NL9000023A - Lichtstraler voor het kweken van vis. - Google Patents

Description

Lichtstraler voor het kweken van vis.

Achtergrond van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een lichtstraler, te gebruiken bij het kweken van vis, welke geschikt is om lichtenergie te ontvangen die door een kabel van optische vezels wordt overgebracht, en die dit licht op effectieve wijze in water kan uitstralen om algen en soortgelijke planten te doen ontstaan voor het voeren en daardoor doen opgroeien van vis.

De laatste jaren is, met betrekking tot de noodzaak energie te besparen, het effectieve gebruik van zonne-energie actief bestudeerd en ontwikkeld in verschillende toepassingsgebieden. Het meest effectieve gebruik van zonne-energie wordt gerealiseerd wanneer deze wordt gebruikt als lichtenergie zonder omzetting in thermische of elektrische energie. Vanuit dit oogpunt heeft de onderhavige aanvrager verschillende werkwijzen en stelsels voorgesteld voor het in een kabel van optische vezels binnenleiden van zonnestralen, die zijn gebundeld door middel van een lenzensysteem of dergelijke, en om deze via een kabel naar elke willekeurige plaats over te brengen waar het licht nodig is voor verlichting.

In elke viskwekerij is een grote vraag naar zoöplankton dat algen eet om zich voort te planten. Om op effectieve wijze algen te kweken is het nodig om de algen op de juiste wijze te voorzien van zonlicht en kooldioxide. Wanneer de algen in aantal en dichtheid toenemen, kan dit in het algemeen de lichtinval belemmeren waardoor een verder voortplanten van het zoöplankton wordt verhinderd.

De huidige aanvrager heeft eerder een lichtstraler in de vorm van een lichtgeleider voorgesteld die geschikt is voor gebruik in een chlorella-kwekerij. Een invoeruiteinde van de kabel van optische vezels is hierbij verbonden met een inrichting voor het opvangen van zonnestralen, zoals eerder voorgesteld door de huidige aanvrager, waarbij de inrichting bedoeld is om zonnestralen te bundelen met een lens of dergelijke en om de gebundelde zonnestralen in een kabel van optische vezels binnen te leiden via welke zonnestralen worden overgebracht naar elke willekeurige plaats waar het licht nodig is. De zonnestralen die door de bovengenoemde inrichting voor het opvangen van zonnestralen zijn verzameld worden door de kabel van optische vezels naar de inrichting voor het uitstralen van licht overgebracht.

In het oppervlak van het lichaam van de lichtgeleider is in spiraalvorm een lichtgroef uitgesneden. De door de optische kabel overgebrachte lichtstralen worden de lichtgeleider binnengeleid en de, in de lichtgeleider binnengeleide lichtstralen worden door het gegroefde gedeelte gereflecteerd en op effectieve wijze daarvandaan uitstraald. In dit geval kan een zoveel mogelijk gelijkmatige uitstraling van het licht vanaf het gehele lichaam van de lichtgeleider worden bereikt indien de spiraalvormige groef op zodanige wijze is gemaakt, dat de spoed van de spiraal geleidelijk afneemt in de richting waarin het licht wordt geleid. Wan&eer verder een reflecterende plaat of dergelijke aan het eindoppervlak van de lichtgeleider wordt geplaatst, keert het door de reflecterende plaat teruggekaatste licht terug in de lichtgeleider en wordt uitgestrasald. Verder kan de lichtgeleider worden gebruikt in een hermetisch gesloten semi-transparant of transparant omhulsel teneinde de lichtgeleider te beschermen tegen beschadiging door een ander voorwerp. Wanneer de lichtgeleider, die op dergelijke wijze door het omhulsel wordt beschermd, als lichtbron in water wordt gebruikt, wordt het oppervlak hiervan beschermd tegen het vormen van een soort aanslag en kan de straling meer gelijkmatig door het transparante omhulsel worden uitgestraald.

Samenvatting van de uitvinding

Het is een oogmerk van de onderhavige uitvinding een lichtstraler te verschaffen die geschikt is voor gebruik in water als lichtbron voor het kweken van algen die op hun beurt kunnen worden gebruikt voor het voeren en kweken van vis.

Korte beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 is een aanzicht ten behoeve van de uitleg van een uitvoeringsvorm van een lichtstraler, zoals eerder voorgesteld door de huidige aanvrager;

Fig. 2 en 3 geven respectievelijk lichtstralers weer volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 4 is een aanzicht ten behoeve van de uitleg van een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het opvangen van zonnestralen, zoals voorgesteld door de huidige aanvrager;

Fig. 5 is een aanzicht ten behoeve van de uitleg van het principe voor het in een kabel van optische vezels binnenleiden van zonlicht.

Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen

Fig. 1 is een vergroot zijaanzicht in doorsnede ten behoeve van de uitleg van een lichtstraler die eerder is voorgesteld door de onderhavige aanvrager, en die geschikt is voor gebruik in een chlorella-kwekerij. In fig. 1 is 1 een lichtgeleider en la een groef die spiraalvormig in het oppervlak van het lichaam van de lichtgeleider is gesneden. Het licht L dat in de lichtgeleider 1 is binnengeleid, wordt gereflecteerd op het gegroefde gedeelte la van die lichtgeleider en wordt op effectieve wijze daarvandaan uitgestraald. In dit geval kan een in hoofdzaak gelijkmatige uitstraling van het licht L vanuit het gehele lichaam van de lichtstraler worden bereikt, indien de spiraalvormige groef la op zodanige wijze is gemaakt, dat de spiraalspoed P geleidelijk afneemt in de richting waarin het licht L wordt geleid. Indien verder een reflecterende plaat lb of dergelijke wordt geplaatst op het eindoppervlak van de lichtgeleider, keert het door de reflecterende plaat teruggekaatste licht terug in de lichtgeleider 1 en wordt dan radiaal daarvandaan uitgestraald. Zoals getoond in fig. 1, kan de lichtgeleider hermetisch ingesloten in een semi-transparant of een transparant omhulsel 2 worden gebruikt, om zo de lichtgeleider te beschermen tegen beschadiging door een ander voorwerp. Wanneer de op een dergelijke wijze door een omhulsel beschermde lichtgeleider als een lichtbron in water wordt gebruikt, kan altijd voorkomen worden dat aanslag op diens oppervlak optreedt, waardoor diens lichtstraling gelijkmatig door het transparante omhulsel naar buiten kan treden.

Met het oog op het voorgaande is het mogelijk een lichtstraler te verschaffen die geschikt is als lichtbron voor gebruik in water voor het doen groeien van algen die op hun beurt kunnen dienen voor het voeren en kweken van vis.

Fig. 2 toont een lichtstraler volgens de onderhavige uitvinding. In fig. 2 verwijst het cijfer 1 naar een lichtgeleider met gelijke of analoge functies als de lichtgeleider van fig. 1. De lichtgeleider 1 heeft een uiteinde waaraan een reflecterende plaat lb kan zijn bevestigd en heeft een ander uiteinde dat door middel van een connector 12 klemmend of met lijm met het uiteinde van een kabel 11 van optische vezels is verbonden, die aan het andere uiteinde met een lichtbron is verbonden, om zo lichtenergie van de lichtbron over te brengen. Lichtstralen die in de kabel van optische vezels worden binnengeleid door diens licht-ontvangende uiteinde, dat niet is getoond in fig. 2, moeten golflengten hebben die geschikt zijn voor het kweken van algen en die ook kleine vissen aantrekken. Op grond van hun reactie op licht kunnen vissen ruwweg in drie groepen worden ingedeeld, namelijk vissen die naar het licht toe komen, vissen die door het licht worden afgeschrikt en vissen die niet op licht reageren. In het algemeen houden vissen niet van blauwe lichtstralen en zwemmen zij daarvan weg, en staan zijn onverschillig tegenover rode lichtstralen of zwemmen zij zelfs naar deze toe. In praktische experimenten raakten de meeste vissen in de war en verspreidden zij zich bij een belichting met blauw gekleurd licht afkomstig van een argonlaser, terwijl vele vissen wegzwommen wanneer zij werden belicht met een xenonlamp die een grote hoeveelheid ultraviolette stralen, produceerde. Daar staat tegenover dat veel vissen naar groen licht toeknamen. Wanneer lichtstraling werd opgewekt met een rode lichtstraal afkomstig van een heliumlaser, kwamen sommige vissen naar de lichtstraal toe maar toonden andere geen reactie. Zoals blijkt uit bovengenoemde feiten, is het licht dat door de gekweekte algen wordt geleid geschikt voor het kweken van vis, aangezien dit een groene kleur krijgt.

Een transparant cilindrisch omhulsel 2, waarin de lichtgeleider 1 is ondergebracht en in diens midden wordt vastgehouden door vasthoudringen 15, is stevig vastgemaakt aan een vasthoudelement 13 waarin de connector 12 van de lichtgeleider waterdicht is aangebracht. Het vasthoudelement 13 is met diens flens 13a waterdicht bevestigd aan een basisplaat 3 door middel van bouten 14 en een pakking 16, op zodanige wijze dat het transparante cilindrische omhulsel 2 en de lichtgeleider 1 door een opening 3a van de basisplaat 3 lopen. Een semi-transparant cilindrisch omhulsel 4 is, concentrisch met de lichtgeleider 1, bevestigd aan de basisplaat 3* teneinde het transparante omhulsel 2 te omsluiten. De basisplaat 3 heeft steunpoten die de rand van de basisplaat dragen en die elk zijn voorzien van een anker 7» teneinde op stabiele wijze op de bodem te staan wanneer licht vanuit de lichtgeleidgr 1 onder water wordt uitgestraald. Zoals boven genoemd, is de lichtstraler volgens de onderhavige uitvinding op zodanige wijze opgebouwd, dat de lichtgeleider 1 hermetisch wordt omsloten door het transparante omhulsel 2, dat op diens beurt hermetisch wordt omsloten door het semi-transparante omhulsel 4, en waarbij het omhulsel 4 luchtledig is gemaakt om zo het door diens semi-transparante wand uit te stralen licht te verzachten en daardoor op eenvoudige wijze algen 18 rond diens buitenoppervlak 'te kweken (wanneer bij het in het water plaatsen va®t de lichtstraler water het omhulsel 4 binnendringt, kan door een luchtslang lucht vanaf de onderkant in het omhulsel 4 worden geblazen). Het buitenoppervlak van het semi-transparante omhulsel 4 wordt bijgevolg geschikt voor het kweken van algen 18 en kan worden bedekt met de algen 18, waardoor groen licht het water wordt ingestraald en vissen, die worden aangetrokken door groen licht, de lichtstraler naderen en de algen, die aan het buitenoppervlak van het semi-transparant omhulsel 4 zitten, opeten. Aangezien de algen 18 die aan het buitenoppervlak van het semi-transparante omhulsel 4 worden gekweekt door vissen worden opgegeten, moet naar behoefte de juiste hoeveelheid licht worden toegevoerd om het gewenste effect te bereiken. Met andere woorden, met een goede kringloop groeien de algen en worden deze door de vissen gegeten. De lichtstraler kan continu voldoende licht uitstralen om vissen aan te trekken en is daardoor effectief voor het verzamelen van vis.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In tegenstelling tot de bovengenoemde lichtstraler die onderwater op de bodem werd geplaatst, zoals getoond in fig. 2, is dit een lichtstraler die is voorzien van een gewicht 20 teneinde hangend in het water te worden geplaatst. De hoofdonderdelen van de lichtstraler zijn dezelfde als getoond in fig. 2. In fig. 3 zijn onderdelen die dezelfde functie hebben als vergelijkbare onderdelen in fig. 2, aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers en een gedetailleerde uitleg zal achterwege worden gelaten. Een lichtgeleider 1, een transparant cilindrisch omhulsel 2 en een semi-transparant omhulsel zijn concentrisch geplaatst op een ronde basisplaat 3' en zijn hieraan op dezelfde manier bevestigd als is beschreven voor de lichtstraler van fig. 2. In fig. 3 wordt de kabel 11 van optische vezels echter gebruikt als ophangkabel van de lichtstraler en is deze voorzien van een bevestigingsflens 13b die op een verbindingselement 12 is geschroefd en met bouten l4 aan de basisplaat 3' is bevestigd op zodanige wijze, dat de pakkingen 16 en YJ tussen de basisplaat 3' en de bevestigingsflens 13b worden geklemd. De aldus geassembleerde, uit één geheel bestaande, lichtstraler kan aan de kabel 11 van optische vezels in water worden gehouden en voor het kweken van algen worden gebruikt, die op hun beurt worden gebruikt voor het voeren van vis, op dezelfde wijze als de lichtstraler in fig. 2. De in fig. 3 getoonde lichtstraler is geschikt voor gebruik in diep water. Het licht dat de lichtstraler door het semi-transparante omhulsel uitstraalt is zo zacht, dat algen op effectieve wijze gekweekt kunnen worden en dat vissen bereid zijn om de lichtstraler te benaderen.

Zoals blijkt uit de voorgaande beschrijving, is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk om een lichtstraler te verschaffen, die een dubbel afgedichte constructie heeft, bestaande uit een transparant omhulsel 2 dat hermetisch een lichtgeleider 1 omsluit, en een semi-transparant omhulsel 4 dat hermetisch het transparante omhulsel 2 omsluit, en die licht kan uitstralen door het semi-transparante omhulsel 4 dat een grote diameter heeft, dat wil zeggen een buitenoppervlak dat groot genoeg is om grote hoeveelheden algen te kweken voor het voeren van kleine vissen. Aangezien algen groen licht doorlaten, zijn kleine vissen bereid om zich rond de lichtbron te verzamelen en de algen op te eten die aan het buitenoppervlak van de lichtstraler zitten. Dit sluit de mogëlijMeid” uit dat dê lichtstraling wordt belemmerd door een excessieve algengrpei op de buitenkant van de lichtstraler en maakt het mogelijk om altijd op effectieve wijze kleine vissen te voeren. Licht dat vanuit de lichtstraler door het semi-transparante omhulsel 4 wordt uitgestraald is zo zacht dat algen op eenvoudige wijze gekweekt worden en dat vissen niet worden verjaagd.

Fig. 4 is een constructietekening die bij wijze van voorbeeld een inrichting voor het opvangen van zonnestralen weergeeft, zoals eerder werd voorgesteld door de huidige aanvrager. In fig. 4 is 30 een doorschijnend beschermend omhulsel, 31 een Fresnel-lens, 32 een lenshouder, 11 een kabel van optische vezels die bestaat uit een aantal optische vezels die zijn geplaatst in het brandpuntvlak van de Fresnel-lens, is 35 een houder voor een optische kabel, is 36 een arm, is 37 een stappenmotor, is 38 een horizontale omwentelingsas die wordt rondgedraaid door de stappenmotor 37» is 39 een voetstuk voor het daarop monteren van het beschermende omhulsel 30, is 40 een stappenmotor, en is 4l een verticale omwentel ings as die wordt rondgedraaid door de stappenmotor 40.

De richting van de zon wordt bepaald door middel van de zonnepositiesensor 33, waarbij diens detectiesignaal de stappenmotoren 37 en 40 bestuurt voor het draaien van respectievelijk de omwentelings-assen 38 en 4l op zodanige wijze, dat de zonnepositiesensor 33 altijd naar de zon is gericht. Het zonlicht dat door elke lens 31 wordt gebundeld, wordt de kabel 11 van optische vezels binnengeleid door diens eindoppervlak, dat in het brandpunt van die lens is geplaatst. De optische kabels 11, waarvan de eindoppervlakken op de overeenkomstige brandpuntsvlakken van de lenzen zijn geplaatst, worden samengebundeld en uit de inrichting voor het opvangen van zonnestralen weggeleid en naar elke plaats gebracht waar het licht nodig is voor verlichting, voor het kweken van planten, voor het verzorgen van dieren of voor het kweken van vis, voor zonnebaden etc.

Figuur 5 is een aanzicht ten behoeve van de uitleg van het in de optische kabel ll binnenleiden van de door de lens 31 verzamelde lichtstralen.

In fig. 5 is 31 een Fresnel-lens of dergelijke en is 11 een optische kabel voor het ontvangen van het zonlicht dat door de lens is gebundeld en voor het overbrengen van dit zonlicht naar elke gewenste plaats. Wanneer het zonlicht wordt gebundeld door het lenzensysteem, heeft het zonnebeeld een centraal gedeelte dat bestaat uit vrijwel wit licht en een gedeelte daaromheen dat een grote hoeveelheid lichtcomponenten bevat dat golflengten heeft die overeenkomen met het brandpunt van het lenzensysteem. Wanneer zonlicht wordt gebundeld door een lenzensysteem zullen namelijk het brandpunt en de afmeting van het zonnebeeld variëren overeenkomstig de samenstellende golflengten van het licht. Blauw licht bijvoorbeeld, dat een korte golflengte heeft, produceert een zonnebeeld met een diameter Dl op een positie PI. Groen licht produceert verder een zonnebeeld met een diameter D2 op een positie P2 en rood licht produceert een zonnebeeld met een diameter D3 op een positie P3-

Wanneer het licht-ontvangende eindoppervlak van de optische kabel wordt geplaatst op positie PI, zoals getoond in fig. 5. is het dus mogelijk om zonlicht op te vangen dat een grote hoeveelheid blauwe componenten bevat in het omtreksgedeelte. Wanneer het licht-ontvangende eindoppervlak van de optische kabel wordt geplaatst op positie P2, is het mogelijk om zonlicht op te vangen dat een grote hoeveelheid groene componenten bevat in het omtreksgedeelte daarvan. Wanneer het licht-ontvangende eindoppervlak van de optische kabel wordt geplaatst op positie P3 is het mogelijk om zonlicht op te vangen dat een grote hoeveelheid rode componenten bevat in het omtreksgedeelte daarvan. In elk van deze gevallen kan de diameter van de optische kabel worden gekozen overeenkomstig de lichtcomponenten die moeten worden opgevangen. De vereiste diameters van de optische kabel zijn bijvoorbeeld respectievelijk Dl, D2 of D3, afhankelijk van de gewenste kleur van de lichtstralen, dat wil zeggen blauw, groen of rood. Op een dergelijke wijze hoeft alleen de voor een bepaalde kleur vereiste hoeveelheid kabel van optische vezels te worden gebruikt en kan daardoor op zeer effectieve wijze zonlicht, dat een grote hoeveelheid gewenste kleurcomponenten bevat, worden opgevangen.

Indien de diameter van het licht-ontvangende eindoppervlak van de optische kabel wordt vergroot tot DO, zoals getoond in fig. 5» is het mogelijk om licht op te vangen met daarin alle componenten met verschillende golflengten.

Het is ook mogelijk dat de licht-ontvangende oppervlakken van de optische kabel 11 vooraf door de fabrikant in het brandpuntsvlak van het lenzensysteem worden bevestigd, of dat de licht-ontvangende oppervlakken van de optische kabel in de axiale richting van het lenzensysteem regelbaar zijn en door de gebruiker kunnen worden ingesteld om zo licht met de gewenste kleur te verSrijgen.

Wanneer zonlicht wordt gebundeld door een lenzensysteem heeft het zonnebeeld een centraal gedeelte en een gedeelte daaromheen waarvan de kleur afhangt van de afstand tot het lenzensysteem, zoals boven werd genoemd. Op een korte afstand van het lenzensysteem wordt namelijk blauw licht verzameld en op een grotere afstand van het lenzensysteem wordt rood licht verzameld. Door bijregeling van de instelpositie van de licht-ontvangende oppervlakken van de optische kabel is het mogelijk om infrarode en ultraviolette stralen van het zonlicht uit te sluiten en derhalve zonlicht te verkrijgen dat geschikt is voor zonnebaden en voor het kweken van dieren en planten.

De bovengenoemde inrichting voor het opvangen van zonnestralen kan op een dak worden geplaatst en het zonlicht dat wordt opgevangen door die inrichting kan door een kabel van optische vezels naar een lichtstraler worden overgebracht, waarin het licht wordt uitgestraald ten behoeve van het kweken van vis, zoals eerder werd genoemd.

Claims (3)

1. Lichtstraler voor het kweken van vis, omvattende een licht-geleider voor het vanaf diens uiteinde binnenleiden van lichtstralen en voor het vanaf diens buitenoppervlak uitstralen daarvan, met een eerste transparant omhulsel voor het hermetisch daarin onderbrengen van de lichtgeleider en een tweede semi-transparant omhulsel voor het hermetisch daarin onderbrengen van het eerste transparante omhulsel, met het kenmerk, dat het tweede omhulsel in water is geplaatst teneinde het licht door het semi-transparante omhulsel naar buiten uit te stralen.

2. Lichtstraler voor het kweken van vis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede omhulsel onder water op de bodem is vastgemaakt.

3. Lichtstraler voor het kweken van vis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede omhulsel in water zweeft.