NO318527B1 - Avfallseparasjonssystem for fiskemerder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et forbedret system for fjerning av avfall fra en fiskemerd.

Det er vanlig praksis å kommersielt dyrke akvatiske orga-nismer så som fisk og lignende i tanker eller poselignende strukturer som heretter kalles fisketanker- eller merder.

Et av hovedproblemene ved dyrking av disse akvatiske orga-nismene er avfallshåndteringen av sedimenter så som eks-krementer og annet avfall som ellers vil bygge seg opp på bunnen av tanken eller frigjøres til det omgivende vannet og føre til forurensninger som er skadelige for prosessen eller det omgivende miljøet.

Det har kommet mange forslag og systemer for å rengjøre akvakulturtanker idet mange av disse fjerner avfallet fra bunnen av tanken. Se for eksempel US patentene 4 655 169 meddelt 7. april 1987 til Paliola, 4 798 168 meddelt 17. januar 1989 til Vadseth m.fl., 5 593 574 meddelt 14. januar 1997 til Van Toever, 5 636 595 meddelt 10. juni 1997 til Lunde m.fl., samt 6 093 320 meddelt 25. juli 2000 til White.

Alle de beskrevne systemer i patentene anvender vannbeve-gelse for å føre sedimentet til et sedimentutløp, for eksempel ved at en roterende strømning i sirkulære tanker sveiper sedimentene mot midten av tanken. Ovennevnte US patent 4 655 169 beskriver et system der koniske spor er anordnet i bunnenden av tanken, idet en sirkulær strømning påføres vannet i tanken for at avfallet som avsettes på grunn av tanken sveipes langs de koniske sporene inn i et oppsamlingskammer eller sump ved midten av tanken. Dette systemet er åpenbart avhengig av gravitasjon for separa-sjon av sedimenter fra vannet, dvs. at sedimentet faller ved hjelp av gravitasjonen til bunnen av tanken og det på denne måten konsentrerte avfallet sveipes langs de heliske bunnpassasjene til en sump.

I US patent 4 798 169 injiseres ferskvann hovedsakelig tangensielt ved toppen av tanken og påfører vannet en betydelig hastighet slik at det strømmer rundt i tanken med tilstrekkelig hastighet til å få fisken i tanken til å orientere seg selv i forhold til strømmen som dannes av den sirkulære strømningen i tanken. Et enkelt utløp er anordnet ved spissen av den avsmalnende tankbunnen, idet avfallet føres til utløpet for avhending fra tanken ved det sirkulerende vannet.

Patent nr. 5 593 574 angir et vannbehandlingssystem for fisketanker som omfatter et biofiltersystem som bruker en sprøyteskinne for å fordele vann over en pelletseng. Det behandlede vannet fjernes ved siden av, men atskilt over, bunnen av biofiltertanken gjennom et utløpsrør som har et innløp som er skjermet under en konus. Avfall fjernes gjennom en sump ved bunnen av biofiltertanken som omslutter utløpsrøret.

I US patent 5 639 595 anvendes et ringromsformet kammer eller sump som omslutter et hovedtankutløp som dannes av en øvre flate som er atskilt fra bunnen av tanken for derved å danne et strømningsinnløp som strekker seg rundt hele omkretsen av sumpen. Sumpen danner en frustakonisk avsmalning mot bunnenden som er forsynt med et avfallsut-løp ved siden av den sentrale eller aksielle hovedut-løpspassasjen fra tanken. Utløpshull forbinder sumpen med hovedutløpspassasjen for punkt godt ovenfor avfallsutløpet i bunnen av sumpen. Vann som bærer avfall strømmer inn i kammeret hovedsakelig radielt rundt hele periferien av kammeret mot bunnen, hvoretter det strømmer tilbake opp og ut gjennom utløpspassasjene som fører til hovedpassasjen. Avfall som skilles ut av vannet som slipper inn i sumpen fjernes via avfallsutløpet. Dette systemet fører ikke til en betydelig konsentrasjon av sedimenter som skal fjernes.

US patent 6 093 320 tilhørende samme selskap som foreliggende oppfinnelse, angir et rensesystem som anvender et ledeplatesystem og injektorer for å påføre vannet som

slipper inn i sumpen i en tangentiell hastighet for derved å separere avfallet under ledeplaten og fjerne den gjennom en sump, idet det rensede vannet som bar på avfallet inn i sumpen strømmer over ledeplaten og frigjøres.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et avfallsseparerende system som er lett å drive og som anvender vannstrømmene i fisketanken for å føre avfallet mot et utløp. Generelt vedrører foreliggende oppfinnelse et avfallsseparerende system for å separere avfall i en fisketank som har et hovedsakelig sirkulært tverrsnitt og der det innkommende vannet pumpes inn i tanken med et kraftmoment som er hovedsakelig tangentielt med periferien av tanken, slik at vannet strømmer med en sirkulær bevegelse fra toppen mot bunnen av tanken, der tanken har en bunn, der avfallssepareringssystemet omfatter et standrør som er konsentrisk med tanken og som strekker seg gjennom bunnen av tanken til en posisjon under en overflate av vannet i tanken, der standrøret har en åpen, øvre ende som er atskilt fra bunnen av tanken, og et utvidende parti av standrøret omslutter den åpne enden, der et deksel som er konsentrisk med den åpne enden og er atskilt over den åpne enden for å danne en innløpspassasje inn i den åpne enden mellom det utvidende partiet av standrøret, idet dekselet har en diameter som er større enn den åpne, øvre enden for å beskytte den åpne enden fra avfall som kan falle fra vannet over den åpne enden og forstyrre virvelstrømmen i tanken ved det innkommende vannet.

Forholdet mellom dybden D av den åpne, øvre enden av standrøret fra vannoverflaten i tanken og dybden d til tankbunnen er fortrinnsvis mellom 0,7 og 0,9.

AvfallsBepareringssystemet omfatter ytterligere fortrinnsvis et antall omkretsende atskilte ledeskinner som er anordnet symmetrisk rundet innløpspassasjen. Ledeskinnene har fortrinnsvis et par av motstående flater hvorlangs vannet strømmer inn i den åpne enden av standrøret, idet flatene er orientert med en vinkel på mellom 35° og 50° med hensyn til radien til standrøret.

Dekselet har fortrinnsvis en konveks domusutforming med den konvekse flaten rettet bort fra den åpne, øvre enden.

Domusen er fortrinnsvis hovedsakelig konisk utformet. Avfallsseparasjonssystemet omfatter ytterligere fortrinnsvis en invertert konus som er konsentrisk med den åpne, øvre enden, der den koniske flaten er rettet mot den åpne enden, idet den inverterte konusen har en diameter som er mindre enn diameteren til domusen.

Utløpssysternet er fortrinnsvis kombinert med de nærliggende partiene av tankbunnen for derved å danne en overgangssone som omslutter standrøret.

Avfallsutløpet er fortrinnsvis anordnet gjennom bunnveggen nær standrøret.

Ytterligere trekk, formål og fordeler vil forstås fra føl-gende detaljerte beskrivelse og de foretrukne utførelser ifølge foreliggende oppfinnelse under henvisning til de vedføyde tegninger, der: figur 1 viser et sideriss av en fisketank som omfatter avfall sseparasjonssys terner ifølge foreliggende oppfinnelse og viser det vertikale strømningsmønsteret av vannet i tanken,

figur 2 viser et sideriss av fisketanken som omfatter av-fallsseparasjonssysternet ifølge foreliggende oppfinnelse og viser det horisontale strømningsmønsteret av vannet i tanken,

figur 3 viser et tverrsnitt gjennom avfallsseparasjonssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse,

figur 4 viser et snitt, delvis utskåret og med deler fjernet for klarhets skyld, gjennom linjen 4-4 på figur 3, idet orienteringen av ledeskinnene i forhold til strøm-ningsretningen til vannet og kommer inn i standrøret er angitt.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for å separere avfall som kan omfatte partikler av fiskeavfall, uspist for og lignende som må fjernes fra tanken og avhendes på egnet måte.

Figur 1 viser en fisketank 10 anordnet i et vannlegeme (ferskvann eller saltvann) hvis overflate er angitt med henvisningsbetegnelsen L. Merden eller tanken 10 er fortrinnsvis rund i tverrsnitt og har en senterlinje 12 samt et konvekst bunnparti 14 som konvergerer fra den ytre pe-riferiveggen 16 til senterlinjen 12. Nær toppen av tanken er det anordnet et hovedsakelig tangentielt innløp 18 som er orientert slik at ferskvann drevet av en egnet pumpe (ikke vist) føres inn i tanken 10 og gir vannet en beve-gelsesmengde som fører til en strømning rundt i tanken 10 som angitt ved pilen 20 på figur 2. Strømningen av vannet har også en nedadrettet komponent som angitt ved pilene 22 på figur 1. Denne nedadrettede komponenten reverseres som angitt ved pilen 24 over avfallsseparasjonssystemet eller enheten 100 anordnet på senterlinjen 12 ved bunnen av tanken 10 på en måte som vil bli angitt i det følgende. Re-verseringen av strømningen til den oppadgående retningen reverseres igjen over separatoren 100, idet vannet i merden 10 har en tendens til å strømme nedover igjen nær overflaten som angitt ved pilen 26. Det forstås at vann-strømningen i merden hovedsakelige er symmetrisk om aksen 12.

Denne sirkuleringen av vannet rundt og over enheten 100 er som angitt ved pilene 20, 22, 24 og 26 danner en over-gangs- eller stillestående sone 30 i volumet som strekker seg i området som omslutter enheten 100 fra bunnen 14 og opp til flensen 108, idet dette er beskrevet nærmere i det følgende.

Som vist på figur 3 omfatter enheten 100 et standrør 102 hvis akse er konsentrisk med aksen 12 og strekker seg gjennom bunnpartiet 14 og inn i tanken 10 til en posisjon atskilt godt nedenfor vannoverflaten L av tanken 10.

Standrøret 102 har en øvre åpning 104. I den viste utfø-relsen er forholdet {se figur 1) mellom dybden D fra overflaten L til nivået av åpningen 104 og dybden d til bunnen av tanken 10 fra overflaten L (D/d) må aldri være mindre enn 0,5 og er fortrinnsvis i området mellom 0,7 og 0,9. I et bestemt system med en 10 meter dyp tank, vil en standrørdybde på 1,5 fungere godt, dvs. d = 10 meter, D = 8,5 meter, D/d = 0,85).

I den viste utførelsen utvider diameteren til røret 102 seg på en frustakonisk måte som angitt ved 106 for å tilveiebringe en øvre åpning som er større enn diameteren til røret 102. En hovedsakelig radiell flens 108 omslutter åpningen 104. Det kan ses at overhenget som dannes av konusen 106 og flensen 108 resulterer i at strømningen fra bunnen av sonen 3 0 nær standrøret 102 må reversere og strømme tilbake utover, dvs. bort fra aksen 12 og oppover som angitt ved pilen 110, for å nå toppinnløpsenden av s t andrøret 102.

Atskilt ovenfor åpningen 104 og flensen 108 er det anordnet et deksel 112 som er konsentrisk med aksen av røret 102 og konsentrisk med aksen 12 av tanken 10. Deksel 112 i den viste utførelsen har en konveks flate som er rettet bort fra åpningen 104. Dekselet 112 har en diameter som er større enn diameteren til åpningen 104 og er fortrinnsvis større enn den ytre diameteren av flensen 108 for å beskytte åpningen 104 fra fallende avfall fra vannet over enheten 100. Domusen 112 har fortrinnsvis en konusutfor-ming og hjelper til med å avlede avfall fra toppen av dekselet og å rette strømningen slik at den gjennomgår sin første reversering som angitt ved pilen 24, idet eventuel-le sterke virvelstrømninger i senteret av tanken 10 stop-pes .

Et antall omkringliggende og atskilte ledeskinner 114 strekker seg mellom flensen 108 og dekselet 112 for å un-derstøtte dekselet i et fast, atskilt forhold til åpningen 104. En rørformet understøttelsesramme 119 befinner seg mellom flensene 108 og dekselet 112 og tilveiebringer ho-veddelen av understøttelsen for dekselet 112. Ledeskinnene 114 er ensartet atskilt, dvs. symmetrisk anordnet rundt periferien av åpningen 104 med sideflatene 115 orientert slik at de forstyrrer strømningen noe og leder den inn i åpningen 104. Flatene 115 er hovedsakelig parallelle med vannstrømningsretningen (som angitt ved pilen 117) etter-som vannet strømmer forbi ledeskinne 114 og ned i røret 102. Ledeskinnene tjener til å lede vannstrømningen inn i åpningen 114 som angitt på fig. 4 uten å hindre strømning-en i noen særlig grad. I en foretrukket utførelse er vin-kelen a til siden 115 av ledeskinne 114 i forhold til radien r av røret 102 fortrinnsvis i området fra 35 til 50°, idet denne delvis bestemmes av hastigheten og strømningen av vannet inn og ut av tanken 10 som også påvirkes av den indre diameteren av standrøret 102 og høyden H mellom flensen 108 og domusen 112, som delvis bestemmer størrel-sen av det omkretsende innløpet 116 som fører til røret 102. Fire ledeskinner 114 er fortrinnsvis symmetrisk anordnet rundt røret 102, idet en flens 108 har en ytterdia-meter på omtrent 3 meter (på en såkalt Q-trap som ble byg-get hadde flensen 108 en diameter på 3 meter).

I en nærmere bestemt utførelse av oppfinnelsen i en tank med en omtrent 12 meters diameter og et volum på omtrent 175 kubikkmeter og med en innkommende vannstrømningshas-tighet på mellom 20 000 og 60 000 liter/minutt har stand-røret 102 en indre diameter på omtrent 1200 mm, idet den utvider seg til omtrent 1950 mm i det utvidende partiet 106. Den ytre diameteren av flensen 108 er omtrent 3000 mm. Det ble anvendt fire symmetrisk anordnede ledeskinner. Hver av ledeskinnene 114 hadde en tykkelse på 6 mm, en lengde målt i strømningsretningen på omtrent 4 00 mm og en høyde (dvs. høyde H) på omtrent 1000 mm. Enden som peker utover var avrundet ved sidekantene, men forble hovedsakelig stump. Dimensjonen kan endres for å tilpasse forskjellige merdstørrelser og forskjellige strømningshastigheter.

Som beskrevet ovenfor, er de omkretsende utløpsåpningene

116 som vannet strømmer gjennom for å nå åpning 104, dannet mellom de naboliggende flatene av dekselet 112 og flensen 108 og strekker seg fra den ytre kanten 108 til den inntre kanten av flensen 108 der flensen 108 kommer sammen med den frustakoniske utvidelsen 106. Over innløp-såpningen 116 nær den indre periferien av flensen 108, det vil si på innsiden (eller på utsiden om ønsket) av ledeskinnene 114, er det anordnet en sikt 118 som strekker seg rundt den indre periferien av innløpsåpningen 116 for å sikte vann som kommer inn gjennom innløpsåpningen 116. Sikten 118 er festet til den rørformede støttestrukturen 119 og fungerer primært for å stoppe fisk fra å unnslippe og har dermed tilsvarende størrelsestilpassede hull.

Det er foretrukket å tilveiebringe en konus 120 som er invertert i forhold til og konsentrisk med dekselet eller domusen 112 for å rette strømmen som slipper inn gjennom innløpet 116 inn i åpningen 104 og dermed standrøret 102.

Avfall som er separert i overgangssonen 30 fjernet fra tanken eller innhengning 10 via avfallsutløpet 122 (se figur 3) .

Under drift slipper ferskvann inn i tanken 10 via innløpet 18 og strømmer inn i tanken som angitt ved pilene 20, 22, 24, 26 og 110. Enheten 100 hindrer strømmen ved siden av senteret av bunnen til innhegning 10 og danner overgangssonen 3 0 som omslutter enheten 100. Avfallet beveger seg ned tanken generelt ved siden av veggen 16 og så langs veggen 14 inn i overgangssonen 30, idet avfallet skilles ut av vannet i sonen 30. Det rensede vannet strømmer så som angitt ved pilen 110 opp langs utsiden av enheten 100 til det når innløp 116 der det passerer gjennom sikten 118 og så gjennom åpningen 104 inn i standrøret 102 og tilbake til det omkringliggende vannet. Avfallet som har blitt separert i sonen 30 beveger seg til utløpet 122 og føres ut fra tanken til et egnet avhendingssted.

Etter å ha lest beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse vil fagmannen tenke seg en rekke modifikasjoner som ligger innenfor oppfinnelsens ramme som angitt i de ved-føyde krav.

Claims (7)

1. Avfallsseparerende system for å separere avfall i en fisketank som har et hovedsakelig rundt tverrsnitt og der innkommende vann pumpes inn i tanken med en bevegelses-mengde som hovedsakelig er tangent med periferien av tanken, slik at vannet strømmer i en sirkulær bevegelse fra toppen ned til bunnen av tanken, der tanken har en bunn, der det avfallsseparerende systemet omfatter et standrør som er konsentrisk med tanken og som strekker seg gjennom bunnen av tanken til en posisjon under en vannoverflate i tanken, karakterisert ved at standrøret har en åpen øvre ende som danner en øvre åpning som er atskilt fra tankbunnen, der et utvidet parti av standrøret omslutter den åpne enden og et deksel som er konsentrisk med den åpne enden og er atskilt over den åpne enden for å danne en innløpspassasje inn i den åpne øvre enden mellom deks-lene og det utvidede partiet av standrøret, idet dekselet har en diameter som er større enn den åpne øvre enden for å beskytte den åpne øvre enden fra avfall som kan falle fra vannet over den åpne enden og forstyrre en virvel-strømning som dannes ved senteret av tanken ved hjelp av det innkommende vannet, og at systemet ytterligere omfatter et antall omkretsende og atskilte ledeskinner som er anordnet symmetrisk rundt innløpspassasjen atskilt i forhold til den åpne enden og for å lede strømmen inn i den åpne enden.

2. Avfallsseparerende system som angitt i krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom dybden D av den åpne øvre enden til standrøret fra vannoverflaten i tanken og dybden d til bunnen av tanken er mellom 0,7 og 0,9.

3. Avfallsseparerende system som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at ledeskinnene har et par av motsatt rettede flater langs hvilke vannet strømmer inn i den åpne enden, idet flatene er orientert ved en vinkel på mellom 35 og 50° i forhold til standrørets radi-us .

4. Avfallsseparerende system som angitt i krav 1, 2 og 3, karakterisert ved at dekselet har en konveks domusutforming der den konvekse flate er rettet bort fra den åpne øvre enden.

5. Avfallsseparerende system som angitt i krav 4, karakterisert ved at domusen er hovedsakelig konisk utformet.

6. Avfallsseparerende system som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den omfatter en invertert konus som er konsentrisk med den åpne øvre enden, der den koniske flaten er rettet mot den åpne enden, idet den inverterte konusen har en diameter som er mindre enn diameteren til domusen.

7. Avfallsseparerende system som angitt i et av de fore-gående krav, karakterisert ved at utløpssystemet er anordnet over en tankbunn og i forhold til tanken slik at den kombinert med de nærliggende partiene av tankbunnen danner en overgangssone rundt standrøret.