ФИТОСТЕНА С ПОЛИХРОМАТИЧЕСКИМИ СТИМУЛЯТОРАМИ РОСТА РАСТЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК A01G31/02 A01G9/02 

Изобретение относится к цветоводству и растениеводству и может быть использовано для выращивания растений внутри помещений, в том числе и в условиях короткого светового дня или при отсутствии внешнего освещения, а также может использоваться для выращивания растений в питательной среде без почвы методом гидропоники, в том числе для создания вертикального цветочного панно для благоустройства помещений, офисов, витрин с использованием растущих декоративных культур.

Проблема закрытых помещений заключается в высокой бактериальной насыщенности воздуха при длительном пребывании людей, способствующего распространению различного рода инфекций. Ситуация осложняется наличием в воздушной среде токсичных газообразных веществ, выделяемых строительными, отделочными материалами, мебелью или поступающих извне токсичных веществ.

Использование озелененных стен в помещениях является новым биологическим методом - экологический фитодизайн, который состоит в использовании растений с выраженными фитонцидными и газопоглотительными свойствами для оздоровления воздушной среды помещений.

Летучие выделения (фитонциды) растений обладают бактерицидным, бактериостатическим, фунгицидным действием в отношении патогенной и условно-патогенной для человека микрофлоры. Многие виды растений поглощают из воздуха помещений токсичные для человека газообразные соединения, очищая тем самым воздушную среду.

Известно устройство для выращивания растений на вертикальной панели, прикрепленной к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором, карманы для растений, которые съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали, средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения (патент Германии DE3607772, МПК A01G 9/02, 1986 г.).

Также известно устройство для выращивания растений без земли, содержащее вертикальную панель, изготовленную из пластика и прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, карманы для растений, которые съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали (патент Франции Fr 2747265, МПК-7 A01G 31/02, 2000 г.).

Известно устройство для выращивания растений на вертикальной панели, изготовленной из жесткого материала и прикрепленной к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, средства крепления растений (патент Германии DE 2733428, МПК-7 A01G 31/02, 2000 г.).

Известно устройство для выращивания растений на вертикальной панели, изготовленной из жесткого материала и прикрепленной к стене помещения средствами крепления растений (патент США US 5257476, МПК A01G 1/00, 1993 г.).

Известно устройство для выращивания растений без земли на вертикальной панели, содержащее систему снабжения питательным раствором или водой, насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, соединенный посредством напорной трубы с распределительной трубкой, расположенной поперек панели на ее верхнем торце, в распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений, которые съемно прикреплены к панели в произвольном месте на панели, средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения (патент Fr 2634971, МПК-7 A01G 31/02, 2000 г.).

Все указанные известные технические решения обладают следующими недостатками - они не могут быть использованы в помещениях с ограниченным солнечным освещением или при его отсутствии. Устройства обладают ограниченными эксплуатационными возможностями из-за отсутствия комплексного сочетания мощности и продолжительности освещения с объемом и дозировкой подачи к корням растений питательного раствора.

Известно устройство для выращивания растений без земли, содержащее вертикальную панель, изготовленную из жесткого, прочного, водонепроницаемого, нетоксичного и защищенного от гниения пластика и прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, при этом устройство включает в себя емкость для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, соединенный посредством напорной трубы с распределительной трубкой, расположенной поперек панели на ее верхнем торце, в распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений, которые съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали, средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения (патент России RU 2163755, МПК ⁷A01G 31/02, 2000 г.).

Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому принято за прототип.

Недостатками прототипа являются невозможность использования технического решения в помещениях с ограниченным солнечным освещением или при его отсутствии и ограниченные эксплуатационные возможности из-за отсутствия комплексного сочетания мощности и продолжительности освещения с объемом и дозировкой подачи к корням растений питательного раствора.

Указанные недостатки устранены в заявленном техническом решении, где для повышения эксплуатационных возможностей условия выращивания растений приближены к естественным за счет оптимизации сочетании интенсивности, времени воздействия и распределения светового потока полихроматических стимуляторов роста, а также равномерной автоматически дозированной подачи к корням растений питательного раствора.

Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.

Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений, содержащая вертикальную панель, изготовленную из жесткого, прочного, водонепроницаемого, нетоксичного и защищенного от гниения пластика и прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, при этом устройство включает в себя емкость для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, соединенный посредством напорной трубы с распределительной трубкой, расположенной поперек панели на ее верхнем торце, в распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений, которые съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали, средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения. Указанное средство подачи питательного раствора выполнено в виде накладки из синтетического материала с высокими гидрофильными свойствами, которая прикреплена к панели посредством скоб, а в верхней части охватывает указанную распределительную трубку, выполненную из пластмассы, в выходных отверстиях которой установлены калиброванные жиклеры, направляющие поток питательного раствора на накладку. Соотношение суммарного расхода жиклеров и емкости бака обеспечивает время капельного полива питательным раствором в автономном режиме снабжения в течение времени не менее двух недель при номинальных комнатных температурах. Бак выполнен выборочно из дерева с водоотталкивающей пропиткой или пластика. Указанный источник освещения имеет искусственное полихроматическое излучение и состоит из горизонтального светильника, прикрепленного к верхней части, и вертикальных светильников, прикрепленных выборочно к боковым сторонам панели фитостены или к стене помещения посредством выносных кронштейнов. Лампы светильников выполнены с возможностью обеспечения режимов изменения спектра по этапам фазы жизни растений фитостены: формирование корневой системы на первом этапе и формирование листовой массы на втором этапе, а также - режима дополнительного облучения до нужной длины светового дня. Указанные лампы помещены в рефлектор, в котором может одновременно находиться одна, две или более ламп, в зависимости от текущего этапа жизни растений фитостены. Блок управления снабжен таймером включения погружного насоса в течение 10-15 минут от 3 до 8 раз в день в зависимости от влажности и температуры воздуха в помещении и таймером управления переключением режимов работы светильников. Указанная накладка панели фитостены выполнена из тканого материала с ионообменными волокнами с питательной пропиткой. Напорная трубка размещена с задней стороны панели. На нижней части панели расположены направляющие элементы для стекающего в бак питательного раствора.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид установки; на фиг.2 - вид сбоку на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху на фиг.1; на фиг.4 - вид А на фиг.2; на фиг.5 - увеличенная часть панели на фиг.1; на фиг.6 - светильник с двумя лампами, вид сбоку; на фиг.7 - то же, вид сверху; на фиг.8 - то же со снятой торцевой стенкой; на фиг.9 - светильник по фиг.8 с одной лампой (увеличено); на фиг.10 - светильник по фиг.8 с тремя лампами (увеличено); на фиг.11 - общий вид светильника на фиг.1 в аксонометрической проекции (боковые светильники не показаны).

Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений состоит из вертикальной панели 1, изготовленной из жесткого, прочного, водонепроницаемого, нетоксичного и защищенного от гниения пластика и прикрепленной к стене 2 (фиг.4) помещения или здания. Устройство содержит систему снабжения питательным раствором или водой, при этом устройство включает в себя емкость 3 для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос 4, электрически соединенный с блоком управления 5 и блоком питания 6. Напорная труба соединена с распределительной трубкой 8, расположена поперек панели 1 на ее верхнем торце. В трубке 8 выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами 9 для растений (не показано). Карманы 9 съемно прикреплены к панели 1 рядами по горизонтали и колонками по вертикали. Средство подачи питательного раствора к корням растений выполнено в виде накладки 10 из синтетического материала с высокими гидрофильными свойствами, которая прикреплена к панели посредством скоб 12 (фиг.5), а в верхней части охватывает указанную распределительную трубку 8, закрепленную в кронштейнах 13 и выполненную из пластмассы. В выходных отверстиях распределительной трубки установлены калиброванные жиклеры 14, направляющие поток питательного раствора на накладку 10, причем соотношение суммарного расхода жиклеров 14 и емкости бака 3 обеспечивает время капельного полива питательным раствором в автономном режиме снабжения в течение времени не менее двух недель при номинальных комнатных температурах. Бак 3 выполнен выборочно из дерева с водоотталкивающей пропиткой или пластика. Указанный источник освещения имеет искусственное полихроматическое излучение и состоит из горизонтального 15 светильника, прикрепленного к верхней части, и вертикальных 16 светильников, прикрепленных выборочно к боковым сторонам панели 1 фитостены или к стене 2 помещения посредством выносных кронштейнов (не показано). Лампы 17 светильников выполнены с возможностью обеспечения режимов изменения спектра по этапам фазы жизни растений фитостены: формирование корневой системы на первом этапе и формирование листовой массы на втором этапе, а также - режима дополнительного облучения до нужной длины светового дня. Указанные лампы помещены в рефлектор 18, в котором может одновременно находиться одна, две или более ламп, в зависимости от текущего этапа жизни растений фитостены, при этом блок управления 5 снабжен таймером включения погружного насоса 4 в течение 10-15 минут от 3 до 8 раз в день в зависимости от влажности и температуры воздуха в помещении, и таймером управления (не показано) переключением режимов работы светильников. В баке 3 для усиления жесткости могут быть выполнены ребра жесткости 19 (фиг.3). Указанная накладка панели 1 фитостены может быть выполнена из тканого материала с ионообменными волокнами с питательной пропиткой. Напорная трубка может быть размещена с задней стороны панели. На нижней части панели могут быть установлены направляющие элементы для стекающего в бак питательного раствора.

Технический результат от использования заявленного технического решения заключается в повышении эксплуатационных возможностей и интенсивности роста растений.

Указанный технический результат получается за счет оптимизации интенсивности, направления и продолжительности светового потока от полихроматических источников освещения и времени и расходных характеристик подачи питательной среды к корням растений фитостены. Это достигается новыми отличительными признаками заявленного технического решения.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, включая характеристику назначения. Т.е. совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в материалах заявки указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом в промышленности и использовано в различных областях народного хозяйства, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат.

Изобретение в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлено с помощью средств и методов, описанных в патенте RU 2163755, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения. Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения и не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанный в материалах заявки технический результат. Т.е. заявленное решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование этих признаков в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т.е. имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Устройство работает следующим образом:

насос 4 опускается на дно бака 3, труба 7 от насоса 4 проходит вверх вдоль панели 1, по которой питательный раствор подается в верхнюю часть фитостены через трубку 8 с отверстиями для капельного полива. Вода вытекает на поверхность панели и увлажняет ткань, а затем стекает в бак 3 под действием силы тяжести. Благодаря гидрофильным свойствам ткани накладки 10, раствор распределяется по всей поверхности панели 1, чем поддерживается постоянное увлажнение корневой системы растений. Минеральные подкормки вносятся в бак 4 раза в 10-14 дней.

Фитостена достаточно проста в изготовлении. На стену в помещении крепится на кронштейнах панель 1 из экологически чистого, водонепроницаемого пластика. На пластике размещаются тканевые карманы 9 (материал карманов, например, французская "акванаппе", отечественный «дорнит»), в которых в дальнейшем будут высажены растения.

В фитостене не используется грунт - растения прорастают корнями в ткань.

Полив в системе осуществляется автоматически - для этого используется погружной насос 4 и система трубок 7, 8 с капельницами (жиклерами) 14 для водополива. Насос 4 располагается в нижней части фитостены, в баке для полива (объем бака зависит от размера стены). Трубка 8 вшита в ткань горизонтально, в верхнем ряду конструкции.

Система оборудована таймером, что позволяет пользователю не заботиться о ежедневном поливе растений и исключает необходимость регулировать водоподачу вручную.

Фитостена может функционировать как в автономном режиме, без подключения к водопроводу и канализации, так и представлять из себя систему незамкнутого цикла - все зависит от особенностей помещения. В каждом конкретном случае выбирается оптимальный вариант системы водоснабжения.

Принцип вертикального выращивания растений придумала сама природа, например, в странах Юго-Восточной Азии и в тропических лесах Южной Америки более двух тысяч видов растений способны расти и развиваться на поверхностях скал, на стволах деревьев. В заявленной фитостене используется в основном ассортимент растений, которые в природе свободно растут на вертикальных поверхностях. Среди них папоротники, бегонии, плющи и другие, не являющиеся аллергенами и не выделяющие ядовитые вещества.

Использование устройства дает возможность повысить качество среды обитания человека, улучшить экологический фитодизайн интерьера, одновременно является дизайнерским оформительским инструментом и профилактическим, оздоравливающим как за счет очистки воздуха растениями, так за счет улучшения визуального восприятия окружающей среды за счет зеленых насаждений и цветов, высаживаемых на фитостене.

Фитостена содержит вертикальную панель, изготовленную из жесткого, прочного, водонепроницаемого, нетоксичного и защищенного от гниения пластика, прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой. Устройство включает в себя емкость для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, и посредством напорной трубы - с распределительной трубкой. Распределительная трубка расположена поперек панели на ее верхнем торце. В распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений. Карманы для растений съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали. Устройство содержит средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения. Средство подачи питательного раствора выполнено в виде накладки из синтетического материала с высокими гидрофильными свойствами. Накладка прикреплена к панели посредством скоб, а в верхней части охватывает распределительную трубку, выполненную из пластмассы. В выходных отверстиях трубки установлены калиброванные жиклеры, направляющие поток питательного раствора на накладку. Соотношение суммарного расхода жиклеров и емкости бака обеспечивает время капельного полива питательным раствором в автономном режиме снабжения в течение времени не менее двух недель при номинальных комнатных температурах. Бак выполнен выборочно из дерева с водоотталкивающей пропиткой или пластика. Источник освещения имеет искусственное полихроматическое излучение и состоит из горизонтального светильника, прикрепленного к верхней части, и вертикальных светильников, прикрепленных к боковым сторонам панели фитостены, или монтируется на выносных кронштейнах к стене помещения. Лампы светильников выполнены с возможностью обеспечения режимов изменения спектра по этапам фазы жизни растений фитостены: формирование корневой системы на первом этапе и формирование листовой массы на втором этапе, а также - режима дополнительного облучения до нужной длины светового дня. Лампы помещены в рефлектор, в котором может одновременно находиться одна, две или более ламп, в зависимости от текущего этапа жизни растений фитостены. Блок управления снабжен таймером включения погружного насоса в течение 10-15 минут от 3 до 8 раз в день в зависимости от влажности и температуры воздуха в помещении и таймером управления переключением режимов работы светильников. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные возможности и интенсивность роста растений. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений, содержащая вертикальную панель, изготовленную из жесткого, прочного, водонепроницаемого, нетоксичного и защищенного от гниения пластика и прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, при этом устройство включает в себя емкость для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, и посредством напорной трубы - с распределительной трубкой, расположенной поперек панели на ее верхнем торце, в распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений, которые съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали, средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения, отличающаяся тем, что средство подачи питательного раствора выполнено в виде накладки из синтетического материала с высокими гидрофильными свойствами, которая прикреплена к панели посредством скоб, а в верхней части охватывает указанную распределительную трубку, выполненную из пластмассы, в выходных отверстиях которой установлены калиброванные жиклеры, направляющие поток питательного раствора на накладку, причем соотношение суммарного расхода жиклеров и емкости бака обеспечивает время капельного полива питательным раствором в автономном режиме снабжения в течение времени не менее двух недель при номинальных комнатных температурах, при этом бак выполнен выборочно из дерева с водоотталкивающей пропиткой или пластика, источник освещения имеет искусственное полихроматическое излучение и состоит из горизонтального светильника, прикрепленного к верхней части и вертикальных светильников, прикрепленных к боковым сторонам панели фитостены, или монтируется на выносных кронштейнах к стене помещения, лампы светильников выполнены с возможностью обеспечения режимов изменения спектра по этапам фазы жизни растений фитостены: формирование корневой системы на первом этапе и формирование листовой массы на втором этапе, а также режима дополнительного облучения до нужной длины светового дня, указанные лампы помещены в рефлектор, в котором может одновременно находиться одна, две или более ламп, в зависимости от текущего этапа жизни растений фитостены, при этом блок управления снабжен таймером включения погружного насоса в течение 10-15 мин, от 3 до 8 раз в день в зависимости от влажности и температуры воздуха в помещении, и таймером управления переключением режимов работы светильников.

2. Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений по п.1, отличающаяся тем, что накладка панели фитостены выполнена из тканого материала с ионообменными волокнами с питательной пропиткой.

3. Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений по п.1, отличающаяся тем, что напорная трубка размещена с задней стороны панели.

4. Фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений по п.1, отличающаяся тем, что на нижней части панели расположены направляющие элементы для стекающего в бак питательного раствора.