TW201410140A - 水耕床組、水耕層架、水耕層架組及水耕模組 - Google Patents

Abstract

一種水耕床組包括一底盤以及一渠道板。底盤具有一底板及複數個側壁，該些側壁連結於底板的周緣，以構成一容置空間。渠道板設置於容置空間，渠道板具有複數個渠道。

Description

水耕床組、水耕層架、水耕層架組及水耕模組

本發明係關於一種水耕床組、水耕層架、水耕層架組及水耕模組。

水耕栽培（又稱為無土栽培或養液栽培）就是利用適當的設施及介質，將植物所需之養液供應於其根部，因而無需使用土壤之科學栽培方法。近代環境的變遷劇烈，以往關於節氣及氣象的相關經驗，已無法有效地適用於今日的氣候，農業因而大受影響。人口激增，而土壤有使用效期，要維持土壤中所供給植物生長的養分，必須進行休耕或輪作，但這將令世界各地都會面臨到糧食短缺的情形。因此，利用溫室栽培植物已逐漸成為現代農業的重點項目。溫室中，亦有利用地面原來土壤以栽培的方式，可以節省設施之費用。然而，由於土壤的養分甚難控制，故一般溫室中，已傾向於採用無需仰賴土壤，其所需之水分及培養液則由人工調配的水耕栽培法。

目前常見的水耕栽培法包括有環流式、營養液薄膜技術（Nutrient film technique, NFT）以及深液流水耕技術（Deep flow technique, DFT）等，而不論何種水耕栽培法皆需要盛裝培養液的水床及水耕層架，水耕層架則具有可擺放水床的多層框架，且水耕層架通常設有管路結構，以輸送培養液，以及於每層水床上方通常設置有LED燈，以提供植物光照來源。就以深液流水耕技術而言，其規模相當大，一排的水耕層架通常有10～15公尺長，而習知的水床乃為保麗龍材質，故水床是由複數個保麗龍組合而成，並於床體內側鋪設塑膠防水布作為床槽，但塑膠防水布並無法承受如此大量的液體流動，因此每隔一段時間，塑膠防水布的表面便會形成微孔洞，而造成漏水的情形，進而損壞LED燈具。目前並無理想的解決方法，只能靠每隔一段時間更換塑膠防水布，不但麻煩且幫助有限。另外，目前架設水耕層架的方式，乃為一次架設一排，因目前習知的液體循環的路徑是水平方向，例如從右到左或從左到右，故一次必須架設約10～15公尺的水耕層架，除了架設水耕層架外，同時亦必須一次架設約10～15公尺的液體循環管線，工程浩大且耗時長；另外，亦有需耗費大量液體，以及液體中的營養成分受到水床長度距離影響而有偏差的缺點。

因此，如何提供一水耕水床及水耕層架，可不再頻繁地更換塑膠防水布，且能簡化架設水耕層架的工程及時間，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種無須更換塑膠防水布的水耕床組，代替習知的水床。本發明之另一目的為提供一種水耕層架及水耕層架組，以該水耕層架或水耕層架組為一單位，並由多個單位組合成習知的水耕框架，進而簡化架設水耕層架的工程及時間。本發明之又一目的為提供一種水耕模組，組合該水耕床組與水耕層架及/或水耕層架組，應用於水耕栽培。

為達上述目的，依據本發明之一種水耕床組，包括一底盤以及一渠道板。底盤具有一底板及複數個側壁，該些側壁連結於底板的周緣，以構成一容置空間。渠道板設置於容置空間，渠道板具有複數個渠道。

在本發明一較佳實施例中，底盤與渠道板一體成型為單一構件。

在本發明一較佳實施例中，該些渠道呈平行配置。

在本發明一較佳實施例中，該些渠道的兩端具有高度差。

在本發明一較佳實施例中，底盤的底板兩端具有高度差。

在本發明一較佳實施例中，底盤具有可堆疊結構。

為達上述目的，依據本發明之一種水耕層架，包括複數個橫桿以及複數個支柱。橫桿彼此連結構成複數個框架。部分的該些橫桿與該些支柱連結。

在本發明一較佳實施例中，各支柱位於對應之框架內或對應之框架外。

在本發明一較佳實施例中，該些支柱或該些橫桿為中空。

在本發明一較佳實施例中，水耕層架更包括複數個連結件，分別連結於各框架相對二側的橫桿。

為達上述目的，本發明更提供一種水耕層架組，由複數個水耕層架彼此相鄰設置而成，各水耕層架包括複數個橫桿以及複數個支柱。橫桿彼此連結構成複數個框架。部分的該些橫桿與該些支柱連結。其中，至少部分的相鄰水耕層架的二個相鄰橫桿彼此連通。其它關於水耕層架組的特徵與前述之水耕層架相同，故不多加贅述。

為達上述目的，依據本發明之一種水耕模組，包括一水耕層架、複數個水耕床組、複數個發光單元以及一液體循環單元。水耕層架包括複數個橫桿及複數個支柱，橫桿彼此連結構成複數個框架，部分的該些橫桿與該些支柱連結。複數個水耕床組分別設置於該些框架，水耕床組包括一底盤及一渠道板，底盤具有一底板及複數個側壁，該些側壁連結於底板的周緣，以構成一容置空間，渠道板設置於容置空間，渠道板具有複數個渠道。複數個發光單元分別對應該些水耕床組設置。液體循環單元使液體依一循環路徑流經該些水耕床組的該些渠道。

在本發明一較佳實施例中，水耕模組更包括複數個遮蔽件，分別連結於對應之各框架的至少一側。

在本發明一較佳實施例中，液體循環單元更包括一供應槽、一液體循環通道、一幫浦以及一收集槽。供應槽容納該液體。液體循環通道設置於部分的該些支柱及部分的該些橫桿並對應水耕床組具有至少一開口。幫浦連接供應槽及液體循環通道。收集槽設置於水耕層架最下層的空間，接收流經該些水耕床組的該液體。

在本發明一較佳實施例中，遮蔽件的一端樞接於框架，使遮蔽件可相對於對應之框架的一側轉動。

承上所述，本發明的水耕模組是由一水耕層架、複數個水耕床組、複數個發光單元以及一液體循環單元所組成，故可由複數個水耕模組共同組合成習知的一排水耕層架，除了可達成簡化架設習知水耕層架的工程及耗時短的功效外，更因本發明之水耕模組為一獨立的系統，故水耕水床無須如習知方法承載大量的液體，再加上水耕水床乃由渠道板及底盤所共同組成，並無如習知的保麗龍水床鋪設塑膠防水布，因此不會有塑膠防水布的表面因無法承受大量的液體重量，進而形成微孔洞造成漏水的情形，並同時解決了習知液體中的營養成分受到水床長度距離影響而有偏差的缺點。

另外，本發明的水耕水床因具有複數個渠道，而水耕栽培所使用的水或培養液流經該些渠道，因此相較於習知沒有特別設計的保麗龍水床，更有節省水或培養液的用量的功效，也因此水耕水床及水耕層架的的強度可較習知小，進而能增加框架的層數，以提高產能。而本發明之水耕層架組，至少部分的相鄰水耕層架的二個相鄰橫桿彼此連通，可使水耕層架更具有整體性。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種水耕床組、水耕層架、水耕層架組及水耕模組，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1A為依據本發明較佳實施例之水耕床組的示意圖，圖1B為圖1A所示之水耕床組的分解示意圖，並請同時參考圖1A及圖1B所示。本發明之水耕床組1，包括一底盤11以及一渠道板12。底盤11具有一底板111及複數個側壁112，該些側壁112連結於底板111的周緣，以構成一容置空間113。渠道板12設置於容置空間113，渠道板12具有複數個渠道121。於本實施例中，底盤11與渠道板12一體成型為單一構件，當然本發明不限定其態樣，亦可底盤11與渠道板12以卡合、扣合或黏合，甚至是直接將渠道板12放置於底盤11的方式組裝。該些渠道121之間呈平行的方式配置，渠道121的設計相較於平面的水床而言，因液體乃流經渠道121的部分，而非整個水床，故可減少液體（水或培養液或其他液體，如防凍液、防蝕液…等）的使用量。而底盤11具有可堆疊結構114，於本實施例中是以階梯狀的方式，但本發明不限定其態樣，亦可為斜面等方式，僅需可堆疊以達到降低所佔空間的功效，進而節省倉儲、運送成本。

圖2A為圖1A所示之渠道板的側視圖，圖2B為依據本發明另一較佳實施例之水耕床組的側視圖。渠道121的兩端具有高度差H，亦即，渠道121相對於水平面（例如但不限於地面）呈傾斜狀態（如圖2A所示）。抑或是，底盤11的底板111兩端具有高度差H'（如圖2B所示）。同樣地，當渠道板12設置於不等高度的底盤11的容置空間113時，該些渠道121相對於水平面亦呈傾斜狀態。

圖3為依據本發明較佳實施例之水耕層架的示意圖，請參考圖3所示。水耕層架2包括複數個橫桿21以及複數個支柱22，橫桿21彼此連結構成複數個垂直配置的框架23，部分的橫桿21與支柱22連結，亦即，並非所有的橫桿21皆與支柱22連結，部分的橫桿21與相鄰之其它橫桿21連結（如圖3左側），換言之，支柱22並非同時與同一平面之二橫桿21連結。於本發明較佳實施例中，水耕層架2具有四支柱22分設於水耕層架2的四側，而每一垂直配置的框架23由四橫桿21彼此連結而成，且各支柱22與一橫桿21連結。另外，各支柱22可位於對應之框架23內或對應之框架23外。若支柱22位於對應之框架23內（可先參考圖4D的水耕層架2h），則整體來看，支柱22受到橫桿21的阻擋，使水耕層架2更具整體性。

在本實施例中，支柱22及/或橫桿21為中空管體。除了中空管體的輕量化設計，可用以減輕重量、節省材料之外，更可作為種植所需液體流通的管線及/或各式導線穿設或是容置的空間，而使管線及/或導線隱藏不外露，美觀且不致破壞結構的整體性。抑或是，直接以該些支柱22至少其中之一及/或該些橫桿21至少其中之一作為種植所需液體流動的通道，而不另外設置管線。另外，水耕層架2更包括複數個連結件24，分別連結於各框架23相對二側的二橫桿21，惟需特別註明的是，為求畫面簡潔，連結件24僅顯示於圖3的一層框架23，於實務應用上，連結件24用以承載水耕床組，當然，連結件24例如但不限定橫桿或板狀物。

圖4A為依據本發明之水耕層架組第一實施例的示意圖，水耕層架組F₁，由複數個水耕層架2a、2b彼此相鄰設置，在本發明較佳實施例中，為至少二水耕層架2a、2b組成（於本實施例中水耕層架2a與2b相同，但為求說明清楚明瞭，故以不同的標號表示），且由該二水耕層架2a、2b交錯連續設置形成水耕層架組F₁。其中，水耕層架2a、2b與上述之水耕層架2的結構特徵相同，故不多加贅述，不同的是至少部分的相鄰水耕層架2a、2b的二個相鄰橫桿21a、21b彼此連通。舉例而言，在本實施例中，水耕層架2a的支柱22a與水耕層架2b的支柱22b相鄰處乃為交錯設置，使得相鄰的橫桿21a、21b得以連通。而水耕層架2a、2b便可以2a、2b、2a、2b…的方式，依據使用者需求連續排設成水耕層架組F₁，惟需特別註明的是，本發明所指之連通方式，可以為橫桿21a、21b連通處可以額外加設連接件以例如但不限定卡合、扣合及黏合等方式直接連接或不以其它連接件，直接相鄰設置。另外，圖4B為依據本發明之水耕層架組第二實施例的示意圖，其水耕層架2c、2d的支柱22c、22d配置方式與水耕層架2a、2b不同，但水耕層架2c的支柱22c與水耕層架2d的支柱22d相鄰處亦為交錯設置組成水耕層架組F₂，使得相鄰的橫桿21c、21d得以連通。

另外，其它的支柱交錯設置方式，亦可如圖4C及圖4D所示，圖4C至圖4D為依據本發明之水耕層架組第三至第四實施例的示意圖。圖4C的水耕層架組F₃亦由水耕層架2e的支柱22e與水耕層架2f的支柱22f相鄰處交錯設置，並使相鄰的橫桿21e、21f得以設置管線使其連通。故本發明不限定連通的方式，可以相鄰的橫桿直接連通並可選用連接件連接相鄰處，亦可以管線連通兩相鄰有間隔距離的橫桿（如圖4C及圖4D所示）。此種相鄰兩橫桿有間隔距離且橫桿交錯設置的方式，亦可見於圖4D的水耕層架組F₄，其由水耕層架2g與2h交錯設置而成。

圖5為依據本發明之水耕模組的示意圖，水耕模組H包括複數個水耕床組1、一水耕層架2、複數個發光單元3以及一液體循環單元4。水耕床組1與水耕層架2已詳述於前，故不多加贅述，例如其中複數個水耕床組1分別設置於水耕層架2垂直方向對應的複數個框架23，發光單元3分別對應水耕床組1設置，於本發明較佳實施例中，將發光單元3設置於每一水耕床組1的上方，即對應於上層框架23的下側，然，本發明不限定發光單元3的設置位置，僅需能照射置於水耕床組1上的植物。而於實務應用上，更可由複數個水耕層架2組成一水耕模組M。

液體循環單元4的液體循環路徑L自上而下流經垂直配置的水耕床組1的渠道121。液體循環單元4更包括一供應槽41、一液體循環通道42、一幫浦43以及一收集槽44。供應槽41容納水或培養液或其他液體，以下皆以水或培養液為例提出說明。而幫浦43連接供應槽41及液體循環通道42，且液體循環通道42設置於部分的横桿21及支柱22，液體循環通道42可另外設置管線或直接利用橫桿21及支柱22的中空結構，其連通至水耕層架2的最上層，並對應最上層的水耕床組1具有一開口421。故可藉由幫浦43將供應槽41中的水或培養液藉由液體循環通道42連通至水耕層架2的最上層，並由水耕床組1上方的開口421流出，以流入水耕床組1的渠道板12。另外，水耕床組1與液體循環通道42具有對應的開口及通道，故可藉由渠道板12或底盤11高度差H或H'的設計，使水或培養液可從渠道板12一側流至另一側後再向下流動，使水或培養液不會有分布不均的情形。前述垂直向配置的多層水耕床組1，亦可設置為使水或培養液可從各層對應渠道板12的兩側交錯式的流入與流出，例如第一層水流為自渠道板12的左側進入並經渠道121及高度差H或H'而自渠道板12的右側流出。同理，第二層渠道板12水流即可設計為右進出左出之形式。同理，若有第三層渠道板12，其水流設計即可回到左進右出之形式，並可依此類推其下層的其他層渠道板設置，以達到總合最短水流路徑設計及省水之目的。另外，收集槽44設置於水耕層架2最下層的空間，故可接收流經該些水耕床組的液體。於實務應用上，可由複數個水耕層架2組成一水耕模組M，且液體循環通道42連通至水耕層架2的最上層，故相鄰之二水耕層架2的框架23設置層數可不相同。

另外，水耕模組M包括複數個遮蔽件5，分別連結於對應之各框架23的至少一側，為求畫面簡潔，圖5僅顯示一側具有遮蔽件5。遮蔽件5用以反射發光單元3所發出的光線，使光線反射至種植作物，增加作物吸收光線的面積，以充分利用發光單元3的效能，其中，遮蔽件5的設置高度與固定作物的板面至燈源距離40～60%最佳。而遮蔽件5的一端樞接於框架23，使遮蔽件5可相對於對應之框架的一側轉動，因此，將遮蔽件5轉成與框架23平行的狀態時，亦可作為種植作物採收時，防止種植所需液體跟隨植物被採收而滲漏到下層的發光單元3而造成發光單元3的損壞情形。

綜上所述，本發明的水耕模組是由一水耕層架、複數個水耕床組、複數個發光單元以及一液體循環單元所組成，故可由複數個水耕模組共同組合成習知的一排水耕層架，除了可達成簡化架設習知水耕層架的工程及耗時短的功效外，更因本發明之水耕模組為一獨立的系統，故水耕水床無須如習知方法承載大量的液體，再加上水耕水床乃由渠道板及底盤所共同組成，並無如習知的保麗龍水床鋪設塑膠防水布，因此不會有塑膠防水布的表面因無法承受大量的液體重量，進而形成微孔洞造成漏水的情形，並同時解決了習知液體中的營養成分受到水床長度距離影響而有偏差的缺點。

另外，本發明的水耕水床因具有複數個渠道，而水耕栽培所使用的水或培養液流經該些渠道，因此相較於習知沒有特別設計的保麗龍水床，更有節省水或培養液的用量的功效，也因此水耕水床及水耕層架的的強度可較習知小，進而能增加框架的層數，以提高產能。而本發明之水耕層架組，至少部分的相鄰水耕層架的二個相鄰橫桿彼此連通，可使水耕層架更具有整體性。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．水耕床組

11．．．底盤

111．．．底板

112．．．側壁

113．．．容置空間

114．．．堆疊結構

12．．．渠道板

121．．．渠道

2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h．．．水耕層架

21、21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、21h．．．橫桿

22、22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g、22h．．．支柱

23．．．框架

24．．．連結件

3．．．發光單元

4．．．液體循環單元

41．．．供應槽

42．．．液體循環通道

421．．．開口

43．．．幫浦

44．．．收集槽

5．．．遮蔽件

F₁、F₂、F₃、F₄．．．水耕層架組

H、H’．．．高度差

L．．．液體循環路徑

M．．．水耕模組

圖1A為依據本發明較佳實施例之水耕床組的示意圖；
圖1B為圖1A所示之水耕床組的分解示意圖；
圖2A為圖1A所示之渠道板的側視圖；
圖2B為依據本發明另一較佳實施例之水耕床組的側視圖；
圖3為依據本發明較佳實施例之水耕層架的示意圖；
圖4A為依據本發明之水耕層架組第一實施例的示意圖；
圖4B為依據本發明之水耕層架組第二實施例的示意圖；
圖4C為依據本發明之水耕層架組第三實施例的示意圖；
圖4D為依據本發明之水耕層架組第四實施例的示意圖；以及
圖5為依據本發明之水耕模組的示意圖。

1．．．水耕床組

11．．．底盤

111．．．底板

112．．．側壁

113．．．容置空間

114．．．堆疊結構

12．．．渠道板

121．．．渠道

Claims (18)

1. 一種水耕床組，包括：
   一底盤，具有一底板及複數個側壁，該些側壁連結於該底板的周緣，以構成一容置空間；以及
   一渠道板，設置於該容置空間，該渠道板具有複數個渠道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水耕床組，其中該底盤與該渠道板一體成型為單一構件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水耕床組，其中該些渠道呈平行配置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之水耕床組，其中該些渠道的兩端具有高度差。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水耕床組，其中該底盤的底板兩端具有高度差。
6. 如申請專利範圍第1項所述之水耕床組，其中該底盤具有可堆疊結構。
7. 一種水耕層架，包括：
   複數個橫桿，彼此連結構成複數個框架；以及
   複數個支柱，部分的該些橫桿與該些支柱連結。
8. 如申請專利範圍第7項所述之水耕層架，其中各該支柱位於對應之該框架內或對應之該框架外。
9. 如申請專利範圍第7項所述之水耕層架，其中該些支柱或該些橫桿為中空。
10. 如申請專利範圍第7項所述之水耕層架，更包括：
    複數個連結件，分別連結於各該框架相對二側的橫桿。
11. 一種水耕層架組，由複數個水耕層架彼此相鄰設置而成，各該水耕層架包括：
    複數個橫桿，彼此連結構成複數個框架；以及
    複數個支柱，部分的該些橫桿與該些支柱連結；
    其中，至少部分的相鄰水耕層架的二個相鄰橫桿彼此連通。
12. 如申請專利範圍第11項所述之水耕層架組，其中各該支柱位於對應之該框架內或對應之該框架外。
13. 如申請專利範圍第11項所述之水耕層架組，其中該些支柱或該些橫桿為中空。
14. 如申請專利範圍第11項所述之水耕層架組，其中該水耕層架更包括：
    複數個連結件，分別連結於各框架兩相對側的橫桿。
15. 一種水耕模組，包括：
    一水耕層架，包括：
    複數個橫桿，彼此連結構成複數個框架；及
    複數個支柱，部分的該些橫桿與該些支柱連結；
    複數個水耕床組，分別設置於該些框架，該水耕床組包括：
    一底盤，具有一底板及複數個側壁，該些側壁連結於該底板的周緣，以構成一容置空間；及
    一渠道板，設置於該容置空間，該渠道板具有複數個渠道；
    複數個發光單元，分別對應該些水耕床組設置；以及
    一液體循環單元，使液體依一循環路徑流經該些水耕床組的該些渠道。
16. 如申請專利範圍第15項所述之水耕模組，更包括：
    複數個遮蔽件，分別連結於對應之各框架的至少一側。
17. 如申請專利範圍第15項所述之水耕模組，其中該液體循環單元更包括：
    一供應槽，容納該液體；
    一液體循環通道，設置於部分的該些支柱及部分的該些橫桿，並對應該水耕床組具有至少一開口；
    一幫浦，連接該供應槽及該液體循環通道；以及
    一收集槽，設置於該水耕層架最下層的空間，接收流經該些水耕床組的該液體。
18. 如申請專利範圍第16項所述之水耕模組，其中該遮蔽件的一端樞接於該框架，使該遮蔽件可相對於對應之該框架的一側轉動。