植物支架

本发明涉及一种植物支架，其具有浇灌空间、入口和出口，所述出口具有出口路径配置。

这种植物支架特别是用于所谓的“Vertical Farming(垂直农业)”，也就是用于有多个这样的植物支架沿重力方向叠置的温室配置。其中，一个特别优选的应用是植物支架以区块存储的布置方案，其中植物支架紧挨彼此地堆叠在一起。

在植物支架中，在培养基或其他基底上培育种子、胚芽或幼苗。必须时常对植物，确切而言，对植物的根部进行浇灌。在此过程中，通常期望植物的根部在一段时间内被润湿，其中在这段时间结束后再将水排出，使得根部与氧气接触。

但这个间歇性浇灌的控制难度相对较大，主要需要布置在出口区域内的阀门来使水从浇灌空间排出或者保持在该处。

本发明的目的是提供一种适于间歇性浇灌且结构简单的植物支架。

在本文开篇所述类型的植物支架中，本发明用以达成上述目的的解决方案为，所述出口路径配置具有包含第一流动方向的第一出口路径以及第二出口路径，其中所述第二出口路径具有至少一个与所述第一出口路径连通的连通口，且在所述连通口的区域内，第二流动方向具有反向于所述连通口区域内的第一流动方向的方向分量。

在这种植物支架中，不再需要阀门来控制水的流出。流出的水既流过第一出口路径，又流过第二出口路径。随后，流过第二出口路径的水与流过第一出口路径的水汇合，由于第二流动路径中的水具有反向于水流过第一出口路径的方向的方向分量，流过第二流动路径的水使得第一流动路径中的水减速，由此对从浇灌空间流出的全部水流进行节制。但这个节制并非通过减小横截面来实现，这存在被植物残骸、污物颗粒等堵塞的风险，而是由相对的流动引起。其中，出口路径的尺寸可以如此地选择，使得被植物残骸等堵塞的风险能够保持在较低水平。其中，这两个出口路径的布局相当于例如US 1329 559A中揭示过的特斯拉阀门的结构。其中，这个特斯拉阀门以“截止方向”工作。但流动并未被出口路径完全中断，而是仅被减慢。因此，如果在此以及在下文中提到“水”，则不仅是指纯水，还指可以用来将养分和水分运输至被容置在植物支架中的植物的任何液体。

优选地，第二出口路径具有至少五个与第一出口路径连通的连通口。由此，产生五个用来对通过第一出口路径流出的水流进行干扰并使其减速的干扰点。连通口越多，节流作用越强。

优选地，第一出口路径至少具有串联的第一区段和第二区段，其中第一区段与第二区段并排布置。亦即，排出的水必须在第一区段与第二区段之间进行约180°的转向，这又会进一步节制流过该出口路径配置的水流并使其减速。当然，第一出口路径的第二区段与第二出口路径的第二区段也可以并联连接，使得在第二区段中同样产生第二出口路径的与第一出口路径连通的连通口。这进一步改进了节流作用。

优选地，第一出口路径具有串联且并排布置的数目为奇数的区段。其中，形成对第一出口路径的曲折导引，在该出口路径中，流过该出口路径配置的水相应地发生多次偏转。在这种情况下，第一出口路径的“输入端”与“输出端”不处于同一端。每个区段中均可以有第二出口路径的连通口，其中在所有连通口中，第一出口路径中的流动均与第二出口路径中的反向流动相遇。

同样优选地，第一出口具有出口开口，该出口开口通过冲击头装置与出口路径配置连接，其中冲击头装置具有在重力方向上向上定向的冲击头，其表面过渡至第一通道的壁部，且该出口路径配置通过冲击头装置的至少一个开口与第二通道连接，且第一通道和第二通道与出口开口连通或者穿过出口开口。如果多个植物支架叠置，则从在重力方向上布置得更高的植物支架流出的水必然流过一或多个布置得更靠下的植物支架，且在期望避免在某种意义上已用完的流出的水流过一或多个布置得更靠下的植物支架的浇灌空间的情况下，确保从上方的植物支架流出的水能够通过布置得更靠下的植物支架的出口流出。为防止在此过程中流出的水的落差过大，设有冲击头，从上方的植物支架流出的水排至该冲击头上。随后，水被从冲击头穿过第一通道导引至出口开口。随后，从配设有这个冲击头装置的植物支架流出的水流入第二通道。上方与下方的植物支架中的水只有在冲击头装置中甚至之后才会充分混合。这样就能防止从上方的植物支架流出的水渗入下方的植物支架的浇灌空间。

优选地，冲击头装置沿重力方向与出口开口对齐。这一点特别是在植物支架可堆叠的情况下较为有利。在这种情形下，冲击头装置在重力方向上处于其上方的植物支架的出口开口下方。其中，也可以将两个以上的植物支架在重力方向上相叠布置且不产生过大的落差。

其中优选地，冲击头装置与在重力方向上向上定向的管道连接。通过这个管道，水可以从在重力方向上布置得更加靠上的植物支架向下流动，并且被可靠地导引至冲击头装置的冲击头。

优选地，设有第三出口路径，其通过溢流部与浇灌空间连接。通过这个设计，对水的入口的控制也得到大幅简化。可以提供某个体积的水，该体积远超过装满浇灌空间所需的体积。在这种情况下，水积聚在浇灌空间中，直至其可以通过溢流部流出。亦即，溢流部定义了浇灌空间中的水的液位高度。由于溢流部对流出的水几乎没有流动阻力，且第三出口路径平行于第二出口路径布置，因此，水不受到节制或仅以可接受的程度受到节制，这样水就能流出且浇灌空间中的液位高度保持不变，该液位高度相当于溢流部的高度。在这种情况下，如果所有植物支架的浇灌空间均被充分装填，则可以中断水的流入，随后，水可以通过第一和第二出口路径流出，其中如上所述，流出的水流受到大幅节制，使得在预定的时间内浇灌空间中仍有充足的水用于浇灌植物。

优选地，第一出口路径和第二出口路径通过壁部与第三出口路径隔开，该壁部高于溢流部所确定的高度。亦即，通过溢流部流入第三出口路径且从该处流向出口的水不与流过第一和第二出口路径的水混合。

优选地，入口具有入口管道，该入口管道具有被冲击板中断的通流截面，其中入口管道具有管壁，该管壁在冲击板的区域内具有至少一个排出口。对入口而言，同样要防止落差过大。在叠置的植物支架中，输入的水仅从一个入口管道流向下一个，但不会在多个相互堆叠的植物支架的整个高度上流动。流过在重力方向上布置在上方的植物支架的水同样可以流动至在重力方向上布置其下方的下一植物支架的入口管道中的冲击板。水在该处发生偏转，且必须穿过排出口向外流出。

其中优选地，入口管道在其壁部中具有至少一个进口，该进口布置在入口空间的底部上方的预定高度处。在这种情况下，从入口管道的排出口排出的水可以穿过进口重新进入入口管道，随后，穿过入口管道进一步向下流动，以便为在重力方向上布置得更加靠下的植物支架供水。在这种情况下，进口的高度，也就是进口与入口空间的底部的间隔决定装填了高度。

优选地，入口空间通过间壁与浇灌空间隔开，该间壁具有至少一个通孔。该间壁防止植物残骸、断根、污物等从浇灌空间进入入口空间，再一起被冲往另一植物支架。虽然无法完全防止以这种方式通过该通孔进入，但可能性极小，因为在该通孔中产生从入口空间至浇灌空间的流动。

优选地，通孔邻接浇灌空间的底部。亦即，通孔在一定程度上布置在“下方”，从而将污物、植物残骸等进入的风险保持在较低水平。

优选地，入口和出口布置在浇灌空间的同一边缘上。这样特别是能在需要以区块存储布局布置植物支架的情况下简化结构。

下面根据优选实施例结合附图对本发明进行说明。其中：

图1为植物支架，

图2为所述植物支架的具有入口和出口的端部的放大图，

图3为出口路径配置的透视图，

图4为所述出口路径配置的俯视图，

图5为冲击头装置的局部剖面的透视图，

图6为所述冲击头装置的透视图，

图7为入口管道的透视图，

图8为根据图7的入口管道的局部剖面，

图9为入口的局部剖面的透视图，并且

图10为出口的局部剖面的透视图。

图1示出植物支架1，其也可以被称为“Bench(长形工作台)”。植物支架1具有浇灌空间2，其被壁部3包围。浇灌空间2用于容置布置在培养基、毛毡等之上的植物。植物可以在该处从早期阶段(如种子或胚芽)生长成成年植物，以供之后收获。

植物支架1特别适用于区块存储或堆叠存储布局。其中，多个植物支架1沿重力方向叠置。在这种情况下，植物支架1具有未详示的间隔件，这些间隔件具有相互匹配的几何形状，这样就能以区块存储布置多个植物支架1的叠堆。在这种情况下，植物支架1在其在重力方向上的下侧上具有滑轨4，视情况还具有未示出的照明装置，其可以用来照亮沿重力方向布置在相应植物支架下方的某个位置的植物支架中的植物。

植物的生长需要液体，其在下文中统称为“水”。通常也将养分与水一起输送给植物。

为了确保供水，植物支架1具有入口5和出口6。入口5和出口6在图2中放大显示。结合图3至图6详细说明出口6。结合图7至图10详细说明入口5。

入口5具有入口空间7，该入口空间通过壁部8与浇灌空间2隔开。浇灌空间2具有底部9。壁部8在底部9的区域内具有多个开口10，水可以穿过这些开口从入口空间7流入浇灌空间2。壁部8在此绘示为半开的，以示出下文将要说明的入口管道11。入口管道11与在重力方向上向上伸出的管道12连接。这个管道12用于使水从在重力方向上布置在植物支架1上方的植物支架流入植物支架1。管道12可以在其在重力方向上的上端处具有套筒13，在重力方向上布置在植物支架1上方的另一植物支架的入口管道11的下端14(图9)可以伸入该套筒。

出口6具有出口路径配置15，其结合图3和图4详细地示出。出口路径配置15布置在出口空间16中，该出口空间通过壁部17与浇灌空间2隔开。壁部17在浇灌空间2的底部9的区域内具有多个开口18。此外，壁部17具有溢流部44，其例如也可以构建为开口。

出口路径配置15具有第一出口路径19，其开端在图4中以虚线绘示。在第一出口路径19中，水以在图4中以虚线示出的区域内从右向左定向的流动方向流动。出口路径配置15还具有第二出口路径20，在该出口路径中，流出的水被呈弧形地导引，且该出口路径以连通口21与第一出口路径19连通。在连通口21的区域内，流过第二出口路径20的水的流动方向具有反向于第一出口路径19中的流动方向的分量。

第一出口路径19与第二出口路径20通过弯道22隔开。第二出口路径20具有背离第一出口路径19的导引壁23，其具有一个直区段和一个弯区段，这些区段的弯曲角度在150°至180°的范围内。

第一出口路径19具有第一区段24、第二区段25和第三区段26。这三个区段24-26在流动方向上串联，也就是相继布置。但这三个区段24-26并排布置，使得流过第一出口路径19的水必须以约180°两次改变方向才能完全流过出口路径配置15。在第二区段25和第三区段26中同样设有连通口21，使得在第二区段25和第三区段26中同样能够对流出的水的流动进行节制，其中这种节制，也就是流速的降低并非由横截面减小引起。相反，横截面可以选择得相对较大。对壁部17中的开口18的大小而言也是如此。由此，预防出口被植物残骸(如断根等)或污物颗粒堵塞的风险。

第二出口路径22在第二区段24和第三区段25中同样平行于第一出口路径19布置，且可以相应地在出口路径配置15的整个流动长度上起减速作用。亦即，可以确保水极为缓慢地从浇灌空间2流出，且无需为此设置闸门。水从浇灌空间2完全流出所需的时间可以通过相应地确定出口路径配置15的尺寸来相对精确地设定。

特别是从图10可以看出，出口6具有构建在浇灌空间2的底部9的出口开口28。出口开口28中布置有与出口路径配置15连接的冲击头装置29。冲击头装置29具有冲击头30，其表面31与贯穿出口开口28的第一通道32连接。在这种情形下，从在重力方向上布置得更加靠上的植物支架流出的水冲击在冲击头30上，并且穿过第一通道32进一步向下流动，例如流至布置得更加靠下的植物支架。

冲击头装置具有第二通道33，其通过冲击头装置29的壁部35中的开口34与出口路径配置15连接。流过出口路径配置15的水穿过开口34进入第二通道33，随后，同样可以向下流至在重力方向上布置得更加靠下的植物支架。也就是说，当前植物支架1中的水不会在植物支架1中与其上方的植物支架中的水混合。

冲击头装置29与在重力方向上向上定向的管道36连接，该管道在其在重力方向上的上端处同样具有套筒37，与冲击头装置29连接的管道45可以伸入该套筒，以便将从植物支架1中流出的水导出至下方的下一植物支架。

穿过壁部17中的溢流部44的水也可以直接穿过冲击头装置29中的开口34流出。为此，设有第三出口路径，其与第一出口路径19和第二出口路径20隔开，确切而言，通过壁部38隔开，该壁部高于溢流部44所确定的高度。亦即，壁部38的高度大于溢流部44的下缘与浇灌空间2的底部9之间的间隔。

如上所述，入口5中布置有入口管道11。入口管道具有被冲击板40中断的通流截面39。为使得从在重力方向上布置在上方的植物支架流入的水能够向下流出至入口空间7，入口管道11的壁部41具有多个排出口42，水可以穿过这些排出口流入入口空间7。在这种情况下，入口空间7中的水位上升，直至水穿过进口43重新进入入口管道11。水位的高度由进口43的下缘与入口空间2的底部的间隔决定。入口空间7的底部通常相当于浇灌空间2的底部9。

水穿过入口管道11的排出口42以及穿过入口空间7与浇灌空间2之间的壁部8中的开口10所受到的流阻远小于出口路径配置15所产生的流阻。

借助于这个布置方案，就能在不在植物支架1上使用阀门的情况下简单地控制对布置在植物支架1中的植物的浇灌。

通过入口5馈入水，以开始浇灌。水流过管道12并且到达入口管道11，并且从该处流入入口空间7。在这种情况下，水穿过开口10流入浇灌空间2，并且在到达进口43时流入布置得更加靠下的植物支架。亦即，可以根据待装填的植物支架1的数目，将相对较大体积流量馈入最上方的植物支架1的管道12。不会发生对浇灌空间2过度装填的情况，因为浇灌空间2中的液位高度始终无法高于入口空间7中由进口43决定的水位。

随后，穿过开口10进入浇灌空间2的水流至壁部17，并且从该处穿过壁部17中的开口18流入出口空间16。但流出的水因出口路径配置15而减速，从而积聚在浇灌空间2中，直至到达溢流部44。浇灌空间2中的水无法再升高。经由溢流部44进入出口空间16的水可以直接穿过冲击头装置9流出。

在一个叠堆中的所有植物支架1均充足供水的情况下，就可以中断供水。在这种情况下，浇灌空间2中的水可以流出，但极为缓慢，因为出口路径配置15对水起到巨大的节流作用。如上所述，这样就能相对精确地设定浇灌空间2中的水量穿过出口路径配置15排出所需的时间。也就是说，这样就能确定在浇灌空间2中的植物或植物的根部能吸收多长时间的水。

从图1和图2可以看出，入口5和出口6布置在浇灌空间2的同一边缘上。相应地，可以将为浇灌空间2供水所需的所有元件均装在一个边缘的区域内。

从图3和图4可以看出，第二出口路径20通过多个连通口21与第一出口路径19连接。有利地，使用至少五个连通口21。

图中示出第一出口路径19三个区段24-26。有利地，区段的数目为奇数，这样水就能在出口路径配置15的一端进入，并且在出口路径配置15的另一端排出。