CZ2014759A3 - Zařízení pro pěstování rostlin - Google Patents

Abstract

Tento vynález se týká zařízení pro pěstování rostlin, zejména na vertikálních plochách, v hydroponickém inertním materiálu, do kterého je přiváděn závlahový roztok. Zařízení je tvořeno samonosnou deskou (1) hydroponického inertního materiálu, která je uspořádána mezi dvěma vrstvami geotextilie (2).

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká vytvoření, uchycení, závlahy a sběru odpadní vody u hydroponického média při vertikálním hydroponickém pěstování.

Dosavadní stav techniky

Pro vertikální pěstování (dekorativní nebo komerční) je možné použít několik známých způsobů.

V prvním případě může být pěstebním médiem (dále označovaným jako „substrát) zemina umístěná v různých kapsách připevněných na stěnu. Jedná se o klasický způsob pěstování se všemi jeho nevýhodami, který je ještě více komplikován vertikálním uspořádáním.

Dále existuje také bezsubstrátové řešení, tzv. aeroponie. Většinou se jedná o poměrně složitý a nákladný systém propojených plastových nádob připevněných na stěnu.

V současnosti se prosazuje zejména hydroponie, tj. pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku na vhodném inertním substrátu. Příkladem takového substrátu neboli média pro vertikální pěstování je např. na vertikálním rámu připevněná geotextilie nebo plsť.

Nevýhodou takového systému je zejména, že rostliny nemají ideální podmínky (buďto hodně vláhy nebo nedostatek vzduchu u kořenů, případně vysychání substrátu).

Dalším používaným substrátem je hydroponický inertní materiál, například extrudovaný jíl, známý také jako keramzit, nebo minerální vata, nebo jiný podobný organický materiál, který dokáže pojmout velké množství tekutiny při vysokém obsahu vzdušného kyslíku. Substrát je většinou umístěn v horizontálních truhlících, které jsou připevněny k vertikálnímu rámu v řadách nad sebou. Vzhledem k počtu truhlíků a nutnosti závlahy každého z nich se jedná o finančně náročné řešení.

-2Příklady takovýchto hydroponických systémů jsou popsány např. v dokumentech

GB 2 475 101 a EP 1773108. Tato známá řešení využívají pro uložení substrátu plastových konstrukcí, které jsou připevněny na pevné nosné desce, která se montuje na zeď. Tyto systémy jsou zbytečně složité, jsou těžké a proto vyžadují složitější nosné konstrukce, jsou finančně náročné a obtížně recyklovatelné.

Další řešení podle dosavadního stavu techniky jsou popsána v dokumentech

EP 2 359 680 Al, EP 1519 121 Al, KR 2014 0066851A a FR 2 923 139. Také tato řešení buď nutně zahrnují nějakou pevnou nosnou desku, nebo případně představují zbytečně složitý systém.

Konkrétně zařízení podle dokumentu EP 2 359 680 AI se v každém případě aplikuje na nosnou desku (2). V odstavci [0085] je výslovně zdůrazněno, že tato nosná deska musí být dostatečně pevná pro to, aby mohla nést ostatní vrstvy tvořící vlastní pěstební substrát. Na tuto nosnou desku (2) je teprve možné připevnit první vrstvu (3) a druhou vrstvu (4). Je popisována aplikace na (v podstatě) vertikální desku (odstavec [0034]), nebo horizontálně, např. na zem (odstavec [0036]). Z textu je patrné, že vynález se zaměřuje na tepelnou a protihlukovou izolaci systému (např. odstavce [0035], [0079]). Další vrstva, označovaná v EP 2 359 680 AI jako třetí vrstva (5), je uspořádána na druhé vrstvě (4) a má zcela jinou, pro náš vynález nepodstatnou funkci (odstavec [0052] a násl.).

Dokument EP 1519 121 AI řeší konstrukci právě nosné struktury, neboť vynález se zabývá primárně úpravou vzduchu jeho průchodem zařízením obsahujícím živé rostliny (viz např. hned odstavec [0001] a násl.). Nejenže je tedy v provedení podle EP 1519 121 AI nosná deska přítomna, aleje i značně komplexní.

Řešení podle dokumentu KR 2014 0066851A má také složitou konstrukci a je navržené pouze pro instalaci na vertikální stěny (vnitřní a vnější stěny budov, zpevňovací zídky, protihlukové bariéry).

Konstrukce podle dokumentu FR 2 923 139 je také zcela jiná, než naše řešení, přičemž nosná stěna (2) je její základní nutnou součástí, a na této nosné stěně jsou teprve uchyceny

-3všechny ostatní vrstvy. Pokud je stěna z materiálu, který není dostatečně inertní, je nutná přítomnost těsnící vrstvy (3).

Podstata vynálezu

Zařízení pro pěstování rostlin, zejména na vertikálních plochách, v hydroponickém inertním materiálu, do kterého je přiváděn závlahový roztok, např. voda či živný roztok, je podle tohoto vynálezu tvořeno samonosnou deskou hydroponického inertního materiálu, například minerální vaty nebo jiného organického materiálu podobných vlastností, jako je např. kokosová drť, která je uspořádána mezi dvěma vrstvami geotextilie, která je, na rozdíl od plastů používaných ve známých systémech, velmi dobře prodyšná. Tyto dvě vrstvy geotextilie jsou s výhodou po obvodu spojené, například zalisovanými plachtovými oky (označovanými také jako „bannerová oka), sešitím, s pomocí např. zipu, nebo s výhodou suchého zipu.

Deskou zde rozumíme obecně plochý předmět, tj. trojrozměrný předmět, jehož jeden rozměr je výrazně menší, než zbývající dva rozměry.

Výrazem samonosná deska rozumíme desku z takového materiálu, který je dostatečně tvarově stálý a pevný, aby bylo možné zařízení podle tohoto vynálezu volně zavěsit do prostoru.

Ve výhodném provedení je deska minerální vaty ze všech stran těsně obalena PET geotextilií (např. nedegradující geotextilií z recyklovaných PET lahví), a to tak, že mezi 2 vrstvy geotextilie je vložena deska z minerální hydroponické vaty, která je ve výše uvedeném smyslu samonosná.

S výhodou je toto zařízení opatřeno zavlažovacím systémem pro kapkovou závlahu, který je s výhodou osazen kapkovači (tj. dávkovači pro přesné dávkování kapaliny) s kompenzací tlaku. Zavlažovači systém s výhodou zahrnuje řídící jednotku pro měření vlhkosti v zařízení a pro řízení dávkování závlahového roztoku. Toto zařízení je s výhodou opatřeno také odvodem odpadní tekutiny.

-4S výhodou je toto zařízení opatřeno prvky pro přichycení k nosné konstrukci a/nebo pro spojení s dalším takovýmto zařízením. Těmito prvky mohou být například zmíněná zalisovaná plachtová oka, která zároveň spojují obě vrstvy geotextilie, nebo mohou být uspořádány jakékoliv jiné vhodné prvky pro připojení takového zařízení k nosné konstrukci a/nebo pro spojení s dalším takovýmto zařízením.

V případě spojení několika takovýchto zařízení se zavlažovacím systémem a/nebo odvodem odpadní tekutiny jsou s výhodou uspořádány také prvky pro propojení zavlažovačích systémů a odvodů odpadní tekutiny.

Takovéto zařízení pro pěstování rostlin, zejména na vertikálních plochách, je velice jednoduché a levné, má velice snadnou instalaci, a při tom umožňuje dosažení ideálních podmínek pro vegetaci při nízké spotřebě vody a hnojiv. Umožňuje snadné uchycení k nosné konstrukci. V případě uspořádání zařízení u zdi není potřeba žádná speciální pevná nosná deska, která se montuje na zeď. Mezi stěnou a zařízením stačí ponechat mezeru, která umožní dostatečné větrání. Na stěnu může být připevněna např. nopová folie. Rostliny mohou být osázeny s obou stran zařízení, což je výhodné zejména u volně stojících sestav, kdy jsou zařízení podle vynálezu uchycena ve volně stojícím rámu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých obr. 1 představuje zařízení pro pěstování rostlin podle tohoto vynálezu, částečně v řezu, a obr. 2 představuje schéma zavlažovacího systému a odvodu odpadní tekutiny.

Příklady provedení vynálezu

Příkladem zařízení podle tohoto vynálezu je sendvič, který je na obr. 1 vyobrazen částečně v řezu, který sestává s desky jlz minerální vaty nebo jiného organického materiálu podobných vlastností, vloženého mezi dvě vrstvy geotextilie 2. Maximální rozměr takového

-5sendviče může být kvůli optimální distribuci vláhy a pro snadnou manipulaci např. 2x2Jn. Při těchto rozměrech je zařízení podle vynálezu s deskou z běžně dostupných materiálů ve výše uvedeném smyslu dostatečně samonosné. Sendvič je opatřen zavlažovacím systémem^ v podobě kapkové závlahy a vodotěsným prvkem s kanálkem představujícím odvody odpadní tekutiny, viz obr. 2. Sendvič je symetrický, rostliny mohou být osázeny s obou stran.

Deska minerální vaty je ze všech stran těsně obalena nedegradující geotextilií z recyklovaných PET lahví, a to tak, že mezi 2 vrstvy geotextilie je vložena deska z minerální hydroponické vaty. Tyto dvě vrstvy jsou po celém obvodu desky z minerální hydroponické vaty spojené zalisovanými kovovými bannerovými okyjf Může ale také být sešit nebo uzavřen pomocí zipu, nebo suchého zipu. V případě potřeby (např. v případě použití jen tenké vrstvy substrátu) je možné provést lokální spojení obou geotextilií se substrátem („prošití), aby při vertikálním uspořádání sendviče nemohlo dojít k sesunutí substrátu. Při používání tuto funkci mohou částečně přebírat osazené rostliny. Je myslitelné i jen prošití sendviče bez spojení obou geotextilií po obvodu.

Sendvič je připevněn k rámu j6 (připevněnému ke zdi tak, aby mezi rámem a zdí byla distance, nebo samostatně stojícímu, tak jak je to znázorněno na obr. 1). Pokud je zapotřebí osadit rostlinami větší plochu, než je maximální velikost jednoho sendviče, je možno jednotlivé sendviče (segmenty) zavěsit na rám_6 vedle sebe a nad sebou a vytvořit tak větší jednolitou plochu.

Zavlažovači systémJ je zakomponován do sendviče a skládá se závlahové hadice 3.0 osazené kapkovači 3.2, obvykle s kompenzací tlaku, jejíž tlakový ventil se otevře až po natlakování celého systému (např. 0,5 bar), tak aby se dosáhlo stejné míry zavlažení u sendvičů umístěných v různých výškách. Pokud se propojuje více sendvičů vedle sebe a nad sebe, závlahové hadice 3.0 se propojí. Závlahové hadice 3.0 jsou zásobovány závlahovým roztokem přívodní hadicí 3.1.

Odvod 4 odpadní tekutiny je tvořen vodotěsným žlábkem £2 ve spodní části sendviče, který sbírá odpadní tekutinu. Tekutina je pak odvedena hadicí 4J.. Pokud se propojuje více sendvičů vedle sebe a nad sebe, odpadní hadice 4.1 se propojí.

-6Systém závlahy může být buďto otevřený, kdy se veškerá odpadní tekutina odvádí do odpadu, nebo uzavřený, kdy se tekutina recykluje.

Součásti zavlažovacího systému 3 je řídící jednotka (není zobrazena), která měří vlhkost v sendviči a optimalizuje dávkování závlahového roztoku.

Připravený sendvič se s pomocí bannerových (plachtových) ok (nebo jiných vhodných prostředků) zavěsí do rámu. V případě, že je potřeba rostlinami osadit větší plochu, než je velikost jednoho sendviče, je možné do jednoho rámuji zavěsit několik sendvičů vedle sebe a/nebo pod sebe. Sendvič (sendviče) se pak osází rostlinami tak, že tyto rostliny procházejí skrz geotextilii tak, že jejich kořenový systém se nachází pod geotextilií (s výhodou alespoň částečně uvnitř v substrátu) a nadzemní část rostliny vyčnívá ze sendviče do volného prostoru. Osázení rostlinami probíhá tak, že se nožem prořízne geotextilie a kořeny rostliny se vloží do substrátu. Alternativně, nebo pro doplnění, je možné geotextilii osít semeny. Aby se semena udržela ve vertikální poloze aplikují se na vrstvu živného gelu.

Příklady použití takového sendviče:

Samostatně stojící rám: sendvič je obvykle osázen vegetací z obou stran. Jedná se o samostatné zařízení s vlastním rezervoárem na závlahu, čerpadlem a řídící jednotkou. Zařízení může být vybaveno přídavným osvětlením.

Ke stěně připevněný rám: sendvič je obvykle osazen rostlinami pouze z čelní strany. Mezi stěnou a sendvičem je distance, aby mohl vzniknout komínový efekt a odvádět nechtěnou vlhkost. Na stěnu může být připevněná nopová folie. Sendviče se obvykle poskládají do větší plochy. Tento systém je zavlažován z rezervoáru nebo vodovodního řádu (v tom případě je nutné připojit jednotku, která přimíchává hnojivá). Odpadní roztok je jímán v rezervoáru nebo odváděn do odpadu. Dávkování závlahy zajišťuje řídící jednotka.

Mezi hlavní výhody navrhovaného řešení patří:

- Jednoduchá výroba

-7' * * í ⁴

- Nízká materiálová náročnost

- Nižší finanční náročnost

- Snadná instalace

- Optimální podmínky pro rostliny

- Nízká spotřeba vody a hnojiv

- Provzdušnění pěstebního media z přední i zadní strany- zásadní faktor ovlivňují optimální prostředí pro rostliny - geotextilie na povrchu sendviče je 100% prodyšná v celé ploše

- Úspora materiálu

- Snazší instalace

- Dosavadní řešení jsou vhodná pro suchomilné okrasné rostliny - v zařízení podle tohoto vynálezu je možné velmi dobře pěstovat dokonce i zeleninu a ovoce, zkrátka všechny rostliny bez rozdílu náročnosti na zálivku

- Kapkovače s tlakovou kompenzaci řeší problém s různým tlakem v různých částech většího systému

- Řídící jednotka v pěstebním mediu udržuje požadovanou vlhkost (vhodnější pro rostliny, nízká spotřeba vody a hnojiv)

- Nižší zátěž na životní prostředí

Claims (10)

1. Patentové nároky:

   1. Zařízení pro pěstování rostlin, zejména na vertikálních plochách, v hydroponickém inertním materiálu, do kterého je přiváděn závlahový roztok, vyznačující se tím že toto zařízení je tvořeno samonosnou deskou (1) hydroponického inertního materiálu, která je uspořádána mezi dvěma vrstvami geotextilie (2), které ji obklopují z obou stran a jsou po obvodu spojené.
2. 2. Zařízení pro pěstování rostlin podle nároku 1, vyznačující se tím, že samonosná deska (1) hydroponického inertního materiálu je z minerální vaty a geotextilií (2) je PET geotextilie.
3. 3. Zařízení pro pěstování rostlin podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstvy geotextilie (2) jsou po obvodu spojené plachtovými oky (5), která zároveň slouží pro zavěšení zařízení pro pěstování rostlin na nosnou konstrukci nebo pro jeho spojení s dalším takovým zařízením pro pěstování rostlin.
4. 4. Zařízení pro pěstování rostlin podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstvy geotextilie (2) jsou po obvodu spojené sešitím nebo s pomocí zipu nebo suchého zipu.
5. 5. Zařízení pro pěstování rostlin podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřeno zavlažovacím systémem (3) pro kapkovou závlahu.
6. 6. Zařízení pro pěstování rostlin podle nároku 5, vyznačující se tím, že zavlažovači systém (3) je osazen kapkovači (3.2), s výhodou kapkovači s kompenzací tlaku.
7. 7. Zařízení pro pěstování rostlin podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že zavlažovači systém (3) zahrnuje řídící jednotku pro měření vlhkosti v zařízení a pro řízení dávkování závlahového roztoku.
8. 8. Zařízení pro pěstování rostlin podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřeno odvodem (4) odpadní tekutiny.
9. 9. Zařízení pro pěstování rostlin podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřeno prvky pro přichycení k nosné konstrukci a/nebo pro spojení s dalším takovýmto zařízením a případně pro propojení zavlažovačích systémů (3) a odvodů (4) odpadní tekutiny, jsou-li uspořádány.
10. 10. Zařízení pro pěstování rostlin podle nároku 9, vyznačující se tím, že prvky pro přichycení jsou zalisovaná plachtová oka (5), která zároveň po obvodu spojují obě vrstvy geotextilie (2).