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用于竖直和水平栽培系统的加压种植空气系统

阅读：1022发布：2020-12-21

专利汇可以提供用于竖直和水平栽培系统的加压种植空气系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于净化空气和灌溉植物的种植装置，其中该装置包括构造为用于竖直或水平栽培系统的模块化背板。包括连接件和端盖，用于引导水从上通道流至下通道。背板每部分包括5条通道，并且以45度夹角设置的相对的锥形顶和锥形底，用于对水进行引向并容置灌溉喷嘴。系统也可使用水平通道系统，方向不同但功能相同。嵌套背板连续地堆叠至彼此的顶部来形成更大的系统。，下面是用于竖直和水平栽培系统的加压种植空气系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于净化空气和浇灌植物的种植装置，包括
模块化背板，所述模块化背板具有轨道、多个通道、通气口和进水口，其中，每个通道具有相对的锥形顶和锥形底，用于对水进行引向和容置具有芯的喷嘴；
连接件和端盖，所述连接件和端盖设置为引导水从上通道流至下通道；以及端部连接盖，向上延伸进通道的底部，将水限制并保留在通道的底部以及位于端盖中的通道，用于将水流引导至下个连续通道的底部；
所述喷嘴内具有气流负压，驱使水吸入。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，喷嘴位于水源之上并与水面隔开2-3英寸的距离，并且芯位于每个通道的中心以确保不会出现水和空气的混合。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴具有单独的空气腔以将空气移出所述空气腔而不会产生压力。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴引导空气越过外露的芯，促使水流入土壤生根基质。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述空气穿过所述腔移动进入所述喷嘴，由此浇灌植物。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通气口迫使空气向下流动以避免水和空气在喷嘴内混合。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个通道中的正压力使得所述多个通道中的水与所述多个通道中的土壤基质分隔开，确保水与土壤基质两者之间不会发生混合。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，模块化背板的每个部分由5个通道组成。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个通道是水平的。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括竖直堆叠的不止一个模块化背板。
11.一种用于净化空气和浇灌植物的种植装置系统，包括
模块化背板，所述背板具有轨道、若干通道、通气口和排水口，其中，每个通道具有相对的锥形顶面和底面；以及
悬挂在轨道上的种植箱，所述种植箱位于具有单独空气腔和芯的喷嘴上；
所述喷嘴内具有气流负压，驱使水吸入。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，进一步包括泵或利用螺线管和计时器直接供水，并且进入通气口的空气向下流动，防止空气和水在喷嘴中混合。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，进一步包括相互连接件和端盖，所述相互连接件和端盖设置为引导水从上部通道流向下部通道。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述下部通道包括排水系统。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，喷嘴与水隔开2-3英寸的距离，并且固定芯体的喷嘴位于每个下部通道的中心以避免出现水和空气的混合。

说明书全文

用于竖直和水平栽培系统的加压种植空气系统

[0001] 交叉引用

[0002] 本申请要求编号为61/849339的临时申请(1)的优先权，该临时申请通过引用并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明一般涉及一种用于净化空气和灌溉植物的装置、系统和方法，具体涉及一种净化空气和灌溉植物的模块化灌溉系统。

背景技术

[0004] 为了美观、更好的空气质量、湿度以及自然冷却，利用植物作为室内绿化墙越来越流行。人们已开发出用于净化空气的垂直和水平栽培系统，这些栽培系统利用在植物根部附近存活的微生物来净化空气。这些绿化结构可为所有者带来诸多问题，例如来自污浊的蓄水池滤污器的霉菌、藻类和健康问题。滴灌或“潮汐系统”是竖直系统灌溉的最常用方法。因为各个植物托盘排水至接续的下一个托盘，所有污物/残骸流入滤污器，该滤污器开放并暴露在室内环境中。糟糕的空气流通导致霉菌和藻类问题、以及糟糕的植物生长环境。这些问题抑制了植物净化空气的能力并且严重影响了绿化墙应有的潜在健康作用。如Luebbers、Hensley的美国专利US850523B2的空气栽培系统使用喷雾法浇灌植物，其仍然会导致泥土和残骸在灌溉水中混合，这将需要频繁地进行清理。例如Darlington的欧洲专利#EP1416229A2的垂直滴灌系统使用透气的基质，其造成有机物/污物残骸在密闭容器中堆积的类似问题。Paleszezak 的欧洲专利申请EP2654400A1公开一系列具有交错的棱柱形箱的管子，用于空气流通。 Kluiver的国际专利申请W02011019277 A2公开了一种系统，其中室内污染物在植物的叶子上被捕获并且冲刷至基质。Wolverton/Middlemark的国际专利申请WO2010033423A1的系统使用具有不同尺寸的基质的苗床和滴灌系统来处理室内空气。Ware的专利#6477805B2利用类似的滴灌法，又将灌溉水与栽培基质和残骸直接混合。因此本发明的目的在于展示一种灌溉系统，该灌溉系统高效地将水和空气直接运送至种植基质，而不需要更改空气流，同时保持灌溉水与生活区域分隔开。本发明的目的在于利用空气流动来促进水越过改进的芯系统流入土壤，而不是像Donald Pengorest的美国专利#4741125那样利用芯的毛细管特性，在该美国专利中用一个双层可扩张的金属控制装置进行控制。进一步，Hickerson的美国专利 #4219967，也是依靠芯系统。毛细管芯用于多种种植装置中，但是控制其传送的水分难以实现，使得土壤饱和并且不健康。因此本发明的目的在于通过特别设计的喷嘴来控制空气和水分的传送，消除了对用于调节水分含量的电子设备的需求。

发明内容

[0005] 该加压竖直-水平种植系统解决了传统的灌溉系统以及种植系统所具有的若干问题，以实现植物修复。包括不再需要水滤污器、电子监控设备或专门改进的植物基质。当使用毛细管芯时，该系统不要求芯的毛细管“作用”来实现水分流通，而是依赖空气流动来形成“负”压从而将水吸入土壤基质中。由位于芯中的空气通道产生的这个过程是自我调节的。然而，流经系统的空气越多，水的流动就越多，由此形成水与空气比率的平衡，以确保根部和植物的健康，而并不需要依赖电子设备。该过程还有一个优点在于在种植的植物周围形成了微气候、以及水分富集区域，这是通过空气“推”过土壤的运动来完成的。此外，由于速率慢，我们的气流速率对于每条空气通路的总过滤量是更有利的。而且，空气过滤量可定向于需要空气净化的特定区域。

[0006] 附图描述

[0007] 图1示出了用于竖直系统的喷嘴(1)，并且该喷嘴(1)具有轴环(6)，用于将喷嘴(1) 定位于正确的深度。空气通道(2)用于移动空气穿过喷嘴(1)。盆环(7)使得盆与通道保持适当距离。回缩空气道(5)终止于距喷嘴开口1/8-1/4英寸处以确保在喷嘴(1)中积聚负压。

[0008] 图2示出了用于水平种植系统的直的喷嘴(1)，该喷嘴(1)具有空气通道(2)和回缩空气道(5)。

[0009] 图3展示了插有玻璃纤维的芯(4)的喷嘴(1)、以及从通道中流出的空气(8)。第一通道和第二通道如图8(9，13)所示。(5)示出了空气道的回缩，该回缩在用于移动水的芯上形成负压。

[0010] 图4为喷嘴(1)管端的正视图，示出了空气通道(2)和不含玻璃纤维芯的喷嘴(1)端部。

[0011] 图5展示了一个水平应用的具有芯(4)和喷嘴的轴环(6)的直的喷嘴(1)、以及从喷嘴流出的空气(8)。

[0012] 图6是水平通道(15)的侧视图，其示出了固定于通道中、具有芯(4)的喷嘴(1)，该芯 (4)悬于灌溉水(11)中，并且灌溉水需要距离喷嘴(1)底部2英寸，以便正常运行。

[0013] 图7为水平通道(15)的正视剖面图，其示出了灌溉水(11)，以及灌溉水(11)与喷嘴 (1)底部之间的距离。

[0014] 图8示出了第一通道(9)的剖面图，其中第一通道(9)具有种植盆(12)，种植盆(12) 悬挂在轨道(19)上，并且其中固定有喷嘴(1)，芯(4)悬于灌溉水(11)中，并且喷嘴(1) 的底部与灌溉水(11)之间的间隙为2英寸，来自第一通道(9)的空气和水分进入具有微生物的土壤(14)中。净化后的洁净空气从种植盆(12)的顶端离开种植盆，使植物沐浴在潮湿的空气(16)中。

[0015] 图9示出了图8的实施方式，其具有相连的多个通道，其中该通道包含室内空气和少量的水。具体实施例

[0016] 用于竖直和水平种植的水/空气传送系统利用单个的加压系统与定向传送喷嘴，能够实现水、空气、热量(如有需要)的传递，其中定向传送喷嘴设计为高效地将空气和水结合起来，同时保持土壤基质对于植物及微生物的生长来讲充分潮湿。该系统使得高空气量可以泵浦通过根部区域，优化了植物修复的过程。该系统的尺寸可以调整，以用于小型用户种植系统和大型商业用途。该系统无需单独的排水/蓄水池滤污器、电子传感器或浇水计时器。通过目标喷嘴将水、气体和可选的热量传送至每个种植容器，该系统还节省能量。当不用时，喷嘴可以从系统移除，这样就不会消耗能量和水。喷嘴利用有吸收力的芯，但并不依赖毛细作用来移动水分，而是利用直接定向于芯端部后方的气流、利用喷嘴中产生的“负”压将水分推进种植容器中的泥土介质。因此，本系统的目的在于充分地提供空气和水至美国临时专利 61/849，339的植物根部来净化空气，同时保持水用于浇灌隔绝于房间内部的系统。

[0017] 本系统包括相连的多个通道(图9)，这些通道包含室内空气和少量的灌溉水(11)，该水可用泵，或者利用螺线管和计时器的直接供水，连续或间断地供给。该系统的喷嘴(1)设置很严格，并且需要设置在系统内，以使水不会与喷嘴系统混合。只有空气能够进入喷嘴，这样通过回缩空气道(5)形成负压，将灌溉水(11)吸入基质中。

[0018] 该种植装置可用于净化空气和灌溉植物，其中该装置包括构造为用于竖直或水平栽培系统的模块化背板(图9)。包括连接件和端盖，用于引导水从上通道流至下通道(22)。背板每部分包括5条通道，并且以45度夹角设置的相对的锥形顶和锥形底(23)，用于对水进行引向并容置灌溉喷嘴。注意，系统也可使用水平通道系统(如图7-8所示)，方向不同但功能相同。嵌套背板(24)连续地堆叠至彼此的顶部来形成更大的系统(图9)。背板具有连接轨(25) 用于接入并悬挂栽培容器。

[0019] 背板具有用于从外部风扇或鼓风机接收“空气”的口和接收“水”的口(20)、以及位于上一排排水系统底部的排水管(26)。端部连接盖向上延伸进通道的底部，用于将水限制并保持在通道的底部，位于端盖中的通道，用于将水流引导至下个连续通道的底部。位于所述空气通道(2)顶部的通气口(21)，使空气向下流动，以避免水和空气在喷嘴内“混合”。该系统通过所述第二通道(图8的 13)中的正压力，使得通道中的灌溉水(图8-11)与栽培基质(10) 分隔开，确保灌溉水(图8-11)与栽培基质(10)两者之间不会混合。

[0020] 该系统使用芯系统/喷嘴(1)，其中喷嘴的底部与灌溉水(11)间隔2-3英寸的距离，所述喷嘴将芯部固定在通道中心以确保水不会和空气混合。喷嘴具有单独的空气通道(2)以有效地将空气移出所述腔体(28)而不会产生极大的压力。该系统使用所述喷嘴和空气通道(2)。空气通道(2)向内凹进1/8-1/4英寸以引导空气量越过外露的芯，促使水流进土壤生根基质，其中如果没有空气直接越过所述芯，就不会发生水分的移动。该系统利用空气穿过所述空气通道(2)进入所述喷嘴的运动的方式灌溉植物。

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