NO20210685A1 - Kite for trål og anvendelse av Kite for trål - Google Patents

Description

Teknisk område

[0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for styring av avstand mellom trål og havbunn, og for kontroll og styring av marktrykk fra trålslepet mot havbunnen.

[0002] Bakgrunnsteknikk

[0003] I konvensjonell tråling, uavhengig av om fartøyet eller fartøyene (partråling) sleper en eller flere tråler, flytetrål, reketrål så inneholder et trålslep mange tunge komponenter som bidrar til at trålen ligger klistret til bunnen og fører til unødig slitasje og skade på havbunnen.

Tråldørene som sørger for at trålen åpner seg kan veie mange tonn hver og skaper dype spor på mykere bunn. Gearlinen, som utgjør nedre del av selve åpningen av trålen, er påsatt lodd, bobbins/jernkuler og "Rock-hoppere" som er massive gummihjul (skåret ut av dumperdekk) som flyter over havbunnen. Dette gjøres for at nedre del av trålåpningen skal kunne forsere relativt massive hindre på havbunnen under slep. Headlina, den øvre del av åpningen, er derimot forsynt med mange flyteelementer slik som plastkuler som gir oppdrift og dermed åpner trålen oppover, altså gearlinen sørger for neddrift mot bunn mens headlina sørger for oppdrift av øvre åpning av trålen.

[0004] Det er et problem at flyteelementene kan løsne fra trålen og dermed bidra til forsøpling av hav og strender.

[0005] Ved bruk av dobbeltrål, så har hver trål en tråldør hver på sin ytterkant.

Som bindeledd i midten mellom seg har de et midtlodd. Dette er en ca. tre meter lang og 6-7 tonns valse som også "triller" på havbunnen.

[0006] Det er mye stål, og andre materialer som trekkes, sklir eller triller over havbunnen. Trålslepet kan forårsake dype spor i havbunnen og ødelegge bunnhabitater slik som koraller. Senere tids forskning indikerer også at dette kan frigjøre store mengder CO2 som ligger lagret i bunnslammet. Dette kan være et alvorlig miljøproblem for trålfiske og endringer må på plass.

[0007] Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å løse de ovenfor nevnte problemer.

Sammendrag for oppfinnelsen

[0008] De ovenfor antydete problemer løses i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved å tilveiebringe et trålsystem i det minste omfattede: a. en trål med en trålåpning,

b. minst et vingeformet legeme orientert horisontalt i XY-planet der angrepssiden strekker seg parallelt med en Y-akse og der vingen er i inngrep med toppsiden av en trål,

c. en wire eller kabel mellom en tråler og det minst ene vingeformede legemet, og

d. det minst ene vingeformede legemet omfatter første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til en strømningsvektor. [0009] Trålåpningen kan ved sin øvre kant omfatte headline og ved sin nedre kant omfatte gearline og det minst ene vingeformede legemet kan ha minst en løftekabelforbindelse med headline.

[0010] Trålsystemet kan videre omfatte minst en løftekabel fra headline til gearline.

[0011] Det vingeformede legemet kan omfatte midler for å måle avstand under vannmiddelet for avstandsmåling kan være en av: et eller flere ekkolodd, en eller flere sonarer, et eller flere undervannskameraer eller lasermåler.

[0012] Det minst ene første middel kan omfatter en motor, der en motor er i rotasjonsforbindelse med et vingeformet legeme og med et motorfeste som er fysisk avskilt fra det vingeformede legemet.

[0013] Trålsystemet kan omfatte strømforsyning, kommunikasjonsmidler for kommunikasjon mellom tråler og minst et kontrollsystem i operativ kommunikasjon med den minst ene motor.

Kontrollsystemet kan omfatte elektronikk som kan angi avstand ned til havbunnen, en datamaskinenhet og kommunikasjonsmidler for kommunikasjon med trål, den minst ene motor, datamaskinenheten og elektronikken som kan angi avstand ned til havbunnen.

Kommunikasjonsmidlene mellom tråler og datamaskin kan tilveiebringes via slepekabelen koblet mellom tråleren og det minst ene vingeformede legemet.

[0014] Trålsystemet kan videre omfatte:

a. en trålbom som strekker seg mellom øvre sveipfester på trålen, b. det minst ene vingeformede legemet er festet til trålbommen, og c. et kontrollsystem i et undervannshus festet til trålbommen.

[0015] Den foreliggende oppfinnelse omfatter også et oppdriftssystem for trål, der oppdriftssystemet i det minste omfatter:

a. minst et vingeformet legeme med første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til en strømningsvektor der det minst ene vingeformede legemet videre omfatter:

i. festepunkter for minst en løftekabel, eller ii. festepunkter for feste til en trålbom

b. et kontrollsystem i et undervannshus, og

c. midler for å måle avstand under vann.

[0016] Kontrollsystemet til oppdriftssystemet kan omfatte kommunikasjonsmidler for å kommunisere med de første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til strømningsvektoren. Kontrollsystemet kan videre omfatte en prosesseringsenhet og et minne, der minnet omfatter maskinlæringsalgoritmer.

[0017] Oppdriftssystemet kan videre omfatter en trålbom. Ytterligere fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremkomme av de tilhørende patentkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

[0018] Den foreliggende oppfinnelse vil enklere forstås med støtte i de tilhørende figurene der,

[0019] Figur 1a, et trålslep i henhold til dagens tekniske stilling,

[0020] Figur 1b viser en typisk trål med tråldører og sveip,

[0021] Figur 1c viser skjematiske eksempler på vingeformede legemer,

[0022] Figur 2a viser et trålslep sett fra siden omfattende en første utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

[0023] Figur 2b, viser et trålslep sett fra oversiden i fugleperspektiv omfattende en første utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

[0024] Figur 3a viser et trålslep sett fra siden omfattende en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

[0025] Figur 3b viser et trålslep sett i fugleperspektiv omfattende en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

[0026] Figur 4a viser et trålslep sett fra siden omfattende en tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

[0027] Figur 4b viser et trålslep sett i fugleperspektiv omfattende en tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

[0028] Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i nærmere detalj med støtte i de tilhørende figurene.

[0029] En idé ved den foreliggende oppfinnelse er at dersom man kan kontrollere bevegelsene til et trålslep vertikalt så vil man redusere eller eliminere skader på havbunnen, i tillegg, som en bonuseffekt, så vil man fjerne problemet med forsøpling fra flyteelementer som sliter seg løs fra en trål. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer kontroll av marktrykk mellom trål og havbunn og den tilveiebringer kontroll av høyde over havbunnen for semipelagisk trål.

[0030] Ideen om kontroll av marktrykk og høyde over bunnen for en trål materialiseres i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved bruk av en eller flere vingeformede legemer som festes til trålåpningens øvre åpning. De vingeformede legemene lan roteres om en langsgående akse slik at angrepsvinkelen mot strømningsvektoren kan endres, se figur 1c. Under slep vil oppdrift av de vingeformede legemene kunne reguleres ved endring av angrepsvinkel. Oppdriften som frembringes av de vingeformede legemene kan brukes til å løfte trålåpningen vertikalt slik at trålen går klar av havbunnen eller slik at marktrykket reduseres.

[0031] Oppdriften som fremskaffes av en eller flere vingeformede legemer gir en mulighet for vertikal styring, men for at et slikt system skal fungere så må en ha en tilbakekoplingsmekanisme.

Tilbakekoplingsmekanismen tilveiebringes ved at en eller flere avstandsmålere er koblet mot en kontrollenhet, kontrollenheten er programmert for at trålen skal ha et bestemt marktrykk eller en bestemt høyde over havbunnen, alternativt kan kontrollenheten styres dynamisk fra en tråler. Ønskes en gitt høyde Z over havbunnen og den målte høyde er mindre enn Z så vil kontrollenheten gi et økt pådrag til midler som stiller inn angrepsvinkelen til ett eller flere vingeformede legemer og på den måten øke høyden fra bunnen til den ønskede høyde Z er nådd.

[0032] I de tilfeller der bunntråling er ønskelig vil høyden Z være null og det vil være et mål og redusere marktrykket. Dette kan gjøres ved rett pådrag til midlene som styrer angrepsvinkelen til de vingeformede legemene. Det rette pådraget kan ikke utledes fra en høydemåler idet ønsket høyde er null, det er derfor nødvendig med sensorer som måler marktrykk. Sensorene kan være festet til gearlina eller nær denne. Informasjon fra en eller flere sensorer som måler marktrykk leses av kontrollenheten og sammenlignes med ønsket verdi, pådrag til midlene som styrer angrepsvinkelen til de vingeformede legemene tilpasses den eller de leste trykkverdier.

[0033] I noen tilfeller forhåndsprogrammeres kontrollenheten slik at det ikke er nødvendig med kommunikasjon mellom tråler og kontrollenhet eller begrenset kommunikasjon mellom tråler og kontrollenhet. For eksempel kan eneste kommunikasjon være «ping» fra kontrollenheten til tråleren med informasjon om status, slik som marktrykk eller høyde for trålen. Denne varianten med forhåndsprogrammering av kontrollenheten gir en autopilotløsning der trålslepets marktrykk eller høyde over havbunnen styres løpende og autonomt.

[0034] Systemet kan være selvlærende ved at en anvender maskinlæringsalgoritmer i kontrollenheten. Det kan være hensiktsmessig at kontrollenheten har et minne som er stort for lagring av data som kan leses ut når kontrollenheten er på land.

[0035] I tilfeller der dynamisk styring av kontrollenheten er ønskelig så er det nødvendig med kommunikasjonslinjer med en mye større båndbredde enn hva tilfellet er for forhåndsprogrammerte løsninger. Den økte båndbredden vil tilrettelegge for «live streaming» av forhold i og rundt trålåpningen, ved at ett eller flere undervannskameraer monteres på trålen, på kontrollenheten, på de ene eller de flere vingene eller på andre tilgjengelige deler rundt trålåpningen. Foroverrettede kameraer kan brukes av kontrollenheten til å gi pådrag til midlene som styrer angrepsvinkelen til de vingeformede legemene slik at man er «føre var» og de vingeformede legemenes oppdrift kan reguleres i sanntid i forhold til topografien på havbunnen.

[0036] Som høydemåler kan en for eksempel anvende kameraløsninger, ekkolodd, sonar og laser eller kombinasjoner av disse.

[0037] Flere tekniske løsninger for å tilveiebringe ideen over presenteres i det etterfølgende med referanse til de tilhørende figurene.

[0038] I tilfeller for dobbelttråling eller trippeltråling vil en ikke lenger ha behov for midtlodd. Midtloddet som normalt skal sveve like over havbunnen kan erstattes av et vingeformet legeme, der dette vingeformede legeme kan ha en annen oppdrift enn vingeformede legemer som styrer høyde og/eller marktrykk for trålen. Oppdriften for dette vingeformede legemet kan settes til fast negativ oppdrift alternativt kan også dette vingeformede legeme gis en dynamisk oppdrift ‒ positiv og/eller negativ

[0039] Midlene som brukes for å justere angrepsvinkelen for de vingeformede legemene kan være aktuatorer eller en motor.

[0040] Drift av kontrollenhet og midlene for å endre angrepsvinkelen til de vingeformede legemene krever energi, i en løsning anvendes et lokalt batteri. Batteriet kan være oppladbart og kan i noen tilfeller lades ved bruk av små generatorer som genererer strøm som følge av at trålslepet beveger seg og fremskaffer en kraft som kan overføres til en eller flere generatorer.

[0041] I andre tilfeller kan energi hentes via kablet forbindelse med tråleren.

[0042] Kommunikasjon mellom det vingeformede legemet og tråler kan enten skje akustisk, eller via en kobber- eller fiberkjerne i en wire/tau mellom tråler og kontrollenhet eller andre enheter i trålsystemet.

[0043] Et eller flere av de vingeformede legemene kan tenkes brukt som en kommunikasjonshub i trålslepet, etter som den i en utførelse får forbindelse opp til tråleren gjennom slepekabel. Dette kan som nevnt foran muliggjøre live streaming og overføring av data fra IoT-komponenter rundt om på trålslepet (LiFi-overført).

Førsteutførelsesformavoppfinnelsen

[0044] En første utførelse av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet med støtte i figurene 2a og 2b. Et vingeformet legeme 25 vil stå i en konstant vannstrøm på 1,5-4 knop under tråling. Siden de vingeformede legemet er utformet som en vinge kan det få en oppdrift i sjøen (positiv oppdrift) under tråling avhengig av legemets utforming og angrepsvinkelen. Det vingeformede legemet 25 har avstandsmåler om bord som kan angi eksakt avstand ned til havbunnen, alternativt er en eller flere avstandsmålere festet til en tilhørende kontrollenhet. Det vingeformede legemet kan stilles inn slik at det eksempelvis svever konstant i 25 meters høyde over havbunnen. Under og bak det vingeformede legemet 25 ligger en tråle 12 som er forbundet med det vingeformede legemet 25 via løftekabler 27a, 27b, 27c, 27d. Figur 2b viser at det er trukket tre løftekabler mellom det vingeformede legemet og trålens headline 16. Avhengig av behov kan antall løftekabler økes eller reduseres. I figuren sees at den midtre løftekabelen 27b er forbundet med en løftekabel 27 som forbinder headline 16 og gearline 17 og dermed bestemmer den vertikale maksimale åpning for trålåpningen.

[0045] Dersom den totale høyden på trål inkl. løftekabler er 24 meter, og det vingeformede legemet svever 25 meter over havbunnen vil undersiden av trålbruket sveve én meter over havbunnen. Da vil fiskelina (grunntelna) ha en klaring på 1 meter over bunnen i takt med at det vingeformede legemet 25 går opp eller ned for å gå klar av hindringer eller ujevnheter på havbunnen, følger trålen 12 med slik at den også går klar av de samme hindringene. En tråler 11 kommuniserer med det vingeformede legemet via det vingeformede legemets egen slepekabel 26. Instruksjoner kan kommuniseres via slepekabel og til en prosesseringsenhet med instruksjoner om at trålslepet skal ha ønskede høydeposisjoner over havbunnen. Prosesseringsenheten som utgjør en del av en kontrollenhet lokalt og nær det vingeformede legemet eller i det vingeformede legemet vil da stille inn angrepsvinkelen på det vingeformede legemet slik at gitt høyde oppnås. Det vingeformede legemet 25 kan ha en avstandsmåler av en av typene nevnt foran som er rettet fremover i området foran det vingeformede legemet og trålen 12 for å få et forvarsel om hindringer som ligger foran seg.

Prosesseringsenheten kan fungere som en autopilot som gjør at det vingeformede legemet 25 opprettholder ønsket høyde over havbunnen under slepet, og løfter trålen over hindringer som detekteres underveis. Kobber/fiberkjernen til slepekabelen 26 kan gjøre det mulig å live streame fra kameraer om bord på det vingeformede legemet eller som er i nærheten av det vingeformede legemet. En strømledende kabelkjerne kan også tilveiebringe elektrisk energi til enheter som trenger elektrisk energi i trålslepet. i flere retninger slik at man kan se hva som skjer i og rundt trålåpningen.

[0046] I en variant av utførelsen kan en ha trådbundet kommunikasjon mellom tråleren 11 og det vingeformede legemet eller kontrollenheten til det vingeformede legemet mens lokalt rundt det vingeformede legemet kan en ha enheter som kommuniserer trådløst.

[0047] Den første utførelse av oppfinnelsen viser i figur 2b ett enkelt vingeformet legeme, men en kan tenke seg en oppskalering av løfteevnen ved å anvende flere vingeformede legemer. Flere vingeformede legemer kan også gi bonuseffekter i form av økt stabilitet for trålåpningen.

Andreutførelsesformavoppfinnelsen

[0048] En andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet med støtte figur 3a og 3b.

[0049] Den andre utførelse skiller seg fra den første utførelse ved at den andre utførelse ikke har en slepekabel med kommunikasjonsmidler eller med en strømførende kjerne alle andre trekk ved den første utførelse gjelder for den andre utførelse. Dette gir to utfordringer, kommunikasjonen må være trådløs alternativt kan en ikke ha kommunikasjon mellom en tråler 11 og enheter i trålslepet.

[0050] Trådløs kommunikasjon kan være akustisk eller via radio. Instruksjoner fra tråleren 11 kan sendes til enheter i trålslepet slik at ønsket høyde mellom trål og havbunn kan sendes til enheter i trålslepet alternativt kan ønsket marktrykk sendes til enheter i trålslepet.

[0051] I den andre utførelse må enheter i trålslepet som trenger elektrisk energi få dette lokalt fra ett eller flere batterier.

[0052] Batteriene kan være oppladbare og de kan i et eksempel lades helt eller delvis fra en eller flere generatorer som er anordnet i trålslepet.

Bevegelsen til trålslepet under tråling medfører at generatorer kan generere strøm.

[0053] I et tilfelle av den andre utførelsen så finnes ingen kommunikasjonsmidler mellom tråleren 11 trålslepet og det vingeformede legemet med kontrollenhet må være autonom i sin natur.

[0054]

Tredjeutførelsesformavoppfinnelsen

[0055] En tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet med støtte figur 4a og 4b.

[0056] Den tredje utførelse skiller seg fra den første utførelse ved at den ikke har løftekabler 27a, 27b, 27c 27d. For å gi løft omfatter den tredje utførelse en trålbom 45 med underenheter 46 og 47.

[0057] I figur 4b sees trålbommen 45 som strekker seg mellom begge ytterkanter av headline 16 og helt ut til sveipfestet. Med en trålbom vil det ikke være nødvendig med tråldører og problemet med tråldører som kan skade havbunnen er derfor ikke til stede for den tredje utførelse av oppfinnelsen. På figuren er det festet to vingeformede legemer 47 disse vil gi ønsket oppdrift og de kan også virke stabiliserende idet de kan opereres individuelt med pådragssignaler fra en kontrollenhet 46. I figuren er kontrollenheten 46 i trådbunden kommunikasjon via en kabel 44 med en tråler 11.

[0058] Trålbommen kan ha en fast lengde eller så kan man ha en trålbom som er regulerbar i lengderetningen slik at en trålbom kan passe til flere trålstørrelser/trålåpninger.

[0059] På figur 4b er det vist to separate vingeformede legemer 47, det er ingen ting i veien for å øke antall vingeformede legemer dersom kontrollenheten 46 er konfigurert for dette.

[0060] I en variant av den tredje utførelsesformen så er deler av trålbommen eller hele trålbommen et vingeformet legeme, det vil si at bommen ikke er rund, men ser ut som en langstrakt vinge eller flere langstrakte vinger.

[0061] Den tredje utførelsesformen kan gi svært gode manøvreringsmuligheter for trålåpningen. Trålbommens 45 helling i forhold til horisontalplanet kan justeres i forhold til helling i underlaget og slik kan man oppnå en nær konstant avstand mellom havbunn og gearline over hele gearlinas 17 lengde, tilsvarende kan man oppnå et relativt jevnt og lavt marktrykk langs gearlinen 17. I figuren er kontrollenheten vist som en separat enhet, denne kan imidlertid være integrert i et eller flere vingeformede legemer 47. Kommunikasjonskabelen 44 er et supplerende ikke-kritisk element som kan gi en ekstra forbindelse mellom tråler 11 og kontrollsystemet 46 som muliggjør høyhastighets kommunikasjon, dataoverføring og live streaming under en tråloperasjon.

[0062] Dersom man ikke har kommunikasjonsmuligheter mellom tråleren 11 og kontrollenheten 46 så vil kontrollenheten være forhåndsprogrammert og enheten være autonom slik det er beskrevet for den andre utførelsesform. I en utførelse så kan kontrollenheten omfatte maskinlæringsalgoritmer slik at kontrollenheten vil være selvlærende og utvikle seg til på en bedre og bedre måte styre trålslepet etter programmert/satt ønske.

[0063] Kontrollenhetene for de tre utførelsesformene kan byttes mellom utførelsesformene, slik bytte krever kun mindre endringer av programvare og alternativt tilpasninger av festemidler. Blant annet så må kontrollenheten konfigureres med tanke på det antall vingeformede legemer den skal kontrollere.

[0064] Referanseliste

Claims (15)

Patentkrav

1. Et trålsystem i det minste omfattede:

a) en trål med en trålåpning,

b) minst et vingeformet legeme orientert horisontalt i et XY-plan der en angrepsside strekker seg parallelt med en Y-akse og der det vingeformede legemet er i inngrep med toppsiden av en trål, c) en wire eller kabel mellom en tråler og det minst ene vingeformede legemet, og

d) det minst ene vingeformede legemet omfatter første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til en strømningsvektor.

2. Et trålsystem i henhold til krav 1 der trålåpningen ved sin øvre kant omfatter headline og ved sin nedre kant omfatter gearline og der det minst ene vingeformede legemet har minst en løftekabelforbindelse med headline.

3. Et trålsystem i henhold til krav 1 eller 2 der trålsystemet videre omfatter minst en løftekabel fra headline til gearline.

4. Et trålsystem i henhold til et eller flere av de foregående kravene der det vingeformede legemet omfatter midler for å måle avstand under vann.

5. Et trålsystem i henhold til krav 4, der middelet for avstandsmåling er en av: et eller flere ekkolodd, en eller flere sonarer, et eller flere undervannskameraer og lasermåler.

6. Et trålsystem i henhold til ett eller flere av de foregående kravene der det minst ene første middel omfatter en motor, der en motor er i rotasjonsforbindelse med et vingeformet legeme og med et motorfeste som er fysisk avskilt fra det vingeformede legemet.

7. Et trålsystem i henhold til ett eller flere av de foregående krav der trålsystemet omfatter strømforsyning, kommunikasjonsmidler for kommunikasjon mellom tråler og minst et kontrollsystem i operativ kommunikasjon med den minst ene motor.

8. Et trålsystem i henhold til krav 7 der kontrollsystemet omfatter elektronikk som kan angi avstand ned til havbunnen, en datamaskinenhet og kommunikasjonsmidler for kommunikasjon med trål, den minst ene motor, datamaskinenheten og elektronikken som kan angi avstand ned til havbunnen.

9. Et trålsystem i henhold til krav 7, der kommunikasjonsmidlene mellom tråler og datamaskin tilveiebringes via slepekabelen koblet mellom tråleren og det minst ene vingeformede legemet.

10. Et trålsystem i henhold til et eller flere av de foregående kravene der trålsystemet videre omfatter:

a) en trålbom som strekker seg mellom øvre sveipfester på trålen, b) det minst ene vingeformede legemet er festet til trålbommen, og c) et kontrollsystem i et undervannshus festet til trålbommen.

11. Et oppdriftssystem for trål, der oppdriftssystemet i det minste omfatter:

a) minst et vingeformet legeme med første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til en strømningsvektor der det minst ene vingeformede legemet videre omfatter:

i. festepunkter for minst en løftekabel, eller

ii. festepunkter for feste til en trålbom

b) et kontrollsystem i et undervannshus, og

c) midler for å måle avstand under vann.

12. Et oppdriftssystem i henhold til patentkrav 11 der kontrollsystemet omfatter kommunikasjonsmidler for å kommunisere med de første midler for å endre angrepsvinkelen relativt til strømningsvektoren.

13. Et oppdriftssystem i henhold til patentkrav 11 eller 12 der kontrollsystemet videre omfatter en prosesseringsenhet og et minne, der minnet omfatter maskinlæringsalgoritmer.

14. Et oppdriftssystem i henhold til ett eller flere av patentkravene 11 ‒ 13, der oppdriftssystemet videre omfatter en trålbom som strekker seg langs headlina i hele headlinas lengde.

15. Et oppdriftssystem i henhold til patentkrav 14, der trålbommen omfatter ett vingeformet legeme som er arrangert nær sveipfestet slik at det vingeformede legemet kan regulere trålbommen horisontalt.