RS64207B1 - Aeroponski aparati - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na aeroponsku aparaturu za upotrebu u zatvorenom sistemu uzgoja biljaka, na primer vertikalnoj farmi ili stakleniku. Konkretno, ovaj pronalazak koristi ultrazvučni nebulizator (raspršivač) sa ultrazvučnim rogom (ili sonotrodom) da bi preneo ultrazvučne talase u rastvor hranljivih materija u rezervoaru sloja za uzgoj kako bi izazvao da se deo rastvora hranljivih materija atomizuje i formira gust aerosol ili magla bogata nutrijentima za hranjenje korenskih sistema biljaka koje se nalaze neposredno iznad sloja za uzgoj. Termin „aeroponika“ treba razumeti tako da obuhvata sisteme uzgoja u kojima je biljnim korenima dozvoljeno da rastu u rastvoru hranljivih materija, tako da mogu uzimati vodu direktno iz rastvora hranljivih materija (takav sistem se može nazvati hidro/aeroponski sistem).

[0002] Poznato je da se koristi ultrazvučni nebulizator (ili ultrazvučni zamagljivač ili raspršivač) za stvaranje aerosola za obezbeđivanje vode i hranljivih materija za korenje biljke. Međutim, sistemi prethodnog stanja tehnike koji koriste ultrazvučne nebulizatore imaju karakteristike koje uzrokuju niz problema za operatere sistema uzgoja u zatvorenom prostoru u kojima se koriste. Poželjno je imati aeroponsku aparaturu koja maksimizira radni vek opreme, na primer ultrazvučni pretvarač ili sloj za uzgoj, koja može iskoristiti najmanju količinu električne energije za stvaranje željenog nivoa aerosola, koja se lako održava čistom i koja ima minimalni nivo složenosti, kako bi se smanjili troškovi izgradnje ili kupovine opreme i održavanja. Ovaj spisak zahteva nije lako zadovoljiti i nije ispunjen prethodnim stanjem tehnike aeroponskih sistema.

[0003] Na primer, JP2003116379A , WO2016/133804 A1, EP 3119179 A1, KR 101 477 087 B1 i WO2016108031A1 opisuju aeroponski aparat koji se sastoji od sloja za uzgoj sa rezervoarom za zadržavanje tečnosti ili rastvora i modula ultrazvučnog nebulizatora pričvršćenog na sloju za uzgoj. Na primer, JP S53140854 A ilustruje modul ultrazvučnog nebulizatora koji ima ultrazvučni rog.

[0004] U nekim sistemima prethodnog stanja tehnike, ultrazvučni nebulizatori su fiksirani na dnu rezervoara sloja za uzgoj, tako da je ultrazvučni pretvarač i piezoelektrični disk za piezoelektrični pretvarač u direktnom kontaktu sa rastvorom hranljivih materija. Ovo izaziva problem prilikom čišćenja aparature jer čišćenje mora da se odvija oko svakog raspršivača, na primer u regionu gde se raspršivač spaja sa slojem za uzgoj. Područje oko svakog raspršivača obezbeđuje plodno tlo za bakterije i time predstavlja rizik za zdravlje biljaka unutar sloja za uzgoj. Neizbežno je da će aeroponski sistem stvoriti biljni detritus i da će se svaka takva organska materija nakupiti u području oko nebulizatora i regiona gde će se pridružiti sloju. Ovo je nepoželjno jer će te nakupine omogućiti da štetne bakterije rastu, a nakupine mogu postati plodno tlo za insekte i druge štetočine. U slučaju piezoelektričnog pretvarača, nepovoljno je staviti piezokeramički materijal u rastvor hranljivih materija, jer aktiviranje piezoelektričnog pretvarača uzrokuje da se u zaštitnom premazu (smoli) formira mikro pukotina na vrhu piezokeramičkog materijala, a rastvor hranljivih materija onda može doći u kontakt sa tim piezokeramičkim materijalom. Taj kontakt sa rastvorom hranljivih materija uzrokuje lutajuću struju koja može smanjiti performanse pretvarača ili dovesti do njegovog kvara. Međutim, postoje dobri razlozi zašto aranžmani prethodnog stanja tehnike postavljaju ultrazvučne nebulizatore unutar rezervoara i u kontakt sa rastvorom hranljivih materija.

[0005] Postavljanje ultrazvučnih pretvarača u direktan kontakt sa rastvorom hranljivih materija znači da postoji veoma nizak nivo slabljenja ultrazvučnih talasa. Svaki interfejs između ultrazvučnih pretvarača i rastvora hranljivih materija dovodi do slabljenja ultrazvučnih talasa dok putuju od ultrazvučnog pretvarača i kroz rastvor hranljivih materija. Efikasnost pretvaranja električne energije u generisanje aerosola se tako maksimizira, kroz smanjenje interfejsa. Ovo je korisno jer smanjuje operativne troškove farme. Takođe se primećuje da se refleksija ultrazvučnih talasa javlja kada prolaze kroz interfejs i ova refleksija rezultira slabljenjem ultrazvučnih talasa, što je uzrok većine smanjenja ultrazvučne energije koja je dostupna za generisanje aerosola. Proporcija zvuka koji se reflektuje na interfejsu zavisi od impedanse materijala. Refleksija na interfejsu je smanjena ako ultrazvučni talasi putuju od materijala visoke impedanse do materijala niske impedanse, na primer, od plastike do metala do tečnosti.

[0006] Pored toga, prilikom lociranja ultrazvučnih nebulizatora unutar rezervoara oni se mogu lako pričvrstiti na dno rezervoara, obično sa mehaničkim učvršćenjem kao što je vijčano učvršćenje.

[0007] Takođe je slučaj da ultrazvučni pretvarač generiše veliku količinu toplote kada se koristi. Ako se ultrazvučni pretvarač postavi u rastvor hranljivih materija, onda se toplota rasipa po tom rastvoru hranljivih materija. U odsustvu takvog efikasnog načina rasipanja toplote, onda u najboljem slučaju radni vek ultrazvučnog pretvarača će biti smanjen, a moguće je čak i da ultrazvučni pretvarač izgori. U oba scenarija vlasnik farme će imati neželjene dodatne troškove, zajedno sa zastojem na farmi koji dovodi do gubitka prihoda. Potencijal disipacije toplote rastvora hranljivih materija takođe obezbeđuje da se ultrazvučni pretvarač ne pregreje. Pored toga, slojevi za uzgoj su obično napravljeni od polimernog materijala i toplota iz nehlađenog ultrazvučnog pretvarača može izazvati degradaciju polimernog materijala, što dovodi do smanjenog radnog veka sloja za uzgoj. Takođe može da izazove topljenje polimernog materijala, što dovodi do kvara na sloju za uzgoj, pri čemu se mora odmah zameniti. Međutim, nije poželjno zračiti višak toplote u rastvor hranljivih materija, jer temperaturu rastvora hranljivih materija treba održavati stabilnom, mereno u odnosu na temperaturu vazduha, kako bi se maksimizovao prinos useva i održalo zdravlje biljaka. Shodno tome, korišćenje rastvora hranljivih materija kao rashladnog elementa nije optimalno.

[0008] Ne postoji jednostavno rešenje za prevazilaženje ovih problema.

[0009] Postavljanje poklopca preko ultrazvučnog nebulizatora, tako da ultrazvučni pretvarač više nije u kontaktu sa rastvorom hranljivih materija, značilo bi da radni vek pretvarača više ne bi bio smanjen zbog kontakta sa rastvorom hranljivih materija, ali bi se efekat hlađenja rastvora hranljivih materija smanjio i tako bi pretvarač mogao da propadne rano zbog rada na temperaturi koja je previsoka. Pored toga, postavljanje poklopca preko ultrazvučnog nebulizatora dovelo bi do slabljenja ultrazvučnih talasa i refleksije ultrazvučnih talasa na interfejsu poklopca, što bi zahtevalo da se ultrazvučni pretvarač pokreće pri višem naponu, što bi dovelo do veće potrošnje energije (energetska efikasnost opada) i smanjenja životnog veka pretvarača.

[0010] Jednostavno izvlačenje piezoelektričnog pretvarača iz rezervoara hranljivih materija i njegovo pričvršćivanje na donju stranu posude sloja za uzgoj neće pružiti rešenje problema. Ako je piezoelektrični pretvarač izvađen iz rashladnog elementa, koji obezbeđuje rastvor hranljivih materija, onda će imati smanjeni radni vek zbog rada na temperaturi koja je viša od optimalne temperature. Takođe, sloj za uzgoj će delovati da ublaži ultrazvučne talase zbog osobina svojstvene impedanse materijala sloja za uzgoj i zato što će interfejs izazvati refleksiju nekih ultrazvučnih talasa. Shodno tome, ultrazvučni pretvarač bi morao da se pokreće jače. Koristio bi se viši napon pokretanja i viša trenutna struja. Ovo ima nedostatak da ponavljano izlaganje piezoelektričnog pretvarača takvim naponima i strujama može oštetiti pretvarač, posebno kada su naponi i struje iznad praga. Rezultat je da je potrošnja energije veća (energetska efikasnost pada) i životni vek pretvarača se smanjuje (kao što je gore navedeno). To takođe može dovesti do pregrevanja sloja za uzgoj, što dovodi do degradacije ili kvara materijala.

[0011] Prema ovom pronalasku, što se postiže sa dodatnim zahtevima, obezbeđena je aeroponska aparatura koja se sastoji od sloja za uzgoj sa rezervoarom koji sadrži tečnost ili rastvor, modula ultrazvučnog raspršivača pričvršćenog za sloj za uzgoj, ultrazvučnog raspršivača koji se sastoji od ultrazvučnog roga koji ima ulazni kraj povezan sa ultrazvučnim pretvaračem i izlazni vrh, pri čemu je ultrazvučni pretvarač između ultrazvučnog roga i spoljašnjeg kućišta koje delimično okružuje ultrazvučni rog i ultrazvučni pretvarač, pri čemu je ultrazvučni rog u kontaktu sa zidom rezervoara. Ultrazvučni rog se može konfigurisati tako da se njegov oblik pojačava, tj. povećava amplitudu ultrazvučnih talasa koje proizvodi ultrazvučni pretvarač, dok ostaju u rezonanci sa ultrazvučnim pretvaračem. Ultrazvučni rog koji pojačava, tj. koji povećava amplitudu ultrazvučnih talasa, povećava efikasnost konverzije električne u mehaničku energiju. To dovodi do toga da se više energije konvertuje, a manje troši. Pojačanje/povećanje amplitude je korisno, jer se može koristiti za kompenzaciju refleksije ultrazvučnih talasa kada prolaze kroz bilo koji interfejs koji se nalazi između ultrazvučnog pretvarača i tečnosti ili rastvora unutar rezervoara i na taj način obezbeđuje da ultrazvučni talasi mogu da generišu željenu količinu aerosola. Pojačanje je takođe korisno jer omogućava smanjenje energetskih potreba ultrazvučnog pretvarača. Niži „pogonski“ napon može se koristiti za generisanje željenih količina aerosola i to ga čini jeftinijim za rad farme. Pojačavajući ultrazvučni rog omogućava ultrazvučnom raspršivaču da generiše istu količinu aerosola, ali sa manjom potrošnjom energije nego što bi inače bio slučaj, čime se smanjuje količina električne energije koja se koristi. Povećanje efikasnosti konverzije električne u mehaničku energiju znači da je energija očuvana u obliku visokog stepena. Ovo je u suprotnosti sa uređajem za prenos ultrazvučnih talasa iz pretvarača koji bi pretvorio energiju u tim talasima u oblik akustične energije nižeg stepena (npr. manja gustina energije), ili koji bi pretvorio energiju u ultrazvučnim talasima u otpadnu toplotu.

[0012] Ultrazvučni rog se takođe može konfigurisati tako da njegov oblik nije namenjen da izazove povećanje amplitude ultrazvučnih talasa, već je akustički transparentan. Takav akustički transparentan rog nije namenjen ni smanjenju ni povećanju efikasnosti konverzije električne u mehaničku energiju. Otelotvorenja ovog pronalaska ilustrovana na slikama 1 i 2 ilustruju jedan modul ultrazvučnog nebulizatora radi jednostavnosti objašnjenja. U praktičnoj primeni pronalaska verovatno je da će više modula ultrazvučnih raspršivača biti postavljeno na svaki sloj za uzgoj.

[0013] U prvom poželjnom otelotvorenju aeroponskog aparata izlazni vrh ultrazvučnog roga nalazi se unutar otvora koji prolazi kroz zid rezervoara, tako da u upotrebi aparata izlazni vrh je u kontaktu sa tečnošću ili rastvorom koji se nalazi u rezervoaru. Ovo je korisno jer tečnost ili rastvor unutar rezervoara može da obezbedi hlađenje ultrazvučnog pretvarača preko ultrazvučnog roga, iako je to sekundarni, smanjeni, efekat hlađenja. Ultrazvučni rog takođe može delovati kao hladnjak, na primer tako što je povezan sa metalnim spoljašnjim kućištem modula ultrazvučnog raspršivača, pri čemu toplota zrači u vazdušnu sredinu. To omogućava da sistem grejanja, ventilacije i klimatizacije može da obezbedi primarni izvor hlađenja. Pored toga, broj interfejsa unutar ultrazvučnog nebulizatora i između tog nebulizatora i ostatka sistema je minimiziran i samim tim je minimizirana količina slabljenja i refleksije ultrazvučnih talasa. Ultrazvučni rog može biti kompaktan unutar otvora ili može biti presovano uklopljen. Alternativno, može biti korisno obezbediti akustično reflektujući materijal između ultrazvučnog roga i zida rezervoara kako bi se osiguralo da se iznos ultrazvuka koji se prenosi na tečnost ili rastvor maksimizira.

[0014] Prema drugom otelotvorenju ovog pronalaska, izlazni vrh ultrazvučnog roga je u kontaktu sa spoljnom stranom zida rezervoara. Ovo pruža prednost, jer se time izbegava da se napravi rupa u zidu rezervoara koja ima potencijal da ugrozi vodonepropusnost rezervoara.

[0015] U aparatu drugog otelotvorenja izlazni vrh ultrazvučnog roga je poželjno smešten unutar udubljenja koje se proteže sa spoljne strane zida rezervoara. Pored toga, debljina zida rezervoara pored udubljenja je mali deo prosečne debljine zida rezervoara. Pogodno je zadržati debljinu zida rezervoara pored ultrazvučnog roga na minimalnoj debljini kako bi se smanjilo slabljenje ultrazvučnih talasa.

[0016] Poželjno je da aeroponska aparatura obuhvata komutatorsko kolo koje može da snabdeva električnom energijom modul ultrazvučnog raspršivača ili koje može da ukloni to snabdevanje električnom energijom modula ultrazvučnog raspršivača.

[0017] Poželjno, rezervoar je u obliku posude koja ima donji zid i najmanje jedan bočni zid koji strši prema gore od donjeg zida.

[0018] Poželjno je da je ultrazvučni rog napravljen od metala kao što je aluminijumska legura ili titanijumska legura. Pogodan metal će imati nizak akustički gubitak i visoku jačinu na zamor.

[0019] Poželjno je da ultrazvučni rog bude vezan lepkom za ultrazvučni pretvarač. Utvrđeno je da je pričvršćivanje lepkom poželjno za vezu između ultrazvučnog roga i ultrazvučnog pretvarača, jer mehanička pričvršćivanja, kao što su navoji, verovatnije menjaju akustična svojstva pretvarača i/ili smanjuju intenzitet ultrazvuka. Lepkovi kao što su dvokomponentne epoksidne smole imaju dobra akustična svojstva i takođe mogu da obezbede željeni nivo toplotne provodljivosti. Međutim, moguće je koristiti mehaničko pričvršćivanje.

[0020] Poželjno je da uzdužna dimenzija ultrazvučnog roga bude jedna četvrtina, ili neparni umnožak jedne četvrtine talasne dužine ultrazvučnih talasa proizvedenih ultrazvučnim pretvaračem, koji, u upotrebi, putuju unutar ultrazvučnog roga (talasna dužina ultrazvuka se menja pri prolazu kroz različite materijale unutar sistema). Na primer, uzdužna dimenzija ultrazvučnog roga može biti tri četvrtine talasne dužine. Ovo je korisno, jer smanjuje destruktivne smetnje izazvane kada deo zvučnog talasa trpi unutrašnju refleksiju na interfejsu između izlaznog vrha ultrazvučnog roga i rastvora hranljivih materija. Ultrazvučni talasi koji se reflektuju nazad u telo ultrazvučnog roga iz izlaznog vrha konstruktivno reaguju sa drugim ultrazvučnim talasima. Takav ultrazvučni rog bi bio zvučno transparentan.

[0021] Alternativno, uzdužna dimenzija ultrazvučnog roga je jedna polovina, ili neparni umnožak jedne polovine talasne dužine ultrazvučnih talasa koji, u upotrebi, putuju unutar ultrazvučnog roga. Takav ultrazvučni rog bio bi pojačavajući.

[0022] Poželjno je da je ultrazvučni pretvarač piezoelektrični pretvarač sa stubom i smer stuba je usklađen sa uzdužnom osom X-X ultrazvučnog roga.

[0023] Poželjno je da je tečnost hranljivi rastvor formiran od mešavine vode i hranljivih materija.

[0024] U predviđenom otelotvorenju ovog pronalaska ultrazvučni rog je formiran integralno sa rezervoarom, na primer ako bi rezervoar bio izrađen od aluminijuma i ultrazvučni rog bio bi formiran ili uliven u zid rezervoara.

[0025] Poželjno, ultrazvučni rog je čvrsto, jednodelno telo i ima gornju polovinu koja je manja od donje polovine, pri čemu je visina gornje polovine ista kao visina donje polovine.

[0026] Poželjno, ultrazvučni rog je čvrsto, jednodelno telo sa cilindričnom gornjom polovinom i cilindričnom donjom polovinom, pri čemu je prečnik gornje polovine manji od prečnika donje polovine i pri čemu su gornja polovina i donja polovina koaksijalno poravnate.

Slika 1 je šematski poprečni prikaz aeroponskog aparata prema prvom otelotvorenju ovog pronalaska;

Slika 2 je šematski poprečni prikaz aeroponskog aparata u skladu sa drugim otelotvorenjem ovog pronalaska; i

Slika 3 je šematski prikaz četiri oblika ultrazvučnog roga za upotrebu ili u prvom otelotvorenju ili drugom otelotvorenju ovog pronalaska.

[0027] Slika 1 ilustruje aeroponski aparat 1, prema prvom otelotvorenju ovog pronalaska, za upotrebu u sistemu uzgoja u zatvorenom sistemu. Aparat za aeroponiku 1 se sastoji od sloja za uzgoj 3 na koji je pričvršćen integrisani modul ultrazvučnog raspršivača 5 bilo kojim odgovarajućim sredstvom, kao što je lepak ili mehaničkim pričvršćivanjem. Električno napajanje snabdeva električnom energijom integrisani modul ultrazvučnog raspršivača 5 i uključuje se i isključuje pomoću komutatorskog kola 7. Promenljivo kolo 8, koje se nalazi u okviru modula ultrazvučnog nebulizatora 5, može da varira električno napajanje tako da je prikladno za ultrazvučni pretvarač koji se koristi. Nosač biljke 9 nalazi se iznad sloja za uzgoj 3.

[0028] Sloj za uzgoj 3 obuhvata rezervoar rastvora hranljivih materija 11 u kojem se nalazi rastvor hranljivih materija 13, na primer mešavina vode i biljnog đubriva. Sloj za uzgoj 3 ima bočne zidove 15 koji podržavaju nosač biljke 9. Nosač biljke 9 ima delimično otvorenu konstrukciju i biljke 17 su poduprte njome, a koreni biljaka 19 mogu rasti kroz njega u prostor korenskog sloja 21.

[0029] Integrisani modul ultrazvučnog raspršivača 5 obuhvata ultrazvučni rog 23 vezan lepkom na ulaznom kraju 25 roga 23 za piezoelektrični ultrazvučni pretvarač 27 sa lepkom dvokomponentne epoksidne smole. Ultrazvučni rog 23 ima stepenasti profil u preseku i kružni oblik kada se gleda odozgo. Gornji deo 24 je u obliku punog cilindra manjeg prečnika od donjeg dela 26 koji je takođe u obliku punog cilindra. Gornji deo 24 i donji deo 26 su formirani integralno, od istog materijala, tako da je ultrazvučni rog 23 formiran u jednom komadu i tako da je masa gornjeg dela 24 manja od mase donjeg dela 26. Piezoelektrični ultrazvučni pretvarač ima izloženi, piezoelektrični keramički disk obložen smolom i koristi PZT-4 piezoelektrični kristal. Kristal PZT-4 pokazuje inverzni piezoelektrični efekat, tj. kada je izložen električnom naelektrisanju materijal će promeniti dimenzije. Kada se piezoelektrični kristal napaja električnim napajanjem koje ima oblik sinusnog talasa, piezoelektrični kristal, a time i piezoelektrični pretvarač, će oscilirati na frekvenciji tog sinusnog talasa. Piezoelektrični pretvarač 27 je postavljen tako da je njegov pravac vibracija duž uzdužne ose X-X piezoelektričnog pretvarača 27, tako da kada se te vibracije pretvore u ultrazvučne talase koji prolaze kroz ultrazvučni rog 23, u suštini svi ultrazvučni talasi se šire u pravcu X-X i minimalna količina energije je uneta u bočno usmerene ultrazvučne talase. Dužina ultrazvučnog roga 23 je jedna četvrtina talasne dužine ultrazvuka koji putuje unutar ultrazvučnog roga 23. Spoljno kućište 29 delimično okružuje ultrazvučni rog 23 i piezoelektrični ultrazvučni pretvarač 27 i piezoelektrični ultrazvučni pretvarač 27 je komprimovan između spoljašnjeg kućišta 29 i ultrazvučnog roga 23. Piezoelektrični pretvarač 27 je mehanički prednapregnut do pritisaka od 10-30 kPa kako bi se poboljšala operativna efikasnost, npr. ograničavanjem gubitaka energije.

[0030] Sloj za uzgoj 3 je opremljen otvorom 31 u donjem zidu 33 rezervoara 11, a ultrazvučni rog 23 je usklađen sa otvorom 31 tako da se njegov izlazni vrh 35 nalazi u ravni sa unutrašnjom površinom donjeg zida 33. Ultrazvučni rog 23 može biti kompaktan unutar otvora 31 ili može biti presovano uklopljen. Obezbeđena je zaptivka 37 tako da rezervoar bude vodonepropusan.

[0031] Komutatorsko kolo 7 ima mehanički relej (nije prikazan) koji se koristi za napajanje električnom energijom modula ultrazvučnog raspršivača 5 ili za uklanjanje tog napajanja električnom energijom. Mehaničkim relejem može da upravlja softver za kontrolu farme, kao što je LettUs Grow 's Ostara<®>softver.

[0032] U upotrebi, kada se želi da se koreni biljke snabdevaju vodom i hranljivim materijama putem aerosola, komutatorskim kolom 7 upravlja softver za kontrolu farme kako bi se obezbedilo snabdevanje električnom energijom varijacionog kola 8. Varijaciono kolo 8 menja frekvenciju isporučenog električnog napajanja na frekvenciju koja odgovara inherentnoj rezonantnoj frekvenciji piezoelektričnog pretvarača 27 (tj. ~ 1,7 MHz), i obezbeđuje električno napajanje sa specifičnim talasnim oblikom piezoelektričnom pretvaraču 27.

[0033] Piezoelektrični pretvarač 27 pretvara električnu energiju u električnom napajanju u ultrazvučne talase. Ultrazvučni talasi prolaze u ulazni kraj 25 ultrazvučnog roga 23, preko interfejsa veze sa lepkom između ultrazvučnog roga 23 i pretvarača 27. Ultrazvučni talasi se šire kroz ultrazvučni rog 23 prema izlaznom vrhu 35, duž uzdužne ose X-X. Ultrazvučni rog 23 pojačava, odnosno povećava amplitudu ultrazvučnih talasa proizvedenih piezoelektričnim ultrazvučnim pretvaračem 27.

[0034] Kada ultrazvučni talasi dostignu izlazni vrh 35, oni se zatim prenose preko interfejsa između izlaznog vrha 35 i rastvora hranljivih materija. Ultrazvučni talasi se zatim šire kroz rastvor hranljivih materija dok ne stignu do površine rastvora hranljivih materija. Visok pritisak ultrazvučnih talasa uzrokuje da se stub rastvora hranljivih materija proširi sa površine. Površinski akustični talasi na stubu stimulišu kretanje kapilarnih talasa kako bi se stvorio aerosol.

[0035] Kada je stvoreno dovoljno aerosola za potrebe snabdevanja korena biljaka vodom i hranljivim materijama, onda komutatorsko kolo 7 isključuje električno napajanje piezoelektričnog pretvarača 27, tako da prestaje stvaranje ultrazvučnih talasa.

[0036] Slika 2 ilustruje aeroponski aparat 201, prema drugom otelotvorenju ovog pronalaska, za upotrebu u sistemu uzgoja u zatvorenom prostoru. Drugo otelotvorenje deli mnoge karakteristike sa prvim otelotvorenjem i te zajedničke karakteristike su referencirane koristeći iste referentne brojeve kao i za prvo otelotvorenje, ali sa prefiksom broj 2. U drugom

1

otelotvorenju nema otvora u donjem zidu 233 rezervoara 211. Umesto toga predviđeno je udubljenje 251 u zidu 233, tako da je debljina zida 233 na udubljenju 251 smanjena.

Ultrazvučni rog 223 se nalazi unutar udubljenja 251.

[0037] Slika 3 ilustruje četiri moguća oblika ultrazvučnog roga 23, 223 za upotrebu u prvom i drugom otelotvorenju. Slika 3(a) ilustruje konusni rog, Slika 3(b) eksponencijalni rog, Slika 3(c) stepenasti rog i Slika 3(d) cilindrični rog. Ultrazvučni rogovi 23 su svi formirani kao jednodelna čvrsta materija od jednog materijala i mogu se smatrati da imaju gornju polovinu i donju polovinu, pri čemu je visina gornje polovine h1, a visina donje polovine h2i h1je jednaka h2.

[0038] Slike 3(a), 3(b) i 3(c) ilustruju da je masa gornje polovine ultrazvučnih rogova, m1, niža od mase donje polovine ultrazvučnog roga, m2.

[0039] U upotrebi, konusni, eksponencijalni i stepenasti rogovi 23a, 23b i 23c izazivaju povećanje amplitude ultrazvučnih talasa proizvedenih ultrazvučnim pretvaračem 27, 227 kada je pričvršćen na ulazni kraj 25.

[0040] Slika 3(d) ilustruje da je za cilindrični ultrazvučni rog 23d masa gornje polovine m1ista kao masa donje polovine m2.

[0041] U upotrebi, ultrazvučni talasi se proizvode ultrazvučnim pretvaračem 27, 227 i prenose se u ultrazvučni rog 23d, kada je pretvarač 27, 227 pričvršćen na ulazni kraj 25 ultrazvučnog roga 23d. Cilindrični rog 23d ne izaziva povećanje amplitude ultrazvučnih talasa. Amplituda ultrazvučnih talasa ostaje ista dok prolaze kroz ultrazvučni rog 23d.

Cilindrični rog 23d ima uzdužnu dužinu koja je jedna četvrtina, ili neparni umnožak jedne četvrtine talasne dužine ultrazvučnih talasa koji putuju kroz rog 23d. To rezultira ultrazvučnim rogom 23d koji je akustički transparentan.

Claims (1)

1. Patentni zahtevi

   1. Aparatura za aeroponiku (1, 201) koja se sastoji od sloja za uzgoj (3, 203) sa rezervoarom (11, 211) za sadržavanje tečnosti ili rastvora i modula ultrazvučnog nebulizatora (5, 205) pričvršćenog na sloj za uzgoj (3, 203), naznačena time što modul ultrazvučnog nebulizatora (5, 205) sadrži ultrazvučni rog (23, 223) koji ima ulazni kraj (25, 225) povezan sa ultrazvučnim pretvaračem (27, 227) i izlaznim vrhom (35, 235), time što je ultrazvučni pretvarač (27, 227) između ultrazvučnog roga (23, 223) i spoljnog kućišta (29, 229) koji delimično okružuje ultrazvučni rog (23, 223) i ultrazvučni pretvarač (27, 227), time da je ultrazvučni rog (23, 223) u kontaktu sa zidom (33, 233) rezervoara (11, 211).

   2. Aparatura za aeroponiku (1, 201) prema zahtevu 1, pri čemu se izlazni vrh (35, 235) ultrazvučnog roga (23, 223) nalazi unutar otvora (31, 231) koji prolazi kroz zid (33, 233) rezervoara (11, 211), tako da u upotrebi aparata (1, 201) izlazni vrh (35, 235) je u kontaktu sa tečnošću ili rastvorom koji se nalazi u rezervoaru (11, 211).

   3. Aparatura za aeroponiku (201) prema zahtevu 1, pri čemu je izlazni vrh (235) ultrazvučnog roga (223) u kontaktu sa spoljnom stranom zida (233) rezervoara (211).

   4. Aparatura za aeroponiku (201) prema zahtevu 3, pri čemu se izlazni vrh (235) ultrazvučnog roga (223) nalazi unutar udubljenja (251) koje se proteže sa spoljne strane zida (233) rezervoara (211).

   5. Aparatura za aeroponiku (201) prema zahtevu 4, pri čemu je debljina zida (233) na udubljenju smanjena.

   6. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, koja dalje obuhvata komutatorsko kolo (7,207) koje može da snabdeva električnom energijom modul ultrazvučnog nebulizatora (5,205) ili koji može da ukloni to snabdevanje električnom energijom modula ultrazvučnog nebulizatora (5,205).

   7. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je rezervoar (11,211) u obliku posude koja ima donji zid (33,233) i najmanje jedan bočni zid (15,215) koji strši prema gore od donjeg zida (33,233).

   8. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je ultrazvučni rog (23,223) izrađen od metala.

   9. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je ultrazvučni rog (23,223) povezan lepkom za ultrazvučni pretvarač (27,227).

   10. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je uzdužna dimenzija ultrazvučnog roga (23,223) jedna četvrtina, ili neparni umnožak jedne četvrtine talasne dužine ultrazvučnih talasa koji, u upotrebi, putuju unutar ultrazvučnog roga (23,223).

   11. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od zahteva 1 do 9, pri čemu je uzdužna dimenzija ultrazvučnog roga (23,223) jedna polovina, ili neparni umnožak jedne polovine talasne dužine ultrazvučnih talasa koji se, u upotrebi, kreću unutar ultrazvučnog roga (23,223).

   12. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu ultrazvučni pretvarač (27,227) je polarizovani piezoelektrični pretvarač (27,227) i pravac polarizacije je usklađen sa uzdužnom osom X-X ultrazvučnog roga (23,223).

   13. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je rastvor hranljivih materija formiran od mešavine vode i hranljivih materija.

   14. Aparatura za aeroponiku (1,201) prema bilo kom od zahteva 1, 2 i 6 do 12, pri čemu je ultrazvučni rog (23,223) formiran integralno sa rezervoarom (11,211).

   15. Aparatura za aeroponiku (1, 201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je ultrazvučni rog (23, 223) čvrsto, jednodelno telo i ima gornju polovinu (24, 224) koja je manje mase od donje polovine (26, 226), pri čemu je visina gornje polovine u osnovi ista kao visina donje polovine.

   16. Aparatura za aeroponiku (1, 201) prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je ultrazvučni rog (23, 223) čvrsto, jednodelno telo sa cilindričnom gornjom polovinom (24, 224) i cilindričnom donjom polovinom (26, 226) pri čemu je prečnik gornje polovine (24,

   1

   224) manji od prečnika donje polovine (26, 226) i pri čemu su gornja polovina (24, 224) i donja polovina (26, 226) koaksijalno poravnate.