NO20180928A1 - System for sjøvannssirkulasjon i fiskeoppdrettsanlegg - Google Patents

Description

System for sjøvannssirkulasjon i fiskeoppdrettsanlegg

Oppfinnelsen vedrører et system for sjøvannssirkulasjon i fiskeoppdrettsanlegg.

I fiskeoppdrettsanlegg er vannkvaliteten av avgjørende betydning for oppdrettsfiskens trivsel, helse og vekst. Vannkvaliteten avgjøres av mange faktorer, blant annet temperatur, vannsirkulasjon, oksygeninnhold, nitrogen- og CO2-metningen, forekomst av alger, parasitter og sykdomsfremmende organismer osv.

I dag bestemmes vannkvaliteten i stor grad av den naturlige vannstrømmen som forekommer i området der fiskemerdene befinner seg. Vannstrømmen går hovedsakelig i horisontal retning og det er i stor grad tilfeldig hvilken temperatur og kvalitet vannet har. Temperaturen bestemmes i hovedsak av årstiden og de rådende værforhold.

Oksygeninnhold og algekonsentrasjon er i noen grad avhengig av vanntemperaturen osv.

Visse tiltak kan foretas for å f.eks. øke oksygeninnholdet eller framtvinge vannsirkulasjon. Det finnes f.eks. strålerør som kan sette vannet i en halvlukket merd i sirkulerende bevegelse samtidig som det tilføres oksygen. En halvlukket merd vil også i noen grad beskytte mot algebanker som kommer strømmende gjennom merden, med beskyttelsesgraden er relativt lav.

Det norske patentskriftet NO892188 vedrører et system for sirkulasjon og tilsetning av oksygen i vannet. Det er vist et stigerør der luft bobles inn i den nedre delen av røret, slik at det initieres en vannsirkulasjon opp gjennom stigerøret samtidig som vannet blir tilført oksygen.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse minst ett av problemstillinger knyttet til: Vannkvalitet, vanntemperatur, vannsirkulasjon, oksygeninnhold, nitrogen- og CO2-metningen, og/eller forekomst av alger, parasitter og sykdomsfremmende organismer osv.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved et system som er særpreget ved de trekk som er angitt i vedføyde selvstendige krav. Ytterligere fordeler eller alternativer utførelser er angitt i de uselvstendige krav.

Fig. 1 viser et sideriss av en utførelse ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2-4 viser viser det hovedsakelig vertikalt røret 2 i større detalj. Fig.3 viser et sidesnitt, mens fig. 4 viser et perspektivsnitt,

Fig. 5-7 viser forskjellige snitt fra fig.2-4,

Fig. 8a-h viser ulike utførelser av en vannspreder 8,

Fig. 9 viser en utførelse av den øvre delen av stigerøret 2 ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser et system for sirkulering av sjøvann i et fiskeoppdrettsanlegg omfattende et hovedsakelig vertikalt rør 2 innrettet for å være hovedsakelig sentralt posisjonert i en fiskemerd 3, der røret omfatter et rørinnløp 4 og et rørutløp 5, der rørinnløpet 4 er posisjonert lavere i vannet enn rørutløpet 5 og der rørutløpet 5 er posisjonert under vannoverflaten, et oksygeneringsorgan 6, 10 anordnet for å tilføre sjøvann oksygen, et pumpeorgan 7 anordnet for å trekke vann inn i rørinnløpet 4 og føre vann ut av rørutløpet 5, idet det over rørutløpet 5 er anordnet en vannspreder 8 som er innrettet for å sette vann i horisontal, radiell bevegelse. I fig.1 pumpeorganet 7 vist som en dyseanordning, men det skal forstås at andre egnede pumpeorganer like gjerne kan anvendes.

Fig. 1 viser hvordan vann fra dypere vannlag trekkes inn i opp gjennom det hovedsakelig vertikale røret 2, før vannet styres, føres eller slynges utover i radiell retning ved hjelp av vannsprederen 8. Dette vannet vil i noen tilfelle synke ned og i noen delvis resirkuleres. I alle tilfeller vil vannet som er blitt ført opp fortrenge bort vannet som befinner seg i de øvre vannlag i merden. Dette anses for å være gunstig, spesielt dersom vannet som befinner seg i de øvre vannlag i merden inneholder alger, har lavt okygeninnhold, er for varmt etc.

Ifølge oppfinnelsen bidrar vannsprederen 8 til at det dannes det en stor vannboble i merden. Denne vannboblen vil danne et beskyttende miljø for fisken, dvs boblen kan fortrenge vann av dårlig kvalitet som f.eks. inneholder alger, har lavt okygeninnhold, er for varmt etc.. Størrelsen på vannboblen som dannes kan tilpasses slik at all eller mesteparten av fisken i merden befinner seg i boblen. Boblen dannes ved at vannsprederen 8 retter vannet som kommer opp gjennom det hovedsakelig vertikale røret 2 radielt utover. Vannet som kommer opp gjennom det hovedsakelig vertikale røret 2, hentes fra et dyp der vanntemperaturen og eventuelt andre parametere er optimale ut i fra forholdene. Dersom okygeninnholdet ikke er høyt nok, kan oksygen tilsettes ved hjelp av oksygeneringsorganet 6, 10 mens vannet stiger opp gjennom det hovedsakelig vertikale røret. I tillegg vet man at alger og andre sykdomsfremmende organismer som regel oppholder seg i de øvre vannlag. Ved å hente opp friskt vann fra riktig dybde, vil boblen som dannes kunne sørge for å beskytte fisken mot f.eks. en algebanke som strømmer mot merden.

For å lage en vannboble som har tilstrekkelig størrelse og «hold», så er det flere faktorer som spiller inn:

-Det må være en tilstrekkelig vannmengde som trekkes opp gjennom stigerøret 2, slik at vannboblen bidrar til å fortrenge vannet som ellers vill vært der,

-Vannsprederen 8 må ha en utforming som leder eller styrer vannet som kommer opp gjennom stigerøret 2 radielt utover,

-Temperaturen på vannet som trekkes opp i forhold til vannet som befinner seg i de øvre vannlagene vil kunne avgjøre om vannet synker ned eller forblir i de øvre vannlag. Dersom temperaturforskjellen er stor, så vil vannet som trekkes opp ha en tendens til å synke ned igjen,

-Dersom det er sterke vannstrømmer eller kraftige vindforhold, så skal det mer til for å opprette en vannboble som har tilstrekkelig størrelse og «hold»,

-Det er lettere å lage en vannboble med tilstrekkelig størrelse og «hold» i en halvlukket merd enn en åpen merd,

-Utformingen av vannsprederen 8 kan tilpasses/byttes/endres etter bruksområde eller rådende forhold,

-Dybden som vannsprederen 8 og rørinnløp 4 er anordnet i, er av betydning.

Formen på vannboblen kan være en «soppform», nyreform, halvkule-/domeform boble eller en tilnærmet sylinderform. Formen på vannboblen vil i noen grad avgjøres av de rådende vind- og strømningsforholdene, temperaturer og lokale forhold. Med termen «boble» menes et vannvolum som fortrenger vannet det befinner seg i, f.eks. vil en vannboble ifølge oppfinnelsen bestå av vann som blir trukket opp fra dypere vannlag. Boblen vil ha en radius som bestemmes av vannmengden som trekkes opp og hastigheten vannet har oppgjennom stigerøret 2. Vannsprederen 8 vil bidra til å «forme» vannboblen. Uten vannsprederen 8 vil vannet som trekkes opp gjennom stigerøret strømme opp mot vannoverflaten, der den vil bruse opp og danne en turbulent, vilkårlig vannstrøm. Selv om den vil danne en slags vannboble som fortrenger det omkringliggende vannet, så blir formen udefinert og uforutsigbar, i tillegg til at radien ikke blir så stor som man kan ønske.

I en utførelse kan vannsprederen 8 være anordnet slik at den roterer som et resultat av vannstrømmen som kommer opp gjennom stigerøret. Fordelen med en slik utførelse er at vannet styres radielt utover på et mer retningsbestemt vis, eventuelt også at vannet bevirkes til å rotere i merden. Dette kan ha flere fordeler, det kan gi vannboblen bedre spredning og «hold» og/eller det kan være gunstig for fisken som da får en vannstrøm å svømme i og dermed får mer mosjon, noe som er gunstig for trivsel, vekst og kjøttkvalitet.

Vannsprederen 8 kan eventuelt også bevirkes til å rotere ved hjelp av en motor.

Fordelene vil omtrent være de samme som nevnt ovenfor, men kan bidra til å akselerere vannstrømningen ytterligere dersom f.eks. vannhastigheten eller -mengden opp gjennom stigerøret er begrenset.

Fig. 8a-h viser alternative utførelser av vannsprederen 8.

I en annen utførelse kan vannsprederen 8 være stasjonær og fungere som en slags pipehatt, men da med en utforming som bidrar til å rette/styre vannet i ønsket retning, f.eks. en konisk eller frustro-konisk utforming, ref. fig.8d. Formen til en slik vannspreder 8 kan også være usymmetrisk. En usymmetrisk utforming kan være gunstig dersom det til enhver tid er en rådende vannstrømning mot merden(e). En slik rådende vannstrømning vil bidra til å deformere vannboblen, og da vil en usymmetrisk utformet vannspreder kunne kompensere for deformasjonen. Man kan også tenke seg at en usymmetrisk vannspreder vendes frem og tilbake i takt med tidevannet.

Fig. 2-4 viser viser det hovedsakelig vertikalt røret 2 i større detalj. Fig.3 viser et sidesnitt, mens fig. 4 viser et perspektivsnitt. Fig.5-7 viser forskjellige snitt fra fig.2-4, hhv detaljer ved en mulig teleskopisk løsning, detaljer ved innløpet 4 omfattende en silanordning, og en utførelse av vannsprederen 8.

Fig. 9 viser den øvre delen av stigerøret 2 omfattende utløpet 5, en utførelse av vannsprederen 8, en flottør 12, et heisespill 9, en oksygenslange 6, 10 (oksygenslangen kan også eventuelt anvendes for å transportere andre fluider, f.eks. medisiner, peroksider etc.), og et oppheng 11. Oppdriften til flottøren 12 kan eventuelt reguleres, enten slik at den flyter i overflaten, eller at den holder seg på en bestemt dybde. Heisespillet 9 kan omfatte et rep eller en wire som strekker ned til det nedre av de to (eller flere) rørene som danner det teleskopiske stigerøret 2, idet det nedre røret kan slippes ned eller trekkes opp ved hjelp av heisespillet 9, for på det vis å regulere stigerørets 2 lengde og dermed dybden som vann trekkes opp i fra. Det skal forstås at stigerørets 2 lengde kan reguleres på andre måter, f.eks. ved at det rørene omfatter gjenger og at lengden reguleres ved at rørene roteres i forhold til hverandre.

Fig. 10 viser hvordan opphenget 11 kan reguleres i lengde. Opphenget bestemmer hvor dypt utløpet 5 og sprederen 8 befinner seg. I figurene er opphenget 11 vist forholdsvis kort i forhold til det som i de fleste tilfeller vil være tilfelle. Man vil som oftest ønske at utløpet 5 befinner seg flere meter under vannoverflaten, typisk 2-10 meter, ofte 4-6 meter. Dybden på utløpet vil være med på å bestemme formen, og da spesielt diameteren, på vannboblen. Opphenget 11 han være utbyttbart, dvs man kan bestemme dyben røret står på ved å bytte ut snorene som omfattes av opphenget 11, eller det kan være regulerbart ved at opphenget omfatter et heisespill (ikke vist) som kan forlenge eller forkorte snorene. Reguleringen kan skje automatisk.

Stigerøret 2 og elementene det omfatter kan være styrt av et styresystem som anvender ulike målte data og eventuelt erfaringsdata for å optimalisere lengden av stigerøret, tilførsel av oksygen, mengden vann som føres opp gjennom stigerøret 2 osv. Systemet ifølge oppfinnelsen brukes kontinuerlig, tidvis eller som et beredskapssystem. Som et beredskapssystem kan det f.eks. igangsettes dersom det skulle oppstå en algeinvasjon, under spesielle værforhold eller som et behandlingssystem for fjerning av lus eller andre sykdommer. I sistnevnte tilfelle kan systemet blande medisiner i vannet som løftes opp, hvorpå det dannes et «behandlingsbad» i vannboblen som fisken befinner seg i.

Behandlingstiden, konsentrasjonen av medisiner/behandlingsvæske i vannet etc. kan kontrolleres og styres ganske nøyaktig, og fisken kan dermed behandles uten at den må overføres til separate behandlingsbad gjennom slanger osv. Dermed slipper man å stresse fisken, man kan unngå av dyrt maskineri og omfattende operasjoner, og en behandling kan komme i gang raskt, slik at det ikke går uhensiktsmessig lang tid fra et problem har blitt avdekket til behandlinger er i gang. Sistnevnte moment kan også bidra til at mengden og konsentrasjonen av medisin/behandlingsvæske holdes nede, noe som alltid er ønskelig.

Claims (9)

Pa tentkrav

1. Et fiskeoppdrettsanleggsystem for sirkulering av sjøvann omfattende et hovedsakelig vertikalt rør (2) innrettet for å være hovedsakelig sentralt posisjonert i en fiskemerd, der røret omfatter

-et rørinnløp (4) og et rørutløp (5), der rørinnløpet (4) er posisjonert lavere i vannet enn rørutløpet (5) og der rørutløpet (5) er posisjonert under vannoverflaten,

-et oksygeneringsorgan (6, 10) anordnet for å tilføre sjøvann oksygen, -et pumpeorgan (7) anordnet for å trekke vann inn i rørinnløpet (4) og føre vann ut av rørutløpet (5),

k a r a k t e r i s e r t v e d at det over rørutløpet (5) er anordnet en vannspreder (8) som er innrettet for å sette vann i horisontal, radiell bevegelse.

2. Et system ifølge krav 1, der vannsprederen (8) er innrettet til å rotere aktivt.

3. Et system ifølge krav 2, der vannsprederen (8) er innrettet til å rotere passivt.

4. Et system ifølge krav 1 eller 2, der vannsprederen (8) omfatter finner eller blad.

5. Et system ifølge krav 1, der vannsprederen (8) er hovedsakelig frustro-konisk eller konisk utformet.

6. Et system ifølge krav 1, der vannsprederen (8) omfatter en gjennomgående, sentral kanal.

7. Et system ifølge krav 1, hvor pumpeorganet (7) omfatter en av gruppen:

sentrifugalpumpe, fortrengningspumper, ejektor, impeller, propell, vibrasjonspumpe.

8. Et system ifølge krav 1, der røret er teleskopisk og omfatter minst to rørstykker, der et rørstykke er innrettet til å gli inn et annet rørstykke, idet lengden av det teleskopiske røret er regulert ved hjelp av et heiseorgan (9).

9. Et system ifølge minst ett av de krav, der røret (2) henger i et oppheng (11) fra en flottør (12), der lengden på opphenget (11) er regulerbart.