ホーム > 特許ランキング > カルム ウィンチ エーエス
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-17
(45)【発行日】2025-01-27
(54)【発明の名称】曳航される海洋物体を制御する制御システム及び方法
(51)【国際特許分類】
A01K 75/00 20060101AFI20250120BHJP
B63B 21/66 20060101ALI20250120BHJP
B63B 35/16 20060101ALI20250120BHJP
A01K 73/02 20060101ALI20250120BHJP
【ＦＩ】
A01K75/00 Z
B63B21/66
B63B35/16
A01K73/02
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022511236
(86)(22)【出願日】2020-08-21
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-04
(86)【国際出願番号】 NO2020050212
(87)【国際公開番号】W WO2021040530
(87)【国際公開日】2021-03-04
【審査請求日】2023-08-09
(31)【優先権主張番号】20191019
(32)【優先日】2019-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO
(73)【特許権者】
【識別番号】519342507
【氏名又は名称】カルム ウィンチ エーエス
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ヒスタッド，マグネ
【審査官】家田 政明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０５０５８３０７（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開昭５１－０７４８８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－０３８５７０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１９－０１５５４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｋ ６９／００－７３／０５３
Ａ０１Ｋ ７３／１２－７７／００
Ｂ６３Ｂ ２１／６６
Ｂ６３Ｂ ３５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水域内又は水域上の曳航される物体（１、６、２０、３０、５０）のための制御システムであって、前記制御システムにおいては、１つ以上の曳航部材（３）が、前記物体（１）と曳航船（２）との間に延在し、
前記制御システムは、
前記１つ以上の曳航部材（３）のうちのそれぞれ１つに移動可能に接続され、少なくともそのそれぞれの曳航部材に沿った距離を制御可能に移動可能な１つ以上のバラスト部材（４）と、
前記曳航部材（３）上の前記バラスト部材を制御する制御デバイス（５）と、
を備える、制御システム。
【請求項2】
少なくとも１つのバラスト部材（４）及び／又は前記曳航される物体は、海底（Ｂ）までの距離を決定するための距離測定デバイスを備える、請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
前記制御デバイス（５）は、前記曳航船（２）上のウィンチ手段に接続された制御ケーブルを有する、請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項4】
前記１つ以上のバラスト部材（４）に接続され、前記１つ以上のバラスト部材（４）から海底に向かってある距離（ｅ）を延在する重り物体（２４）を更に備える、請求項１～３の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項5】
前記曳航される物体は、トロール板（６）を伴うトロール網（１）である、請求項１～４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項6】
前記曳航される物体は、細長い物体である、請求項１～４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項7】
前記細長い物体は、地震ケーブル（３０）、又は、石油産業で使用されるケーブル、パイプライン、ホース、アンビリカルである、請求項６に記載の制御システム。
【請求項8】
前記曳航される物体は、前記曳航される物体が中立浮力を有する浮力要素（２２）を備える、請求項１～４の何れか一項又は請求項７に記載の制御システム。
【請求項9】
前記曳航される物体は、水面（Ｓ）上を曳航される船舶（２０）である、請求項１～４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項10】
前記曳航される物体及び／又は前記バラスト部材の少なくとも１つは、海底（Ｂ）までの距離を決定するように構成された距離測定デバイスを備え、前記距離測定デバイスは、送信器／受信器（７０）と通信するように構成され、
前記送信器／受信器（７０）は、制御ユニット（７１）と通信するように構成され、
前記制御ユニット（７１）は、少なくとも１つのバラスト部材（４）の位置を制御するためのデバイス（７２）と通信するように構成される、請求項１～９の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項11】
制御ユニット（７１）は、プログラム可能制御ユニット（ＰＬＣ）を備える、請求項１０に記載の制御システム。
【請求項12】
水域内又は水域上の曳航される物体（１）を制御する方法であって、
曳航部材（３）のうちのそれぞれ１つに移動可能に接続された１つ以上のバラスト部材（４）を、前記曳航部材（３）のカテナリ（ｃ）を制御するために、少なくともそのそれぞれの曳航部材に沿った距離を制御可能に移動させることを含み、
前記曳航部材（３）は、前記曳航される物体（１）と曳航船（２）との間に延在する、方法。
【請求項13】
個々のバラスト部材（４）は、前記曳航される物体のジオメトリを訂正又は保存するために個別に操作され、前記曳航される物体は、トロール網である、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記１つ以上のバラスト部材（４）の前記移動は、海底（Ｂ）までの距離を決定するために構成される距離測定デバイスによって提供される情報に基づいて制御される、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項15】
前記距離は、事前に決定される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１及び１１のプリアンブルによって示されるような、１つ以上の曳航される海洋物体を制御する際に用いることのできるシステム及び方法に関する。海洋物体は、潜水物体（例えば、トロール網又は地震ストリーマケーブル）、又は、水面に浮かぶ物体（例えば、はしけ、浮桟橋、又は船）であり得る。
【背景技術】
【0002】
トロール網は一般に、様々なタイプの海洋生物を捕獲するため、及び、海底又は海底近くの他の物体を収集するためにも使用される。一般に、また図２を参照すると、１つのタイプのトロール網は、水が通過できるネット又はメッシュ構造を有する柔軟な材料の漏斗型バッグ１を備える。トロール網口（前端）は開いており、より狭い最後尾は閉じている。メッシュサイズは所期の漁獲量に従って決められる。トロール網は、通常、１つ以上の船舶２（トロール船）によって水を介して曳航され、好適なバラスト要素によって所望の深さに維持される。一つの構成である底引き網漁において、トロール網は海底に沿って、又は海底近くで曳航される。別の構成である中層トロール（遠洋トロールとも呼ばれる）において、トロール網は、海底より上の自由水を介して曳航される。中層トロールは、様々なタイプの動物性プランクトン（オキアミなど）、カタクチイワシなどの遠海魚、小エビ、マグロ、及びサバを捕獲するが、底引き網漁は、底生魚と、タラ、オヒョウ、及びメバルなどの半遠海魚との両方、並びに海底の他の物体をターゲットとする。
【0003】
トロールバッグ（ネット）の垂直の広がりは、通常、トロール網口（前端）の上部領域内の１つ以上の浮力要素１０、及び、トロール網口底部又はその近くにある１つ以上のバラスト要素（重り）７によって提供される。トロールバッグの水平の広がりは、通常、トロール網口の両側に１つずつ、２つのトロール網扉６によって提供される。トロール網扉は様々なサイズ及び形状であり、海底との接触を維持する（底引き網漁の場合）ように、又は、所望の水深での上昇を保持するように、設計される。トロール網扉は本来、流体力を提供し水平の広がりを維持するための形状及び／又は傾斜（迎え角）を有する翼として作用する。曳航船は、機能を保持するために、トロール網扉したがってトロール網自体について特定の速さを維持しなければならない。したがって通常、トロール網が曳航されその完全性を維持しその所期の目的を満たすことが可能な最低速さが存在する。この最低トロール速さは、曳航船の旋回半径にも影響を与え、旋回が急過ぎるとトロールを「失速」させ、崩壊させる可能性がある。
【0004】
トロールの間、トロール網を海面又は船舶まで巻き上げることによって、又は、トロールバッグの後端に接続されたホースを介して捕獲物を海面までポンプで汲み上げることによって、捕獲物を回収することができる。一例が、国際出願第ＷＯ２０１８／１７４７２３号に記載されており、参照として本明細書に組み込まれる。後者の方法は、例えば動物性プランクトンを回収するために使用される。
【0005】
別の例は、ノルウェー出願第ＮＯ２０１８１６７６号に見られ、トロール船と、好適なワイヤ、チェーン、又はロープなどの、いくつかの別々に制御可能なトロール接続によってトロール船に結合されたトロールバッグアセンブリと、トロールバッグアセンブリの側部先端に（又はその近くに）少なくとも間接的に接続された少なくとも２つの外側トロール網扉と、を備えるトロール配置を記載している。トロールは当技術分野で周知であるため、本明細書でより詳細に説明する必要はない。
【0006】
従来技術は、少なくとも１本の測量ケーブルを有する測量装置を記載する、国際出願第ＷＯ２０１４／１２２４９４Ａ１号も含み、各測量ケーブルは、母船に取り付けられた近位端、少なくとも１つの水面下曳航船に接続された遠位端、及び、近位端と遠位端との間の測量ケーブルに接続された少なくとも１つの測量デバイスを有する。測量ケーブルは、測量の間、母船の縦軸に垂直な方向に延在する。測量ケーブルは、例えばしっかり張った氷又は浮氷塊などの、例えば氷冠の下で、母船から横向きの距離に延在する。
【0007】
図１及び図２は、２つのトロール網扉６を有し、水域Ｗにおいてトロール船後方の距離ｌ１及び水面Ｓより下で、トロール船２によって曳航されるトロール網１を示す。トロール網扉６は実際には同様であるが、トロール網口を反対方向にたわませるように配置される。本明細書では、トロール網及びトロール網扉は、集合的にトロール網と呼ばれる１つのユニットとみなすことができる。トロール船は、水に対して速さｖで移動し、２本のトロールワイヤ３によって（トロール網扉を介して）トロール網に接続される。当業者であれば、より多くの又は少ない数のトロールワイヤが使用できることを理解されよう。例えば、トロールバッグの後端から船へと延在するホースにサポートを提供するために、第３の中間トロールワイヤを追加することができる。
【0008】
トロール船２、トロール網１、及びトロールワイヤ３ａ、ｂは共に、トロールワイヤが事実上、カテナリを形成するためにその能力によってばねとして作用する、動的システムを形成する。トロールワイヤは、そうでなければトロール船とトロール網との間の相対的な動きに起因して形成されることになる、たるみを取る。図２において、カテナリはｃと示され、トロール船とトロール網（ここでは、トロール網扉）との間の仮想直線Ｌに対するトロール網のたわみである。
【0009】
トロールの間、及び特に中層（遠洋）トロールの間、深さの大小の差はあっても、水域においてトロール網を上昇させることが必要であるか又は望ましい場合がある。従来技術の方法では、これは、展開されたトロールワイヤの長さ、及びトロール船とトロール網との間の距離を減少させる、トロールワイヤのリール巻き上げによって行われる。この状態により、非常に短いカテナリを形成すること、極端な場合にはまったくカテナリがないことが可能であり、事実上システム内のすべての弾力性（及びしたがって、制動）は大幅に低減される。これが、トロール船、トロール網、及びワイヤへの著しい動的負荷につながり、トロール動作を終了させる可能性がある。リール巻き上げ動作は、トロールワイヤがトロール船のプロペラやかじに絡みつく危険も含む。更に距離が短くなると、特に旋回中、トロール船とトロール網との広がりが制御しにくくなる。最終的に、特にオキアミ又は他のタイプの動物性プランクトンのトロールの場合、トロール船とトロール網との間の距離の減少は、トロールバッグの後端とトロール船との間の前述のホースの再配置を必要とさせる。
【0010】
底引き網漁に関連付けられた問題は、トロール網扉及び時にはトロール網の一部が海底に沿って引きずられ、海底の海洋フローラ及びファウナにかなりのダメージを生じさせることである。
【0011】
従来技術は、可変深さで曳航されるように適合された、トロールネットを曳航するための可変浮力浮遊構造を開示する、英国出願第ＧＢ８１１８５３Ａ号（１９５９年公開）を含む。浮遊構造は、圧搾空気で満たされる少なくとも１つのタンクと、海水の給水又は排水の際に介し得るポートを有する少なくとも１つのチャンバと、チャンバ内の海水量の変動に対して圧縮空気の流入及び流出を制御するための、及びしたがって、浮遊物の浮力を調節するための手段と、浮遊物によって搬送され空気の流入及び流出手段を供給する圧縮空気コンテナと、を備える。空気コンテナは、閉位置に向かって弾性的に装着された空気搬送弁及び空気放出弁を備え、２つの弁は、一方の側でチャンバ内の圧力を受け、他方の側で所望の潜水深さに従って変動するように適合された圧力の空気を受ける、隔壁によって移動可能な部材からなる手段を動かすことによって、交互の開閉のために接続される。チャンバ内の海水の量は、浮遊物が平衡状態にあり、海水を吹き出すこと、又はポートを介して海水を流入可能にすることによって、浮遊物が新しい所望の深さまで上昇又は沈下されるように、調整される。流入できた海水を吹き出すことによって、又はその逆に、平衡状態は新しい深さで再度復元される。
【0012】
別のトロールタイプはビームトロールであり、水中で概して水平に配置されるビームによって、トロールバッグの水平の広がりが提供される。ビームトロールは、トロール網扉は利用しないが、前述の問題のうちのいくつかがこのトロールタイプにも適用される。
【発明の概要】
【0013】
したがって、従来技術に関連付けられた欠点のない、水域内を曳航される物体の垂直位置が制御可能なシステムが求められている。
【0014】
本発明は、独立請求項で記載及び特徴付けられる一方で、従属請求項は本発明の他の特徴を記載する。
【0015】
したがって、水域内又は水域上の曳航される物体のための制御システムが提供され、１つ以上の曳航部材が物体と曳航船との間に延在し、１つ以上の曳航部材のうちのそれぞれ１つに移動可能に接続され、少なくともそのそれぞれの曳航部材に沿った距離を制御可能に移動可能な、１つ以上のバラスト部材によって特徴付けられる。
【0016】
少なくとも１つのバラスト部材及び／又は曳航される物体は、海底までの距離を決定するための感知及び検出手段を備え得る。一実施形態において、制御システムは、曳航部材上のバラスト部材の位置を制御する際に用いることのできる、制御デバイスを備える。重り部材がバラスト部材に接続可能であり、バラスト部材から海底に向かってある距離を延在する。
【0017】
曳航される物体は、トロール板、ケーブル又はライザーなどの細長い物体などを伴う、トロール網であり得、曳航される物体が中立浮力を有し得る浮力要素を備え得る。曳航される物体は、水面上を曳航される船舶であり得る。
【0018】
曳航される物体及び／又は少なくとも１つのバラスト部材は、一実施形態において、手段と海底との間の距離を決定するように構成された感知及び検出手段を備え、感知及び検出手段は遠位ロケーションにおける送信器／受信器と通信するように構成され、送信器／受信器は制御ユニットと通信するように構成され、制御ユニットは少なくとも１つのバラスト部材の位置を制御するためのデバイスと通信するように構成される。制御ユニットは、プログラム可能制御ユニットを備え得る。
【0019】
曳航される物体と曳航船との間に延在する、曳航部材のうちのそれぞれ１つに移動可能に接続され、曳航部材のカテナリを制御するために、１つ以上のバラスト部材を、少なくともそのそれぞれの曳航部材に沿った距離を制御可能に移動させることによって特徴付けられる、水域内又は水域上の曳航される物体を制御する方法も提供される。個々のバラスト部材は、曳航される物体のジオメトリを訂正、保存、又はその他の方法で変化させるために個別に操作され得、曳航される物体はトロール網である。一実施形態において、１つ以上のバラスト部材の動きは、手段と海底との間の距離を決定するために構成される、感知及び検出手段によって提供される情報に基づいて制御される。距離は事前に決定され、制御ユニットに入力され得る。
【0020】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の概略図を参照しながら、非限定的例として与えられる、一実施形態の下記の説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】従来技術に従い、原則として、水域において曳航船（トロール船）の後方をある距離で曳航される、曳航される物体（トロール網）を示す、斜視図におけるスケッチである。
【図2】従来技術に従い、原則として、水域においてトロール船の後方をある距離で曳航されるトロール網を示し、トロールワイヤが水中でどのようにカテナリを形成するかも示す、側面図におけるスケッチである。
【図3】原則として、水域においてトロール船の後方をある距離で曳航されるトロール網を示し、トロールワイヤカテナリがバラスト部材を用いてどのように制御され得るかを示す、側面図におけるスケッチである。
【図6】本発明の実施形態を示す概略側面図である。
【図7】本発明の実施形態を示す概略側面図である。
【図8】曳航される物体が地震ストリーマケーブルである、本発明の実施形態を示す概略側面図である。
【図9】曳航される物体が地震ストリーマケーブルである、本発明の実施形態を示す概略側面図である。
【図10】曳航される物体が海底に沿って引きずられるか又は移動される物体である、本発明の一実施形態を示す概略側面図である。
【図11】位置合わせ不良のトロール網を示す概略上面図である。
【図12】旋回するトロール船及びトロール網を示す概略上面図である。
【図13】曳航される水上船、及び、本発明が曳航部材カテナリを制御するためにどのように使用されるかを示す、概略側面図である。
【図14】曳航される水上船、及び、本発明が曳航部材カテナリを制御するためにどのように使用されるかを示す、概略側面図である。
【図15】本発明の一実施形態を示す概略側面図である。
【図16】特に、距離測定機器及び構成を示す、本発明の一実施形態を示す概略側面図である。
【図17】曳航される物体がどのように制御され得るかを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
下記の説明は、「水平」、「縦」、「横」、「前後」、「上下」、「上側」、「下側」、「内側」、「外側」、「前方」、「後方」、などの用語を使用する場合がある。これらの用語は一般に、図に示されるような見方及び向きを示し、本発明の通常の使用に関連付けられる。用語は読み手の利便性のためのみに使用され、限定するものであってはならない。
【0023】
次に、本発明の第１の実施形態を、図３から図５を参照しながら説明する。２つのトロール網扉６を有するトロール網１は、トロール船２によって、水域Ｗにおいて、トロール船後方のある距離で、水面Ｓの下方で、曳航される。図示された実施形態において、２つのトロール網扉６は実質的に同様であるが、トロール網口を反対方向にたわませるように配置される。参照番号の後ろの表記ａ、ｂ、ｃなどは、下記では必要に応じて品目を区別するために使用される。
【0024】
トロール網自体は概して、上記で図２を参照しながら説明しており、当分野では更に周知である。本明細書では、トロール網及びトロール網扉は、集合的にトロール網又は曳航される物体と呼ばれる１つのユニットとみなすことができる。トロール船は、水に対して速さｖで移動し、ここでは各トロール網扉について１本ずつ２本のトロールワイヤ３の形である曳航デバイス３によって、（ここではトロール網扉を介して）トロール網に接続される。当業者であれば、より多くの又は少ない数の曳航デバイスが使用できることを理解されよう。例えば、トロールバッグの後端から船へと延在するホースにサポートを提供するために、第３の中間トロールワイヤを追加することができる。本発明は、曳航デバイスの数、トロール網扉、トロール網タイプ、又はトロール網の数によって限定されるものではない。
【0025】
前述のように、トロール船２、トロール網１、トロール網扉６、及びトロールワイヤ３は共に、トロールワイヤが事実上、カテナリを形成するためのそれらの能力、及びワイヤと水との間の摩擦によって、ばねとして作用する動的システムを形成する。トロールワイヤ（例えばビームトロール網の場合、１本のワイヤ、又はより多くのワイヤ）は、そうでなければトロール船と曳航される物体（ここでは、トロール網）との間の相対的な動きに起因して形成されることになる、たるみを取る。しかしながら、このカテナリを制御及び増大させるために、発明された制御システムは、各曳航部材（ここでは、トロールワイヤ）３上に移動可能に配置されたバラスト部材４を備える。図５の両矢印Ｍは、こうした動きを示す。バラスト部材４は、クランプ重り、又は、所期の目的に適した負の浮力を有する任意の他の固形物であり得る。バラスト部材は、流体力学的抗力を最小にするために、流体力学的に有利な形状を有し得る。バラスト部材は、その重みを制御するための手段も備え得る。バラスト部材は、ホイール、ローラ（図示せず）などを有するハウジングを用いて、曳航部材に接続され得る。参照番号５は、トロールワイヤ３上のバラスト部材４の位置を調整する際に用いることができる制御ケーブルを示す。ケーブル５は、船舶（トロール船）２上のウィンチ手段（図３から図５には図示せず）に接続され得る。制御ケーブル５を引くことで、水中のバラスト部材４を上昇させ、したがってカテナリは減少し、制御ケーブルを繰り出すことで、バラスト部材４を（その負の浮力によって）水中により深く沈めさせ、したがってカテナリは増加する。
【0026】
したがって、図５に示されるようにバラスト部材４を下げることで、従来技術構成（図２）におけるカテナリに比べてカテナリｃは著しく増加し、図３から図５において３’と示されるバラスト部材４とトロール網との間に延在する曳航部材３の一部は、実質的に水平である。したがって、実際的にトロール網（トロール網扉及びトロール網）には上方への引っ張りはなく、トロール網深さはバラスト部材４の操作によって制御され得る。
【0027】
発明された制御システムは、トロール網の完全性を損なうことなく、トロール速さを大幅に低下させることができる。トロール速さの低下は、オキアミ及び他の動物性プランクトンのトロール漁の際にも好ましい。
【0028】
発明された制御システムは、ビームトロールにも適用可能であり、トロール網口（前端）の上部領域における浮力要素１０及びトロール網扉６は、例えば（限定されないが）直径１メートル及び長さ３０メートルの（すなわち、一般に水平であり、トロールバッグ口に対して直角な）浮力ビーム（図示せず）に置き換えられることを理解されたい。
【0029】
次に、本発明の第２の実施形態を、図６及び図１６を参照しながら説明する。特に記載されていない限り、図３から図５を参照しながら説明した特徴及び態様は、この第２の実施形態にも適用されるものであり、実施形態は組み合わせることができる。ここで、トロール網１には浮力要素２２が提供され、トロール網扉６は浮力チャンバ２１を備える。浮力要素２２及び浮力チャンバ２１は調整可能であり、トロール網及びトロール網扉が中立浮力を有するように制御され得る。浮力は、わずかに正となるようにも調整可能であり、それによって、バラスト部材４が表面に向かって持ち上げられるとき、トロール網は水面へと浮上され得る。これは、トロールワイヤのリール巻き上げなしで行うことができる。
【0030】
バラスト部材４又はバラスト部材をトロールワイヤ３に接続するハウジングには、海底Ｂまでの距離を決定するための信号１１を発信及び受信する距離測定デバイス７３が備え付けられる。距離測定デバイス（例えば、あるいは音響測探機又は音波探知機）は当分野で周知であるため、更に説明する必要はない。信号１１は、船舶２上の制御システム（図６及び図１６には図示せず）と通信可能であり、バラスト部材４の位置（すなわち、深さ）は、感知された海底までの距離に基づいて制御可能である。トロール網及びトロール網扉は中立的に浮揚性であるため、水域内でバランスが保たれ、海底までの距離ｈはバラスト部材４の操作によって制御され得る。したがって、曳航される物体と海底との間の接触力は最小化又は除去可能である。
【0031】
次に図１６及び図１７を参照すると、前述のバラスト部材４上の距離測定デバイス７３に加えて、又は代替として、距離測定デバイス８０、８０’がトロール網１及び／又はトロール網扉６に取り付けられ得、曳航される物体（トロール網及び／又はトロール網扉）と海底Ｂとの間の距離を決定するための信号１１を発信及び受信するように構成され得る。距離情報（図６において矢印１２によって示される）を含む信号を、船舶２上の制御システム７１に通信することができる。制御システムは、バラスト部材制御ケーブル５の動作を制御するように構成され、それによって、曳航される物体と海底との間の距離が制御及び調整され得る。これは図１７のブロック図によって概略的に示され、参照番号７３はバラスト部材４上の距離測定デバイスを示し、参照番号８０、８０’はトロール網扉及びトロール網上の距離測定デバイスを示す。トロール網及びトロール板は１つの物体としてみなされ得ること、及び、前述のように、端部は任意の他の曳航される物体（例えば、ビームトロール網）に置き換え可能であることを理解されたい。
【0032】
曳航される物体と海底との間の決定された距離は、信号１１を介して、船舶２上の送信器／受信器（例えば、当分野で既知のトランシーバ又は任意の他の送信器／受信器デバイス）７０に通信される。トランシーバ７０は距離情報を制御ユニット７１に通信し、制御ユニット７１はこの情報を使用して、トロールワイヤウィンチ６１、及び／又は、バラスト部材４の位置を制御するウィンチ又は他のデバイス７２に制御信号を送信する。したがって、トロールワイヤ３及び／又は制御ケーブル５は、距離測定デバイス８０、８０’からの入力に基づいて動作可能である。制御ユニット７１は船舶のエンジン及び／又はかじ制御７５にも接続され得、これにより、曳航される物体から感知されたデータに基づいて、船舶の速さ及び／又は方向が制御され得る。
【0033】
制御ユニット７１はプログラム可能制御ユニット（ＰＬＣ）を備えることができ、これによってオペレータは、（曳航される物体と海底との間の）所望の距離をＰＬＣに入力し得、したがってＰＬＣは、信号１１によって提供される情報に基づいて、この事前に決定された所望の距離が自動的に維持されるように、バラスト部材及び／又は曳航される物体を制御するデバイス７２を制御することになる。
【0034】
曳航される物体は、船舶上の距離測定機器（音響測探機、音波探知機など）７４によって提供される感知された深さ測定値に基づいても制御され得る。
【0035】
再度図１６を参照すると、船舶と曳航される物体との間の距離ｌ１はかなりの距離、例えばおよそ１０００メートルであり得る。バラスト部材４と曳航される物体との間の距離ｌｂも相当な距離、例えばおよそ３００～５００メートルであり得る。したがって、１つの動作モードにおいて、船舶上の距離測定機器７４によって感知される海底までの距離を使用して、バラスト部材、及び／又は曳航される物体のワイヤ、及び／又は船舶エンジンを操作することにより、曳航される物体の深さを制御することができる。制御ユニット７１は、比例－積分－微分コントローラ（ＰＩＤ）又は同様のデバイスも備えることができ、それにより、距離測定機器ユニット８０、８０’、７３、７４のうちのいずれか１つからの入力データを使用して、曳航される物体を所望に応じて制御することができる。他のセンサ（図示せず）（例えば、温度、流れ、速度）が制御ユニットに供給され得ること、また曳航される物体を制御するためのパラメータとして使用され得ることに留意されたい。
【0036】
図１７において識別されるデバイス間の通信は、当分野で既知のハードワイヤード又はワイヤレスの任意の手段の通りであり得る。
【0037】
図１６及び図１７に示されるセットアップは、バランスが保たれたトロール網又は他の物体に対する制御システムとして使用され得る。デバイス７４は、船（船舶）の一部として、典型的には、船舶の底部及び位置、魚又はオキアミ、あるいは海中の物体を調べることが可能な、音響測探機、音波探知機、又は他の種類の計器として、組み込まれた計器を備える。デバイス７３は、曳航される物体（例えば、トロール網）を操作するために使用される、バラスト部材に組み込まれた計器を備える。これが、バラスト部材又は主トロール網ウィンチを動作させるための応答に対するフィードバックを与える。デバイス８０及び／又は８０’は、バラスト部材の位置又はトロール網ウィンチの動作に基づいて、曳航される物体がどのように反応するかに関するフィードバックを与える、計器を備える。
【0038】
制御ユニット７１は、センサ８０、８０’、７３、７４からの入力を受信し、これらのセンサからのデータを用いて作業する、コンピュータプログラムを備える。このプログラムは、非常に制御された様式でトロール網を動作させることを可能にする。これは、海底のかなり近くにあること、及び、任意の曳航状態の間、一定の距離を維持することを可能にする。これは、海底とのいずれの物理的接触も、及びしたがって海底へのいずれのダメージも減少させる。トロールネットへのダメージも回避することができる。
【0039】
このシステムは、トロール網が動作すべき特定の深さ領域、例えば４００メートルから８００メートルの間の深さが画定される、「ハンティング」モードに設定され得る。このウィンドウの内部で、ウィンチコンピュータ制御システムは、捕獲可能性（魚、オキアミなど）を最適化するような様式でトロール網を位置決めするために、真の音波探知機又は音響測探機を決定することも可能なはずである。システムは手動でも動作可能である。
【0040】
制御システムは、水深又は海底までの距離に関する任意の所与のパラメータに従うことが可能であり、独自の決定をアクティブに行い、トロール網を位置決めすることができる。制御システムは、センサ及びデバイスのいずれか及びすべてからのフィードバックを有し、トロール網ウィンチと、トロール網のバランスを取るためのバラスト部材用のウィンチと、の両方を、アクティブに動作させる。
【0041】
次に、本発明の第３の実施形態を、図７及び図１５を参照しながら説明する。特に記載されていない限り、図３から図６を参照しながら上記で説明した特徴及び態様は、この第３の実施形態にも適用されるものであり、実施形態は組み合わせることができる。ここで、バラスト部材４又はバラスト部材をトロールワイヤ３に接続するハウジングには、接続部材２３（例えば、鎖、締め綱、ロープ、又は同様の機能を備える物体）に取り付けられたクランプ重り物体２４（又は、他の固体塊）が備え付けられる。クランプ重り物体２４には、海底に対する摩擦を最小化するためのホイール又はローラが備え付けられ得る。接続部材２３の長さｅの寸法は、水中でバランスが保たれる曳航される物体が、海底Ｂより上に最低距離ｈを維持するように決めることができる。物体２４はスキッドとして成形され得、図１５に示されるように、同じくトロール網扉及びトロール網の下の接続部材に関して配置可能である。トロール網は、セクション（図示せず）及び物体２４も備え得、接続部材２３はこうした各セクションの下に配置され得る。
【0042】
次に、本発明の第４の実施形態を、図８及び図９を参照しながら説明する。特に記載されていない限り、図３から図７を参照しながら上記で説明した特徴及び態様は、この第４の実施形態にも適用されるものであり、実施形態は組み合わせることができる。ここで、前述のトロール網及びトロール網扉は、浮力要素２２を有する地震ストリーマケーブル３０によって置き換えられている。図８は、１つのストリーマのみを示すが、いくつかのストリーマ３０が対応する数の曳航デバイス（ワイヤ）３によって曳航され得、そのカテナリは、前述のように個別のバラスト部材４の操作によって制御可能であることを理解されたい。前述のトロール網扉と同様のそらせ板（図示せず）を使用して、当分野で周知の地震ストリーマケーブルの広がりを形成することもできる。図８は、好ましい流体力学特性を示すように成形されたバラスト部材４’の変形形態も示す。この変形形態は、本発明の他の実施形態でも使用され得る。したがって、発明された制御システムは、水面Ｓよりもはるかに下方の所望の（及び一定の）深さで広がるストリーマの曳航を容易にする。このようにして、風、波、及び他の表面条件にさらされることが緩和されるか、あるいは回避される。本発明は、地震ストリーマケーブルに限定されるものではなく、他の曳航される物体にも適用可能である。こうした曳航される物体の例は、石油産業で使用される、ケーブル、パイプライン、ホース、アンビリカル、ライズなどである。
【0043】
次に、本発明の第５の実施形態を、図１０を参照しながら説明する。特に記載されていない限り、図３から図９を参照しながら上記で説明した特徴及び態様は、この第５の実施形態にも適用されるものであり、実施形態は組み合わせることができる。ここで曳航される物体は、海底に沿って引きずられる物体５０である。この引きずられる物体５０は、例えば海底から物体を収集するために使用される、すき、スクレーパ、又はコレクタコンテナであってよい。こうした引きずられる物体に関する１つの可能な使用は、鉱物の採掘である。長さｅを調整すること、及び／又は曳航デバイス（ワイヤ、ロープなど）３上のバラスト部材４を操作することによって、バラスト部材４と曳航される（引きずられる）物体との間に延在する曳航デバイスの部分３’’の傾斜角度αが変更可能であり、それによって、曳航される物体５０によって海底に及ぼされる下方への力を増加又は減少させる。図１０は、曳航される物体５０を１つだけ示しているが、前述のように、いくつかの物体５０はいくつかの曳航デバイス（ワイヤ）３によって曳航され得ることを理解されたい。
【0044】
図１１及び図１２は、トロール網又は同様の曳航される物体を制御するために、発明された制御システムがどのように使用され得るかの２つの例を示す。図１１において、トロール網の入口は位置合わせ不良である。この位置合わせ不良は、矢印によって示されるように、１つのバラスト部材４ａをトロール網に向かって移動させること、及び／又は、他方のバラスト部材４ｂを曳航船２に向かって移動させることによって補正され得る。したがって、一般にトロール網ジオメトリは、バラスト部材４の操作によって制御され得る。同じ原理が地震ストリーマケーブルの広がりに適用されることを理解されたい。
【0045】
図１２は、旋回中、トロール網又は同様の曳航される物体を制御するために、発明された制御システムがどのように使用され得るかを示す。曳航船２が、直線コース（点線）から逸脱し、旋回に入るとき、（旋回に関して）内側のバラスト部材４ａは水中で降下し（船舶から遠くへ移動され）、外側のバラスト部材４ｂは上昇する（船舶に向かって移動される）。バラスト部材は、旋回の前及び間にトロール網をトリミングするために使用され得、したがって、崩壊又は位置合わせ不良になるのを防止する。この制御システムを用いると、従来技術のシステムに比べて、船舶速さは低下され得、旋回はより鋭くなり得る。同じ方法が地震ストリーマケーブルの広がりにも適用されることを理解されたい。
【0046】
発明された制御システムは、上記では潜水して曳航される物体の制御に関連して説明されるが、はしけ、浮桟橋、船、及び他の浮船などの、水面を浮遊する曳航される物体を制御するためにも適用可能である。こうした適用範囲の例が図１３及び図１４に示され、曳航される表面物体２０は、曳航船２によって曳航デバイス３を介して曳航されている。複数の曳航デバイスが使用可能であることを理解されたい。曳航デバイス３はスチールワイヤ、鎖、合繊ロープなどであってよい。調整可能な（移動可能な）バラスト部材４は、曳航デバイスカテナリを制御するために使用される。バラスト部材４は、好ましい流体力学的制動特性を有する形状を有し得る。（図１４に示されるような）深いカテナリは、キャビテーションを防ぐことを理解されよう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】