BR112013001105A2 - aparelho para cultivar plantas, módulo, kit de partes para montagem em aparelho, método para cultivar plantas, sistema para fornecer ar aquecido ou resfriado para plantas - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA CULTIVAR PLANTAS, MÓDULO, KIT DE PARTES PARA MONTAGEM EM APARELHO, MÉTODO PARA CULTIVAR PLANTAS, SISTEMA PARA FORNECER AR AQUECIDO OU RESFRIADO PARA PLANTAS Esta invenção refere-se a um aparelho para cultivar plantas que compreende uma coluna (100) de vasos (102) empilhados um acima do outro para definir um envoltório para alojar plantas. Cada vaso (102) define uma câmara (104) para conter uma planta. Separadores para separar vasos da coluna são fornecidos e os separadores definem um espaço livre encerrado ao redor do topo de pelo menos dois dos vasos onde plantas se projetam para fora da câmara. A câmara compreende uma passagem (106) que fornece uma trajetória de fluxo contínua para ar através da coluna (100) sem necessitar que o ar flua através da câmara (104). Essa trajetória de fluxo inclui os espaços livres acima dos pelo menos dois dos vasos (102).

Description

» o Pi DD NS 1/21 APARELHO PARA CULTIVAR PLANTAS, MÓDULO, KIT DE PARTES PARA MONTAGEM EM APARELHO, MÉTODO PARA CULTIVAR PLANTAS, SISTEMA PARA FORNECER AR AQUECIDO OU RESFRIADO PARA

PLANTAS

CAMPO DA INVENÇÃO * Esta invenção refere-se a um sistema e método para cultivar plantas. A invenção tem aplicação particular, mas ' não exclusiva, a um sistema e método para cultivar plantas em que um fluxo de ar e temperatura podem ser precisamente regulados.

FUNDAMENTOS Para cultivar plantas em ambientes que têm temperaturas ambiente inadequadas para O tipo particular de . plantas em cultivo, é conhecido o fornecimento de meios para aquecimento ou resfriamento do ar ao redor das plantas. Por - exemplo, isso pode ser alcançado por aquecedores adequadamente posicionados ou protegendo-se as plantas da luz do sol, por exemplo, conforme é alcançado através do uso de | politúneis. Um problema com disposições de aquecimento | conhecidas é que o aquecimento do ar ambiente ao redor das plantas necessita de grandes quantidades de energia. Também é conhecido o cultivo de plantas em uma ' coluna de recipientes de cultivo, exemplos dos mesmos podem ser encontrados nos documentos US6840008B1l, US2003/0089037Al, ' 25 US5555676 e US2006/0156624. Água e nutrientes podem ser | e alimentados nas colunas de plantas. Entretanto, não há | revelação de como controlar a temperatura e Oo fluxo de ar ao | redor das plantas. | SUMÁRIO DA INVENÇÃO | . 30 De acordo com um primeiro aspecto da invenção é | fornecido um aparelho para cultivar plantas que compreende uma coluna de vasos empilhados um acima do outro para definir | um envoltório para alojar plantas, sendo que cada vaso define | | | uma câmara para alojar uma planta, separadores para separar vasos da coluna, sendo que os separadores definem um espaço livre encerrado ao redor do topo de cada um dentre pelo menos dois dos vasos onde plantas se projetam a partir da câmara, uma passagem que fornece uma trajetória de fluxo contínua ' para ar através da coluna sem necessitar que O ar flua através da câmara, sendo que a trajetória de fluxo inclui os É espaços livres acima dos pelo menos dois vasos de modo que O | ar possa fluir sobre as folhas e/ou caules das plantas no | 10 espaço livre encerrado.

Tal aparelho pode ser vantajoso uma vez que O ar, em particular ar aquecido ou resfriado, possa ser introduzido na coluna para fluir substancialmente desimpedido ao redor - das plantas para auxiliar o cultivo de plantas enquanto o envoltório limita a perda de ar aquecido ou resfriado para O + ambiente externo à medida que flui através da coluna. Dessa forma, o ambiente para as plantas pode ser controlado de uma maneira energeticamente eficiente. Além disso, acredita-se que o fluxo de ar sobre as plantas, caules, ou tampão de propagação em que os caules, raízes, bulbos ou folhas que são embutidos, superfície de um substrato de cultivo e/ou superfícies do aparelho podem ajudar a reduzir a proliferação ' de fungos, algas e bactérias. A câmara pode ser disposta para alojar um substrato f 25 de cultivo, tal como solo/composto, 1ã de rocha ou biocarvão, no. qual as plantas crescem. : A coluna pode ter uma entrada para receber ar e pode ter uma saída para a remoção de ar da coluna. Uma entrada e uma saída permitem que a coluna seja conectada a um permutador de calor para resfriamento/aquecimento do ar. A saída pode ser localizada acima da entrada, em particular, a entrada pode ser localizada, em uso, em uma parte inferior da coluna, tal como abaixo do vaso mais abaixo, e a saída localizada, em uso, em uma parte superior da coluna, tal como acima do vaso mais acima.

Tal disposição é adequada para ar aquecido onde o ar quente sobe para o topo da coluna.

Se ar resfriado é introduzido na coluna, então as localizações da entrada e da saída podem ser invertidas. ' Em uma modalidade, cada vaso tem um duto no mesmo para formar a passagem através da coluna.

O duto pode se ' estender de uma parte de fundo de um vaso para Uma localização acima de um topo pretendido para o substrato de cultivo.

Por exemplo, o vaso pode ter áreas de marcação nos mesmos que identificam a altura pretendida para O substrato de cultivo e o duto pode se estender até ou acima dessa altura.

Alternativamente, o duto pode se estender até a mesma . altura que uma borda da câmara.

Dessa forma, O duto não pode ser bloqueado preenchendo-se a câmara até o topo com - substrato de cultivo.

Portanto, um ambiente fresco e aerado é | fornecido nos arredores imediatos controlados encerrados para a planta em cultivo.

É particularmente benéfico que tal ambiente aerado, ainda controlado, é fornecido para a superfície e/ou corpo do substrato de cultivo, e as superfícies interiores do envoltório (por exemplo, as superfícies dos separadores (em “modalidades em que ' separadores estão presentes) ). O duto pode ser circundado pela câmara, por , 25 exemplo, localizado centralmente dentro do vaso, com paredes internas que separam o duto da câmara.

O vaso pode ser de seção transversal circular com uma parede interna radial que separa o duto da câmara.

Alternativamente, O duto pode ser definido por canais no lado do vaso, por exemplo, na borda do vaso.

Preferencialmente os separadores são transparentes ou translúcidos.

Os separadores fornecem espaço entre os vasos para as plantas crescerem e pode permitir luz do sol na coluna.

Os separadores podem ser parte integrante de um dos vasos ou separados dos vasos.

Em uma modalidade, pelo menos um ou cada um dos separadores compreende aberturas no mesmo através das quais plantas podem crescer para fora da coluna.

Tais aberturas * devem ser grandes o bastante para permitir que plantas cresçam a partir da coluna, mas pequenas O bastante para f limitar a perda de energia em excesso da coluna.

As aberturas podem ser aberturas laterais abertas em um fundo do separador localizadas próximo ao vaso abaixo.

Um vaso abaixo de um separador compreende aberturas que podem ter uma borda curva.

Dessa forma, uma planta que cresce a partir da abertura não é danificada ou até cortada pelo peso da planta que puxa à . planta contra uma borda do vaso.

Além disso, a borda curva pode ajudar a projetar a planta em uma direção apropriada. - Acredita-se que o aquecimento/resfriamento do solo ou outro substrato de cultivo é um fator bem influente que afeta cultivo de plantas; o aquecimento da folhagem é menos influente.

Portanto, pode ser aceitável que a folhagem fique pendente para fora do envoltório no ar de aquecedor/resfriador externo ao envoltório.

De fato, a folhagem pode ser encorajada a crescer do lado de fora do f envoltório de forma que (a folhagem) efetivamente bloqueie ou obstrua a abertura para limitar mais a perda de água e i 25 transferência de calor (perda ou ganho) entre o interior e O exterior do envoltório.

É, dessa forma, fornecido um sistema para cultivo eficiente e controlado que é mantido aerado de uma maneira que não encoraja a perda/ganho de água ou calor e que permanece 'vedado' conforme a planta cresce, e por todo o ciclo de cultivo (desde um broto por todo seu cultivo até uma planta adulta), sem a necessidade de realojar a planta.

A perda de energia é minimizada pelo fornecimento de uma abertura adequadamente dimensionada para O tipo de planta que é cultivada. A abertura pode ser dimensionada de tal forma que o broto ou caule da planta possa se ajustar através da mesma enquanto a folhagem da planta pode ser cultivada externamente ao envoltório. A abertura pode ser pequena se comparada ao separador. Por exemplo, a abertura pode ser ter ". uma área de 0,5 cm? a 36 cm? - pode ser aproximadamente semicircular, quadrada ou circular ou conformada em arco ou Í qualquer outro formato adequado. A mesma pode ser ainda maior ou menor para outras aplicações (por exemplo, para maior colheita ou aplicações de planta de vinha).

A coluna de vasos pode ser disposta de tal forma que a água que evapora de uma planta e/ou do substrato de cultivo em um dos vasos vai se condensar em um dos vasos . acima. Os vasos podem ter uma superfície inferior conformada para fazer com que a água condensada na mesma saia da - passagem na coluna. Por exemplo, na modalidade em que cada vaso tem um duto central no mesmo, a superfície interior pode ter uma inclinação para baixo, por exemplo, em uma curva, em uma direção radial para longe de um centro do vaso. Dessa forma, a água no envoltório não é perdida através da evaporação para o ambiente externo, mas é recuperada para O vaso. Além disso, o formato da superfície inferior do vaso ' limita a perda de água para a parte de fundo da coluna através das passagens/dutos nos vasos.

! 25 A coluna pode ser disposta de tal forma que os vasos possam ser girados ao redor de um eixo geométrico central da coluna. Dessa forma, os vasos podem ser girados para ganhar fácil acesso às plantas, conforme desejado e fornecer uma distribuição uniforme de luz para as plantas.

Por exemplo, se a intensidade da luz não for uniforme ao redor do envoltório, os vasos podem ser girados de tal forma que as plantas que antes estavam em baixas condições de luz agora estejam em condições de luz intensa. A rotação dos vasos pode ser realizada automaticamente.

Em algumas modalidades um substrato de cultivo (tal como o solo) pode ser fornecido em um sentido convencional dentro da câmara.

Em tal modalidade, e em outras modalidades em que * um substrato de cultivo seja fornecido, a planta pode ser fornecida na câmara dentro de um substrato de cultivo ' adicional, tal como dentro de um tampão de propagação, tal | como um tampão de turfa (ou qualquer outro equivalente conhecido adequado). Em tais modalidades, a planta que é cultivada pode ser encerrada em sua base (por exemplo, seu bulbo, raiz ou caule) dentro do substrato de cultivo adicional, tal como um tampão de turfa.

. O tampão de turfa pode ser posicionado, em uso, na superfície do substrato de cultivo (por exemplo, o solo) - dentro da câmara ou tamponado/plantado/incorporado no substrato de cultivo (por exemplo, o solo) dentro da câmara.

O tampão de turfa (ou outro substrato adicional) está em comunicação com o espaço livre e, dessa forma, a aeração do espaço livre causa aeração do tampão de turfa e seu ambiente próximo. Como resultado, a proliferação de fungos, algas e bactérias ao redor do tampão de turfa e da . planta cultivada são reduzidos e O cultivo da planta é encorajado.

: 25 Em algumas modalidades a planta cresce para fora das aberturas 134. Por exemplo, os caules e folhas da planta podem crescer para fora da câmara através da abertura 134, enquanto o tampão de turfa é enraizado dentro do espaço livre encerrado e/ou câmara. Mesmo que a folhagem e folhas possam crescer para fora do envoltório, a presença do tampão dentro do envoltório aerado, úmido e controlado é benéfica para a planta cultivada. Além disso, o tampão pode ajudar bloqueando a abertura para adicionalmente minimizar a já relativamente pequena perda/ganho de água/calor do envoltório. Onde é mencionado que o ar flui além de um caule, se o dito caule for localizado dentro de um substrato de cultivo adicional (por exemplo, um tampão de propagação), então, uma vez que benefícios similares sejam alcançados, conforme delineado . acima, pelo fluxo de ar através do substrato de cultivo adicional (tal como o tampão), então pretende-se que ' signifique, dentro do escopo desta invenção, que Oo ar flua através do tampão de turfa que contém o caule.

De acordo com um segundo aspecto da invenção é fornecido um módulo que compreende um vaso e um separador, sendo que cada vaso tem uma câmara para conter uma planta, e opcionalmente para conter um substrato de cultivo, tal como . solo, 1ã de rocha ou biocarvão, no qual a planta é cultivada, e um duto no mesmo disposto de tal forma que o ar possa fluir - através do duto sem fluir através da câmara, em que uma pluralidade desses módulos possa ser empilhada para formar uma coluna, sendo que os separadores separam OS Vasos da coluna e definem um espaço livre encerrado ao redor do topo de cada um dentre pelo menos dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara e os dutos nos vasos formam uma trajetória de fluxo contínua através da coluna, a . trajetória de fluxo inclui espaços livres acima dos pelo menos dois vasos de modo que O ar possa fluir sobre as É 25 plantas e/ou os caules das plantas nos espaços livres " encerrados. - De acordo com um terceiro aspecto da invenção é fornecido um kit de partes para montagem de aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção.

De acordo com um quarto aspecto da invenção é fornecido um método para cultivar plantas que compreende plantar plantas em vasos, sendo que cada vaso define uma câmara para conter uma planta, empilhar os vasos um acima do outro em uma coluna com separadores que separam os vasos da coluna e definir um espaço livre encerrado ao redor do topo de cada um dentre os pelo menos dois vasos onde plantas se projetam a partir da câmara, a coluna compreende uma entrada de ar e uma saída de ar e é disposta de forma que O ar 1 introduzido na entrada de ar flua para a saída de ar através da passagem fornecendo uma trajetória de fluxo contínua í através da coluna, sem necessitar que O ar flua através da câmara, sendo que a trajetória de fluxo inclui os espaços livres acima dos pelo menos dois vasos de modo que O ar possa fluir sobre as folhas e/ou caules das plantas nos espaços livres encerrados, e introduzir ar na entrada de ar.

Será entendido que o termo “plantar plantas” inclui . a plantação de sementes, bulbos e semelhantes.

Em uma modalidade, o ar introduzido na entrada de - ar é ar aquecido ou resfriado.

O método pode compreender fornecer um substrato de cultivo nos vasos nos quais as plantas crescem e a trajetória contínua para O ar possa ser disposta de tal forma que O ar possa fluir da entrada para a saída sem passar através do substrato de cultivo.

De acordo com um quinto aspecto da invenção é fornecido um sistema para cultivar plantas que compreende um + aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção, um conduto de suprimento para suprir ar para O envoltório e um í 25 conduto de retorno para recuperar o ar do aparelho e um permutador de calor para aquecer ou resfriar o ar, o conduto de suprimento é disposto para suprir ar do permutador de calor para a entrada e o conduto de retorno é disposto para retornar o ar do aparelho para o permutador de ar.

A entrada dear pode ser separada verticalmente de uma saída de ar.

O sistema fornece um fluxo de ar além das plantas que pode facilitar o cultivo de plantas.

O fluxo de ar sobre as folhas, caules, superfície de um substrato de cultivo e/ou superfícies do envoltório podem ajudar a reduzir àa proliferação de fungos, algas e bactérias e ampliam o cultivo de planta.

Tal sistema pode fornecer uma maneira eficaz de aquecer ou resfriar plantas em relação ao aquecimento de um . grande volume de ar em um envoltório com meios de aquecimento ou resfriamento. Em particular, o aparelho pode fornecer um í espaço livre acima dos vasos que é da ordem do tamanho das plantas que são cultivadas. Em uma modalidade, oO envoltório pode ter uma largura de 1 m ou menos, preferencialmente 400 mm ou menos e, mais preferencialmente, próximo a 150 mm. O espaço livre acima de cada vaso pode ser menor que l1m preferencialmente menor que 500 mm e, mais preferencialmente, . menor que 200 mm. O aquecimento de ar em um pequeno espaço como esse é muito mais eficiente do que aquecer as plantas em . grandes estufas.

O sistema pode compreender uma pluralidade de aparelhos, em que o comprimento do conduto de suprimento a partir do permutador de ar até o aparelho mais O comprimento do conduto de retorno a partir do aparelho até o permutador de ar é substancialmente o mesmo para cada aparelho. Dessa forma, o diferencial de temperatura entre o início do conduto ã de suprimento e a extremidade do conduto de retorno será aproximadamente o mesmo, Oo que garante fluxo de ar uniforme í 25 através de cada envoltório.

O sistema pode compreender adicionalmente uma fonte de nutrientes e/ou água e um meio de suprimento para circular os nutrientes e/ou água através dos envoltórios. O meio de circulação pode compreender um conduto de suprimento de água/nutriente para suprir água e/ou nutriente para O aparelho a partir de uma fonte de água e/ou nutriente e o conduto de retorno para recuperar a água e/ou nutriente do aparelho e retornar a água e/ou nutriente para a fonte. O conduto de suprimento e/ou retorno pode compreender um filtro para filtrar a água e/ou nutriente conforme é entregue para O aparelho ou antes de ser retornado para a fonte. Dessa forma, qualquer água não usada e/ou nutriente pode ser reciclado para uso futuro. . Será entendido que os termos “ar aquecido” e “ar resfriado” são usados no presente documento para significar, É respectivamente, ar que é aquecido ou resfriado em relação à temperatura do ar no ambiente externo para o envoltório.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Modalidades da invenção serão agora descritas, somente como exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: ' A Figura 1 é uma vista em perspectiva do aparelho de acordo com uma modalidade da invenção; - A Figura 2 é uma vista em perspectiva do aparelho com linhas tracejadas que ilustram partes do aparelho que estão obscurecidas na Figura 1; A Figura 3 é uma vista transversal do aparelho mostrado nas Figuras 1 e 2; A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um vaso de planta usado no aparelho das Figuras 1 a 3; . A Figura 5 é uma vista em corte transversal do vaso de planta mostrado na Figura 4; f 25 A Figura 6 é uma vista plana do vaso de planta pah - mostrado nas Figuras 4 e Bjo 11 00 010000 0 00 e e A Figura 7 é uma vista em perspectiva de um separador usado no aparelho das Figuras 1 a 3; A Figura 8 é uma vista lateral do separador mostrado na Figura 7; A Figura 9 é uma vista lateral do separador mostrado nas Figuras 7 e 8 de uma direção alternativa àquela da Figura 8;

| ma 11/21 A Figura 10 é uma vista em perspectiva explodida do aparelho mostrado nas Figuras 1 a 3 que mostram o kit de partes que serão montadas para formar o aparelho; A Figura 11 é um diagrama esquemático de uma disposição de circulação de ar de um sistema de acordo com . uma modalidade da invenção; e A Figura 12 é um diagrama esquemático de um arranjo : de circulação de água e nutrientes do sistema.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS | 10 Em referência às Figuras 1 a 3, um aparelho para | cultivo de plantas compreende uma coluna 100 de vasos de | planta 102 empilhados um acima do outro para definir um | envoltório para alojar plantas. Nessa modalidade, cada vaso - de planta 102 é idêntico. Entretanto, será entendido que em | 15 outras modalidades, vasos diferentes podem ser usados. Cada o. vaso 102 define uma câmara 104 (mostrada nas Figuras 4 a 6) | para conter um substrato de cultivo, tal como solo, 1ã de | rocha, composto ou biocarvão, no qual a planta cresce. A coluna 100 tem uma passagem (indicada pelas setas 106) que fornecem uma trajetória de fluxo contínua para ar através da coluna 100. Essa trajetória de fluxo inclui espaços 108 ao redor das partes superiores dos vasos 102 onde plantas se projetam do substrato de cultivo. Para fluir ao longo desse percurso não é necessário que o ar flua através ' 25 do substrato de cultivo na câmara 104. Nessa modalidade, ar pode fluir através da passagem sem fluir através da câmara.

A coluna 100 tem uma entrada 110 para receber ar aquecido nessa modalidade, e uma saída 112 para a remoção do ar da coluna 100. A saída 112 é localizada acima da entrada 110, nessa modalidade, a entrada 110 é localizada abaixo do vaso mais baixo 102a e a saída 112 localizada acima do vaso mais acima 102b. Dessa forma, ar aquecido introduzido através da entrada 110 pode subir através da passagem 106, aquecer as plantas no caminho, para o topo da coluna 100 onde é removido através da saída 112. A coluna 100 compreende adicionalmente uma entrada de água e nutriente 116, nesse caso uma cabeça de pulverizador, conectada a uma fonte de água e nutriente para | introduzir água e nutrientes na coluna 100. A água e nutrientes para infiltrar nos vasos 102 para fornecer É sustento para as plantas. Qualquer excesso de água e/ou nutrientes que chega ao fundo da coluna 100 é removido da coluna 100 pelo dreno 118.

Se referindo agora às Figuras 4 a 6, cada vaso de planta 102 tem um duto 114 no mesmo para formar uma passagem 106 através da coluna 100. O duto 114 é cercado pela câmara . 104 com paredes afuniladas internas 124 que separam O duto 114 da câmara 104. Nessa modalidade, o duto 114 é localizado - centralmente e se estende de uma parte inferior 120 do vaso 102 para a mesma altura que uma borda curvada para baixo 122 da câmara 104. O vaso tem uma altura de aproximadamente 100 mm e um diâmetro de aproximadamente 150 mm mais a largura da borda entre 20 mm a 25 mm. O duto tem um diâmetro na parte inferior de aproximadamente 40 mm e na parte superior de aproximadamente 20 mm. A forma afunilada do duto 114 encoraja '" a água e nutrientes que entram no duto 114 a fluir para fora da abertura no duto 114 do vaso 102 abaixo. Dessa forma, O í 25 duto 114 ajuda a evitar o fluxo de água e nutrientes direto para a parte inferior da coluna através dos dutos 114. Uma parte inferior da câmara 104 tem buracos 126 na mesma para facilitar a infiltração. da água e nutrientes através da coluna 100.

Agora se referindo às Figuras 1 a 3 e 7 à 9, a coluna 100 pode adicionalmente compreender separadores 130 transparentes ou translúcidos para separar Vasos 102 da coluna 100. Nessa modalidade, um separador 130 é fornecido entre cada par de vasos 102. Os separadores 130 entre os vasos são idênticos (esses tipos de separadores são mostrados nas Figuras 7 a 9). Entretanto, os separadores 130a e 130b são diferentes dos outros separadores 130. O separador 130a tem fr brechas apropriadas para receber um cano de entrada de ar 111 e o dreno 118. O separador 130b tem uma tampa 132 para fechar É uma parte de cima de um separador 130b e para reter um cano de saída de ar 113.

Os separadores 130 fornecem um espaço livre entre os vasos 102 para as plantas serem cultivadas e permitir luz do sol na coluna 100. Nessa modalidade, cada separador tem uma altura de aproximadamente 200 mm e um diâmetro de . aproximadamente 150 mm. A altura do espaço livre para cultivo de planta será, portanto, aproximadamente 150 mm. Colunas 100 - que têm um espaço livre desse tamanho podem ser adequadas para cultivar plantas tais como colheitas para salada, alface, tomate, morango, feijão, ervas, ervilha, chile, pimenta e semelhantes. O tamanho do espaço livre que é necessário pode depender do tamanho e forma da planta que é cultivada, por exemplo, tamanho de folhagem, tamanho de fruto, vinha ou arbusto. Idealmente, espaço bastante é í fornecido para permitir que a folhagem cresça de uma maneira irrestrita. Por outro lado, idealmente o espaço não deve ser í 25 desnecessariamente grande uma vez que mais energia pode então ser necessária para manter uma temperatura desejada (por exemplo, para evitar perda de calor ou ganho de calor). Foi encontrado que um separador de 200 mm de altura é adequado para uma boa faixa de plantas. Separadores menores ou maiores podem ser fornecidos dependendo da aplicação, por exemplo, para plantas maiores, mudas, espécies de colheita muito grandes, os separadores podem ser de aproximadamente 1m na altura. A localização do sistema e luz solar disponível também impacta no tamanho do espaço livre.

Quando menos luz está disponível, maior o espaço livre que pode ser necessário.

Em outras modalidades os separadores podem ser de aproximadamente 250 mm em altura ou qualquer outra altura adequada. . Nessa modalidade, cada separador 130 é um cilindro de material transparente ou translúcido que tem uma beira ê superior contínua para engatar com uma parte de baixo da borda 122 do vaso 102 quando montado em uma coluna 100. Uma parte inferior do separador compreende aberturas.

Nessa modalidade as aberturas são aberturas abertas separadas de forma circunferencial 134. Dessa forma, quando o separador é montado na coluna, existe uma série de intervalos entre os . vasos e os separadores 130 através dos quais plantas podem crescer para fora da coluna 100. Nessa modalidade, seis 7 aberturas conformadas em arco 134 são fornecidas, cada abertura 134 tem uma altura no seu ápice de aproximadamente mm e uma largura de aproximadamente 30 mm.

De acordo, a porcentagem da área que cerca O espaço livre que é fechada | 20 pelo separador 130 (isto é, ao invés de aberta para O ambiente externo através de aberturas 134) pode ser de mais de 90% e nessa modalidade, mais de 93%. Ela pode ser maior t que 95% em algumas modalidades.

Dessa forma, perda de energia através da fuga de ar aquecido para o ambiente externo é Ê 25 mantida suficientemente baixa.

A borda curvada 122 do vaso 102 ajuda a evitar dano a partes da planta que se projetam das aberturas 134. Quando montados na coluna 100, cada vaso 102 pode ser girado sobre seu centro de forma que O usuário pode 30 acessar as plantas conforme desejado.

Quando montados na coluna 100, cada vaso 102 pode ser girado sobre seu centro de tal forma que o usuário possa acessar as plantas conforme desejado.

A Figura 10 mostra as diferentes partes que são montadas para formar a coluna 100 (as linhas tracejadas ilustram que nem todos os vasos e separadores são mostrados). Será entendido que essas partes podem ser fornecidas como um kit de partes a ser montado no local. Além disso, será r entendido que pares de vaso e separador 140 podem ser suprimidos conforme um módulo separado do resto do kit para Í adicionar a uma coluna existente 100 ou para substituir um módulo de uma coluna existente.

Com referência às Figuras 11 e 12, O aparelho das Figuras 1 a 10 podem ser incorporados em um sistema conforme mostrado nas Figuras 11 e 12 para fornecer ar aquecido, água e nutrientes para plantas. O sistema compreende uma . pluralidade de áreas delimitadas 202 que contém plantas, normalmente dispostas em uma série de fileiras, e duas - disposições de recirculação, uma disposição 200 para circular ar através das áreas delimitadas 202 para manter as plantas na temperatura necessária e outra disposição 204 para circular água e nutrientes através das áreas delimitadas 202.

Cada envoltório 202 compreende um aparelho conforme mostrado nas Figuras 1 a 10.

A disposição 100 para recirculação de ar compreende f um permutador de calor 206 para aquecer O ar que passa pelo mesmo, um conduto de suprimento 208 (mostrado em linhas í 25 sólidas) para suprir o ar aquecido do permutador de calor 206 : o. para. entradas de ar na parte. inferior do aparelho 202 e um conduto de retorno 210 (mostrado em linhas pontilhadas) para recuperar ar de saídas de ar na parte de cima das áreas delimitadas para o permutador de calor 206. Nessa modalidade, o conduto de suprimento 208 se divide em linhas separadas 208a, 208b, 208c para cada fileira do aparelho 202 e O conduto de retorno tem linhas separadas 210a, 210b, 210c para receber ar de cada fileira do aparelho 202. Em uso, as plantas no aparelho 202 são mantidas na temperatura necessária pelo aquecimento de ar com o permutador de calor 206 e então transmitir esse ar aquecido nas áreas delimitadas. O ar morno/quente sobe para o topo do aparelho através da convecção, o aparelho canaliza a passagem de ar . ascendente pelas plantas no mesmo. O ar que passou através do aparelho 202 é recuperado pela linha de retorno 210 para oO ' permutador de calor 206 para ser reaquecido e usado novamente.

O aquecimento de ar pelo permutador de calor 206 pode ser controlado de forma termostática para manter as plantas a uma temperatura estável. O fluxo de ar através do sistema pode ser alcançado através do diferencial de BR temperatura de qualquer lado do permutador de calor 206.

Alternativamente, uma bomba ou ventoinha pode ser fornecida - para circular o ar aquecido. Anexar as colunas 100 do aparelho 202 ao encanamento de condutos 210a, 210b, 210c estabiliza as colunas 100.

A Disposição 204 para a recirculação de água e nutrientes compreende uma fonte, tal como um tanque, de água e nutrientes 216, um conduto de suprimento 218 (mostrado em . linhas sólidas) para suprir a água e nutrientes da fonte 216 para entradas de água na parte de cima do aparelho 202 e um " 25 conduto de retorno 220 (mostrado em linhas pontilhadas) para recuperar água e nutrientes de um dreno na parte de baixo do aparelho 202. A água e nutrientes recuperados podem ser filtrados antes de serem supridos de volta ao tanque de água e nutrientes 216. Nessa modalidade, o conduto de suprimento 218 se divide em linhas separadas 218a, 218b, 218c para cada fileira de aparelho 202 e o conduto de retorno tem linhas separadas 220a, 220b, 220c para receber água e nutrientes de cada fileira do aparelho 202.

Nessa modalidade, para ambas a disposição de recirculação de ar 200 e a disposição para recirculação de nutrientes 204, um comprimento do conduto de suprimento 208, 218 do permutador de calor 206/tanque de água e nutrientes 216 para o aparelho 202 mais o comprimento do conduto de ] retorno 210, 220 do aparelho 202 para o permutador de calor 206/tanque de água e nutrientes 216 é substancialmente o | ' mesmo para cada aparelho 202. Por exemplo, para um aparelho | 202 que tem um conduto de suprimento curto 208, 218 do | permutador de calor 206/tanque 216 vai haver um conduto de | retorno longo 210, 220 para o permutador de calor 206/tanque |

216. | Um sistema de acordo com a modalidade descrita . acima pode ser vantajoso uma vez que ar aquecido pode ser introduzido em cada coluna 100 para fluir substancialmente - desimpedido ao redor das plantas para auxiliar o cultivo de planta enquanto o aparelho limita perda do ar aquecido para O ambiente externo conforme flui através da coluna. Além disso, | o volume de ar que precisa ser aquecido é reduzido devido ao pequeno volume do espaço encerrado definido pelas colunas

100. Dessa forma, o ambiente para as plantas pode ser controlado de uma maneira energeticamente eficiente. Além r disso, acredita-se que o fluxo de ar sobre as plantas, caules, superfície do substrato de cultivo, e/ou tampão de í 25 propagação (turfa ou substrato similar) que delimita oOs caules, raízes, bulbos ou brotos da planta, e/ou superfícies do aparelho pode ajudar a reduzir a proliferação de fungos, algas e bactérias. Será entendido que alterações e modificações podem ser feitas à modalidade descrita acima sem escapar da invenção conforme definida no presente documento. Por exemplo, os dutos pelos vasos podem ser fornecidos em uma região diferente do vaso, por exemplo, por canais abertos nas laterais do vaso. A altura de cada separador pode ser diferente dependendo das plantas sendo cultivadas. O uso de separadores dimensionados adequadamente garante que Oo espaço para plantas em cultivo é usado de forma eficiente.

Uma superfície inferior de cada vaso 102 pode ser . conformada para fazer água na mesma fugir da passagem 106 na coluna 100. Por exemplo, a superfície inferior de cada vaso Í pode ser inclinada para baixo em uma direção radial para fora de um centro do vaso 102. Dessa forma, água que condensa na parte de baixo do vaso 102 e água que infiltra através dos buracos 126 no vaso 102 é levada para fora do centro da coluna 100 o que limita a quantidade de água que passa direto pela passagem 106 para a parte de baixo da coluna 100.

. As plantas em cada vaso podem ser pulverizadas diretamente com água e nutrientes ao invés de alimentadas . pela infiltração de água e nutrientes pelo vaso acima. Por exemplo, um pulverizador específico de vaso pode ser conectado a um tubo de água/nutrientes que percorre pelos dutos de ar dos vasos.

No sistema que compreende uma pluralidade de aparelhos, a temperatura do ar entregue à diferentes aparelhos 202 pode ser controlada separadamente. Dessa forma, É diferentes tipos de plantas que têm diferentes necessidades de temperatura podem ser cultivados no sistema. Além disso, E 25 água e nutrientes podem ser podem ser fornecidos de tanques BR separados. O sistema pode ser disposto de tal forma que a água pode ser entregue para O aparelho 202 sem nutrientes e ser misturada com os nutrientes para fornecer uma solução. O sistema pode ser disposto para fornecer diferentes soluções para diferentes aparelhos, permitindo diferentes tipos de colheitas que necessitam de diferentes soluções para serem cultivadas dentro de um único sistema.

Para aumentar o tamanho do espaço livre mais de um

E E O DRE a oi oi Di oi o oi Doi o o o o o a a a 19/21 separador pode ser usado entre cada vaso de plantas.

Para alcançar isso, um elemento de anexação que não é um vaso de plantas pode ser fornecido para anexar os separadores consecutivamente empilhados juntos.

Um Ou mais dos vasos podem ser conformados de tal Fr forma que uma parte, a denominada alça, da câmara do vaso fica na parte de fora do perímetro do separador.

Isso pode Ô ser uma alternativa a fornecer aberturas no separador.

Em tal disposição, a planta pode crescer para fora do envoltório através da alça.

Um vaso pode compreender uma pluralidade de alças separadas de forma circunferencial ao redor do vaso.

A invenção fornece um envoltório dimensionado adequadamente para garantir que as plantam tenham espaço O EN bastante para crescer, mas não muito grande, o que dessa forma evita desperdício de energia. o envoltório é - substancialmente isolada do ambiente e, dessa forma, perda de calor ou ganho de calor e perda de água não intencional são minimizados.

Uma trajetória de fluxo de ar é fornecida, tal | percurso não necessita passar pela câmara do vaso, na qual um | substrato de cultivo pode normalmente estar presente.

Dessa | forma, a invenção garante que as superfícies interiores do | envoltório e as superfícies superiores do substrato são | f capazes de ter ar fluindo por elas, enquanto ainda mantém um | ambiente de água e temperatura controlada de forma eficiente. | A 25 Normalmente esse fluxo de ar é alcançado pela exposição da | | superfície de substrato ao ambiente externo, nesse caso uma | grande quantidade de transferência de calor e água Ocorre | para o ambiente.

Ou, isso pode normalmente ser alcançado em uma grande disposição do tipo estufa, nesse caso, uma grande quantidade de energia é gasta para se controlar o ambiente e alcançar percursos de fluxo de ar adequados.

Em contraste, a | presente invenção fornece tanto uma um ambiente controlado | quanto uma trajetória de fluxo de ar eficiente. o envoltório | | | aerada controlada é apenas tão grande quanto precisa ser. Mecanismos são fornecidos para permitir às plantas em cultivo crescerem para fora do envoltório se necessário, enquanto deve-se destacar que o tampão de propagação ou raízes ou caules da planta são mantidos no ambiente controlado. f Essa invenção fornece aeração e um ambiente controlado para a parte do substrato na qual as raízes da Í planta estão localizadas e da qual os caules, folhas e folhagens se estendem. Essa parte precisa ser aerada, mas na técnica anterior, isso somente é alcançado pela exposição da parte da superfície do substrato da qual a folhagem da planta cresce para o ambiente externo. Isso resulta em transferência de calor e umidade excessiva entre essa parte do substrato e . o ambiente externo descontrolado. Nessa invenção, essa parte do substrato está dentro do envoltório e não é exposta ao ambiente externo da mesma forma.

Nas modalidades descritas, esse sistema de cultivo vertical com aberturas laterais permite o cultivo de plantas que são convenientemente cultivadas horizontalmente de uma maneira eficiente em espaço vertical. Isso é benéfico em relação a outros sistemas nos quais vasos que se estendem lateralmente são fornecidos se estendendo de uma região bi central, e nos quais os vasos têm solo exposto (ou outro substrato) a partir do qual a planta cresce. Existe uma í 25 economia de espaço e uma contenção de transferência ' (excessiva) de calor/temperatura do substrato.

Em algumas modalidades, o separador cilíndrico 130 é formado por duas peças (semicilíndricas ocas). Essas peças podem ser feitas de um material plástico flexível, e podem ser conectadas para formar um separador adequado (isto é, capaz de formar um envoltório) através de uma disposição de lingueta e entalhe ajustada por fricção.

Em algumas modalidades, em uso, a planta a ser

| 21/21 cultivada está na forma de um broto ou bulbo, ou está delimitada em um tampão de turfa.

Os brotos, bulbos de raízes ou tampão é colocado dentro da câmara (por exemplo, na superfície do substrato (por exemplo, solo)) então o separador é conectado ao vaso de tal forma que as aberturas ' do separador são alinhadas aos brotos, bulbos ou tampão de forma que o crescimento da planta para fora da câmara através | ' da abertura é encorajado. | Outra característica opcional de algumas | 10 modalidades das aberturas é o fornecimento de uma vedação de abertura.

A vedação de abertura compreende um fechamento para a(s) abertura(s) de forma a minimizar transferência de calor e água entre o fechamento e o ambiente externo.

A vedação de NAS abertura pode ter a forma de um membro de borracha ou papel a ser localizado ou fixado à abertura para fechar a abertura Er. enquanto permite de forma flexível a um broto de uma planta a passar pela mesma, por exemplo, através de um corte no material de papel /borracha.

Dessa forma o broto pode ser inicialmente posicionado para passar através da vedação de abertura e pode mudar a posição dentro da abertura conforme cresce, enquanto o resto da abertura está efetivamente fechado. | | : | | |

Claims (24)

| | 1/5 | REIVINDICAÇÕES

1. APARELHO PARA CULTIVAR PLANTAS, caracterizado | por compreender uma coluna de vasos empilhados um acima do | outro para definir um envoltório para alojar plantas, sendo que cada vaso define uma câmara para conter uma planta, f separadores para separar vasos da coluna, sendo que oOS | separadores definem um espaço livre encerrado ao redor do í topo de cada um dentre pelo menos dois dos vasos onde plantas se projetam a partir da câmara e uma passagem que fornece uma trajetória de fluxo contínua para ar através da coluna sem necessitar que Oo ar flua através da câmara, sendo que a trajetória de fluxo inclui os espaços livres acima dos pelo menos dois vasos.

. 2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a câmara é disposta para conter um > substrato de cultivo no qual a planta cresce.

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que a coluna tem uma entrada para receber ar | e uma saída para a remoção de ar da coluna.

4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que o ar recebido compreende ar aquecido ou resfriado.

r 5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 3 Ou 4, caracterizado em que, em uso, a saída é localizada acima da h 25 entrada.

6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado em que a entrada é localizada, em uso, abaixo do vaso mais baixo e a saída é localizada, em uso, acima do vaso mais alto.

7. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 OU 6, caracterizado em que cada vaso tem um duto no mesmo para formar a passagem através da coluna.

8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7 quando dependente da reivindicação 2, caracterizado em que o duto se estende de uma parte de fundo do vaso para uma localização acima de um topo pretendido do substrato de cultivo.

9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, f caracterizado em que o duto se estende pelo menos até uma altura de uma borda da câmara. í

10. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7, 8 ou 9, caracterizado em que o duto é circundado pela câmara com paredes internas que separam O duto da câmara.

11. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado .: em que os separadores são separados dos vasos.

12. APARELHO, de acordo com qualquer uma das é reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 OU 11, caracterizado em que os separadores são transparentes Ou translúcidos. |

13. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 Ou 12, caracterizado em que pelo menos um ou cada um dos separadores compreende aberturas no mesmo através das quais plantas podem r crescer para fora da coluna e, opcionalmente, em que as aberturas compreendem menos de 10% da área do separador e, f 25 opcionalmente, menos de 7% e, ainda opcionalmente, menos de .5%.

14. APARELHO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado em que o vaso imediatamente abaixo do separador ou cada separador que compreende aberturas tem uma borda curva.

15. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 Ou 14, caracterizado em que à coluna de vasos é disposta de tal dn . Í 3/5 | 1

Í forma que água que evapora de uma planta e/ou o substrato de cultivo em um dos vasos se condensará em um dos vasos acima e uma superfície inferior de cada vaso é conformada para fazer com que a água condensada na mesma saia da passagem na coluna. . 16. APARELHO, de acordo com a reivindicação 15 quando dependente da reivindicação 6, caracterizado em que ' cada vaso tem um duto central no mesmo e a superfície inferior do vaso se inclina para baixo em uma direção radial para fora de um centro do vaso.

17. MÓDULO, caracterizado por compreender um vaso e um separador, sendo que cada vaso tem uma câmara para conter uma planta e um duto no mesmo disposto de tal forma que O ar . possa fluir através do duto sem fluir através da câmara, em que uma pluralidade de tais módulos pode ser empilhada para | - formar uma coluna, sendo que os separadores separam Os vasos da coluna e definem um espaço livre encerrado ao redor do | topo de cada um dentre pelo menos dois dos vasos onde plantas se projetam a partir da câmara e os dutos nos vasos formam uma trajetória de fluxo contínua através da coluna, sendo que a trajetória de fluxo inclui os espaços livres acima dos pelo menos dois vasos. .

18. KIT DE PARTES PARA MONTAGEM EM APARELHO, | caracterizado por ser conforme definido em qualquer uma das ' 25 reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16. -

19. MÉTODO PARA CULTIVAR PLANTAS, caracterizado por compreender plantar plantas em vasos, sendo que cada vaso define uma câmara para conter uma planta, empilhar os vasos um acima do outro em uma coluna com separadores que separam vasos da coluna e definem um espaço livre encerrado ao redor do topo de cada um dentre pelo menos dois dos vasos onde i plantas se projetam a partir da câmara, sendo que a coluna compreende uma entrada de ar e uma saída de ar e disposta de tal forma que o ar introduzido na entrada de ar flua para a saída de ar através da passagem fornecendo uma trajetória de fluxo contínua através da coluna, sem necessitar que oO ar flua através da câmara, a trajetória de fluxo inclui os espaços livres acima dos pelo menos dois vasos, e introduz ar na entrada de ar.

20. SISTEMA PARA FORNECER AR AQUECIDO OU RESFRIADO PARA PLANTAS, caracterizado por compreender um aparelho conforme definido na reivindicação 3 ou em qualquer uma das reivindicações 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16 quando dependentes da reivindicação 3, que compreende um conduto de suprimento para suprir ar para a entrada e um conduto de retorno para recuperar o ar do aparelho, um permutador de calor para aquecer ou resfriar o ar, o conduto de suprimento é disposto para suprir ar do permutador de calor para a entrada e o conduto de retorno é disposto para retornar o ar do aparelho para o permutador de calor.

21. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado em que o sistema compreende uma pluralidade do aparelho e o comprimento do conduto de suprimento a partir do permutador de calor até o aparelho mais o comprimento do conduto de retorno a partir do aparelho até o permutador de calor é substancialmente o mesmo para cada aparelho.

22. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado em que compreende adicionalmente uma fonte de nutrientes e/ou água e um suprimento e meio para circular nutrientes e/ou água através do aparelho.

23. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado em que o meio de circulação compreende um conduto de suprimento de água/nutriente para suprir água e/ou nutriente para o aparelho a partir de uma fonte de água e/ou nutriente e um conduto de retorno para recuperar a água e/ou

| nutriente a partir do aparelho e retornar a água e/ou nutriente para a fonte.

24. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado em que o conduto de retorno compreende um filtro para filtrar a água e/ou o nutriente antes de ser r retornado à fonte.

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