SE468697B

SE468697B - STROEMAKVARIUM

Info

Publication number: SE468697B
Application number: SE9102048A
Authority: SE
Inventors: M E Henriksson; K-E Eriksson
Original assignee: Vattenfall Utveckling Ab
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1993-03-08
Also published as: SE9102048L; AU2290792A; SE9102048D0; WO1993000800A1

Description

45.» CN CC) O'\ t f' 10 15 20 25 30 35 2 det eller de aggregat som krävs för vattnets framdrivning är monterade inne i själva vattenströmmen i bassängen. Så- lunda har det enskilda framdrivningsaggregatet formen av en motordriven propeller inbyggd i en gallerbur, som visserligen har ett hydrodynamiskt lämpligt utförande, men som är fast anbragt på bassängrännans botten och skjuter upp mot vattenytan under ianspråktagande av en väsentlig del av breddutrymmet mellan skiljeväggen och långsido- väggen. På så sätt bildar aggregatet ett mitt i strömbanan befintligt hinder på vilket fiskar lätt kan fastna och vilket dessutom stör strömbilden. 45. » CN CC) O '\ t f' 10 15 20 25 30 35 2 the unit or units required for the propulsion of the water are mounted inside the actual water flow in the basin. Thus, the individual propulsion unit has the form of a motor-driven propeller built into a grid cage, which although has a hydrodynamically suitable design, but which is fixedly mounted on the bottom of the pool gutter and protrudes towards the water surface while occupying a substantial part of the width space between - the wall. In this way, the unit forms an obstacle in the middle of the current path to which fish can easily get caught and which also disturbs the current pattern.

Uppfinningens mål och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda olägenheter och skapa ett strömakvarium som ger förbättrade möjligheter till allsidiga studier av fiskars och andra djurs naturtrogna beteenden i olika typer av strömmande vatten. Ett primärt mål med uppfinningen är sålunda att skapa ett akvarium i vilket vattnet kan drivas fram med förhållandevis hög hastighet utan att skvalpa över eller underkastas störande vågbildningar. Detta mål nås enligt uppfinningen genom de särdrag som anges i patentkravet 1. Ett sekundärt mål med uppfinningen är att skapa ett akvarium vid vilket det eller de erforderliga vattenframdrivningsaggregaten icke utgör några hinder i själva vattenströmmen. Detta mål nås enligt uppfinningen genom de särdrag som anges i patentkravet 5. Andra särdrag och fördelar hos uppfinningen kommer att framgå av efter- följande beskrivning, övriga patentkrav samt bifogade ritningar som illustrerar ett föredraget utförande av upp- finningen.OBJECTS AND FEATURES OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate the above-mentioned disadvantages and to create a stream aquarium which provides improved opportunities for comprehensive studies of the natural behaviors of fish and other animals in different types of flowing water. A primary object of the invention is thus to create an aquarium in which the water can be propelled at a relatively high speed without rippling over or undergoing disturbing wave formations. This object is achieved according to the invention by the features stated in claim 1. A secondary object of the invention is to create an aquarium in which the required water propulsion unit or units do not constitute any obstacles in the water flow itself. This object is achieved according to the invention by the features stated in claim 5. Other features and advantages of the invention will appear from the following description, other claims and the accompanying drawings which illustrate a preferred embodiment of the invention.

Kort beskrivning av ritningarna På ritningarna är: FIG l en partiellt skuren planvy av ett akvarium enligt uppfinningen, FIG 2 och 3 partiellt skurna längdsektioner genom akvariet enligt fig 1, och FIG 4 en förstorad vy av ett parti av en i bassängen ø/ 10 15 20 25 30 35 468 697 3 ingående skärm visande detaljer hos denna.Brief Description of the Drawings In the drawings: FIG. 1 is a partially cut-away plan view of an aquarium according to the invention, FIGS. 2 and 3 are partially cut-away longitudinal sections through the aquarium according to FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion of a basin ø / 10. 20 25 30 35 468 697 3 incoming screen showing details of this.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen I fig 1 betecknar 1 generellt en bassäng vilken av- gränsas av två làngsidoväggar 2, 3, två gavelväggar 4, 5 och en botten 6 från vilken skjuter upp en centralt place- rad skiljevägg 7. Denna skiljevägg 7 är kortare än lång- sidoväggarna så att densamma tillsammans med väggarna 2-5 avgränsar en ändlös vattenströmningsbana med två väsent- ligen raka rännor eller rännformiga partier 8, 8' och två tvärgående passager 9, 9' mellan dessa. I praktiken kan bassängen ha en längd uppgående till 10-20, lämpligen 12-15 m och en bredd av 3-6, lämpligen 4-4,5 m. På rit- ningen visas samtliga väggar utförda med rak form. Denna raka form är dock icke absolut nödvändig. Sålunda kan i synnerhet gavelväggarna 4, 5 ha annan, t ex krökt form. I det visade exemplet tänkes vattnet cirkulera i en omlopps- bana riktad motsols kring skiljeväggen 7.Detailed Description of a Preferred Embodiment of the Invention In Fig. 1, 1 generally denotes a basin which is delimited by two longitudinal side walls 2, 3, two end walls 4, 5 and a bottom 6 from which a centrally placed partition wall 7 projects up. This partition wall 7 is shorter than the long-side walls so that it, together with the walls 2-5, delimits an endless water flow path with two substantially straight gutters or gutter-shaped portions 8, 8 'and two transverse passages 9, 9' between them. In practice, the pool can have a length of 10-20, preferably 12-15 m and a width of 3-6, preferably 4-4.5 m. The drawing shows all walls made with a straight shape. However, this straight form is not absolutely necessary. Thus, in particular, the end walls 4, 5 may have a different, eg curved shape. In the example shown, the water is thought to circulate in an orbit directed counterclockwise around the partition wall 7.

Framdrivningen av vattnet i bassängen ombesörjs i detta fall av två generellt med 10 resp 10' betecknade, identiskt likadana aggregat av vilka ett kommer att be- skrivas mer detaljerat nedan. Såsom framgår av fig 1 är framdrivningsaggregatet 10 placerat vid en främre ände eller ingångsände av rännan 8, betraktat i strömnings- riktningen, varjämte aggregatet 10' är på analogt sätt placerat vid den främre änden av rännan 8'.The propulsion of the water in the basin is in this case provided by two identically identical units, generally denoted by 10 and 10 ', one of which will be described in more detail below. As shown in Fig. 1, the propulsion assembly 10 is located at a front end or entrance end of the chute 8, viewed in the direction of flow, and the assembly 10 'is located in an analogous manner at the front end of the chute 8'.

I enlighet med uppfinningen är vid var och en av bassängens båda motsatta kortändar monterad en krökt skärm 11 resp 11', närmare bestämt i området framför ifråga- kommande gavelvägg 5 resp 4. Varje dylik skärm har, såsom framgår av fig 2, sin undre kant 12 belägen under vatten- ytan och sin övre kant 13 belägen över vattenytan. I och med att vattenytans nivå kan variera, t ex mellan de nivåer N1 och N2 som visas i fig 2, bör skärmen ha tämli- gen stor höjd. Sålunda sträcker sig skärmen i det visade exemplet från i huvudsak samma nivå som bassängväggarnas 2-5 övre kanter ned till en med 14 betecknad täck- eller (_)\ CC) (]"\ 10 15 20 25 30 35 97 4 bottenplatta vilken ingår såsom en del av den i sin helhet med 6 betecknade bottnen. I skärmen är urtagna en mångfald små hål eller öppningar 15 (se fig 4) genom vilka det ' framdrivna vattnet tvingas att passera innan det träffar en efterföljande gavelvägg. I praktiken kan skärmen ll ° lämpligen utgöras av en perforerad plåt vars hål 15 är avlånga och har sin längdutsträckning horisontellt orien- terad. Enligt utförda försök utgörs en ideal, föredragen form hos det enskilda hålet 15 av en långsmal rektangel med måtten 25 x 2 mm och med rundade, lämpligen halv- cirkulära ändar, varvid hålarean uppgår till 25-45, lämpligen 30-40 och företrädesvis cirka 34%. Vid den före- dragna hålarean 34% uppgår sålunda ytan av den hålen om- givande skärmplåten till 66%. Själva krökningsformen hos skärmplåten ll är med fördel närmelsevis halvcirkulär, varvid skärmens ändar 16, 16' är anslutna till bassängens långsidoväggar 2 resp 3 i punkter som är så långt fjärmade från den närbelägna gavelväggen att skärmplåten i sin helhet hålls på visst avstånd från gavelväggen.In accordance with the invention, a curved screen 11 and 11 ', respectively, is mounted at each of the two opposite short ends of the basin, more precisely in the area in front of the end wall 5 and 4, respectively. Each such screen has, as shown in Fig. 2, its lower edge. 12 located below the water surface and its upper edge 13 located above the water surface. Since the level of the water surface can vary, for example between the levels N1 and N2 shown in Fig. 2, the screen should have a fairly large height. Thus, in the example shown, the screen extends from substantially the same level as the upper edges of the pool walls 2-5 down to a bottom plate denoted by 14 or (_) \ CC) (] "\ 10 15 20 25 30 35 97 4 which is included as part of the bottom designated in its entirety by 6. In the screen, a plurality of small holes or openings 15 are made (see Fig. 4) through which the propelled water is forced to pass before it hits a subsequent end wall. In practice, the screen 11 ° preferably consists of a perforated plate whose holes 15 are elongated and have their length extension horizontally oriented.According to experiments performed, an ideal, preferred shape of the individual hole 15 consists of a long narrow rectangle measuring 25 x 2 mm and with rounded, preferably semicircular ends, the hole area amounting to 25-45, preferably 30-40 and preferably about 34%, with the preferred hole area 34% thus the surface area of the shield plate surrounding the holes amounts to 66%. is advantageously approximately semicircular, the ends 16, 16 'of the screen being connected to the longitudinal side walls 2 and 3, respectively, of the basin at points which are so far away from the nearby gable wall that the screen plate as a whole is kept at a certain distance from the gable wall.

Det skall observeras att skiljeväggen 7 vid var och en av sina båda motsatta ändar uppvisar en s.k. ström- vändarnos 17 i form av en hel, icke-perforerad plåt med progressivt krökt form vilken har till uppgift att leda det framströmmande vattnet runt väggens ände i lugna strömmar, dvs utan att ge upphov till påtagliga turbu- lenser.It should be noted that the partition wall 7 at each of its two opposite ends has a so-called current reversing nose 17 in the form of a complete, non-perforated plate with a progressively curved shape which has the task of guiding the flowing water around the end of the wall in calm currents, ie without giving rise to appreciable turbulences.

Det vatten som drivs fram väsentligen linjärt i rännan 8 kommer att träffa den krökta skärmplåten ll innan det når gavelväggen 5. Härvid kommer en viss del av vatt- net att passera genom hålen 15 vilka delar flödet i en mångfald små partialströmmar, medan huvuddelen av vatten- flödet styrs i en krökt bana genom övergångspassagen mellan rännorna av de partier av den krökta plåten som omger hålen. På detta sätt säkerställs att det framström- mande vattnet icke med full kraft direkt träffar gavel- väggen 5, innebärande att vågbildningar och uppkomst av skvalp undviks. 10 15 20 25 30 35 468 697 5 Av fig 2 framgår hurusom bottenplattan 14 icke sträcker sig ända fram till gavelväggen 4 utan fastmer av- slutas i jämnhöjd med skärmen 11' under bildande av en fri passage 31. Genom denna kommunikationspassage 31 kan åt- minstone större delen av det vatten som tas in i utrymmet 32 mellan skärmen 11' och gavelväggen 4 via hålen 15 i skärmen ledas ned till det under bottenplattan 14 befint- liga framdrivningsaggregatet 10.The water which is propelled substantially linearly in the gutter 8 will hit the curved screen plate 11 before it reaches the end wall 5. In this case a certain part of the water will pass through the holes 15 which divide the flow into a plurality of small partial streams, while the main part of water the flow is controlled in a curved path through the transition passage between the grooves of the portions of the curved plate surrounding the holes. In this way it is ensured that the flowing water does not directly hit the end wall 5 with full force, which means that wave formations and the formation of ripples are avoided. Fig. 2 shows how the base plate 14 does not extend all the way to the end wall 4 but rather terminates at the same level as the screen 11 ', forming a free passage 31. Through this communication passage 31, at least most of the water taken into the space 32 between the screen 11 'and the end wall 4 via the holes 15 in the screen is led down to the propulsion unit 10 located below the bottom plate 14.

Det enskilda framdrivningsaggregatet 10 inbegriper såsom verksam komponent en propeller eller ett skovelhjul 18 som drivs av en dränkbar motor 19, lämpligen av en typ som medger steglös variation av motorvarvtalet och därmed rotationshastigheten hos propellern 18. Propellern 18 är placerad i eller i anslutning till ett cylindriskt rör 20 vilket successivt övergår i ett parti 21 med rektangulär, långsmal form. Detta parti 21 mynnar i ett gallerförsett utlopp 22 ingående i bassängens botten. För intagning av vatten till framdrivningsaggregatet 10 är i bassängbottnen anordnat ett i sin helhet med 23 betecknat inlopp vilket likaledes är försett med galler. Detta inlopp är åtmins- tone delvis urtaget i den tidigare omnämnda bottenskiva eller -platta 14 som täcker framdrivningsaggregatet 10. I det visade exemplet inbegriper inloppet tvenne öppningar 23' och 23" med tämligen stor yta, vilka båda är täckta av galler och av vilka den förstnämnda är urtagen i den hori- sontella bottenskivan 14, medan den andra sträcker sig snett från en bakre kant 24 ned till en främre kant 25 belägen på lägre nivå. Närmare bestämt ansluter sig denna främre kant 25 till ett parti av den enskilda rännbottnen som är täckt av ett lager 26 av sten eller liknande varvid ovanytan av detta stenlager befinner sig på nivå under de båda bottenskivorna 14 vid bassängens ändar. I praktiken kan öppningen 23" vara lika bred som tillhörande ränna och ha en förhållandevis stor längd, t ex i storleksordningen 5-10% av rännans längd (i praktiken cirka 1 m), medan öpp- ningen 23' kan vara något smalare. Genom det av öppningar- na 23' och 23" bildade inloppet 23 kan intas en relativt 468 697 10 15 20 25 30 35 6 stor andel av det framströmmande vattnet, t ex 30-35%. Av framdrivningsaggregatet sugs detta vatten igenom den tvärgående övergångspassagen under bottenskivan 14 och ges ett hastighetstillskott förmedelst propellern 18, varefter detsamma leds vidare genom utloppsledningen 20, 21 till i utloppet 22 vid vilket det utströmmande vattnet genom ejektorverkan rycker med det ovanför bottenskivan 14 fram- strömmande vattnet och ökar hastigheten hos vattnet.The individual propulsion unit 10 comprises as active component a propeller or an impeller 18 driven by a submersible motor 19, suitably of a type which allows stepless variation of the engine speed and thus the rotational speed of the propeller 18. The propeller 18 is located in or adjacent to a cylindrical tube 20 which gradually merges into a portion 21 of rectangular, elongate shape. This portion 21 opens into a grid-shaped outlet 22 included in the bottom of the basin. For intake of water to the propulsion unit 10, an inlet designated in its entirety by 23 is arranged in the pool bottom, which is likewise provided with grids. This inlet is at least partially recessed in the aforementioned bottom plate or plate 14 covering the propulsion assembly 10. In the example shown, the inlet includes two openings 23 'and 23 "with a rather large surface, both of which are covered by grids and of which the the former is recessed in the horizontal bottom plate 14, while the second extends obliquely from a rear edge 24 down to a lower edge 25 located at a lower level. More specifically, this front edge 25 adjoins a portion of the individual gutter bottom which is covered by a layer 26 of stone or the like, the upper surface of this stone layer being level below the two bottom discs 14 at the ends of the basin. In practice, the opening 23 "can be as wide as the associated gutter and have a relatively large length, e.g. 5-10% of the length of the gutter (in practice about 1 m), while the opening 23 'may be slightly narrower. Through the inlet 23 formed by the openings 23 'and 23 "a relatively large proportion of the flowing water can be taken in, for example 30-35%. From the propulsion unit this water is sucked through the transverse transition passage below the bottom plate 14 and a velocity addition is given by means of the propeller 18, after which it is passed on through the outlet line 20, 21 to the outlet 22 at which the outflowing water by ejector action jerks with the water flowing above the bottom plate 14 and increases the speed of the water.

Det skall observeras att utloppsöppningen 22 är an- ordnad i ett upprättstáende, svagt snedställt övergångs- parti 27 mellan bottenskivan 14 och stenlagret 26 så att den kraft med vilken vattnet rusar ut genom öppningen er- håller en stor horisontell komposant.It should be noted that the outlet opening 22 is arranged in an upright, slightly inclined transition portion 27 between the bottom plate 14 and the stone layer 26 so that the force with which the water rushes out through the opening obtains a large horizontal component.

Såsom framgår av fig 1 har utloppet 22 en bredd som är mindre än rännans 8 bredd. I praktiken kan utloppets 22 bredd uppgå till blott cirka hälften av rännans bredd. För att ge optimala strömningsförhàllanden i rännan är härvid utloppet 22 förskjutet i förhållande till rännans mitt, närmare bestämt på så sätt att utloppets centrum är belä- get närmare skiljeväggen 7 än långsidoväggen 3.As can be seen from Fig. 1, the outlet 22 has a width which is smaller than the width of the gutter 8. In practice, the width of the outlet 22 can amount to only about half the width of the gutter. In order to provide optimal flow conditions in the gutter, the outlet 22 is displaced relative to the center of the gutter, more precisely in such a way that the center of the outlet is located closer to the partition wall 7 than the long side wall 3.

I detta sammanhang skall påpekas att det vatten som tas in i framdrivningsaggregatet 10 emanerar icke blott från inloppet 23 utan även från utrymmet 32 bakom skärmen 11'.In this context, it should be noted that the water taken into the propulsion assembly 10 emanates not only from the inlet 23 but also from the space 32 behind the screen 11 '.

I övrigt skall påpekas att bassängens långsidoväggar till större delen är förfärdigade av skivor 28 av genom- synligt material, t ex glas. Till bassängen leder ett tillopp 29 för tillförsel av färskt vatten till bassängen.In other respects, it should be pointed out that the long side walls of the pool are for the most part made of boards 28 of transparent material, such as glass. To the pool leads an inlet 29 for supplying fresh water to the pool.

Med bassängen är även förknippat ett avlopp 30 för dräne- ring av vatten ur bassängen. Med såväl tilloppet som av- loppet är i praktiken även förbunden en reglerutrustning (icke visad) för reglering av bl.a. vattennivån i bassäng- nl en.The basin is also associated with a drain 30 for draining water from the basin. In practice, both the inlet and the drain are also connected to a control equipment (not shown) for regulating e.g. the water level in the basin- nl one.

Uppfinningens fördelar är uppenbara. Genom att de beskrivna skärmplåtarna motverkar uppkomst av skvalp- och vågbildning i bassängen kan vattnet drivas fram med för- hållandevis hög hastighet med hjälp av de effektivt ver- 10 15 20 25 30 35 468 697 7 kande framdrivningsaggregaten. Utförda försök har sålunda visat att en drivhastighet i området 1,5-2,0 m/s är möj- lig. Denna hastighet kan för övrigt snabbt omställas mellan olika önskade värden med hjälp av de steglöst varv- talsreglerade drivmotorerna. Genom att framdrivningsaggre- gaten är placerade under bassängbottnen blir vidare den för fiskarna eller försöksdjuren disponibla vattenmassan helt fri från hinder; något som avsevärt underlättar möjligheterna att bedriva studier av djurens beteenden i strömmande vatten av högst skiftande slag.The advantages of the invention are obvious. Because the described shield plates counteract the occurrence of splashing and wave formation in the basin, the water can be propelled at a relatively high speed with the aid of the efficiently operating propulsion units. Tests performed have thus shown that a driving speed in the range 1.5-2.0 m / s is possible. Incidentally, this speed can be quickly switched between different desired values with the help of the steplessly speed-controlled drive motors. Furthermore, by placing the propulsion units under the pool bottom, the body of water available to the fish or experimental animals is completely free of obstacles; something that considerably facilitates the possibilities of conducting studies of the animals' behavior in flowing water of the most varied kinds.

Claims

10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

A stream aquarium, in particular for studying the behavior of fish or other living things in flowing water, comprising a basin (1) which is delimited by two longitudinal walls (2, 3), two end walls (4, 5) and a bottom (6) from which projects at least one partition wall (7), which is shorter than the long side walls (2, 3) and which together with these and the end walls (4, 5) delimits an endless water flow path with two elongate gutters or gutter-shaped portions (8, 8 ') and two transverse transition passages (9, 9') between them, the basin including at least one unit (10, 10 ') for propelling water in a circulating flow movement along the path, characterized in that at each and one of the two opposite short ends of the basin is mounted in the area in front of a gable wall (4, 5) a curved screen (ll, ll ') which has its lower edge located below the water surface and its upper edge located above the water surface and which has a plurality small holes or openings (1 5) through which at least the surface water which is propelled in a forward channel (8, 8 ') is forced to pass before it hits the end wall in order to break down the surface water into a plurality of small substreams while counteracting ripples or wave formations in connection to said gable wall.

Aquarium according to claim 1, characterized in that said openings (15) in the screen (ll) are elongated and have their longitudinal extent horizontally oriented.

Aquarium according to claim 1 or 2, characterized in that the screen consists of a perforated plate (II) whose hole area amounts to 25-45, preferably 30-40 and preferably about 34% of the total area of the screen.

Aquarium according to one of the preceding claims, characterized in that the screen or screen plate (11) has a semicircular curved shape, the ends (16, 16 ') of the screen being connected to the longitudinal surface of the pool. Side walls (2, 3) at points so far away from the end wall that the screen as a whole is kept at a distance from the end wall.

Aquarium according to one of the preceding claims, characterized in that the propulsion unit (10, 10 ') is located under a bottom wall (14) of the basin and is connected in part to a front, latticed inlet (23) for receiving a part of the water flowing into the basin to the unit, and partly a rear, similarly latticed outlet (22) for returning the ingested water at a higher propulsion speed to the water mass in the basin.

Aquarium according to claim 5, characterized in that a propulsion unit (10, 10 ') is located in the area of each of the two ends of the pool and that the water inlet (23) for each individual unit is located at a rear end of one gutter (8 ') while the outlet (22) of the same unit is located at a front end of the other gutter (8), all viewed in the direction of flow of the water.

Aquarium according to claim 5 or 6, characterized in that the inlet (23) extends along the entire width and a considerable part of the length of the associated gutter (8 ') to form a bottom opening covered by a grid with a large surface, while the outlet (22) is in the form of an upright, possibly inclined grid covered opening between on one side the bottom wall (14) covering the propulsion unit (10) and on the other hand a gutter bottom (26) located at a lower level than said bottom wall.

Aquarium according to claim 7, characterized in that the outlet opening (22) has a smaller width than the gutter (8) and is located with its center located closer to the partition wall (7) than the long side wall (3).

Aquarium according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the propulsion unit (10) comprises a propeller (18) which can be driven by a submersible, steplessly controlled speed motor (19) and which is located in or 468 697 10 In connection with a cylindrical tube (20) which successively merges into a portion (21) of rectangular, long-narrow shape forming an outlet opening (22).

Aquarium according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the space between the individual screen (11, 11 ') and the rear end wall (4,5) to which water passes through the heel of the screen (15) communicates with the propulsion unit (10,10 ') to lead at least a part of said water to it. go