JP7004571B2 - 水耕栽培ユニットとシステム - Google Patents

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Description

本発明は水耕栽培技術分野に関わり、特に植物工場で人工光による植物の人工栽培に使用される水耕栽培技術に関わるものである。さらに特別なのは、水耕栽培ユニットとシステムに関わることである。
鉱物質栄養液を使用し、植物を栽培する無土壌栽培方法として、例えば室内でLED灯などの人工光を使用する水栽培技術は、今やますます植物工場の中で使用されるようになっている。
従来の水耕栽培技術では、水耕栽培設備の中で典型的なのが、栽培水槽または栽培タンクの使用である。
栄養液の均一分布を保証するため、温室でよく見られる従来の浅水栽培方式では、通常に長さ30m超えの単層栽培タンクと約15度傾斜の傾斜配置が必要であった。しかし人工光を使用し、室内で植物を栽培する植物栽培設備に対しては、20~30m距離の建築は少なく、大部分の通常建築では実現することが難しい。そこで多層植物栽培システムが出現した。
現有の一種類の多層植物栽培システムでは、各栽培タンク内には液体を含み、上記の浅水栽培方式よりも深く(例:深水栽培方式)、負荷が大きくなり、そして多層植物栽培システムの負荷量ならびに構成素材への要求が高くなる。
上記の要求を満たすため、上記の多層水耕栽培システムの主な枠組みは、通常は金属部品で作られ、溶接し、またはネジで取り付けて固定する。この種類の多層水耕栽培システムでは、栽培タンクは主な枠組みの各層に設置されて、これには高断熱効果の発泡素材と一層のPE膜が備えられる。植物育成灯と栽培タンクはお互い独立に設置され、植物育成灯は各層に設置され、これには一つの蛍光灯またはLED灯を含み、植物の育成光源とする。
空間に限られ、建築のサイズも異なるため、植物生長設備の建造と取り付け過程において、現場ですべての材料と構成を特注生産する必要がある。例えば、主要枠組みのすべての金属部品を現場で切断し、すべての栽培タンクの膜も現場で切断しなければならない。また主要枠組みの建造には、金属部品の溶接またはネジ接続をする必要がある。PE膜の取り付けには、テープや接着剤なども必要となる。LED灯取り付けにも、配線と懸架構造も必要となる。
このため、上述の従来型の植物栽培設備の取り付け過程の全体が、相当に複雑である。上記の植物栽培設備の組立分解と/または修理も非常に複雑であり、かつ極めて高い人工費用が必要となる。また金属枠組みと、ネジと、他の金属部品も時間に伴い錆びやすく、PE膜の寿命はごく短く、二年ごとに取り換えなければならない。さらに多層植物栽培設備そのものが普通建築の床板の負荷を超え、多層栽培システムを多層建築の中で建成することは極めて難しい。
上記の従来型の植物栽培技術のこのような問題が、実際において、広範囲の応用を制限してきた。
上記の従来の植物栽培の技術問題を解決するため、本発明では人工光を使った水耕栽培ユニットとシステムを提供する。
第一には、本発明では、連続流動の栄養液の中で植物を栽培する水耕栽培ユニットを提供し、これには一つのタンクが配置される。前記タンクには、少なくとも一つの分離棒と、少なくとも一つの移動可能なダム部材が配置される。
前記分離棒は前記水タンクの底辺に設置され、タンクを複数の槽域に分ける。前記移動可能なダム部材は、タンク内に移動できるように配置され、栄養液の通過を阻止する。前記少なくとも一つの分離棒と前記少なくとも一つの移動可能なダム部材は、タンク内の栄養液流動の配置可能な通路を形成する。
好ましい実施例として、前記配置可能な水耕栽培ユニットには、その栄養液の通路は配置可能である。例えば、前記少なくとも一つの分離棒と前記少なくとも一つの移動可能なダム部材は、栄養液がタンクの湾曲通路を沿って流動できるように設置され、特に栄養液がタンクの「之」字形の通路を沿って流動できるように設置され、「之」字形のほかにも、他の曲線形状にすることもよい。ここでは特に制限しない。
好ましい実施例として、前記配置可能な水耕栽培ユニットは、水タンク内の栄養液の深さを配置できる。この点にたいしては、前記少なくとも一つの移動可能なダム部材がタンクの一つの水出口の前に移動できるように配置され、そして、タンク内の流動栄養液は配置可能な深さを有す。例えば、前記少なくとも一つの移動可能なダム部材には少なくとも二つの異なる高さの移動可能なダム部材が設置されることができる。
前記水耕栽培ユニットには、さね継ぎによって、前記少なくとも一の移動可能なダム部材が移動できるようにタンクに取り付けられる。また他の方法で接続することもできる。これに限定されるものではない。
第二には、本発明では、水耕栽培ユニットを提供する。水タンク内には少なくとも一つの槽域の少なくとも一つの第一整流棒が排列して配置される。前記少なくとも一つの整流棒は、各槽域を貫通する少なくとも二つの開き口を形成し、分流させることのほかに、タンク内の流動栄養液を均一に分布させる。
好ましい実施例として、前記槽域に整列の栄養液通路の湾曲部では、少なくとも一本の第一整流棒は通路湾曲部の栄養液の流動方向と同じ方向に従い、徐々に口径比が増大する。例えば、前記少なくとも一つの第一整流棒によって、槽域を渡る三つの開き口を形成させ、口径比が整列方向を沿って5:6:8である。前記整列方向は通路湾曲点の栄養液の流動方向と同じである。
このように設置されると、少なくとも一つの第一整流棒によって、栄養液が通路内で均一に流動・分布させることを保証することができる。
好ましい実施例として、前記水耕栽培ユニットには、さらに少なくとも一つの水出口前の最後槽域の第二整流棒が配置される。前記少なくとも一つの第二整流棒の開き口は、前記少なくとも一つの第一整流棒と比べ、さらに口径比が小さい。
第三には、本発明では、さらに少なくとも一つの移動可能な分配装置を備えた水耕栽培ユニットを提供する。前記少なくとも一つの移動可能な分配装置は、タンクを貫通する少なくとも一つの槽域に移動できるように配置されるとともに、タンクの少なくとも一つの槽域の中の流動栄養液を均一に分布できるように設置される。
好ましい実施例として、各移動可能な分配装置は、タンクの少なくとも一つの槽域に合わせる少なくとも一つの整流棒の上に移動できるように配置される。
前記水耕栽培ユニットにおいては、各移動可能な分配装置には少なくとも一つの整流ホールが配置され、各移動可能な分配装置に分布して貫通する。または少なくとも一つの整流空け口が各移動可能な分配装置の上辺に分布する。
好ましい実施例として、各移動可能な分配装置が中空構造であり、前記中空構造には、少なくとも一つの最上辺の上ホールと、少なくとも一つの側辺の側ホールとがあり、タンク中の栄養液が流動する時、移動可能な分配装置の中空構造内に集中した空気を放出させ、これにより、移動可能な分配装置が上に浮くのを防ぐ。
第四には、本発明では、一つのタンクを備えた水耕栽培ユニットを提供する。好ましい実施例として、前記タンクでは、タンクの上開き口と相対する背面に複数の強化棒が設置された。前記複数の強化棒の分布密度は、中心エリアにおいて非中心エリアより大きい。
好ましい実施例として、前記複数の強化棒は、行列に並べ、且つ前記複数の強化棒とタンクは一体構造となっている。
第五には、本発明では、一つのフィルターを備えた水耕栽培ユニットを提供し、前記フィルターは一つの水出口の前に移動できるように配置されることから、固体物質を残し、栄養液が水出口から流れ出ることができる。
好ましい実施例として、前記フィルターはフィルターの後ろと水出口の前における空き場所に配置され、このため、養液中の固体物質で水出口を詰まることを効果的に防止することができる。
このため、前記フィルターには斜辺があり、前記斜辺はフィルターの後ろの空き場所のそばに配置され、前記斜辺には少なくとも一つの予定網目サイズのフィルターネットが設置され、予定網目サイズより大きい固体物質を残させる。
前記フィルターには一つの底辺が設置され、前記底辺には少なくとも一つの予定網目サイズのフィルターネットが配置され、フィルターネットをはずしてから、フィルターネット上の不必要な物質を収集する。
前記フィルターは台形であり、フィルターを取り付けるために、前記フィルターには最上辺が設置され、側壁と接続する。
前記水耕栽培ユニットの何れには、さらに一つの栽培板が配置され、前記栽培板をタンクの上開き口に移動可能できるように接続することができる。前記栽培板には複数の貫通ホールがあり、各貫通ホールによって、栽培板で栽培されている各植物に支持空間を提供する。
好ましい実施例として、前記栽培板にはさらに少なくとも一つのプラグがあり、少なくとも一つの貫通ホールに移動可能できるように取り付け、栽培板上で栽培されている植物の分布を変更させることに使われる。
第六には、連続流動の栄養液で植物を栽培する水耕栽培システムには、少なくとも一つのタンク、一つの水入口、一つの水出口を備えた水耕栽培ユニット個があり、各水耕栽培ユニットは別の水耕栽培ユニットと垂直方向に重ね、多層構造を形成でき、また栄養液は上から下へ各層の各水耕栽培ユニットに流入することができる。
前記水耕栽培システムには、さらに少なくとも一つの光源があり、各光源は第一層の水耕栽培ユニットの背面に設置され、植物に適する光を照射し、第二層の水耕栽培ユニットで栽培されている植物の生長をサポートし、前記第二層は第一層より低い。
好ましい実施例として、各光源には植物に適する一つのLED灯があり、植物に適する光を照射し、植物の成長をサポートする。
前記水耕栽培システムには、複数の支え部材があり、前記複数の支え部材は移動できるように設置され、また隣接する二つの水耕栽培ユニットの間に機械的支持を提供する。また隣接する二つの水耕栽培ユニットに接続する少なくとも一つの支え部材には、上開き口と、下開き口と、内部空間とを備えた管が設置され、隣接する二つの水耕栽培ユニットの間に給水または給電の部材が配置される。
好ましい実施例として、前記管には隣接する二つの水耕栽培ユニットの間の給水部材が配置され、第一層の第一水耕栽培ユニットの水出口は管の上開き口に給水し、管の下開き口は第二層の第二水耕栽培ユニットの水入口に給水し、第二層は第一層より低い。
第一層の水耕栽培ユニットの水出口は、第一水耕栽培ユニットの水出部分を通して管の上開き口に給水し、前記水出部分には、第一管の上開き口に接続する一つの下開き口と、第一水耕栽培ユニットのタンクに接続する一つの側開き口とが設置される。
好ましい実施例として、前記水出部分の下開き口が水出部分から下へ突出する一つの下突起に設置され、前記下突起の外壁を管の内壁に接続する。前記下突起の外壁には複数の強化棒があり、下突起の外壁を外壁管の内壁に接続する強化材として使う。
好ましい実施例として、前記管の下開き口は第二水耕栽培ユニットの水入部分を通して第二層の第二水耕栽培ユニットの水入口に給水し、前記水入部分には、管の下開き口に接続する上開き口と、第二水耕栽培ユニットのタンクに接続する側開き口と、側開き口の下方にある底壁とが設置される。
好ましい実施例として、前記水入部分の上開き口には上開き口の内壁から突出する複数の強化棒があり、階段として、管の下開き口を上開き口の上に立たせ、これにより、管を水入部分の側開き口に給水接続させる。
好ましい実施例として、前記管の底端の下開き口近くに一つの空け口があり、水入部分の側開き口に給水接続させることに使い、また管の底端を水入部分の側開き口に接続する。
好ましい実施例として、前記管には隣接する二つの水耕栽培ユニットの給電部材が配置される。
このため、好ましい実施例として、電気回路の主配線は隣接する二つの水耕栽培ユニットを接続する各管を貫通する。
前記電気回路の主回路は、さらに各層の各水耕栽培ユニットの支回路を貫通し、前記支回路には、第一管の下開き口に接続する上開き口と、第二管の上開き口に接続する下開き口と、側開き口とがあり、少なくとも一つの上開き口と下開き口が、二つの主回路の第一電力接続を実現することができる。また前記側開き口が、主回路と支回路の第二電力接続を実現することができ、前記支回路は各層の各水耕栽培ユニットと合わせ、前記水耕栽培ユニットの植物に適する光源と電力接続する。
以下は説明と図を参考して、ほかの実施形態を詳しく説明する。
実施形態をいっそう詳しく説明するために、以下は図の概要説明である。以下の図は、ただ一部の実施例を説明することに使われる。他の実施例の他の図は、当業者が容易に到達する。
図1は本発明の実施例の水耕栽培ユニットを示す。 図2Aは本発明の実施例の水耕栽培ユニットのタンクの立体図を示す。 図2Bは本発明の実施例の水耕栽培ユニットのタンクの俯瞰図を示す。 図2Cは本発明の実施例の水耕栽培ユニットのタンクの底面図を示す。 図2Dは本発明の実施例の水耕栽培ユニットのタンクの側面図を示す。 図2Eは複数のタンクの積み重ね効果を示す。 図2Fは複数の水耕栽培ユニットの積み重ね効果を示す。 図3Aは本発明の実施例において、タンク内の流動栄養液がE形状の通路で流れる水耕栽培ユニットの構造を示す。 図3Bは本発明の実施例について、図3Aの構造の水耕栽培ユニットに使われる移動可能な分配装置を示す。 図4Aは本発明の実施例において、タンク内の流動栄養液がS形状の通路で流れる第二種類の水耕栽培ユニット構造を示す。 図4Bは本発明の実施例において、タンク内の流動栄養液がS形状の通路で流れる第二種類の水耕栽培ユニット構造と流体動力を示す。 図4Cは本発明の実施例において、タンク内の流動栄養液がS形状の通路で流れる第三種類の水耕栽培ユニット構造と流体動力を示す。 図5Aは、深水栽培と浅水栽培における二つの異なった構造の水耕栽培ユニットを示す。 図5B本発明の実施例において、深水栽培に使われる移動可能なダム部材の立体図を示す。 図5Cは本発明の実施例において、深水栽培に使われる移動可能なダム部材の側面図を示す。 図5Dは本発明の実施例において、深水栽培に使われる移動可能なダム部材の俯瞰図を示す。 図5Eは本発明の実施例において、浅水栽培に使われる移動可能なダム部材の立体図を示す。 図5Fは本発明の実施例において、浅水栽培に使われる移動可能なダム部材の側面図を示す。 図5Gは本発明の実施例において、浅水栽培に使われる移動可能なダム部材の俯瞰図を示す。 図6Aは本発明の実施例において、水耕栽培ユニットに使われるフィルターを示す説明図である。 図6Bは本発明の実施例において、図6Aのフィルターの立体図を示す。 図6Cは本発明の実施例において、図6Aのフィルターの俯瞰図を示す。 図6Dは本発明の実施例において、図6Aのフィルターの側面図を示す。 図7Aは本発明の実施例において、水耕栽培ユニットに使われる栽培板を示す説明図である。 図7Bは、図7A中の栽培板の不透明プラグの使用図を示す。 図7Cは、図7Bのプラグの立体図を示す。 図7Dは、図7Bのプラグの俯瞰図を示す。 図7Eは、図7Bのプラグの側面図を示す。 図7Fは、本発明の実施例において、栽培板がタンクに配置された状態を示す説明図である。 図7Gは、本発明の実施例において、栽培板とタンクの相対位置を示す説明図である。 図7Hは、本発明のもう一つの実施例において、栽培板とタンクの相対位置を示す説明図である。 図8Aは、本発明の実施例において、水耕栽培システムの多層植物栽培サブシステムの主要構造を示す説明図である。 図8Bは、図8A中の多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示す説明図である。 図8Cは、図8A中の多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示す説明図である。 図8Dは、図8A中の多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示す説明図である。 図8Eは、図8Aの多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示すもう一つの実施例の説明図である。 図8Fは、図8Aの多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示すもう一つの実施例の説明図である。 図8Gは、図8Aの多層植物栽培サブシステムの管を水耕栽培ユニットの管に接続することを示すもう一つの実施例の説明図である。 図9Aは、本発明の四つの実施例において、水耕栽培システムの多層植物栽培サブシステムを示す説明図である。 図Bは、本発明の四つの実施例において、水耕栽培システムの多層植物栽培サブシステムを示す説明図である。 図9Cは、本発明の四つの実施例において、水耕栽培システムの多層植物栽培サブシステムを示す説明図である。 図9Dは、本発明の四つの実施例において、水耕栽培システムの多層植物栽培サブシステムを示す説明図である。 図10Aは、本発明の二つの実施例で実現し、栄養液の垂直循環の水耕栽培システムを示す説明図である。 図10Bは、本発明の二つの実施例で実現し、栄養液の垂直循環の水耕栽培システムを示す説明図である。 図11Aは、本発明の実施例において、植物に適する光源が水耕栽培ユニットのタンクの背面に設置されることを示す説明図である。 図11Bは、本発明の実施例において、植物に適する光源が水耕栽培ユニットのタンクの背面に設置されることを示す説明図である。 図12は、本発明の実施例において、植物に適する光源の電気配線と光配線接点の安全防水の接続方式を示す説明図である。 図13Aは、本発明実施例において、水耕栽培システムの発光サブシステムの電気配線と配置方法を示す説明図である。 図13Bは、本発明実施例において、水耕栽培システムの発光サブシステムの電気配線と配置方法を示す説明図である。
以下は本発明の異なる実施例の図を参照し、本発明の実施例の技術案を理解できるように詳細かつ完全に述べるが、もちろん、本発明には、ただ一部の実施例を開示したが、本発明のすべての実施例はこれに限定されるものではなく、当業者が、本発明の実施例に基づいて色々変形させることは可能であり、それらは本発明の請求項の保護範囲から排除するものではない。
上記の従来型の植物栽培技術の問題を解決するために、本発明では人工光を使った水耕栽培ユニットとシステムを提供する。
第一には、本発明では一種類の水耕栽培ユニットを提供する。前記水耕栽培ユニットには、一つのタンクと一つの栽培板が配置され、上述のタンクは、その中の栄養液を保存・流動させるための貯水池であり、それに栽培植物の根に成長空間を提供する。前記栽培板はタンクの上開き口上に設置され、水耕栽培ユニット内で栽培されている植物に保持空間を提供する。前記水耕栽培ユニットには、さらに少なくとも一つの遮光カバーが配置でき、タンクの上開き口上に設置され、タンク内の入射光線を遮断することに用いる。
図1は、本発明の実施例の水耕栽培ユニットをしめす。図1に示すように、前記水耕栽培ユニット100には一つのタンク110と、一つの栽培板120と、1対の遮光カバー130とが配置される。前記栽培板120と前記1対のセット遮光カバー130は前記タンク110の上開き口の上に設置され、固定接続する。前記1対の遮光カバー130はそれぞれ前記栽培板120の相対する両側に設置される。
前記水耕栽培ユニット100は長方形で、長さは1.5m以下で、広さは1m以下でなる。前記水耕栽培ユニット100のサイズがより小さく、陸地で輸送することに便利で、ならびに普通建築の普通ドアを通過し、搬入することに便利である。
注意すべきなのは、長方形のほかに、上述の水耕栽培ユニット100は、例えば正方形、円形、六辺形などの他の形状も使用できる。これには特に制限がない。
注意すべきなのは、前記遮光カバー130の数量、大きさ、形状は栽培板120の設置に合わせ、自由に調整できる。遮光カバー130と栽培板はタンクの入射光線を有効的に遮断することによって、藻類が水耕栽培ユニットのタンクの中で生長することを阻止することができる。
図2A、2B、2C、2Dは、上記の実施例における水耕栽培ユニット100のタンクの立体図、俯瞰図、底面図、側面図を示す。
図に示すように、タンク100には床111(例:その底壁とタンクの上開き口は相対する)があり、床111は四つの側壁112、113、114、115によって周囲を囲まれる。タンク110では、床111と四つの側壁112、113、114、115は貯水池を形成し、水耕栽培ユニット100内で栽培されている植物の成長に役立つ栄養液の貯蔵・流動に使われる。
図2Bに示すように、タンク110全体を栽培域1180と、それぞれにタンク110の相対する両側壁113と115に分布する二つの通路域1181とに分けることができる。栽培板120は前記栽培域1180をカバーする(以下に詳しく説明する)。各通路域1181は、タンク110内の栄養液の流動通路を提供し、それに、ほかの機能ユニットが設置でき、例えば、整流棒1116と移動可能なダム部材150などの取り付け構造が設置できる。前記通路域1181は、さらには不必要な物質を収集することとタンク110内の栄養液を観察することにも便利である。
タンク110の上開き口の上には、各側壁112、114中から伸ばした複数の突出棒116が設置される。前記突出棒116は図7F、7Gと7Hに示すように、栽培板120の取り付け工具とスライド工具として設置される。
図2Bに示すように、水耕栽培ユニット100のタンク110には、タンク110の床111の左から右へ伸ばした三つの溝域1111、1112、1113があり、水耕栽培ユニットのタンク110の床111の上表面に分布する二つのの分離棒1114、1115によって分離される。
各溝域1111、1112、1113は、タンク110の栄養液が流れる通路またはチャンネルを提供する。水耕栽培ユニット内で栽培されている植物の根が栄養液の中に浸っているため、各溝域1111、1112、1113はさらに栽培植物の根の成長空間を提供する。
通路内の栄養液の流動分布が均一になるよう保証するため、各溝域1111、1112、1113には、通路域1181内の側壁113、115に相対する位置で、さらに複数の整流棒1116が設置される。前記複数の整流棒1116は短い棒で、通路の垂直方向に間隔をおいて分布している。前記整流棒1116は分流に使われ、栄養液の流動が均一に分布させるため。
実際の需要に応じ、各整流棒の大きさ、両整流棒の間の距離、整流棒の位置をすべて調整することができ、そして、タンク内の栄養液の流動が理想的な分布効果を得ることが保証できる。
さらに前記の複数の整流棒1116は、水耕栽培ユニット内のその他の機能部品を取り付ける(例えば図3Aと図3Bでの移動可能な分配装置)ためのアンカーとすることができる。
水耕栽培ユニットは前記分離棒1114、1115を使って、タンク110の床111を分け、三つの溝域1111、1112、1113を形成し、ただ一種の実施例でしかなく、実際の操作において、分離棒はさまざまな数量、長さ、方向、高度に設定できることを知らなければならない。これに限定されるものではない。
好ましい実施例では、前記分離棒1114、1115はタンク110から独立した分離部材とし、本発明の水耕栽培ユニットのタンク110の床111の上表面に設置されることができ、完全防水になる。好ましい実施例では、前記分離棒1114、1115は、タンク110と一体に接続でき、水耕栽培ユニットのタンク110の床111の上表面から突出する。
図2Cに示すように、タンク110の上開き口と相対するタンク110の下表面には、複数の強化棒1117が設置される。前記強化棒1117の長方向と幅方向を揃え、タンク110の構造強化に使い、変形を防止する。図2C中の点線長方形枠に示すように、好ましいこととして、水耕栽培ユニットの重量の分布を受ける強化棒1117の密度分布が中心エリアにおいて、他のエリアより(例えば、長方向と/または幅方向に沿った側辺エリア)高い。
図2Cに示す実施例のほかにも、前記複数の強化棒1117は、さらに実際の需要に応じて、異なるサイズ、排列、分布、形状を設計できる。これに限定されるものではない。
図2Bに示すとおり、タンク110内の流動栄養液を流すため、前記長方形のタンク110の四角部分141、142、143、144には、水入口と水出口が設置され、前記水耕栽培ユニットと機械接続及び給水接続するタンク110の配管に外殻を提供する。
各角部141、142、143、144にはそれぞれタンク110の上開き口と底辺に対応する上開き口1118と下突起1119があり、図2Dに示すように、簡単にするため、ただ一つの角部を表示する。前記上開き口1118は管310の配置空間を提供し、図8に示すように、前記上開き口1118の内壁を前記管310の外壁とつなげる。下突起1119は管310の配置空間を提供し、図8に示すように、前記下突起1119の外壁を管310の内壁とつなげる。
前記四つの角部の上開き口1118と下突起1119は同サイズであり、上開き口1118のサイズは下突起1119のサイズよりやや広く、第一水耕栽培ユニットのタンクの各上開き口は、第二水耕栽培ユニットのタンクの下突起を支えることができる。図2Eに示すように、複数のタンクを形成することができ、または図2Fに示すように、複数の水耕栽培ユニットを形成することができ、収納と運搬に便利である。
さらに、角部を強化するために、さらにより頑丈かつより便利な取り付け工具を提供し、角部と管を接続させ、図2Dに示すように、上開き口1118の内壁と下突起1119の外壁には、ともに複数の強化棒1120がある。
四つの角部141、142、143、144の中で、二つの角部を特にそれぞれ水耕栽培ユニットのタンク110の水入口と水出口とし、もう一つの角部は配線に使う。
ここで述べた一つの実施例では、タンク110の中で相対する第一角部141と第二角部143をそれぞれ水耕栽培ユニット100のタンクの水入口と水出口とする。栄養液は水入口141を通して水耕栽培ユニット100のタンク110内に流入し、水出口143から流れ出る。このため、二つの角部は水入部分141と水出部分143とする。水耕栽培ユニット100のタンク110には、さらに第三角部または配線角部142があり、電気配線につかう。他の実施例では、四つの角部141、142、143、144を分配し、水入口、水出口、配線として使うことができる。
上記の実施例において、水耕栽培ユニット100のタンク110の主体には、床111と、四枚の側壁112、113、114、115と、分離棒1114、1115と、四つの角部141、142、143、144とがあり、一体構造になることができる。前記タンク110の主体の一体構造はポリマーを使って、例えばABSなど、射出成形で便利に製造することができる。上述の方法で製造された水耕栽培ユニットは軽量、頑丈、長い使用寿命などの特長があり、正常作業中の破裂と浸水問題を効果的に回避することができる。
上記の水耕栽培ユニットにおいて、さらに少なくとも一つの移動可能なダム部材を備えることができ、前記移動可能なダム部材をタンク内のあるエリア(例えば、分離棒の一端と側壁の間のエリア)に取り付けすることができ、水耕栽培ユニットのタンク内の流動栄養液の流出を防止することに用い、通路と深度を調整することができる。
移動可能なダム部材はダムとして、栄養液の流動を阻止するができる。これらの移動可能なダム部材と分離棒は、ともに水耕栽培ユニットのタンク中の栄養液通路を形成することができる。
図3Aの中で述べた一つの実施例において、移動可能なダム部材を使わず、栄養液が水入部分141の水入口からタンク110内に流入し、水出部分143の水出口を通ってタンク110から流れ出る前に、E形状の通路で流動する。
図4Aに示すように、もう一つの実施例において、二つのダム部材150を取り付けることによって(図5B~5Gではさらに詳細に述べた)、水耕栽培ユニットのタンクの位置Aと位置Bでは、栄養液が水入部分141の水入口からタンク110内に流入し、水出部分143の水出口を通って、タンク110から流れ出る前に、S形状の通路で流動する。特に図4Aに示す実施例においては、二つの分離棒1114、1115と二つの移動可能なダム部材150を位置Aと位置Bに取り付け、三つの溝域1111、1112、1113がタンク内で流動する栄養液のS形状の通路を形成し、水入部分141から始まり、水出部分143まで終わる。
前に述べたように、栄養液が通路を沿って均一に流動することを保証するため、複数の整流棒1116が各溝域の垂直方向に揃え、間隔をあけて溝タンクの各通路域内に設置され、栄養液の分流につかう。
タンク内のS形状の通路を沿って水入部分141から水出部分143に流入する栄養液の流体動力を考えて、各溝域の各湾曲部に設置された前期整流棒1116は、図4Aに示すように、転換点においては、流動方向を沿って徐々に増大する開き口が設置されることができる。図に示す実施例においては、流動方向を沿い、二つの整流棒1116により分離され、三つの開き口を形成し、ホールの口径比は5:6:8である(それぞれWまたは広い、Mまたは中、Sまたは小さいと示す)。そして、栄養液が通路から溝域まで湾曲部を通過する時、均一に流動することを保証できる。
さらに図4Bに示すように、タンク内のS形状の通路を沿って、水入部分141から水出部分143までの栄養液の流体動力を表現する。さらにより広い整流棒1116A(他の位置の整流棒1116と比べると)は、水出部分143前(点線楕円部分に示すように)の通路の最後溝域の末端に分布し、流動栄養液の狭小な開き口を保証する。整流棒1116Aを配置し、狭小な開き口を形成することによって、さらに栄養液の均一流動を保証し、そして、水耕栽培ユニット内で栽培する植物の根部は充分かつ均一に栄養素をとることを保証できる。
上記の実施例において、栄養液のS形状通路を実現できるほか、他の実施例でも、タンク中で栄養液の相似する「之」の字形通路を実現できる。
例えば、図4Aに示すように、位置Aと位置Bに取り付けられた二つの移動可能なダム部材150と、平行の分離棒1114、1115とを組み合わせるように、水耕栽培ユニットには、m個(m=2、4、6、8…)の平行分離棒と、それぞれ対応の各分離棒の一端に交互に設置されるm個の移動可能なダム部材とを組み合わせ、タンクの対応側壁に取り付けることができる。そして、水耕栽培ユニットのタンク内では、n個(n=3、5、7、9…)の溝域を形成し、栄養液は水入部分141から流入し、タンク内の「之」の字形通路を沿って流動し、最後に水出部分143から流れ出ることができる。
図4Cに示すように、もう一つの実施例では、水入部分141と水出部分143とは同一辺に設置される。タンクの底面に分割棒1130が設置され、移動可能なダム部材150は分離棒1130と、水入部分141と水出部分143を接続する側壁との間に取り付けることによって、そして、水耕栽培ユニットのタンク内では、二つの溝域1131、1132を形成し、水耕栽培ユニットのタンク内の流動栄養液は、図4Cの点線矢印に示すように、「之」の字形の通路をそって流れることができる。図4Aと図4Bに示すことと同じように、さらにより広い整流棒1116A(他の位置の整流棒1116と比べると)は、水出部分143前(点線楕円部分に示すように)の通路の最後溝域の末端に分布し、栄養液が溝タンク内で均一に流動することを保証することができる。
同じように、水耕栽培ユニットには、m個(m=1、3、5…)の平行分離棒と、それぞれ対応の各分離棒の一端に交互に設置されるm個の移動可能なダム部材とがあり、タンクの対応側壁に取り付けられる。そして、水耕栽培ユニットのタンク内では、n個(n=2、4、6…)の溝域を形成し、栄養液は水入部分141から流入し、タンク内の「之」の字形通路を沿って流動し、最後に出水部分143からから流れ出させることができる。
好ましい実施例では、水耕栽培ユニットのタンク内の流動栄養液の通路は、巻き型でもよい。S形状と「之」字形のほか、例えば、異なる方向の分割棒と異なる位置の移動可能なダム部材によって、迷宮のようにすることでもよい。これに限定されるものではない。
さらに、S形状または「之」字形の通路の溝域(他の実施例では、多くの巻き型の通路)が多ければ、水耕栽培ユニットのタンク内の栄養液の流動循環は少なくなり、栄養液の循環に必要なポンプの力も小さくて済む。このため、タンク内で流動する栄養液の通路の溝域(または区間)を多く設置されることによって、操作過程でさらにエネルギーを節約することができる。
栄養液の流動をタンク中の通路で均一に分布させることを保証するため、水耕栽培ユニットにさらに少なくとも一つの移動可能な分配装置160が配置され、タンクを貫通する通路とする。各移動可能な分配装置160には、複数の整流開け口162を備えた一つの棒161があり、整流開け口162は棒161の最上辺に設置される。こうして、移動可能な分配装置160をつかって整流させることによって、栄養液の流動を均一に分布させることができる。前記配置のほかに、他の実施例では、各移動可能な分配装置には、複数の類似機能を備えた整流ホールが配置されることができるが、ここでは詳しく述べない。
各移動可能な分配装置160は中空構造でもよく、前記タンクの通路にわたる複数の整流棒1116(図2Bに示すように)に移動できるように取り付けることができる。中空構造161の上に複数の上ホール163が設置され、中空構造161の一辺に複数の側ホール164が設置される。そして、タンク中の栄養液の流動時、移動可能な分配装置160の中空構造161内に集中した空気の釈放を促進させ、移動可能な分配装置160が上に浮くことを避ける。
以下のことを注意なければならない。異なるタイプの移動可能な分配装置160に異なる構造の整流ホールと上ホールが配置でき、さまざまな取り付け方式も可能である。図3Bにはただ一つの実施例を掲示しましたが、他の実施例の移動可能な分配装置を詳しく述べない。
出水部分143近くのタンク位置Cに取り付けた移動可能なダム部材150の高さが、水耕栽培ユニットのタンクの流動栄養液の深さを決める。異なる栽培条件に合わせる栄養液の深さは、位置Cに異なる高さの移動可能なダム部材150が取り付けられることによって確定できる。この出口に配置された移動可能なダム部材を150Aと表示し、他の位置にある移動可能なダム部材と区別することになる。
図5Aに示すように、一つの実施例では、25mm高さの移動可能なダム部材150Aは(図5B~5Dに示すように)、位置C上に取り付けられ、深水栽培モード(図5Aの上箱体に示すように)とし、特別に植物の発芽段階に使用することができ、図5Aに示すように、他の実施例では、12mm高さの移動可能なダム部材150A(図5E~5Gに示すように)があり、位置Cに取り付けられ、浅水栽培モード(図5Aの下箱体に示すように)とし、特別に植物の発芽後段階に使用することができる。
このため、25mmまたは12mmの移動可能なダム部材150Aを使用し、深水栽培モードまたは浅水栽培モードを選択し、ならびに2種類の栽培モードを転換することが、同様にここで述べた水耕栽培ユニット100によって実現できる。
前記図5A~5Gに示すように、タンク110の位置Cには移動可能なダム部材150Aがさね継ぎで取り付けられることができる。前記移動可能なダム部材150Aの両側には二つの槽151が配置され、タンクの取り付け位置Cにはそれぞれ二つの凸部152が配置されることができる。ここではあくまでも一種類の実施例を掲示するしかないが、他の取り付け方法でもかまわない。
図6Aに示すように、本発明の実施例では、上述の水耕栽培ユニットには、さらにフィルター170が配置されることができる。図6B、図6C、図6Dには、それぞれ前記フィルターの立体図、俯瞰図、側面図を示す。
図6Aに示すように、前記フィルター170はタンクの水出部分143の前の通路域に設置されることができる。フィルターの不必要な物質を収集し、不必要な不純物が循環する栄養液の中に入ることを避けることができる。不必要な物質には、栽培植物の主根から分離された尖部分、または根部から分泌された物質、または他のあるサイズの顆粒があるかもしれない。
図6Aと6Bに示すように、フィルター170は第一辺171と、第二辺172と、底辺173とを備えた直角台形形状であ。第一辺171と第二辺172は底辺173と直角を形成し、第二辺172は台形の斜辺となる。前記フィルター170は通路域の水出部分143の前に設置され、そして、底辺173とタンク110の床を互いにつなぎ、第一辺172とタンクの側壁を互いにつなぎ、第二辺172は通路域を通し、フィルター170と水出部分143の間に空きエリア174を残させる。前記フィルター170の第二辺172には、少なくとも一つの予定網目サイズのフィルターネット175が配置される。
フィルターの形状と水耕栽培ユニットのタンク内の形状としては、栄養液からフィルターネット175の予定網目サイズより大きな不必要な物質を収集し、残りの栄養液を水出部分143から流れ出る前に、第二辺172を通過し、空きエリア174まで流すことができる。空きエリア174によって、水出口を栄養液中の不必要な物質によって詰まることを効果的に防止することができる。
第二辺172のように、前記底辺には少なくとも一つのフィルターネット175が配置されることができる。前記構造は、前記水耕栽培ユニットの栽培のメンテナンスで、フィルター170上の不必要な物質を収集することに便利である。
注意すべきは以下である。前記フィルター170にはただ一つの実施例を掲示したが、他の実施例を詳しく述べない。水耕栽培ユニットの実施例では、フィルター170を使わなくてもよいことも注意しなければならない。
前に述べたように、一つの水耕栽培ユニットにはさらに栽培板120が配置され、タンク110の上開き口上に設置される。図1と図7Aに示すように、前記栽培板120には複数の貫通ホール121があり、前記複数の貫通ホール121を行と列のマトリックスに排列し、各貫通ホール121は前記水耕栽培ユニットの栽培植物の収納空間として使われる。
本発明の実施例においては、前記栽培板120には、例えば、180個または54個の貫通ホールが設定されるか、実際の需要に応じて、他の数の貫通ホールを設定されることができる。
代表として、貫通ホール数多い栽培板は、例えば180個として、発芽時期の植物栽培に使われるとよい。この時、植物はまだ小さく、栽培板120と水耕栽培ユニット100のタンク110内で必要な成長空間は小さい。貫通ホール数少ない栽培板は、例えば54個の貫通ホールとして、発芽後の植物栽培に使われるとよい。例えば、栽培段階Iでは植物がやや生長し、栽培板120と水耕栽培ユニット100のタンク内でより多くの成長空間が必要となる。
後期の植物を収容するため、例えば、前記栽培段階I後の栽培段階IIでは、植物生長に応じてより大きな需要がある時、複数のプラグ122をつかい、貫通ホールの数を減らし、植物生長に適合させるとよい。例えば、図7Bに示すように、複数のプラグを同一行の交互の貫通ホール121と同一列の交互の貫通ホール121に塞ぐことができる。そして、数が減らされた貫通ホールを均一に得ることができる。例えば、プラグ122が設置された後、27個の貫通ホールしか残らない。
注意すべきは以下である。前に述べるたように、複数のプラグを設置する方法のほかにも、ほかの方式を使って、貫通ホールを塞ぐことが可能でもよく、これに限定されるものではない。タンクへの入射光線を遮断し、藻類が水耕栽培ユニット内で生長しないようにするために、各プラグ122は透明ではない素材で製造されるとよい。
図7Aに示すように、栽培板120には二つの空け口123があり、それぞれ栽培板120の二つの対辺に設置されることができる。前記空け口はタンク110の側壁の突出棒116の適合部品として、図7F、7Gと7Hに示すように、栽培板120とタンク110の取り付け工具とスライド工具とする。
図1に示すとおり、水耕栽培ユニットには少なくとも一つの遮光カバー130があり、タンク110と栽培板120の辺に設置されることができる。そして、タンクへの入射光線を遮断し、藻類がタンク中で生長しないようにする。例えば、図1に示すように、水耕栽培ユニット100には、一組の遮光カバー130が配置され、それぞれ長方形タンク110の二つの対辺と中間の栽培板120に並列して設置される。他の実施例において少なくとも一つの遮光カバー130を備えた水耕栽培ユニットも可能であり、大きさと、サイズと、栽培板120とタンク110の構造とに適応させるものとし、ここでは詳しく述べない。
従来型の水耕栽培設備と比べ、前記水耕栽培ユニットのすべての部材は、例えば、タンク(一体構造の分離棒と角部を備える)と、移動可能なダム部材と、移動可能な分配装置と、栽培板と、プラグと、遮光カバーとは、大規模の工業生産と組み立てが便利であり、傾斜配置が設置される必要はなく、さらに植物栽培の期間に、栄養液を循環させることができる。
さらに、前記水耕栽培ユニットのデザインは、水耕栽培システムのモジュール化使用に適用する。
特に、複数の水耕栽培ユニットは、組み合わせて取り付け、水耕栽培システムの植物栽培サブ・システムを形成することができる。これには栄養液循環サブ・システムと発光サブ・システムが備えられる。以下は特定の実施例により、詳細に説明する。
図8Aは本発明の実施例の植物栽培サブ・システムの主要構造の説明図である。前記植物栽培サブ・システム300には、複数の水耕栽培ユニット100があり、垂直方向で順次に積み重ね、多層の棚状構造を形成することができる。前記複数の水耕栽培ユニット100は、前記いずれの実施例の水耕栽培ユニットの基礎ともなることができる。
図8Aに示すように、植物栽培サブ・システム300の中では、隣接する二つの水耕栽培ユニットの四つの角の位置には四本の管310が設置される。迷惑をかけないために、角Eの管のみ表示しない。前記角は多層水耕栽培システムの隣接する二つの水栽培ユニット100の間の機械接続、給水接続と/または給電接続に使う。ここでは、角D、E、F、Gと前記水耕栽培システムの四つの角は、互いに対応する。
図8Bは前記多層水耕栽培システムの管310の立体図である。図に示すように、管310は長方形または方形の横断面で、空の内部空間があり、管の両端にそれぞれ開け口がある。管310の横断面は他の形状でもよく、図8Cに示すように、例えば円形である。
管310とタンク110の角部を便利に取り付けるために、角部の上開き口1118には、さらに複数の強化棒1121が設置されることができ、上開き口1118の内部からある深さまで突出し、階段の機能を持たせることができる。図8Bと8Cに示した管310はその上に接触、接続、支持することができる。このため、管と水入部分141、水出部分143または線路角部142を便利に接触または接続し、それぞれに栄養液の開き口または各水耕栽培ユニット線路の開き口とする側開き口1122が配置される。本実施例の管310は、さらに例えば角部144などの他の角部に適用することができる。側開き口を設ける必要はない。図中では表示されていない。
図8Eと8Fに示すように、本発明の実施例の長方形または円形の横断面の管310である。この二つの図では、各管310の一端に一つの空け口1123があり、水耕栽培ユニットのタンクの角部(例えば水入部分141、線路角部142と水出部分143)の側開き口1122の空間を提供する。管310の空け口1123を通して、管を角部141、142または143に取り付ける時、管310を上開き口1118から直接に挿入し、空け口1123を角部の側開き口1122と取り付けることができる。
管310は高機械強度の素材で作られ、金属(例えばアルミ)、ポリマー素材(例えばABS)または他の素材を使うことが可能である。好ましいのとして、管310はポリマー素材で製作られ、他の素材と比べると、耐酸、耐アルカリ、耐錆び、耐腐蝕の特長がある。さらに管310の空間は、栄養液の通路または配線パイプとして利用することができる。
管310と水耕栽培ユニットを完全防水に接続することを保証するため、管の接続部分と水耕栽培ユニットのタンクの角部は、異性ねじを使って接続することができる(雄ねじと雌ねじ)。好ましいのとして、水耕栽培システム全体を組立分解することに便利となる。
一部の実施例では、植物栽培サブ・システム300では、最上層180には水耕栽培ユニットが設置されず、図8Aに示すように、最上層180は最高層に設置されることができる。前記最上層は、植物栽培サブ・システムの棚状構造で構造としての役割を果たし、隣接するより低い層の水耕栽培ユニットのために、植物に適する光源を取り付けることができる。最上層180の構造について、ここでは詳しく述べない。
図8Aに示すように、植物栽培サブ・システム300では、多層棚状構造の二つの相対する角DとFに位置する管310によって、異なる層の水耕栽培ユニットの間の給水接続を提供する。角Gに位置する管310は、異なる層の水耕栽培ユニットの間の給電接続を提供する。最後の角Eに位置する管310は、主に機械的な支持を提供する、他の機能があることもできる。
異なる角D、E、F、Gに位置する管310の給水接続と給電接続に使う特定設置は、任意であり、交換することもできる。他の実施例でもよく、これに限定されるものではない。
図8Aに示すように、植物栽培サブ・システム300では、四つの接地管320(迷惑を避けるため、ただ角Eの接地管を表示する)は、底層水耕栽培ユニットと地面の間に設置され、植物栽培サブ・システム300全体の機械的な支持を提供することができる。各接地管320の底端をカバー330で覆い(迷惑を避けるため、ただ角Eのカバーを表示する)、前記接地管320の開き口の完全防水をする。また前記カバー330を、さらに地面に立つ調節可能な脚340と接続することができる(迷惑を避けるため、ただ角Eの調節可能な脚を示す)。
好ましいこととして、異なる角の位置により、四つの接地管320は、給水接続(角DとF)と給電接続(角G)の特徴を備えることができる。例えば、角DとFの接地管には、それぞれ側壁の開き口があり、栄養液循環サブ・システムの他の部材(例えば、栄養液蓄水池)と接続されることに用いる。角Gの接地管320には一つの側壁の開き口があり、植物栽培サブ・システムと外部電源を給電接続することに用いる。
図8Aに示すように、多層の植物栽培サブ・システムの実施例のほかにも、他の実施例では、層の数と層の間隔において、異なる構造を形成することができる。
例えば、第一実施例の水耕栽培システムには、図9Aに示すように、三層の水耕栽培ユニットがあるが、第二実施例の水耕栽培システムには、図9Cに示すように、六層の水耕栽培ユニットがある。一方、図9Aと9Bに示すように、他の実施例の水耕栽培システムには、異なる層の間隔があり、主に管310の長さによって決められる。また水耕栽培システムには、図9Dに示すように、隣接する水耕栽培ユニットの間のさまざまな異なる層の間隔があることができる。
注意すべきは以下である。水耕栽培ユニットの数量と層の間隔は、例えば、水耕栽培システムの所在部屋の実際の高さと、栽培植物の推定高さと、植物の生長段階となどの要素によって、建造される。これに限定されるものではない。
図8Aに示すように、多層の植物栽培サブ・システムには、さらに栄養液循環サブ・システムが配置され、タンクシステム全体内の栄養液の垂直循環を実現できる。
前記委栄養液はまず水入口から入り、水耕栽培ユニットの最上層(n)を通過してから、最上層(n-1)より低い第二層の水耕栽培ユニットを通過し、それから第三層(n-2)の水耕栽培ユニットを通過し、このように続き、最後に最底層の水耕栽培ユニットまで流入し、水耕栽培システム全体から流れ出る。
前記栄養液の垂直循環を実現するため、前記栄養液の循環サブ・システムには、栄養液の貯蔵・保存に用いる栄養液蓄水池と(図には表示していない)、栄養液を最上層に汲み上げるポンプと(図には表示していない)、および前記主要な多層植物栽培サブ・システムとが必要である。好ましいこととして、前記多層の植物栽培サブ・システムには、さらに管の間、管と各層水耕栽培ユニットの水入口、タンクと水出口の間の給水接続を実現できる特殊構造が必要でなる。
図10Aに示すように、本発明実施例において、栄養液の垂直循環を実現できる水耕栽培システムの構造の説明図を示す。
本実施例では、前記三層の水耕栽培システムは角D1とF1の管を使って、三層の水耕栽培ユニットの給水接続に用い、各層の水耕栽培ユニットの特殊設計の水入部分と水出部分を利用し、水耕栽培システム全体の栄養液の垂直循環を実現できる。
図10Aの実線矢印で示すように、栄養液はまず第一層(第一層ユニット)の水耕栽培ユニットの進水部分O1(丸印)の上開き口から流出し、水入部分O1には下開き口がないため、栄養液は水平に水入部分O1の側開き口に流入し、第一層ユニットに流入する。第一層ユニットを通過してから、栄養液は水出部分P1(四角印)まで流入する。出水部分P1には下開き口410があるため、栄養液は接続管を沿い、下へ第二層ユニットの水入部分Q1(丸印)まで流入する。
水入部分O1と同様に、水入部分Q1にも下開き口がないため、栄養液は水入部分Q1の側開き口を通って、第二層ユニットに流入することができる。第二層ユニットを通過し、栄養液は出水部分R1(四角印)まで流入する。水出部分P1と同様ように、水出部分R1には下開き口があり、栄養液は前記下開き口を通過し、接続管を沿い、下へ第三層ユニットの水入部分S1(丸印)まで流入することができる。
水入部分O1と水入部分Q1と同様に、水入部分S1にも下開き口はがないため、栄養液は水入部分S1の側開き口を通って、第三層ユニットに流入する。第三層ユニットを通過し、栄養液は出水部分T1(四角印)まで流入する。水出部分P1と水出部分R1と同様ように、水出部分T1には下開き口があり、栄養液は前記下開き口を通過し、下へ角F1の接地管まで流れ出ることができる。角F1の接地管の側開き口を通過し、栄養液は水耕栽培システム全体から流れ出て、栄養液の垂直循環を達成することができる。
図10Aに示す実施例では、栄養液が水耕栽培システム全体から流れ出るのは、「水入部分O1-水出部分P1-水入部分Q1-水出部分R1-水入部分S1-水出部分T1」の順番に従う。このため、水入部分と水出部分は各独立層の水耕栽培ユニット上に交替して設置されることにより、栄養液は最上層の水耕栽培ユニットから「之」の字形を沿って多層の水耕栽培ユニットに流入し、最底層の水耕栽培ユニットから流れ出ることができる。このため、水耕栽培システム全体の栄養液の垂直循環を実現させる。
図10Bに示す別の実施例では、栄養液を垂直循環することを実現できる水耕栽培システムの構造である。
本実施例では、前記三層の水耕栽培システムに角E2とF2の管が配置され、三層の水耕栽培ユニットの間の給水接続を実現させ、各層の水耕栽培ユニットに特殊設計の水入部分と水出部分が配置され、水耕栽培システム全体の栄養液の垂直循環を実現させる。
図10Bの実線矢印に示すように、栄養液はまず第一層の水耕栽培ユニット(第一層ユニット)の水入部分O2(丸印)の上開き口から流入する。水入部分O2には下開き口がないため、栄養液は水平に水入部分O2の側開き口を通過し、第一層ユニットに流入する。第一層ユニットを通過し、栄養液は水出部分P2(四角印)まで流入する。水出部分P2には下開き口410があるため、栄養液は接続管を沿って下へ流入し、第二層ユニットの水入部分Q2(丸印)まで流入する。
水入部分O2と同様に、水入部分Q2にも下開き口がないため、栄養液は、水入部分Q2の側開き口を通過し、第二層ユニットに流入することができる。第二層ユニットを通過し、栄養液は水出部分R2(四角印)まで流入する。水出部分P2と同様ように、水出部分R2には下開き口があり、栄養液は前記下開き口を通過し、接続管を沿って下に流入し、第三層ユニットの水入部分S2(丸印)まで流入することができる。
水入部分O2と水入部分Q2と同様に、水入部分S2にも下方開き口がないため、栄養液は水入部分S2の側開き口を通って、第三層ユニットに流入する。第三層ユニットを通過し、栄養液は水出部分T2(四角印)まで流入する。水出部分P2と水出部分R2と同様に、水出部分T2には下開き口があり、栄養液は前記下開き口を通過し、下へ角F2の接地管にまで流入することができる。角F2の接地管の側開き口を通って、栄養液は水耕栽培システム全体から流れ出て、栄養液の垂直循環を実現することができる。
図10Bに示す実施例では、栄養液が水耕栽培システム全体から流れ出るのは、「水入部分O2-水出部分P2-水入部分Q2-水出部分R2-水入部分S2-水出部分T2」の順番に従う。このため、水入部分と水出部分を各独立層の水耕栽培ユニット上に交替して設置されることにより、栄養液は最上層の水耕栽培ユニットから「之」の字形を沿って多層の水耕栽培ユニットに流入し、最底層の水耕栽培ユニットから流れ出ることができる。このため、水耕栽培システム全体の栄養液の垂直循環を実現させる。
多層の水耕栽培システム全体において、前記フィルターは各層の水耕栽培ユニットのタンク上と水出部分近くの位置に設置され、不必要な物質をのこし、栄養液の連続循環を保証することができる。
他の実施例では、ただ底層の水耕栽培ユニットにフィルターが設置され、栄養液が多層の水耕栽培システムから離れる前に、栄養液の中から不必要な物質を残すために使う。
前記栄養液循環サブ・システムにおいて、水耕栽培システムを組立分解する時、便利に給水接続・切断するために、各管と、進水口、水出口の接続部分にはさらに安全かつ組立分解可能な部材が配置されることができる。例えば、管と水耕栽培ユニットのタンクの水入口の間の給水接続・切断には、接続・切断しようとする管と水入口に雄ねじと雌ねじの部材が設置されることができる。他の実施例でも可能である。
植物の生長には光が必要であり、前記多層の植物栽培サブ・システムには発光サブ・システムが配置される。前記発光サブ・システムには一つの電源、複数の植物に適する光源、一つの電気回路が配置されることができる。電源(図には表示していない)は、電気回路を通し、各植物に適する光源に電源を提供することができ、各植物に適する光源は各層の水耕栽培ユニットの栽培植物の生長をサポートする。
本発明の実施例では、植物に適する光源は隣接する二層の水耕栽培ユニットの間の独立部分であることができる。本発明の他の実施例では、植物に適する光源は上層(例えばn+1層)の水耕栽培ユニットのタンクの背部に設置され、植物に適する光を提供し、次層(n層)の水耕栽培ユニットの栽培植物の生長をサポートすることができる。
図11Aと11Bでは、本発明の実施例において、植物に適する光源が水耕栽培ユニットのタンクの背部に設置される説明図を示す。前記植物に適する光源500には複数の灯が配置され、植物に適する光を入射し、栽培植物の生長をサポートさせる。前記灯は植物に適する光を入射できるLED灯でも、他のタイプの灯でもどちらでもよい。
図11Aに示すように、複数の灯は均一間隔を置いて列に並べされ、各灯510は一組のラックによって、水耕栽培ユニットのタンク110の背面に取り付けられる。前記ラックには、第一ラック520Aと第二ラック520Bがある。第一ラック520Aと第二ラック520Bは、それぞれ二つの相対する辺線を沿い、タンク110の背面に取り付けられる。
灯510を取り付ける役割のほかにも、第一ラック520Aはさらに灯510と、水耕栽培ユニットに設置されたタンクの片側の壁の電気回路との間の電力接続を提供することができる(図11Aと11Bの矢印に示すように)。前記第二ラック520Bは第一ラック520Aと合わせて、灯510を取り付けることに使う。本実施例のほか、他のラック組立と構造のある実施例にも適用する。
第一ラック520Aと第二ラック520Bの少なくとも一つには、複数の灯接続カバー530を設置する。各灯接続カバーは、各灯と第一ラック520Aと/または第二ラック520Bの間の接続点をカバーする。このために、配線を組立すると/または隠すための部品を提供する。
図12に示すように、水耕栽培システムの発光サブ・システムには、さらに一つのカバー540が配置され、タンク110の側壁上に安全に設置され、配線と灯の間の配線と接続点の防水外殻541のために提供する。前記防水外殻541は、水耕栽培ユニットの内側に設置される。
タンク側壁とカバー540の間の安全防水の接続は、例えば、図12に示すように、さね継ぎによって実現し、カバー540に設置された外突起縁の凸部542と、タンクの側壁に設置された相応外突起縁の槽541と合わせることができる。さね継ぎの接続方式のほか、他の接続方式でもよい。安全に接続でき、配線と接続の防水外殻541を提供することができればよい。
一部の実施例では、水耕栽培システム中の最上層には水耕栽培ユニットが設置されない。図11Aと同じように、植物に適する光源を上層の底面に取り付け、植物に適する光源を隣接する下層の水耕栽培ユニット上で栽培する植物に提供することができる。
図13Aは本発明実施例の水耕栽培システムの発光サブ・システムの電気回路の説明図を示す。前記電気回路700には、主回路710と複数の支回路がある。前記主幹線710は、前記植物栽培サブ・システム300のすべての層を貫通し、各支回路と電力接続する。
各支回路720は各層水耕栽培ユニットのタンクと合わせて、タンクに設置され、水耕栽培ユニットの背面の植物に適る光源500に電力を提供するために使う。
前記主回路710は、各層の水耕栽培ユニットの角Gと角部730(丸印)の各管の空間を貫通し、複数の段711があり。各段711は一層の水耕栽培ユニットと対応する。隣接する二の段711は、もう一組の接続部材712、713と電力接続する。
各段711には小支回路714があり、前記小支回路714を第二組の接続部材715と725によって、支回路720と電力接続する。前記第二組の接続部材はそれぞれ小支回路714の一端と支回路720の一端に設置される。
図13Bに示すように、前記角部730には辺側開き口740があり、小支回路714を露出させ、小支回路714と支回路720を互いに電力接続させることに使う。
タンク100の辺線は、さらに複数の裂け目750を備える。各裂け目750は一つの灯と対応し、各裂け目は支回路720を組立すると/または隠すことに使われる。
前記電気回路700は、前記図13A、13Bと異なるデザインでもよい。ここでは詳しく述べない。
従来型の水耕栽培設備と比べると、本発明の水耕栽培ユニットとシステムには、以下の有益な効果がある。
第一には、水耕栽培ユニットのタンクは一体構造で、タンクと水耕栽培ユニットの他の部品は、例えば栽培板、移動可能な分配装置、移動可能なダム部材など、便利に大規模で生産でき、組立分解できる。しかも破裂・浸水しにくく、使用寿命が長く、コストを削減することができる。また非金属塑料(例:ABS)を使用して水耕栽培ユニットの各種の部品を生産し、通常の従来型な設備の金属部品に比べると、軽量、耐酸性、耐アルカリ性、耐錆び、耐腐蝕の特長を持つ。このため、特に高湿度・高塩分環境の室内植物工場に適する。
第二には、水耕栽培ユニットの設計、特に移動可能なダム部材とタンク床上の分離棒が配置され、タンク内の流動栄養液の深さを管理し、通路に有効な適応性と便利性をもたらすため、異なる植物生長段階ごとの深水栽培モードと浅水栽培モードを便利に転換することができる(例えば、水耕栽培ユニットのタンク上の栽培植物の発芽段階、栽培段階I、栽培段階IIなど)。
第三には、複数のプラグを使用し、栽培板上の貫通ホールを塞ぐことによって、植物栽培の支持空間の貫通ホールの数を便利に調整できる。これによって、異なる段階の植物生長の需要に適することができる。
第四には、水耕栽培ユニットのデザインにより、モジュール化の複数の水耕栽培ユニットを組み合わせて取り付け、垂直方向の多層構造の水耕栽培システムを形成し、植物栽培の生長空間を減らすことができる。推測によって、単水耕栽培システム(例えば、ただ一つの棚)は約1~2m2の空間を占める。さらには複数の水耕栽培システムを併行結合・背面結合の方式で組み立て、さらにより大きな範囲の植物工場プランを立てることができる。
第五には、多層水耕栽培システムでは、栄養液から上から下へ各層の水耕栽培ユニットに流入し、栄養液を垂直循環できる。このため、植物生長に必要な栄養液の量を効果的にへらし、エネルギーを節約することができる。
第六には、多層の水耕栽培システム中、二層の水栽培ユニットの層間隔を特注でき、植物の高さと異なる段階の栽培要求に適応させる。層の数を特注でき、植物工場内の部屋の高さと建築の特徴に適応させることができる。
第七には、多層の水耕栽培システムの中で、すべての配線と管が接続管内に設置され、標準な接続ヘッド工具(例えば、一組のねじと電力アダプターなど)を使用し、給水接続と電気配線の組立分解を実現できる。
以上に述べたように、一部の実施例について詳細に説明したが、これはあくまでも説明することにすぎない。このため、明確に述べることがない限り、ここに説明する部分がすべて必須及び必要な元素であるとは限らない。
以上の代表実施例では、当業者が、本発明の実施例に基づいて色々変形させることは可能であり、それらは本発明の請求項の保護範囲から排除するものではない。請求項の保護範囲は最も広い解釈と一致し、これにより、変形と類似する構造を保護範囲から排除するものではない。

Claims (37)

  1. 一つのタンクが備えられ、前記タンクには、少なくとも一つの分離棒と少なくとも一つの取り外し可能なダム部材とが配置され、
    前記少なくとも一つの分離棒は、前記タンク内の底面に設置されて前記タンクを複数の槽域に分けるように配置され、
    前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材は、前記タンク内の前記少なくとも一つの分離棒の一端と前記タンクの側壁との間のエリアに取り外しできるように配置されて栄養液の通過を阻止し、
    前記少なくとも一つの分離棒と前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材は、前記タンク内の流動栄養液の通路を形成するように構成されることを特徴とする、連続流動の栄養液の中で植物を栽培するように構成可能な水耕栽培ユニット。
  2. 記少なくとも一つの分離棒と前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材は、タンク内の流動栄養液が湾曲通路に沿って流動できるように設置されることを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  3. 前記少なくとも一つの分離棒と前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材は、タンク内の流動栄養液がジグザグ形の通路に沿って流動できるように設置されることを特徴とする請求項2に記載の水耕栽培ユニット。
  4. 前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材が、タンクの一つの水出口の前に取り外しできるように配置され、タンク内の流動栄養液は設定変更可能な深さを有すことを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  5. 前記少なくとも一つの取り外し可能なダム部材には、少なくとも二つの異なる高さの取り外し可能なダム部材があることを特徴とする請求項4に記載の水耕栽培ユニット。
  6. 前記少なくとも一の取り外し可能なダム部材が、取り外しできるようにさね継ぎによってタンクに取り付けられることを特徴とする請求項4に記載の水耕栽培ユニット。
  7. タンク内の少なくとも一つの槽域を横切って整列される少なくとも一つの第一整流棒を備え、前記少なくとも一つの第一整流棒は各槽域を横切って少なくとも二つの開口を形成し、タンク内の流動栄養液を分流させることにより、均一に分布させることを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  8. 前記栄養液通路の湾曲部に続く槽域に整列される少なくとも一つの第一整流棒は、前記通路湾曲部の栄養液の流動方向と同じ整列方向に沿って、各開口の口径比が増大することを特徴とする請求項7に記載の水耕栽培ユニット。
  9. 前記少なくとも一つの第一整流棒は、前記槽域を横切って三つの開口を形成し、口径比が、前記通路湾曲部の栄養液の流動方向と同じ整列方向に沿って5:6:8であることを特徴とする請求項8に記載の水耕栽培ユニット。
  10. さらに、水出口前の最終槽域に少なくとも一つの第二整流棒を備え、前記少なくとも一つの第二整流棒は、前記少なくとも一つの第一整流棒と比べて口径比が小さいことを特徴とする請求項7に記載の水耕栽培ユニット。
  11. 少なくとも一つの取り外し可能な分配装置を備え、前記少なくとも一つの取り外し可能な分配装置は、タンクの少なくとも一つの槽域を横切って取り外しできるように配置されるとともに、タンクの少なくとも一つの槽域の中の流動栄養液を均一に分布させるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  12. 各取り外し可能な分配装置は、タンクの少なくとも一つの槽域を横切って整列する少なくとも一つの整流棒の上に取り外しできるように配置されることを特徴とする請求項11に記載の水耕栽培ユニット。
  13. 各取り外し可能な分配装置は;
    各取り外し可能な分配装置を貫通する少なくとも一つの整流口;及び
    各取り外し可能な分配装置の上辺に配置される少なくとも一つの整流窪み;
    の内の少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項11に記載の水耕栽培ユニット。
  14. 各取り外し可能な分配装置が中空構造であり、前記中空構造には、上面に少なくとも一つの上ホールと、側面に少なくとも一つの側面ホールとがあり、タンク中の栄養液が流動する間に、各取り外し可能な分配装置の中空構造内に閉じ込められた空気を放出させることにより、各取り外し可能な分配装置が上に浮くのを防ぐことを特徴とする請求項11に記載の水耕栽培ユニット。
  15. タンクの上開口と相対する背面には複数の強化棒が設置され、前記複数の強化棒の分布密度は、中心エリアが非中心エリアより大きいことを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  16. 前記複数の強化棒は、行と列に並べられることを特徴とする請求項15に記載の水耕栽培ユニット。
  17. 前記複数の強化棒はタンクと一体構造となっていることを特徴とする請求項15に記載の水耕栽培ユニット。
  18. 一つのフィルターが水出口の前に取り外しできるように配置され、栄養液が前記水出口から流れ出る間に固体物質を留め、
    前記フィルターはフィルターの後ろと前記水出口の前に空き場所を確保すように配置されることにより、栄養液中の固体物質で前記水出口が詰まることを防止することを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培ユニット。
  19. 前記フィルターには傾斜側壁があり、前記傾斜側壁はフィルターの後ろの前記空き場所に隣接して配置され、前記傾斜側壁には少なくとも一つの予定網目サイズのフィルターネットが設置され、前記予定網目サイズより大きい固体物質を留めることを特徴とする請求項18に記載の水耕栽培ユニット。
  20. 前記フィルターには更に一つの底面を備え、前記底面には予め調整された少なくとも一つの網目サイズのフィルターネットが配置され、前記フィルターを外すと、フィルターに留められた固体物質を収集することができることを特徴とする請求項19に記載の水耕栽培ユニット。
  21. 前記フィルターは台形であり、フィルターネットを取り付けると、前記フィルターの上面が側壁と接続されることを特徴とする請求項20に記載の水耕栽培ユニット。
  22. さらに、一つの栽培板が備えられ、前記栽培板はタンクの上部開口に取り外しできるように設置され、前記栽培板には複数の貫通ホールがあり、各貫通ホールによって栽培板で栽培されている植物に支持空間を提供することを特徴とする請求項1ないし請求項21の何れか一項に記載の水耕栽培ユニット。
  23. 前記栽培板にはさらに少なくとも一つのプラグが備えられ、少なくとも一つの貫通ホール上に取り外しできるように取り付けられて、栽培板上で栽培されている植物の分布を変更させることを特徴とする請求項22に記載の水耕栽培ユニット。
  24. 請求項1に記載の水耕栽培ユニットを、互いに垂直方向に重ね多層構造を形成した水耕栽培ユニットのシステムであって、各層は、少なくとも1つの前記水耕栽培ユニットで構成され、
    栄養液は、各層の少なくとも一つの水耕栽培ユニットを介して上から下へ流れることができることを特徴とする水耕栽培ユニットのシステム
  25. さらに、少なくとも一つの光源を備え、各光源は第一層の水耕栽培ユニットの背面に設置されて植物に適する光を照射し、第二層の別の水耕栽培ユニットで栽培されている植物の生長をサポートし、前記第二層は第一層より低いことを特徴とする請求項24に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  26. 各光源は、それぞれ一つの植物に適するLED灯を備えることを特徴とする請求項25に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  27. 更に複数の支え部材を備え、前記複数の支え部材は取り外しできるように設置され、上下に隣接する2つの層の水耕栽培ユニットの間に機械的支持を提供し、及び、
    上下に隣接する2つの層の耕栽培ユニットを接続する複数の支え部材の少なくとも一つには、上開口と、下開口と、内部空間とを備えた管が設置され、上下に隣接する2つの層の水耕栽培ユニットの間に給水及び給電の部材の少なくとも一つが配置されることを特徴とする請求項24に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  28. 前記管には上下に隣接する2つの層の水耕栽培ユニットの間の給水部材が配置され、第一層の第一水耕栽培ユニットの水出口は、管の上開口に接続され、管の下開口は第二層の第二水耕栽培ユニットの水入口に接続され、第二層は第一層より低い一つの層であることを特徴とする請求項27に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  29. 第一層の第一水耕栽培ユニットの水出口は、第一水耕栽培ユニットの水出部分を通して管の上開口に接続され、前記水出部分は、第一管の上開口に接続される一つの下開口と、第一水耕栽培ユニットのタンクに接続される一つの側面開口とを備えることを特徴とする請求項28に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  30. 前記水出部分の下開口が水出部分から下へ突出する一つの下突起上に設置され、前記下突起の外壁は管の内壁に接続されることを特徴とする請求項29に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  31. 前記下突起の外壁には複数の強化棒が備えられ、下突起の外壁を管の内壁に接続する強化手段を提供することを特徴とする請求項30に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  32. 前記管の下開口は第二水耕栽培ユニットの水入部分を通して第二層の第二水耕栽培ユニットの水入口に接続され、前記水入部分には、管の下開口に接続される上開口と、第二水耕栽培ユニットのタンクに接続される側面開口と、側面開口の下方にある底面壁とを備えることを特徴とする請求項28に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  33. 前記水入部分の上開口には、上開口の内壁から突出する複数の強化棒が備えられ、管の下開口をその上に立たせるための手段として機能させることにより、管と水入口部分の側面開口を接続させることを特徴とする請求項32に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  34. 前記管の底端の下開口近くに一つの切れ目があり、水入部分の側面開口に給水接続させることに使われ、また管の底端を水入部分の側面開口に接続することを特徴とする請求項32に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  35. 前記管には上下に隣接する2つの層の水耕栽培ユニット間の給電部材が配置されることを特徴とする請求項27に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  36. 電気回路の主配線は上下に隣接する2つの層の水耕栽培ユニットを接続する各管を貫通することを特徴とする請求項35に記載の水耕栽培ユニットのシステム
  37. 前記電気回路の主回路は、さらに各層の各水耕栽培ユニットの電気回路部を貫通し、前記電気回路部は、第一管の下開口に接続される上開口と、第二管の上開口に接続される下開口と、側面開口とを備え、
    上開口と下開口の少なくとも一つ、前記主回路の二つの部分の間の第一電気接続を可能にし、
    前記側面開口が、電気回路の主回路と支回路の間の第二電気接続を可能にし、前記支回路は、各層の各水耕栽培ユニットに対応し、各層の各水耕栽培ユニットの植物に適する光源と電気接続することを特徴とする請求項36に記載の水耕栽培ユニットのシステム
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3048167A1 (en) 2016-12-23 2018-06-28 Cultivation Systems B.V. Grooved stackable panel for floating cultivation of plants
US20180206421A1 (en) * 2017-01-25 2018-07-26 JAK Projects, LLC Segregated hydroponic assembly
US11622510B2 (en) 2017-05-08 2023-04-11 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
US11122748B2 (en) 2017-05-08 2021-09-21 Daniel S. Spiro Automated outdoor modular vertical plant cultivation system
US10524433B2 (en) 2017-05-08 2020-01-07 Daniel S. Spiro Automated vertical plant cultivation system
WO2018208686A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 Spiro Daniel S Automated vertical plant cultivation system
US11147215B2 (en) * 2017-05-08 2021-10-19 Daniel S. Spiro Automated outdoor modular vertical plant cultivation system
US11617309B2 (en) 2017-05-08 2023-04-04 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
CN107750935B (zh) * 2017-10-10 2021-07-20 福建省中科生物股份有限公司 栽培装置、多层立体栽培系统及植物工厂种植系统
US11778955B2 (en) 2017-11-29 2023-10-10 Urban Planter, Llc Automated vertical plant cultivation system
WO2019120288A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Aspara Limited An apparatus, a system, a method and a light control device for facilitating hydroponic cultivation
US20190230878A1 (en) * 2018-01-29 2019-08-01 Triple B Corporation Tray System for Use in Hydroponic Growing
CN108283091A (zh) * 2018-03-14 2018-07-17 江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所 一种托盘式水稻机插秧育苗装置及育苗方式
US11483982B2 (en) * 2018-05-01 2022-11-01 Wen-Hao Li Planting structure capable of controlling growth conditions and recycling nutrient solution
CN108834868B (zh) * 2018-06-29 2020-12-15 安徽天众电子科技有限公司 一种无土栽培原生态组合柜
WO2020057828A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-26 Arcelik Anonim Sirketi A plant growing cabinet with improved watering algorithm
CN109329029B (zh) * 2018-12-06 2021-06-08 四川农业大学 适合实验室科研研究的地被竹水培培育方法及其培育装置
WO2020178734A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Palram 4U Ltd Hydroponic systems and methods and growing cassettes therefor
US11553656B2 (en) 2019-04-30 2023-01-17 AVA Technologies Inc. Gardening apparatus
CN212993617U (zh) * 2019-07-01 2021-04-20 欧亚农技有限公司 水培托盘以及用于组装农用水培托盘的零件套件
US11470790B2 (en) 2019-07-12 2022-10-18 Rise Gardens Inc. Plumbing arrangement for hydroponic growing system
USD906164S1 (en) * 2019-08-07 2020-12-29 Conrad Simard Plant growing table
JP7345627B2 (ja) * 2019-09-27 2023-09-15 ジョン,ヒョチャン 水耕栽培ブロック
CN110800600A (zh) * 2019-11-21 2020-02-18 刘化义 一种基于环绕转动的无土栽培种植架
CN110754355B (zh) * 2019-11-29 2023-10-31 福建省中科生物股份有限公司 一种供排水同管的多层水培装置连接件
USD932346S1 (en) 2020-01-10 2021-10-05 AVA Technologies Inc. Planter
USD932345S1 (en) 2020-01-10 2021-10-05 AVA Technologies Inc. Plant pod
EP3903573A1 (en) * 2020-04-03 2021-11-03 Artechno Holding BV Bench for carrying trays on which crops to be grown are located
US20220046874A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Urban Leaf Technologies, Inc. Microgreens grow tray and kit
US20220192107A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Lg Electronics Inc. Plant cultivation apparatus
GB202102209D0 (en) * 2021-02-17 2021-03-31 Ocado Innovation Ltd Grow tray
KR20230017959A (ko) 2021-07-28 2023-02-07 (주)디케이에코팜 수경재배용 베드
CN113661908A (zh) * 2021-08-20 2021-11-19 中煤科工集团北京土地整治与生态修复科技研究院有限公司 安装在办公卡位隔断上的绿化装置
KR102347297B1 (ko) * 2021-10-05 2022-01-05 농업회사법인 주식회사 세움 아쿠아포닉스 시스템
US11641812B1 (en) 2021-12-02 2023-05-09 Phat Panda LLC Apparatus and system for improving consistent spacing between plant growing areas and for moving same
FR3131505A1 (fr) 2021-12-30 2023-07-07 Marie BUISSON Dispositif d’aquaponie
TWI800194B (zh) * 2021-12-30 2023-04-21 震亞物聯網科技有限公司 植物培育層以及智慧型植物培育塔
WO2023205442A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 Hydrophyll Systems Incorporated Modular hydroponic growing system
CN115039685B (zh) * 2022-07-12 2023-08-18 广西壮族自治区农业科学院 一种富硒铁皮石斛栽培设备及方法
WO2024023663A1 (en) * 2022-07-25 2024-02-01 Linea Colombo Srl Hydroponic tray
WO2024030618A1 (en) * 2022-08-05 2024-02-08 Grow North Llc Rotating rack assembly system and method for food production
US11925154B1 (en) * 2022-10-11 2024-03-12 CGIP, Inc. System for plant cultivation
CN115812486A (zh) * 2022-12-23 2023-03-21 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室(贵州医科大学天然产物化学重点实验室) 一种喷洒施肥机构及淫羊藿种植育苗装置
TWI826331B (zh) * 2023-06-02 2023-12-11 欣東興股份有限公司 可折疊堆疊收納種植箱結構

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585698A (en) * 1950-11-24 1952-02-12 Spring Nello Verne Automatic sanitary water system for battery brooders
US2917867A (en) * 1958-05-07 1959-12-22 Buckeye Corp Hydroponic apparatus and tray therefor
US3841023A (en) * 1972-05-15 1974-10-15 R Carlyon Display apparatus for potted plants
US4170844A (en) * 1976-01-22 1979-10-16 John E. Reilly Hydroponic gardening method and system
US4255898A (en) * 1977-01-31 1981-03-17 George Greenbaum Modular plant device
DE2704414B2 (de) * 1977-02-03 1980-04-30 Albrecht, Bruno, Dr.Rer.Pol., 4000 Duesseldorf Anordnung mehrerer übereinander angeordneter Pflanzbehälter
NL8202342A (nl) * 1982-06-10 1984-01-02 Schulte & Lestraden Bv Cel.
US4495725A (en) * 1984-03-12 1985-01-29 Talbott Gene B Seed germinating apparatus and method
KR870000181Y1 (ko) * 1984-08-03 1987-02-10 김창수 배양액 순환 재배조
JPH0231622A (ja) * 1988-07-19 1990-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄形水耕栽培装置
JPH02261328A (ja) * 1989-04-03 1990-10-24 Mitsubishi Kasei Corp 水耕栽培装置
US5252108A (en) * 1990-05-10 1993-10-12 Banks Colin M Hydroponic farming method and apparatus
JP3007913B2 (ja) * 1991-05-27 2000-02-14 秋人 村上 栽培容器
JPH07231731A (ja) * 1993-12-29 1995-09-05 Kirin Eng Kk 植物栽培パネル
US5525505A (en) * 1994-01-31 1996-06-11 Clemson University Plant propagation system and method
JPH0898631A (ja) * 1994-10-01 1996-04-16 Oomura Suikouen:Kk カイワレダイコン等の栽培用ポット及びその栽培用ポットを用いたカイワレダイコン等の栽培方法
JPH09248083A (ja) * 1996-03-18 1997-09-22 Ueno Seisakusho:Kk 植物の栽培方法及び植物栽培装置
DE19616146A1 (de) * 1996-04-23 1997-10-30 Beiner Kunststoffvearbeitung U Aufzuchtbehälter für Pflanzen oder Gemüse
JP3952220B2 (ja) * 1996-11-06 2007-08-01 金原 士朗 栽培棚
JP3180721B2 (ja) * 1997-06-19 2001-06-25 日本電気株式会社 ユーザプログラムのテスト方法
JP3686959B2 (ja) * 2001-02-15 2005-08-24 シャープ株式会社 植物浸漬装置
US7055282B2 (en) * 2004-08-11 2006-06-06 Mb3, L.L.C. Hydroponic plant cultivating apparatus
KR20090056752A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 대곤 남 안정된 급·배수구조가 마련된 적층식 화분
USD598809S1 (en) * 2008-04-18 2009-08-25 Smith Thomas J Plant pots and tray combination
US9622425B2 (en) * 2009-07-08 2017-04-18 Chen-Cheng Huang Plant growing device
KR101207906B1 (ko) 2010-05-18 2012-12-04 이은정 빗물저장탱크를 이용한 수경재배장치
KR101231624B1 (ko) 2010-09-08 2013-02-15 주식회사 두두비전 엘이디를 이용한 가정용 식물배양장치
WO2012033516A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Terrasphere Systems Llc Vertical method and apparatus for growing plants
JP2012095622A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Daiwa House Industry Co Ltd 養液循環型植物栽培装置
US8448379B2 (en) * 2010-12-09 2013-05-28 Larry Y Igarashi Pure-grown totally concealed clean room vegetable factory
KR200453688Y1 (ko) * 2010-12-16 2011-05-23 주식회사 포시산업 화분의 위치가 이동가능한 받침장치
GB2489710B (en) * 2011-04-05 2016-02-24 Hydrogarden Wholesale Supplies Ltd Nutrient film technique system
JP5839171B2 (ja) * 2011-09-06 2016-01-06 株式会社大気社 植物栽培装置
CN202396263U (zh) * 2012-01-09 2012-08-29 戴会超 一种动水条件下藻类循环培养装置
WO2013113096A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 Brusatore Nicholas G Method and apparatus for automated horticulture and agriculture
NL2008749C2 (nl) * 2012-05-03 2013-11-06 Vivi B V Een samenstel, een kar en een container voor het kweken en/of groeien van planten.
US20140069009A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-13 Ming-Tsun LIN Hydroponic circulation liquid supply device
CN202759957U (zh) * 2012-09-21 2013-03-06 西安金诺光电科技有限公司 一种植物种植架循环供液装置
JP3180721U (ja) * 2012-10-22 2013-01-10 林銘村 水耕栽培液体供給装置
KR20140053610A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 주식회사 동광테크 수경재배장치
EP3005859B1 (en) * 2013-05-30 2018-04-11 Haier Group Corporation Vegetable carrying box
US20150047258A1 (en) * 2013-08-18 2015-02-19 Kenneth Lewis Plant cultivation apparatus
CN203446318U (zh) * 2013-08-23 2014-02-26 张国裕 温室水耕床
JP6535855B2 (ja) * 2013-08-28 2019-07-03 株式会社オアシス 植物栽培装置
KR101479977B1 (ko) * 2013-09-26 2015-01-09 에프에이테크 주식회사 가정용 수족관 겸용 수경재배장치
GB2516515B8 (en) * 2013-12-04 2016-10-05 Intelligent Growth Solutions Ltd Automated arrangement to grow plants under lighting in a vertical tower
JP2015136344A (ja) * 2014-01-23 2015-07-30 会津富士加工株式会社 水耕栽培システム
GB201405099D0 (en) * 2014-03-21 2014-05-07 Hydrogarden Wholesale Supplies Ltd Vertical tiered growing systems
US20170172084A1 (en) * 2014-03-28 2017-06-22 JFM Managment, Inc. Systems and methods for hydroponic growth
CN203985386U (zh) * 2014-06-25 2014-12-10 青岛海尔股份有限公司 溶液承载盒及具有该溶液承载盒的种植箱
CN204968829U (zh) * 2015-05-09 2016-01-20 梁健丰 家用无土栽培盘
TWM523274U (zh) * 2015-11-06 2016-06-11 Shenter Entpr Co Ltd 水耕植栽營養液配比偵測調節裝置
CN205196729U (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 重庆巴派红门餐饮文化有限公司 观赏鱼养殖装置
CN205389836U (zh) * 2016-02-25 2016-07-27 焦作市林业工作站 林业育苗用无土栽培培养箱
CN205454856U (zh) * 2016-03-04 2016-08-17 深圳市前海博森生物科技有限公司 一种推拉式定植板结构
CN205455120U (zh) * 2016-03-04 2016-08-17 深圳市前海博森生物科技有限公司 一种适用于家庭种植柜的水槽
US10842095B2 (en) * 2017-07-18 2020-11-24 Kalera, Inc. Hydroponics apparatus, system and method
US20190335691A1 (en) * 2018-05-05 2019-11-07 Gilad Krakover Aeroponic apparatus

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