TWM492607U

TWM492607U - 出液嘴及水耕系統

Info

Publication number: TWM492607U
Application number: TW103211854U
Authority: TW
Inventors: Guan-Liang Lee; Chou-Chiang Kuo; Yu-Ting Huang
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2015-01-01

Description

出液嘴及水耕系統

本創作係有關於一種水耕系統，特別是有關於一種具有出液嘴的水耕系統。

水耕種植是一種主要透過水提供植物生長所需之營養成份的培養方法，可適用於室內耕種，並且量產作物。習用水耕系統可分為潮汐式水耕系統及湛液式水耕系統，前者可提供潮汐般的灌溉效果，但需仰賴馬達持續運作，相當耗能，而後者則是將養液維持在一定高度並定期更新養液。

湛液式水耕系統可再細分為下方出液的湛液式水耕系統及上方出液的湛液式水耕系統，其中，下方出液的湛液式水耕系統是靠馬達將植盤內的養液維持在所需高度，無管線外露，可避免綠藻孳生。但此設計除了需額外設置幫浦等構件，增加養液含氧量之外，往往還需持續加壓，以避免養液逆流，因此較為耗能，在使用上較為受限。上方出液的湛液式水耕系統則是靠馬達將養液打入水管，再由植盤上方流入植盤，因此，此類湛液式水耕系統須使用開放式的植盤或是具有開放式入水口的植盤。然而，當水壓過大時，養液在出水口處容易發生噴濺，易使綠藻孳生，競爭養液。

請參照第1圖所示，係繪示一種習用上方出液的湛液式水耕系統200。如第1圖所示，習用上方出液的湛液式水耕系統200具有一進氣管220以及容設在進氣管220內的一輸液管240，其中，輸液管240可用以輸送養液至植盤(未繪示)。而進氣管220頂部兩側更設有數個進氣口222，在利用輸液管240輸送養液的同時，可藉由位在進氣管220底部的螺旋座260旋轉帶動氣流自進氣口222流入且與養液混合，以提升養液的含氧量。然而，習用上方出液的湛液式水耕系統200仍需耗能驅動螺旋座260，同時，在馬達停止運轉並停止輸液後，該植盤中的養液會因連通管效應而回流至儲液槽(未繪示)中，在使用上仍有諸多不便。因此，提供一種可有效引入氣體卻不需額外供能的水耕系統實為業界努力的目標。

本創作之目的在於提供一種出液嘴以及包含該出液嘴的水耕系統，可以在不需額外供能的前提下，進行輸液並且引入氣體。

為達上述目的，本創作提供一種出液嘴，包含一中空體以及一通孔，係設置於該中空體，其中，該出液嘴具有一變化的內徑值，該出液嘴具有內徑極小值之部分定義為一縮徑部，且該通孔設置在該縮徑部。

為達上述目的，本創作又提供一種水耕系統，包含：一儲液槽；一承載盤，具有一頂部及一底部；一輸液管路，連接該承載盤之頂部以及該儲液槽，該輸液管路連接該承載盤頂部之一端設有一出液嘴，該出液嘴包含一通孔，其中，該出液嘴具有一變化的內徑值，該出液嘴具有內徑極小值之部分定義為一縮徑部，且該通孔設置在該縮徑部；一回液管路，連接該承載盤之底部以及該儲液槽；以及一幫浦，設置於該輸液管路與該儲液槽之間。

本創作的水耕系統主要係透過出液嘴的設置，有效地混合養液及空氣，並且輸送至承載盤中。值得說明的是，該出液嘴具有至少兩個以上的內徑值，且具有內徑極小值之部位係定義為縮徑部且設有至少一通孔。藉此，在進行輸液時，該縮徑部可同時帶動負壓並自該通孔引入空氣；另外，在停止輸液時，該通孔則可破壞連通管原理，避免養液回流。

1000‧‧‧水耕系統

900‧‧‧幫浦

700‧‧‧回液管路

500‧‧‧輸液管路

510‧‧‧出液嘴

510a‧‧‧縮徑部

511‧‧‧第一端

511a‧‧‧開口

513‧‧‧第二端

513a‧‧‧開口

515‧‧‧通孔

300‧‧‧承載盤

300a‧‧‧頂部

300b‧‧‧底部

310‧‧‧栽植孔

330‧‧‧開口

200‧‧‧上方出液的湛液式水耕系統

220‧‧‧進氣管

222‧‧‧進氣口

240‧‧‧輸液管

260‧‧‧螺旋座

100‧‧‧儲液槽

A‧‧‧外界氣流

D‧‧‧深度

L‧‧‧養液

P‧‧‧栽植盆

R‧‧‧外徑值

r‧‧‧內徑值

r₁ ‧‧‧第一內徑值

r₂ ‧‧‧第二內徑值

r_max ‧‧‧內徑極大值

r_min ‧‧‧內徑極小值

V‧‧‧水位閥

第1圖繪示習用上方出液的湛液式水耕系統。

第2圖繪示本創作一較佳實施例之水耕系統的剖面示意圖。

第3圖繪示本創作第一較佳實施例之出液嘴的剖面示意圖。

第4圖繪示本創作第一較佳實施例之出液嘴的一變化型的剖面示意圖。

第5圖繪示本創作第一較佳實施例之出液嘴的輸液狀態示意圖。

第6圖繪示本創作第一較佳實施例之出液嘴的停止狀態示意圖。

第7圖繪示本創作第二較佳實施例之出液嘴的剖面示意圖。

第8圖繪示本創作第三較佳實施例之出液嘴的剖面示意圖。

第9圖繪示本創作第四較佳實施例之出液嘴的示意圖。

第10圖繪示本創作第五較佳實施例之出液嘴的示意圖。

請參照第2圖所示。第2圖繪示本創作一較佳實施例之水耕系統的剖面示意圖。如第2圖所示，本創作之水耕系統1000包括：一儲液槽100；一承載盤300；一輸液管路500，係連接儲液槽100以及承載盤300之頂部300a；一回液管路700，係連接儲液槽100以及承載盤300之底部300b；以及一幫浦900，係設置於輸液管路500與儲液槽100之間，以加壓養液以便進行輸送。此外，在本實施例中，水耕系統1000較佳為一種湛液式水耕系統(意即，承載盤內之養液恆保持在滿水面的水耕系統)，但並不以此為限。在其他變化實施例中，水耕系統1000也可以選擇為潮汐式水耕系統，也就是承載盤內之養液具潮汐般漲退變化之水耕系統；或者是其他水耕系統等。並且，在其他實施例中，水耕系統1000更可以選擇包含一水位閥V或計時器(未繪示)等構件，以進一步調控水耕系統1000的灌溉效果。

於本實施例中，承載盤300較佳可以是一個密閉式承載盤，也就是上方設有一封閉蓋板，且不會使承載盤內的養液直接與外界接觸的承載盤，但不以此限。在其他實施例中，也可選用開放式承載盤(也就是上方未設有封閉蓋板的承載盤)或其他種類的承載盤。具體來說，承載盤300的表面具有複數個栽植孔310，各栽植孔310可容置培養植物的栽植盆P，如第2 圖所示。此外，承載盤300更包含一開口330，設置在承載盤300頂部300a之一側，輸液管路500的一端係經由開口330伸入承載盤300內，輸液管路500的另一端則連接至儲液槽100，藉此連通承載盤300與儲液槽100。值得說明的是，輸液管路500伸入開口330之該端更設有一出液嘴510，出液嘴510可以是與輸液管路500一體成型，也可以是可拆卸地裝設在輸液管路500之該端，即如第2圖所示，但本創作並不以此為限。

更詳言之，出液嘴510具有一通孔515，較佳是設置在高於承載盤300頂部300a之處。也就是說，出液嘴510之通孔515是位在承載盤300之開口330上方處。另一方面，出液嘴510的一端係伸入承載盤300之開口330內，例如承載盤300具有一深度D，而出液嘴510的該端是伸入該承載盤300的長度大於深度D的四分之一之處。因此，在實際使用本創作之水耕系統時，承載盤300盛裝滿載的養液，出液嘴510的該端會位在養液的液面之下，可避免輸送養液時發生養液噴濺的狀況。

以下將進一步說明本創作之出液嘴，請參照第3圖與第4圖所示，第3圖與第4圖分別繪示本創作第一較佳實施例之出液嘴與其變化型的剖面示意圖。在本實施例中，出液嘴510為一中空體，該中空體的相對兩端可分別定義為一第一端511及第二端513。其中，第一端511係為出液嘴510結合於輸液管路500的該端，第二端513則為養液輸出端。值得注意的是，出液嘴510具有至少兩個以上的內徑值r以及一外徑值R。外徑值R較佳是一固定值，使出液嘴510之外觀呈現圓柱狀，但並不以此為限，在其他實施例中，出液嘴510之外觀也可呈現圓筒狀、其他形狀、不規則狀或其他變化型等，仍屬本創作所涵蓋之範圍。然而，出液嘴510的內徑值r並非一固定值，而是為一變化值，例如是具有至少兩個以上的內徑值r，使得內壁所呈現的空間並非圓柱狀。更精確來說，本創作的出液嘴510具有一內徑極大值(r_max )與一內徑極小值(r_min )。如第3圖所示，出液嘴510之第一端511具有一第一內徑值r₁ ，出液嘴510之第二端513具有一第二內徑值r₂ ，且第一內徑值r₁ 與第二內徑值r₂ 其中至少一者是內徑極大值(r_max )，於一較佳實施例中，第一端511及第二端513均具有內徑極大值(r_max )。另一方面，出液嘴510中具有內徑極小值(r_min )的部位係位在第一端511與第二端513之間，且定義為縮徑部510a，縮徑部510a可以是出液嘴510的一環狀區塊，也可以是一剖面位置。

於本創作之一實施例中，出液嘴510的內徑值r係自第一端511及第二端513向縮徑部510a以一定斜率逐漸縮小，使出液嘴510的內壁呈現梯形狀，且縮徑部510a位在該梯形狀的頂部，如第3圖所示。然而，在本實施例之一變化型中，出液嘴510的內徑值r也可以自第一端511及第二端513之至少一端向縮徑部510a以一定斜率逐漸縮小，以在出液嘴510的內壁形成一尖角，並使縮徑部510a位在該尖角處，如第4圖所示。此外，在其他實施例中，出液嘴510的內徑值r也可自第一端511及第二端513以不同斜率分別向縮徑部510a逐漸縮小(未繪示)；或者在其他實施例中，出液嘴510的內徑值r也可以是自第一端及第二端之至少一端向縮徑部510a呈函數變化地逐漸縮小，使出液嘴510的內壁呈現緩坡狀、漏斗狀等(未繪示)，但並不以此為限。

本創作另一特徵在於，出液嘴510設有至少一通孔515，係位在縮徑部510a(也就是出液嘴510具有內徑極小值r_min 之部分)。藉此，當出液嘴510結合至一輸液管路並通入養液時，養液的流速會受到縮徑部510a的影響而加快流速，同時，養液對於出液嘴510管壁的徑壓力會相對地減少。因此，當養液快速地流經縮徑部510a時，可帶動負壓，使外界的氣體可經通孔515而引入出液嘴510中。

以下將進一步說明本實施例的水耕系統之出液嘴510的運作原理，請參照第5圖及第6圖所示，其中，第5圖繪示本實施例之出液嘴510的輸液狀態示意圖，第6圖繪示本實施例之出液嘴510的停止狀態示意圖。如第5圖所示，當進行輸液時，養液L流經出液嘴510之縮徑部510a時，養液L的流速會受到縮小內徑的影響而加快速度，此時可帶動出液嘴510內的負壓，引入外界氣流A，使外界氣流A可經通孔515進入出液嘴510中，並與養液L混合。因此，經由本實施例的水耕系統1000輸送至承載盤300的養液具有足夠的含氧量，不須額外再建置其他耗能構件，即可有效將氣體引入養液中。

另外，再如第6圖所示，當停止輸液時，因通孔515貫穿出液嘴510管壁，可使外界氣流自通孔515進入出液嘴510內，破壞其連通管原理，因此，承載盤300中的養液不會回流至出液嘴510中。本實施例的水耕系統1000可藉由通孔515的設置，有效避免養液在停止輸液期間回流至輸液管路500的情況，可省去額外設置逆止閥的麻煩，同時可達到節省能量消耗的效果。

本創作之出液嘴並不以前述實施例為限，下文將繼續揭示本創作之其他實施例或變化形。然而，為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標註相同元件，並不再對重複部分加以贅述。

第7圖繪示本創作第二較佳實施例之出液嘴的剖面示意圖；第8圖繪示本創作第三較佳實施例之出液嘴的剖面示意圖。如第7圖所示，在本實施例中，出液嘴510也可以選擇在縮徑部510a設置複數個通孔515。然而，在其他實施例中，出液嘴510也可以選擇設置貫穿出液嘴510兩側管壁之通孔515，如第8圖所示。

或者，可參照第9圖。第9圖繪示本創作第四較佳實施例之出液嘴的示意圖，在本實施例中，出液嘴510之第一端511具有複數個開口511a，係分別連通縮徑部510a，各開口511a連通縮徑部510a之通道皆呈錐形(即，具有變化的內徑值)，且係分別自各開口511a向縮徑部510a延伸。另一方面，在本實施例中，出液嘴510之第二端513僅具單一開口513a，但不以此為限，在其他變化實施例中，第二端513也可以同樣具有複數個分別連通縮徑部510a之開口(未繪示)，並且第二端513之開口數可等於或不等於第一端511 之開口數。

第10圖繪示本創作第五較佳實施例之出液嘴的示意圖。相較於第四實施例，本實施例之出液嘴510，僅第二端513具有複數個開口513a，且各開口513a係分別連通縮徑部510a。

另外，在其他實施例中，出液嘴510還可以包含一連接部(未繪示)設置於一端，例如可以是一接頭、螺紋、卡掣元件或是由可撓性材質製成，以便裝設在輸液管路500伸入開口330之該端，或者是出液嘴510本身即是由可撓性材質製成，例如是橡膠、塑膠等，以便於可拆卸地裝設在輸液管路500之該端，但不以此為限。

由上述可知，本創作的水耕系統主要係透過出液嘴的設置，有效地混合養液及空氣，並且輸送至承載盤中。值得說明的是，該出液嘴具有至少兩個以上的內徑值，且具有內徑極小值之部位係定義為縮徑部且設有至少一通孔。藉此，在進行輸液時，該縮徑部可同時帶動負壓並自該通孔引入空氣；另外，在停止輸液時，該通孔則可破壞連通管原理，避免養液回流。然而，本創作的水耕系統及出液嘴並不限於此，該出液嘴也可選擇進一步應用於水產養殖系統、水族系統，或是其他需兼顧輸液與輸氣的培育系統。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆屬本創作所涵蓋之範圍。