PL248127B1 - Urządzenie do wieżowej uprawy roślin - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do wieżowej uprawy roślin zawierające ramę urządzenia wieżowego (5), komorę, panel naświetlający, co najmniej dwie wieże z doniczkami, system podwieszenia wież (4), mechanizm zmiany toru jazdy wież i drzwi frontowe charakteryzujące się tym, że komora podzielona jest na dwa moduły: moduł klimatyczny „dzień” (1) i moduł klimatyczny „noc” (2), których stosunek objętości wynosi 2:1, które to moduły klimatyczne (1, 2) podzielone są od siebie za pomocą płaskiej ruchomej przegrody (3) sterowanej za pomocą systemu przesuwu przegrody.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wieżowej uprawy roślin zwiększające efektywność upraw, znajdujące zastosowanie w branży ogrodniczej i rolniczej.

Ekologia i zrównoważony rozwój jest ważnym czynnikiem wpływającym na coraz większe zainteresowanie farmami wertykalnymi. Dzięki uprawom w farmach wertykalnych zużycie wody zmniejsza się o ok. 80%, a według wynalazku o 95%. W hodowlach wertykalnych wyeliminowane zostały nawozy i pestycydy, zamiast gleby zastosowane zostały wkłady z włókna kokosowego. Zagospodarowanie miejsca jest maksymalne dzięki pionowej, wieżowej uprawie, a sama uprawa roślin możliwa jest przez 365 dni, niezależnie od warunków panujących na zewnątrz.

Ze stanu techniki znanych jest wiele systemów wertykalnych uprawy roślin.

Z opisu patentowego nr PL226238 B1 znany jest sposób wertykalnej uprawy roślin polegający na doprowadzeniu wody do najwyższego piętra roślin tak, by woda swobodnie dostawała się do doniczki, gdzie nawadnianie roślin realizowane jest grawitacyjnie z wykorzystaniem włóknistego wodoprzepuszczalnego pasa transmisyjnego. Finalnie woda z najniższego piętra przedostaje się do zbiornika z wodą, skąd jest ponownie przepompowywana pompą po uprzednim przefiltrowaniu na najwyższe piętro roślin. Poziom wody w zbiorniku kontrolowany jest przez czujnik dolny i górny. Natomiast naświetlanie roślin jest realizowane okresowo, z wykorzystaniem źródła światła o widmie dopasowanym do potrzeb roślin i ich skuteczności fotosyntetycznej i energetycznej, z możliwością nastawiania kąta padania promieni na liście uprawianych roślin.

Znany jest również z opisu patentowego nr PL235561 B1 system do uprawy w pionie roślin ozdobnych i użytkowych składający się z modułów, w postaci wyprofilowanych kieszeni wykonanych z tworzywa lub metalu, posiadający układ automatycznego podlewania. Wyprofilowane kieszenie rozmieszczone są w układzie poziomym i pionowym, zaś nawadnianie odbywa się grawitacyjnie, gdzie woda nawadniająca poprowadzona jest pionową rurką do przewodów poziomych, skąd kroplownikami podawana jest do kieszeni, przy czym nadmiar wody zbiera się w dolnej części kieszeni, po czym przewodem odprowadzany jest grawitacyjnie do kieszeni umieszczonej poniżej.

W patencie europejskim nr EP3664597 B2 został ujawniony automatyczny i modułowy system do obsługi tac przeznaczony do umieszczania w nim roślin, uprawianych w sposób hydroponiczny, aeroponiczny lub akwaponiczny. System zgodny z wynalazkiem składa się z wielu modułowych, przechowujących zespołów o wertykalnym układzie i czworokątnym kształcie, na których tace są ustawione przesuwnie na prowadnicach, gdzie każda taca może być indywidualnie odbierana przez ruchomy zespół kontroli i obsługi systemu, który umożliwia napełnianie i zbiór roślin lub hydroponicznie uprawianych produktów zawartych w każdej tacy. Przedstawiony powyżej system opisuje hydroponiczną uprawę, co nie wyklucza innych sposobów bezglebowej uprawy.

W patencie nr US9010022 B2 przedstawiono wertykalną metodę i aparaturę uprawy roślin. Metoda opiera się na horyzontalnie ułożonych półkach z odwróconymi tacami świetlnymi. Każda taca świetlna zapewnia źródło światła, które zapewnia najwydajniejszy wzrost roślin. Rośliny spoczywają na tackach z wodą i są podlewane aeroponicznie.

W wynalazku ujawnionym w dokumencie patentowym nr US10863683 B1 przedstawiono izolowaną obudowę charakteryzującą się kontrolowanym wewnętrznym środowiskiem. Jest to farma wertykalna zapewniającą odpowiedni klimat dla najkorzystniejszego wzrostu roślin. Oświetlenie, klimat i składniki odżywcze są dopasowywane zgodnie z potrzebami roślin. Rośliny hodowane są na horyzontalnie umieszczonych tackach w zamkniętej, odizolowanej przestrzeni, gdzie ściany z których składa się farma zawierają wiele izolowanych paneli konstrukcyjnych.

W amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr US20170027112 A1 przedstawiono modułową farmę wewnętrzną, w której rośliny mogą zostać umieszczone w sposób pionowy lub poziomy, a warunki są kontrolowane w taki sposób, by zapewnić optymalny wzrost roślin przez system oświetlania zarządzający przepływem powietrza. System oświetlania może doprowadzać światło i przepływ powietrza na każdy poziom. Ponadto, każdy poziom może się składać również z systemu nawadniania i recyrkulacji.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US11172621 B2 znany jest system uprawy roślin mający na celu poprawę wydajności, polegający na pochłanianiu ciepła z lamp LED, przy użyciu nośników wzrostu roślin. Cyrkulujący płyn odbiera ciepło z siewnika poprzez krążenie przez pierwszą bądź sąsiednią sadzarkę. W ten sposób ciepło przekazywane jest do sąsiedniej sadzarki. Temperatura sadzarek jest monitorowana, a cyrkulacja płynu jest regulowana w zależności od temperatury sadzarki lub podłoża.

W ujawnionych do tej pory dokumentach ze stanu techniki zastosowane rozwiązania nie umożliwiają łatwego dostępu do roślin znajdujących się wewnątrz urządzenia, zwłaszcza w tylnej części modułu, co znacząco utrudnia zbiory lub serwisowanie. Przez to, iż dostępne rozwiązania wertykalnych upraw roślin mają możliwość pracy tylko w jednym module, żywotność systemu oświetlenia jest zmniejszona przez jego ciągłe włączanie i wyłączanie, a zużycie wody i energii jest nieuzasadnione ekonomicznie przez ciągłą potrzebę zmiany klimatu w module. Dodatkowo, zastosowanie tylko jednego klimatu w module, pozwala na hodowlę tylko gatunków roślin mających takie same wymagania klimatyczne.

Celem wynalazku było opracowanie nowego urządzenia do wieżowej uprawy roślin, który pozwala na zwiększenie efektywności upraw roślin poprzez zastosowanie dwóch niezależnych modułów klimatycznych.

Urządzenie do wieżowej uprawy roślin wg wynalazku rozwiązuje wskazane powyżej problemy techniczne poprzez zastosowanie dwóch modułów klimatycznych podziału na „dzień” i „noc”. Przez to, iż moduł „dzień” jest oświetlony, a moduł „noc” nieoświetlona żywotność systemu oświetlenia jest wydłużona. Wiąże się to faktem, iż nie ma potrzeby ciągłego włączania i wyłączania oświetlenia, mając na względzie dobrostan roślin. Nawadnianie i zużycie energii jest uzasadnione ekonomicznie dzięki temu, iż w każdej ze stref utrzymywane są zbliżone warunki przez cały czas. Zastosowanie systemu obrotu wież umożliwia właściwy dopływ światła do każdej z roślin. Ponadto, dostęp do każdej rośliny znajdującej się w module jest tak samo łatwy, a sam system podwieszenia wież umożliwia dojazd wież do drzwi frontowych zwiększając w ten sposób ergonomię całego systemu. Dzięki podziałowi komory urządzenia na co najmniej dwa moduły klimatycznie możliwa jest hodowla więcej niż jednego gatunku roślin, ponieważ możliwe jest zastosowanie odmiennych warunków klimatycznych w tym samym czasie. System modułów „dzień-noc” możliwy jest do zastosowania dzięki wprowadzeniu ruchomej przegrody do rozdzielania stref klimatycznych, która izoluje termicznie dwa moduły i odbija światło emitowane przez system naświetlający.

Moduł klimatyczny „dzień” cechuje się tym, iż panel naświetlający pracuje całą dobę, przez co jego żywotność jest większa niż w farmach wertykalnych nieposiadających podziału na moduły.

Urządzenie do wieżowej uprawy roślin wg wynalazku zawierające ramę urządzenia wieżowego, komorę, panel naświetlający, co najmniej dwie wieże z doniczkami, system podwieszenia wież i mechanizm zmiany toru jazdy wież charakteryzuje się tym, że komora podzielona jest na dwa moduły: moduł klimatyczny „dzień” i moduł klimatyczny „noc”, których stosunek objętości wynosi 2:1, które to moduły klimatyczne podzielone są od siebie za pomocą płaskiej ruchomej przegrody sterowanej za pomocą systemu przesuwu przegrody.

Korzystnie, gdy płaska ruchoma przegroda jest w postaci rolety, rozwijanej od góry lub w postaci drzwi przesuwnych.

Korzystnie, gdy płaska ruchoma przegroda posiada warstwę izolacyjną.

Korzystnie, gdy system podwieszenia wież jest w postaci szyn.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania oraz uwidoczniony na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia widok aksonometryczny urządzenia do wieżowych upraw roślin, fig. 2 przedstawia widok z boku urządzenia, od strony modułu klimatycznego „dzień”, fig. 3 przedstawia widok z boku urządzenia, od strony modułu klimatycznego „noc”, fig. 4 przedstawia widok aksonometryczny urządzenia od strony frontalnej, fig. 5 przedstawia przekrój wzdłużny przez urządzenie do wieżowych upraw roślin z widoczną płaską ruchomą przegrodą w postaci rolety.

Przykład 1

Urządzenie do wieżowej uprawy roślin zawiera ramę urządzenia wieżowego 5, komorę, panel naświetlający 8, wieże w liczbie 39 6 wraz z doniczkami 11, system podwieszenia wież 4, mechanizm zmiany toru jazdy wież 12 i drzwi frontowe 13 oraz dwa moduły: moduł klimatyczny „dzień” 1 i moduł klimatyczny „noc” 2, których stosunek objętości wynosi 2:1, a moduły klimatyczne 1 i 2 rozdzielone są od siebie za pomocą płaskiej ruchomej przegrody 3 w postaci rolety 7 rozwijanej od góry, która posiada warstwę izolacyjną sterowaną za pomocą systemu przesuwu przegrody 9.

Każda wieża 6 wyposażona jest w wózek wieży 10, który umożliwia jej poruszanie się po podwieszonych pod sufitem szynach 4. Wieża 6 porusza się w linii prostej, dzięki mechanizmowi zmiany torów jazdy wieży 12 i może zmienić tor o 90°. Dzięki temu roślina transportowana jest do odpowiedniego modułu klimatycznego. Rośliny w module klimatycznym „dzień” 1 są przez 16 godzin rośliny naświetlane za pomocą panelu naświetlającego 8, po tym czasie są transportowane do modułu klimatycznego „noc” 2 na kolejne 8 godzin. Następnie z powrotem transportowane są do modułu klimatycznego „dzień” 1. Między dwoma modułami 1,2 znajduje się otwierane i zamykane urządzenie do rozdzielania stref klimatycznych w postaci rolety 7, przy czym, temperatura w module klimatycznych „dzień” 1 różni się o 1°C od temperatury panującej w module klimatycznym „noc” 2.

Przykład 2

Urządzenie wykonane jak w przykładzie 1, z tą różnicą, posiada 51 wież 6 oraz że płaska ruchoma przegroda 3 jest w postaci drzwi przesuwnych, a temperatura w module klimatycznych „dzień” 1 różni się o 3°C od temperatury panującej w module klimatycznym „noc” 2.

Claims (5)

1. Urządzenie do wieżowej uprawy roślin zawierające ramę urządzenia wieżowego (5), komorę, panel naświetlający (8), co najmniej dwie wieże (6) z doniczkami (11), system podwieszenia wież (4), mechanizm zmiany toru jazdy wież (12) i drzwi frontowe (13), znamienne tym, że komora podzielona jest na dwa moduły: moduł klimatyczny „dzień” (1) i moduł klimatyczny „noc” (2), których stosunek objętości wynosi 2:1, które to moduły klimatyczne (1,2) podzielone są od siebie za pomocą płaskiej ruchomej przegrody (3) sterowanej za pomocą systemu przesuwu przegrody (9).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płaska ruchoma przegroda (3) jest w postaci rolety (7).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płaska ruchoma przegroda (3) jest w postaci drzwi przesuwnych.

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płaska ruchoma przegroda (3) posiada warstwę izolacyjną.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że system podwieszenia wież (4) jest w postaci szyn.