つ全ての巻上げブロック３２．１、３２．２、３２．３をプラットフォームに直接又は３つの巻上げブロックが直接接続されている単一の接続要素を介して間接的に接続する場合、潜在的に利用可能な全巻上げ能力を使用することは不可能である。

したがって、これらの場合、２つの巻上げブロック、この実施形態では巻上げブロック３２．１および３２．３が第１中間部材１１０に接続される（図１７Ｂ参照）。第１中間部材１１０と他の残りの巻上げブロック３２．３は、第２中間部材１２０に接続されている。第２中間部材１２０には、プラットフォーム１００に接続するための負荷コネクタ１３０が接続されている。巻上げブロックと中間部材との間の接続および第１および第２中間部材との間の接続は、例えばさまざまな部品間の滑車およびケーブル接続を提供することによって、プラットフォーム１００の荷重が３つの昇降システムにわたってほぼ均等に分配されるようになっている。

ここに記載された例および実施形態は特定数のウインチ、ケーブルおよび滑車の使用を開示しているが、追加の構成要素が提供されてもよいことが当業者に明らかであることに留意されたい。したがって、１本の巻上げケーブルまたはラフィングケーブルに２つのウインチを使用するか、またはウインチとケーブルをさらに組み合わせて使用するのが一般的である。言い換えれば、説明で提供される特定の数は、少なくともその特定の数を意味すると解釈されるべきである。主巻上システムの数についても同様である。３つの主巻上げシステムが記載されているが、第４および第５の主巻上げシステムが設けられてもよく、それらは本発明の範囲内に含まれる。

１ 船舶
２ 船体
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 開口部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 脚
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ 脚駆動装置
１０ クレーン
１１ ベース構造
１２ 旋回ベアリング
１３ クレーンハウジング
１４ 旋回軸
１５ ブーム
１５Ａ、１５Ｂ ブーム脚
１５Ｃ ジブ
１５Ｄ 中間部材
１５Ｆ 中心面
１５Ｇ 長手方向軸
１６ 第１枢動軸
１７ ハンマーヘッド構造
１７Ａ、１７Ｂ アウトリガー
２０，２１ ラフィングウインチ
２２，２３ ラフィングケーブル
２４，２５，３６，３７ 滑車ブロック
５０ 縦構造，モノパイル
５０Ａ 上端部
５０Ｂ 下端部
５０Ｄ 長手方向軸
５１ 接続要素
５２ 把持要素

Claims (11)

1. クレーンであって、
   ベース構造と、
   旋回ベアリングと、
   前記旋回ベアリングを介して前記ベース構造に移動可能に取り付けられたクレーンハウジングであって、前記ベース構造に対して略垂直の旋回軸回りに回転することができるクレーンハウジングと、
   前記クレーンハウジングに移動可能に取り付けられたブームであって、前記クレーンハウジングに対して略水平の第１枢動軸回りに枢動することができるブームと、
   ３つの主巻上げシステムと、
   前記クレーンハウジングに対する前記ブームの角度方向を設定するためのラフィングシステムと、
   を備え、
   前記ブームは、２つのブーム脚を有するＡフレームを備え、前記２つのブーム脚は、一端部が前記クレーンハウジングに接続され、反対の端部がハンマーヘッド構造を介して互いに接続され、
   各主巻上げシステムは、
   巻上げケーブルと、
   滑車回転軸回りに回転可能な１または複数の滑車を有する滑車ブロックであって、前記ブームの前記ハンマーヘッド構造上に配置された滑車ブロックと、
   前記巻上げケーブルによって前記滑車ブロックから吊り下げられた巻上げブロックと、
   前記巻上げケーブルを引き込む、または引き出すことによって前記巻上げブロックを昇降させる巻上げウインチと、
   を備え、
   各主巻上げシステムの前記滑車ブロックは、前記滑車ブロックの前記１または複数の滑車の前記滑車回転軸に垂直な略水平の第２枢動軸回りに枢動可能であり、
   前記３つの主巻上げシステムの前記滑車ブロックは、並んで配置され、
   前記ラフィングシステムは、
   前記クレーンハウジング上の２つのラフィングウインチと、
   前記クレーンハウジング上の各前記２つのラフィングウインチおよび前記ブームの間に延在する２つのラフィングケーブルと、
   を備え、
   前記ラフィングケーブルは、平面図で見て前記Ａフレームの前記ブーム脚を越えて延在する前記ハンマーヘッド構造のそれぞれのアウトリガーに接続される、クレーン。
2. 前記第２枢動軸が前記第１枢動軸に平行である、請求項１に記載のクレーン。
3. 前記ブーム脚がトラス構造であり、好ましくは前記ブーム脚は、前記ブーム脚の２つの端部の間でさらに互いに接続されている、請求項１または２に記載のクレーン。
4. 前記ブームが前記ハンマーヘッド構造から延在するジブを備え、好ましくは前記クレーンは、巻上げケーブル、滑車ブロック、巻上げブロックおよび巻上げウインチを有する１または複数の補助巻上げシステムを備え、好ましくは前記１または複数の補助巻上げシステムの前記滑車ブロックは、前記ジブに配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のクレーン。
5. 前記Ａフレームの中心面は、前記第１枢動軸および前記Ａフレームの長軸によって広がる平面として画定され、前記３つの主巻上げシステムの中間滑車ブロックは、前記３つ主巻上げシステムの２つの外側滑車ブロックよりも前記中心面から離れた距離に取り付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクレーン。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のクレーンを備える船舶。
7. 前記船舶がジャッキ船舶であり、前記ジャッキ船舶は、
   船体に少なくとも３つの開口部を有する船体であって、前記開口部は、それぞれの脚を受け入れるために前記船体を通り垂直に延在する、船体と、
   前記船体の開口部ごとの脚と、
   脚ごとの脚駆動装置であって、船体を水中から持ち上げることを可能にするために、対応する脚を前記船体に対して垂直方向に移動することができる、脚駆動装置と、
   を備える請求項６に記載の船舶。
8. 前記クレーンの前記ベース構造および前記クレーンハウジングが前記船体の開口部の周りに配置されており、前記それぞれの脚が前記ベース構造およびクレーンハウジングを通り延在することができる、請求項７に記載の船舶。
9. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のクレーンを使用して縦構造を直立させる方法であって、前記方法は、
   ａ）上端部および下端部を有する縦構造を略水平方向に提供するステップと、
   ｂ）前記３つの主巻上げシステムの中間巻上げブロック、および前記３つの主巻上げシステムの外側巻上げブロックの一方を前記縦構造の前記上端部または端部に接続するステップと、
   ｃ）前記３つの主巻上げシステムの前記外側巻上げブロックの他方を前記縦構造の前記下端部または端部に接続するステップと、
   ｄ）前記縦構造が、前記上端部が前記下端部より上の状態で略垂直の向きになるまで、前記３つの主巻上げシステムのそれぞれのウインチを操作するステップと、
   を備える、方法。
10. ステップｃ）が
    ｃ１）把持要素を提供するステップと、
    ｃ２）前記縦構造の前記下端部または端部の周りに前記把持要素を設けるステップと、
    ｃ３）前記３つの主巻上げシステムの前記外側巻上げブロックの他方を前記把持要素に接続するステップと、
    備える、請求項９に記載の方法。
11. 平面視において、前記縦構造の重心および前記クレーンの旋回軸の間の直線が、前記縦構造の長手方向軸に垂直となるように前記縦構造が設けられる、請求項９または１０に記載の方法。

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