УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ
DEVICE FOR GROWING PLANTS

Область техники
[0001]
Изобретение относится к устройству для выращивания растений.
Уровень техники
[0002]
В PTL 1 раскрывается устройство для выращивания растений, которое поливает растения с помощью поливочного насоса. Данное устройство для выращивания растений также включает в себя устройство электропитания. Устройство электропитания преобразует ветер или солнечный свет в электрическую энергию и подает эту электрическую энергию в поливочный насос.
Перечень цитируемых материалов
Патентная литература
[0003]
[PTL 1] Японская выложенная заявка на патент №2003-210040.
Сущность изобретения
Техническая задача
[0004]
Изобретение, описанное в PTL 1, создает возможность уменьшить энергопотребление, требуемое для обслуживания устройства для выращивания растений. Однако данному устройству для выращивания растений дополнительно требуется электрическая энергия для управления устройством электропитания. При выращивании растений с помощью такого устройства для выращивания растений необходимо не только ухаживать за растениями, но также управлять устройством электропитания. Это создает дополнительные затруднения для пользователей.
[0005]
Цель данного изобретения - снизить зависимость от внешнего источника питания и электрического управления устройствами для выращивания растений.
Решение задачи
[0006]
[1] Устройство для выращивания растений согласно одному аспекту данного изобретения включает в себя посадочный резервуар для выращивания растений и солнечную теплонасосную установку. Солнечная теплонасосная установка включает в себя водяной бак, который подает питательную воду в посадочный резервуар по водополивочному каналу. Водяной бак также является водяным баком для всасывания питательной воды из посадочного резервуара по водозаборной трубе. Солнечная теплонасосная установка также включает в себя теплонакопитель, который имеет воздухонакопитель, который сообщается с верхней секцией водяного бака. Теплонакопитель получает солнечный свет и создает давление нагретого воздуха внутри воздухонакопителя, давящего на поверхность воды внутри водяного бака. Водяной бак подает питательную воду, которая находится под давлением воздуха, в материал питательной среды. Водяной бак таким образом подает воду по водополивочному каналу. Водяной бак подает воду сверху на материал питательной среды, который размещен внутри посадочного резервуара. Теплонакопитель поднимает поверхность воды внутри водяного бака. Этот подъем уровня воды происходит в результате того, что нагретый воздух охлаждается при уменьшении солнечного света. Водяной бак всасывает питательную воду из донной секции посадочного резервуара по водозаборной трубе. Это всасывание происходит в соответствии с подъемом питательной воды.
[0007]
[2] Предпочтительно, солнечная теплонасосная установка также включает в себя выпускной обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, подаваемой из водяного бака в посадочный резервуар. Предпочтительно, солнечная теплонасосная установка также включает в себя всасывающий обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, всасываемой из посадочного резервуара в водяной бак. Выпускной обратный клапан и всасывающий обратный клапан предпочтительно имеют клапанный элемент с удельной плотностью, большей, чем у питательной воды. Этот клапанный элемент деталь предпочтительно имеет сужающуюся книзу коническую форму. Эти обратные клапаны предпочтительно также имеют клапанное седло воронкообразной формы. Эта воронкообразная форма предпочтительно имеет сужающуюся книзу форму, согласующуюся с формой клапанной детали.
[0008]
Предпочтительно, давление питательной воды, поверхность которой подверглась давлению теплонакопителя внутри водяного бака, превышает давление питательной воды внутри водополивочного канала. Это предпочтительно заставляет клапанный элемент и клапанное седло выпускного обратного клапана отделяться друг от друга. Предпочтительно, это открывает водополивочный канал. В то же время, предпочтительно, водозаборная труба закрывается клапанным элементом и клапанным седлом всасывающего обратного клапана, входящими в поверхностный контакт друг с другом под действием силы тяжести, а также из-за давления питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водозаборной трубы. Предпочтительно, в результате этого питательная вода внутри водяного бака подается в посадочный резервуар по водополивочному каналу. Предпочтительно, давление питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускается ниже давления питательной воды внутри водозаборной трубы. Это предпочтительно заставляет клапанный элемент и клапанное седло всасывающего обратного клапана отделяться друг от друга. Предпочтительно, это открывает водозаборную трубу. В то же время, предпочтительно, водополивочный канал закрывается клапанным элементом и клапанным седлом выпускного обратного клапана, входящими в поверхностный контакт друг с другом под действием силы тяжести, а также из-за давления питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускающегося ниже давления питательной воды внутри водополивочного канала. Предпочтительно, в результате этого питательная вода подается из посадочного резервуара по водозаборной трубе в соответствии с подъемом питательной воды внутри водяного бака.
[0009]
[3] Выпускной обратный клапан и всасывающий обратный клапан предпочтительно располагаются снаружи водяного бака. Предпочтительно эти обратные клапаны выполнены с возможностью съема с водополивочного канала и водозаборной трубы.
[0010]
[4] Выпускной обратный клапан и всасывающий обратный клапан каждый предпочтительно также включают в себя крышку и основание. Основание предпочтительно имеет клапанное седло. Клапанный элемент предпочтительно располагается между крышкой и клапанным седлом. Крышка и основание предпочтительно имеют резьбу. Предпочтительно резьба крышки сопряжена с возможностью съема с резьбой основания.
[0011]
[5] Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя устройство для пополнения воды, которое пополняет питательную воду в посадочном резервуаре. Это пополнение предпочтительно осуществляется через фильтрующий материал, расположенный в донной секции посадочного резервуара. Устройство для пополнения воды предпочтительно имеет водозаправочный бак, в котором хранится питательная вода. Устройство для пополнения воды предпочтительно также включает в себя узел всасывающего давления, который восполняет питательную воду в посадочном резервуаре через фильтрующий материал. Устройство для пополнения воды предпочтительно также включает в себя водозаправочную трубу, которая подает питательную воду, хранящуюся в водозаправочном баке, в верхнюю секцию узла всасывающего давления. Пополнение питательной воды узлом всасывающего давления предпочтительно приводит к понижению уровня воды внутри узла всасывающего давления. Это предпочтительно заставляет питательную воду внутри водозаправочного бака поступать в верхнюю секцию узла всасывающего давления.
[0012]
[6] Узел всасывающего давления предпочтительно является отдельным узлом от посадочного резервуара.
[0013]
[7] В альтернативном варианте осуществления узел всасывающего давления и посадочный резервуар предпочтительно интегрированы, имея общие стенки. В этом случае фильтрующий материал предпочтительно проходит в донную секцию узла всасывающего давления.
[0014]
[8] Предпочтительно множество водозаправочных баков располагаются ступенчато. Водозаправочные баки предпочтительно располагаются так, чтобы имелась разница в уровне воды между одним из водозаправочных баков и другим из водозаправочных баков. Водозаправочный бак на верхней стороне предпочтительно оснащен средствами подачи воды. Эти средства подачи воды предпочтительно подают питательную воду водозаправочного бака на верхней стороне в водозаправочный бак на нижней стороне.
[0015]
[9] Устройство для пополнения воды предпочтительно также включает в себя регулятор, имеющийся на водозаправочной трубе. Регулятор предпочтительно регулирует скорость потока питательной воды внутри водозаправочной трубы.
[0016]
[10] Посадочный резервуар предпочтительно также включает в себя держатель, на котором лежит материал питательной среды. Держатель предпочтительно располагается внутри посадочного резервуара. Держатель предпочтительно имеет сужающуюся кверху или книзу воронкообразную форму. Держатель, благодаря этой воронкообразной форме, предпочтительно образует пространство между фильтрующим материалом и донной частью материала питательной среды.
[0017]
[11] Устройство для выращивания растений предпочтительно включает в себя два или более посадочных резервуаров. Устройство для выращивания растений предпочтительно включает в себя один теплонакопитель, который сообщается с двумя или более посадочными резервуарами. Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя воздуховод, который соединяет теплонакопитель с водяным баком. Воздуховод предпочтительно обеспечивает передачу давления воздуха, нагреваемого теплонакопителем, в водяной бак. Воздуховод предпочтительно обеспечивает передачу давления воздуха, охлаждаемого теплонакопителем, в водяной бак. Теплонакопитель предпочтительно передает изменения давления нагретого воздуха в водяной бак по воздуховоду. Это предпочтительно заставляет теплонакопитель давить на поверхность воды внутри водяного бака посредством давления нагретого воздуха. Теплонакопитель предпочтительно передает изменения давления охлажденного воздуха в водяной бак по воздуховоду. Это предпочтительно заставляет теплонакопитель поднимать поверхность воды внутри водяного бака посредством давления охлажденного воздуха.
[0018]
[12] Теплонакопитель предпочтительно включает в себя тело теплонакопителя, расположенную внутри воздухонакопителя.
[0019]
[13] Материал питательной среды предпочтительно имеет направленную вверх сужающуюся коническую форму. Материал питательной среды предпочтительно имеет способность к восстановлению в направлении, в котором дальний конец конической формы появляется над поверхностью воды, когда материал питательной среды плавает на питательной воде. Материал питательной среды предпочтительно имеет часть для приема семени на дальнем конце, куда помещается семя растения. Материал питательной среды предпочтительно разбухает, когда он погружен в питательную воду.
[0020]
[14] Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя устройство для пополнения воды, которое восполняет питательную воду в посадочном резервуаре через фильтрующий материал, расположенный в донной секции посадочного резервуара. Устройство для пополнения воды предпочтительно включает в себя водозаправочный бак, в котором хранится питательная вода, водохранилище, которое восполняет питательную воду в посадочном резервуаре через фильтрующий материал, узел всасывающего давления, который сообщается с водохранилищем и располагается выше, чем водохранилище, так чтобы подавать питательную воду в водохранилище под действием силы тяжести, и водозаправочную трубу, которая подает питательную воду, хранящуюся в водозаправочном баке, в верхнее пространство узла всасывающего давления. Предпочтительно, питательная вода в водозаправочном баке подается в верхнее пространство узла всасывающего давления путем понижения уровня воды внутри узла всасывающего давления, вызванного пополнением питательной воды с помощью узла всасывающего давления.
[0021]
[15] Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя выпускной обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, подаваемой из водяного бака в посадочный резервуар, всасывающий обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, всасываемой из посадочного резервуара в водяной бак, соединительную трубу, которая соединяет выпускной обратный клапан и всасывающий обратный клапан, и водоприемную трубу, которая соединяет средний участок соединительной трубы с водяным баком.
[0022]
Предпочтительно водозаборная труба перекрывается всасывающим обратным клапаном, закрываемым давлением питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водозаборной трубы. Предпочтительно водополивочный канал открывается выпускным обратным клапаном, открываемым давлением питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водополивочного канала, в результате чего питательная вода в водяном баке подается в посадочный резервуар по водополивочному каналу. Предпочтительно водополивочный канал перекрывается выпускным обратным клапаном, закрываемым давлением питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускающимся ниже давления питательной воды внутри водополивочного канала. Предпочтительно водозаборная труба открывается всасывающим обратным клапаном, открываемым давлением питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускающимся ниже давления питательной воды внутри водозаборной трубы, в результате чего питательная вода подается из посадочного резервуара по водозаборной трубе в соответствии с подъемом питательной воды в водяном баке.
[0023]
[16] Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя выпускной обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, подаваемой из водяного бака в посадочный резервуар, и всасывающий обратный клапан, который препятствует обратному течению питательной воды, всасываемой из посадочного резервуара в водяной бак. Выпускной обратный клапан и всасывающий обратный клапан каждый предпочтительно образуются клапанным элементом, имеющим гибкую мысковую часть. Мысковая часть предпочтительно имеет паз и выемку на верхней стороне на дальнем конце мысковой части. Паз предпочтительно имеется только в выемке, расположенной в центре верхней стороны.
[0024]
Предпочтительно водозаборная труба перекрывается пазом всасывающего обратного клапана, закрываемого давлением питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водозаборной трубы. Предпочтительно водополивочный канал открывается пазом выпускного обратного клапана, открываемого давлением питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водополивочного канала, в результате чего питательная вода в водяном баке подается в посадочный резервуар по водополивочному каналу. Предпочтительно водополивочный канал перекрывается пазом выпускного обратного клапана, закрываемого давлением питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускающегося ниже давления питательной воды внутри водополивочного канала. Предпочтительно водозаборная труба открывается пазом всасывающего обратного клапана, открываемого давлением питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, опускающимся ниже давления питательной воды внутри водозаборной трубы, в результате чего питательная вода подается из посадочного резервуара по водозаборной трубе в соответствии с поднятием питательной воды в водяном баке.
[0025]
[17] Устройство для выращивания растений предпочтительно включает в себя два или более посадочных резервуаров, водополивочный канал предпочтительно является тpyбjпроводом, который имеет ответвления и распределяет воду в каждый из двух или более посадочных резервуаров через разветвления. Губка предпочтительно помещается в выпускном отверстии водополивочного канала, которое ведет в посадочный резервуар.
[0026]
[18] Устройство для выращивания растений предпочтительно включает в себя устройство для пополнения воды, которое восполняет питательную воду в посадочном резервуаре через фильтрующий материал, расположенный в донной секции посадочного резервуара. Устройство для пополнения воды предпочтительно включает в себя водозаправочный бак, в котором хранится питательная вода, узел всасывающего давления, который подает питательную воду в посадочный резервуар через фильтрующий материал, и водозаправочную трубу, которая подает питательную воду, хранящуюся в водозаправочном баке, в верхнее пространство узла всасывающего давления. Предпочтительно питательная вода в водозаправочном баке подается в верхнее пространство узла всасывающего давления путем снижения уровня воды в узле всасывающего давления, вызванного пополнением питательной воды с помощью узла всасывающего давления. Устройство для выращивания растений предпочтительно включает в себя водопитатель, который сообщается с водозаправочным баком и подает питательную воду в устройство для пополнения воды. Водопитатель предпочтительно имеет поплавковый клапан.
[0027]
[19] Устройство для выращивания растений предпочтительно также включает в себя еще одно из устройств для пополнения воды. Водозаправочный бак другого из устройств для пополнения воды предпочтительно сообщается опосредованно с водопитателем через водозаправочный бак, который сообщается с водопитателем.
[0028]
[20] Материал питательной среды предпочтительно включает в себя гелевые частицы, содержащие компонент удобрений.
[Положительные эффекты изобретения]
[0029]
Данное изобретение предлагает устройство для выращивания растений, которое уменьшит зависимость от электрической энергии и электрического управления.
Краткое описание чертежей
[0030]
Фиг. 1 - вид с торца устройства для выращивания растений в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг. 2 - вид с торца устройства для выращивания растений в соответствии с Примером 1.
Фиг. 3 - схема сборки обратного клапана в соответствии с Примером 1.
Фиг. 4 - принципиальная схема устройства для выращивания растений в соответствии с Примером 2.
Фиг. 5 - вид в перспективе устройства для выращивания растений в соответствии с Примером 2.
Фиг. 6 - принципиальная схема работы насоса по выпуску в соответствии с Примером 2;
Фиг. 7 - принципиальная схема работы насоса по всасыванию в соответствии с Примером 2.
Фиг. 8 - принципиальная схема работы устройства для пополнения воды в соответствии с Примером 2.
Фиг. 9 - вид сбоку водозаправочного бака в соответствии с вариацией Примера 2;
Фиг. 10 - принципиальная схема подложки материала питательной среды в соответствии с вариантом Примера 2.
Фиг. 11 - принципиальная схема процесса разбухания материала питательной среды в соответствии с вариантом Примера 2.
Фиг. 12 - вид в перспективе устройства типа двойного бака в соответствии с Примером 3.
Фиг. 12 - вид в перспективе устройства типа многосекционного резервуара в соответствии с Примером 3.
Фиг. 14 - принципиальная схема устройства для выращивания растений в соответствии с Примерами 5 и 6.
Фиг. 15 - вид в перспективе обратного клапана в соответствии с Примером 7.
Фиг. 16 - вид с торца пары обратных клапанов в соответствии с Примером 7.
Фиг. 17 - вид с торца пары обратных клапанов в соответствии с Примером 7.
Фиг. 18 - принципиальная схема обратного клапана в соответствии с упоминаемым эталонным примером;
Фиг. 19 - принципиальная схема устройства для выращивания растений в соответствии с Примером 8
Фиг. 20 - вид с торца водополивочного канала в соответствии с Примером 8.
Фиг. 21 - местный разрез с частичным разрезом водополивочного канала в соответствии с Примером 9;
Фиг. 22 - принципиальная схема устройства для выращивания растений в соответствии с Примером 10.
Фиг. 23 - принципиальная схема материала питательной среды в соответствии с Примером 11.
Описание вариантов осуществления
[0031]
Варианты и примеры осуществления данного изобретения далее описываются со ссылкой на чертежи. Составляющим элементам, которые эквивалентны друг другу на чертежах, присвоены одинаковые ссылочные позиции, чтобы избежать избыточного описания этих элементов. Штриховка частично опущена на торцевых поверхностях на чертежах для лучшей видимости.
[0032]
На фиг. 1 изображено устройство 99, которое является устройством для выращивания растений в соответствии с вариантом осуществления. На чертеже изображение точки пересечения между водоприемной трубой 37 и водозаборной трубой 36 упрощено. Устройство 99 включает в себя посадочный резервуар 19 и солнечную теплонасосную установку 32. Солнечная теплонасосная установка 32 включает в себя водяной бак 30. Водяной бак 30 подает питательную воду в посадочный резервуар 19 по водополивочному каналу 38. Водяной бак 30 всасывает питательную воду из посадочного резервуара 19 по водозаборной трубе 36.
[0033]
Питательная вода в нем включает в себя питательные растворы. Питательный раствор здесь относится к воде, в которую, по мере необходимости, добавляются ионы, минералы и другие питательные вещества и которая подходит для роста растений, так как растения впитывают этот питательный раствор через корни. Питательная вода здесь включает в себя воду, которая практически не содержит эти питательные вещества. В последующем описании, если иное не указано, питательная вода может иногда называться просто водой.
[0034]
Солнечная теплонасосная установка 32, показанная на фиг. 1, также включает в себя теплонакопитель 56. Теплонакопитель 56 имеет воздухонакопитель 57. Воздухонакопитель 57 сообщается с верхней секцией водяного бака 30. Теплонакопитель 56 поднимает поверхность воды внутри водяного бака 30 давлением воздуха. Давление воздуха генерируется теплонакопителем 56, получающим солнечный свет 93 и нагревающим воздух внутри воздухонакопителя 57.
[0035]
Водяной бак, изображенный на фиг. 1, подает воду, на которую действует давление воздуха, в материал 90 питательной среды. Водяной бак 30 таким образом подает воду по водополивочному каналу 38. Водяной бак 30 подает воду сверху над материалом 90 питательной среды, который размещен внутри посадочного резервуара 19.
[0036]
Теплонакопитель 56, изображенный на фиг. 1, поднимает поверхность воды внутри водяного бака 30. Это поднятие уровня воды происходит в результате того, что нагретый воздух охлаждается при уменьшении солнечного света 93. Водяной бак 30 всасывает воду из донной секции посадочного резервуара 19 по водозаборной трубе 36. Это всасывание происходит в соответствии с поднятием воды, упомянутым выше.
[0037]
Как изображено на фиг. 1, солнечная теплонасосная установка 32 всасывает воду с наружной стороны установки, поднимает уровень воды внутри установки и выпускает воду из установки. Солнечная теплонасосная установка 32 получает энергию, необходимую для этого движения воды, от теплонакопителя 56. Предпочтительно солнечная теплонасосная установка 32 не включает в себя электрический насос.
[0038]
Солнечная теплонасосная установка 32, изображенная на фиг. 1, также включает в себя выпускной обратный клапан 43, который препятствует обратному течению воды, подаваемой из водяного бака 30 в посадочный резервуар 19. Солнечная теплонасосная установка 32 также включает в себя всасывающий обратный клапан 41, который препятствует обратному течению воды, всасываемой из посадочного резервуара 19 в водяной бак 30.
[0039]
Устройство 99, изображенное на фиг. 1, преимущественным образом не требует рабочей силы для полива. Причина в том, что полив может обеспечиваться циклом солнечного света, как описывается выше. При использовании устройства 99 растения могут выращиваться при более низких затратах, чем способами обычной гидропоники. Причина в том, что устройство 99 практически не основывается или меньше основывается на электрической энергии или электрическом управлении по сравнению с устройствами, необходимыми для гидропоники.
Пример 1
[0040]
Фиг. 2 - вид с торца устройства 100 в соответствии с Примером 1. На чертеже изображение точки пересечения между водоприемной трубой 37 и водозаборной трубой 36 упрощено. Устройство 100 - это устройство для выращивания растений с циркуляцией воды. Устройство 100 включает в себя посадочный резервуар 19, насос 29 и устройство 59 для пополнения воды. Вода циркулирует между посадочным резервуаром 19 и насосом 29, как описывается далее.
[0041]
Посадочный резервуар 19, изображенный на фиг. 2, имеет донную секцию 20 и отверстие 21 верхней поверхности. Посадочный резервуар 19 имеет корпусную часть 23, образованную стенками. Корпусная часть 23 проходит от донной секции 20 до отверстия 21 верхней поверхности. Корпусная часть 23 - предпочтительно цилиндрическая. Внутренняя полость 24 посадочного резервуара 19 состоит в основном из пустой полости в центре корпусной части 23.
[0042]
Посадочный резервуар 19, изображенный на фиг. 2, включает в себя держатель. На держателе 27 находится материал 90 питательной среды. Материал 90 питательной среды описывается подробно далее. Держатель 27 размещается во внутренней полости 24. Держатель 27 предпочтительно размещается ближе к донной секции 20, чем к отверстию верхней поверхности 21. Таким образом посадочный резервуар 19 может вмещать больше материала 90 питательной среды.
[0043]
Фильтрующий материал 25, изображенный на фиг. 2, размещен в донной секции 20. Фильтрующий материал 25 размещен между внутренней полостью 24 и водозаборной трубой 36. Фильтрующий материал 25 предпочтительно является пористым материалом, включающим в себя цеолит. Фильтрующий материал 25 предпочтительно пакуется в сетчатый мешок (не показан). Верхняя поверхность 22 фильтрующего материала 25 выкладывает внутреннюю полость 24. Фильтрующий материал 25 может быть закреплен на донной секции 20 держателем 27, давящей на верхнюю поверхность 22.
[0044]
Насос 29, изображенный на фиг. 2, имеет насосную камеру 39 и пару 40 обратных клапанов. Пара 40 обратных клапанов имеет всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43. По меньшей мере один из всасывающего обратного клапана 41 и выпускного обратного клапана 43 предпочтительно является гравитационным обратным клапаном. Всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 могут быть пружинными обратными клапанами.
[0045]
Всасывающий обратный клапан 41, изображенный на фиг. 2, препятствует образованию потока воды, который проходит от внутренней полости 31 водяного бака 30 в направлении водозаборной трубы 36 без прохождения через посадочный резервуар 19. Выпускной обратный клапан 43 препятствует образованию потока воды, который проходит от внутренней полости 31 в направлении водополивочного канала 38 без прохождения через посадочный резервуар 19. Всасывающий обратный клапан 41, водяной бак 30 и выпускной обратный клапан 43 расположены так, чтобы поток воды протекал в следующем порядке: через всасывающий обратный клапан 41, водяной бак 30 и выпускной обратный клапан 43.
[0046]
По меньшей мере один из всасывающего обратного клапана 41 и выпускного обратного клапана 43, показанных на фиг. 2, расположен снаружи насосной камеры 39. Предпочтительно, и всасывающий обратный клапан 41, и выпускной обратный клапан 43 расположены снаружи насосной камеры 39. Еще более предпочтительно, и всасывающий обратный клапан 41, и выпускной обратный клапан 43 соединены друг с другом. Такая пара обратных клапанов 40 может легко заменяться.
[0047]
Пара 40 обратных клапанов, изображенных на фиг. 2, может быть группой обратных клапанов. Группа обратных клапанов может включать в себя множество всасывающих обратных клапанов 41. Группа обратных клапанов может включать в себя множество выпускных обратных клапанов 43.
[0048]
Фиг. 3 - схема сборки одного примера пары обратных клапанов 40. Всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 могут иметь одинаковую конфигурацию, как изображено на чертеже. Торцевая поверхность всасывающего обратного клапана 41 перед сборкой представлена на правой стороне чертежа. Торцевая поверхность выпускного обратного клапана 43 перед сборкой представлена на левой стороне чертежа. Выше и ниже пары 40 обратных клапанов изображены с боковых сторон соответствующих концов труб, соединенных с обратными клапанами.
[0049]
Пара обратных клапанов 40, изображенных на фиг. 3, включает в себя основание 42, клапанные элементы 44а и 44b и крышки 46а и 46b. Основание 42 включает в себя клапанные седла 45а и 45b, кольца 47а и 47b и соединения 48а и 48b. Клапанное седло 45а и кольцо 47а всасывающего обратного клапана 41 образованы на верхней поверхности основания 42. Клапанное седло 45b и кольцо 47b выпускного обратного клапана 43 образованы на верхней поверхности основания 42. Кольца 47а и 47b охватывают клапанные седла 45а и 45b соответственно.
[0050]
Соединение 48а всасывающего обратного клапана 41 и соединение 48b выпускного обратного клапана 43, изображенные на фиг. 3, образованы на нижней поверхности основания 42. Соединения 48а и 48b сообщаются с клапанными седлами 45а и 45b соответственно. Клапанные седла 45а и 45b имеют сужающуюся книзу воронкообразную форму.
[0051]
Резьба образована на основании 42, изображенном на фиг. 3. Резьба предпочтительно выполнена на наружной поверхности колец 47а и 47b. Клапанные детали 44а и 44b имеют сужающуюся книзу коническую форму. Клапанные элементы 44а и 44b имеют удельную плотность большую, чем удельная плотность питательной воды. Предпочтительно, удельная плотность клапанных элементов 44а и 44b больше, чем удельная плотность чистой воды. Коническая наружная поверхность клапанного элемента 44а и воронкообразная внутренняя поверхность клапанного седла 45а предпочтительно входят в плотный контакт друг с другом.
[0052]
Чтобы собрать пару обратных клапанов 40, изображенных на фиг. 3, клапанные элементы 44а и 44b располагаются между крышкой 46а и клапанным седлом 45а и между крышкой 46b и клапанным седлом 45b соответственно. Клапанные элементы 44а и 44b входят в клапанные седла 45а и 45b через центр колец 47а и 47b. Резьба образована на внутренней поверхности крышек 46а и 46b. Таким образом резьба крышек 46а и 46b сопрягается с резьбой колец 47а и 47b.
[0053]
Эти резьбы, отмеченные выше, обеспечивают с возможностью съема сопряжение крышек 46а и 46b, изображенных на фиг. 3, с кольцами 47а и 47b. Соответственно всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 могут изготавливаться эффективным образом. Крышки 46а и 46b могут быть сняты с основания 42 путем отвинчивания. Таким образом, клапанные элементы 44а и 44b и клапанные седла 45а и 45b могут очищаться.
[0054]
Стрелки на фиг. 3 указывают направления потоков воды 83 и 84, входящих и выходящих из пары обратных клапанов 40. Водоприемная труба 35 соединяется с крышкой 46а всасывающего обратного клапана 41. Вода подается от крышки 46а в водоприемную трубу 35. Водозаборная труба 36 соединяется с соединением 48а. Вода подается от водозаборной трубы 36 в соединение 48а. Поэтому создается поток воды 84, который проходит от водозаборной трубы 36, изображенной на фиг. 2, в направлении водяного бака 30, и таким образом вода всасывается из посадочного резервуара 19.
[0055]
Когда вода пытается протечь в обратном направлении от направления потока воды 84, изображенного на фиг. 3, клапанный элемент 44а входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45а и останавливает воду. Даже когда такого потока воды нет, клапанный элемент 44а опускается под действием силы тяжести и входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45а, чтобы остановить воду. Кроме того, клапанный элемент 44а и клапанное седло 45а входят в плотный контакт друг с другом из-за давления питательной воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышающего давление питательной воды внутри водозаборной трубы 36. Когда клапанный элемент 44а и клапанное седло 45а входят в плотный контакт, протечка воды из водяного бака 30 в водозаборную трубу 36 предотвращается.
[0056]
Водоприемная труба 37 соединяется с соединением 48b выпускного обратного клапана 43, изображенного на фиг. 3. Вода подается от водоприемной трубы 37 в соединение 48b. Труба, которая образует водополивочный канал 38, соединяется с крышкой 46b. Вода подается от крышки 46b в водополивочный канал 38. Поэтому создается поток воды 83, который проходит от водяного бака 30, изображенного на фиг. 2, в направлении водополивочного канала 38, и таким образом вода выпускается в посадочный резервуар 19.
[0057]
Когда вода пытается протечь в обратном направлении от направления потока воды 83, изображенного на фиг. 3, клапанный элемент 44b входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45b и останавливает воду. Даже когда такого потока воды нет, клапанный элемент 44b опускается под действием силы тяжести и входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45b, чтобы остановить воду. Кроме того, клапанный элемент 44b и клапанное седло 45b входят в плотный контакт друг с другом из-за давления питательной воды, поверхность которой была поднята теплонакопителем внутри водяного бака, которое опустилось ниже давления питательной воды внутри водополивочного канала 38. Когда клапанный элемент 44b и клапанное седло 45b входят в тесный контакт, протечка воды из водополивочного канала 38 в водяной бак 30 предотвращается.
[0058]
Выпускной обратный клапан 43, изображенный на фиг. 3, выполнен съемным с водоприемной трубы 37 и водополивочного канала 38. Всасывающий обратный клапан 41 выполнен съемным с водоприемной трубы 35 и водозаборной трубы 36. Поэтому всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 легко заменяются. Если всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 являются отдельными компонентами, всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43 могут заменяться по-отдельности.
[0059]
Возвращаясь к фиг. 2, насосная камера 39, изображенная на фиг. 2, имеет водяной бак 30 и воздушный бак 50. Водяной бак 30 имеет герметизирующую пробку 33 и воздуховод 53. Внутренняя полость 31 водяного бака 30 и внутренняя полость 51 воздушного бака 50 сообщаются друг с другом через воздуховод 53. Внутренняя полость 31 и внутренняя полость 51, изображенные на фиг. 2, могут соединяться без воздуховода 53, и они могут, например, образовать единое пространство. Этот пример представлен на фиг. 1, описанной выше.
[0060]
Водяной бак 30, изображенный на фиг. 2, подсоединяется к всасывающему обратному клапану 41 и выпускному обратному клапану 43. Насос 29 включает в себя водоприемные трубы 35 и 37, упомянутые выше. Один конец водоприемной трубы 35 соединяется с выпускной стороной всасывающего обратного клапана 41. Один конец водоприемной трубы 37 соединяется с всасывающей стороной выпускного обратного клапана 43. Другие концы водоприемных труб 35 и 37 соединяются с внутренней полостью 31.
[0061]
Воздушный бак 50, изображенный на фиг. 2, функционирует аналогично теплонакопителю 56, изображенному на фиг. 1. Воздушный бак 50 имеет теплонакопительную поверхность 52. Теплонакопительная поверхность 52 имеет поверхность, которая накапливает солнечное тепло. Теплонакопительная поверхность 52 впитывает солнечное тепло, и таким образом может испускать тепло во внутреннюю полость 51. Теплонакопительная поверхность 52 может размещаться на наружной поверхности воздушного бака. Солнечное тепло достигает теплонакопительной поверхности в виде солнечных лучей или солнечных тепловых волн. Они далее называются просто солнечным теплом.
[0062]
Воздушный бак 50, изображенный на фиг. 2, имеет контейнер 54 и тело 55 теплонакопителя. Контейнер 54 функционирует аналогично воздухонакопителю 57, изображенному на фиг. 1. Внутренняя полость контейнера 54 является внутренней полостью 51. Тело 55 теплонакопителя имеет теплонакопительную поверхность 52. Тело 55 теплонакопителя размещается во внутренней полости 51. Контейнер 54 в этом случае частично или полностью прозрачный. Тело 55 теплонакопителя контактирует с воздухом внутри внутренней полости 51. Таким образом, воздушный бак 50 может эффективно нагревать воздух внутри воздушного бака 50.
[0063]
Если контейнер 54, изображенный на фиг. 2, прозрачный, теплонакопительная поверхность 52 может размещаться на внутренней поверхности контейнера 54 (не показано). Теплонакопительная поверхность 52 может размещаться на наружной поверхности контейнера 54 (не показано). Теплонакопительная поверхность 52 в этом случае может получать солнечное тепло, солнечные лучи или солнечные тепловые волны, которые передаются через прозрачный контейнер 54.
[0064]
Устройство 100, изображенное на фиг. 2, включает в себя водозаборную трубу 36 и водополивочный канал 38, упомянутые выше. Водозаборная труба 36 соединяет донную секцию 20 посадочного резервуара 19 с всасывающим обратным клапаном 41 насоса 29. Водозаборная труба 36 соединяется со всасывающей стороной всасывающего обратного клапана 41.
[0065]
Водополивочный канал 38, изображенный на фиг. 2, проходит от выпускного обратного клапана 43 насоса 29 до отверстия 21 верхней поверхности посадочного резервуара 19. Водополивочный канал 38 соединяется с выпускной стороной выпускного обратного клапана 43. Водополивочный канал 38 может проходить от выпускного обратного клапана 43 до внутренней полости 24. Насосная камера 39 делается воздухонепроницаемой путем закрытия герметизирующей пробки 33 и пары 40 обратных клапанов.
[0066]
Устройство 59 для пополнения воды, изображенное на фиг. 2, соединяется с донной секцией 20 посадочного резервуара 19. Устройство 59 для пополнения воды восполняет воду в посадочном резервуаре 19. Устройство 59 для пополнения воды имеет водозаправочный бак 60 и бак всасывающего давления 70. Бак всасывающего давления 70 образует узел всасывающего давления. Водозаправочный бак 60 включает в себя заправочное отверстие 63, выпускную трубу 65 и индикатор 67 уровня воды. На выпускной трубе 65 имеется кран.
[0067]
Бак 70 всасывающего давления, изображенный на фиг. 2, имеет наружную оболочку 72 и герметизирующую пробку 73. Бак всасывающего давления 70 имеет камеру 71 всасывающего давления. Камера 71 всасывающего давления заключена в наружную оболочку 72. Камера 71 всасывающего давления может оставаться воздухонепроницаемой путем введения воды в нее и закрытия герметизирующей пробки 73.
[0068]
Устройство 59 для пополнения воды, изображенное на фиг. 2, также имеет водозаправочную трубу 75. Водозаправочная труба 75 соединяет внутреннюю полость 61 водозаправочного бака 60 с камерой 71 всасывающего давления. Водозаправочная труба 75 предпочтительно подсоединена к верху или около верха камеры всасывающего давления 71. Водозаправочная труба 75 предпочтительно подает воду, хранящуюся в водозаправочном баке 60, в верхнюю секцию бака 70 всасывающего давления. Фильтрующий материал 25 расположен между внутренней полостью 24 посадочного резервуара 19 и камерой 71 всасывающего давления. Бак 70 всасывающего давления восполняет воду в посадочном резервуаре 19 через фильтрующий материал 25.
[0069]
Устройство 59 для пополнения воды, изображенное на фиг. 2, также имеет регулятор 78. Регулятор 78 предусмотрен на водозаправочной трубе 75. Поперечное сечение пути водного потока внутри регулятора 78 можно свободно изменять работой регулятора 78. Регулятор 78 поэтому может регулировать скорость потока питательной воды внутри водозаправочной трубы 75. Регулятор 78 может быть клапаном или краном. Путем регулирования скорости потока питательной воды, уровень воды в посадочном резервуаре 19 может быть оптимальным в соответствии с типами растений или внешней средой.
[0070]
Водозаправочная труба 75 может быть гибкой на участке, где имеется регулятор 78. Водозаправочная труба 75 может быть сделана из эластомера. В этом случае регулятор 78 может быть зажимом. Вращающийся зажим предпочтителен. Вращающийся зажим может изменять поперечное сечение внутренней полости водозаправочной трубы 75 до заданного размера путем сжатия водозаправочной трубы 75. Вращающийся зажим, как и регулятор 78, поэтому может регулировать скорость потока питательной воды внутри водозаправочной трубы 75.
[0071]
Устройство 59 для пополнения воды, изображенное на фиг. 2, может не включать в себя регулятор 78. В этом случае внутренняя полость водозаправочной трубы 75 должна иметь соответствующее поперечное сечение. Например поперечное сечение внутренней полости водозаправочной трубы 75 может быть сделано меньше, чем поперечное сечение внутренней полости водополивочного канала 38.
[0072]
Бак 70 всасывающего давления, изображенный на фиг. 2, является отдельным от посадочного резервуара 19. Поэтому устройство 100 может также включать в себя трубу 77 подачи воды. Труба 77 подачи воды соединяет донную секцию 20 посадочного резервуара 19 с камерой 71 всасывающего давления. Бак 70 всасывающего давления и посадочный резервуар 19 могут быть интегрированными друг с другом, как будет показано в примерах ниже.
Пример 2
[0073]
Фиг. 4 - принципиальная схема устройства 101, которое является устройством для выращивания растений в соответствии с Примером 2. В устройстве 101 посадочный резервуар 19 расположен внутри бака 70 всасывающего давления. Корпусная часть 23 посадочного резервуара 19 составляет часть стенок камеры 71 всасывающего давления. Другими словами, бак 70 всасывающего давления и посадочный резервуар 19 интегрированы, имея общие стенки. Камера 71 всасывающего давления может по бокам окружать посадочный резервуар 19.
[0074]
Фильтрующий материал 25, показанный на фиг. 4, проходит в донную секцию камеры 71 всасывающего давления. В этом примере труба 77 подачи воды, изображенная на фиг. 1, была удалена. Другими словами, устройство 59 пополнения воды соединено с посадочным резервуаром 19 через фильтрующий материал 25. Бак 70 всасывающего давления имеет наружную оболочку 72. Пространство, окруженное наружной оболочкой 72, корпусной частью 23 и фильтрующим материалом 25, образует камеру 71 всасывающего давления.
[0075]
В устройстве 101, изображенном на фиг. 4, пара обратных клапанов 40 размещена внутри водяного бака 30. Поэтому водоприемные трубы 35 и 37, изображенные на фиг. 1, могут быть исключены. В устройстве 101 посадочный резервуар 19, водяной бак 30, бак 70 всасывающего давления и водозаправочный бак 60 соединены в одно целое. Только воздушный бак 50 отделен от них. Воздушный бак 50 предпочтительно предусмотрен снаружи устройства 101 из-за необходимости получать солнечный свет.
[0076]
Фиг. 5 - вид в перспективе устройства 101. Некоторые компоненты пропущены. Другие компоненты, помимо воздушного бака 50, соединены в одно целое так, чтобы окружать посадочный резервуар 19. Устройство 101 может быть легко спроектировано с меньшим объемом, чем объем устройства 100, изображенного на фиг. 1. Устройство для выращивания растений может поэтому транспортироваться и устанавливаться как блок.
[0077]
Так как насосная камера 39, изображенная на фиг. 4, включает в себя воздуховод 53, воздушный бак 50 может быть отделен от водяного бака 30. Поэтому, как изображено на фиг. 5, воздушный бак 50 может без труда устанавливаться в положение, где можно легко приниматься солнечный свет 93. Воздушный бак 50, например, может быть отдален от других компонентов на плоскости. Воздуховод 53 может быть изогнут под 90 градусов или больше, как изображено на фиг. 5. Воздуховод 53 может иметь достаточную гибкость, так что такой изгиб возможен.
[0078]
Далее показан способ выращивания растений с использованием устройства 101, изображенного на фиг. 4 и 5. Сначала, как изображено на фиг. 4, водяной бак 30 и посадочный резервуар 19 наполняются водой. Это относится также к другим чертежам. Герметизирующая пробка 33 открывается, когда вода заливается в водяной бак 30. Вода заливается во внутреннюю полость 31 через открытую герметизирующую пробку 33. После этого герметизирующая пробка 33 закрывается, чтобы сделать насосную камеру 39 воздухонепроницаемой.
[0079]
Материал 90 питательной среды, изображенный на фиг. 4, предпочтительно является материалом 90, который перед использованием содержит гигроскопичный сжатый материал, как изображено на фиг. 5. Гигроскопичный сжатый материал может быть высушенным природным материалом. Гигроскопичный сжатый материал предпочтительно разбухает, когда погружен в воду, из-за впитывания воды.
[0080]
Свойства гигроскопичного сжатого материала, в частности, не ограничиваются. Свойства предпочтительно выбираются с точек зрения удержания воды, воздухо- и водопроницаемости и высокой эффективности разбухания. С этих точек зрения волокнистые вещества можно называть примером. Волокнистые вещества включают в себя волокна и минеральные волокна, такие как минеральная вата. В альтернативном варианте гигроскопичный сжатый материал может быть изготовлен из растительного удобрения. Растительные удобрения имеют преимущества в том, что недостаток азота вряд ли может проявиться в материале 90 питательной среды по сравнению с незрелыми растительными волокнами, например. Это происходит потому, что волокнистые вещества хорошо разложились в растительных волокнах.
[0081]
Материал 90 питательной среды, изображенный на фиг. 5, был высушен, так что он является легковесным и может легко храниться. Материал 90 питательной среды также является сжатым, так что его можно легко транспортировать. Предпочтительно поэтому, чтобы материал 90 питательной среды изготавливался заранее, с составом, подходящим для способа выращивания растений в соответствии с этим примером, хранился, транспортировался на место выращивания и распаковывался на месте выращивания по мере требования.
[0082]
Материал 90 питательной среды перед использованием предпочтительно упакован в капсулу 89, как изображено на фиг. 5. Капсула 89 функционирует как упаковочный материал для материала 90 питательной среды. Упаковка в капсулы 89 способствует варианту осуществления данного способа даже в тех областях, где подходящий гигроскопичный сжатый материал недоступен.
[0083]
Материал 90 питательной среды вынимается из капсулы 89, как изображено на фиг. 5. Материал 90 питательной среды был сжат, и его объем был уменьшен. Поэтому этот материал 90 питательной среды может быть легко вставлен во внутреннюю полость посадочного резервуара 19 через отверстие верхней стороны посадочного резервуара 19. Так как материал 90 питательной среды является гигроскопичным сжатым материалом, его объем увеличивается, будучи погружен в воду, как изображено на фиг. 4. Для выращивания растений материал питательной среды оставляют разбухать, пока материал 90 питательной среды не упрется в поверхность внутренней стенки посадочного резервуара 19.
[0084]
Возвращаясь к фиг. 4, семена 91 желаемого типа растений высаживаются на верхнюю поверхность материала 90 питательной среды, изображенного на фиг. 4. Один или более типов семян 91 может быть посажен на материал 90 питательной среды. Семена 91 могут быть покрыты материалом питательной среды такого же состава, как и состав материала 90 питательной среды, почвой или другими материалами питательной среды. Растения, таким образом, выращиваются на верхней поверхности материала 90 питательной среды.
[0085]
Вместо семян 91, изображенных на фиг. 4, молодые растения, саженцы, черенки, луковицы или другие ткани желаемых типов растений могут быть посажены. Растение может быть овощной культурой или плодовой культурой. Овощной культурой может быть любой корнеплод, листовой овощ, стеблевой овощ, цветочный овощ и плодовый овощ. Плодовые овощи включают в себя помидоры, огурцы и баклажаны, но не ограничиваются ими.
[0086]
Солнечный свет 93 направлен на теплонакопительную поверхность 52, изображенную на фиг. 5. Это может быть сделано путем установки воздушного бака 50 или устройства 101 под солнечным светом 93. Теплонакопительная поверхность 52 получает солнечное тепло, как упоминается выше. В течение дня теплонакопительная поверхность 52 получает солнечный свет 93 и накапливает тепло. В течение ночи теплонакопительная поверхность 52 не получает солнечный свет 93, так что она не накапливает тепло. Накопление тепла теплонакопительной поверхностью 52 таким образом колеблется в суточном цикле. Учитывая воздействие широты и погодных условий, колебания накопленного тепла в суточных циклах продолжаются, не требуя человеческого труда.
[0087]
Фиг. 6 - принципиальная схема работы насоса 29 по выпуску. На схеме водозаправочный бак, являющийся частью устройства для пополнения воды, пропущен. Схема показывает устройство 101 в течение дня. Когда солнечный свет 93 достигает теплонакопительную поверхность 52 в течение дня, теплонакопительная поверхность 52 получает солнечный свет.
[0088]
Тело 55 теплонакопителя, изображенное на фиг. 6, отдает тепловую энергию, полученную теплонакопительной поверхностью 52, в окружающий воздух. Тепловая энергия поднимает температуру, а также давление воздуха внутри внутренней полости 51. Контейнер 54 в это время не подвергается значительной деформации из-за разницы давлений между внутренней и наружной частями контейнера 54. Поэтому подъем 81 давления от уровня перед получением солнечного света 93 проявляется внутри воздушного бака 50.
[0089]
Как показано на фиг. 6, водяной бак 30 заполняется водой. Подъем 81 давления проходит через воздуховод 53 в водяной бак 30. Давление 85 работает на надавливание вниз водной поверхности внутри водяного бака 30. Другими словами, давление воды, поверхность которой подверглась действию давления воздушного бака 50 внутри водяного бака 30, превышает давление воды внутри водополивочного канала 38.
[0090]
Соответственно, когда давление 85, изображенное на фиг. 6, воздействует на воду, клапанный элемент 44b выталкивается вверх. Это устраняет тесный контакт между клапанным элементом 44b и клапанным седлом 45b. Клапанный элемент 44b и клапанное седло 45b отделяются дальше друг от друга. Затем направленный вверх поток 83 воды создается в выпускном обратном клапане 43. Другими словами, водополивочный канал 38 открывается.
[0091]
С другой стороны, вода пытается течь вниз во всасывающий обратный клапан 41, изображенный на фиг. 6. Однако так как клапанный элемент 44а находится в тесном контакте с клапанным седлом 45а, вода останавливается. Другими словами, водозаборная труба 36 закрывается. Поэтому создается преимущественно поток 83 воды, и насос 29 может осуществлять желаемую операцию выпуска. Другими словами, вода внутри водяного бака 30 подается в посадочный резервуар 19 по водополивочному каналу 38. Поток воды не создается в водозаборной трубе 36.
[0092]
Когда клапанный элемент 44b, изображенный на фиг. 6, выталкивается вверх, поток 83 воды достигает водополивочного канала 38. Вода внутри водяного бака 30 по прошествии времени вытекает из дальнего конца водополивочного канала 38 и падает в отверстие верхней поверхности 21 посадочного резервуара 19. Вода падает через него и на верхнюю поверхность материала 90 питательной среды. Когда вода контактирует с воздухом, кислород растворяется в воде.
[0093]
Саженец 92, изображенный на фиг. 6, взошел из семени 91, изображенном на фиг. 4, и вырос. Вода внутри водяного бака 30 орошает материал 90 питательной среды по водополивочному каналу 38. Корни саженца 92 впитывают воду из материала питательной среды. Таким образом, саженец 92 может активно испарять воду, когда получает солнечный свет 93 в течение дня.
[0094]
Как описано выше, устройство 101, изображенное на фиг. 6, может ускорить рост саженца 92. Устройство 101 может обеспечить эту функцию без получения электропитания или электронного управления.
[0095]
Когда создается поток 83 воды, изображенный на фиг. 6, вода в водяном баке 30 понижается. Это увеличивает объем воздуха в воздушном баке 50 и в водяном баке 30. Увеличение объема воздуха уменьшает подъем 81 давления, так что давление 85 уменьшается.
[0096]
Когда давление 85, изображенное на фиг. 6, понижается, давление 85 вскоре начинает уравновешивать атмосферное давление, давление напора насоса и потери давления в выпускном обратном клапане 43 и в водополивочном канале 38. Когда так происходит и поток 83 воды останавливается, клапанный элемент 44b опускается под действием силы тяжести и входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45b. Таким образом, образование потока воды в противоположном от потока 83 воды направлении предотвращается.
[0097]
Фиг. 7 - принципиальная схема работы насоса 29 на всасывание. На схеме водозаправочный бак, являющийся частью устройства для пополнения воды, пропущен. Схема показывает устройство 101 ночью. Теплонакопительная поверхность 52 не получает солнечное тепло ночью. Когда температура атмосферы ниже, чем температура теплонакопительной поверхности 52, излучаемое тепло 94 выпускается в атмосферу.
[0098]
Тело 55 теплонакопителя, которое выпустило тепло от теплонакопительной поверхности 52, изображенной на фиг. 7, остывает. Тело 55 теплонакопителя вбирает тепловую энергию из воздуха во внутреннюю полость 51. Температура воздуха во внутренней полости 51 падает, как и давление. Поэтому снижение 82 давления от уровня перед получением солнечного света 93 проявляется внутри воздушного бака 50.
[0099]
Как изображено на фиг. 7, водяной бак 30 заполняется водой. Снижение 82 давления проходит через воздуховод 53 в водяной бак 30. Давление 86 действует на поднятие уровня воды внутри водяного бака 30. Другими словами, давление воды, поверхность которой была поднята воздушным баком 50 внутри водяного бака 30, опускается ниже давления питательной воды внутри водозаборной трубы 36.
[0100]
Соответственно, когда давление 86, изображенное на фиг. 7, воздействует на воду, клапанный элемент 44а выталкивается вверх. Это отменяет тесный контакт между клапанной деталью 44а и клапанным седлом 45а. Клапанный элемент 44а и клапанное седло 45b отделяются дальше друг от друга. Это создает направленный вверх поток 84 воды во всасывающем обратном клапане 41. Другими словами, водозаборная труба 36 открывается.
[0101]
С другой стороны, вода пытается течь вниз в выпускной обратный клапан 43, изображенный на фиг. 7. Однако так как клапанный элемент 44b находится в тесном контакте с клапанным седлом 45b, вода останавливается. Другими словами, водополивочный канал 38 закрывается. Поэтому преимущественно создается поток 84 воды, и насос 29 может осуществлять желаемую операцию всасывания. Другими словами, вода внутри посадочного резервуара 19 подается по водозаборной трубе 36 в соответствии с поднятием воды внутри водяного бака 30. Поток воды не создается в водополивочном канале 38.
[0102]
Когда клапанный элемент 44а, изображенная на фиг. 7, выталкивается вверх, поток 84 воды соединяется с водозаборной трубой 36. Вода проходит от материала 90 питательной среды через донную секцию 20 в водозаборную трубу 36. Вода внутри материала 90 питательной среды двигается в направлении донной секции 20 под действием силы тяжести или капиллярного эффекта. Так как поток воды не создается в водополивочном канале 38 ночью, как описывается выше, вода не поступает из водяного бака 30 в посадочный резервуар 19.
[0103]
Как показано на фиг. 7, чистый воздух 87 поступает через отверстие 21 верхней поверхности в материал 90 питательной среды, из которого вода всасывалась, как описывалось выше. Это создает аэробные условия в материале 90 питательной среды и способствует бактериальной нитрификации в материале 90 питательной среды. Вода проходит через фильтрующий материал 25, расположенный в донной секции 20. Фильтрующий материал 25 отфильтровывает загрязняющие вещества из воды и очищает воду. Фильтрующий материал 25 может также обмениваться ионами с водой.
[0104]
Как описывалось выше, устройство 101, изображенное на фиг. 7, может улучшить почвенные условия в материале 90 питательной среды. Устройство 101 может обеспечить эту функцию без получения электропитания или электронного управления.
[0105]
Когда создается поток 84 воды, изображенный на фиг. 7, вода в водяном баке 30 увеличивается. Объем воздуха внутри насосной камеры 39 таким образом уменьшается. Увеличение объема воздуха уменьшает понижение 82 давления, так что давление 86 уменьшается.
[0106]
Когда давление 86, изображенное на фиг. 7, понижается, давление 86 вскоре начинает уравновешивать атмосферное давление, давление напора насоса и потери давления во всасывающем обратном клапане 41 и в водозаборной трубе 36. Когда так происходит и поток 84 воды останавливается, клапанный элемент 44а опускается под действием силы тяжести и входит в поверхностный контакт с клапанным седлом 45а. Таким образом, образование потока воды в противоположном от потока 84 воды направлении предотвращается.
[0107]
Как изображено на фиг. 6 и 7, насос 29 повторяющимся образом подает воду из водяного бака 30 в посадочный резервуар 19 и забирает воду из посадочного резервуара 19 в водяной бак 30 циклами. Устройство 101 таким образом функционирует как устройство для выращивания растений с циркуляцией воды. Эта циклическая подача и забор воды основывается на суточных циклах колебаний тепла, накапливаемого теплонакопительной поверхностью 52. Таким образом устройство 101 может обеспечить эту функцию циркуляции воды без получения электропитания или электронного управления.
[0108]
Насос 29, изображенный на фиг. 7, может осуществлять операцию всасывания не только ночью, но также, когда солнце закрыто тучами. Саженец 92 испаряет воду менее активно, когда солнце закрыто тучами. Поэтому материал 90 питательной среды может иметь более низкое содержание воды, чем при солнечном свете. Устройство 101 поэтому подходит для регулирования содержания воды в материале 90 питательной среды в соответствии с количеством солнечного света.
[0109]
Далее, операция подачи воды устройством 59 для пополнения воды описывается со ссылкой на фиг. 8. На фиг. 8 насос и компоненты, подсоединенные к нему, пропущены.
[0110]
Сначала объясняется значение устройства 59 для пополнения воды, изображенного на фиг. 8. Как было показано на фиг. 6, саженец 92 впитывает воду в материале 90 питательной среды и выпускает содержание воды в атмосферу путем испарения. Таким образом вода теряется из циркуляционной системы, состоящей из посадочного резервуара 19 и насоса 29, изображенного на фиг. 6 и 7.
[0111]
Когда семя 91 посажено, водозаправочный бак 60 заполняется водой, как изображено на фиг. 4. Камера 71 всасывающего давления герметично закрывается. Устройство 59 для пополнения воды продолжает восполнять воду в водозаправочном баке 60 в циркуляционной системе, упомянутой выше. Период пополнения воды дольше, чем один суточный цикл подачи и забора воды насосом 29.
[0112]
Молодое растение 95, изображенное на фиг. 8, выросло из саженца 92, изображенного на фиг. 6. Предпочтительно, устройство 59 для пополнения воды продолжает восполнять воду в циркуляционной системе, пока семя 91, изображенное на фиг. 4, вырастает в молодое растение 95, изображенное на фиг. 8, и пока на молодом растении 95 созревают плоды. Этот период называется периодом выращивания. Поглощение воды во время периода выращивания проявляется как понижение 68 уровня воды.
[0113]
Уровень воды во внутренней полости 61 водозаправочного бака 60, изображенного на фиг. 8, выше, чем уровень воды во внутренней полости 24 посадочного резервуара 19. Эта разница 26 в уровне воды заставляет воду в водозаправочном баке 60 течь в направлении посадочного резервуара 19. Это указывает, что существует определенный уровень давления воды или разница давления воды. Это давление воды или разница давления воды называется «потеря давления». Потеря давления между водозаправочным баком 60 и посадочным резервуаром 19 опосредованно распространяется через камеру 71 всасывающего давления.
[0114]
Камера 71 всасывающего давления, изображенная на фиг. 8, герметично закрыта, как упоминалось выше. Когда бак 70 всасывающего давления восполняет воду в посадочном резервуаре 19, уровень воды в камере 71 всасывающего давления опускается. Когда уровень воды камеры 71 всасывающего давления опускается, объем воздуха 74 расширяется. Давление воздуха 74 таким образом понижается.
[0115]
Когда давление воздуха 74, изображенное на фиг. 8, понижается, давление всасывания прилагается к отверстию 76 водозаправочной трубы 75, которое обращено к камере 71 всасывающего давления. Таким образом вода внутри водозаправочной трубы 75 протекает в камеру 71 всасывающего давления из отверстия 76. Другими словами, вода внутри водозаправочного бака 60 поступает в верхнюю секцию бака 70 всасывающего давления. Эта вода падает на поверхность воды в камере 71 всасывающего давления. Таким образом уровень воды, который понизился, восстанавливается. Объем воздуха 74 возвращается к первоначальному уровню. Таким образом давление воздуха 74 восстанавливается.
[0116]
Когда вода внутри водозаправочной трубы 75, изображенной на фиг. 8, перемещается в камеру 71 всасывающего давления из отверстия 76, объем воздуха 74 уменьшается. Давление воздуха 74 таким образом поднимается. Таким образом, давление воды прилагается к фильтрующему материалу 25, которым выложена камера 71 всасывающего давления. Создается разница давления воды в фильтрующем материале 25 между стороной камеры 71 всасывающего давления и стороной посадочного резервуара 19. Из-за потери давления в фильтрующем материале 25 не вся разница давления распространяется в посадочный резервуар 19. Поэтому вода течет из камеры 71 всасывающего давления в направлении посадочного резервуара 19 более медленно, чем когда нет фильтрующего материала 25.
[0117]
Работа камеры 71 всасывающего давления, изображенная на фиг. 8, осуществляется непрерывно или с перерывами, не требуя контроля человека. А именно, вода двигается непрерывно или с перерывами от водозаправочного бака 60 в направлении посадочного резервуара 19 под действием потери давления, описанного выше. Вода восполняется из водозаправочного бака 60 в направлении посадочного резервуара 19 в определенные сроки, чтобы восполнить количество, потерянное при испарении молодым растением 95 или потере влаги от верхней поверхности материала 90 питательной среды.
[0118]
Скорость потока воды, перемещающейся от водозаправочного бака 60 в направлении посадочного резервуара 19, изображенного на фиг. 8, может быть отрегулирована регулятором 78. Как изображено на фиг. 7, вода проходит от материала 90 питательной среды через донную секцию 20 в водозаборную трубу 36. Если скорость потока воды, перемещающейся от водозаправочного бака 60 в направлении посадочного резервуара 19 избыточно, материал 90 питательной среды продолжает насыщаться водой, так что вода не может полностью всасываться из материала 90 питательной среды.
[0119]
В то же время, как изображено на фиг. 6, вода подается из водополивочного канала 38, независимо от содержания воды в материале 90 питательной среды. Поэтому могут быть случаи, где общее количество воды, подаваемое в материал 90 питательной среды, изображенное на фиг. 8, избыточно. В этих случаях регулятор 78 помогает регулировать общее количество воды, подаваемой в материал 90 питательной среды.
[0120]
Как изображено на фиг. 6 и 7, уровень воды в посадочном резервуаре 19 изменяется в суточных циклах. Поэтому потеря давления изменяется в суточных циклах. Разница 26 уровня воды может считаться разницей между средним уровнем воды в день в посадочном резервуаре 19 и уровнем воды в водозаправочном баке 60. Потеря давления остается постоянной в течение всего растильного периода.
[0121]
Например, когда понижение 68 уровня воды наблюдается в водозаправочном баке 60, изображенном на фиг. 8, средний уровень воды в посадочном резервуаре 19 также понижается. Когда средний уровень воды в посадочном резервуаре 19 понижается, корни молодого растения 95 прорастают глубже в материал 90 питательной среды. Корни могут достигать фильтрующего материала 25. Корни могут также проходить сквозь фильтрующий материал 25. Если корни проходят дальше в материал 90 питательной среды, молодое растение 95 может лучше впитывать питательные вещества.
[0122]
В устройстве 59 для пополнения воды, изображенном на фиг. 8, обратное течение воды вряд ли может произойти. Это происходит из-за того, что воздух 74, который имеет определенный объем, отделяет отверстие 76 и поверхность воды камеры 71 всасывающего давления. То, что отверстие 76 меньше, чем поверхность воды камеры 71 всасывающего давления, также вносит свой вклад в это. А именно, это объясняется тем фактом, что на основании закона Паскаля сила, требуемая для сжатия воды в водозаправочной трубе 75 со стороны камеры 71 всасывающего давления для течения в обратном направлении, намного больше, чем сила, требуемая для прижимания поверхности воды камеры 71 всасывающего давления.
[0123]
Способ для выращивания растений в соответствии с примером был описан выше со ссылками на фиг. 4-8. Способ предлагает следующие преимущества при выращивании растений. Следующие преимущества могут также быть получены при использовании устройств в соответствии с другими вариантами осуществления или примерами.
[0124]
Первое, способ в соответствии с примером позволяет использовать органические удобрения. Это преимущество недоступно в обычной гидропонике. Органическое удобрение содержит большое количество микроорганизмов, включая вредоносные бактерии, и его трудно использовать в гидропонике. В способе согласно примеру воздух вводится периодически в материал питательной среды, так что микроорганический баланс в материале питательной среды может поддерживаться в условиях, подходящих для роста растений.
[0125]
Почва может содержать патогенные организмы или вредителей, но на растения, выращенные способом согласно примеру, они окажут меньше воздействия, потому что посадочный резервуар отделен от земли. Это преимущество перед возделыванием почвы.
[0126]
При использовании способа согласно примеру затраты не будут слишком высокими, даже если он осуществляется для одного растения. Это происходит потому, что согласно примеру, выращивание растений путем полива в течение дня, улучшения почвенных условий и непрерывного пополнения воды в течение периода выращивания может быть реализовано без электронного управления.
[0127]
Хотя возможно выращивать одиночное растение также в обычной гидропонике, это не практично с точки зрения промышленной применимости. В обычной гидропонике существуют затраты на электронное управление и уменьшение вредоносных бактерий. Необходимо в действительности снизить долю этих затрат в общей стоимости выращивания. Не было найдено целесообразных способов, иных, чем увеличение масштабов выращивания для реализации такого сокращения затрат.
[0128]
Фиг. 9 - вид сбоку водозаправочных баков 62а-62с в соответствии с вариантом примера устройства. Конструкция водозаправочных баков 62а-62с такая же, как и вышеописанного водозаправочного бака 60, за исключением моментов, описанных далее. В этом варианте устройство для выращивания растений включает в себя две или более пары посадочных резервуаров и устройство для пополнения воды. Каждая пара включает в себя водозаправочные баки 62а-62с.
[0129]
Водозаправочные баки 62а-62с, изображенные на фиг. 9, расположены на ступенчатом основании 69. Водозаправочные баки 62а-62с размещаются последовательно, начиная с верха. Множество водозаправочных баков 62а-62с размещается ступенчато. Водозаправочные баки должны предпочтительно располагаться так, чтобы имелась разница в уровне воды между одним водозаправочным баком и другим водозаправочным баком.
[0130]
Устройство, изображенное на фиг. 9, включает в себя один канал подачи воды или два или более канала подачи воды, вместо выпускной трубы 65, упомянутой выше. В этом варианте устройство включает в себя каналы подачи воды 64а-64с. Каналы подачи воды 64b и 64с соединяются с боковыми поверхностями водозаправочных баков 62а и 62b соответственно.
[0131]
Каналы подачи воды 64а-64с, изображенные на фиг. 9, каждый проходят от боковой поверхности водозаправочного бака, включенного в одну пару, в расположенное выше отверстие верхней поверхности водозаправочного бака, включенного в другую пару. А именно, каналы подачи воды 64b и 64с соответственно проходят от боковых поверхностей водозаправочных баков 62а и 62b в расположенные выше отверстия верхней поверхности водозаправочных баков 62b и 62с. Выпускные отверстия 66а-66с имеются на боковых поверхностях водозаправочных баков 62а-62с. Каналы подачи воды 64b и 64c могут соответственно соединяться с выпускными отверстиями 66а и 66b.
[0132]
В примере варианта каналы подачи воды 64а-64с представлены как средства подачи воды в водозаправочные баки на верхней стороне. Эти каналы подачи воды 64а-64с подают воду в водозаправочном(ых) баке(ах) на верхней стороне в водозаправочный(е) бак(и) на нижней стороне. В этом примере варианта вода может восполняться во всех водозаправочных баках путем подачи воды в самый верхний водозаправочный бак.
[0133]
Фиг. 10 - принципиальная схема посадочных резервуаров 18а и 18b в соответствии с примером варианта устройства. Конструкция посадочных резервуаров 18а и 18b - такая же, как и вышеописанного посадочного резервуара 19, за исключением моментов, описанных далее. Посадочные резервуара 18а и 18b включают в себя держатели 28а и 28b соответственно. Держатель 28а имеет сужающуюся книзу воронкообразную форму, и держатель 28а имеет сужающуюся книзу воронкообразную форму.
[0134]
В посадочном резервуаре 19, изображенном на фиг. 3, пространство между материалом 90 питательной среды и верхней поверхностью 22 фильтрующего материала 25 невелико. Поэтому при орошении посадочный резервуар 19 скоро полностью заполняется водой. С другой стороны, держатели 28а и 28b благодаря их воронкообразной форме могут образовывать некоторое пространство между фильтрующим материалом 25 и донной частью материала 90 питательной среды.
[0135]
В посадочных резервуарах 18а и 18b, изображенных на фиг. 10, пространство между материалом 90 питательной среды и верхней поверхностью 22 фильтрующего материала 25 больше, чем пространство посадочного резервуара 19, изображенного на фиг. 3. Поэтому посадочные резервуары 18а и 18b не полностью заполняются водой быстро при орошении. А именно, форма держателей 28а и 28b функционирует как буфер для подъема уровня воды.
[0136]
Материал 90 питательной среды перед погружением в воду может иметь нижнюю поверхность, которая является сужающейся кверху воронкообразной формой, так что она подходит к держателю 28а, изображенной на фиг. 10. Или материал 90 питательной среды перед погружением в воду может иметь нижнюю поверхность, которая является сужающейся книзу конической формой, так что она подходит к держателю 28а, изображенному на фиг. 10.
[0137]
Фиг. 11 - принципиальная схема процесса разбухания материала питательной среды в соответствии с вариантом примера способа. Материал 96а питательной среды, который является гигроскопичным сжатым материалом, погружается в воду, чтобы получить материал 96е питательной среды после прохождения через различные формы материала 96b-96d питательной среды в соответствии с предусмотренным процессом разбухания.
[0138]
Материал 96а питательной среды, изображенный на фиг. 11, имеет верхнюю часть 97а и нижнюю часть 97b. Нижняя часть 97b имеет плоскую донную поверхность. Верхняя часть 97а имеет сужающуюся кверху коническую форму. Поэтому материал 96а питательной среды, плавающий на воде, имеет способность к восстановлению. А именно, кончик верхней части 97а с конической формой материала 96а питательной среды появляется над поверхностью воды.
[0139]
Материал 96а питательной среды, изображенный на фиг. 11, имеет часть 98 для приема семени. Кончик верхней части 97а формируется как часть 98 для приема семени. Материал части 98 для приема семени имеет большую способность к удержанию воды, чем материал основной структуры материала 96а питательной среды. Поэтому он хорошо подходит для всхода семян или полива саженцев.
[0140]
Материал части 98 для приема семени изображенной на фиг. 11, предпочтительно имеет больший размер частиц, чем материал основной структуры материала 96а питательной среды. Часть 98 для приема семени предпочтительно содержит больше глиняных веществ, чем основная структура материала 96а питательной среды. Таким образом, часть 98 для приема семени имеет подходящую способность к удержанию воды.
[0141]
Семя 91 растения помещается в часть 98 для приема семени, изображенную на фиг. 11. Поэтому семя 91 вряд ли уйдет под воду. Материалы 96а-96е питательной среды трудно перекрыть. Семя 91 с малой вероятностью попадет в положение под материалом 96е питательной среды.
[0142]
Материал 96а питательной среды, изображенный на фиг. 11, имеет коническую форму. Поэтому даже после того как материал 96а питательной среды разбух так, чтобы превратиться в материал 96е питательной среды, часть 98 для приема семени все еще будет находиться на гребне или возвышении материала питательной среды. Таким образом, выпуск 88 воды из части 98 для приема семени может осуществляться эффективно во время выращивания растения.
Пример 3
[0143]
Фиг. 12 - вид в перспективе устройства 102 типа двойного бака в соответствии с примером 3. Далее главным образом описываются различия между устройством 102 и устройством 101, изображенным на фиг. 5. Устройство включает в себя два посадочных резервуара 17а и 17b. Водополивочный канал 38 проходит до самых отверстий верхней поверхности посадочных резервуаров 17а и 17b.
[0144]
Устройство 102, изображенное на фиг. 12, имеет один насос. Этот насос включает в себя один воздушный бак 50. Насос устройства 102 имеет один или два водяных бака. Водяной бак(-и) соединен(-ы) с одним воздушным баком 50. В устройстве 102 более эффективно используется пространство, чем в устройстве 101.
Пример 4
[0145]
Фиг. 13 - вид в перспективе устройств 103а-103с типа многосекционного резервуара в соответствии с примером. Ниже, главным образом, описываются различия между устройствами 103а-103с и устройством 101, изображенным на фиг. 5, и устройством 102, изображенным на фиг. 9. Устройство 103а включает в себя три или более посадочных резервуаров.
[0146]
Например, устройство 103а, изображенное на фиг. 13, включает в себя посадочные резервуары 17a-17f. Устройство 103а имеет один насос. Этот насос включает в себя один воздушный бак 50. Насос устройства 103 имеет один водяной бак, или два или более водяных баков. Водяной бак(и) соединен(ы) с одним воздушным баком 50. Устройства 103b и 103с имеют такую же конструкцию, что и устройство 103а.
[0147]
Устройства, эквивалентные устройствам 103а-103с, изображенные на фиг. 13, могут быть размещены в таком количестве, в каком позволяет площадь земли. Воду, с другой стороны, нет необходимости подавать каждый день на всю поверхность земли для выращивания растений. Растения могут хорошо расти только при наполнении водой водозаправочных баков устройств 103а-103с и других устройств только один раз. Вода может восполняться в водозаправочных баках по мере необходимости.
[0148]
Выращивание растений с использованием устройств 103а-103с, изображенных на фиг. 13, требует меньше воды, чем выращивание растений, посаженных напрямую в землю. Это происходит потому, что вода в устройствах 103а-103с с трудом просачивается в землю как грунтовая вода. Это также указывает, что загрязнение земли пестицидами может вряд ли произойти, даже если пестициды добавляются в воду, циркулирующую в устройствах 103а-103с. Это также применимо, когда используются другие устройства, упомянутые выше.
Пример 5
[0149]
Устройство 105, изображенное на фиг. 14, - это устройство для выращивания растений в соответствии с примерами 5 и 6. Устройство 105 имеет устройство 119 для пополнения воды вместо устройства 59 для пополнения воды в примерах 1 и 2 (фиг. 2 и 4). Устройство 119 для пополнения воды имеет такую же конструкцию, что и устройство 59 для пополнения воды, за исключением следующих моментов. Устройство 119 для пополнения воды дополнительно имеет водохранилище 130. Водохранилище 130 соединяется с фильтрующим материалом 25. Водохранилище 130 восполняет воду в посадочном резервуаре 19 через фильтрующий материал 25.
[0150]
Устройство 119 для пополнения воды, изображенное на фиг. 14, имеет узел 120 всасывающего давления и трубу 127 подачи воды. Узел 120 всасывающего давления имеет такую же конструкцию, что и узел 70 всасывающего давления в примерах 1 и 2 (фиг. 2 и 4), за исключением следующих моментов. Узел 120 всасывающего давления сообщается с водохранилищем 130 через трубу 127 для подачи воды. Узел 120 всасывающего давления может формироваться интегрированным с водозаправочным баком 60.
[0151]
Узел 120 всасывающего давления, изображенный на фиг. 14, располагается выше, чем водохранилище 130. Поэтому узел 120 всасывающего давления может подавать воду в водохранилище 130 под действием силы тяжести. Предпочтительно, узел 120 всасывающего давления имеет донную поверхность 131, расположенную выше, чем верхняя поверхность 132 водохранилища 130. Узел 120 всасывающего давления может располагаться в верхней секции водозаправочного бака 60. Узел 120 всасывающего давления подает воду в фильтрующий материал 25 через водохранилище 130.
[0152]
На фиг. 14 водохранилище 130 и посадочный резервуар 19 образованы интегрированными друг с другом. Водохранилище 130 и посадочный резервуар 19 разделены стенками корпусной части 23. Водохранилище 130 и посадочный резервуар 19 могут быть образованы отдельно друг от друга. В этом случае водохранилище 130 и фильтрующий материал 25 могут быть соединены другой трубой подачи воды.
[0153]
Узел 120 всасывающего давления, изображенный на фиг. 14, имеет камеру 121 всасывающего давления внутри. Камера 121 всасывающего давления эквивалентна камере 71 всасывающего давления в примерах 1 и 2 (фиг. 2, 4 и 8), за исключением следующих моментов. Камера 121 всасывающего давления сообщается с внутренней полостью водохранилища 130 через трубу 127 подачи воды.
[0154]
Один конец трубы 127 подачи воды, показанный на фиг. 14, соединяется с камерой 121 всасывающего давления. Другой конец трубы 127 подачи воды расположен во внутренней полости водохранилища 130. Этот другой конец покрыт пористым материалом 129. Регулятор 128 прикреплен к трубе 127 подачи воды. Регулятор 128 может иметь такую же конструкцию, что и регулятор 78 в примерах 1 и 2 (фиг. 2 и 4).
Пример 6
[0155]
На фиг. 14 также изображена конструкция солнечной теплонасосной установки в соответствии с Примером 6. В устройстве 105 конструкция трубы для соединения пары обратных клапанов 40 с водяным баком 30 отличается от конструкции примеров 1 и 2 в следующих моментах. Устройство 105 включает в себя соединительную трубу 134 и водоприемную трубу 135. Соединительная труба 134 имеется между всасывающим обратным клапаном 41 и выпускным обратным клапаном 43. Соединительная труба 134 соединяет всасывающий обратный клапан 41 и выпускной обратный клапан 43.
[0156]
Один конец водоприемной трубы 135 соединяется со средним участком соединительной трубы 134, изображенной на фиг. 14. Другой конец водоприемной трубы 135 соединяется с водяным баком 30. Водоприемная труба 135 имеет обе функции водоприемных труб 35 и 37 в Примерах 1 и 2. А именно, при поливе водоприемная труба 135 подает воду из водяного бака 30 в соединительную трубу 134. Когда вода всасывается, водоприемная труба 135 подает воду из соединительной трубы 134 в водяной бак 30.
[0157]
Как изображено на фиг. 14, изменение давления воды внутри водяного бака 30, которое проявляется, когда на поверхность воды оказывает давление воздушный бак 50, который функционирует как теплонакопитель, проходит через водоприемную трубу 135 и соединительную трубу 134. Всасывающий обратный клапан 41 закрывается давлением воды в соединительной трубе 134, которое равно давлению воды в водяном баке 30, превышающем давление воды в водозаборной трубе 36. Таким образом, водозаборная труба 36 закрывается.
[0158]
Как изображено на фиг. 14, выпускной обратный клапан 43 открывается давлением воды в соединительной трубе 134, которое равно давлению воды в водяном баке 30, превышающем давление воды в водополивочном канале 38. Таким образом, водополивочный канал 38 открывается. В результате, вода внутри водяного бака 30 подается в посадочный резервуар 19 по водополивочному каналу 38.
[0159]
Как изображено на фиг. 14, изменение давления воды внутри водяного бака 30, которое проявляется, когда уровень воды повышается воздушным баком 50, который функционирует как теплонакопитель, проходит через водоприемную трубу 135 и соединительную трубу 134. Выпускной обратный клапан 43 открывается давлением воды в соединительной трубе 134, которое равно давлению воды в водяном баке 30, опускающемуся ниже давления воды в водополивочном канале 38. Таким образом, водополивочный канал 38 закрывается.
[0160]
Как изображено на фиг. 14, всасывающий обратный клапан 41 открывается давлением воды в соединительной трубе 134, которое равно давлению воды в водяном баке 30, опускающемуся ниже давления воды в водозаборной трубе 36. Таким образом, водозаборная труба 36 открывается. В результате вода подается из посадочного резервуара 19 в водяной бак 30 по водозаборной трубе 36 в соответствии с поднятием воды внутри водяного бака 30.
Пример 7
[0161]
На фиг. 5 изображен обратный клапан согласно Примеру 7. В этом примере, клювообразный или мысковый всасывающий обратный клапан 141а, изображенный на фиг. 15, используется вместо всасывающего обратного клапана 41 (фиг. 3), используемого в примерах 1 и 2. Клапанный элемент всасывающего обратного клапана 141а имеет два скоса 144а и 144b, которые образуют мысковую часть. Мысковая часть имеет воронкообразную форму, которая включает в себя скосы 144а и 144b. Базовая часть 147а имеется под мысковой частью. Базовая часть 147а имеет канавку 148а.
[0162]
Скосы 144а и 144b, изображенные на фиг. 15, обладают гибкостью. Скосы 144а и 144b предпочтительно изготовлены из резины. Скосы 144а и 144b предпочтительно вогнуты внутрь клапанной детали. Эта конструкция позволяет дальним концам скосов 144а и 144b входить в тесный контакт друг с другом с легкостью.
[0163]
Клапанный элемент всасывающего обратного клапана 141а, изображенного на фиг. 15, имеет паз 145а и выемку 146а. Паз 145а и выемка 146а оба расположены на верхней стороне, которая находится у дальнего конца мысковой части, образованной скосами 144а и 144b. Выемка 146а расположена в центре на верхней стороне. Верхняя сторона скошена у обеих концов в арку. Паз 145а имеется только в выемке 146а. Предпочтительно, выемка 146а имеет арочную форму.
[0164]
На фиг. 16 и 17 изображена пара 140 обратных клапанов согласно Примеру 7. Пара 140 обратных клапанов имеет всасывающий обратный клапан 141а и выпускной обратный клапан143а. Выпускной обратный клапан143а имеет такую же конструкцию, что и всасывающий обратный клапан 141а.
[0165]
Корпус 142, изображенный на фиг. 16 и 17, используется для размещения пары обратных клапанов 140 в заданном положении внутри насоса. Корпус 142 имеет отверстия 139а-139с. Отверстие 139а и отверстие 139b имеются у одного конца и другого конца корпуса 142 соответственно. Отверстие 139с имеется в корпусной части корпуса 142. Корпусная часть корпуса 142 функционирует как соединительная труба 134 (фиг. 14) в примере 6. Пара обратных клапанов 140 и корпус 142 могут быть заменены как единый узел.
[0166]
Всасывающий обратный клапан 141а и выпускной обратный клапан 143а, изображенные на фиг. 16 и 17, закреплены во внутренней полости корпуса 142. Мысковая часть всасывающего обратного клапана 141а ориентирована к центру корпуса 142. Мысковая часть всасывающего обратного клапана 141а ориентирована к отверстию 139b.
[0167]
Корпус 142, изображенный на фиг. 16 и 17, имеет выступы 149а и 149b во внутренней полости. Канавка 148а оснащена выступом 149а. Канавка 148b выпускного обратного клапана 143а оснащена выступом 149b. Базовая часть 147а и базовая часть 147b выпускного обратного клапана 143а входят в плотный контакт с этими выступами, чтобы остановить протечку воды.
[0168]
На фиг. 16 и 17 показана форма всасывающего обратного клапана 141а и выпускного обратного клапана 143а, когда давление воды сбалансировано, или, когда давление воды не прилагается (далее называется стационарное состояние). В этом состоянии паз 145а и паз 145b выпускного обратного клапана 143а предпочтительно закрыты.
[0169]
Как изображено на фиг. 16 и 17, скосы 144а и 144b всасывающего обратного клапана 141а предпочтительно становятся тоньше в направлении к дальним концам. Эта конструкция позволяет дальним концам скосов 144а и 144b легко ходить в тесный контакт друг с другом. То же относится к скосам выпускного обратного клапана 143а.
[0170]
На фиг. 16 давление воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, превышает давление воды внутри водозаборной трубы и водополивочного канала. А именно, давление воды в корпусной части корпуса 142 является соответственно повышенным. В это время мысковая часть всасывающего обратного клапана 141а деформируется, чтобы образовать острый угол у дальнего конца, как указано эталонным номером 141b. Таким образом, паз 145а закрывается даже более плотно, чем в стационарном состоянии. Поэтому водозаборная труба, подсоединенная к отверстию 139а, закрыта.
[0171]
В то же время мысковая часть выпускного обратного клапана 143а, изображенная на фиг. 16, расширяется так, что дальний конец закругляется, как указано ссылочной позицией 143b. Таким образом, паз 145b открывается в соответствии с формой паза 146b. Так как паз 146b имеет арочную форму, образуется отверстие, имеющее овальное поперечное сечение. Водополивочный канал, соединенный с отверстием 139b, таким образом открывается. В результате вода внутри водяного бака подается в посадочный резервуар через отверстие 139с, отверстие 139b и водополивочный канал.
[0172]
На фиг. 17 давление воды, поверхность которой подверглась действию давления теплонакопителя внутри водяного бака, ниже давления воды внутри водозаборной трубы и водополивочного канала. А именно, давление воды в корпусной части корпуса 142 является соответственно пониженным. В это время мысковая часть выпускного обратного клапана 143а деформируется, чтобы образовать острый угол у дальнего конца, как указано ссылочной позицией 143с. Таким образом, паз 145b закрывается даже более плотно, чем в стационарном состоянии. Водополивочный канал, соединенный с отверстием 139b, таким образом закрывается.
[0173]
В то же время мысковая часть всасывающего обратного клапана 141а, изображенная на фиг. 17, расширяется так, что дальний конец закругляется, как указано ссылочной позицией 141с. Таким образом, паз 145а открывается в соответствии с формой паза 146а. Так как паз 146а имеет арочную форму, образует отверстие, имеющее овальное поперечное сечение. Поэтому водозаборная труба, подсоединенная к отверстию 139а, открыта. В результате вода подается из посадочного резервуара в водяной бак по водозаборной трубе 36, через отверстие 139а и отверстие 139с в соответствии с поднятием воды внутри водяного бака.
[0174]
На фиг. 18 схематически изображен обратный клапан 191 в соответствии с эталонным примером. Обратный клапан 191 имеет скосы 194а и 194b, которые образуют мысковую часть. Скосы 194а и 194b имеют прямые верхние стороны. Поверхности примыкания 196а и 196b образуются на верхушках скосов 194а и 194b. Поверхности примыкания 196а и 196b образуют паз 195 обратного клапана 191.
[0175]
Поверхности примыкания 196а и 196b, изображенные на фиг. 18, находятся в плотном контакте друг с другом. В соответствии с этим паз 195 образован широко на верхней стороне мысковой части 194. Однако вода проходит так, чтобы протекать между поверхностями примыкания 196а и 196b. Соответственно, снижение давления воды большое. В частности, так как не планируется активно открывать паз 195 давлением всасывания с наружной стороны мысковой формы, паз не открывается легко при заборе воды.
[0176]
По сравнению с эталонным примером, описанным выше, обратный клапан примера характерен тем, что он имеет выемку в арочной форме. Из-за этого образуется большое отверстие в верхней стороне обратного клапана, когда открывается паз. Скосы, которые образуют мысковую часть, изогнуты и постепенно утончаются в направлении дальних концов. Когда паз закрыт, скосы таким образом входят в плотный контакт друг с другом вблизи выемки, закрывая отверстие. Соответственно, степень устойчивости к потоку воды значительно изменяется между тем, когда отверстие открыто и когда оно закрыто.
[0177]
Обратный клапан примера быстро реагирует и работает единообразно, когда он открывается из-за снижения давления снаружи мысковой части, или когда открывается из-за подъема давления внутри мысковой части, или когда он закрывается из-за подъема давления снаружи мысковой части, или когда он закрывается из-за снижения давления внутри мысковой части. Таким образом, клапаны одной и той же конструкции могут благоприятно использоваться и для всасывающего обратного клапана, и для выпускного обратного клапана.
[0178]
Обратный клапан типа «утиный нос» в примере имеет большую точность открывания/закрывания по сравнению с гравитационными обратными клапанами, описанными в примерах 1 и 2. Другими словами, они могут открываться и закрываться очень точно, независимо от точности обработки клапанной детали и тому подобного. Даже если инородные вещества застревают в обратных клапанах, они тем не менее сохраняют точность открытия/закрытия. Поэтому они также подходят для применений, где в водяном баке 30, например, предусмотрен слой нитрифицирующих бактерий. Так как в обратном клапане не используется сила тяжести, не существует вариаций операций открытия и закрытия, когда осуществляется полив водой и когда осуществляется всасывание воды. Так как в обратном клапане не используется сила тяжести, точность открытия/закрытия не зависит от точности прикрепления обратного клапана. Обратный клапан можно с легкостью изготавливать как формованное изделие из полимера или резины. Тип или конструкция обратного клапана не ограничивается при условии, что солнечная теплонасосная установка работает нормально. А именно, и гравитационные обратные клапаны, и обратные клапаны типа «утиный нос» могут благоприятно использоваться.
Пример 8
[0179]
На Фиг. 19 изображено устройство 106, которое является устройством для выращивания растений в соответствии с Примером 8. Устройство 106 включает в себя два или более посадочных резервуаров. На чертеже устройство 106 включает в себя три посадочных резервуаров 155а-155с. Посадочные резервуары 155а-155с каждый имеет такую же конструкцию, что и посадочный резервуар 19 (фиг. 2 и 4), описанный в примерах 1 и 2.
[0180]
Устройство 106, изображенное на фиг. 19, включает в себя водополивочный канал 150а. Водополивочный канал 150а имеет следующие характеристики в дополнение к характеристикам водополивочного канала 38 (фиг. 2 и 4) в примерах 1 и 2. Водополивочный канал 150а является водоводом, у которого есть распределитель 152. Основной канал 151 и три канальных ответвления 153а-153с соединяются с распределителем 152. Вода, протекающая по водополивочного каналу 150а, разделяется распределителем.
[0181]
Канальные ответвления 153а-153с, изображенные на фиг. 19, ведут к соответствующим материалам питательной среды в посадочных резервуарах 155а-155с. Водополивочный канал канал 150а ответвляется таким образом, чтобы распределять воду в каждый посадочный резервуар 155а-155с. Водополивочный канал 150а делает возможным поставку воды во множество посадочных резервуаров с одной солнечной теплонасосной установкой. Этот пример подходит для применений, где использование множества относительно небольших посадочных резервуаров желательно.
Пример 9
[0182]
На фиг. 20 изображена торцевая поверхность водополивочного канала 150а Примера 8, описанного выше. Как упоминалось выше, существует период времени, когда вода не протекает по водополивочному каналу 150а. Таким образом, вода остается в распределителе 152 как лужица воды неправильной формы или капли воды. Эта лужица воды приводит к неравномерности потока воды при следующем поливе из-за сильного натяжения поверхности воды. Из-за этого иногда трудно распределять воду равномерно в каждое канальное ответвление 153а-153с.
[0183]
На фиг. 21 изображен водополивочный канал 150b в соответствии с Примером 9. Водополивочный канал 150b отличается от водополивочного канала 150а (фиг. 20) в следующем аспекте. Губки 157а-157с устанавливаются в выпускные отверстия 154а-154с на стороне посадочного резервуара канальных ответвлений 153а-153с водополивочного канала 150b. В частности, имеются камеры водохранилища 156а-156с, которые имеют большее поперечное сечение, чем выпускные отверстия 154а-154с. Губки 157а-157с расположены в каждой камере водохранилища 156а-156с.
[0184]
Губка 157с находится в поперечном сечении камеры водохранилища 156с, изображенного на фиг. 21. Так как пропитанная водой губка 157с служит в качестве пробки, водополивочный канал 150, включающий в себя распределитель 152, всегда заполнен водой. Образование лужиц воды в распределителе 152 таким образом предотвращается. Водополивочный канал 150b подходит для равномерного распределения воды в канальные ответвления 153а-153с. Потеря давления, вырабатываемого солнечной теплонасосной установкой, вызванная губками 157а-157с, невелика. Поэтому они практически не влияют на общую скорость потока воды.
Пример 10
[0185]
На фиг. 22 изображено устройство 107, которое является устройством для выращивания растений в соответствии с Примером 10. Устройство 107 включает в себя водопитатель 160. Водопитатель 160 сообщается с водозаправочным баком 162а устройства для пополнения воды через дренажный водосток 164а. Водозаправочный бак 162а является таким же, что и водозаправочный бак 60 (фиг. 2, 4 и 14), показанный в Примерах 1, 2, и 5.
[0186]
Водопитатель 160, изображенный на фиг. 22, включает в себя поплавковый клапан 161. Поплавковый клапан 161 подсоединен к подаче воды 159. Водопитатель 160 может поддерживать уровень воды постоянным внутри водозаправочного бака 162а посредством поплавкового клапана 161.
[0187]
Устройство 107, изображенное на фиг. 22, далее включает в себя другое устройство для пополнения воды. Другое устройство для пополнения воды включает в себя водозаправочный бак 162b. Водозаправочный бак 162b сообщается с водозаправочным баком 162а через дренажный водосток 164а. А именно, водозаправочный бак 162b опосредованно сообщается с водопитателем 160 через водозаправочный бак 162а. Таким образом вода может подаваться во множество водозаправочных баков 162а и 162b посредством одного водопитателя 160, а также уровень воды может поддерживаться постоянным в этих баках. Группа водозаправочных баков может быть соединена вместе в цепочку с помощью других дренажных водостоков, включающих в себя дренажный водосток 164с. Технология в этом примере, в котором водозаправочные баки опосредованно сообщаются с водопитателем, подходит для крупных устройств для выращивания растений.
Пример 11
[0188]
На фиг. 23 изображен 166 материал питательной среды. Материал 166 питательной среды имеет гелиевые частицы 167. Гелиевые частицы 167 содержат компоненты удобрения. Гелиевые частицы 167 рассеяны в материале 166 питательной среды. Гелевые частицы выпускают компоненты удобрений медленно в течение долгого периода времени. Компоненты удобрений включают в себя азот, калий и тому подобное. Гелиевые частицы предпочтительно сделаны из желатина.
[0189]
Хотя данное изобретение было описано со ссылками на варианты осуществления, данное изобретение не должно ограничиваться приведенным выше описанием. Различные изменения, которые могут быть понятны специалисту в уровне техники, могут быть сделаны в конфигурации и детали данного изобретения в объеме изобретения.
[Перечень ссылочных позиций]
[0190]
17a-17f Посадочный резервуар
18а, 18b Посадочный резервуар
19 Посадочный резервуар
20 Донная секция
21 Отверстие верхней поверхности
22 Верхняя поверхность
23 Корпусная часть
24 Внутренняя полость
25 Фильтрующий материал
26 Разница уровня воды
27 Держатель
28а, 28b Держатель
29 Насос
30 Водяной бак
31 Внутренняя полость
32 Солнечная теплонасосная установка
33 Герметизирующая пробка
35 Водоприемная труба
36 Водозаборная труба
37 Водоприемная труба
38 Водополивочный канал
39 Насосная камера
40 Пара обратных клапанов
41 Всасывающий обратный клапан
42 Основание
43 Выпускной обратный клапан
44а, 44b Клапанная деталь
45а, 45b Клапанное седло
46а, 46b Крышка
47а,47b Кольцо
48а, 48b Соединение
50 Воздушный бак
51 Внутренняя полость
52 Теплонакопительная поверхность
53 Воздуховод
54 Контейнер
55 Теплонакопительная структура
56 Теплонакопитель
57 Воздухонакопитель
59 Устройство для пополнения воды
60 Водозаправочный бак
61 Внутренняя полость
62а-62с Водозаправочный бак
63 Заправочное отверстие
64а-64с Канал подачи воды
65 Выпускная труба
66а-66с Выпускное отверстие
67 Индикатор уровня воды
68 Понижение уровня воды
69 Основание
70 Бак всасывающего давления
71 Камера всасывающего давления
72 Наружная оболочка
73 Герметизирующая пробка
74 Воздух
75 Водозаправочная труба
76 Отверстие
77 Труба подачи воды
78 Регулятор
81 Подъем давления
82 Снижение давления
83, 84 Поток воды
85, 86 Давление
87 Чистый воздух
88 Выпуск
89 Капсула
90 Материал питательной среды
91 Семя
92 Саженец
93 Солнечный свет
94 Излучаемое тепло
95 Молодое растение
96а-96е Материал питательной среды
97а Верхняя часть
97b Нижняя часть
98 Часть для приема семени.
99, 100-102, 103а-103с Устройство
105-107 Устройство
119 Устройство для пополнения воды
120 Узел всасывающего давления
121 Камера всасывающего давления
127 Труба подачи воды
128 Регулятор
129 Пористый материал
130 Водохранилище
131 Донная поверхность
132 Верхняя поверхность
134 Соединительная труба
135 Водоприемная труба
135 Водоприемная труба
139а-139с Отверстие
140 Пара обратных клапанов
141а-141с Всасывающий обратный клапан
142 Корпус
143а-143с Выпускной обратный клапан
144а, 144b Скос
145а, 145b Паз
146а, 146b Выемка
147а, 147b Базовая часть
148а, 148b Канавка
149а, 149b Выступ
150 Водополивочный канал
151 Основной канал
152 Распределитель
153а-153с Канальное ответвление
154а-154с Выпускное отверстие
155а-155с Посадочный резервуар
156а -156с Камера водохранилища
157а-157с Губка
159 Подача воды
160 Водопитатель
161 Поплавковый клапан
162а, 162b Водозаправочный бак
164а-164с Дренажный водосток
166 Материал питательной среды
167 Гелевая частица
191 Обратный клапан
194 Часть
194а, 194b Скос
195 Паз
196а, 196b Поверхность примыкания