NO344688B1 - Anordning for å optimalisere stillingen til en trål og å styre trålen - Google Patents

Description

Teknisk felt

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning å optimalisere stillingen til en trål og å styre trålen, slik dette er definert i krav 1.

Teknisk bakgrunn

Det er velkjent og konvensjonell teknologi med faste innretninger for å styre lodd og tråldører. Ved noen av disse er det mulig å endre spredekraften fra tråldørene ved å flytte innfestingen av sveipeliner eller trålvaier. Imidlertid må dette gjøres mens tråldørene befinner seg på dekk. Mens trålen slepes i sjøen er det kun mulig å påvirke den ved å trekke inn eller gi ut trålvaier fra trålvinsjene.

Det har vært gjort forsøk på å endre angrepspunktet for trålvaieren for lodd og tråldører også mens trålen slepes. Et eksempel er vist i NO 332234, der et trålvaieren er forbundet med en løkke som er tredd rundt et drivelement i form av et hjul. Hjulet kan enten roteres og derved dra i løkken eller forflyttes lineært. Derved er tanken at det skal skapes et skjevdrag på tråldøren eller loddet som i sin tur trekker dette til den ene eller andre siden. Denne løsningen har imidlertid vist seg å være vanskelig å få til i praksis. En sannsynlig årsak til dette er trolig at det er vanskelig å hindre at vaieren glir på hjulet.

Et annen kjent forsøk er vist i GB2122562, som viser en tråldør som er utstyrt med en skruemekanisme som kan forflytte innfestingspunktet for et stag i et åk som forbinder tråldøren med trålvaieren. Denne skruemekanismen er imidlertid svært sårbar for inntrenging av partikler i vannet, slik som bunnslam, skjell, småstein etc. Skruemekanismen har dessuten svært begrenset utslag og kan derfor justere angrepspunktet i liten grad.

Fra NO307541, tilhørende den foreliggende søker, er det kjent det faste styrende lodd, som er innrettet til å trekke sideveis med en viss kraft. Dette gjør det mulig å tråle effektivt med tre eller flere trålposer. Det er imidlertid ikke mulig å endre denne sideveis trekkraften uten å hente loddet opp på båten.

WO2013014507 beskriver en tråldør med justerbare foiler og drivenheter som kan fjernstyres. I denne løsningen kan imidlertid ikke angrepspunkt for wire endres under slepet og den mangler sensorer for å beregne spredekraften, slik at loddet kan innstilles til å trekke sideveis med optimal kraft.

DK201670156, NO320863, og WO201135006 viser enkle forskyvbare braketter på en tråldør. Her mangler også sensorer for å beregne spredekraften, og det er derfor ingen mulighet for å justere slik at loddet trekker sideveis med optimal kraft.

SU1200435 beskriver en tråldør der selve formen på døren endres ved hjelp av en hydraulisk sylinder.

NO30741 er søkerens eget tidligere patent. Her må vaieren flyttes manuelt mellom hullene dersom spredekraften skal justeres. For å gjøre dette, må trålen tas inn. Det er derfor ikke mulig å justere spredekraften kontinuerlig på basis av data fra sensorer.

Ved tråling med en eller flere trålposer vil det være behov for å endre den sideveise trekkraften, og dersom man skal opp i fire eller flere trålposer vil loddenes trekkraft måtte tilpasses enda mer nøyaktig. Dessuten vil det ubetinget være en fordel om man kan justere trålen mens den trekkes.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse har derfor som ett av sine formål å gjøre det mulig på en sikker og enkel måte å justere tråldører og lodd slik at hver trålpose får en optimal spredning.

Det er også et formål ved oppfinnelsen å muliggjøre optimal justering av lodd og tråldører i forhold til hverandre i en trål med fire eller flere trålposer.

Det er dessuten et formål ved oppfinnelsen å styre trålens gange i sjøen delvis uavhengig av trålerens kurs og trekkreftene i trålvaierne.

Det er et ytterligere formål å tilveiebringe et styringssystem som automatisk justerer tråldører og lodd i henhold til gitte parametere.

På denne bakgrunn er det ved oppfinnelsen tilveiebragt innretninger for å justere sideveis trekkraft på tråldører og lodd der justeringsinnretningene for hvert lodd omfatter aktuatorer som er innrettet til å forflytte innfestingsører på den siden av loddet som vender mot trålposen for derved å endre angrepspunkter for sveipeliner som strekker seg mellom loddet og trålposene..

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til utførelsesformer vist i de medfølgende tegninger.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 illustrerer et trålsystem med fire trålposer.

Figur 2 viser en skjematisk skisse av en tråldør med justerbar foil.

Figur 3a viser et lodd i en første utførelsesform sett ovenfra.

Figur 3b viser loddet i figur 3a sett forfra.

Figur 3c viser loddet i figur 3a sett fra siden.

Figur 4a viser et lodd i en andre utførelsesform sett ovenfra.

Figur 4b viser loddet i figur 4a sett fra siden.

Figur 5a viser et lodd i en fjerde utførelsesform sett ovenfra.

Figur 5b illustrerer prinsippet ved en justerbar foil.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Figur 1 illustrerer prinsippene ved et trålsystem med fire trålposer 1, 2, 3, 4. Trålposene er i og for seg konvensjonelle og trenger derfor ikke beskrives nærmere. Fra hver trålpose strekker det seg sveipeliner 5-20, en fra hvert hjørne av trålposen. Sveipelinene 5-20 er forbundet med enten en tråldør 21, 22 eller et lodd 23-25.

De to ytterste trålene er forbundet med hver sin tråldør 21, 22 ved sine ytterste sveipeliner 5, 6 h.h.v.19, 20. De øvrige sveipelinene 7-18 er forbundet med lodd på en slik måte at hosliggende sveipeliner er forbundet med det samme loddet.

Fra tråldørene 21, 22 og loddene 23-25 strekker det seg trålvaiere 26-30, én fra hver tråldør eller hvert lodd, frem til en tråler 31. Her er trålvaierne 26-30 tilkoblet hver sin trålvinsj (ikke vist).

Ved et slikt omfattende trålsystem er det viktig at trålposene får optimal spredning slik at fisket blir effektivt. Avstanden mellom de respektive tråldører og lodd måles ved hjelp av avstandssensorer. Slike sensorer har vært brukt på enkeltråler i mange år og har etter hvert også funnet anvendelse på dobbelttråler og trippeltråler. Slike sensorer er svært pålitelige i bruk og gir skipperen god informasjon om avstanden mellom disse enhetene.

Dersom to lodd eller et lodd og en tråldør blir liggende for nær hverandre, vil trålposen få en mindre bredde på åpningen. Derved vil den dekke et mindre område under fiskingen. Dette resulterer i at mindre fisk eller reker blir fanget av trålposen. Motstanden til trålposene i vannet vil imidlertid øke. Dette betyr at drivstofforbruket økes selv om fisket blir dårligere.

I en slik multitrål må spredekraften for lodd og tråldører tilpasses hverandre slik at alle trålposene får så lik spredning som mulig. Loddene 23 og 25, som ligger innenfor tråldørene, må ikke spres så mye at de kommer nærmere tråldørene enn midtloddet 24.

Det er derfor i henhold til oppfinnelsen tilveiebrakt innretninger som skal justere spredekraften slik at man kan oppnå så jevn spredning som mulig.

Utførelsesformer av disse innretningene skal nå beskrives under henvisning til figurene 2-5.

Figur 2 viser en utførelsesform av en innretning for å justere spredekraften fra en tråldør med foil. Det er vist skjematisk en tråldør 32. Tråldøren omfatter en bakre hoveddel 37. Den omfatter også en fremre del 33, som er kortere i utstrekning enn den bakre delen. I konvensjonelle tråldører er det ofte utformet én eller flere vertikale spalter i denne delen. I spaltene er det anordnet én eller flere foiler. Foilene er buet for å gi løft, på samme måte som med en flyvinge, når tråldøren dras gjennom vannet. Spaltene og foilene øker derved den sideveis spredekraften fra tråldøren ut over det en dør med samme areal ville hatt uten disse spaltene og foilene.

I de konvensjonelle dørene er foilene sveiset fast i spaltene. I henhold til den foreliggende oppfinnelse anordnes foilen 34 (eller foilene) bevegelig ved at de(n) er roterbar om en vertikal akse 35. En eller flere hydrauliske aktuatorer 36, som f.eks. en hydraulisk sylinder, er anordnet mellom tråldørens hoveddel 37, eller den faste delen av tråldørens fremre del 33, og foilen. Figur 5b illustrerer prinsippet ved dette, der foilen er vist i to stillinger benevnt 34 og 34’.

Ved at aktuatoren 36 endrer stillingen på foilen, kan tråldørens løft, og derved spredekraften, endres. Prinsippet er det samme som ved justerbare flaps på en flyvinge.

Den hydrauliske aktuatoren kan i prinsippet forsynes med hydraulisk trykk via en slange fra tråleren 31, men dette ville kreve svært lange hydrauliske slanger, som måtte håndteres om bord på tråleren. En bedre løsning er at det hydrauliske trykket tilveiebringes fra en elektrisk drevet pumpe, som drives av et batteri montert på tråldøren 32. En alternativ løsning er å anordne en trykkakkumulator på tråldøren, som trykksettes før trålen slippes ut i sjøen, og en elektrisk styrt ventil som slipper trykk fra akkumulatoren inn på den hydrauliske aktuatoren. Denne siste løsningen vil bli mindre energikrevende og kreve et mindre batteri.

Kommunikasjon med enten den elektriske motoren eller den elektriske ventilen vil kunne skje trådløst til en mottaker/sender i nærheten av motoren/ventilen, på samme måte som kommunikasjonen med avstandssensorene og andre sensorer på trålen. Det vil også være mulig å integrere mottakeren i avstandssensoren, slik at kommunikasjonen kan skje over samme forbindelse som kommunikasjonen med avstandssensoren. Det er også mulig å anordne en prosessor på tråldøren, som står i kommunikasjon med både avstandssensoren og motoren/ventilen. Derved kan prosessoren settes opp til å motta avstandsdata fra avstandssensoren og åpne og lukke ventilen for å betjene aktuatoren dersom avstanden mellom tråldøren og nærmeste lodd kommer utenfor et på forhånd innstilt intervall.

Figurene 3a – 3c viser et lodd 38 i henhold til oppfinnelsen, h.h.v. sett ovenfra, sett forfra og sett fra siden. Loddet kan være et rullelodd eller en fast klumpvekt.

Loddet omfatter et innfestingsøre 39 for trålvaier på den siden som skal vende i fartsretningen under trålingen og to innfestingsører 40, 41 for sveipeliner på den siden som skal vende mot trålposene under trålingen. I den viste utførelsen er alle det tre ørene anordnet sideveis forflyttbare på loddet. Som vist skjematisk i figur 3c, så kan det være fast festet, f.eks. ved sveising, en brakett 42 med en langsgående kanal 43 og en utovervendende spalte 44. Øret 39, som hensiktsmessig er utstyrt med en sjakkel, er utstyrt med en stang 45 med T-formet ende, som er plassert i kanalen. Derved kan stangen 45 med øret 39 gli langs kanalen.

En hydraulisk aktuator, f.eks. en hydraulisk sylinder, er koblet til stangen 45 inne i kanalen 44 for å bevirke forskyvningen langs kanalen.

Ørene 40, 41 er tilkoblet loddet på samme måte.

Derved kan man forskyve ørene, som hensiktsmessig er utstyrt med sjakler, sideveis på loddet og derved endre angrepspunktet for trålvaier og/eller sveipeliner. Når angrepspunktet for trålvaieren endres, vil loddet trekke sideveis med større kraft i motsatt retning av den veien angrepspunktet forflyttes p.g.a. samvirkingen først og fremst med havbunnen, men også med vannmassene.

Når angrepspunktet for en av sveipelinene endres, vil loddet også trekke sideveis med større kraft i samme retning som forflytningen av angrepspunktet.

Ved å både kunne forflytte angrepspunktet for trålvaieren og sveipelinene, vil man få større mulighet for å endre den sideveis trekkraften, men det vil også fungere med kun ett eller to forflyttbare angrepspunkt av de tre ovennevnte.

Dersom loddet er en fast klumpvekt, vil braketten 42 plasseres nær loddets øvre flate, som vist ved de heltrukne linjene i figur 3a. Dersom loddet er et rullelodd, vil braketten plasseres nær planet til rullens akse, som vist ved de stiplede linjene 42’.

Figurene 4a og 4b viser en annen utførelsesform av loddet i henhold til oppfinnelsen, h.h.v. sett ovenfra og fra siden. Her er ørene 39, 40, 41 for innfesting av trålvaier og sveipeliner anordnet ytterst på en arm 47, som kan svinge om en akse 48. En hydraulisk aktuator 49, som fortrinnsvis er en rotasjonsaktuator, slik som en hydraulisk motor, er koblet til armen 47 ved rotasjonsaksen 48. Derved kan armen dreies fra side til side og angrepspunktet for trålvaier og/eller sveipeliner kan endres. I figur 4a er hver arm 47 vist i tre ulike posisjoner.

På samme måte som i utførelsesformen vist i figurene 3a-c, vil det vil også fungere med kun ett eller to forflyttbare angrepspunkt av de tre ovennevnte. Ved rullelodd vil armen 47, både for innfesting av trålvaier og sveipeliner flyttes ned til rulleaksens plan, som vist ved 47’ i figur 4b.

Figur 5a viser en ytterligere utførelsesform av et lodd ifølge oppfinnelsen.

Denne utførelsesformen tar utgangspunkt i et strømningslodd beskrevet i NO 307501 eller NO 311864, tilhørende samme søker.

I disse to kjente løsningene er loddet utstyrt med en rekke foiler som er anordnet hovedsakelig i fartsretningen. Foilene kan være noe skråstilte men det viktigste er at de er buet, omtrent som oversiden av en flyvinge. De vil derved trekke loddet sideveis, slik at loddet gir en sideveis trekkraft på trålposen.

De kjente loddene har imidlertid faste foiler, og det er derfor ikke mulig å endre den sideveis trekkraften.

Loddet i figur 5a er utstyrt med foiler 53 som er anordnet dreibare om en akse 54, som strekker seg hovedsakelig vertikalt på fartsretningen i bruk. En skyvestang 55 er koblet til foilenes ene endekant og til en hydraulisk aktuator 56, f.eks. et hydraulisk stempel. Aktuatoren 56 kan derved gjennom forskyvning av skyvestangen 55 dreie alle foilene 53, som vist ved de stiplede foilene 53’.

Det er også mulig å koble én aktuator til hver av foilene, som vist i figur 5b, på samme måte som forklart ovenfor i forbindelse med tråldør utstyrt med dreibar foil.

Det er selvsagt mulig å kun anordne én eller et annet begrenset antall av foilene dreibare, mens de øvrige er faste.

Dette loddet kan også i tillegg utstyres med forflyttbare angrepspunkt, som vist i utførelsesformene ovenfor.

Også for loddene vil aktuatoren styres på samme måte som forklart i forbindelse med tråldøren vist i figur 2.

Dersom både tråldørene og loddene utstyres med aktuatoren for å endre sideveis trekkraft, vil disse kunne styres av en felles prosessorenhet, som kan være anordnet på en av dørene eller ett av loddene, et annet sted på trålen eller om bord i tråleren. Derved kan hver av tråldørene og loddene tilpasses optimalt til hverandre.

Det er også tenkelig at man kan styre trålen slik at den forflytter seg som helhet sideveis til den ene eller den andre siden ved at det foretas synkrone endringer av den sideveis trekkraften til alle enhetene tråldør og lodd samtidig. Dette gjør det mulig å bringe trålen ut til siden i forhold til den retningen tråleren trekker, f.eks. dersom man ser på ekkoloddet at det er en fiskestim eller en rekestim der. Tråleren ligger gjerne ca.800 m foran trålen og vil først se stimen. Da vet man omtrent hvor den vil befinne seg når trålen kommer. Man vil da sende et signal til prosessenheten som styrer aktuatorene om hvilken endring i kurs som skal foretas. Prosessenheten endrer tråldørenes og loddenes sideveis trekkraft for å forflytte hele trålen i den ønskede retningen.

På trålen (på overtelna til én eller flere av trålposene) er det anordnet et tråløye, som er en sonar som ser et stykke fremover. Når dette ser stimen, kan det gi signal til prosessenheten om å justere trålens kurs.

Alt dette kan gjøres innenfor visse grenser helt uten å endre trålerens kurs.

Reaksjonstiden for endring av trålens posisjon kan derved reduseres betydelig, og man kan fange opp fisk eller reker som man ellers ville ha trålet forbi. Man oppnår derved en dynamisk styrende trål, som kan svinges sideveis i forhold til retningen tråleren trekker, og fisket kan derved effektiviseres betydelig.

Ved å optimalisere trålen, d.v.s. plasseringen av tråldører og lodd i forhold til hverandre, kan man redusere motstanden i vannet og derved spare drivstoff.

Dersom man skal foreta større justeringer, kan man kombinere endring av kurs for tråleren og endring av kurs for trålen på den måten som er angitt ovenfor.

Trålerens autopilot kan også være koblet til prosessenheten som kontrollerer aktuatorene. Derved kan skipperen overlate til autopiloten å styre trålen dit fisken eller rekene befinner seg.

Det er også ønskelig å koble prosessenheten som styrer aktuatorene opp mot systemet som styrer trålvinsjene. Derved kan man også automatisk justere trålvaiernes lengder når det er behov, enten fordi trålens skjevstilling ligger utenfor det som er mulig å rette opp ved å justere sideveis trekkraft for tråldører og lodd eller fordi trålen skal svinge mer enn det som ligger innenfor det man kan oppnå ved kun å justere dører og lodds sideveis trekkraft.

En tenker seg også en løsning med en styreenhet, hvor autopilot først gir signal til ror og evt. til trålblokken etter at man har fått justert innenfor det som er mulig ved hjelp av aktuatorene på lodd og tråldører, ved å endre trålblokkenes plassering og deretter kobler inn roret til fartøyet.

Til dette trenger man en styreenhet som foretar synkronisering av de forskjellige signaler og krefter. Denne styreenheten kan være om bord i tråleren eller den kan være anordnet på trålen. Eventuelt, kan styreenhetens oppgaver fordeles mellom enheter på trålen og om bord i tråleren.

I stedet for å motta avstandsdata fra avstandssensorer, er det også mulig å benytte posisjonsdata fra symmetrisensorer, sonar eller andre sensorer som kan bidra til å bestemme tråldørenes og loddenes posisjoner.

Claims (11)

Patentkrav

1. Anordning for å optimalisere stillingen til en trål og å styre trålen, der trålen omfatter to tråldører (21, 22), et antall lodd (23, 24, 25) og et antall trålposer (1, 2, 3, 4), der tråldørene (21, 22) er anordnet funksjonelt ved de ytterste trålposene (1, 4) og loddet/loddene (23, 24, 25) hver er anordnet funksjonelt mellom to trålposer (2, 3), omfattende justeringsinnretninger (46, 47, 53) for å justere spredekraften fra hver enkel tråldør (21, 22) og hvert enkelt lodd (23, 24, 25) ved hjelp av aktuatorer på hver enkelt tråldør (21, 22) og hvert enkelt lodd (23, 24, 25), og der den videre omfatter en styreenhet, der styreenheten er innrettet til å motta posisjonsdata fra sensorer, slik som avstandssensorer eller symmetrisensorer, sonar etc. på tråldørene (21, 22) og loddene (23, 24, 25), idet styreenheten er innrettet til å beregne nødvendig endring av spredekraften fra hver enkelt tråldør (21, 22) og hvert enkelt lodd (23, 24, 25) for å oppnå ønsket avstand mellom tråldører (21, 22) og lodd (23, 24, 25), og videre gi signal til de respektive aktuatorer som bevirker den nødvendige endringen av spredekraften, karakterisert ved at justeringsinnretningene for hvert lodd (23, 24, 25) omfatter aktuatorer som er innrettet til å forflytte innfestingsører (40, 41) på den siden av loddet som vender mot trålposen for derved å endre angrepspunkter for sveipeliner (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) som strekker seg mellom loddet (23, 24, 25) og trålposene (2, 3).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at justeringsinnretningene videre omfatter foiler (53) som er dreibare om en akse hovedsakelig vertikalt på fartsretningen.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at et innfestingsøre (39) som vender i loddets (23, 24, 25) fartsretning, er ikke-forflyttbart.

4. Anordning ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at styreenheten er innrettet til å motta data om ønsket kursendring for trålen og beregne nødvendig justering av spredekraften fra hver enkelt tråldør (21, 22) og hvert enkelt lodd (23, 24, 25) for å oppnå ønsket kursendring.

5. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at minst én foil (34) er anordnet i en spalte i en tråldør (21, 22) med sin dreieakse (35) hovedsakelig vertikalt i tråldørens bruksstilling.

6. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den minst ene foilen (53) er anordnet på et lodd med sin dreieakse (54) hovedsakelig vertikalt.

7. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de justerbare ørene (40, 41) er anordnet sideveis lineært forskyvbart langs en brakett.

8. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de justerbare ørene (40, 41) er anordnet på en arm som er sideveis svingbar om en akse.

9. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at aktuatoren er en hydraulisk sylinder.

10. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at aktuatoren er tilkoblet en hydraulisk akkumulator og at styreenheten opererer en ventil for å slippe trykk fra akkumulatoren inn på aktuatoren.

11. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at loddet er utstyrt med et batteri for å forsyne aktuatoren med energi.