用於生長植物的系統和方法
2023-05-03 12:28:06 5
專利名稱：用於生長植物的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生長植物的系統和方法。本發明特別地但不排他地應用於一種用於生長植物的系統和方法，其中可以精確地調節氣流和溫度。
背景技術：
為了在具有不適合特定類型的植物生長的環境溫度的環境中生長植物，已知的是提供用於加熱或冷卻植物周圍的空氣的手段。例如，這可以通過適當地定位的加熱器或通過為這些植物遮擋陽光(例如通過使用花棚(polytunnel)來實現)來實現。已知的加熱安排的一個問題是·植物周圍的環境空氣的加熱需要大量的能量。還已知的是在生長容器的一個柱子中培養植物，其實例可以在US6840008B1、US2003/0089037AUUS5555676以及US2006/0156624中找到。水和養料可以被輸送至具有這些植物柱子中。然而，沒有公開如何控制植物周圍的空氣的溫度和流量。
發明內容
根據本發明的一個第一方面,提供了用於生長植物的設備,該設備包括:一個花盆柱子，其多個花盆彼此上下堆疊，以便限定一個用於容納植物的包殼，每個花盆限定了用於盛放植物的一個腔室；用於分離該柱子中多個花盆的多個分隔件，這些分隔件限定了圍繞這些花盆中至少兩個花盆各自頂部的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室中伸出；以及一個通道，該通道提供了用於使空氣穿過該柱子的連續流動路徑而不要求空氣流經該腔室，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空，這樣使得空氣可以在該包圍的頂空內流過這些植物的葉和/或莖。這樣的設備可以是有利的，因為空氣(特別是經加熱或冷卻的空氣)可以被引入到該柱子中以便基本上無阻礙地在這些植物周圍流動從而有助於植物生長，而當該經加熱或冷卻的空氣流經該柱子時該包殼限制了其到外部環境的流失。以此方式，這些植物的周圍環境可以用一種能量有效的方式來控制。另外，認為空氣流過葉，莖，或莖、根、球莖或葉被埋入其中的繁殖穴盤(propagation plug),生長底物的表面和/或該設備的表面,可以有助於減少真菌、藻類和細菌的生長。該腔室可以被安排成用於盛放一種生長底物(例如土壤/肥料、巖棉或生物炭)，植物在其中生長。該柱子可以具有一個用於接收空氣的入口並且可以具有一個用於從該柱子中排出空氣的出口。入口和出口允許該柱子被連接到一個熱交換器上以冷卻/加熱該空氣。該出口可以位於該入口上方，特別地該入口在使用中可以位於該柱子的下部(例如最下部的花盆下方)，並且該出口在使用中可以位於該柱子的上部(例如最上部的花盆上方)。這樣的一種安排適合於經加熱的空氣，其中暖空氣上升至該柱子的頂部。如果冷卻的空氣被引入到該柱子中，則該入口和出口的位置可以反向。在一個實施例中，每個花盆中具有一個管道以便形成穿過該柱子的通道。該管道可以從花盆的底部延伸至生長底物的預期頂部上方的一個位置。例如，該花盆上可以具有標記以用於標識生長底物的預期高度並且該管道可以延伸至這個高度或其上方。另外，該管道可以延伸至與該腔室的邊緣相同的高度。以此方式，該管道不能通過用生長底物將該腔室填充至頂部而被堵塞。因此，在用於該生長植物這個的被包圍的受控的緊鄰附近提供了一種新鮮的充氣的環境。特別有利的是，對於該生長底物的表面和/或本體以及該包殼的內表面(例如這些分隔件的表面(在存在分隔件的實施例中))提供了這樣的一種充氣的擔仍受控的環境。該管道可以被該腔室環繞(例如位於該花盆內的中心)，其中內壁將該管道與該腔室分開。該花盆可以具有圓形截面，該圓形截面具有將該管道與該腔室分開的徑向內壁。另外，該管道可以由該花盆側邊中的(例如該花盆的邊緣中的)通路而限定。優選地，這些分隔件是透明的或半透明的。這些分隔件在這些花盆之間提供了用於植物生長的空間並且可以允許陽光進入該柱子。該分隔件可以與這些花盆之一是一體的或與這些花盆是分離的。 在一個實施例中，至少一個分隔件或每個分隔件中包括多個孔口，穿過這些孔口，植物可以從該柱子中生長出來。此類孔口應該足夠大以便允許這些植物從該柱子中生長並且應該足夠小以便限制能量從該柱子中過度流失。這些孔口可以是在鄰近下方花盆定位的分隔件的底部中的開放側孔口。包括多個孔口的分隔件下方的花盆可以具有曲線形的邊緣。以此方式，從該孔口生長的植物不被將該植物從花盆的邊緣拉下的植物重量所傷害或甚至切斷。另外，該曲線形邊緣可以有助於使該植物在適當的方向上伸出。相信的是，土壤或其他生長底物的加熱/冷卻是影響植物生長的一個非常有影響力的因素；枝葉的加熱具有的影響力較小。因此，使枝葉懸在包殼外部、處於包殼外部的較冷/較熱的空氣中是可以接受的。事實上，可以促進枝葉在該包殼外部生長而使得它(該枝葉)有效地堵塞或阻礙該孔口以便進一步限制該包殼的內部與外部之間的水流失和熱傳遞(流失或收益)。由此提供了一種受控的、有效的生長系統，該系統以一種方式保持充氣狀態，該方式並不促進水或熱量的流失/收益並且是在該植物生長時並且遍及該生長周期(從發芽至其生長到長成的植物)保持被『密封』，而不需要重新安置該植物。通過提供一個適當大小的孔口以用於所生長的植物類型，從而將能量損失最小化。該孔口的大小可以被確定成使得該植物的芽或莖可以適應其中，而植物的枝葉可以在該包殼的外部生長。該孔口與該分隔件相比可以是較小的。例如，該孔口的面積可以是0.5cm2至36cm2，它可以是大致半圓形的、方形的或圓形的或拱形的或任何其他合適的形狀。對其他應用(例如，對較大的作物或藤本植物應用)而言它可以甚至更大或更小。該花盆柱子可以被安排成使得從這些花盆之一中的植物和/或生長底物中蒸發出的水將凝結在上方這些花盆之一上。這些花盆可以具有一個被成形為使得凝結在其上的水從該柱子中的通道排出的下表面。例如，在每個花盆中具有一個中央管道的實施例中，該下表面可以在離開該花盆中心的徑向方向上向下傾斜(例如以曲線形)。以此方式，該包殼中的水沒有通過蒸發而流失到外部環境中、而是被回收至該花盆。另外，花盆的下表面的形狀限制了水穿過這些花盆中的通道而流失到該柱子底部。該柱子可以被安排成使得這些花盆可以圍繞該柱子的中央軸線旋轉。以此方式，這些花盆可以按照需要被旋轉以便容易觸及到這些植物， 並且提供光在植物上的均勻分布。例如，如果在包殼周圍的光強度是不均勻的，則這些花盆可以被旋轉成使得之前處於低光條件下的植物現在是處於強光條件下。這些花盆的旋轉可以自動地進行。在一些實施例中，生長底物(例如土壤)可以不以常規形式提供在該腔室內。在這樣的一個實施例以及提供了生長底物的其他實施例中，該植物可以被提供到腔室中的另一種生長底物中，例如繁殖穴盤、如泥炭穴盤(或任何其他合適的已知等效物)中。在這樣的實施例中，正在生長的植物可以在其底部處(例如它的球莖、根或莖)處被包圍在該另一種生長底物(例如泥炭穴盤)中。該泥炭穴盤可以在使用中被定位在該腔室內的生長底物(例如土壤)的表面上或被插入/種植/嵌入到該腔室內的生長底物(例如土壤)中。該泥炭穴盤(或其他另外的底物)是與該頂空相連通的並且因此該頂空的充氣導致該泥炭穴盤和其周圍環境充氣。因此，降低了該泥炭穴盤和生長植物周圍的真菌、藻類和細菌的生長並且促進了該植物的生長。在一些實施例中該植物從孔口 134中長出。例如，該植物的莖和葉可以通過孔口134從該腔室中長出，而該泥炭穴盤植根在該包圍的頂空和/或腔室內。雖然枝葉和葉片實際可以在該包殼外部生長，但是在該充氣的、潮溼的、受控的包殼中穴盤的存在對該生長植物來說是有利的。另外，該穴盤通過堵塞該孔口而可以有助於進一步最小化來自該包殼的已經相對小的水/熱量的流失/收益。應指出的是，空氣流動經過莖(如果所述莖是位於另外的生長底物內(例如繁殖穴盤))，那麼因為空氣流過該另外的生長底物(例如該穴盤)實現了類似的優勢(如上所述)，則在本發明的範圍內預期的意思是空氣流過包含該莖的泥炭穴盤。根據本發明的一個第二方面提供了一種模塊，包括花盆和分隔件，每個花盆具有用於盛放植物並且任選地用於盛 放生長底物(例如土壤、巖棉或生物炭，該植物在其中生長)的一個腔室以及其中的一個管道，該管道被安排成使得空氣可以流經該管道而不流經該腔室，其中多個這樣的模塊可以堆疊在一起以形成一個柱子，其中這些分隔件將該柱子的這些花盆分隔並且限定了在這些花盆中至少兩個花盆各自頂部周圍的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室伸出，並且這些花盆中的這些管道形成了穿過該柱子的連續流動路徑，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空，這樣使得空氣可以流過這些包圍的頂空中的植物的葉片和/或莖。根據本發明的一個第三方面提供了一種用於組裝成為根據本發明的第一方面的設備的部件套件。根據本發明的一個第四方面，提供了一種用於生長植物的方法，該方法包括:將植物種植在多個花盆中，每個花盆限定了用於盛放植物的一個腔室；將這些花盆彼此上下堆疊在一個柱子中，其中多個分隔件將這個柱子的多個花盆分隔開並且限定了圍繞這些花盆中至少兩個花盆各自頂部的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室中伸出，該柱子包括一個空氣入口和一個空氣出口並且被安排成使得被引入該空氣入口的空氣穿過一個通道流向該空氣出口，該通道提供了穿過該柱子的連續流動路徑，而不要求空氣流經該腔室，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空，這樣使得該空氣可以流過這些包圍的頂空中的葉片和/或莖；並且將空氣引入該空氣入口。應理解的是，術語「種植植物」包括種植種子、球莖等等。
在一個實施例中，引入到該空氣入口的空氣是經加熱或經冷卻的空氣。該方法可以包括在這些花盆中提供一種生長底物(這些植物在其中生長)並且用於空氣的連續路徑可以被安排成使得空氣可以從該入口流到該出口而不流經該生長底物。根據本發明的一個第五方面提供了一種用於生長植物的系統，該系統包括根據本發明的第一個方面的設備、用於將空氣供應至該包殼的一個供應管道以及用於從該設備中回收空氣的一個返回管道、以及用於加熱或冷卻空氣的一個熱交換器，該供應管道被安排成將空氣從該熱交換器供應至該入口，並且該返回管道被安排成使空氣從該設備返回至該熱交換器。該空氣入口可以與一個空氣出口豎直間隔開。該系統提供了流經這些植物、可以有助於植物生長的空氣流。葉片、莖、生長底物的表面和/或該包殼的多個表面上的空氣流動可以有助於減少真菌、藻類和細菌的生長並且增強植物生長。相對於用加熱或冷卻裝置來加熱包殼中的更大體積的空氣而言，這樣的一種系統可以提供一種加熱或冷卻植物的有效方式。具體而言，該設備可以在這些花盆上方提供一個頂空，該頂空具有所生長的植物的尺寸的數量級。在一個實施例中，該包殼可以具有I米或更小的寬度，優選地400mm或更小並且最優選地是150mm左右。每個花盆上方的頂空可以小於I米，優選地小於500mm並且最優選地小於200mm。在這樣小的空間中加熱空氣比在大的溫室中加熱植物有效得多。該系統可以包括多個設備，其中該供應管道從該熱交換器至該設備的長度加上該返回管道從該設備至該 熱交換器的長度對於每個設備而言是基本上相同的。以此方式，該供應管道的起點與該返回管道的終點之間的溫度差將是大致相同的從而確保均勻的空氣流經每個包殼。該系統可以進一步包括一個養料源和/或水源以及使養料和/或水穿過這些包殼進行循環的一個供應裝置。該循環裝置可以包括一個用於將水/養料從水源和/或養料源供應至該設備的水和/或養料供應管道；以及用於從該設備中回收水和/或養料並且將水和/或養料返回至該源的返回管道。該供應和/或返回管道可以包括一個用於在水和/或養料被遞送至該設備時或被返回至該源之前對水和/或養料進行過濾的過濾器。以此方式，可以回收任何未使用的水和/或養料以便將來使用。應理解的是，在此所使用的術語「經加熱的空氣」和「經冷卻的空氣」分別是指相對於該包殼的外部環境中的空氣的溫度而言被加熱或被冷卻的空氣。
現在將僅通過舉例並參考附圖來描述本發明的實施例，在附圖中:圖1是根據本發明的一個實施例的設備的透視圖；圖2是該設備的透視圖，用陰影線展示了圖1中被掩蓋的該設備的多個部分；圖3是圖1和圖2所示的該設備的截面視圖；圖4是圖1至圖3的設備中所使用的種植花盆的透視圖；圖5是圖4中所示的種植花盆的截面視圖；圖6是圖4和圖5中所示的種植花盆的平面視圖；圖7是圖1至圖3的設備中所使用的分隔件的透視圖8是圖7中所示的分隔件的一個側視圖；圖9是圖7和圖8所示的分隔件從替代圖8方向的一個方向上觀察到的側視圖；圖10是圖1至圖3所示的設備的分解透視圖，示出了多個部件的套件被組裝在一起以形成該設備；圖11是根據本發明的一個實施例的一個系統的空氣循環安排的示意圖；並且圖12是該系統的水和養料循環安排的示意圖。
具體實施例方式
參見圖1至圖3，用於生長植物的設備包括具有多個彼此上下堆疊的種植花盆102的一個柱子100，以便限定一個用於容納植物的包殼。在這個實施例中，每個種植花盆102是相同的。然而，將理解的是在其他實施例中，可以使用不相同的花盆。每個花盆102限定了一個用於盛放生長底物(例如土壤、巖棉、肥料或生物炭，植物在其中生長)的腔室104(圖4至圖6所示出的)。該柱子100具有一條通道(箭頭106所示)，該通道提供了一條用於空氣穿過該柱子100的連續流動路徑。這個流動路徑包括圍繞這些花盆102的頂部的空間108，其中植物從該生長底物中伸出。為了沿著這條路徑流動，空氣不需要流經腔室104中的生長底物。在這個實施例中，空氣可以流經該通道而不流經該腔室。該柱子100在這個實施例中具有一個用於接收經加熱的空氣的入口 110並且具有一個用於從該柱子100中排出空氣的出口 112。在這個實施例中，該出口 112位於該入口110上方，該入口 110位於最下部的花盆102a下方，並且該出口 112位於最上部的花盆102b上方。以此方式，經過入口 110被引入的經加熱空氣可以穿過該通道106、一路上加熱這些植物、上升至該柱子100的頂部，此處空氣經出口 112被排出。該柱子100進一步包括一個水和養料入口 116，在這種情況下是連接到水和養料源上的噴射頭，用於將水和養料引入柱子100中。水和養料滲透穿過這些花盆102來向這些植物提供營養物質。到該柱子100底部的任何過剩的水和/或養料通過排放管118從該柱子100中排出。現在參見圖4至圖6，每個種植花盤102中具有一個管道114以便形成穿過該柱子100的通道106。該管道114被該腔室104環繞，其中錐形內壁124將該管道114與該腔室104分開。在這個實施例中，該管道114位於中心並且從該花盆102的底部120延伸至與腔室104的、向下成曲線的邊緣122相同的高度。該花盆具有IOOmm左右的高度以及150mm左右的直徑加上20mm至25mm之間的邊緣寬度。該管道具有的直徑在底部為40mm左右並且在頂部處為20mm左右。該管道114的錐形形狀促進了進入管道114的水和養料遠離該花盆102下方的管道114中的開口流動。以此方式，該管道114有助於防止水和養料穿過該管道114筆直地流向該柱子的底部。該腔室104的底部中具有多個孔洞126，以便有助於水和養料滲透穿過柱子100。現在參見圖1至圖3和圖7至圖9，該柱子100可以進一步包括用於將柱子100的多個花盆102隔開的多個透明的或半透明的分隔件130。以此方式，在每對花盆102之間提供一個分隔件130。這些花盆之間的這些分隔件130是相同的(圖7至圖9中示出了這些類型的分隔件)。然而，分隔件130a和130b不同於其他分隔件130。分隔件130a具有用於接收空氣入口管111和排放管118的多個適當開口。分隔件130b具有用於封閉分隔件130b頂部並且用於保持空氣出口管路113的一個蓋件132。這些分隔件130在這些花盆102之間提供了一個頂空以用於這些植物生長並且允許陽光進入該柱子100。在這個實施例中，每個分隔件具有200mm左右的高度和150mm左右的直徑。因此，用於植物生長的頂空的高度將是150_左右。具有這個大小的頂空的柱子100可以適合用於生長例如沙拉作物、生菜、西紅柿、草莓、豌豆、大豆、草藥、辣椒、胡椒等植物。所需要的頂空大小可以取決於正在生長的植物的大小和形式，例如枝葉的大小、果實大小、藤條或灌木。理想地，提供足夠的空間以允許枝葉以一種不受限的方式生長。在另一方面，理想地該空間不需要過大，因為那樣可能需要更多的能量來維持所希望的溫度(例如為了避免熱量流失或熱量收益)。已經發現200mm高的分隔件適合用於大範圍的植物。可以提供更小或更大的分隔件，這取決於應用，例如對更大的植物、樹苗、非常大的作物品種來說，這些分隔件可以是約I米高的。該系統的位置以及可獲得的陽光也將影響該頂空的大小。可獲得的光越少，可能需要的頂空就越大。在其他實施例中這些分隔件可以是約250mm高或具有任何其他合適的高度。在這個實施例中，每個分隔件130是一個透明或半透明材料的空心圓柱體，該空心圓柱體當被組裝在柱子100中時具有用於與該花盆102的邊緣122的下側相接合的一個連續上邊緣。該分隔件的底部包括多個孔口。在這個實施例中這些孔口是圓周地間隔開的開放側孔口 134。因此，當該分隔件被組裝在該柱子中時，在這些花盆102與這些分隔件130之間存在一系列的空隙，穿過這些空隙，植物可以從該柱子100中長出。在這個實施例中，提供了六個拱形孔口 134，每個孔口 134具有在頂點處為30mm左右的高度以及約30mm的寬度。另外，該分隔件130所封閉的 頂空周圍的面積百分比(S卩，不是經由孔口 134向外部環境開放)可以大於90%並且在這個實施例中可以大於93%。在一些實施例中可以是大約95%。以此方式，通過經加熱空氣逸出到外部環境中而導致的能量流失被保持為足夠低。花盆102的曲線形邊緣122有助於防止損壞該植物從這些孔口 134伸出的多個部分。當組裝在柱子100中時，每個花盆102可以圍繞其中心旋轉以使得使用者可以按照需要來觸及這些植物。當組裝在柱子100中時，每個花盆102可以圍繞其中心旋轉以使得使用者可以按照需要來觸及這些植物。圖10示出了這些不同的部件被組裝在一起以形成該柱子100(這些虛線表明不是所有的花盆和分隔件都被示出)。將理解的是，可以提供這些部件作為有待在現場組裝的一套部件。另外，將理解的是，成對的花盆和分隔件140可以作為一個與套件的其餘部分分開的模塊被供應以便添加到一個現有柱子100上或以便替換一個現有柱子的模塊。參見圖11和圖12，圖1至圖10的設備可以被結合在圖11和圖12所示出的一個系統中以用於向植物提供經加熱的空氣、水以及養料。該系統包括:多個包殼202，這些包殼包含植物、典型地被安排成一系列的行；以及兩個循環安排，一種安排200是用於使空氣循環穿過這些包殼202以便將這些植物維持在所需要的溫度，並且另一種安排204是用於使水和養料循環穿過這些包殼202。每個包殼202包括多個如圖1至圖10所示出的設備。
用於再循環空氣的安排200包括:一個用於加熱從中穿過的空氣的熱交換器206、一個用於將該經加熱的空氣從該熱交換器206供應到設備202的底部處的多個空氣入口的供應管道208 (實線所示出的)以及一個用於將空氣從這些包殼的頂部處的多個空氣出口回收至該熱交換器206的返回管道210 (虛線所示出的)。在這個實施例中，該供應管道208拆分成多個分隔管線208a、208b、208c以用於每行設備202並且該返回管道具有多個分隔管線210a、210b、210c以用於從每行設備202回收空氣。在使用中，通過用熱交換器206加熱空氣並且接著使經加熱的空氣進入這些包殼中來將設備202中的這些植物維持在所希望的溫度。該暖/熱空氣通過對流而上升至該設備的頂部，該設備引導該上升的空氣經過其中的植物。已經流經該設備202的空氣通過返回管線210被回收到熱交換器206中以便再加熱並且再次使用。通過熱交換器206加熱空氣可以進行恆溫控制以保持這些植物處於穩定的溫度。穿過該系統的空氣流動可以通過該熱交換器206任一側的溫度差來達到。另外，可以提供泵或風扇以用於循環該經加熱的空氣。將設備202的這些柱子100附接至管道210a、210b、210c的管路上使得這些柱子100穩定。用於再循環水和養料的安排204包括:水和養料216的源(例如儲箱)、一個用於將水和養料從該源216供應至設備202頂部處的多個水入口的一個供應管道218 (實線所示出的)以及一個用於從設備202底部的排放管回收水和養料的返回管道220 (虛線所示出的)。所回收的水和養料在被供應返回到該水和養料儲箱216之前可以被過濾。在這個實施例中，該供應管道218拆分成多個分離的管線218a、218b、218c以用於每行設備202並且該返回管道具有多個分離的管線220a、220b、220c以用於從每行設備202回收水和養料。在這個實施例中，對於空氣再循環安排200以及水和養料再循環安排204兩者而言，該供應管道208、218從該熱交換器206/水和養料儲箱216至該設備202的長度加上該返回管道210、220從該設備202至該熱交換器206/水和養料儲箱216的長度對於每個設備202而言是基本上相同的。例如 ，對於具有來自該熱交換器206/儲箱216的短的供應管道208、218的設備202而言，將會有一條通向該熱交換器206/儲箱216的長的返回管道210、220。根據以上所描述的實施例的系統可以是有利的，因為經加熱的空氣可以被引入到每個柱子100中而基本上無阻礙地在這些植物周圍流動從而有助於植物生長，而當該設備限制了該經加熱空氣在流經該柱子時到外部環境的流失。另外，因為這些柱子100所限定的包圍空間的體積小，所以需要被加熱的空氣體積被減小。以此方式，這些植物的周圍環境可以用一種能量有效的方式來控制。另外，相信的是在葉片、莖、生長底物的表面、和/或包圍該植物的莖、根、球莖或芽的繁殖穴盤(泥炭或類似底物)和/或該設備的表面上的空氣流量可以有助於減少真菌、藻類和細菌的生長。將理解的是，在不脫離如在本文中限定的本發明的情況下可以對以上所描述的實施例進行改變和修改。例如，可以在該花盆的不同區域中提供穿過這些花盆的管道，例如通過該花盆側邊上的開放通路。每個分隔件的高度可以是不同的，這取決於在生長的植物。使用適當大小的分隔件確保了用於生長植物的空間被有效地利用。每個花盆102的下表面可以被成形為使得其上的水從該柱子100中的通道106排出。例如，每個花盆的下表面可以在離開該花盆102中心的徑向方向上向下傾斜。以此方式，凝結在花盆102底部上的水和滲透穿過花盆102中的這些孔洞126的水是遠離該柱子100的中心被抽走的，從而限制了筆直穿過通道106到達該柱子100底部的水量。每個花盆中的植物可以直接用水和養料來噴灑，而不是通過水和養料滲透穿過上方花盆來供給。例如，花盆專用的噴霧器可以被連接至貫穿這些花盆的空氣管道延伸的水/養料管上。在包括多個設備的系統中，傳送到不同設備202的空氣的溫度可以被分別控制。以此方式，具有不同溫度要求的不同類型的植物可以在該系統中生長。另外，可以從分開的儲箱中來提供水和養料。該系統可以被安排成使得水(沒有養料)可以被傳送至該設備202並且與該養料混合以便提供一種溶液。該系統可以被安排成對不同的設備提供不同的溶液，從而允許需要不同溶液的不同類型的作物在單個系統內生長。為了增大該頂空的尺寸，可以在各個種植花盆之間使用多於一個的分隔件。為了實現這點，可以提供不是種植花盆的附接元件來將這些依次堆疊的分隔件附接在一起。這些花盆中的一個或多個可以被成形為使得該花盆的腔室的一部分(所謂的耳部)位於該分隔件的周邊之外。這可能是在該分隔件中提供多個孔口的一個替代方案。在這樣一種安排中，植物可以穿過該耳部從該包殼中生長出來。花盆可以包括圍繞該花盆圓周地間隔開的多個耳部。本發明提供了一個適當大小的包殼以用於確保植物具有足夠的生長空間，但是該空間不太大，因而避免了浪費能量。該包殼是與周圍環境基本上隔絕的，並且使得非預期的熱量流失或熱量收益以及水流失被最小化。提供了一條空氣流動路徑，不要求該路徑穿過該花盆的腔室，該腔室中通常可能存在一種生長底物。以此方式，本發明確保了該包殼的這些內表面和該底物的上表面能夠使空氣流經它們，而仍然有效地維持一種溫度和水受控的環境。通常，這種空氣流動是通過將該底物表面暴露在該外部環境中來實現的，在這種情況下向環境中發生了大量的熱和水傳遞。或者，這通常可以在一個大的溫室(典型的安排)內完成，在這種情況下許多 能量被消耗在控制環境以便實現合適的空氣流動路徑。相比之下，本發明同時提供了一個有效的、受控的環境和一個空氣流動路徑。該受控的、充氣的包殼僅與所需的一樣大。提供了多個機構來允許生長的植物在該包殼外部生長(如果必須的話)，而重要的是，繁殖穴盤或該植物的根或莖被維持在該受控的環境中。本發明對該底物的、植物的根所在的部分提供了充氣作用以及一個受控的環境，植物的莖、葉片以及枝葉從這個部分延伸。這個部分需要被充氣，但是在現有技術中，這僅是通過將該底物的表面的這個部分(該植物枝葉從該部分向該外部環境生長)暴露出來而實現的。這導致了該底物的這部分與該不受控的外部環境之間的熱量和水分的過度傳遞。在本發明中，該底物的這部分是在該包殼內並且不是以相同的方式暴露在該外部環境中的。在描述的這些實施例中，具有多個側孔的這種豎直生長系統允許了傳統地水平地生長的植物以一種空間有效的豎直方式進行生長。這相對於其他系統而言是有利的，在其他系統中提供了從中央區域延伸的多個側向延伸的花盆並且其中這些花盆暴露出了植物從中生長的土壤(或其他底物)。存在空間的節省並且避免了來自該底物的(過度的)熱
量/溫度傳遞。
在一些實施例中，該圓柱形分隔件130是由兩個(空心半圓柱形的)零件形成的。這些零件可以由柔性的塑料材料製成並且可以連結在一起以便通過舌片和凹槽的摩擦配合安排而形成合適的分隔件(即能夠形成包殼)。在一些實施例中，在使用中，有待生長的植物是處於芽或球莖的形式或是包圍在一個泥炭穴盤中。將這些芽、根、球莖或穴盤放置在該腔室內(例如，在該底物(例如土壤)的表面上)，接著該分隔件被連接至該花盆上使得該分隔件的這些孔口是與這些芽、根、球莖或穴盤對齊的，這樣促進了植物穿過該孔口從該腔室中生長出來。這些孔口的一些實施例的另一個任選特徵是提供一個孔口密封件。該孔口密封件包括一個用於該(這些)孔口的關閉件，以便將該包殼與該外部環境之間的熱和水傳遞最小化。該孔口密封件可以採取有待定位或固定在該孔口處的橡膠或紙構件的形式來封閉該孔口，同時柔性地允許植物的芽從中穿過，例如通過該橡膠/紙材料中的縫隙。以此方式，可以初始地將芽定位成穿過該孔口密封件並且可以在芽生長時改變芽在該孔口中的位置，同 時有效地封閉該孔口的其餘部分。
權利要求
1.關於生長植物的設備，包括:一個花盆柱子，多個花盆彼此上下堆疊以便限定一個用於容納植物的包殼，每個花盆限定了用於盛放植物的一個腔室；用於分離該柱子中多個花盆的多個分隔件，這些分隔件限定了圍繞這些花盆中至少兩個花盆各自頂部的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室中伸出；以及一個通道，該通道提供了用於使空氣穿過該柱子的連續流動路徑而不要求空氣流經該腔室，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，該腔室被安排成用於盛放一種生長底物，該植物在該生長底物中生長。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的設備，其中，該柱子具有一個用於接收空氣的入口以及一個用於從該柱子中排出空氣的出口。
4.根據權利要求3所述的設備，其中，所接收的空氣包括經加熱的或冷卻的空氣。
5.根據權利要求3或權利要求4所述的設備，其中，在使用中，該出口位於該入口上方。
6.根據權利要求5所述的設備，其中，該入口在使用中是位於最下部的花盆下方，並且該出口在使用中是位於最上 部的花盆上方。
7.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，每個花盆中具有一個管道以形成該穿過該柱子的通道。
8.根據權利要求7所述的設備，當所述權利要求引用權利要求2時，其中該管道從該花盆的底部延伸至該生長底物的預期頂部上方的一個位置。
9.根據權利要求7或權利要求8所述的設備，其中，該管道至少延伸至該腔室邊緣的高度。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的設備，其中，該管道被該腔室環繞，其中多個內壁將該管道與該腔室分開。
11.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，這些分隔件是與這些花盆分開的。
12.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，這些分隔件是透明的或半透明的。
13.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，至少一個或每個分隔件中包括多個孔口，植物能夠穿過這些孔口從該柱子中生長出來，並且任選地其中，這些孔口佔該分隔件的面積的少於10%、並且任選地少於7%、並且進一步任選地少於5%。
14.根據權利要求13所述的設備，其中，位於包括多個孔口的該或每個分隔件下方緊鄰的該花盆具有一個曲線形的邊緣。
15.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，該花盆柱子被安排成使得從這些花盆之一中的植物和/或生長底物中蒸發出的水將凝結在上方這些花盆之一上，並且每個花盆的下表面被成形為使得凝結在其上的水從該柱子中的通道排出。
16.根據權利要求15所述的設備，當所述權利要求引用權利要求6時，其中每個花盆中具有一個中央管道，並且該花盆的下表面在離開該花盆中心的徑向方向上向下傾斜。
17.一種模塊，包括一個花盆和一個分隔件，每個花盆具有用於盛放植物的一個腔室以及其中的一個管道，該管道被安排成使得空氣能夠流經該管道而不流經該腔室，其中多個這樣的模塊能夠堆疊在一起以形成一個柱子，其中這些分隔件將該柱子的這些花盆分隔並且限定了圍繞這些花盆中至少兩個花盆各自頂部的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室伸出，並且這些花盆中的這些管道形成了穿過該柱子的連續流動路徑，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空。
18.一種用於組裝成為根據權利要求1至16中任一項所述的設備的部件套件。
19.一種用於生長植物的方法，包括:將植物種植在多個花盆中，每個花盆限定了用於盛放植物的一個腔室；將這些花盆彼此上下堆疊在一個柱子中，其中多個分隔件將這個柱子的多個花盆分隔開並且限定了圍繞這些花盆中至少兩個花盆各自頂部的一個包圍的頂空，其中植物從該腔室中伸出，該柱子包括一個空氣入口和一個空氣出口並且被安排成使得被引入該空氣入口的空氣穿過一個通路流向該空氣出口，該通道提供了穿過該柱子的連續流動路徑而不要求空氣流經該腔室，該流動路徑包括在該至少兩個花盆上方的頂空；並且將空氣引入該空氣入口。
20.一種用於將經加熱或冷卻的空氣提供給植物的系統，該系統包括根據權利要求3或權利要求4至16中引用權利要求3的任一項所述的設備、並且包括用於將空氣供應至該入口的一個供應管道以及 用於從該設備中回收空氣的一個返回管道、用於加熱或冷卻空氣的一個熱交換器，該供應管道被安排成將空氣從該熱交換器供應至該入口，並且該返回管道被安排成使空氣從該設備返回至該熱交換器。
21.根據權利要求20所述的系統，其中，該系統包括多個該設備，並且該供應管道從該熱交換器至該設備的長度加上該返回管道從該設備至該熱交換器的長度對於每個設備而H是基本上相同的。
22.根據權利要求20或權利要求21所述的系統，進一步包括一個養料源和/或水源以及使養料源和/或水源穿過該設備進行循環的一個供應和裝置。
23.根據權利要求22的系統，其中，該循環裝置包括一個用於將水和/或養料從一個水源和/或養料源供應給該設備的一個水/養料供應管道、以及一個將水和/或養料從該設備回收並且使水和/或養料返回至該源的返回管道。
24.根據權利要求23所述的系統，其中，該返回管道包括一個過濾器，用於在水和/或養料被返回至該源之前對水和/或養料進行過濾。
全文摘要
本發明涉及一種用於生長植物的設備，該設備包括彼此上下堆疊的多個花盆(102)的一個柱子(100)，以便限定一個用於容納植物的包殼。每個花盆(102)限定了用於盛放植物的一個腔室(104)。提供了用於分離該柱子的多個花盆的多個分隔件，並且這些分隔件限定了圍繞這些花盆中至少兩個的頂部的一個被包圍的頂空，其中這些植物從該腔室中伸出。該腔室包括一個通道(106)，該通道提供了用於使空氣穿過這個柱子(100)的連續流動路徑，而不要求空氣流經該腔室(104)。這個流動路徑包括在這些花盆(102)中的至少兩個的上方的頂空。
文檔編號A01G9/02GK103096710SQ201180042277
公開日2013年5月8日 申請日期2011年7月18日 優先權日2010年7月19日
發明者亞歷山大·P·費雪 申請人:亞歷山大·P·費雪