TWM486252U - 潮汐式立體栽培裝置 - Google Patents

Description

潮汐式立體栽培裝置

本創作係有關一種水耕裝置，特別是指一種能夠以相對較低的設備、運作成本，產生潮汐灌溉的潮汐式立體栽培裝置。

近年氣候變遷對農作物的影響和食品安全的所引發的議題，引起大眾高度的關注；其中，植物工廠因屬封閉型或半封閉型環境控制設施，較不會直接受到外部天候影響，可全年計畫性生產安全且附加價值高的作物，因此被視為是解決氣候變遷問題的新興農耕方式之一。

現代化的植物工廠因具備良好的環境控制系統、人工光源系統，以及適當的固態或液態栽培介質，因此可生產品質優良的蔬菜；其中，水耕栽培(又可稱養液栽培)即為液態介質栽培的一種模式；有別於一般耕種方法，水耕栽培不需要土壤作為培養基質，而係將植株種在一定量營養液的栽培槽內，或是種植在以非天然土壤為基質的材料並採用養液灌溉。

在植物的生長過程中，植物的根系主要功能在於固定、儲藏以及吸收水分與礦物養分，若根系能完全發展及吸收足夠的養分，則植株地上部可獲得充分的養分得以行光合作用而生長。

現今植物工廠內的水耕栽培系統多採用深水式，植物根部長期浸泡在水中，容易產生因缺氧造成爛根的問題。若改用養液薄膜式，可充分提供氧氣，但卻又衍生根部失水，造成植物萎凋的風險；已知可採用水耕養液週期漲落的潮汐灌溉方式，增加植物根部接觸空氣的機會，促進根部活性，進而提升植物生長。

然而，目前習知可用以產生潮汐灌溉的水耕栽培設備，需要藉由複雜的控制電路及電磁閥進行水位控制，不但大幅增加設備成本，且多只能使用在平面植床上，對於地坪空間的利用率相對較低，其在實際運作時亦相對較為耗電。

有鑒於此，本創作即在提供一種能夠以相對較低的設備、運作成本，產生潮汐灌溉的潮汐式立體栽培裝置，為其主要目的者。

為達上揭目的，本創作之潮汐式立體栽培裝置，基本上包括：一層架、至少兩個栽培槽、一養液輸送模組，以及至少兩個虹吸管；其中，該層架係具有至少兩個分層配置的層位；各栽培槽係可供蓄積預定水位高度的養液，且以上下分層的方式各別設於該層架之預定層位中；該養液輸送模組係具有一儲液槽，該儲液槽係相對設於該最下層之栽培槽下方處，另有一泵浦透過管路連接於該儲液槽與位在該層架最上層的栽培槽之間；各虹吸管係分別連接於該至少兩個栽培槽之間及該最下層之栽培槽與該儲液槽之間，且各虹吸管之上端係經相對位於上方之栽培槽之槽體壁面穿入該栽培槽再朝該栽培槽底部向下彎折延伸預定長度。

利用上述結構特徵，本創作之潮汐式立體栽培裝置，於使用時，係可將所欲栽種的作物置於各栽培槽中，由養液輸送模組將養液抽送至最上層的栽培槽中，且經由虹吸管逐步以由上而下的方式供應各栽培槽所需的養液；以及，當養液輸送模組停止對層架的最上層栽培槽供應養液後，仍可在虹吸管之持續虹吸作用下，將虹吸管上層栽培槽當中的養液抽吸至下層的栽培槽中，直至上層栽培槽中的養液水位低於虹吸管之管口而停止，依序使各栽培槽中的養液水位高度由上一層栽培槽進水至滿水位，開始虹吸下降至低於虹吸管之管口高度的低水位。俾能夠以相對較低的設備、運作成本，使各栽培槽產生如潮汐般的灌溉效果。

依據上述結構特徵，所述各栽培槽中設有一供承載作物的浮板。

依據上述結構特徵，所述各栽培槽係在其槽體側面凸設有至少一供銜接虹吸管的養液承接部。

依據上述結構特徵，所述各栽培槽中設有一供承載作物的浮板；以及，各栽培槽係在其槽體側面凸設有至少一供銜接虹吸管的養液承接部。

所述各浮板上係設有複數成矩陣排列的格位。

所述各栽培槽之養液承接部之底面係相對低於其所屬栽培槽之槽體底面。

所述層架係在一架體上設有複數用以將該層架區隔出複數層位的層板。

具體而言，本創作所揭露之潮汐式立體栽培裝置，係可以產生下列功效：

1.能夠以相對較低的設備、運作成本，產生潮汐般的灌溉效果。

2.尤適合建構立體的植物生產基地(植物工廠)，有效提升地坪空間之使用率。

3.尤適合建構立體的植物生產基地(植物工廠)，有助於掌控植物之產能及生產品質。

10‧‧‧層架

11‧‧‧架體

12‧‧‧層板

20‧‧‧栽培槽

21‧‧‧養液承接部

30‧‧‧養液輸送模組

31‧‧‧儲液槽

32‧‧‧泵浦

33‧‧‧管路

40‧‧‧虹吸管

第一圖係為本創作之潮汐式立體栽培裝置外觀側視圖。

第二圖係為本創作中最上層之栽培槽開始蓄積養液之初始狀態示意圖。

第三圖係為本創作中最上層之栽培槽之養液水位高度淹過虹吸管彎折處之狀態示意圖。

第四圖係為本創作中最上層之栽培槽開使始透過虹吸原理向下輸送養液之狀態示意圖。

第五圖係為本創作另一實施例之栽培槽外觀立體圖。

本創作主要提供一種能夠以相對較低的設備、運作成本，產生潮汐灌溉的潮汐式立體栽培裝置，如第一圖本創作之潮汐式立體栽培裝置外觀側視圖、第二圖本創作中最上層之栽培槽開始蓄積養液之初始狀態示意圖所示，本創作之潮汐式立體栽培裝置，基本上包括：一層架10、至少兩個栽培槽20、一養液輸送模組30，以及至少一虹吸管40；其中：該層架10係具有至少兩個分層配置的層位；在本實施例中，所述層架10係在一架體11上設有複數用以將該層架10區隔出複數層位的層板12，使獲致一可供承載栽培槽20，以及可 視需要調節栽培槽20數量的機械結構體。

各栽培槽20係可供蓄積預定水位高度的養液，且以上下分層的方式各別設於該層架10之預定層位中；於實施時，各栽培槽20中係可進一步設有一供承載作物的浮板(圖略)，且於各浮板上係設有複數成矩陣排列的格位為佳。

該養液輸送模組30係具有一儲液槽31，該儲液槽31係相對設於該最下層之栽培槽20下方處，另有一泵浦32透過管路33連接於該儲液槽31與位在該層架10最上層的栽培槽20之間；主要利用儲液槽31儲存整體潮汐式立體栽培裝置運作所需的養液，且在泵浦32之運轉下將儲液槽31內的養液經管路33輸送至層架10最上層的栽培槽20內。

至於，各虹吸管40係分別連接於該至少兩個栽培槽20之間及該最下層之栽培槽20與該儲液槽31之間，且各虹吸管40之上端係經相對位於上方之栽培槽20之槽體壁面穿入該栽培槽40再槽該栽培槽底部向下彎折延伸預定長度，而該向下彎折延伸的長度(高度)即為該栽培槽20可供進行養液水位漲退變化效果的水位差。

原則上，本創作之潮汐式立體栽培裝置，於使用時，係可將所欲栽種的作物(圖略)置於各栽培槽20中，另於養液輸送模組30之儲液槽31中盛裝針對所栽種之作物生長所需的養液；於實際運作時，即可由養液輸送模組30之泵浦32將儲液槽31中的養液經由管路33抽送至最上層的栽培槽20中，以對栽培槽20的作物進行灌溉。

如第三圖所示，當養液之水位高度高淹過栽培槽20的虹吸管40頂端彎折處時，即可在大氣壓力之作用下經由虹吸管40排入下方的栽培槽，逐步以由上而下的方式供應各栽培槽所需 的養液；當養液輸送模組停止對層架的栽培槽供應養液後，如第四圖所示，仍可在虹吸管40之持續虹吸作用下，將虹吸管40上層栽培槽20當中的養液抽吸至下層的栽培槽中，直至上層栽培槽20當中的養液水位低於虹吸管之管口而停止，使各栽培槽中的養液水位高度從原先的滿水位下降至低於虹吸管之管口高度的低水位。

俾可讓養液槽內的養液產生如潮汐般之養液水位漲退變化效果，讓所種植的作物根部有機會曝露在高濕高含氧的環境條件當中，使作物根部之根部發育相對較為旺盛、快速，進而提升植物之生產品質。尤其，由於本創作之潮汐式立體栽培裝置，係透過虹吸管所產生的虹吸效應而讓養液逐一輸送到各層栽培槽內，因此可相對降低整體設備之建置成本，以及當泵浦停止運轉後，亦可在虹吸管所產生的虹吸效應下，逐一讓各層栽培槽產生如潮汐般的灌溉效果，相對降低整體設備之運作成本。

再者，不論各栽培槽中是否設有一供承載作物的浮板，各栽培槽20係可以如第五圖所示，進一步在其槽體側面凸設有至少一供銜接虹吸管40的養液承接部21，以便於上下層栽培槽之間的虹吸管銜接配置，且各栽培槽20之養液承接部21之底面係相對低於其所屬栽培槽20之槽體底面為佳，使得以將所屬栽培槽20內的養液抽吸至低於槽體底面的水位高度，達到完全讓作物根部不與養液接觸之效果。

與傳統習用技術相較，本創作所揭露之潮汐式立體栽培裝置，係可以產生下列功效：

1.能夠以相對較低的設備、運作成本，產生潮汐般的灌溉效果。

2.尤適合建構立體的植物生產基地(植物工廠)，有效提升地坪空間之使用率。

3.尤適合建構立體的植物生產基地(植物工廠)，有助於掌控植物之產能及生產品質。

綜上所述，本創作提供一較佳可行之潮汐式立體栽培裝置，爰依法提呈新型專利之申請；本創作之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本創作之揭示而作各種不背離本案創作精神之替換及修飾。因此，本創作之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本創作之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧層架

11‧‧‧架體

12‧‧‧層板

20‧‧‧栽培槽

30‧‧‧養液輸送模組

31‧‧‧儲液槽

32‧‧‧泵浦

33‧‧‧管路

40‧‧‧虹吸管

Claims (7)

1. 一種潮汐式立體栽培裝置，包括：一層架，具有至少兩個分層配置的層位；至少兩個栽培槽，可供蓄積預定水位高度的養液，且以上下分層的方式各別設於該層架之預定層位中；一養液輸送模組，具有一儲液槽，該儲液槽係相對設於該最下層之栽培槽下方處，另有一泵浦透過管路連接於該儲液槽與位在該層架最上層的栽培槽之間；至少兩個虹吸管，分別連接於該至少兩個栽培槽之間及該最下層之栽培槽與該儲液槽之間，且各虹吸管之上端係經相對位於上方之栽培槽之槽體壁面穿入該栽培槽再朝該栽培槽底部向下彎折延伸預定長度。
2. 如請求項1所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，各栽培槽中設有一供承載作物的浮板。
3. 如請求項1所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，各栽培槽係在其槽體側面凸設有至少一供銜接虹吸管的養液承接部。
4. 如請求項1所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，各栽培槽中設有一供承載作物的浮板；以及，各栽培槽係在其槽體側面凸設有至少一供銜接虹吸管的養液承接部。
5. 如請求項2或4所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，各浮板上係設有複數成矩陣排列的格位。
6. 如請求項3或4所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，各栽培槽之養液承接部之底面係相對低於其所屬栽培槽之槽體底面。
7. 如請求項1至4項其中任一項所述之潮汐式立體栽培裝置，其中，該層架係在一架體上設有複數用以將該層架區隔出複數層位的層板。