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Die Erfindung betrifft eine Vertikalbewässerungsanlage zur Bewässerung von vertikal angeordneten Grünpflanzen, insbesondere Moosmatten sowie ein Verfahren hierzu.
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Die Bewässerung einer Grünanlage stellt einen wesentlichen Bestandteil zum Erhalt der Grünanlage dar. Dabei muss sichergestellt werden, dass eine Bewässerung so rechtzeitig erfolgt, dass die zum Teil sehr unterschiedlich ausgeprägten Grünpflanzen rechtzeitig mit Wasser und Nährstoffen versorgt werden. Gerade bei sehr großen Grünanlagen ist eine manuelle Bewässerung wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll durchzuführen, so dass letztlich nicht nur aus diesem Grunde sich im Laufe der Zeit eine Vielzahl von verschiedensten automatisierten Bewässerungslösungen entwickelt haben.
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Kern einer automatisierten Bewässerung ist dabei die Zuleitung von Bewässerungsfluid (beispielsweise Bewässerungswasser) zu den einzelnen Grünpflanzen derart, dass diese ausreichend bewässert werden, ohne die Pflanzen mit zu viel Wasser zu schädigen. Eine Möglichkeit ist dabei ein sogenannter Bewässerungsschlauch, der eine Perforation aufweist, aus der dann das dem Bewässerungsschlauch zugeführte Bewässerungswasser tröpfchenweise austritt. Ein solcher Bewässerungsschlauch ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten
DE 10 2012 107 655.3 bekannt.
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Auch bei der Begrünung von vertikalen Begrünungsflächen durch vertikal angeordnete Grünpflanzen ist eine automatisierte Bewässerung wünschenswert, da insbesondere bei großen vertikalen Begrünungsflächen eine manuelle Bewässerung äußerst schwierig ist. Eine Vorrichtung zur vertikalen Begrünung ist beispielsweise aus der
DE 20 2012 104 884 U1 bekannt. Die Bewässerung soll dort über eine sogenannte Bewässerungsrinne erfolgen.
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Aus der
DE 20 2007 009 804 U1 ist eine mobile Beregnungseinrichtung für Pflanzentransportwagen bekannt, bei der an einem Vertikalrahmen ein vertikal verfahrbarer Sprühdüsenrahmen angeordnet ist, der ein C-Profil bildet.
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Insbesondere bei Moospflanzen, die vertikal, beispielsweise mittels bekannter Moosmatten, angeordnet werden sollen, ist eine Bewässerung, insbesondere in automatisierter Form, deshalb problematisch, da Moospflanzen kein Wasser aufnehmendes Wurzelwerk bilden. Vielmehr erfolgt die Wasseraufnahme über die Oberfläche der Pflanze selbst. Eine Befeuchtung der Pflanzenerde führt somit nicht zu einer hinreichenden Bewässerung.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Anlage und ein verbessertes Verfahren zum automatischen Bewässern von vertikal angeordneten Pflanzen anzugeben, mit der eine ausreichende Bewässerung der vertikal angeordneten Pflanzen erreicht werden kann.
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Die Aufgabe wird mit der Vertikalbewässerungsanlage gemäß Anspruch 1 sowie dem Verfahren zur Vertikalbewässerung gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 ist eine Vertikalbewässerungsanlage zur automatischen Bewässerung von in einem Pflanzbereich einer Tragvorrichtung vertikal angeordneten Pflanzen vorgesehen, wobei die Vertikalbewässerungsanlage mindestens ein Düsenrohr, eine Bewegungsvorrichtung, eine Steuereinrichtung und eine Fluidzuleitung aufweist. Das Düsenrohr weist eine Mehrzahl von Fluidaustrittsöffnungen auf, mit der das über die Fluidzuleitung zugeführte Bewässerungsfluid aus dem Düsenrohr austreten kann, um die vertikal angeordneten Pflanzen in dem Pflanzbereich zu bewässern. Das Düsenrohr ist dabei an einer Bewegungsvorrichtung angeordnet, die zum Bewegen des Düsenrohrs in einer vertikalen Ebene ausgebildet ist. Mit Hilfe der Steuereinrichtung kann die Bewegung des Düsenrohrs gesteuert werden, indem die Steuereinrichtung die Bewegungsvorrichtung entsprechend ansteuert.
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Durch das Bewegen des Düsenrohrs in einer vertikalen Ebene, vorzugsweise vor dem Pflanzbereich der vertikal angeordneten Pflanzen kann eine ausreichende Bewässerung sämtlicher Pflanzen in dem Pflanzbereich erreicht werden, wobei sichergestellt wird, dass das aus den Fluidaustrittsöffnungen austretende Fluid auch tatsächlich die Pflanzen bewässert. Hierzu sind die Fluidaustrittsöffnungen des Düsenrohrs in Richtung des Pflanzbereiches gerichtet und entlang axial des Düsenrohrs vorgesehen.
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Durch das Verfahren bzw. Bewegen des Düsenrohrs in der vertikalen Ebene vor dem Pflanzbereich können somit sämtliche Pflanzen in dem Pflanzbereich automatisch bewässert werden. Dies ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn Moospflanzen bewässert werden sollen, die an der Tragvorrichtung im Pflanzbereich angeordnet sind und regelmäßig über ihre Oberfläche bewässert werden müssen. Durch das automatisierte Bewegen des Düsenrohrs über den gesamten Pflanzbereich hinweg kann somit auch bei vertikal angeordneten Pflanzen eine vollständige Bewässerung erreicht werden.
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Unter einem Düsenrohr im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine starre Rohrkonstruktion verstanden, die radial nach außen eine Perforation aufweist, so dass Fluidaustrittsöffnungen im Umfang des Düsenrohrs gebildet werden. Die Rohrkonstruktion ist ein länglicher Hohlkörper beliebigen Querschnittes und kann gerade oder gebogen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Fluidaustrittsöffnungen axial entlang des Düsenrohrs vorgesehen. Die Fluidzuleitung kann insbesondere einen flexiblen Schlauch aufweisen, der mit einer Fluidpumpe bzw. Förderpumpe verbunden ist, um das Bewässerungsfluid von der Fluidquelle in das Düsenrohr zuzuleiten, vorzugsweise mit einem Förderdruck, der in Abhängigkeit des Durchmessers der Fluidaustrittsöffnungen so gewählt ist, dass das Bewässerungsfluid aus den Fluidaustrittsöffnungen im Wesentlichen strahlförmig austritt. Hierdurch wird zum einen eine hinreichende Bewässerung der Pflanzen im Pflanzbereich erreicht und gleichzeitig sichergestellt, dass so wenig Bewässerungsfluid wie möglich außerhalb des Pflanzbereiches niedergeht.
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Es ist somit vorteilhaft, wenn die Vertikalbewässerungsanlage derart ausgebildet ist, dass das Bewässerungsfluid im Wesentlichen strahlförmig oder tropfenförmig aus den Fluidaustrittsöffnungen austritt. Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn das Bewässerungsfluid beim Austritt aus dem Düsenrohr eine niedrige Partikelgeschwindigkeit aufweist.
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Die Fluidzuleitung kann aber auch ein einfacher, flexibler Schlauch sein, wenn die Fluidquelle einen entsprechenden Förderdruck selber bereitstellt.
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Erfindungsgemäß ist die Bewegungsvorrichtung derart ausgebildet, dass sie das mindestens eine Düsenrohr in der im Wesentlichen vertikalen Ebene in eine Richtung axial zu der Längsachse des Düsenrohrs und in eine Richtung senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohrs bewegen kann. Das Düsenrohr kann somit in der gesamten vertikalen Ebene in den beiden Richtungen der Ebene verfahren werden.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Düsenrohr im Wesentlichen horizontal an der Bewegungsvorrichtung angeordnet ist und die Bewegungsvorrichtung dann so ausgebildet ist, dass das horizontal angeordnete Düsenrohr eine im Wesentlichen gleichförmige translatorische Bewegung senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohres und eine translatorische Schüttelbewegung axial zu der Längsachse des Düsenrohres ausführt. Durch die Bewegung des Düsenrohres senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohres kann somit der gesamte Pflanzbereich abgedeckt werden, wobei das Düsenrohr vorzugsweise eine Länge aufweist, die eine Ausdehnung des Pflanzbereiches entspricht. Durch die Schüttelbewegung axial zu der Längsachse des Düsenrohres wird das Bewässerungsfluid während der translatorischen Bewegung senkrecht zu der Längsachse im Pflanzbereich gut verteilt, wobei hierbei auch Randbereiche gut erreicht werden können. Unter einer translatorischen Schüttelbewegung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Bewegung axial zu der Längsachse des Düsenrohres verstanden, bei der sich die Bewegungsrichtung mit einer vorgegebenen Frequenz ständig ändert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Fluidzuleitung einen Fluidbehälter auf, der mit dem Düsenrohr einerseits verbunden und mit einer Fluidquelle andererseits verbindbar ist. De Steuereinrichtung ist nun so eingerichtet, dass sie das automatisierte Befüllen des Fluidbehälters mit einer vorgegebenen Menge von Bewässerungsfluid aus der Fluidquelle steuert und das in dem Fluidbehälter befindliche Bewässerungsfluid dann automatisiert in das Düsenrohr zuleiten kann. So kann die Steuereinrichtung beispielsweise eine Förderpumpe oder ein Ventil entsprechend so ansteuern, dass der Fluidbehälter mit dem Bewässerungsfluid aus der Fluidquelle automatisiert befüllt wird. Ist ein entsprechender Füllstand erreicht, so wird das Befüllen abgeschaltet und das in dem Fluidbehälter befindliche Bewässerungsfluid dann in das Düsenrohr zugeleitet, beispielsweise ebenfalls mit Hilfe einer Förderpumpe.
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So lässt sich erreichen, dass mit jedem Bewässerungsdurchgang eine vordefinierte Menge von Bewässerungsfluid in die Pflanzen des Pflanzbereiches abgegeben wird, so dass eine Überbewässerung vermieden wird.
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Hierbei ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung wenigstens einen Füllstandssensor umfasst. Damit lässt sich der Füllstand beim Befüllen des Fluidbehälters mit der vorgegebenen Menge von Bewässerungsfluid mit einfachen Mitteln steuern, so dass hierdurch eine robuste und sichere Befüllung erreicht wird. Ein derartiger Füllstandsensor kann beispielsweise ein Schwimmsensor mit mindestens einem Schwimmkörper in dem Fluidbehälter sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hierzu weist die Steuereinrichtung weiterhin eine Dosiereinrichtung auf, die zum automatischen Dosieren einer vorgegebenen Menge von Pflanzenährstoffen und/oder eines pH-Regulators ausgebildet ist. Hierzu ist die Dosiereinrichtung mit einer Pflanzennährstoffquelle verbindbar und/oder mit einer pH-Regulatorquelle verbindbar, so dass mit Hilfe der Dosiereinrichtung eine vorgegebene Menge von Pflanzennährstoffen und/oder eines pH-Regulators in dem Fluidbehälter eingefüllt werden kann.
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Hierdurch lässt sich erreichen, dass das Bewässerungsfluid, das in dem Fluidbehälter vorrätig ist, ein ganz bestimmtes Mischungsverhältnis in Bezug auf die Pflanzennährstoffe aufweist. Darüber hinaus lässt sich hierdurch vorteilhafterweise erreichen, dass das Bewässerungsfluid einen vorgegebenen pH-Wert hat, was bei der Bewässerung von speziellen Pflanzen, wie beispielsweise Moospflanzen, wichtig für ein entsprechend gesundes Wachstum ist. Mit Hilfe der Dosiereinrichtung kann dabei das Mischungsverhältnis exakt an die lokalen Gegebenheiten angepasst werden.
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So ist es beispielsweise zweckmäßig und denkbar, dass die Dosiereinrichtung zumindest einen elektronischen Tropfzähler zum Dosieren der vorgegebenen Menge an Pflanzennährstoffen und/oder pH-Regulator aufweist, so dass über die Anzahl der Tropfen die vorgegebene Menge des jeweiligen Stoffes einstellbar ist.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn insbesondere parallel zu der Längsachse des mindestens einen Düsenrohrs ein mechanischer Abstreifer vorgesehen ist, so dass beim Bewegen des Düsenrohres der Abstreifer zum Abstreifen überschüssigen Bewässerungsfluides mit dem Düsenrohr entsprechend zusammenwirkt. Hierbei streift beispielsweise das Düsenrohr längs den Abstreifer, so dass überschüssige Tropfen vom Bewässerungsfluid an den Fluidaustrittsöffnungen entfernt werden. Hierdurch lassen sich effektiv Fluidrückstände beseitigen, die gegebenenfalls zu einer Verkalkung der Fluidaustrittsöffnungen beitragen können. Der mechanische Abstreifer kann beispielsweise eine flexible Lippe, insbesondere Gummilippe, sein. Denkbar ist aber auch, dass der Abstreifer einen sternförmigen Querschnitt aufweist und fest oder drehbar angeordnet ist. Über ein Gegengewicht kann hier der Gegendruck definiert werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn für die Bewegung des Düsenrohres senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohrs ein Kettenantrieb vorgesehen ist, so dass eine im Wesentlichen gleichförmige translatorische Bewegung des Düsenrohrs erreicht wird. Ein Kettenantrieb ist dabei robust gegen äußere Einflüsse, so dass die Vertikalbewässerungsanlage auch für den Außeneinsatz bestens geeignet ist. Vorteilhafterweise ist der Kettenantrieb ein dualer Kettenantrieb, bei dem zwei vertikal vorgesehene Antriebsketten vorhanden sind, an denen das mindestens eine Düsenrohr angeordnet ist. Hierdurch lassen sich Bewegungslängen in der Vertikalen von mehr als 5 Meter überwinden, ohne das an der Gesamtkonstruktion Veränderungen vorgenommen werden müssten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vertikalbewässerungsanlage eine Mehrzahl von Bewegungsvorrichtungen auf, an denen jeweils mindestens ein Düsenrohr angeordnet ist, wobei die jeweiligen Bewegungsvorrichtungen jeweils einem Teil-Pflanzbereich zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung ist nun derart ausgebildet, dass die Bewegung des Düsenrohrs der einzelnen Bewegungsvorrichtungen sowie das Zuleiten des Bewässerungsfluides in das jeweilige Düsenrohr separat gesteuert wird. Hierdurch lässt sich eine Gesamtkonstruktionsanordnung realisieren, bei der für jeden Teil-Pflanzbereich eine Bewegungsvorrichtung mit mindestens einem Düsenrohr vorgesehen ist, wobei bspw. nacheinander eine Bewässerung der einzelnen Teil-Pflanzbereiche erreicht werden kann. Die Vertikalbewässerungsanlage ist somit in eine Bewässerungseinheit mit einer Bewegungsvorrichtung und mindestens einem Düsenrohr einerseits und in eine Fluidzuleitungseinheit mit der Fluidzuleitung zum Bereitstellen und Zuleiten des Bewässerungsfluids bspw. in Form eines Fluidbehälters andererseits unterteilt, wodurch mehrere Kaskaden von Bewässerungseinheiten mit einer einzigen Fluidzuleitungseinheit realisiert werden können. Die Vertikalbewässerungsanlage kann dann eine Mehrzahl von Bewässerungseinheiten aufweisen, die jeweils durch ein und die selbe Fluidzuleitungseinheit mit Bewässerungsfluid gespeist werden. Hierdurch lassen sich große Flächen relativ einfach vertikal bewässern, bspw. große Hausfassaden oder lange Indoor-Wände.
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Eine möglicherweise vorgesehene Schüttelbewegung axial zu der Längsachse des Düsenrohrs kann beispielsweise mit Hilfe eines Linearantriebs realisiert werden.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 – schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vertikalbewässerungsanlage;
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2 – schematische Darstellung des Fluidbehälters.
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1 zeigt schematisch die Vertikalbewässerungsanlage 1, die einen Pflanzbereich 2 aufweist, in dem an einer Tragvorrichtung vertikal eine Vielzahl von Pflanzen angeordnet werden können. Derartige Pflanzen können beispielsweise Moosmatten sein, die vertikal in dem Pflanzbereich angeordnet werden.
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Die Vertikalbewässerungsanlage weist weiterhin ein Düsenrohr 3 auf, das eine Mehrzahl von schematisch angedeuteten Fluidaustrittsöffnungen 4 hat, aus denen das Bewässerungsfluid zur Bewässerung der in dem Pflanzbereich 2 angeordneten Pflanzen austreten kann. Vorzugsweise erfolgt der Austritt des Bewässerungsfluides aus den Fluidaustrittsöffnungen strahlförmig. Über eine Fluidzuleitung 5 wird dem Düsenrohr 3 das Bewässerungsfluid zugeleitet.
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Die Vertikalbewässerungsanlage 1 weist des Weiteren eine Bewegungsvorrichtung 6 auf, an der das Düsenrohr 3 angeordnet ist. Im Ausgangsbeispiel der 1 ist das Düsenrohr so an der Bewegungsvorrichtung 6 angeordnet, dass es horizontal liegt. Die Bewegungsvorrichtung 6 weist einen Kettenantrieb 7 auf, der über einen Motor 8 antreibbar ist. Das Düsenrohr 3 ist dabei an der Kette des Kettenantriebes 7 angeordnet, so dass bei einem Antrieb des Kettenantriebes 7 das Düsenrohr 3 in der vertikalen Ebene parallel zu dem Pflanzbereich 2 senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohrs 3 bewegt wird. Diese Bewegung senkrecht zu der Längsachse des Düsenrohres 3 ist durch die Pfeile B1 gekennzeichnet.
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Die Bewegungsvorrichtung 6 kann des Weiteren einen Linearantrieb aufweisen, der eine Schüttelbewegung des Düsenrohrs 3 axial zu der Längsachse des Düsenrohrs 3 bewirkt. Diese Schüttelbewegung ist mit den Pfeilen B2 gekennzeichnet.
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Des Weiteren weist die Vertikalbewässerungsanlage 1 eine Fluidzuleitung 5 mit einem Fluidbehälter 9 auf, der einerseits mit dem Düsenrohr 3 und andererseits mit einer Fluidquelle 10 verbunden ist. Der Fluidbehälter 9 ist dabei über ein Ventil 11 mit der Fluidquelle 10 verbunden, während am Fluidbehälter 9 eine Förderpumpe 12 vorgesehen ist, mit der das in dem Fluidbehälter 9 enthaltene Bewässerungsfluid 13 über einen flexiblen Schlauch in das Düsenrohr 3 zugeleitet werden kann.
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Eine Steuereinrichtung 14 ist dabei mit dem Ventil 11, der Pumpe 12 sowie der Bewegungsvorrichtung 6 elektronisch verbunden, um so die Bewässerung zu steuern. Hierzu wird zunächst das Ventil 11 geöffnet, so dass das Bewässerungsfluid aus der Fluidquelle 10 in den Fluidbehälter 9 einströmen kann. Ist ein entsprechender Füllstand erreicht, so wird das Ventil 11 durch die Steuereinrichtung 14 geschlossen. Der Füllstand kann beispielsweise mit geeigneten Sensoren überwacht werden. Anschließend wird die Pumpe 12 von der Steuereinrichtung 14 angesteuert, so dass das Bewässerungsfluid 13 aus dem Fluidbehälter 9 in das Düsenrohr 3 gepumpt wird. Dort tritt es an den Fluidaustrittsöffnungen 4 im Wesentlichen strahlförmig aus und bewässert so die Pflanzen in dem Pflanzbereich 2.
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Während der Zuleitung des Bewässerungsfluides 9 wird die Bewegungsvorrichtung 6 angesteuert, so dass das Düsenrohr eine Bewegung in die Richtung B1 und/oder B2 ausführt, so dass der gesamte Pflanzbereich 2 mit Bewässerungsfluid 13 versorgt wird.
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Ist das Bewässerungsfluid 13 in dem Fluidbehälter 9 aufgebraucht, so wird die Pumpe 12 ausgeschaltet und die Steuereinrichtung 14 fährt dann das Düsenrohr 3 in eine neutrale Position.
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In 2 ist schematisch der Fluidbehälter 9 der Fluidzuleitung 5 mit speziellen vorteilhaften Ausgestaltungen gezeigt. So ist zum einen ein Schwimmersensor 15 als Füllstandssensor vorgesehen, der mit Hilfe eines in dem Fluidbehälter 9 vorgesehenen Schwimmkörpers 16 den Füllstand beim Befüllen des Fluidbehälters 9 permanent überwacht. Ist der Höchststand erreicht, so schaltet die hier nicht dargestellte Steuereinrichtung 14 das Ventil auf „zu“ und beendet das Befüllen automatisch.
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Ein ähnlicher Schwimmersensor kann beispielsweise auch zum Dosieren des Pflanzennährstoffes vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist eine Dosiereinrichtung 17 gezeigt, die zum automatisierten Dosieren eines pH-Regulators in das Bewässerungsfluid 13 ausgebildet ist. So kann die Dosiereinrichtung beispielsweise einen elektronischen Tropfenzähler aufweisen, mit dem der pH-Regulator tropfenweise in das Bewässerungsfluid 13 dosiert werden kann. Auch hier ist es denkbar, dass die Pflanzennährstoffe mit Hilfe eines Tropfenzählers in das Bewässerungsfluid 13 dosiert werden.
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Der Tropfenzähler kann beispielsweise mittels einer Infrarotlichtschranke die tropfenförmig abgegebenen Zusatzstoffe erfassen und entsprechend zählen, um so die gewünschte Dosierung automatisiert zu erreichen.
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Die Steuereinrichtung 14 ist nach dem Befüllen des Fluidbehälters 9 mit dem Bewässerungsfluid sowie einer gegebenenfalls zusätzlichen Dosierung von pH-Regulatoren und/oder Pflanzennährstoffen dann dazu ausgebildet, die Pumpe 12 anzusteuern und so das Bewässerungsfluid in das Düsenrohr zu pumpen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vertikalbewässerungsanlage
- 2
- Pflanzbereich
- 3
- Düsenrohr
- 4
- Fluidaustrittsöffnungen
- 5
- Fluidzuleitung
- 6
- Bewegungsvorrichtung
- 7
- Kettenantrieb
- 8
- Motor
- 9
- Fluidbehälter
- 10
- Fluidquelle
- 11
- Ventil zur Fluidquelle
- 12
- Förderpumpe
- 13
- Bewässerungsfluid
- 14
- Steuereinrichtung
- 15
- Schwimmersensor
- 16
- Schwimmkörper
- 17
- Dosiereinrichtung
- B1
- vertikale Bewegungsrichtung
- B2
- horizontale Bewegungsrichtung
