NO343079B1 - Induktivt ladesystem for redskapsbærer - Google Patents

Abstract

System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) fra en apparatbane (3) og til en redskapsbærer (2) i en merd (1) tilhørende et oppdrettsanlegg, hvor merden (1) omfatter en omkransende holdestruktur (10), apparatbanen (3) og redskapsbæreren (2), hvor redskapsbæreren (2) er innrettet til forflytting langs apparatbanen (3), hvor en primærspole (71) er anordnet i apparatbanen (3), en sekundærspole (75) er anordnet i redskapsbæreren (2), og primærspolen (71) og sekundærspolen (75) danner et magnetfelt i det vesentlige perpendikulært på apparatbanens senterakse.

Description

INDUKTIVT LADESYSTEM FOR REDSKAPSBÆRER

Oppfinnelsen vedrører en anordning for trådløs overføring av elektrisk strøm fra en apparatbane og til en redskapsbærer i en merd tilhørende et oppdrettsanlegg, hvor merden omfatter en omkransende holdestruktur, apparatbanen og redskapsbæreren, og hvor redskapsbæreren er innrettet for forflytting langs apparatbanen.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Til oppdrett av fisk kan det anvendes flytende merder. Merdene kan omfatte en lukket innhengning, gjerne i form av ei not som lar vannet strømme fritt gjennom innhegningen. Over tid vil nota dekkes av begroing og vanngjennomstrømningen avtar. Oksygeninnholdet inne i merden avtar, noe som er uheldig for fiskens trivsel, helse og vekst. Groeorganismene kan blant annet fungere som reservoar for amøber som kan fremkalle amøbegjellesykdom hos fisken.

Det er kjent å bruke såkalt rensefisk i merder for å bekjempe eksterne krepsdyrparasitter på fisken, for eksempel lakselus. Dersom nota ikke holdes rein for begroing, vil rensefisken spise av begroinga i stedet for å spise lakselus.

Det er kjent innen faget å behandle nøter som brukes til innhegning, med impregneringsmidler for å forhindre begroing. Slike impregneringsmidler er i sin natur giftige. Kjente impregneringsmidler omfatter kobber. Det er også kjent at slike nøter må sendes til egne vaskerier for renhold og reimpregnering. Dette er et omfattende arbeid som blant annet forutsetter mobilisering av en båt med en kran for å kunne løfte nota ut av sjøen og for å kunne sette nota tilbake i sjøen.

Et alternativ til å vaske og impregnere nøtene, er å vaske nøtene der de er. For dette kan det benyttes ulike rengjøringsapparat som senkes ned langs innsiden av nota. Patentskriftene US2011/0185519 og EP2251102 viser eksempler på apparat for rengjøring av dykket nett, spesielt et nett i en fiskemerd. Det er også kjent å anvende rengjøringsapparat der vann under høyt trykk ledes fram til én eller flere roterende skiver hvor vannet spyles gjennom dyser. Felles for disse apparatene er at de betjenes fra et overflatefartøy, gjerne en arbeidsbåt med kran som hever og senker rengjøringsapparatene.

Ei not som rengjøres sjeldent, vil kreve en mer intensiv rengjøring enn ei not som rengjøres ofte. Det har vist seg at sjelden og intensiv rengjøring med høytrykksspyling stresser fisken og medfører redusert tilvekst i dagene etter rengjøringen. Det er de senere år observert mer gjelleproblem på oppdrettsfisk, et problem som forklares med for sjelden og intensiv vasking av nøtene.

Det er vanlig at merder er forsynt med såkalte fuglenett for å holde predaterende fugler unna fisken i innhengningen. Fuglenettet kan for eksempel holdes oppe av et tårn posisjonert i merdens sentrum, og fuglenettet er fastgjort til et rekkverk som omkranser innhegningen. For å kunne rengjøre nota fra innsiden, må fuglenettet løsnes fra rekkverket etter hvert som et rengjøringsapparat forsynt med én eller flere slanger for tilførsel av vann og/eller energi føres sidelengs langs notveggen.

På grunn av arbeidet med å mobilisere båt og mannskap, vil ikke renhold av nøtene utføres før begroingen er forholdsvis omfattende. Det er derfor behov for enklere løsninger som ikke forutsetter bruk av båt, og samtidig unngå bruk av høytrykksspyling.

Patentskrift NO 19964578 beskriver en anordning for manøvrering av et rengjøringsapparat på bunnen av notposer under vann. Anordningen omfatter et rengjøringsapparat som trekkes frem og tilbake på bunnen av merden ved hjelp av to hånddrevne oppspolingstromler anbragt på en flyttbar vogn. Vogna hviler løst på merdens rekkverk, og et vertikalt støttestag som hviler mot merdens innside, hindrer vogna i velte innover i innhegningen. Rengjøringsapparatet er forbundet med en gjennomgående line som via en trinse i merdens senter og ved kanten kan trekkes frem og tilbake på bunnen av merden.

Patentskrift WO 2010/015852 beskriver en merd omfattende en omkransende holdestruktur og en apparatbane festet til holdestrukturen, idet et kjøretøy er innrettet for til å forflyttes langs apparatbanen. Kjøretøyet omfatter fremdriftsmidler som kan være en elektrisk motor som får energien fra et ombordværende batteri, en forbrenningsmotor, eller kjøretøyet kan være tilknyttet en umbilical som forsyner kjøretøyet med energi.

Patentskrift CA 2470264 beskriver en fôrutlegger tilkoblet en overliggende apparatbane. Fôrutleggeren omfatter et fremdriftsmiddel i form av et batteri. Batteriet kan lades ved å koble fôrutleggeren til én eller flere batteriladestasjoner anordnet langs apparatbanen, idet tilkoblingen til batteriladestasjonen skjer via en elektrisk kontakt.

Patentskrift WO 2015005801 beskriver at autonomt apparat for rengjøring av overflaten til en dykket struktur. Det autonome apparatet omfatter et system for induktiv lading, i det det autonome apparatet kan forflyttes til en ladestasjon slik at en sekundærspole i det autonome apparatet kan omsluttes av en primærspole i ladestasjonen.

Patentskrift US 2012222997 beskriver en bassengrenser omfattende et ladbart batteri tilkoblet en induktiv krets for samvirke med en korresponderende induktiv krets anordnet i bassengets vegger eller bunn.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen er definert av det selvstendige patentkravet. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vedrører et system for induktiv lading, mer spesifikt et system for trådløs overføring av elektrisk strøm fra en apparatbane og til en redskapsbærer i en merd tilhørende et oppdrettsanlegg, hvor merden omfatter en omkransende holdestruktur, apparatbanen og redskapsbæreren, og redskapsbæreren er innrettet for forflytting langs apparatbanen, hvor en primærspole er anordnet i apparatbanen og en sekundærspole er anordnet i redskapsbæreren. Primærspolen og sekundærspolen danner et magnetfelt som i det vesentlige er perpendikulært på apparatbanens senterakse.

Primærspolen fungerer som ladepunkt og er i en fordelaktig utførelse plassert beskyttet inne i apparatbanen. Apparatbanen kan være et lukket rør eller en åpen profil. En trådløs energiforsyning slik det beskrives her er spesielt fordelaktig i fuktige og saltholdige omgivelser. Primærspolen kan være anordnet inne i et profil tildannet av plast eller komposittmateriale.

Primærspolen kan være anordnet i et omsluttende hus som hvor husets ytre form er korresponderende med apparatbanens indre form. Huset kan være formstøpt og kan i en fordelaktig utførelse være fukt- og saltbestandig. Dersom apparatbanen er et rundt rør, kan primærspolen være anordnet i et sylindrisk legeme.

Huset kan i sine endepartier være forsynt med en kontakt for tilkobling til en annen primærspole. Apparatbanen kan omfatte flere ladepunkt. Disse kan da i en fordelaktig utførelse være plassert jevnt fordelt langs apparatbanen, og ladepunktene kan være sammenkoblet med kabler inne i apparatbanen. Et første ladepunkt kan i sin første ende være tilkoplet en utvendig energikilde, og i sin andre ende være tilkoplet et andre ladepunkts første ende. Det andre ladepunktets andre ende kan være forbundet med et tredje ladepunkts første ende.

En dimensjonerende faktor for antall ladepunkt og plasseringen av disse, kan være strekningen redskapsbæreren forflytter seg langs banen under full belastning. En redskapsbærer omfattende en vinsj og et rengjøringsapparat vil forbruke mer energi ved rensing av en dyp merd enn en grunn merd. Følgelig kan en dyp og vid merd kreve flere ladestasjoner enn en grunnere merd. En fagperson kan basert på redskapsbærerens strømforbruk angi optimalt antall ladepunkt.

Huset og redskapsbæreren kan være forsynt med sensorer for angivelse av primærspolen og

sekundærspolens relative posisjon. Systemet kan omfatte midler for identifisering og informasjon om ladestatus, og overføring av nevnte informasjon til en sentral styreenhet. På den måten kan en operatør få melding dersom ett eller flere ladepunkt har funksjonsfeil. Dersom det registreres funksjonsfeil, kan redskapsbæreren programmeres til å forflytte seg til et annet og nærmest tilliggende fungerende ladepunkt for lading.

Huset og primærspolen kan videre omfatte middel for aksiell og radiell posisjonering, eksempelvis spor eller feste for verktøy. Huset kan fastgjøres til apparatbanen med midler ifølge kjent teknikk, for eksempel lim eller skruer.

Dersom apparatbanen er et rør med sirkulær omkrets, kan redskapsbæreren ha en begrenset rotasjon om rørets senterakse, som følge av påvirkning av bølger og apparatbanens posisjon over vannet. Det er kjent at effektiv trådløs energioverføring krever at primærspolen og sekundærspolen er korrekt plassert i forhold til hverandre. For å kompensere for vinkelforskjeller mellom de to nevnte spoler, kan primærspolen være forbundet med et legeme omfattende en dreieanordning. Dreieanordningen kan være forsynt med midler for rotasjon av primærspolen om rørets senterakse. Nevnte midler kan være en elektromotor, en magnet eller et gravitasjonslodd.

Apparatbanen kan være innrettet til føring av redskapsbæreren forskyvbart fastgjort til apparatbanen, og merden omfatter en omkransende holdestruktur. Holdestrukturen kan omfatte et flytelegeme og et rekkverk. Apparatbanens omkrets kan være mindre enn rekkverkets omkrets. Apparat-banen kan være forsynt med en flerhet koplingsorgan for fastgjøring av apparatbanen til holdestrukturen. Apparatbanen kan være fleksibelt fastgjort til holdestrukturen og apparatbanen kan i seg selv være fleksibel. Apparatbanen kan være over vannoverflaten.

Redskapsbæreren kan være forsynt med et framdriftsmiddel for forflytning av redskapsbæreren langs apparatbanen og et føringsmiddel for å holde redskapsbæreren forskyvbart fastgjort til apparatbanen. Redskapsbæreren kan omfatte et batteri. Batteriet kan i en fordelaktig utførelse være oppladbart. Lading av batteriet kan skje via et kontaktpunkt ifølge kjent teknikk, for eksempel en ledning med stikkontakt eller et stasjonært punkt. Redskapsbæreren kan også omfatte et middel for induktiv lading.

Utførelseseksempel

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig.1 viser i perspektiv i en prinsippskisse noen av elementene til en merd tilhørende et oppdrettsanlegg, hvor figuren viser en omkransende holdestruktur som omfatter et flyteelement og et rekkverk, en apparatbane, en flerhet apparatbaneoppheng, en redskapsbærer og et energisystem;

Fig.2 viser i en større målestokk i perspektiv redskapsbæreren fastgjort til apparatbanen;

Fig.3 viser i en større målestokk en perspektivskisse av redskapsbæreren;

Fig.4 viser i perspektiv en prinsippskisse av en induktiv ladeenhet innrettet for fastgjøring i apparatbanen og redskapsbæreren;

Fig.5 viser i sideriss en prinsippskisse av den induktive ladeenheten vist i figur 4;

Fig.6 viser i perspektiv den induktive ladeenheten posisjonert i et rør; og

Fig.7 viser en prinsippskisse av en rengjøringssyklus i en merd.

Figurene er vist på en forenklet og skjematisk måte, og detaljer som ikke er viktige for å belyse hva som er nytt med oppfinnelsen, er utelatt fra figurene. De ulike elementene i figurene er ikke nødvendigvis vist i rett målestokk i forhold til hverandre. Like og tilsvarende elementer vil bli angitt med samme referansenummer i figurene.

Figur 1 viser deler av et oppdrettsanlegg 1 for akvatiske organismer, for eksempel fisk. I figur 1 er det vist en del av en omsluttende holdestruktur 10 som omfatter et flyteelement 11 som er forbundet med en lukket innhegning 91 for fisk (se figur 2) som henger nede i vannet. Innhegningen kan for eksempel utgjøres av ei not. Et fuglenett (ikke vist) innrettet til å dekke det åpne arealet innenfor rekkverket 13 kan være fastgjort til rekkverket 13. Figur 1 viser videre en redskapsbærer 2, innrettet for å forflytte seg langs en apparatbane 3. Redskapsbæreren 2 omfatter en vinsj (ikke vist), hvor kabelen i den frie enden er tilkoplet et rengjøringsapparat 15 (se figur 7). Apparatbanen 3 er forbundet med holdestrukturen 10 via flere apparatbaneoppheng 4.

Figur 2 viser redskapsbæreren 2 anbragt på apparatbanen 3. Apparatbanen 3 er forbundet med holdestrukturen 10 via en flerhet apparatoppheng 4. To roterbare avstandsholdere 22 er fastgjort til redskapsbæreren 2 og ligger an mot innhegningen 91. Når redskapsbæreren 2 forflyttes langs apparatbanen 3, vil de to avstandsholderne 22 rotere.

Figur 3 viser redskapsbæreren 2 i perspektiv, der en i bruksposisjon vertikal flate 25 vender mot holdestrukturen 10 og innhegningen 91 (se figur 2). Redskapsbæreren 2 er forsynt med hjul 21 som er anbragt på apparatbanen 3. Hjulene 21 er forsynt med en motor (ikke vist) og et telleverk (ikke vist). Redskapsbæreren 2 omfatter videre et føringsmiddel 20 på utsiden av apparatbanen 3, her vist som en kloss, og et føringsmiddel 24 (skjult) på innsiden av apparatbanen 3, her i form av et løpehjul.

Figurene 4, 5 og 6 viser prinsipptegninger av et induktivt ladesystem. En primærspole 71 er anbragt i et første hus 72 (delvis vist) som er plassert inne i et rør 73. Røret 73 er forsynt med en kobling 77 for tilkobling til en elektrisk energikilde (ikke vist). Røret 73 er av samme type som apparatbanen 3 (figur 1, 2). Huset 72 er fastgjort til røret 73 med en skrueforbindelse 74. Røret 73 kan fastgjøres til apparatbanen 3 ved plastsveising eller en koblingsbar forbindelse ifølge kjent teknikk (ikke vist).

Sekundærspolen 75 er anbragt i et andre hus 76 på redskapsbæreren 2, mellom støttehjulene 24 (se figur 3). Sekundærspolen 75 er tilkoblet et batteri (ikke vist) på redskapsbæreren 2. Det første huset 72 og det andre huset 76 er forsynt med posisjonssensorer (ikke vist), innrettet for å gi primærspolen 71 og sekundærspolen 72 en innbyrdes optimal posisjon for maksimal energioverføring.

Figur 7 viser en oppdrettsmerd 1 omfattende en apparatbane 3, en redskapsbærer 2 og et rengjøringsapparat 15. Innhegningen 91 er inndelt i et øvre parti 91a for høyfrekvent rengjøring og et nedre parti 91b for lavfrekvent rengjøring. I det etterfølgende beskrives et eksempel på en autonom driftssyklus for nevnte system:

1. Redskapsbæreren 2 har et fast startpunkt 16 på apparatbanen 3. Når redskapsbæreren 2 ikke er i drift, parkeres redskapsbæreren 2 på startpunktet 16 med vinsjkabelen 82 innrullet og rengjøringsapparatet 15 i hvileposisjon

2. Redskapsbæreren 2 settes i drift

3. Rengjøringsapparatet 15 senkes til en maksimal dybde 93

4. Rengjøringsapparatet 15 heves til en utgangsposisjon 92

5. Redskapsbæreren 2 forflytter seg i en første retning A langs apparatbanen 3, for eksempel 80 cm

6. Sekvensene c-e gjentas inntil redskapsbæreren 2 har forflyttet seg 360 grader i en første retning A og er tilbake på startpunktet 16

7. Redskapsbæreren 2 settes i hvilemodus

8. Redskapsbæreren 2 settes i drift

9. Rengjøringsapparatet 15 senkes til en midlere dybde 94

10. Rengjøringsapparatet 15 heves til utgangsposisjonen 92

11. Redskapsbæreren 2 forflytter seg i en andre retning B langs apparatbanen, for eksempel 80 cm

12. Sekvensene i)-k) gjentas inntil redskapsbæreren 2 har forflyttet seg 360 grader i en andre retning B og er tilbake på startpunktet 16

13. Redskapsbæreren 2 settes i hvilemodus

14. Sekvensene b)-g) og h)-m) gjentas i ønsket rekkefølge og med ønsket frekvens

Dersom systemet omfatter kablet strømtilførsel (ikke vist), kan redskapsbæreren 2 opereres kontinuerlig.

Dersom systemet omfatter induktiv lading, vil sekvensene avbrytes og redskapsbæreren 2 forflytte seg til nærmeste ladepunkt når det er behov for lading. Når batteriet er ladet, vil sekvensen fortsette der den ble avsluttet. I et system omfattende induktiv lading kan redskapsbæreren 2 om ønskelig kjøre i bare én retning langs apparatbanen 3, da det ikke er noen kabel som kan tvinnes.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.

Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Det faktum at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekk ikke med fordel kan brukes.

Claims (6)

Patentkrav

1. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) fra en apparatbane (3) og til en redskapsbærer (2) i en merd (1) hvor:

- merden (1) omfatter en omkransende holdestruktur (10);

- apparatbanen (3) er fleksibelt fastgjort til holdestrukturen (10);

- og redskapsbæreren (2)er innrettet til forflytting langs apparatbanen (3),

k a r a k t e r i s e r t v e d at:

- en primærspole (71) er anordnet i apparatbanen (3);

- en sekundærspole (75) er anordnet i redskapsbæreren (2); og

- primærspolen (71) og sekundærspolen (75) danner et magnetfelt i det vesentlige perpendikulært på apparatbanens (3) senterakse.

2. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) i henhold til krav 1, hvor primærspolen (71) er anordnet inne i en profil av plast eller komposittmateriale.

3. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor primærspolen (71) er anordnet i et omsluttende hus (72) hvis ytre form er korresponderende med apparatbanens (3) indre form (31).

4. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) i henhold til krav 3, hvor huset er formstøpt.

5. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) i henhold til kravene 3 og 4, hvor huset (72) i sitt endeparti (78) er forsynt med en kontakt (79) for tilkobling til en annen primærspole (71).

6. System for trådløs overføring av elektrisk strøm (7) i henhold til kravene 3 - 5, hvor huset og redskapsbæreren (2) er forsynt med sensorer for angivelse av primærspolen (71) og sekundærspolens (75) relative posisjon.