BR112017020576B1

BR112017020576B1 - Dispositivo de cultivo de plantas

Info

Publication number: BR112017020576B1
Application number: BR112017020576-9A
Authority: BR
Inventors: Keiichi Nakajima
Original assignee: Naturedyne Inc
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2021-08-03
Also published as: JP6689505B2; SA517382354B1; WO2016185646A1; EP3235372A1; AU2016263381A1; JPWO2016185646A1; ES2745034T3; SG11201705517QA; JPWO2016185502A1; WO2016185646A9; EP3235372A4; CN107404853A; US11019774B2; WO2016185502A1; RU2664320C1; PE20180170A1; AU2016263381B2; PL3235372T3; IL253250A0; KR102072493B1

Abstract

dispositivo de cultivo de plantas. a presente invenção refere-se a um dispositivo de cultivo de plantas (99) que é dotado de um reservatório de cultivo (19) que é para o crescimento de uma planta, com um reservatório de água (30) e com uma parte coletora de calor (56). o reservatório de água (30) fornece água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através de um duto de irrigação (38). o reservatório de água (30) também aspira água de cultivo do reservatório de cultivo (19) através de um tubo de sucção de água (36). a parte coletora de calor (56) tem uma parte de armazenamento de ar (57) que se comunica com uma seção superior do reservatório de água (30). a parte coletora de calor (56) recebe a luz solar (93) e a pressão do ar que é aquecido dentro da parte de armazenamento de ar (57) comprime a superfície da água dentro do reservatório de água (30). o reservatório de água (30) fornece água de cultivo que foi comprimida pelo dito ar para um material de meio de cultivo (90) o qual está localizado dentro do reservatório de cultivo (19) a partir de cima através do duto de irrigação (38). a parte coletora de calor (56) eleva a superfície da água dentro do reservatório de água (30) como um resultado do ar aquecido ao ser resfriado por uma diminuição da luz solar (93). o reservatório de água (30) aspira a água de cultivo de uma seção inferior (20) do reservatório de cultivo (19) através do tubo de sucção de água (36) de acordo com a elevação da água de cultivo.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de cultivode plantas.

Antecedentes Técnicos

[0002] A PTL 1 descreve um dispositivo de cultivo de plantas queirriga as plantas com água através de uma bomba de irrigação. Este dispositivo de cultivo de plantas inclui ainda um dispositivo de fornecimento de energia. O dispositivo de fornecimento de energia converte o vento ou luz solar em energia elétrica e fornece esta energia elétrica para a bomba de irrigação.

Lista de CitaçãoLiteratura de Patente.

[0003] [PTL 1] Pedido de Patente Japonesa Depositado Em-aberto N° 2003-210040

Sumário da InvençãoProblema Técnico

[0004] A invenção descrita na PTL 1 permite uma redução naenergia elétrica necessária para manutenção do dispositivo de cultivo de plantas. No entanto, este dispositivo de cultivo de plantas também requer energia elétrica para controlar o dispositivo de fornecimento de energia. Ao cultivar plantas com tal dispositivo de cultivo de plantas, é necessário não apenas cuidar das plantas, mas também gerenciar o dispositivo de fornecimento de energia. Isto impõe uma grande carga aos usuários.

[0005] Um objetivo da presente invenção é reduzir a dependênciado fornecimento de energia externo e controle elétrico de dispositivos de cultivo de plantas.Solução Para o Problema 1. O dispositivo de cultivo de plantas de acordo com um aspecto da presente invenção inclui um reservatório de cultivo para crescimento das plantas e um sistema de bomba de calor solar. O sistema de bomba de calor solar inclui um reservatório de água que fornece água de cultivo para o reservatório de cultivo através de um canal de irrigação. O reservatório de água também é um reservatório de água para sucção de água de cultivo do reservatório de cultivo através de um tubo de sucção de água. O sistema de bomba de calor solar inclui ainda uma parte coletora de calor que tem uma parte de armazenamento de ar que se comunica com uma seção superior do reservatório de água. A parte coletora de calor recebe luz solar e faz com que a pressão do ar aquecido dentro da parte de armazenamento de ar comprima a superfície da água dentro do reservatório de água. O reservatório de água fornece a água de cultivo que foi comprimida pelo ar para um material de meio de cultivo. O reservatório de água, assim, fornece a água através do canal de irrigação. O reservatório de água fornece água a partir de cima ao material de meio de cultivo que está localizado dentro do reservatório de cultivo. A parte coletora de calor eleva a superfície da água dentro do reservatório de água. Esta elevação do nível da água ocorre como um resultado do ar aquecido sendo resfriado por uma diminuição na luz solar. O reservatório de água aspi-ra a água de cultivo a partir de uma parte inferior do reservatório de cultivo através do tubo de sucção de água. Esta sucção ocorre de acordo com a elevação da água de cultivo.2. De preferência, o sistema de bomba de calor solar inclui ainda uma válvula de retenção de descarga que evita o refluxo da água de cultivo fornecida a partir do reservatório de água para o reservatório de cultivo. De preferência, o sistema de bomba de calor solar inclui ainda uma válvula de retenção de sucção que evita o refluxo da água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo para o reservatório de água. A válvula de retenção de descarga e a válvula de retenção de sucção têm, de preferência, um elemento de válvula com uma gravidade específica maior do que a água de cultivo. Este elemento de válvula tem, de preferência, um formato cônico afunilado para baixo. Estas válvulas de retenção ainda têm, de preferência, uma sede de válvula com um formato de tipo funil. Este formato de tipo funil tem, de preferência, um formato afunilado que se conforma ao formato do elemento de válvula.

[0006] De preferência, a pressão da água de cultivo cuja superfícietenha sido comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água excede a pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação. Isto faz com que o elemento de válvula e a sede de válvula da válvula de retenção de descarga se separem um do outro. De preferência, isto abre o canal de irrigação. Enquanto isto, de preferência, o tubo de sucção de água é fechado pelo elemento da válvula e a sede de válvula de retenção de sucção que fazem contato de superfície entre si em virtude da gravidade, bem como pela pressão da água de cultivo cuja superfície foi comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água acima da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água. De preferência, como um resultado disto, a água de cultivo dentro do reservatório de água é alimentada para o reservatório de cultivo através do canal de irrigação. De preferência, a pressão da água de cultivo cuja superfície foi elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água cai abaixo da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água. Isto faz com que o elemento de válvula e a sede de válvula da válvula de retenção de sucção se separem um do outro. De preferência, isto abre o tubo de sucção de água. Enquanto isto, de preferência, o canal de irrigação é fechado pelo elemento de válvula e a sede de válvula da válvula de retenção de descarga que faz contato de superfície uma com a outra em virtude da gravidade, bem como pela pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água, cai abaixo da pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação. De preferência, como um resultado, a água de cultivo é alimentada a partir do reservatório de cultivo através do tubo de sucção de água de acordo com a elevação da água de cultivo dentro do reservatório de água.3. A válvula de retenção de descarga e a válvula de retenção de sucção estão, de preferência, localizadas fora do reservatório de água. De preferência, estas válvulas de retenção são destacáveis do canal de irrigação e do tubo de sucção de água.4. A válvula de retenção de descarga e a válvula de retenção de sucção ainda incluem, de preferência, uma cobertura e uma base. A base tem, de preferência, a sede de válvula. O elemento de válvula está, de preferência, localizado entre a cobertura e a sede de válvula. De preferência, a cobertura e a base têm roscas. De preferência, a rosca da cobertura é acoplada de forma removível com a rosca da base.5. O dispositivo de cultivo de plantas ainda inclui, de preferência, um dispositivo de reabastecimento da água que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo. Este reabastecimento ocorre, de preferência, através de um material de filtro localizado na seção inferior do reservatório de cultivo. O dispositivo de reabastecimento de água tem, de preferência um reservatório de reabastecimento de água que armazena a água de cultivo. O dispositivo de reabastecimento de água ainda inclui, de preferência, uma parte de pressão de sucção que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo através do material de filtro. O dispositivo de reabastecimento de água ainda inclui, de preferência, um tubo de reabastecimento de água que alimenta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabasteci- mento de água para um espaço superior da parte de pressão de sucção. O reabastecimento de água de cultivo pela parte de pressão de sucção acarreta, de preferência, uma queda do nível de água dentro da parte de pressão de sucção. Isto faz com que a água de cultivo dentro do reservatório de reabastecimento de água seja alimentada no espaço superior da parte de pressão de sucção.6. A parte de pressão de sucção é, de preferência, um corpo separado do reservatório de cultivo.7. Alternativamente, a parte de pressão de sucção e o re-servatório de cultivo são, de preferência, integrados, compartilhando as paredes. Neste caso, o material do filtro, de preferência, se estende para uma seção inferior da parte de pressão de sucção.8. De preferência, uma pluralidade dos reservatórios de re-abastecimento de água está posicionada gradualmente. Os reservatórios de reabastecimento de água estão, de preferência, localizados de modo que haja uma diferença de nível de água entre um dos reservatórios de reabastecimento de água e outro dos reservatórios de reabastecimento de água. Um reservatório de reabastecimento de água do lado superior é, de preferência, dotado de um meio de abastecimento de água. Este meio de abastecimento de água fornece, de preferência, a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água do lado superior para um reservatório de reabastecimento de água do lado inferior.9. O dispositivo de reabastecimento de água ainda inclui, de preferência, um regulador fornecido para o tubo de reabastecimento de água. O regulador, de preferência, ajusta a taxa de escoamento da água de cultivo dentro do tubo de reabastecimento de água.10. O reservatório de cultivo ainda inclui, de preferência, um suporte que suporta um material de meio de cultivo. O suporte está, de preferência, localizado dentro do reservatório de cultivo. O suporte tem, de preferência, um formato de tipo funil inclinado para cima ou para baixo. O suporte, ao ter este formato de tipo funil forma, de preferência, um espaço entre o material do filtro e uma parte inferior do material do meio de cultivo.11. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, dois ou mais reservatórios de cultivo. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, uma parte coletora de calor que se comunica com os dois ou mais reservatórios de cultivo. O dispositivo de cultivo de plantas ainda inclui, de preferência, um tubo de alimentação de ar que se comunica a parte coletora de calor com o reservatório de água. O tubo de alimentação de ar, de preferência, permite que a pressão do ar aquecido pela parte coletora de calor se desloque para o reservatório de água. O tubo de alimentação de ar, de preferência, permite que a pressão do ar resfriado pela parte coletora de calor se desloque para o reservatório de água. A parte coletora de calor, de preferência, transmite variações de pressão do ar aquecido para o reservatório de água através do tubo de alimentação de ar. Isto faz com que a parte coletora de calor faça pressão sobre a superfície da água dentro do reservatório de água com a pressão do ar aquecido. 12. A parte coletora de calor inclui, de preferência, um corpo coletor de calor posicionado dentro da parte de armazenamento de ar.13. O material do meio de cultivo tem, de preferência, um formato cônico afunilado para cima. O material de meio de cultivo tem, de preferência, capacidade de restauração em uma direção na qual uma extremidade distal do formato cônico aparece acima da superfície da água quando o material do meio de cultivo flutua na água de cultivo. O material de meio de cultivo tem, de preferência, uma parte receptora de sementes na extremidade distal onde é incorporada uma semente da planta. O material do meio de cultivo, de preferência, se expande quando imerso na água de cultivo.14. O dispositivo de cultivo de plantas ainda inclui, de prefe-rência, um dispositivo de reabastecimento de água que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo através de um material de filtro localizado na seção inferior do reservatório de cultivo. O dispositivo de reabastecimento de água inclui, de preferência, um reservatório de reabastecimento de água que armazena a água de cultivo, uma parte de armazenamento de água que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo através do material de filtro, uma parte de pressão de sucção que se comunica com a parte de armazenamento de água e está posicionada mais alto do que a parte de armazenamento de água de modo a alimentar a água de cultivo para a parte de armazenamento de água por gravidade e um tubo de reabastecimento de água que alimenta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabastecimento de água em um espaço superior da parte de pressão de sucção. De preferência, a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água é alimentada para o espaço superior da parte de pressão de sucção por uma queda do nível de água dentro da parte de pressão de sucção causada pelo reabastecimento da água de cultivo pela parte de pressão de sucção.15. O dispositivo de cultivo de plantas ainda inclui, de prefe-rência, uma válvula de retenção de descarga que evita o refluxo da água de cultivo fornecida do reservatório de água para o reservatório de cultivo, uma válvula de retenção de sucção que evita o refluxo da água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo para o reservatório de água, um tubo de conexão que conecta a válvula de retenção de descarga e a válvula de retenção de sucção e um tubo de entrada de água que conecta uma porção mediana do tubo de conexão com o reservatório de água.

[0007] De preferência, o tubo de sucção de água é fechado pela válvula de retenção de sucção ao ser fechada pela pressão da água de cultivo cuja superfície foi comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água acima da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água. De preferência, o canal de irrigação é aberto pela válvula de retenção de descarga ao ser aberta pela pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água acima da pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação, como um resultado do que a água de cultivo no reservatório de água é alimentada para o reservatório de cultivo através do canal de irrigação. De preferência, o canal de irrigação é fechado pela válvula de retenção de descarga ao ser fechada pela pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água ao cair abaixo da pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação. De preferência, o tubo de sucção de água é aberto pela válvula de retenção de sucção ao ser aberta pela pressão da água de cultivo cuja superfície foi elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água ao cair abaixo da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água, como um resultado do que a água de cultivo é alimentada do reservatório de cultivo através do tubo de sucção de água de acordo com a elevação da água de cultivo no reservatório de água.16. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, uma válvula de retenção de descarga que evita o refluxo da água de cultivo fornecida do reservatório de água para o reservatório de cultivo e uma válvula de retenção de sucção que evita o refluxo da água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo para o reservatório de água. A válvula de retenção de descarga e a válvula de retenção de sucção são, de preferência, cada uma formada por um elemento de válvula que tem uma parte de bico flexível. A parte de bico tem, de preferên- cia, uma ranhura e um entalhe em um lado superior em uma extremidade distal da parte de bico. A ranhura é, de preferência, fornecida apenas no entalhe posicionado no centro do lado superior.

[0008] De preferência, o tubo de sucção de água é fechado pelaranhura da válvula de retenção de sucção ao ser fechada pela pressão da água de cultivo cuja superfície foi comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água acima da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água. De preferência, o canal de irrigação é aberto pela ranhura da válvula de retenção de descarga ao ser aberta pela pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água que excede a pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação, como um resultado do que a água de cultivo no reservatório de água é alimentada para o reservatório de cultivo através do canal de irrigação. De preferência, o canal de irrigação é fechado pela ranhura da válvula de retenção de descarga ao ser fechada pela pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água ao cair abaixo da pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação. De preferência, o tubo de sucção de água é aberto pela ranhura da válvula de retenção de sucção ao ser aberta pela pressão da água de cultivo cuja superfície foi elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água ao cair abaixo da pressão da água de cultivo dentro o tubo de sucção de água, pelo que a água de cultivo é alimentada do reservatório de cultivo através do tubo de sucção de água de acordo com a elevação da água de cultivo no reservatório de água.17. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, dois ou mais reservatórios de cultivo. O canal de irrigação é, de preferência, um tubo que tem ramificações e distribui água para cada um dos dois ou mais reservatórios de cultivo através da ramificação. Uma esponja é, de preferência, montada em uma abertura de descarga do canal de irrigação que leva ao reservatório de cultivo.18. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, um dispositivo de reabastecimento de água que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo através de um material de filtro localizado na seção inferior do reservatório de cultivo. O dispositivo de reabastecimento de água inclui, de preferência, um reservatório de re-abastecimento de água que armazena a água de cultivo, uma parte de pressão de sucção que alimenta a água de cultivo para o reservatório de cultivo através do material de filtro e um tubo de reabastecimento de água que alimenta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabastecimento de água para um espaço superior da parte de pressão de sucção. De preferência, a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água é alimentada para o espaço superior a parte de pressão de sucção por uma queda do nível de água na parte de pressão de sucção causada pelo reabastecimento da água de cultivo pela parte de pressão de sucção. O dispositivo de cultivo de plantas inclui, de preferência, um alimentador de água que se comunica com o reservatório de reabastecimento de água e fornece a água de cultivo para o dispositivo de reabastecimento de água. O alimentador de água tem, de preferência, uma válvula de boia.19. O dispositivo de cultivo de plantas inclui ainda, de prefe-rência, um outro do dispositivo de reabastecimento de água. O reser-vatório de reabastecimento de água do outro do dispositivo de reabas-tecimento de água, de preferência, se comunica indiretamente com o alimentador de água através do reservatório de água de reabastecimento que se comunica com o alimentador de água.20. O material do meio de cultivo inclui, de preferência, partículas de gel que contêm um componente fertilizante.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0009] A presente invenção torna possível um dispositivo de cultivo de plantas que reduz sua dependência de energia elétrica e controle elétrico.

Breve Descrição Dos Desenhos

[0010] A Figura 1 é uma vista de extremidade de um dispositivo decultivo de plantas de acordo com uma modalidade;21. Figura 2 é uma vista de extremidade de um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 1;22. Figura 3 é um diagrama de conjunto de uma válvula de retenção de acordo com o Exemplo 1;23. Figura 4 é um diagrama esquemático de um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 2;24. Figura 5 é uma vista em perspectiva do dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 2;25. Figura 6 é um diagrama esquemático de uma operação de descarga de uma bomba de acordo com o Exemplo 2;26. Figura 7 é um diagrama esquemático de uma operação de sucção da bomba de acordo com o Exemplo 2;27. Figura 8 é um diagrama esquemático de uma operação de um dispositivo de reabastecimento de água de acordo com o Exemplo 2;28. Figura 9 é uma vista lateral de um reservatório de reabastecimento de água de acordo com uma variação do Exemplo 2;29. Figura 10 é um diagrama esquemático de um material de meio de cultivo de acordo com uma variação do Exemplo 2;30. Figura 11 é um diagrama esquemático de um processo de expansão do material de meio de cultivo de acordo com uma variação do Exemplo 2;31. Figura 12 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de um tipo reservatório duplo de acordo com o Exemplo 3; 32. Figura 13 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de um tipo múltiplos reservatórios de acordo com o Exemplo 4;33. Figura 14 é um diagrama esquemático de um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com os Exemplos 5 e 6;34. Figura 15 é uma vista em perspectiva de uma válvula de retenção de acordo com o Exemplo 7;35. Figura 16 é uma vista de extremidade de um par de vál-vulas de retenção de acordo com o Exemplo 7;36. Figura 17 é uma vista de extremidade de um par de vál-vulas de retenção de acordo com o Exemplo 7;37. Figura 18 é um diagrama esquemático de uma válvula de retenção de acordo com um exemplo de referência;38. Figura 19 é um diagrama esquemático de um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 8;39. Figura 20 é uma vista de extremidade de um canal de irri-gação de acordo com o Exemplo 8;40. Figura 21 é uma vista seccional transversal parcial de um canal de irrigação de acordo com o Exemplo 9;41. Figura 22 é um diagrama esquemático de um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 10; ea Figura 23 é um diagrama esquemático de um material de meio de cultivo de acordo com o Exemplo 11.

Descrição de Modalidades

[0011] As modalidades e exemplos da presente invenção serãoagora descritos com referência aos desenhos. Os elementos consti-tuintes que são equivalentes uns aos outros nos desenhos recebem os mesmos numerais de referência para omitir a descrição redundante destes elementos. O sombreado é parcialmente omitido nas faces finais dos desenhos para uma melhor visibilidade.

[0012] A Figura 1 mostra um dispositivo 99, o qual é um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com uma modalidade. No desenho, a ilustração de um ponto de interseção entre um tubo de entrada de água 37 e um tubo de sucção de água 36 é simplificada. O dispositivo 99 inclui um reservatório de cultivo 19 e um sistema de bomba de calor solar 32. O sistema de bomba de calor solar 32 inclui um reservatório de água 30. O reservatório de água 30 fornece água de cultivo para o reservatório de cultivo 19 através de um canal de irrigação 38. O reservatório de água 30 extrai a água de cultivo do reservatório de cultivo 19 através do tubo de sucção de água 36.

[0013] A água de cultivo aqui inclui soluções de nutrientes. A solução de nutrientes aqui refere-se à água a qual são adicionados íons, minerais e outros nutrientes conforme necessário e a qual é adequada para o crescimento de plantas à medida que as plantas absorvem esta solução de nutrientes a partir das raízes. A água de cultivo aqui inclui água que substancialmente não contém estes nutrientes. Na descrição a seguir, a menos que especificado de outra forma, a água de cultivo às vezes pode ser dita simplesmente como "água".

[0014] O sistema de bomba de calor solar 32 mostrado na Figura 1inclui ainda uma parte coletora de calor 56. A parte coletora de calor 56 tem uma parte de armazenamento de ar 57. A parte de armazenamento de ar 57 se comunica com uma seção superior do reservatório de água 30. A parte coletora de calor 56 comprime a superfície do agua dentro do reservatório de água 30 com a pressão do ar. A pressão do ar é gerada pela parte coletora de calor 56 que recebe luz solar, ou luz do sol, 93 e aquece o ar dentro da parte de armazenamento de ar 57.

[0015] O reservatório de água 30 mostrado na Figura 1 fornece aágua que tenha sido comprimida pelo ar para um material de meio de cultivo 90. O reservatório de água 30 fornece, assim, a água através do canal de irrigação 38. O reservatório de água 30 fornece água a partir de cima do material de meio de cultivo 90 que está localizado dentro do reservatório de cultivo 19.

[0016] A parte coletora de calor 56 mostrada na Figura 1 eleva asuperfície da água dentro do reservatório de água 30. Esta elevação do nível da água ocorre como um resultado do ar aquecido ao ser resfriado por uma diminuição da luz solar 93. O reservatório de água 30 aspira a água a partir de uma seção inferior do reservatório de cultivo 19 através do tubo de sucção de água 36. Esta sucção ocorre de acordo com a elevação da água mencionada acima.

[0017] Conforme mostrado na Figura 1, o sistema de bomba decalor solar 32 extrai a água do lado de fora do sistema, eleva o nível da água dentro do sistema e descarrega a água do sistema. O sistema de bomba de calor solar 32 obtém a energia necessária para este movimento de água com a parte coletora de calor 56. De preferência, o sistema de bomba de calor solar 32 não inclui uma bomba elétrica.

[0018] O sistema de bomba de calor solar 32 mostrado na Figura 1inclui ainda uma válvula de retenção de descarga 43 que evita o refluxo da água fornecida do reservatório de água 30 para o reservatório de cultivo 19. O sistema de bomba de calor solar 32 inclui ainda uma válvula de retenção de sucção 41 que evita o refluxo da água aspirada do reservatório de cultivo 19 para o reservatório de água 30.

[0019] O dispositivo 99 mostrado na Figura 1 não requer substancialmente nenhuma mão de obra para irrigação. Isto ocorre porque a irrigação pode ser conseguida pelo ciclo de luz solar, conforme descrito acima. Com o uso do dispositivo 99, as plantas podem ser cultivadas em um custo menor do que os métodos comuns de hidroponia. Isto ocorre porque o dispositivo 99 dificilmente depende ou depende menos da energia elétrica ou controle eletrônico quando comparado com os dispositivos necessários para hidroponia.Exemplo 1

[0020] A Figura 2 é uma vista de extremidade de um dispositivo100 de acordo com o Exemplo 1. No desenho, a ilustração de um ponto de interseção entre um tubo de entrada de água 37 e um tubo de sucção de água 36 é simplificada. O dispositivo 100 é um dispositivo de cultivo de plantas com circulação de água. O dispositivo 100 inclui um reservatório de cultivo 19, uma bomba 29 e um dispositivo de reabastecimento de água 59. A água circula entre o reservatório de cultivo 19 e a bomba 29, conforme será descrito depois.

[0021] O reservatório de cultivo 19 mostrado na Figura 2 tem umaseção inferior 20 e uma abertura de face superior 21. O reservatório de cultivo 19 tem uma parte de corpo 23 fornecida como paredes. A parte de corpo 23 se estende desde a seção inferior 20 até a abertura de face superior 21. A parte de corpo 23 é, de preferência, cilíndrica. A cavidade interna 24 do reservatório de cultivo 19 consiste principalmente na cavidade oca no centro da parte de corpo 23.

[0022] O reservatório de cultivo 19 mostrado na Figura 2 inclui umsuporte 27. O suporte 27 suporta um material de meio de cultivo 90. O material de meio de cultivo 90 será descrito em detalhes posteriormente. O suporte 27 está localizado na cavidade interna 24. O suporte 27 está, de preferência, localizado mais próximo da seção inferior 20 do que a abertura de face superior 21. Desta forma, o reservatório de cultivo 19 pode acomodar um material de meio de cultivo 90 maior.

[0023] O material de filtro 25 mostrado na Figura 2 está localizadona seção inferior 20. O material de filtro 25 está interposto entre a cavidade interna 24 e o tubo de sucção de água 36. O material de filtro 25 é, de preferência, um material poroso que inclui um zeólito. O material de filtro 25 é, de preferência, embalado em um saco de malha (não mostrado). A face superior 22 do material de filtro 25 está voltada para a cavidade interna 24. O material de filtro 25 pode ser fixado na seção inferior 20 pelo suporte 27 que comprime a face superior 22.

[0024] A bomba 29 mostrada na Figura 2 tem uma câmara debomba 39 e um par de válvulas de retenção 40. O par de válvulas de retenção 40 tem uma válvula de retenção de sucção 41 e uma válvula de retenção de descarga 43. Pelo menos uma da válvula de retenção de sucção 41 e da válvula de retenção de descarga 43 é, de preferência, uma válvula de retenção por gravidade. A válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 podem ser válvulas de retenção de mola.

[0025] A válvula de retenção de sucção 41 mostrada na Figura 2impede a criação de um escoamento de água que se desloca da cavidade interna 31 do reservatório de água 30 em direção ao tubo de sucção de água 36 sem passar pelo reservatório de cultivo 19. A válvula de retenção de descarga 43 impede a criação de um escoamento de água que se desloca a partir da cavidade interna 31 na direção do canal de irrigação 38, sem passar pelo reservatório de cultivo 19. A válvula de retenção de sucção 41, o reservatório de água 30 e a válvula de retenção de descarga 43 estão localizados de modo que a água flui através da válvula de retenção de sucção 41, reservatório de água 30 e válvula de retenção de descarga 43 nesta ordem.

[0026] Pelo menos uma das válvulas de retenção de sucção 41 eda válvula de retenção de descarga 43 mostrada na Figura 2 está localizada fora da câmara de bomba 39. De preferência, tanto a válvula de retenção de sucção 41 como a válvula de retenção de descarga 43 estão localizadas fora da câmara de bomba 39. Ainda mais preferivelmente, a válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 estão acopladas uma à outra. Este par de válvulas de retenção 40 pode ser facilmente substituído.

[0027] O par de válvulas de retenção 40 mostrado na Figura 2 po- de ser um grupo de válvulas de retenção. O grupo de válvulas de retenção pode incluir uma pluralidade de válvulas de retenção de sucção 41. O grupo de válvulas de retenção pode incluir uma pluralidade de válvulas de retenção de descarga 43.

[0028] A Figura 3 é um diagrama de montagem de um exemplo deum par de válvulas de retenção 40. A válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 podem ter a mesma configuração mostrada no desenho. Uma face terminal da válvula de retenção de sucção 41 antes da montagem é representada no lado direito do desenho. Uma face terminal da válvula de retenção de descarga 43 após a montagem é representada no lado esquerdo do desenho. Acima e abaixo do par de válvulas de retenção 40 são mostradas faces laterais das respectivas extremidades dos tubos conectados às válvulas de retenção.

[0029] O par de válvulas de retenção 40 mostrado na Figura 3 inclui uma base 42, elementos de válvula 44a e 44b e coberturas 46a e 46b. A base 42 inclui sedes de válvula 45a e 45b, anéis 47a e 47b e juntas 48a e 48b. A sede de válvula 45a e o anel 47a da válvula de retenção de sucção 41 são formados na face superior da base 42. A sede de válvula 45b e o anel 47b da válvula de retenção de descarga 43 são formados na face superior da base 42. Os anéis 47a e 47b envolvem as sedes de válvula 45a e 45b, respectivamente.

[0030] A união 48a da válvula de retenção de sucção 41 e a união48b da válvula de retenção de descarga 43 mostradas na Figura 3 são formadas na face inferior da base 42. As juntas 48a e 48b se comunicam com as sedes de válvula 45a e 45b, respectivamente. As sedes de válvula 45a e 45b têm um formato de tipo funil inclinado para baixo.

[0031] Roscas são formadas na base 42 mostrada na Figura 3. Asroscas são, de preferência, fornecidas na superfície externa dos anéis 47a e 47b. Os elementos de válvula 44a e 44b têm um formato cônico afunilado para baixo. Os elementos de válvula 44a e 44b tem uma gravidade específica maior que aquela da água de cultivo. De preferência, a gravidade específica dos elementos de válvula 44a e 44b é maior do que aquela da água pura. A superfície externa cônica do elemento de válvula 44a e a superfície interna em formato de funil da sede de válvula 45a fazem, de preferência, um contato estreito uma com a outra.

[0032] Para montar o par de válvulas de retenção 40 mostrado naFigura 3, os elementos de válvula 44a e 44b estão localizados entre a cobertura 46a e a sede de válvula 45a e entre a cobertura 46b e a sede de válvula 45b, respectivamente. Os elementos de válvula 44a e 44b são recebidos nas sedes de válvula 45a e 45b através do centro dos anéis 47a e 47b. Roscas são formadas na superfície interna das coberturas 46a e 46b. Assim, as roscas das coberturas 46a e 46b são acopladas com as roscas dos anéis 47a e 47b.

[0033] Estas roscas citadas acima permitem que as coberturas46a e 46b mostradas na Figura 3 sejam acopladas de forma removível com os anéis 47a e 47b. Consequentemente, a válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 podem ser produzidas de forma eficiente. As coberturas 46a e 46b podem ser removidas da base 42 ao afrouxar as roscas. Portanto, os elementos de válvula 44a e 44b e as sedes de válvula 45a e 45b podem ser limpos.

[0034] As setas na Figura 3 indicam as direções dos fluxos deágua 83 e 84 que entram e saem do par de válvulas de retenção 40. O tubo de entrada de água 35 se conecta à cobertura 46a da válvula de retenção de sucção 41. A água é alimentada da cobertura 46a para o tubo de entrada de água 35. O tubo de sucção de água 36 se conecta à união 48a. A água é alimentada a partir do tubo de sucção de água 36 para a união 48a. Portanto, é criado um escoamento de água 84 que se desloca do tubo de sucção de água 36 mostrado na Figura 2 em direção ao reservatório de água 30 e, assim, a água é aspirada do reservatório de cultivo 19.

[0035] Quando a água tenta fluir na direção oposta àquela do escoamento de água 84 mostrado na Figura 3, o elemento de válvula 44a faz contato de superfície com a sede de válvula 45a e para a água. Mesmo quando não há tal escoamento de água, o elemento de válvula 44a afunda por gravidade e faz contato de superfície com a sede de válvula 45a para parar a água. Além disso, o elemento de válvula 44a e a sede de válvula 45a fazem um contato estreito um com o outro em virtude da pressão da água de cultivo cuja superfície foi comprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água acima da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água 36. À medida que o elemento de válvula 44a e a sede de válvula 45a fazem contato estreito, o vazamento de água do reservatório de água 30 para o tubo de sucção de água 36 é evitado.

[0036] O tubo de entrada de água 37 se conecta à união 48b daválvula de retenção de descarga 43 mostrada na Figura 3. A água é alimentada a partir do tubo de entrada de água 37 para a união 48b. O tubo que forma o canal de irrigação 38 se conecta à cobertura 46b. A água é alimentada a partir da cobertura 46b para o canal de irrigação 38. Assim, um escoamento de água 83 é criado, o qual se desloca do reservatório de água 30 mostrado na Figura 2 para o canal de irrigação 38 e, assim, a água é descarregada no reservatório de cultivo 19.

[0037] Quando a água tenta fluir na direção oposta àquela do escoamento de água 83 mostrado na Figura 3, o elemento de válvula 44b faz contato de superfície com a sede de válvula 45b e para a água. Mesmo quando não há tal escoamento de água, o elemento de válvula 44b afunda por gravidade e faz contato de superfície com a sede de válvula 45b para parar a água. Além disso, o elemento de válvula 44b e a sede de válvula 45b fazem contato estreito um com o ou- tro em virtude da pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água ao cair abaixo da pressão da água de cultivo dentro o canal de irrigação 38. À medida que o elemento de válvula 44b e a sede de válvula 45b fazem contato estreito, o vazamento de água do canal de irrigação 38 para o reservatório de água 30 é evitado.

[0038] A válvula de retenção de descarga 43 mostrada na Figura 3é destacável do tubo de entrada de água 37 e do canal de irrigação 38. A válvula de retenção de sucção 41 é destacável do tubo de entrada de água 35 e do tubo de sucção de água 36. Portanto, a válvula de retenção de sucção 41 e válvula de retenção de descarga 43 são facilmente substituídas. Se a válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 são componentes separados, a válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43 podem ser substituídas individualmente.

[0039] Em referência novamente à Figura 2, a câmara de bomba39 mostrada na Figura 2 tem o reservatório de água 30 e um reservatório de ar 50. O reservatório de água 30 tem um tampão de vedação 33 e um tubo de alimentação de ar 53. A cavidade interna 31 do reservatório de água 30 e a cavidade interna 51 do reservatório de ar 50 se comunicam entre si através do tubo de alimentação de ar 53. A cavidade interna 31 e a cavidade interna 51 mostradas na Figura 2 podem ser conectadas sem o tubo de alimentação de ar 53 e elas podem, por exemplo, formar um único espaço. Este exemplo está representado na Figura 1 descrita acima.

[0040] O reservatório de água 30 mostrado na Figura 2 está conectado à válvula de retenção de sucção 41 e válvula de retenção de descarga 43. A bomba 29 inclui os tubos de entrada de água 35 e 37 mencionados acima. Uma extremidade do tubo de entrada de água 35 se conecta ao lado de descarga da válvula de retenção de sucção 41. Uma extremidade do tubo de entrada de água 37 se conecta ao lado de descarga da válvula de retenção de sucção 43. As outras extremidades dos tubos de entrada da água 35 e 37 se conectam à cavidade interna 31.

[0041] O reservatório de ar 50 ilustrado na Figura 2 funciona deforma similar à parte coletora de calor 56 ilustrada na Figura 1. O reservatório de ar 50 tem uma superfície coletora de calor 52. A superfície coletora de calor 52 é uma superfície que coleta o calor solar. A superfície coletora de calor 52 absorve o calor solar e, assim, pode liberar calor na cavidade interna 51. A superfície coletora de calor 52 pode ser posicionada na superfície externa do reservatório de ar. O calor solar atinge a superfície coletora de calor como raios solares ou ondas de calor solar. Estes serão citados daqui em diante simplesmente como calor solar.

[0042] O reservatório de ar 50 mostrado na Figura 2 tem um recipiente 54 e um corpo coletor de calor 55. O recipiente 54 funciona de forma similar à parte de armazenamento de ar 57 mostrada na Figura 1. A cavidade interna do recipiente 54 é a cavidade interna 51. O corpo coletor de calor 55 tem a superfície coletora de calor 52. O corpo coletor de calor 55 é posicionado na cavidade interna 51. O recipiente 54 é, neste caso, parcial ou totalmente transparente. O corpo coletor de calor 55 contata o ar dentro da cavidade interna 51. Assim, o reservatório de ar 50 pode aquecer o ar dentro do reservatório de ar 50 de forma eficiente.

[0043] Se o recipiente 54 mostrado na Figura 2 é transparente, asuperfície coletora de calor 52 pode ser posicionada sobre a superfície interna do recipiente 54 (não mostrado). A superfície coletora de calor 52 pode ser posicionada sobre a superfície externa do recipiente 54 (não mostrado). A superfície coletora de calor 52, neste caso, pode receber o calor solar, os raios solares ou ondas de calor solar que te- nham sido transmitidos através do recipiente transparente 54.

[0044] O dispositivo 100 mostrado na Figura 2 inclui o tubo desucção de agua 36 e o canal de irrigação 38 mencionados acima. O tubo de sucção de água 36 se conecta à seção inferior 20 do reservatório de cultivo 19 com a válvula de retenção de sucção 41 da bomba 29. O tubo de sucção de água 36 se conecta ao lado de sucção da válvula de retenção de sucção 41.

[0045] O canal de irrigação 38 mostrado na Figura 2 se estende apartir da válvula de retenção de descarga 43 da bomba 29 até alcançar a abertura da face superior 21 do reservatório de cultivo 19. O canal de irrigação 38 se conecta ao lado de descarga da válvula de retenção de descarga 43. O canal de irrigação 38 pode se estender desde a válvula de retenção de descarga 43 até atingir a cavidade interna 24. A bomba de câmara 39 é tornada hermética ao fechar o tampão de vedação 33 e o par de válvulas de retenção 40.

[0046] O dispositivo de reabastecimento de água 59 mostrado naFigura 2 se conecta a seção inferior 20 do reservatório de cultivo 19. O dispositivo de reabastecimento de água 59 reabastece a água para o reservatório de cultivo 19. O dispositivo de reabastecimento de água 59 tem um reservatório de reabastecimento de água 60 e um reservatório de pressão de sucção 70. O reservatório de pressão de sucção 70 forma uma parte de pressão de sucção. O reservatório de reabastecimento de água 60 inclui uma abertura de reabastecimento 63, um tubo de descarga 65 e um indicador de nível de água 67. Uma torneira é fornecida para o tubo de descarga 65.

[0047] O reservatório de pressão de sucção 70 mostrado na Figura 2 tem um invólucro externo 72 e um tampão de vedação 73. O reservatório de pressão de sucção 70 tem uma câmara de pressão de sucção 71. A câmara de pressão de sucção 71 está envolvida pelo invólucro externo 72. A câmara de pressão de sucção 71 pode ser man- tida estanque ao ar através da introdução de água em seu interior e fechando o tampão de vedação 73.

[0048] O dispositivo de reabastecimento de água 59 mostrado naFigura 2 tem ainda um tubo de reabastecimento de água 75. O tubo de reabastecimento de água 75 se conecta à cavidade interna 61 do reservatório de reabastecimento de água 60 com a câmara de pressão de sucção 71. O tubo de reabastecimento de água 75 é, de preferência, conectado à parte superior ou próximo da parte superior da câmara de pressão de sucção 71. O tubo de reabastecimento de água 75, de preferência, alimenta a água armazenada no reservatório de reabastecimento de água 60 para um espaço superior do reservatório de pressão de sucção 70. O material de filtro 25 está interposto entre a cavidade interna 24 do reservatório de cultivo 19 e a câmara de pressão de sucção 71. O reservatório de pressão de sucção 70 reabastece a água para o reservatório de cultivo 19 através do material de filtro 25.

[0049] O dispositivo de reabastecimento de água 59 mostrado naFigura 2 tem ainda um regulador 78. O regulador 78 é fornecido para o tubo de reabastecimento de água 75. A área seccional transversal do percurso de escoamento de água dentro do regulador 78 pode ser alterada livremente através de operação do regulador 78. O regulador 78 pode, portanto, ajustar a taxa de escoamento da água de cultivo dentro do tubo de reabastecimento de água 75. O regulador 78 pode ser uma válvula ou uma torneira. Ao ajustar a taxa de escoamento da água de cultivo, o nível de água no reservatório de cultivo 19 pode ser tornado ideal de acordo com os tipos de plantas ou ambiente externo.

[0050] O tubo de reabastecimento de água 75 pode ter uma flexibilidade na porção onde o regulador 78 está localizado. O tubo de rea-bastecimento de água 75 pode ser feito de um elastômero. Neste caso, o regulador 78 pode ser um grampo. Um grampo de rolos é prefe- rível. Um grampo de rolos pode mudar a área seccional transversal da cavidade interna do tubo de reabastecimento de água 75 para um dado tamanho por meio de compressão do tubo de reabastecimento de água 75. O grampo de rolos, tal como o regulador 78, portanto, pode ajustar a taxa de escoamento da água de cultivo dentro do tubo de reabastecimento de água 75.

[0051] O dispositivo de reabastecimento de água 59 mostrado naFigura 2 pode não incluir o regulador 78. Neste caso, a cavidade interna do elemento de reabastecimento de água do tubo 75 precisa ter uma área seccional transversal apropriada. Por exemplo, a área seccional transversal da cavidade interna do tubo de reabastecimento de água 75 pode ser definida menor do que a área seccional transversal da cavidade interna do canal de irrigação 38.

[0052] O reservatório de pressão de sucção 70 mostrado na Figura 2 é separado do reservatório de cultivo 19. Portanto, o dispositivo 100 pode ainda incluir um tubo de abastecimento de água 77. O tubo de abastecimento de água 77 se conecta à seção inferior 20 do reservatório de cultivo 19 com a câmara de pressão de sucção 71. O reservatório de pressão de sucção 70 e o reservatório de cultivo 19 podem ser integrais um com o outro, conforme será mostrado nos exemplos abaixo.Exemplo 2

[0053] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um dispositivo101, o qual é um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 2. No dispositivo 101, o reservatório de cultivo 19 está localizado dentro do reservatório de pressão de sucção 70. A parte de corpo 23 do reservatório de cultivo 19 constitui parte das paredes da câmara de pressão de sucção 71. Em outras palavras, o reservatório de pressão de sucção 70 e o reservatório de cultivo 19 são integrados, compartilhando as paredes. A câmara de pressão de sucção 71 pode envolver lateralmente o reservatório de cultivo 19.

[0054] O material de filtro 25 representado na Figura 4 se estendepara a seção inferior da câmara de pressão de sucção 71. Neste exemplo, portanto, o tubo de abastecimento de água 77 mostrado na Figura 1 foi removido. Em outras palavras, o dispositivo de reabastecimento de água 59 está conectado ao reservatório de cultivo 19 através do material de filtro 25. O recipiente de pressão de sucção 70 tem um invólucro externo 72. O espaço envolvido pelo invólucro externo 72, parte de corpo 23 e material de filtro 25 constitui a câmara de pressão de sucção 71.

[0055] No dispositivo 101 mostrado na Figura 4, o par de válvulasde retenção 40 está localizado dentro do reservatório de água 30. Portanto, os tubos de entrada da água 35 e 37 mostrados na Figura 1 podem ser omitidos. No dispositivo 101, o reservatório de cultivo 19, o reservatório de água 30, o reservatório de pressão de sucção 70 e o reservatório de reabastecimento de água 60 são integrados. Apenas o reservatório de ar 50 é separado dos mesmos. O reservatório de ar 50 está, de preferência, localizado no exterior do dispositivo 101 em virtude da necessidade de receber a luz solar.

[0056] A Figura 5 é uma vista em perspectiva do dispositivo 101.Alguns componentes são omitidos. Os outros componentes que não o reservatório de ar 50 são componentes integrados de forma a envolver o reservatório de cultivo 19. O dispositivo 101 pode ser facilmente concebido para ter um volume menor do que aquele do dispositivo 100 mostrado na Figura 1. O dispositivo de cultivo de plantas pode ser, portanto, transportado e instalado como uma unidade.

[0057] Uma vez que a câmara de bomba 39 mostrada na Figura 4inclui um tubo de alimentação de ar 53, o reservatório de ar 50 pode ser separado do reservatório de água 30. Portanto, conforme mostrado na Figura 5, o reservatório de ar 50 pode ser facilmente instalado em uma posição onde a luz solar 93 pode ser facilmente recebida. O reservatório de ar 50 pode ser separado de outros componentes sobre um plano, por exemplo. O tubo de alimentação de ar 53 pode ser curvado em 90 graus ou mais, conforme mostrado na Figura 5. O tubo de alimentação de ar 53 pode ter uma flexibilidade suficiente, de modo que tal flexão seja possível.

[0058] Um método de cultivo de plantas com o uso do dispositivo101 mostrado nas Figuras 4 e 5 será mostrado abaixo. Primeiro, conforme mostrado na Figura 4, o reservatório de cultivo 19 e o reservatório de água 30 são enchidos com água. As porções com um sombreado horizontal fino no desenho representam a presença de água. Isto se aplica também a outros desenhos. O tampão de vedação 33 é aberto quando a água é vertida no reservatório de água 30. A água é vertida dentro da cavidade interna 31 através de abertura do tampão de vedação 33. Depois disso, o tampão de vedação 33 é fechado para manter a câmara de bomba 39 hermética.

[0059] O material de meio de cultivo 90 mostrado na Figura 4 é, depreferência, um material 90 que contém um material absorvente de água comprimido, conforme mostrado na Figura 5, antes de uso. O material absorvente de água comprimido pode ser um material natural seco. O material absorvente de água comprimido, de preferência, se expande quando imerso em água através de absorção de água.

[0060] As propriedades do material absorvente de água comprimido não estão especificamente limitadas. As propriedades são, de preferência, selecionadas a partir dos pontos de vista da capacidade de retenção de água, permeabilidade ao ar e água e alta eficiência de in- tumescimento. A partir destes pontos de vista, substâncias fibrosas podem ser citadas como um exemplo. Substâncias fibrosas incluem fibras de plantas e fibras minerais, tal como lã de rocha. Alternativamente, o material absorvente de água comprimido pode ser feito de um fertilizante vegetal. Fertilizantes vegetais são vantajosos pelo fato de que deficiência de nitrogênio dificilmente pode ocorrer no material de meio de cultivo 90, em comparação com fibras vegetais imaturas, por exemplo. Isto ocorre porque as substâncias fibrosas foram bem decompostas em fertilizantes vegetais.

[0061] O material de meio de cultivo 90 mostrado na Figura 5 foiseco, de modo que ele é leve e pode ser facilmente armazenado. O material de meio de cultivo 90 também é comprimido, de modo que ele pode ser facilmente transportado. De preferência, portanto, o material de meio de cultivo 90 é previamente produzido com composições adequadas para o método de cultivo de plantas de acordo com este exemplo, armazenado, transportado para um local de cultivo e embalado no local de cultivo, conforme necessário.

[0062] O material de meio de cultivo 90, antes de seu uso é, depreferência, embalado em uma cápsula 89, conforme mostrado na Figura 5. A cápsula 89 funciona como um material de embalagem do material de meio de cultivo 90. O acondicionamento em cápsulas de 89 promove a modalidade do presente método, mesmo em áreas onde materiais absorventes de água comprimidos adequados não estão disponíveis.

[0063] O material de meio de cultivo 90 é retirado da cápsula 89,conforme mostrado na Figura 5. O material de meio de cultivo 90 foi comprimido e tem seu volume reduzido. Portanto, este material de meio de cultivo 90 pode ser facilmente inserido na cavidade interna do reservatório de cultivo 19 a partir da abertura da face superior do reservatório de cultivo 19. Uma vez que o material de meio de cultivo 90 é um material absorvente de água comprimido, seu volume aumenta quando imerso em água, conforme mostrado na Figura 4. Para o cultivo de plantas, o material de meio de cultivo é deixado intumescer até que o material de meio de cultivo 90 esteja em contato de superfície da parede interna do reservatório de cultivo 19.

[0064] Em referência novamente à Figura 4, as sementes 91 deum tipo desejado de planta são semeadas sobre a face superior do material de meio de cultivo 90 mostrado na Figura 4. Um ou mais tipos de sementes 91 podem ser semeados com o material de meio de cultivo 90. As sementes 91 podem ser cobertas com um material de meio de cultivo da mesma composição conforme aquela do material de meio de cultivo 90, terra ou outros materiais de meio de cultivo. As plantas são, assim, cultivadas sobre a face superior do material de meio de cultivo 90.

[0065] Em vez da semente 91 mostrada na Figura 4, plantas jovens, mudas, estacas, bulbos ou outros tecidos da planta de tipos desejados de plantas podem ser plantados. A planta pode ser um vegetal ou um fruto. O vegetal pode ser qualquer um dos vegetais de raiz, folhas leguminosas, caules leguminosos, flores e frutos. Frutos incluem tomates, pepinos e berinjelas, porém sem limitações aos mesmos.

[0066] A luz solar 93 é dirigida para a superfície coletora de calor52 mostrada na Figura 5. Isto pode ser feito posicionando o reservatório de ar 50 ou o dispositivo 101 sob a luz solar 93. A superfície coletora de calor 52 recebe o calor solar conforme mencionado acima. Durante o dia, a superfície coletora de calor 52 recebe a luz solar 93 e coleta o calor. Durante a noite, a superfície coletora de calor 52 não recebe a luz solar 93, portanto, não coleta calor. A coleta de calor pela superfície coletora de calor 52, assim, varia em ciclos diários. Embora afetada pela latitude e condições do tempo, as flutuações no calor coletado em ciclos diários continuam sem a necessidade de energia feita pelo homem.

[0067] A Figura 6 é um diagrama esquemático de uma operaçãode descarga da bomba 29. No desenho, o reservatório de reabastecimento de água, o qual faz parte do dispositivo de reabastecimento de água, é omitido. O desenho mostra o dispositivo 101 durante o dia. Quando a luz solar 93 atinge a superfície coletora de calor 52 durante o dia, a superfície coletora de calor 52 recebe o calor solar.

[0068] O corpo coletor de calor 55 mostrado na Figura 6 fornece aenergia térmica recebida pela superfície coletora de calor 52 para o ar circundante. A energia térmica aumenta a temperatura, bem como a pressão, do ar dentro da cavidade 51. O interior do recipiente 54, neste momento, não sofre uma deformação significativa em virtude de uma diferença de pressão entre o interior e o exterior do recipiente 54. Portanto, uma elevação de pressão 81 a partir do nível antes de recepção da luz solar 93 ocorre dentro do reservatório de ar 50.

[0069] Conforme mostrado na Figura 6, o reservatório de água 30está cheio de água. A elevação de pressão 81 se desloca através do tubo de alimentação de ar 53 para o reservatório de água 30. A pressão 85 atua de modo a comprimir a superfície da água dentro do reservatório de água 30. Em outras palavras, a pressão da água, cuja superfície foi comprimida pelo reservatório de ar 50 dentro do reservatório de água 30, excede a pressão da água dentro do canal de irrigação 38.

[0070] Portanto, quando a pressão 85 mostrada na Figura 6 atuasobre a água, o elemento de válvula 44b é empurrado para cima. Isto impede o contato estreito entre o elemento de válvula 44b e a sede de válvula 45b. O elemento de válvula 44b e a sede de válvula 45b se separam ainda mais um do outro. Em seguida, um escoamento de água para cima 83 é criado na válvula de retenção de descarga 43. Em outras palavras, o canal de irrigação 38 é aberto.

[0071] Por outro lado, a água tenta fluir para baixo na válvula deretenção de sucção 41 mostrada na Figura 6. No entanto, uma vez que o elemento de válvula 44a está em contato estanque com a sede de válvula 45a, a água é parada. Em outras palavras, o tubo de suc- ção de água 36 é fechado. Portanto, o escoamento de água 83 é pre-dominantemente gerado e a bomba 29 pode realizar a operação de descarga desejada. Em outras palavras, a água dentro do reservatório de água 30 é alimentada para o reservatório de cultivo 19 através do canal de irrigação 38. Nenhum escoamento de água é criado no tubo de sucção de água 36.

[0072] Quando o elemento de válvula 44b mostrado na Figura 6 éempurrado para cima, o escoamento de água 83 atinge o canal de irrigação 38. A água dentro do reservatório de água 30 eventualmente flui para fora a partir da extremidade distal do canal de irrigação 38 e cai sobre a abertura da face superior 21 do reservatório de cultivo 19. A água cai através e sobre a face superior do material de meio de cultivo 90. À medida que a água contata o ar, o oxigênio é dissolvido na água.

[0073] A muda 92 mostrada na Figura 6 foi germinada a partir dasemente 91 mostrada na Figura 4 e cultivada. A água dentro do reservatório de água 30 é irrigada com o material de meio de cultivo 90 através do canal de irrigação 38. As raízes da muda 92 absorvem a água a partir do material de meio de cultivo. Assim, a muda 92 pode transpirar ativamente à medida que recebe a luz do sol 93 durante o dia.

[0074] Conforme descrito acima, o dispositivo 101 mostrado na Figura 6 pode acelerar o crescimento das mudas 92. O dispositivo 101 pode realizar esta função sem receber alimentação de energia ou controle eletrônico.

[0075] À medida que o escoamento de água 83 mostrado na Figura 6 é criado, a água no reservatório de água 30 é diminuída. Isto aumenta o volume de ar no reservatório de ar 50 e no reservatório de água 30. A elevação do volume de ar reduz a elevação de pressão 81, de modo que a pressão 85 é diminuída.

[0076] Quando a pressão 85 mostrada na Figura 6 é reduzida, a pressão 85 logo vem para contrabalançar a pressão atmosférica, a pressão da cabeça da bomba e perdas de pressão na válvula de retenção de descarga 43 e no canal de irrigação 38. Quando isto acontece e o escoamento de água 83 é interrompido, o elemento de válvula 44b desce por gravidade e faz contato de superfície com a sede de válvula 45b. Assim, a geração de um escoamento de água na direção oposta a partir do escoamento de água 83 é evitada.

[0077] A Figura 7 é um diagrama esquemático de uma operaçãode sucção da bomba 29. No desenho, o reservatório de reabastecimento de água, o qual faz parte do dispositivo de reabastecimento de água, é omitido. O desenho mostra o dispositivo 101 durante a noite. A superfície coletora de calor 52 não recebe calor solar durante a noite. Quando a temperatura da atmosfera é menor do que aquela da superfície coletora de calor 52, calor de radiação 94 é liberado para a atmosfera.

[0078] O corpo coletor de calor 55, o qual liberou calor da superfíciecoletora de calor 52 mostrada na Figura 7, é resfriado. O corpo coletor de calor 55 absorve a energia térmica do ar dentro da cavidade 51. A temperatura do ar dentro da cavidade 51 cai e o mesmo acontece com a pressão. Portanto, redução de pressão 82 a partir do nível antes de recepção da luz solar 93 ocorre dentro do reservatório de ar 50.

[0079] Conforme mostrado na Figura 7, o reservatório de água 30está cheio de água. A redução de pressão 82 se desloca através do tubo de alimentação de ar 53 para o reservatório de água 30. A pressão 86 atua de modo a aumentar o nível de água dentro do reservatório de água 30. Em outras palavras, a pressão da água, cuja superfície foi elevada pelo reservatório de ar 50 dentro do reservatório de água 30, cai abaixo da pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água 36.

[0080] Portanto, quando a pressão 86 mostrada na Figura 7 atua sobre a água, o elemento de válvula 44a é empurrado para cima. Isto impede o contato estreito entre o elemento de válvula 44a e a sede de válvula 45a. O elemento de válvula 44a e a sede de válvula 45b se separam ainda mais um do outro. Isto cria um escoamento de água para cima 84 na válvula de retenção de sucção 41. Em outras palavras, o tubo de sucção de água 36 é aberto.

[0081] Por outro lado, a água tenta fluir para baixo na válvula deretenção de descarga 43 mostrada na Figura 7. No entanto, uma vez que o elemento de válvula 44b está em contato estanque com a sede de válvula 45b, a água é parada. Em outras palavras, o canal de irrigação 38 é fechado. Portanto, o escoamento de água 84 é predominantemente gerado e a bomba 29 pode realizar a operação de sucção pretendida. Em outras palavras, a água dentro do reservatório de cultivo 19 é alimentada através do tubo de sucção de água 36 de acordo com a elevação da água dentro do reservatório de água 30. Nenhum escoamento de água é criado no canal de irrigação 38.

[0082] Quando o elemento de válvula 44a mostrado na Figura 7 éempurrado para cima, o escoamento de água 84 se conecta ao tubo de sucção de água 36. A água é extraída do material de meio de cultivo 90 através da seção inferior 20 para dentro do tubo de sucção de água 36. A água dentro do material de meio de cultivo 90 se move para a seção inferior 20 por gravidade ou por ação capilar. Uma vez que nenhum escoamento de água é criado no canal de irrigação 38 durante a noite conforme descrito acima, nenhuma água é fornecida do reservatório de água 30 para o reservatório de cultivo 19.

[0083] Conforme mostrado na Figura 7, o ar fresco 87 é fornecidoatravés da abertura da face superior 21 para o material de meio de cultivo 90, a partir do qual a água foi aspirada, conforme descrito acima. Isto provoca condições aeróbicas no material de meio de cultivo 90 e promove a nitrificação bacteriana no material de meio de cul- tivo 90. A água passa através do material de filtro 25 posicionado na seção inferior 20. O material de filtro 25 filtra os resíduos de água e purifica a água. O material de filtro 25 também pode trocar íons com a água.

[0084] Conforme descrito acima, o dispositivo 101 mostrado na Figura 7 pode melhorar o ambiente do solo no material de meio de cultivo 90. O dispositivo 101 pode realizar esta função sem receber alimentação de energia ou controle eletrônico.

[0085] À medida que o escoamento de água 84 mostrado na Figura 7 é criado, a água no reservatório de água 30 é aumentada. O volume de ar dentro da câmara de bomba 39 é, portanto, reduzido. A elevação do volume de ar diminui a redução de pressão 82, de modo que a pressão 86 é diminuída.

[0086] Quando a pressão 86 mostrada na Figura 7 é reduzida, apressão 86 logo vem para contrabalançar a pressão atmosférica, a pressão da cabeça da bomba e perdas de pressão na válvula de retenção de sucção 41 e no tubo de sucção de água 36. Quando isto acontece e o escoamento de água 84 é interrompido, o elemento de válvula 44a desce por gravidade e faz contato de superfície com a sede de válvula 45a. Assim, a geração de um escoamento de água na direção oposta a partir do escoamento de água 84 é evitada.

[0087] Conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, a bomba 29 fornecerepetidamente água a partir do reservatório de água 30 para o reservatório de cultivo 19 e recebe água a partir do reservatório de cultivo 19 para o reservatório de água 30 em ciclos. O dispositivo 101, assim, funciona como um dispositivo de cultivo de plantas com circulação de água. Este abastecimento e recepção de água cíclicos se baseiam em ciclos diários de flutuações no calor coletado pela superfície coletora de calor 52. Assim, o dispositivo 101 pode exercer esta função com circulação de água sem receber alimentação de energia ou controle eletrônico.

[0088] A bomba 29 mostrada na Figura 7 pode realizar a operaçãode sucção não apenas durante a noite, mas também quando o sol está bloqueado por nuvens. As mudas 92 transpiram menos ativamente quando o sol está bloqueado por nuvens. Portanto, o material de meio de cultivo 90 pode ter um teor de água menor do que quando há luz solar. O dispositivo 101 é, portanto, adequado para controlar o teor de água do material de meio de cultivo 90 de acordo com a quantidade de luz solar.

[0089] Em seguida, a operação de abastecimento de água do dispositivo de reabastecimento de água 59 será descrita com referência à Figura 8. Na Figura 8, a bomba e os componentes conectados à mesma são omitidos.

[0090] Primeiro, o significado do dispositivo de reabastecimento deágua 59 mostrado na Figura 8 será explicado. Conforme mostrado na Figura 6, as mudas 92 absorvem a água no material de meio de cultivo 90 e liberam o conteúdo de água para a atmosfera pela transpiração. Assim, água é perdida do sistema de circulação constituído pelo reservatório de cultivo 19 e a bomba 29 mostrados nas Figuras 6 e 7.

[0091] Quando a semente 91 é plantada, o reservatório de reabastecimento de água 60 é enchido com água, conforme mostrado na Figura 4. A câmara de pressão de sucção 71 está hermeticamente vedada. O dispositivo de reabastecimento de água 59 mantém o reabastecimento da água no reservatório de reabastecimento de água 60 para o sistema de circulação mencionado acima. O período de reabastecimento de água é maior do que um ciclo diário de abastecimento e recepção de água pela bomba 29.

[0092] A planta jovem 95 mostrada na Figura 8 cresceu a partirdas mudas 92 mostradas na Figura 6. De preferência, o dispositivo de reabastecimento de água 59 mantém o reabastecimento de água para o sistema de circulação até que a semente 91 mostrada na Figura 4 se desenvolva na planta jovem 95 mostrada na Figura 8 e até que a planta jovem 95 exiba frutos prontos para colher. Este período será dito como período de cultivo. O consumo de água durante o período de cultivo aparece como uma queda no nível de água 68.

[0093] O nível de água dentro da cavidade interna 61 do reservatório de reabastecimento de água 60 mostrado na Figura 8 é maior do que o nível da água dentro da cavidade interna 24 do reservatório de cultivo 19. Esta diferença de nível da água 26 faz com que a água no reservatório de reabastecimento de água 60 flua para o reservatório de cultivo 19. Isto indica que há um determinado nível de pressão de água ou uma diferença de pressão de água. Esta pressão da água ou diferença de pressão de água deve ser dita como "perda de pressão". A perda de pressão entre o reservatório de reabastecimento de água 60 e o reservatório de cultivo 19 se propaga indiretamente através da câmara de pressão de sucção 71.

[0094] A câmara de pressão de sucção 71 mostrada na Figura 8 éhermeticamente vedada, conforme mencionado acima. À medida que o reservatório de pressão de sucção 70 reabastece a água para o reservatório de cultivo 19, o nível de água da câmara de pressão de sucção 71 cai. Quando o nível de água da câmara de pressão de sucção 71 diminui, o volume de ar 74 se expande. A pressão do ar 74 é, assim, reduzida.

[0095] Quando a pressão do ar 74 mostrado na Figura 8 é reduzida, pressão de sucção é aplicada à abertura 76 do tubo de reabastecimento de água 75 que está voltado para a câmara de pressão de sucção 71. Assim, a água dentro do tubo de reabastecimento de água 75 avança para a câmara de pressão de sucção 71 a partir da abertura 76. Em outras palavras, a água dentro do reservatório de reabastecimento de água 60 é alimentada para o espaço superior do reservatório de pressão de sucção 70. Esta água cai para baixo sobre a superfície da água na câmara de pressão de sucção 71. Desta maneira, o nível de água que foi reduzido é recuperado. O volume de ar 74 retorna para o seu nível original. Assim, a pressão do ar 74 é recuperada.

[0096] Quando a água dentro do tubo de reabastecimento de água75 mostrado na Figura 8 se move para a câmara de pressão de sucção 71 a partir da abertura 76, o volume de ar 74 diminui. Assim, a pressão do ar 74 se eleva. Assim, a pressão da água é aplicada ao material de filtro 25 que está voltado para a câmara de pressão de sucção 71. É criada uma diferença de pressão de água no material de filtro 25 entre o lado da câmara de pressão de sucção 71 e o lado do reservatório de cultivo 19. Em virtude da perda de pressão no material de filtro 25, nem toda a diferença de pressão se propaga para o reservatório de cultivo 19. Portanto, a água flui da câmara de pressão de sucção 71 para o reservatório de cultivo 19 mais lentamente do que quando não há um material de filtro 25.

[0097] A operação da câmara de pressão de sucção 71 mostradana Figura 8 é realizada de forma contínua ou intermitentemente, sem a necessidade de controle humano. Isto é, a água se move contínua ou intermitentemente a partir do reservatório de reabastecimento de água 60 para o reservatório de cultivo 19 pelos efeitos da perda de pressão descritos acima. A água é alimentada do reservatório de reabastecimento de água 60 para o reservatório de cultivo 19 de uma maneira sincronizada para compensar a quantidade perdida pela transpiração a partir da planta jovem 95 ou seca da face superior do material de meio de cultivo 90.

[0098] A taxa de escoamento de água que se desloca do reservatório de reabastecimento de água 60 para o reservatório de cultivo 19 mostrado na Figura 8 pode ser ajustada pelo regulador 78. Conforme mostrado na Figura 7, a água é extraída do material de meio de culti- vo90 através da seção inferior 20 para o tubo de sucção de água 36. Se a taxa de escoamento de água proveniente do reservatório de reabastecimento de água 60 para o reservatório de cultivo 19 é excessiva, o material de meio de cultivo 90 continua reabastecido com água, de modo que água não pode ser aspirada do material de meio de cultivo 90.

[0099] Enquanto isto, conforme mostrado na Figura 6, água é fornecida a partir do canal de irrigação 38 independentemente do teor de água do material de meio de cultivo 90. Portanto, pode haver casos em que a quantidade total de água fornecida ao material de meio de cultivo 90 mostrado na Figura 8 seja excessiva. Aqui é onde o regulador 78 ajuda a controlar a quantidade total de água fornecida ao material de meio de cultivo 90.

[0100] Conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, o nível de água noreservatório de cultivo 19 varia em ciclos diários. Portanto, a perda de pressão varia em ciclos diários. A diferença de nível de água 26 pode ser considerada como a diferença entre um nível de água médio por dia no reservatório de cultivo 19 e o nível de água do reservatório de reabastecimento de água 60. A perda de pressão permanece constante durante todo o período de cultivo.

[0101] Por exemplo, quando queda no nível de água 68 é observada no reservatório de reabastecimento de água 60 mostrado na Figura 8, o nível médio de água no reservatório de cultivo 19 também é reduzido. À medida que o nível médio de água no reservatório de cultivo 19 diminui, as raízes da planta jovem 95 crescem profundamente dentro do material de meio de cultivo 90. As raízes podem chegar ao material de filtro 25. As raízes podem mesmo se estender através do material de filtro 25. Com as raízes estendidas ao longo do material de meio de cultivo 90, a planta jovem 95 pode absorver melhor os nutrientes.

[0102] No dispositivo de reabastecimento de água 59 mostrado na Figura 8, refluxo de água dificilmente ocorrerá. Isto é porque o ar 74 que tem um determinado volume separa a abertura 76 e a superfície da água da câmara de pressão de sucção 71. O fato de que a abertura 76 é menor do que a superfície da água da câmara de pressão de sucção 71 também contribui para isto. Ou seja, é atribuído ao fato de que, com base na lei de Pascal, a força necessária para comprimir a água no tubo de reabastecimento de água 75 a partir da câmara de pressão de sucção 71 lateral ao fluxo inverso é muito maior do que a força necessária para comprimir para baixo a água superfície da câmara de pressão de sucção 71.

[0103] O método de cultura de plantas de acordo com o exemplofoi descrito acima com referência às Figuras 4 a 8. Este método fornece as seguintes vantagens no cultivo de plantas. As vantagens a seguir também podem ser apreciadas com o uso de dispositivos de acordo com outras modalidades ou exemplos.

[0104] Primeiro, o método de acordo com o exemplo permite o usode fertilizantes orgânicos. Esta é uma vantagem não disponível em hidroponia comum. O fertilizante orgânico contém uma grande quantidade de micro-organismos, incluindo bactérias nocivas, e é difícil usar em hidroponia. No método de acordo com o exemplo, ar é introduzido periodicamente dentro do material de meio de cultivo, de modo que o equilíbrio micro-orgânico do material de meio de cultivo pode ser mantido em condições adequadas para o crescimento de plantas.

[0105] O solo pode conter patógenos ou pragas de plantas, masas plantas cultivadas pelo método de acordo com o exemplo serão menos afetadas por eles porque o reservatório de cultivo é separado do solo. Esta é uma vantagem em relação ao cultivo no solo.

[0106] Com o método de acordo com o exemplo, o custo não serámuito elevado, mesmo se for realizado para uma única planta. Isto porque, de acordo com o exemplo, o crescimento de plantas através de irrigação durante o dia, o melhoramento do ambiente do solo e o reabastecimento contínuo de água ao longo de um período de cultivo podem ser realizados sem usar controle eletrônico.

[0107] Embora seja possível cultivar uma única planta em hidro-ponia comum, isto também não é prático do ponto de vista da aplicabilidade industrial. Na hidroponia comum, incorrem custos para controle eletrônico e redução de bactérias nocivas. É essencial, na realidade, reduzir a proporção desses custos para o custo global de cultivo. Não foram descobertos métodos viáveis que não seja aumentando a escala do cultivo para obter tal redução de custos.

[0108] A Figura 9 é uma vista lateral de reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c de acordo com um exemplo de variação do dispositivo. A estrutura dos reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c é a mesma conforme aquela do reservatório de reabastecimento de água 60 descrito acima, exceto quanto aos pontos indicados abaixo. Nesta variação, o dispositivo de cultivo de plantas inclui dois ou mais pares de reservatório de cultivo e dispositivo de reabastecimento de água. Cada par inclui reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c.

[0109] Os reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62cmostrados na Figura 9 estão localizados sobre uma base de tipo ressalto 69. Os reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c estão localizados de forma sequencial a partir da parte superior. A pluralidade de reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c são posicionados gradualmente. Os reservatórios de reabastecimento de água devem, de preferência, estar localizados de modo que exista uma diferença entre o nível de água de um reservatório de reabastecimento de água e outro reservatório de reabastecimento de água.

[0110] O dispositivo mostrado na Figura 9 inclui uma passagem de abastecimento de água, ou duas ou mais passagens de abastecimento de água, em vez do tubo de descarga 65 mencionado acima. Nesta variação, o dispositivo inclui passagens de abastecimento de água 64a a 64c. As passagens de abastecimento de água 64b e 64c se conectam às faces laterais dos reservatórios de reabastecimento de água 62a e 62b, respectivamente.

[0111] As passagens de abastecimento de água 64a a 64c mostradas na Figura 9 se estendem, cada uma, desde uma face lateral do reservatório de reabastecimento de água incluído em um par até acima da abertura da face superior do reservatório de reabastecimento de água incluído no outro par. Isto é, as passagens de abastecimento de água 64b e 64c, respectivamente, se estendem desde as faces laterais dos reservatórios de reabastecimento de água 62a e 62b até acima das aberturas da face superior dos reservatórios de reabastecimento de água 62b e 62c. Orifícios de descarga 66a a 66c são fornecidos nas faces laterais dos reservatórios de reabastecimento de água 62a a 62c. As passagens de abastecimento de água 64b e 64c podem, respectivamente, se conectar aos orifícios de descarga 66a e 66b.

[0112] Neste exemplo de variação, as passagens de abastecimento de água 64a a 64c são fornecidas como meios de abastecimento de água para os reservatórios de reabastecimento de água do lado superior. Estas passagens de abastecimento de água 64a a 64c fornecem a água para o(s) reservatório(s) de reabastecimento de água do lado superior para o(s) reservatório(s) de reabastecimento de água do lado inferior. Neste exemplo de variação, a água pode ser reabastecida para todos os reservatórios de reabastecimento de água através do abastecimento de água para o reservatório de reabastecimento de água mais elevado.

[0113] A Figura 10 é um diagrama esquemático dos reservatórios de cultivo 18a e 18b de acordo com um exemplo de variação do dispositivo. A estrutura dos reservatórios de cultivo 18a e 18b é a mesma conforme aquela do reservatório de cultivo 19 descrito acima, exceto quanto aos pontos indicados abaixo. Os reservatórios de cultivo 18a e 18b incluem suportes 28a e 28b, respectivamente. O suporte 28a tem um formato de tipo funil afunilado para baixo e o suporte 28a tem um formato de tipo funil afunilado para baixo.

[0114] No reservatório de cultivo 19 mostrado na Figura 3, o espaço entre o material de meio de cultivo 90 e a face superior 22 do material de filtro 25 é pequeno. Quando irrigado, portanto, o reservatório de cultivo 19 é totalmente enchido com água. Por outro lado, os suportes 28a e 28b mostrados na Figura 10, em virtude de seu formato de funil, podem formar um espaço entre o material de filtro 25 e a parte inferior do material de meio de cultivo 90.

[0115] Nos reservatórios de cultivo 18a e 18b mostrados na Figura10, o espaço entre o material de meio de cultivo 90 e a face superior 22 do material de filtro 25 é maior do que aquele do reservatório de cultivo 19 mostrado na Figura 3. Portanto, os reservatórios de cultivo 18a e 18b não estão totalmente cheios de água logo que irrigados. Principalmente, o formato dos suportes 28a e 28b serve para tampo- nar a elevação do nível de água.

[0116] O material de meio de cultivo 90, antes de ser imerso emágua, pode ter uma face inferior que tem um formato de tipo funil afunilado para cima, de modo que ele possa ser montado no suporte 28a mostrado na Figura 10. Ou o material de meio de cultivo 90, antes de ser imerso em água, pode ter uma face inferior que tem um formato cônico afunilado para baixo, de modo que ele possa ser montado no suporte 28b.

[0117] A Figura 11 é um diagrama esquemático de um processode expansão do material de meio de cultivo de acordo com um exem- plo de variação do método. O material de meio de cultivo 96a, o qual é um material absorvente de água comprimido, é imerso em água para se obter o material de meio de cultivo 96e após passar através de várias formas de materiais de meio de cultivo 96b a 96d de acordo com o processo de expansão predeterminado.

[0118] O material de meio de cultivo 96a mostrado na Figura 11tem uma parte superior 97a e uma parte inferior 97b. A parte inferior 97b tem uma face inferior plana. A parte superior 97a tem um formato cônico afunilado para cima. Portanto, o material de meio de cultivo 96a que flutua na água tem capacidade de restauração. Isto é, a ponta da parte superior 97a, com um formato cônico, do material de meio de cultivo 96a aparece acima da superfície da água.

[0119] O material de meio de cultivo 96a mostrado na Figura 11tem uma parte receptora de sementes 98. A ponta da parte superior 97a é formada como a parte receptora de sementes 98. O material da parte receptora de sementes 98 tem maior capacidade de retenção de água do que o material do corpo principal do material de meio de cultivo 96a. Portanto, ele é bem adequado para a germinação de sementes ou irrigação de mudas.

[0120] O material da parte receptora de sementes 98 mostrado naFigura 11 tem, de preferência, um tamanho de partícula maior do que o material do corpo principal do material de meio de cultivo 96a. A parte receptora de sementes 98 contém, de preferência, mais substância argilosa do que o corpo principal do material de meio de cultivo 96a. Desta forma, a parte receptora de sementes 98 tem uma capacidade de retenção de água adequada.

[0121] A semente 91 de uma planta é incorporada na parte receptora de sementes 98 mostrada na Figura 11. Portanto, a semente 91 dificilmente ficará debaixo da água. Os materiais de meio de cultivo 96a a 96e são difíceis de tombar. Será improvável que a semente 91 fique posicionada abaixo do material de meio de cultivo 96e.

[0122] O material de meio de cultivo 96a mostrado na Figura 11tem um formato cônico. Portanto, mesmo após o material de meio de cultivo 96a expandir para se tornar o material de meio de cultivo 96e, a parte receptora de sementes 98 ainda está posicionada no cume ou colina do material de meio de cultivo. Assim, descarga 88 de água da parte receptora de sementes 98 pode ser eficientemente realizada durante o cultivo da planta.Exemplo 3

[0123] A Figura 12 é uma vista em perspectiva de um dispositivo102 de um tipo de reservatório duplo de acordo com o Exemplo 3. Abaixo, as diferenças entre o dispositivo 102 e o dispositivo 101 mostrado na Figura 5 serão principalmente descrita. O dispositivo inclui dois reservatórios de cultivo 17a e 17b. O canal de irrigação 38 se estende tão longe como as aberturas de face superior dos reservatórios de cultivo 17a e 17b.

[0124] O dispositivo 102 mostrado na Figura 12 tem uma bomba.Esta bomba inclui um reservatório de ar 50. A bomba do dispositivo 102 tem um ou dois reservatórios de água. O(s) reservatório(s) de água se conecta(m) ao reservatório de ar 50. O dispositivo 102 tem uma melhor eficiência de espaço do que o dispositivo 101.Exemplo 4

[0125] A Figura 13 é uma vista em perspectiva dos dispositivos103a a 103c de um tipo múltiplo reservatório de acordo com o exemplo. Abaixo, as diferenças entre os dispositivos 103a a 103c e o dispositivo 101 mostrado na Figura 5 e o dispositivo 102 mostrado na Figura 9 serão principalmente descritas. O dispositivo 103a inclui três ou mais reservatórios de cultivo.

[0126] Por exemplo, o dispositivo 103a mostrado na Figura 13 inclui reservatórios de cultivo 17a a 17f. O dispositivo 103a tem uma bomba. Esta bomba inclui um reservatório de ar 50. A bomba do dispositivo 103 tem um reservatório de água ou dois ou mais reservatórios de água. O(s) reservatório(s) de água se conecta(m) ao reservatório de ar 50. Os dispositivos 103b e 103c têm a mesma estrutura conforme aquela do dispositivo 103a.

[0127] Dispositivos equivalentes aos dispositivos 103a a 103cmostrados na Figura 13 podem estar localizados em um número tão grande quanto permitido pelas superfícies disponíveis. Água, por outro lado, não precisa ser fornecida todos os dias para toda a superfície do solo para cultivar as plantas. As plantas podem ser bem cultivadas apenas ao reabastecer os reservatórios de reabastecimento de água dos dispositivos 103a a 103c e outros dispositivos apenas uma vez. A água pode ser alimentada aos reservatórios de reabastecimento de água conforme requerido.

[0128] O cultivo de plantas com o uso dos dispositivos 103a a103c mostrados na Figura 13 requer menos água do que as plantas que crescem plantadas diretamente no solo. Isto ocorre porque a água nos dispositivos 103a a 103c dificilmente se infiltra no solo como água subterrânea. Isto também indica que a poluição do solo por agrotóxi- cos dificilmente ocorrerá, mesmo que pesticidas sejam adicionados à água que circula nos dispositivos 103a a 103c. Isto também se aplica quando os outros dispositivos mencionados acima são usados.Exemplo 5

[0129] O dispositivo 105 mostrado na Figura 14 é um dispositivode cultivo de plantas de acordo com os Exemplos 5 e 6. O dispositivo 105 tem um dispositivo de reabastecimento de água 119, em vez do dispositivo de reabastecimento de água 59 nos Exemplos 1 e 2 (Figuras 2 e 4). O dispositivo de reabastecimento de água 119 tem a mesma estrutura conforme aquela do dispositivo de reabastecimento de água 59, exceto quanto aos seguintes pontos. O dispositivo de reabastecimento de água 119 tem ainda uma parte de armazenamento de água 130. A parte de armazenamento de água 130 se conecta ao material de filtro 25. A parte de armazenamento de água 130 reabastece água para o reservatório de cultivo 19 através do material de filtro 25.

[0130] O dispositivo de reabastecimento de água 119 mostrado naFigura 14 tem uma parte de pressão de sucção 120 e um tubo de abastecimento de água 127. A parte de pressão de sucção 120 tem a mesma estrutura conforme aquela da parte de pressão de sucção 70 nos Exemplos 1 e 2 (Figuras 2 e 4), exceto quanto aos seguintes pontos. A parte de pressão de sucção 120 se comunica com a parte de armazenamento de água 130 através do tubo de alimentação de água 127. A parte de pressão de sucção 120 pode ser formada de modo integral com o reservatório de reabastecimento de água 60.

[0131] A parte de pressão de sucção 120 mostrada na Figura 14está posicionada mais alto do que a parte de armazenamento de água 130. Portanto, a parte de pressão de sucção 120 pode alimentar água para a parte de armazenamento de água 130 por gravidade. De preferência, a parte de pressão de sucção 120 tem sua face inferior 131 posicionada mais alto do que a face superior 132 da parte de armazenamento de água 130. A parte de pressão de sucção 120 pode estar localizada em uma seção superior do reservatório de reabastecimento de água 60. A parte de pressão de sucção 120 alimenta água para o material de filtro 25 através da parte de armazenamento de água 130.

[0132] Na Figura 14, a parte de armazenamento de água 130 e oreservatório de cultivo 19 são formados integralmente um com o outro. A parte de armazenamento de água 130 e o reservatório de cultivo 19 são divididos pelas paredes da parte de corpo 23. A parte de armazenamento de água 130 e o reservatório de cultivo 19 podem ser forma- dos separadamente um do outro. Neste caso, a parte de armazenamento de água 130 e o material de filtro 25 podem ser conectados através de outro tubo de abastecimento de água.

[0133] A parte de pressão de sucção 120 mostrada na Figura 14tem uma câmara de pressão de sucção 121 dentro. A câmara de pressão de sucção 121 é equivalente à câmara de pressão de sucção 71 nos Exemplos 1 e 2 (Figuras 2, 4 e 8), exceto quanto aos seguintes pontos. A câmara de pressão de sucção 121 se comunica com a cavidade interna da parte de armazenamento de água 130 através do tubo de alimentação de água 127.

[0134] Uma extremidade do tubo de alimentação de água 127mostrado na Figura 14 se conecta com a câmara de pressão de sucção 121. A outra extremidade do tubo de alimentação de água 127 está posicionada na cavidade interna da parte de armazenamento de água 130. Esta outra extremidade é coberta por um material poroso 129. Um regulador 128 está conectado ao tubo de alimentação de água 127. O regulador 128 pode ter a mesma estrutura conforme aquela do regulador 78 nos Exemplos 1 e 2 (Figuras 2 e 4).Exemplo 6

[0135] A Figura 14 também mostra a estrutura do sistema debomba de calor solar de acordo com o Exemplo 6. No dispositivo 105, a estrutura de tubo para conectar o par de válvulas de retenção 40 ao reservatório de água 30 é diferente daquela dos Exemplos 1 e 2 pelos seguintes pontos. O dispositivo 105 inclui um tubo de conexão 134 e um tubo de entrada de água 135. O tubo de conexão 134 está localizado entre a válvula de retenção de sucção 41 e a válvula de retenção de descarga 43. O tubo de conexão 134 se conecta à válvula de retenção de sucção 41 e à válvula de retenção de descarga 43.

[0136] Uma extremidade do tubo de entrada de água 135 se conecta a uma porção mediana do tubo de conexão 134 ilustrado na Fi- gura 14. A outra extremidade do tubo de entrada de água 135 se conecta ao reservatório de água 30. O tubo de entrada de água 135 tem ambas as funções dos tubos de entrada de água 35 e 37 nos Exemplos 1 e 2. Principalmente, durante irrigação, o tubo de entrada de água 135 alimenta água do reservatório de água 30 para o tubo de conexão 134. Quando a água é aspirada, o tubo de entrada de água 135 alimenta água do tubo de conexão 134 para o reservatório de água 30.

[0137] Conforme mostrado na Figura 14, uma variação de pressãoda água dentro do reservatório de água 30 que ocorre quando a superfície da água é comprimida pelo reservatório de ar 50, o qual funciona como uma parte coletora de calor, se desloca através do tubo de entrada de água 135 e o tubo de conexão 134. A válvula de retenção de sucção 41 é fechada pela pressão da água no tubo de conexão 134, a qual é igual à pressão da água no reservatório de água 30, excedendo a pressão da água no tubo de sucção de água 36. Deste modo, o tubo de sucção de água 36 é fechado.

[0138] Conforme mostrado na Figura 14, a válvula de retenção dedescarga 43 é aberta pela pressão da água no tubo de conexão 134, a qual é igual à pressão da água no reservatório de água 30, excedendo a pressão da água no canal de irrigação 38. Deste modo, o canal de irrigação 38 é aberto. Como um resultado, a água dentro do reservatório de água 30 é alimentada para o reservatório de cultivo 19 através do canal de irrigação 38.

[0139] Conforme mostrado na Figura 14, uma variação de pressãoda água dentro do reservatório de água 30 que ocorre quando o nível de água é elevado pelo reservatório de ar 50, o qual funciona como uma parte coletora de calor, se desloca através do tubo de entrada de água 135 e do tubo de conexão 134. A válvula de retenção de descarga 43 é fechada pela pressão da água no tubo de conexão 134, a qual é igual à pressão da água no reservatório de água 30, que cai abaixo da pressão da água no canal de irrigação 38. Assim, o canal de irrigação 38 é fechado.

[0140] Conforme mostrado na Figura 14, a válvula de retenção desucção 41 é aberta pela pressão da água no tubo de conexão 134, a qual é igual à pressão da água no reservatório de água 30, que cai abaixo da pressão da água no tubo 36. Deste modo, o tubo de sucção de água 36 é aberto. Como um resultado, a água é alimentada do reservatório de cultivo 19 para o reservatório de água 30 através do tubo de sucção de água 36, de acordo com a elevação da água dentro do reservatório de água 30.Exemplo 7

[0141] A Figura 15 mostra uma válvula de retenção de acordo como Exemplo 7. Neste exemplo, uma válvula de retenção de sucção 141a em formato de bico de pato ou bico mostrada na Figura 15 é usada, em vez da válvula de retenção de sucção 41 (Figura 3) usada nos Exemplos 1 e 2. O elemento de válvula da válvula de retenção de sucção 141a tem duas bordas 144a e 144b que formam uma parte de bico. A parte de bico tem um formato de tipo funil que inclui as bordas 144a e 144b. Uma parte de base 147a é fornecida por baixo da parte de bico. A parte de base 147a tem uma ranhura 148a.

[0142] As bordas 144a e 144b mostradas na Figura 15 têm flexibilidade. A bordas 144a e 144b são, de preferência, feitas de borracha. As bordas 144a e 144b são, de preferência, curvadas para dentro do elemento de válvula. Tal estrutura permite que as extremidades distais das bordas 144a e 144b façam contato estreito umas com as outras facilmente.

[0143] O elemento de válvula da válvula de retenção de sucção141a mostrado na Figura 15 tem uma ranhura 145a e um entalhe 146a. A ranhura 145a e o entalhe 146a estão ambos posicionados no lado superior que está na extremidade distal da parte de bico formada pelas bordas 144a e 144b. O entalhe 146a está posicionado no centro do lado superior. O lado superior é chanfrado em ambas as extremidades em um arco. A ranhura 145a é fornecida somente no entalhe 146a. De preferência, o entalhe 146a tem um formato arqueado.

[0144] As Figuras 16 e 17 mostram um par de válvulas de retenção 140 de acordo com o Exemplo 7. O par de válvulas de retenção 140 tem uma válvula de retenção de sucção 141a e uma válvula de retenção de descarga 143a. A válvula de retenção de descarga 143a tem a mesma estrutura conforme aquela da válvula de retenção de sucção 141a.

[0145] Um alojamento 142 mostrado nas Figuras 16 e 17 é usadopara posicionar o par de válvulas de retenção 140 em posições prede-terminadas dentro da bomba. O alojamento 142 tem aberturas 139a a 139c. A abertura 139a e a abertura 139b são fornecidas em uma extremidade e na outra extremidade do alojamento 142, respectivamente. A abertura 139c é fornecida em uma parte de corpo do alojamento 142. A parte de corpo do alojamento 142 funciona como o tubo de conexão 134 (Figura 14) no Exemplo 6. O par de válvulas de retenção 140 e o alojamento 142 podem ser substituídos por uma unidade integral.

[0146] A válvula de retenção de sucção 141a e a válvula de retenção de descarga 143a mostradas nas Figuras 16 e 17 estão conectadas na cavidade interna do alojamento 142. A parte de bico da válvula de retenção de sucção 141a está orientada para o centro do alojamento 142. A parte de bico da válvula de retenção de sucção 141a está orientada para a abertura 139b.

[0147] A estrutura 142 mostrada nas Figuras 16 e 17 tem saliências 149a e 149b na cavidade interna. A ranhura 148a é dotada da saliência 149a. A ranhura 148b da válvula de retenção de descarga 143a é dotada da saliência 149b. A parte de base 147a e a parte de base 147b da válvula de retenção de descarga 143a fazem contato estreito com estas saliências para evitar vazamentos de água.

[0148] As Figuras 16 e 17 mostram o formato da válvula de retenção de sucção 141a e da válvula de retenção de descarga 143a quando a pressão da água é equilibrada ou quando nenhuma pressão da água está sendo aplicada (daqui em diante dito como estado estacionário). Neste estado, a ranhura 145a e a ranhura 145b da válvula de retenção de descarga 143a estão, de preferência, fechadas.

[0149] Conforme mostrado nas Figuras 16 e 17, as bordas 144a e144b da válvula de retenção de sucção 141a se tornam, de preferência, mais finas na direção das extremidades distais. Tal estrutura permite que as extremidades distais das bordas 144a e 144b façam contato estreito umas com as outras facilmente. O mesmo se aplica às bordas da válvula de retenção de descarga 143a.

[0150] Na Figura 16, a pressão da água cuja superfície tenha sidocomprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água está acima da pressão da água dentro do tubo de sucção de água e no canal de irrigação. Principalmente, a pressão da água na parte de corpo do alojamento 142 é relativamente elevada. Neste momento, a parte de bico da válvula de retenção de sucção 141a se deforma para fazer um ângulo agudo na extremidade distal, conforme indicado com o numeral de referência 141b. Assim, a ranhura 145a é fechada ainda mais firmemente do que no estado estacionário. Portanto, o tubo de sucção de água que se conecta à abertura 139a é fechado.

[0151] Enquanto isto, a parte de bico da válvula de retenção dedescarga 143a mostrada na Figura 16 se expande, de modo que a ex-tremidade distal é arredondada, conforme indicado com o numeral de referência 143b. Assim, a ranhura 145b abre de acordo com o formato do entalhe 146b. Uma vez que o entalhe 146b tem um formato arqueado, um orifício que tem uma seção transversal oval é formado. O canal de irrigação que se conecta à abertura 139b é, assim, aberto. Co- mo um resultado, a água dentro do reservatório de água é alimentada para o reservatório de cultivo através da abertura 139c, abertura 139b e canal de irrigação.

[0152] Na Figura 17, a pressão da água cuja superfície tenha sidocomprimida pela parte coletora de calor dentro do reservatório de água está abaixo da pressão da água dentro do tubo de sucção de água e no canal de irrigação. Principalmente, a pressão da água na parte de corpo do alojamento 142 é relativamente reduzida. Neste momento, a parte de bico da válvula de retenção de descarga 143a se deforma para fazer um ângulo agudo na extremidade distal, conforme indicado com o numeral de referência 143c. Assim, a ranhura 145b é fechada ainda mais firmemente do que no estado estacionário. O canal de irrigação que se conecta à abertura 139b é, assim, fechado.

[0153] Enquanto isto, a parte de bico da válvula de retenção desucção 141a mostrada na Figura 17 se expande, de modo que a extremidade distal é arredondada, conforme indicado com o numeral de referência 141c. Assim, a ranhura 145a abre de acordo com o formato do entalhe 146a. Uma vez que o entalhe 146a tem um formato arqueado, um orifício que tem uma seção transversal oval é formado. Portanto, o tubo de sucção de água que se conecta à abertura 139a é aberto. Como um resultado, água é alimentada do reservatório de cultivo para o reservatório de água através do tubo de sucção de água, abertura 139a e abertura 139c de acordo com a elevação da água dentro do reservatório de água.

[0154] A Figura 18 mostra esquematicamente uma válvula de retenção 191 de acordo com um exemplo de referência. A válvula de retenção 191 tem bordas 194a e 194b que formam uma parte de bico. As bordas 194a e 194b têm lados superiores retos. Superfícies de apoio 196a e 196b são formadas nas pontas das bordas 194a e 194b. As superfícies de apoio 196a e 196b formam uma ranhura 195 da vál- vula de retenção 191.

[0155] As superfícies de apoio 196a e 196b mostradas na Figura 18estão em contato estreito umas com as outras. De acordo com isto, a ranhura 195 é formada amplamente no lado superior da parte de bico 194. No entanto, a água passa de modo a vazar através das superfícies de apoio 196a e 196b. Portanto, a perda de pressão da água é grande. Em particular, uma vez que não está previsto abrir ativamente a ranhura 195 por uma pressão de sucção a partir do exterior do formato de bico, a ranhura não abre facilmente quando de sucção de água.

[0156] Em comparação com o exemplo de referência descrito acima, a válvula de retenção do exemplo é característica pelo fato de que ela tem um entalhe em um formato arqueado. Em virtude disso, um grande orifício é formado no lado superior da válvula de retenção quando a ranhura se abre. As bordas que formam a parte de bico são curvas e se tornam progressivamente mais finas em direção às extremidades distais. Quando a ranhura é fechada, as bordas, portanto, fazem contato estreito umas com as outras nas proximidades do entalhe para fechar o orifício. Portanto, o grau de resistência contra o escoamento de água é significativamente alterado quando o orifício está aberto e quando está fechado.

[0157] A válvula de retenção do exemplo responde rapidamente eopera de modo uniforme quando ela abre em virtude de uma redução da pressão do lado de fora da parte de bico ou quando ela abre em virtude de um aumento de pressão dentro da parte de bico ou quando ela fecha em virtude de um aumento de pressão do lado de fora da parte de bico ou quando ela fecha em virtude de uma redução da pressão dentro da parte de bico. Assim, válvulas de retenção da mesma estrutura podem ser favoravelmente usadas tanto para a válvula de retenção de sucção como a válvula de retenção de descarga.

[0158] A válvula de retenção em bico de pato do exemplo tem me- lhor precisão de abertura/fechamento em comparação com as válvulas de retenção por gravidade descritas nos Exemplos 1 e 2. Em outras palavras, ela pode abrir e fechar de forma altamente precisa sem depender da precisão de processamento do elemento de válvula e assim por diante. Mesmo que substâncias estranhas fiquem presas nas válvulas de retenção, elas ainda podem manter sua precisão de abertu- ra/fechamento. Portanto, elas também são adequadas para aplicações nas quais é introduzido um leito de bactérias nitrificantes ao reservatório de água 30, por exemplo. Uma vez que a válvula de retenção não usa gravidade, não há variações nas operações de abertura e fechamento quando a água é irrigada e quando a água é aspirada. Uma vez que a válvula de retenção não usa a gravidade, a precisão de abertu- ra/fechamento não depende da precisão de fixação da válvula de retenção. A válvula de retenção pode ser facilmente produzida como um produto moldado em resina ou borracha. O tipo ou estrutura da válvula de retenção não é limitado, contanto que o sistema de bomba de calor solar funcione normalmente. Ou seja, tanto válvulas de retenção por gravidade como válvulas de retenção em bico de pato podem ser usadas favoravelmente.Exemplo 8

[0159] A Figura 19 mostra um dispositivo 106, o qual é um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 8. O dispositivo 106 inclui dois ou mais reservatórios de cultivo. No desenho, o dispositivo 106 inclui três reservatórios de cultivo 155a a 155c. Os reservatórios de cultivo 155a a 155c têm, cada um, a mesma estrutura conforme aquela do reservatório de cultivo 19 (Figuras 2 e 4) descrito nos Exemplos 1 e 2.

[0160] O dispositivo 106 mostrado na Figura 19 inclui um canal deirrigação 150a. O canal de irrigação 150a tem as seguintes características, além daquelas do canal de irrigação 38 (Figuras 2 e 4) nos Exemplos 1 e 2. O canal de irrigação 150a é um duto que tem um distribuidor 152. Uma passagem principal 151 e três passagens de ramificação 153a a 153c se conectam ao distribuidor 152. A água que flui através do canal de irrigação 150a é dividida pelo distribuidor.

[0161] As passagens de ramificação 153a a 153c mostradas naFigura 19 levam aos respectivos materiais de meio de cultivo nos re-servatórios de cultivo 155a a 155c. O canal de irrigação 150 é ramificado de modo a distribuir água para cada um dos reservatórios de cultivo 155a a 155c. O canal de irrigação 150a permite o abastecimento de água para uma pluralidade de reservatórios de cultivo com um sistema de bomba de calor solar. Este exemplo é adequado para aplicações nas quais o uso de uma pluralidade de reservatórios de cultivo relativamente pequenos é desejável.Exemplo 9

[0162] A Figura 20 mostra uma face terminal seccional transversaldo canal de irrigação 150a do Exemplo 8 descrito acima. Conforme mencionado acima, há um momento em que a água não flui através do canal de irrigação 150a. Assim, a água é deixada dentro do distribuidor 152 como um poça de formato irregular de água ou gotas de água. Esta poça de água causa um desnível do escoamento de água da próxima irrigação em virtude da forte tensão superficial da água. Em virtude disto, algumas vezes é difícil distribuir uniformemente a água para cada uma das passagens de ramificação 153a a 153c.

[0163] A Figura 21 mostra um canal de irrigação 150b de acordocom o Exemplo 9. O canal de irrigação 150b é diferente do canal de irrigação 150a (Figura 20) pelo seguinte ponto. Esponjas 157a a 157c são montadas nas aberturas de descarga 154a a 154c no lado do reservatório de cultivo das passagens de ramificação 153a a 153c do canal de irrigação 150b. Mais especificamente, são fornecidas câmaras de armazenamento de água 156a a 156c que têm uma área secci- onal transversal maior do que aquela das aberturas de descarga 154a a 154c. As esponjas 157a a 157c estão localizadas em cada uma das câmaras de armazenamento de água 156a a 156c.

[0164] A esponja 157c está aparecendo na seção transversal dacâmara de armazenamento de água 156c mostrada na Figura 21. Uma vez que a esponja 157c impregnada em água serve como um tampão, o canal de irrigação 150, incluindo o distribuidor 152, está sempre cheio de água. A formação de poças de água no distribuidor 152 é, assim, evitada. O canal de irrigação 150b é adequado para a distribuição uniforme de água às passagens de ramificação 153a a 153c. A perda da pressão gerada pelo sistema de bomba de calor solar causada pelas esponjas 157a a 157c é pequena. Portanto, elas quase não afetam a taxa de escoamento total de água.Exemplo 10

[0165] A Figura 22 mostra um dispositivo 107, o qual é um dispositivo de cultivo de plantas de acordo com o Exemplo 10. O dispositivo 107 inclui um alimentador de água 160. O alimentador de água 160 se comunica com o reservatório de reabastecimento de água 162a do dispositivo de reabastecimento de água através de um dreno 164a. O reservatório de reabastecimento de água 162a é o mesmo que o reservatório de reabastecimento de água 60 (Figuras 2, 4 e 14) mostrado nos Exemplos 1, 2 e 5.

[0166] O alimentador de água 160 mostrado na Figura 22 incluiuma válvula de boia 161. A válvula de boia 161 está conectada a uma fonte de água 159. O alimentador de água 160 pode manter o nível de água constante dentro do reservatório de reabastecimento de água 162a por meio da válvula de boia 161.

[0167] O dispositivo 107 mostrado na Figura 22 inclui ainda outrodispositivo de reabastecimento de água. O outro dispositivo de reabas-tecimento de água inclui um reservatório de reabastecimento de água 162b. O reservatório de reabastecimento de água 162b se comunica com o reservatório de reabastecimento de água 162a a através de um dreno 164b. Principalmente, o reservatório de reabastecimento de água 162b se comunica indiretamente com o alimentador de água 160 através do reservatório de reabastecimento de água 162a. Assim, a água pode ser fornecida para uma pluralidade de reservatórios de reabastecimento de água 162a e 162b, com um alimentador de água 160 e também o nível de água pode ser mantido constante nestes reservatórios. Uma série de reservatórios de reabastecimento de água podem ser conectados juntos em uma cadeia usando outros drenos, incluindo um dreno 164c. A abordagem deste exemplo na qual os reservatórios de reabastecimento de água se comunicam indiretamente com o ali- mentador de água é adequada para dispositivos de cultivo de plantas de maior escala.Exemplo 11

[0168] A Figura 23 mostra um material de meio de cultivo 166. Omaterial de meio de cultivo 166 tem partículas de gel 167. As partículas de gel 167 contêm componentes de fertilizantes. As partículas de gel 167 estão dispersas no material de meio de cultivo 166. As partículas de gel liberam os componentes fertilizantes lentamente durante um longo período de tempo. Componentes fertilizantes incluem nitrogênio, potássio e assim por diante. As partículas de gel são, de preferência, feitas de gelatina.

[0169] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a modalidades, a presente invenção não deve estar limitada pela descrição anterior. Várias modificações que podem ser compreendidas por aqueles versados na técnica podem ser feitas nas configurações e detalhes da presente invenção dentro do âmbito da invenção.Lista de Sinais de Referência17a a 17f reservatório de cultivo 18a, 18b reservatório cultivo19 reservatório de cultivo20 seção inferior21 abertura de face superior22 face superior23 parte de corpo24 cavidade interna25 material de filtro26 diferença de nível de água27 suporte28a, 28b suporte29 bomba30 reservatório de água31 cavidade interna32 sistema de bomba de calor solar33 tampão35 tubo de entrada de água36 tubo de sucção de água37 tubo de entrada de água38 canal de irrigação39 câmara de bomba40 par de válvulas de retenção41 válvula de retenção de sucção42 base43 válvula de retenção de descarga44a, 44b elemento de válvula45a, 45b sede de válvula46a, 46b cobertura47a, 47b anel48a, 48b união50 reservatório de ar51 cavidade interna52 superfície coletora de calor53 tubo de alimentação de ar54 recipiente55 corpo coletor de calor56 parte coletora de calor57 parte de armazenamento de ar59 dispositivo de reabastecimento de água60 reservatório de reabastecimento de água61 cavidade interna62a a 62c reservatório de reabastecimento de água63 abertura de reabastecimento64a a 64c passagem de abastecimento de água65 cano de descarga66a a 66c abertura de descarga67 indicador do nível de água68 queda do nível de água69 base70 reservatório de pressão de sucção71 câmara de pressão de sucção72 envoltório externo73 tampão74 ar75 tubo de reabastecimento de água76 abertura77 tubo de abastecimento de água78 regulador81 aumento de pressão82 redução de pressão83, 84 escoamento de água85, 86 pressão87 ar fresco88 descarga89 cápsula90 material de meio de cultivo91 semente92 muda93 luz solar94 calor de radiação95 planta jovem96a a 96e material de meio de cultivo97a parte superior97b parte inferior98 parte receptora semente99, 100 a 102, 103a a 103c dispositivo105-107 dispositivo119 dispositivo de reabastecimento de água120 parte pressão de sucção121 câmara de pressão de sucção127 tubo de abastecimento de água128 regulador129 material poroso130 parte de armazenamento de água131 face inferior132 face superior134 tubo de conexão135 tubo de entrada de água135 tubo de entrada de água139a a 139c abertura140 par de válvulas de retenção141a a 141c válvula de retenção de sucção142 alojamento143a a 143c válvula de retenção de descarga144a, 144b borda145a, 145b ranhura146a, 146b entalhe147a, 147b parte de base148a, 148b sulco149a, 149b saliência150 canal de irrigação151 passagem principal152 distribuidor153a a 153c passagem de ramificação154a a 154c abertura de descarga155a a 155c reservatório de cultivo156a a 156c câmara de armazenamento de água157a a 157c esponja159 abastecimento de água160 alimentador de água161 válvula de boia162a, 162b reservatório de reabastecimento de água164a a 164c dreno166 material de meio de cultivo167 partículas de gel191 válvula de retenção194 parte194a, 194b borda195 ranhura196a, 196b superfície de apoio

Claims

1. Dispositivo de cultivo de plantas (99) compreendendo:um reservatório de cultivo (19) para o cultivo de uma planta; eum sistema de bomba de calor solar (32) compreendendo:um reservatório de água (30) para o abastecimento de água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através de um canal de irrigação (38) e para sucção de água de cultivo do reservatório de cultivo (19) através de um tubo de sucção de água (36); euma parte coletora de calor (56) que tem uma parte de armazenamento de ar que se comunica com uma seção superior do reservatório de água (30), em quea parte coletora de calor (56) recebe luz solar e faz com que a pressão de ar aquecido dentro da parte de armazenamento de ar comprima uma superfície de água dentro do reservatório de água (30),o reservatório de água (30) fornece a água de cultivo que foi comprimida pelo ar para um material de meio de cultivo (90) localizado dentro do reservatório de cultivo (19) a partir de cima através do canal de irrigação (38),a parte coletora de calor (56) faz com que a superfície da água dentro do reservatório de água (30) seja elevada como um resultado do ar aquecido ao ser resfriado por uma diminuição da luz solar, eo reservatório de água (30) aspira a água de cultivo de uma seção inferior do reservatório de cultivo (19) através do tubo de sucção de água (36) de acordo com a elevação da água de cultivo, caracterizado pelo fato de quea água de cultivo circula entre o reservatório de cultivo (19) e o sistema de bomba de calor solar (32); o sistema de bomba de calor solar (32) compreendendo:uma válvula de retenção de descarga (43) que impede o refluxo da água de cultivo fornecida a partir do reservatório de água (30) para o reservatório de cultivo (19); euma válvula de retenção de sucção (41) que impede o refluxo da água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo (19) para o reservatório de água (30).

2. Dispositivo de cultivo de plantas (99), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a válvula de retenção de descarga (43) e a válvula de re-tenção de sucção (41) incluem, cada uma, um elemento de válvula (44a, 44b) que tem um formato cônico afunilado para baixo e uma gravidade específica maior do que a água de cultivo, e uma sede de válvula (45a, 45b) que tem um formato de tipo funil afunilado para baixo que se conforma ao formato do elemento de válvula (44a, 44b),o tubo de sucção de água (36) é fechado pelo elemento de válvula (44a) e a sede de válvula (45a) da válvula de retenção de sucção (41) que faz contato de superfície um com o outro em virtude da gravidade, bem como por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pelo parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) que excede uma pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água (36),o canal de irrigação (38) é aberto pelo elemento de válvula (44b) e a sede de válvula (45b) da válvula de retenção de descarga (43) que separa um do outro por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) que excede uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), como um resultado do que a água de cultivo no reservatório de água (30) é alimentada para o reservatório de cultivo (19) através do canal de irrigação (38), o canal de irrigação (38) é fechado pelo elemento de válvula (44b) e a sede de válvula (45b) da válvula de retenção de descarga (43) faz contato de superfície um com o outro, em virtude da gravidade, bem como por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) ao cair abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), eo tubo de sucção de água (36) é aberto pelo elemento de válvula (44a) e a sede de válvula (45a) da válvula de retenção de sucção (41) que separa um do outro por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) que cai abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água (36), como um resultado do que a água de cultivo é alimentada do reservatório de cultivo (19) através do tubo de sucção de água (36) de acordo com a elevação da água de cultivo no reservatório de água (30).

3. Dispositivo de cultivo de plantas (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um dispositivo de reabastecimento de água (59) que rea-bastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através de um material de filtro (25) localizado na seção inferior do reservatório de cultivo (19), ondeo dispositivo de reabastecimento de água (59) inclui:um reservatório de reabastecimento de água (60) que armazena a água de cultivo,uma parte de pressão de sucção que reabastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através do material de filtro (25), eum tubo de reabastecimento de água (75) que alimen- ta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabastecimento de água (60) para um espaço superior da parte de pressão de sucção,a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água (60) sendo alimentada para o espaço superior da parte de pressão de sucção por uma queda do nível de água na parte de pressão de sucção causada pelo reabastecimento da água de cultivo pela parte de pressão de sucção.

4. Dispositivo de cultivo de plantas (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte de pressão de sucção é um corpo separado do reservatório de cultivo (19).

5. Dispositivo de cultivo de plantas (101), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte de pressão de sucção e o reservatório de cultivo (19) são integrados, compartilham paredes, eo material de filtro (25) se estende até uma seção inferior da parte de pressão de sucção.

6. Dispositivo de cultivo de plantas (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de reabastecimento de água (59) inclui ainda um regulador (78) fornecido para o tubo de reabastecimento de água (75), eo regulador (78) ajusta a taxa de escoamento da água de cultivo dentro do tubo de reabastecimento de água (75).

7. Dispositivo de cultivo de plantas (102), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:dois ou mais reservatórios de cultivo (17a, 17b);uma parte coletora de calor (56) que se comunica com os dois ou mais reservatórios de cultivo (17a, 17b); eum tubo de alimentação de ar (53) através do qual a parte coletora de calor (56) se comunica com o reservatório de água (30), através do qual a pressão do ar que foi aquecido pelas parte coletora de calor (56) se desloca e por meio do qual a pressão do ar que foi resfriado pela parte coletora de calor (56) coleta se desloca, ondea parte coletora de calor (56) transmite uma variação de pressão do ar aquecido para o reservatório de água (30) através do tubo de alimentação de ar (53) para fazer com que a superfície da água no reservatório de água (30) seja comprimida pela pressão do ar aquecido, ea parte coletora de calor (56) transmite uma variação de pressão do ar resfriado para o reservatório de água (30) através do tubo de alimentação de ar (53) para fazer com que a superfície da água no reservatório de água (30) seja elevada pela pressão do ar resfriado.

8. Dispositivo de cultivo de plantas (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a parte coletora de calor (56) inclui um corpo coletor de calor posicionado dentro da parte de armazenamento de ar.

9. Dispositivo de cultivo de plantas (105), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um dispositivo de reabastecimento da água (119) que rea-bastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através de um material de filtro (25) localizado na seção inferior do reservatório de cultivo (19), ondeo dispositivo de reabastecimento de água (119) inclui:um reservatório de reabastecimento de água (60) que armazena a água de cultivo,uma parte de armazenamento de água (130) que rea-bastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através do material de filtro (25),uma parte de pressão de sucção que se comunica com a parte de armazenamento de água (130) e está posicionada mais alto do que a parte de armazenamento de água (130), de modo a alimentar a água de cultivo para a parte de armazenamento de água (130) por gravidade, eum tubo de reabastecimento de água (75) que alimenta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabastecimento de água (60) para um espaço superior da parte de pressão de sucção, a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água (60) sendo alimentada para o espaço superior da parte de pressão de sucção por uma queda do nível de água na parte de pressão de sucção causada pelo reabastecimento da água de cultivo pela parte de pressão de sucção.

10. Dispositivo de cultivo de plantas (105), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:uma válvula de retenção de descarga (43) que impede o re-fluxo da água de cultivo fornecida a partir do reservatório de água (30) para o reservatório de cultivo (19);uma válvula de retenção de sucção (41) que impede o refluxo de água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo (19) para o reservatório de água (30);um tubo de conexão (134) que conecta a válvula de retenção de descarga (43) e a válvula de retenção de sucção (41); eum tubo de entrada de água (135) que conecta uma porção mediana do tubo de conexão (134) com o reservatório de água (30),ondeo tubo de sucção de água (36) é fechado pela válvula de retenção de sucção (41) ao ser fechada por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) acima de uma pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água (36), o canal de irrigação (38) é aberto pela válvula de re-tenção de descarga (43) que ao ser aberto por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) acima de uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), como um resultado do que a água de cultivo no reservatório de água (30) é alimentada para o reservatório de cultivo (19) através do canal de irrigação (38),o canal de irrigação (38) é fechado pela válvula de re-tenção de descarga (43) ao ser fechada por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) ao cair abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), eo tubo de sucção de água (36) é aberto pela válvula de retenção de sucção (41) ao ser aberta por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) ao cair abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água (36), como um resultado do que a água de cultivo é alimentada do reservatório de cultivo (19) através do tubo de sucção de água (36) de acordo com a elevação da água de cultivo no reservatório de água (30).

11. Dispositivo de cultivo de plantas (99), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:uma válvula de retenção de descarga (143a) que impede o refluxo da água de cultivo fornecida a partir do reservatório de água (30) para o reservatório de cultivo (19); euma válvula de retenção de sucção (141a) que impede o refluxo de água de cultivo aspirada do reservatório de cultivo (19) para o reservatório de água (30),ondea válvula de retenção de descarga (143a) e a válvula de re- tenção de sucção (141a) são, cada uma, formadas de um elemento de válvula (44a, 44b) que tem uma parte de bico flexível,a parte de bico tem uma ranhura e um entalhe sobre um lado superior em uma extremidade distal da parte de bico,a ranhura é fornecida somente no entalhe posicionado em um centro do lado superior,o tubo de sucção de água (36) é fechado pela ranhura da válvula de retenção de sucção (41) ao ser fechada por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) acima de uma pressão da água dentro do tubo de sucção de água (36) de cultivo,o canal de irrigação (38) é aberto pela ranhura da válvula de retenção de descarga (43) ao ser aberta por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido comprimida pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) acima de uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), como um resultado do que a água de cultivo no reservatório de água (30) é alimentada para o reservatório de cultivo (19) através do canal de irrigação (38),o canal de irrigação (38) é fechado pela ranhura da válvula de retenção de descarga (43) ao ser fechada por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) ao cair abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do canal de irrigação (38), eo tubo de sucção de água (36) é aberto pela abertura da válvula de retenção de sucção (41) ao ser aberta por uma pressão da água de cultivo cuja superfície tenha sido elevada pela parte coletora de calor (56) dentro do reservatório de água (30) ao cair abaixo de uma pressão da água de cultivo dentro do tubo de sucção de água (36), como um resultado do que a água de cultivo é alimentada do re- servatório de cultivo (19) através do tubo de sucção de água (36) de acordo com a elevação da água de cultivo no reservatório de água (30).

12. Dispositivo de cultivo de plantas (99), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:dois ou mais reservatórios de cultivo (155a, 155c), ondeo canal de irrigação (150a) é um duto que tem ramificações e distribui a água para cada um dos dois ou mais reservatórios de cultivo (17a, 17b) por ramificação, euma esponja (157a, 157c) está montada em uma abertura de descarga do canal de irrigação (38) que leva ao reservatório de cultivo (19).

13. Dispositivo de cultivo de plantas (107), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um dispositivo de reabastecimento da água (59) que rea-bastece a água de cultivo para o reservatório de cultivo (19) através de um material de filtro (25) localizado na seção inferior do reservatório de cultivo (19), ondeo dispositivo de reabastecimento de água (59) inclui:um reservatório de reabastecimento de água (162a) que armazena a água de cultivo,uma parte de pressão de sucção que alimenta a água de cultivo para o reservatório de cultivo (162a) através do material de filtro (25), eum tubo de reabastecimento de água (75) que alimenta a água de cultivo armazenada no reservatório de reabastecimento de água (162a) para um espaço superior da parte de pressão de sucção,a água de cultivo no reservatório de reabastecimento de água (60) sendo alimentada para o espaço superior a parte de pressão de sucção por uma queda do nível de água na parte de pressão de sucção causada pelo reabastecimento da água de cultivo pela parte de pressão de sucção,o dispositivo de cultivo de plantas (107) compreendendo ainda um alimentador de água (160) que se comunica com o reservatório de reabastecimento de água (62a) e fornece a água de cultivo para o dispositivo de reabastecimento de água (59),o alimentador de água (160) tendo uma válvula de boia (161).

14. Dispositivo de cultivo de plantas (107), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um outro dispositivo de reabastecimento de água (59), em que:o reservatório de reabastecimento de água (60) do outro dispositivo de reabastecimento de água (59) se comunica indiretamente com o alimentador de água (160) através do reservatório de reabas-tecimento de água (162a) que se comunica com o alimentador de água (160).

15. Dispositivo de cultivo de plantas (99), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de meio de cultivo (166) inclui partículas de gel (167) que contêm um componente de fertilizante.