JP6824914B2 - 風力タービンコンポーネントを移動させる方法、及び風力タービンコンポーネントを移動させる搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、包括的には、風力タービンに関し、より詳細には、風力タービンコンポーネント（wind turbine components）を風力タービンタワー内に及び／又は風力タービンタワーから移動させる搬送システムと、かかる搬送システムを用いて、風力タービンコンポーネントを風力タービンタワー内に及び／又は風力タービンタワーから移動させる方法とに関する。

風力タービンは、再生可能資源を用いて、化石燃料を燃焼させることなく、電気エネルギーを生成するために使用される。一般に、風力タービンは、風からの運動エネルギーを電力に変換する。水平軸風力タービン（horizontal-axis wind turbine）は、タワーと、タワーの頂部に配置されるナセルと、複数のブレードを有するとともにシャフトによってナセルに支持されるローターとを備える。シャフトは、ローターを、ナセル内に収容されている発電機に直接又は間接的に結合する。したがって、風がブレードを回転させると、発電機によって電気エネルギーが生成される。

これらのコンポーネントに加えて、風力タービンは、風力タービンによって生成される電気エネルギーを調整するための複数のコンポーネントも備える。例えば、風力タービンは、多くの場合、電気エネルギーを或る特定の方式で電力網に供給することができるように、変圧器、変換器、及び電気エネルギーを調整する他の電気コンポーネントを備える。これらの電気コンポーネントは、比較的大型で重量の大きいものである場合があり、風力タービン及びその電力生産量が増加を続けるにつれて更に大型化及び大重量化することが予想される。これらの電気コンポーネントは、通常、例えば発電機に隣接してナセル内に配置される。しかしながら、これらのコンポーネントのサイズが増大することで、ナセル内の空間がより制限されることになるため、変圧器、変換器及び他のコンポーネントのための別の場所が検討されてきた。いくつかの風力タービン設計において、例えば、これらのコンポーネントは、タワー内に、より具体的にはタワーの基部に隣接して配置されてきた。

これらの電気コンポーネントのうちの多くの耐用寿命は、風力タービンの耐用寿命よりも短い。これに関して、風力タービンにおける電気変圧器の耐用寿命は、約１２年であり得るのに対し、風力タービン自体（例えば、ブレード、タワー等）は、耐用寿命が約２０年であるように設計され得る。したがって、風力タービンの設計者及び製造業者は、風力タービンの耐用寿命中に、これらの電気コンポーネントを撤去及び交換することを可能にする必要がある。しかしながら、これらの種々のコンポーネントを撤去及び交換することは、困難を伴い、時間及び費用がかかる場合がある。例えば、これらのコンポーネントがナセル内に配置されている場合、コンポーネントを撤去及び交換するには、通常、大型で高価なクレーンが使用される。これらのコンポーネントがタワーの底部に隣接して配置されている場合、タワーの基部に通常配置される出入口又は昇降口を通してコンポーネントを移動させることを可能にするために、高価で複雑な内部クレーンシステムをタワー内に備えなければならない。いずれの場合も、コンポーネントの撤去及び交換は、容易には達成できない。

国際公開第２０１４／０８２６４３号は、風力タービンコンポーネントを、風力タービンタワーの開口を通して風力タービン内に及び風力タービンから移動させるための、トラックとトラックに可動に結合されるキャリッジとを備える搬送システムを提供している。しかしながら、この開示の搬送システム及び関連の方法は、風力タービンが、風力タービンコンポーネントを風力タービンタワー内で垂直に下降及び／又は上昇させるための、通常タワーの内壁によって支持される内部ウィンチシステムを備えることを必要としている。

かかるシステムは、意図した目的に関しては成功しているが、風力タービンの設計者及び製造業者は、風力タービンの動作及び保守に関連する装置及び方法の改善に継続して努めている。本発明の態様は、風力タービンの保守に関連する現行のシステム及び方法に対して確実な改良をもたらすものである。

タワーの開口を閉鎖するドアを有するタワーを備える風力タービンに対して、風力タービンコンポーネントを移動させる方法は、搬送システムを風力タービンに対して取外し可能に配置することを含み、搬送システムは、トラックと、動力駆動装置（powered drive device）とを備え、トラックの第１の端部は、タワーの外側に配置され、トラックの第２の端部は、タワーの内側に配置され、トラックは、タワーの開口を通って延在する。搬送システムは、タワーの内側とタワーの外側との間での開口を通る風力タービンコンポーネントの移動を容易にするように構成されている。本方法は、搬送システムの動力駆動装置を用いて、トラックから離れる又はトラックに向かうように、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させることを更に含む。

例示的な一実施形態において、本方法は、タワーの開口の上方かつ風力タービンコンポーネントの上方に位置決めされた状態で、ホイスト組立体をタワーの支持構造体に取外し可能に結合することを更に含むことができる。ホイスト組立体は、複数のシーブを備える。また、本方法は、ホイスト組立体と動力駆動装置とを、１つ以上のフィードケーブル（feed cables）を介して作動的に結合することと、ホイスト組立体を風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、動力駆動装置を作動させて、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させることとを含む。１つの実施形態において、ホイスト組立体と動力駆動装置とを作動的に結合することは、１つ以上のフィードケーブルを、トラックの第２の端部における１つ以上のシーブに通して延ばすことを更に含む。

例示的な一実施形態において、風力タービンコンポーネントをトラックに沿ってタワーの開口を通して移動させるように、搬送システムの動力駆動装置を用いることもできる。これに関して、動力駆動装置は、第１の位置又は第２の位置において搬送システムに選択的に結合可能であり、本方法は、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させる場合に、動力駆動装置を第１の位置において搬送システムに結合することと、風力タービンコンポーネントを、開口を通して実質的に水平方向等においてトラックに沿って移動させる場合に、動力駆動装置を第２の位置において搬送システムに結合することとを更に含む。１つの実施形態において、トラックはその設計において組立式であり、本方法は、複数のトラックセグメントを、端部を合わせて結合することによって、トラックを組み立てることを更に含むことができる。

１つの実施形態において、本方法は、風力タービンコンポーネントを風力タービンから撤去するために使用することができる。これに関して、本方法は、タワーの開口の上方かつ風力タービンコンポーネントの上方で、複数のシーブを備えるホイスト組立体をタワーの支持構造体に取外し可能に結合することと、ホイスト組立体と動力駆動装置とを、１つ以上のフィードケーブルを介して作動的に結合することと、動力駆動装置を作動させて、コンポーネントを、タワー内でドアの上方に配置されるプラットフォームから垂直に上昇させることと、動力駆動装置を作動させて、コンポーネントをトラック上に垂直に下降させることと、風力タービンコンポーネントが完全にタワーの外側に配置されるように、風力タービンコンポーネントをトラックに沿ってタワーの内側からタワーの外側に移動させることと、風力タービンコンポーネントを搬送システムから取り外すこととを更に含む。１つの実施形態において、本方法は、風力タービンコンポーネントがプラットフォームを通過するのを可能にするように、プラットフォームの少なくとも一部を移動させることを更に含む。

本方法は、別の風力タービンコンポーネントを風力タービン内に設置することを更に含むことができる。これは、別の風力タービンコンポーネントをトラック上に配置することと、別の風力タービンコンポーネントをトラックに沿ってタワーの外側からタワーの内側に移動させることと、動力駆動装置を作動させて、別の風力タービンコンポーネントをトラックからプラットフォームの上方に垂直に上昇させることと、動力駆動装置を作動させて、別の風力タービンコンポーネントをプラットフォーム上に垂直に下降させることとを含む。１つの実施形態において、本方法は、別の風力タービンコンポーネントがプラットフォームを通過するのを防ぐように、プラットフォームの少なくとも一部を移動させることを更に含む。

１つの実施形態において、風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させることは、動力駆動装置を風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、動力駆動装置を作動させて、風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させることとを含むことができる。同様に、別の風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させることは、動力駆動装置を別の風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、動力駆動装置を作動させて、別の風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させることとを含むことができる。

本方法によれば、動力駆動装置は、第１の位置及び第２の位置において搬送システムに選択的に結合可能である。本方法は、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させる場合に、動力駆動装置を第１の位置において搬送システムに結合することと、風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させる場合に、動力駆動装置を第２の位置において搬送システムに結合することとを更に含む。

１つの実施形態において、本方法は、風力タービンコンポーネントを風力タービン内に設置するために用いることができる。これに関して、本方法は、風力タービンコンポーネントをトラック上に配置することと、風力タービンコンポーネントをトラックに沿ってタワーの外側からタワーの内側に移動させることと、タワーの開口の上方かつ風力タービンコンポーネントの上方で、複数のシーブを備えるホイスト組立体をタワーの支持構造体に取外し可能に結合することと、ホイスト組立体及び動力駆動装置を、１つ以上のフィードケーブルを介して作動的に結合することと、動力駆動装置を作動させて、風力タービンコンポーネントをトラックからプラットフォームの上方に垂直に上昇させることと、動力駆動装置を作動させて、風力タービンコンポーネントをプラットフォーム上に垂直に下降させることとを含む。

別の実施形態によれば、タワーの開口を閉鎖するドアを有するタワーを備える風力タービン内に又は該風力タービンから、風力タービンコンポーネントを移動させる搬送システムは、タワーの開口を通って延在するように、タワーの外側に配置されるように構成された第１の端部と、タワーの内壁に結合されるように構成された第２の端部とを有するトラックを備える。キャリッジは、風力タービンコンポーネントを、開口を通して風力タービン内に又は風力タービンから移動させるために、トラックに可動に結合されるように構成されるとともに、風力タービンコンポーネントを上に受けるように更に構成されている。動力駆動装置は、トラックに結合されるように構成されている。さらに、ホイスト組立体は、タワーの開口の上方かつ風力タービンコンポーネントの上方で、タワーの支持構造体に結合されるように構成され、且つ複数のシーブを備える。動力駆動装置は、ホイスト組立体に１つ以上のフィードケーブルを介して作動的に結合されるように構成され、トラックから離れる又はトラックに向かうように、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させるように動作可能である。

例示的な一実施形態において、搬送システムは、１つ以上のフィードケーブルを動力駆動装置からホイスト組立体に案内するために、第２の端部に隣接してトラックに結合される１つ以上のシーブを備えることができる。搬送システムは、１つ以上のフィードケーブルを動力駆動装置からトラックの第２の端部に隣接する１つ以上のシーブに向かって案内するために、第１の端部に隣接してトラックに結合される１つ以上のシーブを備えることもできる。

一実施形態において、動力駆動装置は、１つ以上のフィードケーブルを介してキャリッジに作動的に結合されるように構成されるとともに、風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させるように動作可能である。搬送システムは、１つ以上のフィードケーブルを動力駆動装置からキャリッジに案内するために、第２の端部に隣接してトラックに結合される１つ以上のシーブを備えることができる。搬送システムは、１つ以上のフィードケーブルを動力駆動装置からトラックの第２の端部に隣接する１つ以上のシーブに向かって案内するために、第１の端部に隣接してトラックに結合される１つ以上のシーブを備えることもできる。

例示的な一実施形態において、動力駆動装置は、第１の位置及び第２の位置においてトラックに選択的に結合可能である。動力駆動装置は、風力タービンコンポーネントをタワー内で垂直に移動させる場合に、第１の位置においてトラックに結合されるように構成されている。動力駆動装置は、風力タービンコンポーネントをトラックに沿って移動させる場合に、第２の位置においてトラックに結合されるように更に構成されている。

１つの実施形態において、トラックは、組立式設計であり、端部を合わせて結合されてトラックを形成するように構成された複数のトラックセグメントを含む。さらに、動力駆動装置は、１つ以上のウィンチシステムを含むことができる。

本明細書中に援用されるとともに本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つ以上の実施形態を示し、上記に示した本発明の概説及び下記に挙げる詳細な記載とともに、本発明を説明する機能を果たす。

本発明の実施形態を用いることができる風力タービンの斜視図である。 本発明の１つの実施形態に係る搬送システムの斜視図である。 図２の搬送システムの一部の組立図である。 搬送システムのトラックの組立式設計を示す、図２の搬送システムの一部の組立図である。 ２つの隣接するトラックセグメント間の接続部を示す、図３Ａの組立体の断面図である。 キャリッジを搬送システムに沿って移動させる上側位置に配置されている動力駆動装置を示す、図２の搬送システムの斜視図である。 風力タービンタワーの内側に存在する図４の搬送システムの一部の上面図である。 風力タービンタワーの外側に存在し、動力駆動装置が結合されていない、図２の搬送システムの一部の斜視図である。 キャリッジ及び動力駆動装置と搬送システムとの結合部を示す、図４Ｂと同様の斜視図である。 キャリッジをトラックに沿って移動させる動力駆動装置の動作を示す、図２の搬送システムの概略図である。 キャリッジをトラックに沿って移動させる動力駆動装置の動作を示す、図２の搬送システムの概略図である。 コンポーネントをタワー内で垂直に移動させるために下側位置に配置されている動力駆動装置を示す、図４と同様の斜視図である。 ホイスト組立体を示す、風力タービンタワーの内側に存在する図２の搬送システムの一部の別の斜視図である。 コンポーネントをタワー内で垂直に移動させる動力駆動装置の動作を示す、図６の搬送システムの一部の概略図である。 コンポーネントをタワー内で垂直に移動させる動力駆動装置の動作を示す、図６の搬送システムの一部の概略図である。 コンポーネントをタワー内で垂直に移動させる動力駆動装置の動作を示す、図６の搬送システムの一部の概略図である。 垂直上昇位置における風力タービンコンポーネントを示す、図２の搬送システムの一部の概略図である。 図７と同様であるが、風力タービンコンポーネントが垂直下降位置にある、搬送システムの一部の概略図である。 キャリッジ上へのコンポーネントの配置を示す、図２の搬送システムの一部の概略図である。 トラックに沿って移動する準備ができているコンポーネントを伴う、図２の搬送システムの一部の概略図である。 コンポーネントを風力タービンから移動させる動力駆動装置の動作を示す、図２の搬送システムの一部の概略図である。 風力タービンの外側におけるコンポーネントの位置を示す、図２の搬送システムの一部の斜視図である。

図１を参照すると、洋上風力タービン設備１０は、全体として水塊１４中に配置される基礎１２と、基礎１２にしっかりと固定される風力タービン１６とを備える。風力タービン１６を支持するために、例えば、海底によって支持されるモノパイル基礎又はトラス基礎及び種々の浮体式基礎設計を含む、複数の基礎設計を用いることができる。風力タービン１６は、タワー１８と、タワー１８の頂部に配置されるナセル２０と、ナセル２０内に収容される発電機（図示せず）に作動的に結合されるローター２２とを備える。タワー１８は、ナセル２０、ローター２２、及びナセル２０内に収容される風力タービン１６の他のコンポーネントが呈する荷重を支持するとともに、ナセル２０及びローター２２を、乱流がより少なく、より高速の移動気流が通常存在する海抜に上げておくようにも機能する。洋上設備に典型的なことであるが、風力タービン１６は、外部プラットフォーム２４と、人員、ツール、器材等がタワー１８の内部にアクセスするのを可能にする、タワー１８の基部におけるハッチ又はドア２６とを備える。これに関して、例えば、ボート又は他の海洋船舶内の人員がプラットフォーム２４にアクセスするのを可能にするように、プラットフォーム２４から下方に梯子２８が延びていてもよい。

水平軸風力タービンとして示されている風力タービン１６のローター２２は、電気機械システムの原動機としての役割を果たす。最低レベルを超える風が、ローター２２を作動させ、風方向に対して実質的に垂直の平面における回転を引き起こす。風力タービン１６のローター２２は、中央ハブ３０と、中央ハブ３０の周りで円周方向に分布した位置において中央ハブ３０から外方に突出する少なくとも１つのブレード３２とを備える。この代表的な実施形態において、ローター２２は、３つのブレード３２を備えているが、その数は変わり得る。ブレード３２は、通過気流と相互作用して、中央ハブ３０を長手軸３４の周りに回転させる揚力を生成するように構成されている。

風力タービン１６は、送電線によって三相交流（ＡＣ）電力網等の電力網と接続される発電プラントとしての役割を果たす洋上ウィンドファーム又はウィンドパークに属する同類の風力タービン群の中に含めることができる。電力網は、一般に、エンドユーザー及び電力会社の他の顧客の形の負荷側に送電する送電線ネットワークによって結合される、発電所、送電回線及び変電所のネットワークからなる。これに関して、風力タービン１６は、発電機によって生成される電力の電力網への供給を促進する、変圧器、変換器等のような種々の電気コンポーネントを備えることができる。

上述したように、風力タービン１６の耐用寿命中に、種々の風力タービンコンポーネントを風力タービン１６から撤去し、そのコンポーネントを新しい又は修復されたコンポーネントと交換することが必要となる場合がある。これに関して、図２は、例えば撤去手順中に風力タービンコンポーネント４２を風力タービン１６から移動させる、及び／又は、例えば設置手順若しくは交換手順中に風力タービンコンポーネントを風力タービン１６内に移動させるための搬送システムの例示的な一実施形態を示しており、この搬送システムは、全体として４０で示されている。例示的な一実施形態において、搬送システム４０は、風力タービンコンポーネントを、タワー１８の基部におけるドア２６を介して風力タービンタワー１８に／風力タービンタワー１８から移動させるのに使用されるように構成されている。より詳細には、搬送システム４０は、風力タービンコンポーネントを、比較的容易に、時間及び費用効率の良い方式で、ドア２６を介して風力タービンタワー１８内に及び／又は風力タービンタワー１８から移動させることを可能にするように構成されており、これにより、大型で複雑かつ高価な（内部又は外部）クレーンが不要になる。また、例示的な一実施形態において、搬送システム４０によって移動される風力タービンコンポーネント４２は、本明細書では電気変圧器として記載されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、搬送システム４０とともに使用される特定の風力タービンコンポーネントは、風力タービンの所有者の特定の用途又はニーズに応じて変わり得る。

図２及び図３に示すように、１つの実施形態において、搬送システム４０は、トラック４４と、トラック４４に可動に結合されるキャリッジ４６と、トラック４４を風力タービン１６に対して支持する１つ以上の支持フレーム４８ａ、４８ｂとを備える。１つの実施形態において、トラック４４は、全体として長手軸５４を規定する１対の離間した略平行なレール５０、５２を備える。図示の実施形態において、レール５０は略弧状の形状を有し、レール５２は略平坦な形状を有し、これらの異なる形状は、キャリッジ４６がトラック４４上にあるときに、キャリッジ４６の意図しない横移動を制限するように構成されている。これらの形状のうちの一方又は双方は、レール５０、５２の頂部に取り付けられるキャップ又はカバーによって達成することができる。しかしながら、レールの他の形状が可能であることが理解されよう。１つの実施形態において、トラック４４は、レール５０、５２の下方でレール５０、５２の間に配置されるとともに、１つ以上の支持フレームを介してレール５０、５２に結合される基部支持レール５１を備えるトラス設計を有してもよい。レール５０、５１、５２は、搬送システム４０の使用中にかかる荷重に対処するのに十分な鋼又は他の好適な材料で作製することができる。

図２〜図３Ｂに示すように、例示的な一実施形態において、レール５０、５１、５２のそれぞれは、端部を合わせて結合されて集合的にレール５０、５１、５２を形成する複数のレールセグメントを含む、組立式設計を有することができる。より詳細には、トラック４４は、端部を合わせてともに結合されて集合的にトラック４４を形成する複数のトラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを含む。トラック４４をセグメントにして形成することにより、例えば、組立作業及び分解作業において、風力タービン設備１０における作業員による操作がより容易になることが意図されている。この構成により、搬送システム４０を風力タービンの現場により容易に格納するか又は風力タービン１６に保守を提供する海洋船舶に積み込むことも可能になり得る。図示の実施形態において、トラック４４は、４つのトラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを含む。しかしながら、用途及び所望の長さに応じて、任意の数のトラックセグメントを使用することができる。

各トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、１対の離間した略平行なレールセグメント５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、基部支持レールセグメント５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと、基部支持レールセグメント５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄをレールセグメント５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにそれぞれ結合するように構成された第１の筋交い支持フレーム５３及び第２の筋交い支持フレーム５５とを備え、それにより、各トラックセグメントは、略Ｖ字形の断面（図３Ａ）を有し得る。１つの実施形態において、筋交い支持フレーム５３、５５は、（例えば、上端部及び下端部における）直線部材と、（直線部材間にある）斜材との双方を備えることができる。加えて又は代替的に、筋交い支持フレームは、Ｘ型材（図示せず）を備えてもよい。多くの他の構成も可能であり得る。図示のように、各トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、平行なレールセグメント５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ間に配置される支持パネル５７をそれぞれ備えることができる。

各トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、隣接するトラックセグメント（複数の場合もある）に結合されるように構成され、トラックセグメントがともに結合されると、レールセグメント５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄが集合的にトラック４４を形成するようになっている。これに関して、各レールセグメント５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄは、雄カプラー５９又は雌カプラー６１を備えることができる。より具体的には、中間トラックセグメント４４ｂ、４４ｃの各レールセグメント５０ｂ、５０ｃ、５１ｂ、５１ｃ、５２ｂ、５２ｃは、一方の端部における雄カプラー５９と、反対側の端部における雌カプラー６１とを備えることができ、端部トラックセグメント４４ａ、４４ｄの各レールセグメント５０ａ、５０ｄ、５１ａ、５１ｄ、５２ａ、５２ｄは、一方の端部における雄カプラー５９又は雌カプラー６１のいずれかを適宜備えることができる。

図示のように、各雄カプラー５９は、基部５９ａと、ネック部５９ｂと、ネック部５９ｂの断面よりも大きい断面を有するヘッド部５９ｃとを備える。各雌カプラー６１は、基部６１ａと、隣接する第１の略Ｃ字状レセプタクル６１ｂ及び第２の略Ｃ字状レセプタクル６１ｃとを備え、第１のレセプタクル６１ｂは、雄カプラー５９のネック部５９ｂを受けるようにサイズ決めされ、第２のレセプタクル６１ｃは、雄カプラーのヘッド部５９ｃを受けるようにサイズ決めされる。このようにして、雌カプラー６１は、雄カプラー５９上に配置されるとともに、雄カプラー５９と係合することができる。次に、略Ｃ字状のロックカラー６３を、雄カプラー５９上に嵌め、例えば、ねじ６３ａ、ワッシャ６３ｂ及びスリーブ６３ｃ等によって、雌カプラー６１に取外し可能に結合することができる。しかしながら、カラー６３は、任意の好適な締結具によって雌カプラー６１に結合することができる。図示のように、カラー６３は、雄カプラーを適所に保持するように雄カプラー５９のネック部５９ｂ及びヘッド部５９ｃに対応する、概ね段付きの形状を有することができる。

例示的な一実施形態は、トラック４４の組立式構成を提供しているが、当業者であれば、本発明の範囲内で他の構成が企図されることを認識するであろう。これに関して、代替的な一実施形態において、トラックは、風力タービンへの配備の前の事前組立てがほとんど要求されないモノリシックシステム又は一体システムとして設けることもできる。したがって、本発明は、上述した組立式設計に必ずしも限定されない。

キャリッジ４６は、トラック４４に可動に結合されるように構成されるとともに、風力タービンコンポーネント４２をキャリッジ４６上に受けるように更に構成され、トラック４４に沿って可動であるようになっている。これに関して、キャリッジ４６は、上面７２に風力タービンコンポーネント４２を受けるように構成された略矩形の平坦なキャリッジプラットフォーム７０と、キャリッジプラットフォーム７０に結合されるとともにトラック４４に結合されるように更に構成された結合部材７４、７６とを備える。キャリッジプラットフォーム７０は、略中実な１つの部材とするか、又は代替的には、複数の構造フレーム部材の格子とすることができる。結合部材７４、７６は、例えば、トラック４４に沿ったキャリッジ４６の摺動を容易にするように低摩擦特性を有する複数の軸受パッドユニットを備えることができる。別の実施形態において、レール５０、５２は、潤滑することができるか、又は、キャリッジ上の軸受パッドユニットに係合し、それにより、トラック４４に沿ったキャリッジ４６の摩擦を伴う移動を更に低減するように構成された軸受パッドユニットを備えることもできる。更に別の実施形態において、結合部材７４、７６は、キャリッジプラットフォーム７０に結合されるハブを有するとともに、キャリッジプラットフォームをレール５０、５２上で可動に支持する１つ以上のホイール又はローラーを更に含む、複数のローラーユニットを備えることができる。こうした代替形態は、国際公開第２０１４／０８２６４３号により完全に記載されているものとすることができ、その開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

図２及び図３に示すように、搬送システム４０は、例えば搬送システム４０の使用中に、トラック４４だけでなくキャリッジ４６及び風力タービンコンポーネント４２を支持するための１つ以上の支持フレーム４８ａ、４８ｂを更に備える。これに関して、例示的な一実施形態において、搬送システム４０は、トラック４４の第１の端部７８に隣接する第１の支持フレーム４８ａと、トラック４４の第２の端部８０に隣接する第２の支持フレーム４８ｂとを備える。図２に見て取ることができるように、搬送システム４０の使用中、第１の端部７８は、風力タービンタワー１８の外側に配置することができ、第１の支持フレーム４８ａは、支持体８２、８４（仮想線で示す）に係合してトラック４４を支持する。支持体８２、８４は、例えば、プラットフォーム２４の上面又は任意の他の好適な表面上に配置することができる。代替的には、第１の支持フレーム４８ａは、プラットフォーム２４の上面に係合してトラック４４を支持することができる。

第１の支持フレーム４８ａは、それぞれのブラケット８９によってトラック４４にそれぞれ接続される、１対の離間した脚部８６、８８を備えることができる。１つの実施形態において、脚部８６、８８を中間フレーム部材によって互いに接続することができる。加えて又は代替的に、支持柱８２、８４を中間フレーム部材によって互いに接続することができる。第１の支持フレーム４８ａは、搬送システム４０を使用する間にかかる荷重に対処するのに十分な鋼又は他の好適な材料で作製することができる。

１つの実施形態において、第１の支持フレーム４８ａは、特定の用途に関するニーズを満たすために、トラック４４を支持柱８２、８４又はプラットフォーム２４に対して昇降させるよう、高さ調節可能とすることができる。例えば、第１の支持フレーム４８ａの高さは、トラック４４が実質的に水平であるとともに柱８２、８４又はプラットフォーム２４の上面に略平行であるように構成することができる。代替的には、第１の支持フレーム４８ａは、トラック４４が上方又は下方に傾斜されるように構成することができる。例として、トラック４４は、風力タービンコンポーネント４２が風力タービンタワー１８から移動されているのか又は風力タービンタワー１８内に移動されているのかに応じて傾斜させることができる。これに関して、脚部８６、８８のそれぞれは、ハウジング又はシュラウド内で移動することができ、脚部の対応するボアに係合する１つ以上のロックピンと、脚部８６、８８の相対位置をロックするためのハウジング（図示せず）とを備える。上記ボアは、これらの異なるボアが第１の支持フレーム４８ａの異なる高さをもたらすように構成されている。代替的には、各脚部８６、８８は、所望の高さをもたらすために脚部８６、８８を伸縮させるための油圧アクチュエーター（図示せず）等のアクチュエーターを備えることができる。

さらに、軸５４によって規定される長手方向においても、第１の支持フレーム４８ａの位置を変化させることができる。これは、例えば、風力タービンタワー１８から又は風力タービンタワー１８内に移動される風力タービンコンポーネント４２のサイズ又は重量に基づいて変わり得る。コンポーネントが搬送システム４０から撤去されることになる、搬送システム４０上での風力タービンコンポーネント４２の最終的な配置も、第１の支持フレーム４８ａの位置に影響を与え得る。また、図示の実施形態において、トラック４４は、好適な締結具等によって第１の支持フレーム４８ａにしっかりと結合することができる。しかしながら、代替的には、トラック４４は、第１の支持フレーム４８ａに当接するだけであって、第１の支持フレーム４８ａにしっかりと結合されなくてもよい。

図２〜図４において更に見て取ることができるように、使用時、トラック４４は、トラック４４の第２の端部８０が風力タービンタワー１８の内側に配置されるように、通常はドア２６によって閉鎖されるタワー壁の開口９０を通って延在する。１つの実施形態において、第２の支持フレーム４８ｂは、搬送システム４０をタワー１８の内壁又は内面９２に結合するように構成されたブラケットを備えることができ、このブラケットは、例えば、開口９０の略反対側に位置することができる。このようにして、トラック４４の一部がタワー１８の内部横寸法（例えば、内径）を横切る。この目的は、以下でより詳細に記載する。例として、第２の支持フレーム４８ｂは、溶接、ボルト留め、磁石等によってタワー１８の内面９２に固定し、トラック４４に結合するように構成することができる。１つの実施形態において、レール５０、５２は、第２の支持フレーム４８ｂに当接してトラック４４を支持することができる。しかしながら、別の実施形態において、レール５０、５２は、レール５０、５２のタワー壁から離れる方向への不所望な移動を防止するように、第２の支持フレーム４８ｂにしっかりと結合してもよい。

例示的な一実施形態において、レール５０、５２は、ナット及びボルト、種々のロックピン又は他の締結具を用いて第２の支持フレーム４８ｂに結合することができる。図示の実施形態において、第２の支持フレーム４８ｂは、基部プレート９４と、中央ブラケット部材９６と、第１のブラケットプレート９８及び第２のブラケットプレート１００とを備える。中央ブラケット部材９６と、第１のブラケットプレート９８及び第２のブラケットプレート１００とは、トラック４４の第２の端部から延びる対応するトラックブラケット１０２、１０４を受け入れるように離間している。中央ブラケット部材９６と、第１のブラケットプレート９８及び第２のブラケットプレート１００と、トラックブラケット１０２、１０４とは、スプリットボルト１０６、１０８を中に受け入れるように位置合わせすることができる穴をそれぞれ有する。１つの実施形態において、スプリットボルト１０６、１０８上にスリーブ１０６ａ、１０８ａを設けることができ、スプリットボルト１０６、１０８は、レール５０、５２を第２の支持フレーム４８ｂに係止するために、関連するスピリットピン１１０、１１２によって適所に保持することができる。図示のように、第１のブラケットプレート９８及び第２のブラケットプレート１００は、トラックブラケット１０２、１０４を第１のブラケットプレート９８と第２のブラケットプレート１００との間に案内するのを容易にするように、外方に屈曲又は傾斜することができる。

図示の実施形態において、トラック４４に更なる支持及び安定性を与えるために、通常はドア２６によって閉鎖される開口９０の底部内にドアフレーム支持ブラケット１１４を配置することができる。ドアフレーム支持ブラケット１１４は、ドアフレーム支持ブラケット１１４を開口９０に関連するドアフレームの一部に固定するために、このドアフレームの一部の上に受けられるようなサイズ及び形状とすることができる。ドアフレーム支持ブラケット１１４は、例えば、平坦とするか、又は、支持レール５１等のトラック４４の一部を受けるような形状とすることができるトラック支持面１１６を有することができる。１つの実施形態において、支持レール５１は、ドアフレーム支持ブラケット１１４に係合して、トラック４４を支持するとともに隣接するタワー壁を保護することができる。しかしながら、別の実施形態において、支持レール５１は、開口９０内でのレール５０、５２の不所望な移動を防止するように、ドアフレーム支持ブラケット１１４にしっかりと結合することができる。

例示的な一実施形態において、搬送システム４０は、動力駆動装置１１８を更に備えることができる。本発明の１つの態様によれば、搬送システム４０の動力駆動装置１１８は、風力タービンコンポーネント４２を風力タービンタワー１８内で垂直に移動させるのに使用することができる。上記で説明したように、風力タービンタワー内でのコンポーネントの垂直移動は、従来、風力タービンの内壁に結合され、本質的に風力タービンの永久構成要素をなす内部ウィンチシステムによって達成されてきた。これは、本発明の態様とは対照的である。本発明の態様では、搬送システム４０の動力駆動装置１１８が、例えばトラック４４に対して（離れる又は向かうように）等、風力タービンコンポーネント４２を風力タービンタワー１８内で垂直に移動させるために使用される。これにより、全ての風力タービンが内部ウィンチシステムを備える必要性をなくし、ひいては費用を削減する。さらに、内部ウィンチシステムの接続部位における風力タービン壁の高い局所応力集中の問題も、本発明の態様によって対処される。

以下でより完全に記載される例示的な一実施形態において、動力駆動装置１１８は、風力タービンコンポーネント４２を風力タービンタワー１８内で垂直に移動させるのに使用することができるだけでなく、コンポーネント４２をトラック４４に沿って、風力タービン１６のドア開口９０を通して等、風力タービン１６内に及び／又は風力タービン１６から移動させるのにも使用することができる。しかしながら、トラック４４に沿ったこうした移動は、例えば手動等で別のプロセスによって達成することもでき、また、動力駆動装置１１８は、風力タービンタワー１８内でのコンポーネントの垂直移動のみを実行してもよいことが理解されるべきである。

例示的な一実施形態によれば、搬送システム４０は、キャリッジ４６を、長手軸５４に沿って等、トラック４４に沿って好ましい方向に移動させる動力駆動装置１１８を備えることができる。図２に示すように、１つの実施形態において、動力駆動装置１１８は、それぞれのフィードケーブル１２４ａ、１２６ａが巻回される１つ以上の回転可能なドラムを備える、第１のウィンチシステム１２０及び第２のウィンチシステム１２２を備えることができる。フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、ケーブルスプール（図示せず）からケーブルガイド１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂを介してウィンチシステム１２０、１２２内に繰り出すことができる。１つの実施形態において、動力駆動装置１１８は、ＴＩＲＡＫ（商標）の商標で販売されている１つ以上のウィンチを含むことができる。しかしながら、他のワイヤ式ウィンチを動力駆動装置１１８において使用してもよいことが認識されるべきである。ウィンチシステム１２０、１２２は、ウィンチプラットフォーム１２８上にそれぞれ配置することができ、ウィンチプラットフォーム１２８は、第１の端部７８に隣接して、好適な締結具とともに第１の端部プレート７８ａを用いてトラック４４に選択的に結合することができる。より具体的には、ウィンチプラットフォーム１２８は、ウィンチシステム１２０、１２２のケーブルガイド１２０ｂ、１２２ｂが、端部プレート７８ａ上に設けられる上側シーブ１４６、１４８に隣接することができるように、第１の上側位置において端部プレート７８ａに結合することができるか、又は、ウィンチプラットフォーム１２８は、ケーブルガイド１２０ｂ、１２２ｂが、端部プレート７８ａ上に設けられる下側シーブ１５０、１５２に隣接することができるように、第２の下側位置において端部プレート７８ａに結合することができる。動力駆動装置１１８のこうした二位置結合の目的は、以下でより完全に論述される。リフトアイ１２８ａ、１２８ｂをウィンチプラットフォーム１２８上に設けて、上側位置と下側位置との間でのウィンチプラットフォーム１２８の上昇及び／又は下降を容易にすることができる。

ウィンチプラットフォーム１２８が上側位置にある場合、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、上側シーブ１４６、１４８にそれぞれ掛け回すことができる。この位置において、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、ウィンチシステム１２０、１２２のうちの一方又は双方の作動によってキャリッジ４６がトラック４４に沿って所望の方向に移動するように、キャリッジ４６に結合することができる。例えば、キャリッジ４６を第２の端部８０から第１の端部７８に向かう方向に（例えば、タワーの内側からタワーの外側に）移動させるために、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、キャリッジ４６の第１の端部１３４に配置されるケーブルソケット１３０、１３２に結合することができる（図９及び図１０）。キャリッジ４６を第１の端部７８から第２の端部８０に向かう方向に（例えば、タワーの外側からタワーの内側に）移動させるために、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、キャリッジ４６の第２の端部１４０に配置されるケーブルソケット１３６、１３８に結合することができる。これに関して、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、キャリッジ４６の下に繰り出すことができ、また、トラック４４の第２の端部８０は、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａが掛け回される上側シーブ１４２、１４４を備えることができ、それにより、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａに張力を与える（例えば、引き込む）ことでキャリッジ４６における所望の移動が生じるようになっている。シーブ１４２、１４４は、第１の端部プレート７８ａの上側シーブ１４６、１４８と略位置合わせされるように、トラック４４の第１の端部プレート７８ａとは反対側の第２の端部プレート８０ａに配置することができる。

上述したように、キャリッジ４６をトラック４４に沿って移動させることに加えて、例示的な一実施形態において、動力駆動装置１１８は、風力タービンコンポーネント４２をタワー１８内で垂直方向に移動させるように構成することができ、それにより、別個の内部ウィンチシステムの必要性をなくす。これに関して、図６に示すように、ウィンチプラットフォーム１２８は、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂを下側シーブ１５０、１５２にそれぞれ掛け回すことができるように、下側位置において第１の端部プレート７８ａに結合することができる。図４Ａに示すように、１つの実施形態において、対応する垂直に向いたシーブ１５６、１５８は、第１の端部プレート７８ａの下側シーブ１５０、１５２と位置合わせされるように、第２の端部プレート８０ａの外面に配置することができる。このようにして、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂは、下側シーブ１５０、１５２を通して、タワー１８内で風力タービンコンポーネント４２の上方に配置されるホイスト組立体１６０まで掛け回すことができる。

ホイスト組立体１６０は、ホイストシーブ１６２、１６４を備えることができ、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂは、ホイストシーブ１６２、１６４を通してそれぞれのテークル１６６、１６８に掛け回すことができるようになっている。ホイストシーブ１６２、１６４は、例えばＩ字ビーム１７０等の任意の好適な既存の支持ビーム又はトラス構造上に、ブラケット１６２ａ、１６４ａをそれぞれ用いて配置することができる。ホイスト組立体１６０のためのこうした支持ビームは、風力タービンのパワーエレクトロニクスのための構造骨組の一部としてもよい。図示のように、テークル１６６、１６８は、上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａ及び下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂをそれぞれ備えることができる。ホイストシーブ１６２、１６４と同様に、上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａは、例えばＩ字ビーム１７２等の任意の好適な既存の支持ビーム又はトラス構造上に、ブラケット１６６ｃ、１６８ｃをそれぞれ用いて配置することができる。ホイストシーブ１６２、１６４及び上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａを既存の支持ビーム又はトラス構造上に配置することにより、例えば、風力タービンコンポーネント４２等の積載物の重量を、タワー壁の様々な部分にわたって分散させ、それにより、タワー壁の任意の一部分における応力集中を低減することができる。

上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａは、関連するフィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂを結合するためのケーブルソケット１６６ｄ、１６８ｄをそれぞれ備えることができる。上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａ及び下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂのそれぞれは、それぞれのフィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂを掛け回すための、リフトビームに沿って並んで配置される複数のシーブ１７４を備える。シーブ１７４は、それぞれ均一なサイズ及び／又は形状としてもよいし、サイズ及び形状を用途に応じて変えてもよい。下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂは、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂによって上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａの下方に吊り下げられ、風力タービンコンポーネント４２に結合するためのリフトブラケット１７６、１７８を備える。図示の実施形態において、リフトブラケット１７６、１７８は、風力タービンコンポーネント４２に結合することができるスリング１８２を受けるリフトアイ１８０をそれぞれ備える。

１つの実施形態において、テークル１６６、１６８のうちの一方又は双方は、上側シーブブロック１６６ａ、１６８ａに結合されるセンサープレート１９４と、下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂに結合されるブレーカープレート１９６とを備えることができる。センサープレート１９４は、例えば、ブレーカープレート１９６の存在を検出する光センサー等の１つ以上のセンサーを備えることができる。下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂが、上側シーブブロック１６６ａの十分近くまで上昇された場合、ブレーカープレート１９６をセンサーによって検出することができ、センサーが動力駆動装置１１８と通信して、ウィンチシステム１２０、１２２を停止させるか、又は代替的には、下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂの緊急下降を開始させることができる。

以下、図４〜図１０を参照しながら搬送システム４０の使用を記載する。洋上風力タービン１６の風力タービンコンポーネント４２を撤去又は交換することが望まれる場合、通常、撤去又は交換を助けるように海洋船舶が派遣される。風力タービン設備１０の現場に到着すると、人員は、プラットフォーム２４にアクセスし、タワー１８の基部におけるドア２６を開ける。これに関して、ドア２６は、ヒンジ式とすることができ、開位置まで単に回動させることで、タワー壁を通る開口９０をもたらすことができる。代替的には、ドア２６は、タワー１８から完全に除去してもよい。またさらに、タワー壁を通る開口９０を最大化するように、ドア２６とドア２６を支持するフレームとをタワーから除去してもよい。また、人員は、第１の支持フレーム４８ａをプラットフォーム２４上の所望又は既定の位置に配置することができる。これに関して、船舶に搭載されたクレーンを用いて、第１の支持フレーム４８ａをその所望又は既定の位置へと移動させることができる。代替的には、プラットフォーム２４上の比較的小さい移動クレーンを用いて、第１の支持フレーム４８ａを配置してもよい。第１の支持フレーム４８ａをプラットフォーム２４上に配置する前又は配置した後に、特定の用途に適うように、脚部８６、８８の高さを適切に調節することができる。また、第２の支持フレーム４８ｂがタワー１８の内壁９２に（例えば、タワー設備の一部として）まだ取り付けられていない場合、第２の支持フレーム４８ｂをそのように配置することができる。

この時点で、タワー壁の開口９０はアクセス可能であり、第１の支持フレーム４８ａがプラットフォーム２４上に配置され、第２の支持フレーム４８ｂがタワー１８の内壁９２に結合されているので、トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを船舶から荷降ろしすることができる。これに関して、船舶に搭載されたクレーンは、トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを順次持ち上げて、トラック４４の第２の端部８０が開口９０を通ってタワー１８の内部に延びるように、これらのセグメントを風力タービン１６に対して配置することができる。トラック４４は、第１の端部７８がタワー１８の外側に位置するような長さを有する。これに関して、プラットフォーム２４は、プラットフォーム２４の一部がトラック４４の第１の端部７８の下に延びるようなサイズとすることができる。例えば、典型的な洋上プラットフォームは、タワー１８の周り及びドア２６に隣接して配置される略環状の構造体である。１つの実施形態において、プラットフォーム２４は、環状部と、ドア２６に隣接する領域において環状部から外方に延びる延長部とを有することができる。この延長部により、ドア２６の領域における空間が増大し、以下に記載するように、風力タービンコンポーネント４２を完全にタワー１８の外側に配置して、風力タービン１６から撤去することを可能にすることができる。

１つの実施形態において、トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄをともに結合する前に、第２の端部トラックセグメント４４ｄは、タワー１８の内壁９２上の第２の支持フレーム４８ｂに結合されるように配置することができる。上述したように、各トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、次に、カラー６３とともに関連する雄カプラー５９及び雌カプラー６１を用いて結合し、トラック４４を形成することができる。必要であれば、トラック４４をプラットフォーム２６上に支持するために、第１の支持フレーム４８ａの高さを変えてもよい。１つの実施形態において、ドア支持ブラケット１１４は、タワー壁の開口９０の底縁部上に配置することができ、支持レール５１は、ドア支持ブラケット１１４に係合して、トラック４４を更に支持するように構成することができる。しかしながら、代替的な一実施形態において、支持レール５１は、開口９０の縁部から離間されるように構成してもよい。また更なる一実施形態において、支持レール５１は、開口９０の縁部に直接係合するように構成してもよい。

搬送システム４０を更に組み立てるために、キャリッジ４６をレール５０、５２に対して配置することができる。例えば、キャリッジ４６は、上述した軸受パッド又はローラーがレール５０、５２に係合するようにして、レール５０、５２の第１の端部７８上に通すことができる。こうして、キャリッジ４６は、レール５０、５２に結合され、長手軸５４に略平行な方向においてレール５０、５２に沿って移動することができる。次に、動力駆動装置１１８を搬送システム４０に結合することができる。上述したように、特定の実施形態に応じて、これはウィンチプラットフォーム１２８を上側位置又は下側位置のいずれかにおいて第１の端部７８に隣接して結合することを含むことができる。さらに、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａの端部を、トラック４４に沿ったキャリッジ４６の移動を容易にするように、適切なシーブに掛け回すとともにキャリッジ４６に結合することができる。

上記の代替として、搬送システム４０の大部分は、プラットフォーム２４上へと持ち上げる前に、例えば船舶上で、予め組み立てられてもよい。これに関して、トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、風力タービン１０に対して配置される前に、ともに結合することができる。さらに、キャリッジ４６及びウィンチプラットフォーム１２８をレール５０、５２に結合して組立体を形成し、次に、クレーンを用いて、この組立体をプラットフォーム２４上へと持ち上げるようにしてもよい。搬送システム４０をタワー１８に対して配置するために、船舶クレーンは、レール５０、５２の第２の端部８０がタワー１８の内側に配置されるように上記組立体を配置することができる。次に、上述したように、トラック４４をタワー１８の内壁９２に結合することができる。当業者であれば、搬送システム４０の組立て及び風力タービン１６に対する搬送システム４０の配置について、更なる又は代替的な組合せを認識することができる。

図４に示すように、撤去手順として、キャリッジ４６は、まず、タワー１８の外側に、例えば、第１の端部７８に隣接する等して配置することができる。図示のように、ウィンチシステム１２０、１２２のフィードケーブル１２４ａ、１２６ａを、ウィンチシステムの作動によってキャリッジ４６がタワー１８の外側からタワー１８の内側に移動するように、キャリッジ４６に結合することができる。上述したように、これは、ウィンチプラットフォーム１２８を上側位置において結合するとともに、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａをトラック４４の第１の端部７８に隣接する上側シーブ１４６、１４８及びトラックの第２の端部８０に隣接する上側シーブ１４２、１４４の周りに掛け回すことと、フィードケーブルをケーブルソケット１３６、１３８にそれぞれ結合することとを含むことができる。

図５Ａに示すように、次に、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａが矢印Ｔ１及びＴ２で示す方向にそれぞれ張力を受け、それにより、キャリッジ４６が矢印Ｄ１で示す方向においてトラック４４に沿って移動するように、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させることができる。このようにして、キャリッジ４６は、タワー１８の外側からトラック４４の第２の端部８０に向かって、タワー壁の開口９０を通ってタワー１８の内側へ移動させることができる。図５Ｂに示すように、ウィンチシステム１２０、１２２は、キャリッジ４６が第２の端部８０に隣接して配置されたときに又はタワー１８の内側の別の望ましい位置に配置されたときに停止させることができる。図６に示すように、バンパー又は終端停止部１８４、１８６をレール５０、５２の第２の端部８０に又はその付近に設けて、キャリッジ４６のための確実な停止部を提供することができる。１つの実施形態において、終端停止部１８４、１８６は、キャリッジ４６を上記の風力タービンコンポーネント４２と略位置合わせするように配置することができる。

キャリッジ４６が第２の端部８０に隣接して配置されると、ウィンチプラットフォーム１２８は、上側位置において第１の端部プレート７８ａから取り外し、図６に示すように、下側位置において第１の端部プレート７８ａに結合することができる。図示のように、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、キャリッジ４６に結合したままとすることができ、追加のフィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂをウィンチシステム１２０、１２２に導入することができる。このようにして、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａの少なくとも一部は、キャリッジ４６を適所に係止するように、ロッククランプ（図示せず）によって張力を維持することができる。代替的には、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａをキャリッジ４６から取り外して、追加のフィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂの代わりに使用し、フィードケーブルの必要数を低減することができる。

いずれの場合も、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂは、ウィンチシステム１２０、１２２の作動によって下側シーブブロックが垂直方向に移動するように、テークル１６６、１６８に結合することができる。上述したように、これは、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂをトラック４４の第１の端部７８に隣接する下側シーブ１５０、１５２、トラックの第２の端部８０に隣接する下側シーブ１５６、１５８、ホイストシーブ１６２、１６４及びシーブ１７４の周りに掛け回すことと、フィードケーブルをケーブルソケット１６６ｄ、１６８ｄにそれぞれ結合することとを含むことができる。このようにして、次に、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂの繰出し又は巻取りのいずれかをそれぞれ行うように、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させることができる。

フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂを繰り出すことにより、下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂが、図６Ｃに示す位置から、図７に示す位置のような風力タービンコンポーネント４２に近接する位置まで、制御された方式で下降される。上述したように、スリング１８２は、例えば、コンポーネントの頂面に配置されるシャックル（図示せず）等によって、風力タービンコンポーネント４２に結合することができる。また、下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂが風力タービンコンポーネント４２に近接すると、スリング１８２は、図７に示すように、リフトアイ１８０によってシーブブロックのリフトブラケット１７６、１７８に結合することができる。このようにして、風力タービンコンポーネント４２は、ウィンチシステム１２０、１２２の動作によって、コンポーネント４２を制御された方式で上昇及び／又は下降させることができるように、ホイスト組立体１６０に結合することができる。しかしながら、風力タービンコンポーネント４２は、任意の好適な方式でホイスト組立体１６０に結合することができることが理解されよう。

１つの実施形態において、風力タービンコンポーネント４２は、タワー１８内で概ねドア開口９０の上方に配置されるプラットフォーム（図示せず）上に配置することができる。ウィンチシステム１２０、１２２を作動させて、風力タービンコンポーネント４２をプラットフォームから持ち上げることができる。コンポーネント４２がプラットフォームから持ち上げられると、プラットフォームの少なくとも一部を移動させて、コンポーネント４２のプラットフォームの通過及びタワー壁の開口９０を含むプラットフォーム下の領域へのアクセスを可能にする開口（図示せず）をもたらすことができる。例えば、プラットフォームの開口は、パネル、ドア、ハッチ等の閉鎖具の摺動、ヒンジ運動又は除去によって形成することができる。開口（及びひいては閉鎖具）のサイズは、風力タービンコンポーネント４２が開口を通ることができるようなサイズでなければならない。当業者であれば、風力タービンコンポーネント４２の通過を可能にするためのプラットフォームの他の移動方法又は構成方法を認識することができる。

閉鎖具が開位置にある状態で、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させて、図７Ａに示すように、風力タービンコンポーネント４２を、プラットフォームの開口を通して、開口と位置合わせされるように配置されたキャリッジ４６上に下降させることができる。１つの実施形態において、風力タービンコンポーネント４２は、コンポーネント４２のキャリッジ４６からの落下又はキャリッジ４６に対する別様な移動を防止するように、キャリッジ４６に結合することができる。例えば、風力タービンコンポーネント４２は、コンポーネント４２のサイズ及び特定の用途に応じて、ボルト留め及び／又は種々のサイドクランプ１９８及びガイドシュー２００によってキャリッジ４６に機械的に係止することができる。

風力タービンコンポーネント４２がキャリッジ４８上に配置されると、ホイスト組立体１６０は、コンポーネント４２から係脱させることができる。例えば、スリング１８２をコンポーネント４２から取り外すことができ、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させて、コンポーネント４２上にクリアランスをもたらすように下側シーブブロック１６６ｂ、１６８ｂを上昇させることができる。交換作業中、交換用のコンポーネント（図示せず）に結合しやすい位置にホイスト組立体１６０を維持することが有利であり得る。したがって、図８に示すように、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂに沿ってロッククランプ１８８を配置して、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂの少なくとも一部の張力を維持するようにフィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂ上に固定し、それにより、ホイスト組立体１６０を適所に係止することができる。次に、フィードケーブル１２４ｂ、１２６ｂをウィンチシステム１２０、１２２から取り除き、ホイスト組立体１６０を妨害することなくウィンチプラットフォームを下側位置から除去することができる。

次に、図９に示すように、フィードケーブル１２４ａ、１２６ａは、ケーブルソケット１３０、１３２と、上側位置において第１の端部プレート７８ａに結合されるウィンチプラットフォームとに結合することができる。フィードケーブルが矢印Ｔ１及びＴ２で示す方向にそれぞれ張力を受け、それにより、キャリッジ４６がトラック４４に沿って矢印Ｄ２で示す方向に移動するように、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させることができる。このようにして、風力タービンコンポーネント４２を搬送するキャリッジ４６は、トラック４４に沿ってタワー１８の内側からトラック４４の第１の端部７８に向かって、タワー壁の開口９０を通してタワー１８の外側に移動する。上述したように、トラック４４及びプラットフォーム２４は、風力タービンコンポーネント４２を完全にタワー１８の外側に配置することができるように構成されている。図１０に示すように、バンパー又は終端停止部１９０、１９２をレール５０、５２の第１の端部７８に又はその付近に設けて、キャリッジ４６のための確実な停止部を提供することができる。風力タービンコンポーネント４２が完全にタワー１８の外側に配置されると、コンポーネント４２は、キャリッジ４６から取り外すことができる。船舶上のクレーンを用いて、コンポーネント４２を、例えば矢印Ｃで示す方向等において、キャリッジ４６から持ち上げて風力タービン１６から離すことができる。

交換用の変圧器又は他の交換用のコンポーネント（図示せず）等の別の風力タービンコンポーネントは、船舶によって輸送し、船舶クレーンに結合してプラットフォーム２４まで持ち上げることができる。より具体的には、船舶クレーンを用いて、交換用のコンポーネントを、タワー１８の外側に配置されたキャリッジ４６上に配置することができる。交換用のコンポーネントがキャリッジ４６上に配置される前又は配置された後のいずれかにおいて、上述したように、ウィンチシステム１２０、１２２のフィードケーブル１２４ａ、１２６ａを、ウィンチシステムの作動によってキャリッジ４６がタワーの外側からタワーの内側に移動するように、キャリッジ４６のケーブルソケット１３６、１３８に結合することができる。ウィンチシステム１２０、１２２は、交換用のコンポーネントを搬送するキャリッジ４６が、トラック４４に沿ってタワー１８の外側からトラック４４の第２の端部８０に向かって、タワー壁の開口９０を通してタワー１８の内側に移動するように作動させることができる。キャリッジ４６は、上述したプラットフォームの開口と略位置合わせされるように配置することができる。

ここから、ホイスト組立体１６０を、例えば交換前のコンポーネント４２に関して上述したのと同様の方式等で、交換用のコンポーネントに結合することができる。ウィンチプラットフォーム１２８を下側位置に移動させることができ、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させて、交換用のコンポーネントがプラットフォームの上方に位置するように、交換用のコンポーネントをキャリッジ４６からプラットフォームの開口を通して垂直に持ち上げることができる。次に、閉鎖具を開口上の閉鎖位置に戻し、ウィンチシステム１２０、１２２を作動させて、交換用のコンポーネントをプラットフォーム上に下降させることができる。次に、ホイスト組立体１６０を交換用のコンポーネントから係脱させることができる。物理的な配置が終わると、次に、様々な人員が、交換用のコンポーネントを風力タービン１６との動作に組み込むために必要な工程を行うことができる。このプロセスは本発明の一部をなさないので、本明細書では更に詳細には記載しない。

交換前の風力タービンコンポーネント４２が撤去され、交換用のコンポーネントが風力タービン１６内に配置されると、搬送システム４０を分解することができる。これに関して、フィードケーブル１２６ａ、１２６ｂをキャリッジ４６から係脱させることができ、ウィンチプラットフォーム１２８を第１の端部プレート７８ａから取り外すことができる。次に、キャリッジ４６を第１の端部７８等においてトラック４４から取り外すことができる。次に、トラックセグメント４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを互いに取り外すとともに、第２の支持フレーム４８ｂ及びドアフレーム支持ブラケット１１８等の任意の他の構成部品から取り外し、船舶クレーンを用いて風力タービン１６から撤去することができる。第２の支持フレーム４８ｂがタワー１８の内壁９２から取外し可能である場合、第２の支持フレーム４８ｂは、プラットフォーム２４からも撤去することができる。第２の支持フレーム４８ｂが取り外されるように意図されていない場合、第２の支持フレーム４８ｂは、後日使用されるようにタワー１８の内壁９２の適所に留置される。代替的には、上記と同様に、レール５０、５２、キャリッジ４６及び動力駆動装置１１８は、例えばクレーンを用いて、１つの組立体として撤去することができる。

本発明を種々の好ましい実施形態の記載によって例示し、これらの実施形態をいくらか詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲の範囲をこうした詳細に制限又はいかなる形でも限定することは、本発明者らの意図ではない。当業者には、更なる利益及び変更形態が容易に明らかとなるであろう。例えば、上記の搬送システムは、洋上風力タービン設備との使用について記載したが、これらの搬送システムは、陸上風力タービン設備に対しても同様に使用することができる。これに関して、基礎又は風力タービンタワーを囲む地面が、上述したプラットフォームと同じ機能を果たすことができる。したがって、本発明の種々の特徴は、ユーザーのニーズ及び選好に応じて、単独で又は任意の組合せで使用することができる。

Claims (21)

1. 風力タービンコンポーネントを、タワーを備える風力タービンに対して移動させる方法であって、前記タワーは、前記タワーの開口を閉鎖するドアを有し、該方法は、
   第１の端部と第２の端部を有するトラックと、前記第１の端部と前記第２の端部に結合された動力駆動装置とを備える搬送システム及び前記動力駆動装置に結合された１つ以上のフィードケーブルを提供することと、
   前記トラックの前記第１の端部は、前記タワーの外側に配置され、前記トラックの前記第２の端部は、前記タワーの内側に配置され、前記トラックは、前記タワーの前記開口を通って延在し、前記搬送システムは、前記タワーの内側と前記タワーの外側との間で、前記開口を通る前記風力タービンコンポーネントの移動を容易にするように、搬送システムを前記風力タービンに対して取外し可能に配置することと、
   前記１つ以上のフィードケーブルを前記風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、
   前記搬送システムの前記動力駆動装置を用いて、前記トラックから離れる又は前記トラックに向かうように、前記風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させることと、を含む方法。
2. 前記タワーの前記開口の上方かつ前記風力タービンコンポーネントの上方で、複数のシーブを備えるホイスト組立体を前記タワーの支持構造体に取外し可能に結合することと、
   前記ホイスト組立体と前記動力駆動装置とを、前記１つ以上のフィードケーブルを介して作動的に結合することと、
   前記ホイスト組立体を前記風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、
   前記風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させるように前記動力駆動装置を作動させることと、を更に含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ホイスト組立体と前記動力駆動装置とを作動的に結合することは、前記フィードケーブルのうちの前記１つ以上を、前記トラックの前記第２の端部における１つ以上のシーブに通して延ばすことを更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記搬送システムの前記動力駆動装置を用いて、前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って前記タワーの前記開口を通して移動させることを更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記動力駆動装置は、第１の位置又は第２の位置において前記搬送システムに選択的に結合可能であり、前記方法は、
   前記風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させる場合に、前記動力駆動装置を前記第１の位置において前記搬送システムに結合することと、
   前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させる場合に、前記動力駆動装置を前記第２の位置において前記搬送システムに結合することと、を更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記トラックは組立式であり、前記方法は、複数のトラックセグメントを、端部を合わせて結合することによって、前記トラックを組み立てることを更に含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記方法は、前記風力タービンコンポーネントを前記風力タービンから撤去するために使用され、前記方法は、
   前記タワーの前記開口の上方かつ前記風力タービンコンポーネントの上方で、複数のシーブを備えるホイスト組立体を前記タワーの支持構造体に取外し可能に結合することと、
   前記ホイスト組立体と前記動力駆動装置とを、前記１つ以上のフィードケーブルを介して作動的に結合することと、
   前記風力タービンコンポーネントを、前記タワー内で前記ドアの上方に配置されるプラットフォームから垂直に上昇させるために、前記動力駆動装置を作動させることと、
   前記風力タービンコンポーネントを前記トラック上に垂直に下降させるために、前記動力駆動装置を作動させることと、
   前記風力タービンコンポーネントが完全に前記タワーの外側に配置されるように、前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って前記タワーの内側から前記タワーの外側に移動させることと、
   前記風力タービンコンポーネントを前記トラックから取り外すことと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 別の風力タービンコンポーネントを前記タワー内に設置することを更に含み、該設置することは、
   前記別の風力タービンコンポーネントを前記トラック上に配置することと、
   前記別の風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って前記タワーの外側から前記タワーの内側に移動させることと、
   前記別の風力タービンコンポーネントを前記トラックから前記プラットフォームの上方に垂直に上昇させるために前記動力駆動装置を作動させることと、
   前記別の風力タービンコンポーネントを前記プラットフォーム上に垂直に下降させるために前記動力駆動装置を作動させることと、
   を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させることは、
   前記動力駆動装置を前記１つ以上のフィードケーブルを介して前記風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、
   前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させるために前記動力駆動装置を作動させることと、
   を更に含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記別の風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させることは、
    前記動力駆動装置を前記１つ以上のフィードケーブルを介して前記別の風力タービンコンポーネントに作動的に結合することと、
    前記別の風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させるために前記動力駆動装置を作動させることと、
    を更に含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記動力駆動装置は、第１の位置又は第２の位置において前記搬送システムに選択的に結合可能であり、前記方法は、
    風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させる場合に、前記動力駆動装置を前記第１の位置において前記搬送システムに結合することと、
    風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させる場合に、前記動力駆動装置を前記第２の位置において前記搬送システムに結合することと、を更に含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 風力タービンコンポーネントを、タワーを備える風力タービン内に又は前記風力タービンから移動させる搬送システムであって、前記タワーは、前記タワーの開口を閉鎖するドアを有し、前記搬送システムは、
    前記タワーの前記開口を通って延在するように、前記タワーの外側に配置されるように構成された第１の端部と、前記タワーの内壁に結合されるように構成された第２の端部とを有するトラックと、
    前記風力タービンコンポーネントを、前記開口を通して前記風力タービン内に又は前記風力タービンから移動させるために、前記トラックに可動に結合されるように構成され且つ前記風力タービンコンポーネントを上に受けるように更に構成されたキャリッジと、
    前記トラックの前記第１の端部に結合されるように構成された動力駆動装置と、
    前記動力駆動装置に結合された１つ以上のフィードケーブルと、
    前記タワーの前記開口の上方かつ前記風力タービンコンポーネントの上方で、前記タワーの支持構造体に結合されるように構成され、且つ複数のシーブを備えるホイスト組立体と、を備え、
    前記搬送システムが前記風力タービンに対して組み立て及び設置される際に、前記動力駆動装置は、前記風力タービンコンポーネントに前記ホイスト組立体と前記１つ以上のフィードケーブルとを介して作動的に結合されるように構成され、且つ前記トラックから離れる又は前記トラックに向かうように、前記風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させるように動作可能である、搬送システム。
13. 前記１つ以上のフィードケーブルを前記動力駆動装置から前記ホイスト組立体に案内するために、前記第２の端部に隣接して前記トラックに結合される１つ以上のシーブを更に備える、請求項１２に記載の搬送システム。
14. 前記１つ以上のフィードケーブルを、前記動力駆動装置から前記トラックの前記第２の端部における前記１つ以上のシーブに向かって案内するために、前記第１の端部に隣接して前記トラックに結合される１つ以上のシーブを更に備える、請求項１３に記載の搬送システム。
15. 前記動力駆動装置は、前記１つ以上のフィードケーブルを介して前記キャリッジに作動的に結合されるように構成され、且つ前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させるように動作可能である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の搬送システム。
16. 前記１つ以上のフィードケーブルを、前記動力駆動装置から前記キャリッジに案内するために、前記第２の端部に隣接して前記トラックに結合される１つ以上のシーブを更に備える、請求項１５に記載の搬送システム。
17. 前記１つ以上のフィードケーブルを、前記動力駆動装置から前記トラックの前記第２の端部における前記１つ以上のシーブに向かって案内するために、前記第１の端部に隣接して前記トラックに結合される１つ以上のシーブを更に備える、請求項１６に記載の搬送システム。
18. 前記動力駆動装置は、第１の位置及び第２の位置において前記トラックに選択的に結合可能であり、前記動力駆動装置は、前記風力タービンコンポーネントを前記タワー内で垂直に移動させる場合に前記第１の位置において前記トラックに結合されるように構成され、且つ前記風力タービンコンポーネントを前記トラックに沿って移動させる場合に前記第２の位置において前記トラックに結合されるように構成されている、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の搬送システム。
19. 前記トラックは、端部を合わせて結合されて前記トラックを形成するように構成された複数のトラックセグメントを含む、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の搬送システム。
20. 前記動力駆動装置は、少なくとも１つのウィンチシステムを含む、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の搬送システム。
21. 前記トラックに沿って且つ前記ドアの前記開口を通って前記風力タービンを手動で移動することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。

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