NO344164B1

NO344164B1 - Roterbar børste for et neddykkbart rengjøringsapparat

Info

Publication number: NO344164B1
Application number: NO20181124A
Authority: NO
Inventors: Ole Molaug; Knut Molaug; Anders Molaug; Harald Aamodt
Original assignee: Aqua Robotics As
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-09-23
Also published as: NO20181124A1; CA3204519A1; NO343977B1; EP3742896A1; WO2019147137A1; EP4085764A1; CL2020001953A1; EP3742896A4; KR20200111229A; CA3089570A1; DK181512B1; DK202270218A1; AU2019211023B2; CN111787790A; DK202270218A8; AU2019211023A1; DK202070491A1; KR20230092027A

Description

ROTERBAR BØRSTE FOR ET NEDDYKKBART RENGJØRINGSAPPARAT

Oppfinnelsen vedrører en børste for rengjøring av en dykket overflate, eksempelvis ei not tilhørende en merd for fiskeoppdrett. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en roterbar børste for et neddykket rengjøringsapparat.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Til oppdrett av fisk kan det anvendes flytende merder. En såkalt åpen merd omfatter blant annet et flytelegeme som omkranser en innhegning for fisken. Innhegningen kan omfatte ei not. Nota er lukket i bunnen. Vannet strømmer fritt gjennom nota. Fisken er avhengig av at vannet inne i nota skiftes ut ved gjennomstrømming for at oksygeninnholdet i vannet skal være tilfredsstillende. Over tid vil nota dekkes av begroing, og vanngjennomstrømningen avtar. Oksygeninnholdet inne i merden vil derfor avta, noe som er uheldig for fiskens trivsel, helse og vekst.

Det er kjent å bruke såkalt rensefisk i merder for å bekjempe eksterne krepsdyrparasitter på fisken. Lakselus er ett eksempel på en slik parasitt. Det er fordelaktig å holde nota rein for begroing for å få best effekt av rensefisken. Rensefisken vil spise av begroing og vil derfor ikke være så aktiv til å spise lakselus når nota er begrodd.

Det er kjent innen faget å behandle nøter som brukes til merder, med impregneringsmidler for å forhindre begroing. Slike impregneringsmidler er i sin natur giftige. Kjente impregneringsmidler omfatter kobberholdige impregneringsmidler. Det er også kjent at slike nøter må sendes til egne vaskerier for renhold og re-impregnering. Dette er et omfattende arbeid som blant annet omfatter mobilisering av en båt med 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 rengjøre nøtene der de befinner seg i vannet.

Patentskrift US 2011/0185519 viser et apparat for rengjøring av et dykket nett, spesielt et nett i en fiskemerd. Apparatet er betjent fra et overflatefartøy. Apparatet omfatter en rektangulær eller kvadratisk ramme som er innrettet til å skli over nettet. Apparatet omfatter videre oppdriftslegemer som er plassert innenfor rammen, et framdriftsorgan for å kunne flytte apparatet langsmed nettet, en propell for å holde apparatet inntil og i kontakt med nettet og et rengjøringsorgan. Rengjøringsorganet kan omfatte en sugeinnretning som er integrert i rammen, eller en høytrykksspyler. Apparatet kan i tillegg være forsynt med børster. Fremdriftsorganet kan omfatte hydraulisk drevne tannhjul. Propellen kan være hydraulisk dreven. Oppdriftslegemet er innrettet til at apparatet i fullt dykket posisjon har en negativ oppdrift på ca.10 kg.

Patentskrift NO 20160538 viser et rengjøringsapparat som omfatter en ramme forsynt med flere roterende skiver for rengjøring av dykkede nett. Vann under høyt trykk ledes fram til senter av hver roterende skive. Hver skive har kanaler fra sentrum og ut til skivens periferi. Kanalen ender i en skråstilt dyse slik at skiven bringes til å rotere når vann under høyt trykk strømmer ut av dyseåpningen.

Patentskriftene US 2012/0260443 og WO2013126359 viser rengjøringsapparater som omfatter en ramme forsynt med flere roterende skiver for rengjøring av et nett. Skivene er i sin periferi forsynt med fingerformede kroker som griper om nettstrukturen og løsner urenheter. En vesentlig ulempe med denne løsningen er at krokene gir en betydelig mekanisk belastning på nettstrukturen.

Søkers egen patentsøknad NO 20161527 beskriver et rengjøringsapparat omfattende minst én børste som passivt roterer på notveggen. Rengjøringsapparatet heves og senkes ved hjelp av en vinsj på overflaten.

Patentskrift NO 342552 beskriver en trittsvømmende, autonom rense- og inspeksjonsrobot til bruk i en merd i et oppdrettsanlegg, omfattende et i det minste delvis oppdriftsnøytralt legeme utstyrt med flere thrustere for styring og posisjonering i både vertikal og horisontal retning, samt et antall renseenheter for rengjøring av oppdriftsanleggets merd.

Patentskrift NO328058B1 beskriver en rengjøringsanordning for en overflate av en undervannsstruktur, idet rengjøringsanordningen omfatter minst en rengjøringsrulle som er roterbar om sin lengdeakse og forsynt med ytre rengjøringselementer.

Patentskriftene CA2297677A1, US3431571A, US9554642B2, EP0528556A2 og US5903951A beskriver ulike roterende børster for bruk på tørre flater, hvor børstene er anordnet aksielt eller tangentielt til en børstekjerne.

Apparater omfattende bruk av vann under høyt trykk er kjent for å gi stor slitasje på nøtene og gir stor oppvirvling av urenheter. Skånsomme apparater har gjerne liten kapasitet. Det er også et problem at rengjøringsapparater ifølge kjent teknikk i liten grad kan vaske baksiden av nota. Baksiden av nota er i denne sammenheng den siden av nota som vender vekk fra rengjøringssapparatet. Det søkes derfor etter skånsomme rengjøringsapparater som også kan rengjøre baksiden av nota.

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.

Generell beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en roterbar børste for rengjøring av ei dykket not. Den roterbare børsten omfatter en børstekjerne med en rotasjonsakse og en flerhet buster, hvor busten er forsynt med et endeparti med en fri ende og med et festeparti fastgjort til børstekjernen. Ved rotasjon av den roterbare børsten beveger bustens frie ende seg langs en sirkulær periferibane med senter i rotasjonsaksen, og bustens endeparti danner en sekantvinkel med periferibanen, hvor sekantvinkelen er forskjellig fra 90 grader. Den roterbare børsten omfatter videre minst ett dybdehjul.

Med en sirkulær periferibane kan det i denne sammenheng forstås en periferibane tilhørende en enkelt bust. Buster med ulik lengde kan ha periferibaner med ulik radius.

En bust med en sekantvinkel forskjellig fra 90 grader vil i det etterfølgende bli omtalt som en bøyd bust eller en tangentiell bust. Med en dykket not kan det forstås en innhegning for oppdrettsfisk. Nota kan danne en notvegg som kan være vertikal eller skrånende. Notveggen kan være forsynt med vertikalt og horisontalt anordnede tråder.

Rotasjon av den roterbare børsten kan tilveiebringes ved at den roterbare børsten ruller over et underlag, eksempelvis ei not. Rotasjon av den roterbare børsten kan tilveiebringes ved at den roterbare børsten tilkobles et drivmiddel, eksempelvis en motor. En roterende børste med drift kan tilføres en rotasjonshastighet som er uavhengig av børstens relative bevegelse mot underlaget.

Den roterbare børsten som beskrives heri, blir innen faget også omtalt som en børstevalse.

Den roterbare børsten har den fordel at den ruller over nota og derved løsner urenheter som har festet seg til nota, eksempelvis algevekster. Ved at den roterbare børsten ruller over nota oppnås en passiv og skånsom rengjøring av nota med minimal belastning på nota og med minimal oppvirvling av urenheter. Når en radielt rettet bust med en sekantvinkel på 90 grader penetrerer nota, vil den rette busten i det vesentlige kun berøre framsiden og siden av trådene i nota. Framsiden kan i denne sammenheng forstås med den flaten som vender mot rengjøringsapparatet.

Forsøk gjennomført av søker, viser at en roterbar børste med rett bust kan oppnå maksimalt 10 prosent rensing av baksiden av trådene i nota. Med rett bust kan det i denne sammenheng forstås en bust hvor bustens endeparti er radielt anordnet til børstekjernes rotasjonsakse slik at det tildannes en sekantvinkel på 90 grader mellom bustens endeparti og periferibanen.

Ved å gi et bustens frie endeparti sekantvinkel som er forskjellig fra 90 grader, eksempelvis mellom 30 og 60 grader, kan busten også bearbeide baksiden av trådene i nota. Ifølge nevnte forsøk kan en roterbar børste med et fritt endeparti med en sekantvinkel mindre eller større enn 90 grader gi 100 prosent rengjøring av baksiden av trådene i nota. Det ikke-radielt anordnede endepartiet som beskriver heri kan for eksempel tildannes ved å gi busten en knekk eller en bøy. Bøyen kan strekke seg til bustens ende.

Én eller flere børster kan anordnes i et rengjøringsapparat. Med rengjøringsapparat kan det i denne sammenheng forstås et apparat omfattende minst én roterbar børste, og hvor rengjøringsapparatet er innrettet for å heves og senkes langs med notveggen ved hjelp av en vinsj på overflaten. Rengjøringsapparatet kan rengjøre notveggen når det beveger seg nedover så vel som når det beveger seg oppover langs notveggen. Rengjøringsapparatet beveger seg i det vesentlige vanligvis langs med de vertikale trådene og på tvers av de horisontale trådene i nota.

Effekten av dybdehjulet er at dybdehjulet kan begrense arbeidsdybden til den roterbare børsten, det vil si hvor langt igjennom nota busten i den roterbare børsten kan gå. Et dybdehjul med liten diameter er innrettet til å gi stor arbeidsdybde. Et dybdehjul med stor diameter er innrettet til å gi liten arbeidsdybde. Dybdehjulet kan være utskiftbart for å tilpasse arbeidsdybden til underlaget, for eksempel til notas trådtykkelse og maskevidde og til bustas lengde. Videre kan dybdehjulet, som er koaksialt anordnet til børstekjernen, bidra til et jevnere marktrykk mot underlaget sammenliknet med en roterbar børste uten dybdehjul.

To dybdehjul kan anordnes aksielt på hver sin side av den roterbare børsten.

Bustens festeparti kan være radielt anordnet til børstekjernen.

Effekten av et radielt anordnet festeparti er at belastningen på bustens festeparti er lik uavhengig av børstens rotasjonsretning. Et radielt anordnet festeparti gjør det videre mulig å anordne buster med lik sekantvinkel i en første rotasjonsretning og i en andre rotasjonsretning, hvor de motsatt anordnede bustene har sirkulære periferibaner med lik radius.

Bustens festeparti kan være tangentielt anordnet til børstekjernen.

Effekten av at bustens festeparti er tangentielt anordnet til børstekjernen er at det med rett bust kan oppnås en sekantvinkel mellom bustens endeparti og periferibanen som er forskjellig fra 90 grader. En rett bust som beskrevet heri har den fordel at den kan påføre en større kraft mot underlaget enn en bøyd bust, da en bøyd bust lettere vil bøye seg enn en rett bust når bustens endeparti påføres en kraftkomponent som er koaksial med bustens festeparti.

Den roterbare børsten kan i det vesentlige være sylindrisk formet omkring rotasjonsaksen.

Effekten av en sylinderformet roterbar børste er at børstekjernes rotasjonsakse kan tildanne en konstant avstand til underlaget når børsten ruller over underlaget. Derigjennom kan et rengjøringsapparat forsynt med en roterbar børste som beskrives heri, tilveiebringe en stabil og jevn bevegelse når rengjøringsapparatet beveges langs underlaget. En konstant avstand til underlaget er spesielt viktig dersom rengjøringsapparatet heves og senkes vertikalt i en merd, eksempelvis ved bruk av en vinsj.

Den roterbare børsten kan omfatte bust av ulik type.

Med ulik type kan det i denne sammenheng forstås bust med ulik form, ulikt tverrsnitt, ulik lengde og ulikt material.

Effekten av å forsyne den roterbare børsten med ulike typer buster, er at renseeffekten kan tilpasses forholdene. Den roterbare børsten kan for eksempel omfatte en kombinasjon av lang stiv bust innrettet for grovrengjøring og myk kort bust for finrengjøring. Den roterbare børsten kan omfatte kun bøyde buster eller en kombinasjon av rette og bøyde buster. De bøyde bustene kan ha lik eller ulik bøy og lengde.

De ulike bustene kan anordnes systematisk, eksempelvis i en spiralform, eller de kan anordnes vilkårlig på den roterbare børsten. Bust med ulik lengde kan fordelaktig anordnes jevnt fordelt rundt periferien slik at den roterbare børsten kan rulle jevnt over overflaten. De ulike bustene kan anordnes slik at den roterbare børstens renseeffekt er uavhengig av rotasjonsretningen. Dette kan for eksempel oppnås ved å anordne et tilnærmet likt antall bøyde buster i en første rotasjonsretning og i en andre rotasjonsretning.

Busten kan være tildannet av fiber, kunststoff eller metall, eller en kombinasjon av flere materialer. Bustens tverrsnitt kan være sirkulær, flerkantet eller ellipseformet. Ved å forsyne busten med et ellipseformet eller flerkantet tverrsnitt er det mulig å gi busten en retningsbestemt stivhet. Det kan være aktuelt dersom det er ønskelig å forsyne den roterbare børsten med bust som har stor radiell stivhet eller liten aksiell stivhet. En stiv bust med flerkantet tverrsnitt, eksempelvis kvadratisk, kan gi en mer aggressiv rengjøring enn myk bust med sirkulært tverrsnitt.

Den roterbare børsten kan omfatte et midtparti med et feste for en dreibar fastgjøring av børsten til rengjøringsapparatet for dreiing av rotasjonsaksen. Dette har den fordel at ved å forsyne den roterbare børsten med en sentrert dreibar fastgjøring, kan den roterbare børstens rotasjonsakse dreies slik at den roterbare børsten bedre kan følge et ujevnt underlag. Ved at den dreibare fastgjøringen er i senter av den roterbare børsten, kan den roterbare børsten balansere om fastgjøringen og derigjennom rulle lettest mulig på underlaget.

Midtpartiet kan omfatte i det minste ett dybdehjul. Midtpartiet kan omfatte ett eller to dybdehjul. For å gjøre konstruksjonen enklere, kan midtpartiet forsynes med bare ett dybdehjul.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen et rengjøringsapparat for en dykket overflate hvor rengjøringsapparatet omfatter en roterbar børste ifølge første aspekt av oppfinnelsen.

Rengjøringsapparatet kan omfatte flere børster.

Effekten av dette er at et rengjøringsapparat med roterbare børster kan få økt kapasitet ved at rengjøringsapparatet kan utstyres med roterbare børster som også kan rense baksiden av nota.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 viser et perspektivriss av et rengjøringsapparat i henhold til oppfinnelsen, hvor rengjøringsapparatet er sett fra en side som vender inn mot et underlag som skal rengjøres;

Fig. 2 viser en roterbar børste med rett bust ifølge kjent teknikk;

Fig. 3 viser en roterbar børste med bøyd bust;

Fig. 4 viser en roterbar børste med knekt bust;

Fig. 5 viser en roterbar børste med rett bust med tangentiell innfesting;

Fig. 6 viser en roterbar børste med ulike typer bust; og

Fig. 7 viser skjematisk et rengjøringsapparat med to roterbare børster med bøyd bust.

Figur 1 viser et perspektivriss av en første utførelsesform av et rengjøringsrengjøringsapparat 1A forsynt med fem roterbare børster 20. Rengjøringsapparatet 1A kan via koblingen 80 og et tau eller en vaier (ikke vist), heises og senkes langs med og på en notvegg 99 (se figur 7) ved hjelp av en vinsj (ikke vist).

Børstene 20 er vist med et midtparti 21 og fire dybdehjul 22. I midtpartiet 21 er det anordnet et akslingsparti 23 som forbinder de roterbare børstene 20 med rengjøringsapparatet 1A, dreibart fastgjort til et stag 13, 14. Derigjennom kan de roterbare børstene 20 dreie om sine opplagrings-parti i stagene 13, 14. De roterbare børstene 20 er utskiftbare.

Figur 2 viser en prinsippskisse av en første roterbar børste 20P forsynt med rett bust 26, en børstekjerne 29 og en senterakse 290 ifølge kjent teknikk. Den rette busten 26 omfatter et rett festeparti 27 og et rett fritt endeparti 28. Det rette festepartiet 27 er radielt fastgjort til børstekjernen 29. Det rette frie endepartiet 28 er radielt anordnet i forhold til børstekjernen 29 og danner en periferibane 31 om senteraksen 290. Det frie endepartiet 28 danner en sekantvinkel α lik 90 grader med periferibanen 31. Det rette frie endepartiet 28 er innrettet til å trenge gjennom nota 99 når den roterbare børsten 20 ruller langs nota 99. Arbeidsdybden til den roterbare børsten 20P begrenses med et dybdehjul 22 anordnet til børstekjernen 29. Dybdehjulet 22 kan byttes ut med et dybdehjul med en større eller mindre diameter.

Figur 3 viser en prinsippskisse av en andre roterbar børste 20A forsynt med en bøyd bust 26A ifølge oppfinnelsen. Den bøyde busten 26A omfatter et rett festeparti 27 og et bøyd fritt endeparti 28A. Det rette festepartiet 27 er radielt fastgjort til børstekjernen 29. Det bøyde frie endepartiet 28A har en avvikende retning i forhold til bustens 26A rette festeparti 27, idet en rett forlengelse 280A fra bustens ende 30 danner en sekantvinkel α som er forskjellig fra 90 grader med periferibanen 31. Busten 26A er vist med en sekantvinkel α på ca.30 grader. Når den roterbare børsten 20 ruller på notveggen 99, vil det bøyde frie endepartiet 28A bidra til at notveggens 99 bakside 99B også rengjøres.

Figur 4 viser en prinsippskisse av en tredje roterbar børste 20B forsynt med en knekt bust 26B ifølge oppfinnelsen. Den knekte busten 26B omfatter et rett fritt endeparti 28B med en sekantvinkel α�som er lik sekantvinkelen α�i den første busten 26A vist i figur 3. Den tredje roterbare børsten 20B har for øvrig samme egenskaper som den andre roterbare børsten 20A vist i figur 3.

Figur 5 viser en prinsippskisse av en fjerde roterbar børste 20C forsynt med en rett bust 26C tangentielt fastgjort til børstekjernen 29. Ved å anordne den rette busten 26C tangentielt som vist på figur 5, danner den rette bustens 26C endeparti 28C en sekantvinkel α med periferibanen 31 som er forskjellig fra 90 grader. Sekantvinkelen α�er vist med en vinkel på 77 grader. Sekantvinkelen α� kan reduseres ved å øke den radielle avstanden R mellom rotasjonsaksen 290 og bustens festeparti 27. Sekantvinkelen α kan økes ved å redusere den radielle avstanden R.

Figur 6 viser en prinsippskisse av en femte roterbar børste 20D forsynt med en flerhet rette buster 26 og en flerhet bøyde buster 26B. De bøyde bustene 26B er anordnet i to motstående retninger for å gi en lik renseeffekt uavhengig av børstens 20D rotasjonsretning.

Figur 7 viser i mindre målestokk en prinsippskisse av et enkelt rengjøringsapparat 1B med to roterbare børster 20A forsynt med bøyde buster 26A. De to roterbare børstene 20A er anordnet speilvendt i forhold til hverandre slik at renseeffekt blir lik uavhengig av om rengjøringsapparatet 1B beveges i en retning A eller i en retning B.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene 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 faktumet at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan brukes.

Claims

Patentkrav

1. Roterbar børste (20A-D) for rengjøring av ei dykket not (99) hvor den roterbare børsten (20A-D) omfatter;

- en børstekjerne (29) med en rotasjonsakse (290); og

- en flerhet buster (26A-C), hvor busten (26A-C) er forsynt med et endeparti (28) med en fri ende (30) og et festeparti (27) fastgjort til børstekjernen (29), hvor en rotasjon av den roterbare børsten (20A-D) beveger bustens (26A-C) frie ende (30) langs en sirkulær periferibane (31) med senter i rotasjonsaksen (290), og bustens (26A-C) endeparti (28) danner en sekantvinkel ( α) med periferibanen (31) som er forskjellig fra 90 grader,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den roterbare børsten (20A-D) omfatter minst ett dybdehjul (22).

2. Roterbar børste (20A-D) i henhold til krav 1, hvor bustens festeparti (27) er radielt anordnet til børstekjernen (29).

3. Roterbar børste (20A-C) i henhold til krav 1, hvor bustens festeparti (27) er tangentielt anordnet til børstekjernen (29).

4. Roterbar børste (20A-D) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor den roterbare børsten (20A-D) i det vesentlige er sylindrisk formet omkring rotasjonsaksen (290).

5. Roterbar børste (20D) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor den roterbare børsten (20D) omfatter bust (26, 26A-C) av ulik type.

6. Roterbar børste (20A-D) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor den roterbare børsten (20A-D) omfatter et midtparti med et feste for en dreibar fastgjøring av børsten til et rengjøringsapparat (1A) for dreiing av rotasjonsaksen.

7. Rengjøringsapparat (1A-B) for en dykket overflate, hvor rengjøringsapparatet (1A-B) omfatter en roterbar børste (20A-D) ifølge hvilket som helst av de forestående krav.