CN114554834B - 用于室内园艺设备的气氛控制*** - Google Patents

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Abstract

一种用于室内园艺设备(100)的气氛控制***(300)，室内园艺设备(100)包括限定生长室(122)的内胆(120)和安装在生长室(122)内用于放置多个植物容器(242)的生长模块(200)。气氛控制***(300)包括用于将进气流(304)提供到生长室(122)中的空气供应源(302)。进气流(304)可以通过包括渗透膜(320)的进气管道(310)，这些渗透膜(320)用于控制进气流(304)内的气体浓度。气体传感器(330)用于感测各种气体的浓度，并且控制器(174)可以选择性地激励渗透膜(320)，以控制进气流(304)中的气体浓度，从而将气体浓度维持在期望范围内。

Description

用于室内园艺设备的气氛控制***
技术领域
本发明涉及室内园艺设备领域，具体地涉及一种用于室内园艺设备的气氛控制***。
背景技术
常规的室内花园中心包括限定生长室的箱体，该生长室中设置有多个托盘或搁架，以支撑幼苗或植物材料，例如，用于在室内环境中种植药草、蔬菜或其他植物。另外，这种室内花园中心可以包括将生长室维持在期望的温度或湿度的环境控制***。某些室内花园中心还可以包括用于给植物浇水的水合***和/或提供这种植物生长所必需的光的人工照明***。
然而，传统的室内花园中心通常不包括用于调节生长室内的气氛的***。例如，植物消耗二氧化碳(CO2)以促进光合作用过程，同时，这会产生副产物氧气(O2)。因此，生长室内的气氛自然会变得富氧和二氧化碳不足。相反，其它气体可能以不期望的浓度存在，并且可能影响植物的生长速率，诸如氮气(N2)。不能适当地调节气氛内这些气体的浓度可能导致较差的生长环境。
此外，传统的室内花园中心没有提供调节从园艺设备排出空气的途径。在这点上，某些植物可能自然产生优选排放到环境的令人愉快的气味，而其它植物产生优选在排放之前过滤或处理的难闻气味。传统的设备没有用于促进这种排出空气的调节的装置。
因此，一种改进的室内花园中心将是有用的。更特别地，具有气氛控制***的室内花园中心将是特别有益的，该气氛控制***调节室内花园中心的生长室内的气体浓度。
发明内容
本发明的各个方面以及优点将会在下文的描述中进行阐述，或者是通过描述可以显而易见的，或者是可以通过实施本发明而想到。
在一个示例性实施方式中，提供了一种园艺设备，所述园艺设备包括：内胆，所述内胆设置在箱体内并限定生长室；生长模块，所述生长模块安装在内胆内并限定多个孔口，每个孔口用于放置植物容器；以及气氛控制***。气氛控制***包括：空气供应源，所述空气供应源用于向所述生长室提供进气流；一个或多个渗透膜，所述一个或多个渗透膜中的每一个在被激励时调节所述进气流中一种或多种气体的浓度；以及控制器，所述控制器可操作地连接到一个或多个渗透膜，所述控制器选择性地激励所述一个或多个渗透膜。
在另一示例性实施方式中，提供了一种控制园艺设备的生长室内的气氛的方法。方法包括：监测生长室内的气体浓度；确定气体浓度在期望范围之外；使用空气供应源推动空气流通过一个或多个渗透膜并进入生长室中；以及选择性地激励一个或多个渗透膜，调节所述空气流内的气体浓度，以将气体的浓度调节到期望范围内。
参照下文的描述以及所附权利要求，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的附图显示了本发明的实施方式并且与描述一起用于对本发明的原理进行解释。
附图说明
参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳实施例。
图1提供了根据本发明的示例性实施方式的园艺设备的立体图。
图2描绘了根据本发明的示例性实施方式的图1的示例性园艺设备的前视图，其中门体打开。
图3是图2中3-3处的剖视图，其中为了清楚起见，去除内分隔板。
图4是根据本发明的示例性实施方式的图1的示例性园艺设备的顶立体图，其中去除箱体的顶面板，以露出可旋转的生长模块。
图5提供了根据本发明的另一个示例性实施方式的图1的示例性园艺设备的立体剖视图。
图6提供了根据本发明的另一个示例性实施方式的图1的示例性园艺设备的生长模块的立体图。
图7提供了根据本发明的另一个示例性实施方式的图6的示例性生长模块的立体剖视图。
图8提供了根据本发明的另一个示例性实施方式的图6的示例性生长模块的顶剖视图。
图9提供了根据本发明的示例性实施方式的图1的示例性园艺设备的气氛控制***的示意图。
图10提供了根据本发明的示例性实施方式的控制室内园艺设备的生长室内的气氛的方法。
附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施方式，其中的一个或多个示例示于附图中。每个示例都以对发明进行解释的方式给出，并不对本发明构成限制。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够在不偏离本发明的范围或者精神的前提下对本发明进行多种改型和变型。例如，作为一个实施方式的一部分示出或者进行描述的特征能够用于另一个实施方式，从而产生又一个实施方式。因此，期望的是，本发明覆盖落入所附权利要求及其等同形式的范围内的这些改型以及变型。
如本文中使用的，近似的用语，如“近似”、“大致”或“大约”是指在所述值的百分之十(10％)的误差裕度内。而且，如本文所用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且这些术语并不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流动的来向，而“下游”是指流体流动的去向。
图1提供了根据本发明的示例性实施方式的园艺设备100的前视图。根据示例性实施方式，园艺设备100可以用作用于使植物生长的室内花园中心。应当理解，本文描述的实施方式仅旨在说明本发明的方面。可以在保持在本发明的范围内的同时对园艺设备100进行变更和修改。
园艺设备100包括壳体或箱体102，所述壳体或箱体沿着竖向V在顶部104与底部106之间延伸，沿着侧向L在第一侧108与第二侧110之间延伸，并且沿着横向T在前侧112与后侧114之间延伸。竖向V、侧向L以及横向T中的每一个彼此互相垂直并形成正交方向***。
园艺设备100可以包括设置在箱体102内的隔热内胆120。内胆120可以至少部分地限定植物124可以在其中生长的温度控制室，本文总体称为生长室122。虽然园艺设备100在本文中被称为使植物124生长，但应当理解，其他有机体或生物可以在园艺设备100中生长或储存。例如，可以在园艺设备100中生长或储存藻类、真菌(例如，包括蘑菇)或其他活有机体。本文所述的特定应用并非旨在限制本发明的范围。
箱体102，或更具体地，内胆120可以限定大致封闭的后区域或部分130。另外，箱体102和内胆120可以限定前开口，在本文中称为前显示开口132，园艺设备的用户穿过所述前开口100可以进入生长室122，例如，以便收获、种植、修剪或以其他方式与植物124相互作用。根据示例性实施方式，封闭的后部130可以被定义为内胆120的一部分，所述部分限定了接近箱体102的后侧114的生长室122。另外，前显示开口132通常可以设置为接近箱体102的前侧112或与之重合。
园艺设备100还可以包括一个或多个门体134，这些门体可旋转地安装到箱体102，用于提供到生长室122的选择性进入。例如，图1示例了门体134，这些门体处于关闭位置，使得它们可以帮助使生长室122隔热。相比之下，图2示例了门体134，这些门体处于打开状态，以便进入生长室122并接近储存在其中的植物124。门体134还可以包括透明窗口136，用户可以借助所述窗口观察植物124，而无需打开门体134。
虽然在图1和图2中，门体134被示例为矩形并且被安装在箱体102的前侧112上，但是应当理解，根据另选实施方式，门体134可以具有不同的形状、安装位置等。例如，门体134可以是弯曲的，可以完全由玻璃等形成。另外，门体134可以具有用于控制传入和/或离开生长室122的光的整体特征，诸如内部百叶窗、着色、UV处理、极化等。本领域技术人员将理解，其他室和门体构造是可以的，并且在本发明的范围内。
根据所示例的实施方式，箱体102还限定抽屉138，所述抽屉被设置为接近箱体102的底部106，并且可滑动地安装到箱体，从而方便储存植物养分、***配件、滤水器等。另外，在抽屉138后面的是用于接收环境控制***的机械间室140，所述环境控制***包括用于调节生长室122内的温度的密封***，如下将更详细地描述。
图3提供了可以用于调节生长室122内的温度的环境控制***148的某些部件的示意图。具体地，环境控制***148可以包括密封***150、管道***160以及水合***270、或用于调节生长室122内的环境例如以便促进改善或调节设置在其中的植物124的生长的任意其他合适的部件或子***。具体地，图3示例了机械间室140内的密封***150。虽然在本文中示例并描述了示例性密封***，但应当理解，可以在保持在本发明的范围内的同时对密封***150进行各种变更和修改。例如，密封***150可以包括另外或另选的部件、不同的管道构造等。
如图所示，密封***150包括压缩机152、第一热交换器或蒸发器154以及第二热交换器或冷凝器156。如通常理解的，压缩机152通常可操作为循环或推动制冷剂流过密封***150，可以包括各种导管，这些导管可以用于使制冷剂在密封***150的各种部件之间流动。由此，蒸发器154和冷凝器156可以在彼此以及与压缩机152流体连通。
在密封***150的操作期间，制冷剂从蒸发器154并且向压缩机152流动，并且压缩机152通常被构造为将压缩的制冷剂从压缩机152引导至冷凝器156。例如，制冷剂可以作为过热蒸汽形式的流体离开蒸发器154。在离开蒸发器154时，制冷剂可以进入压缩机152，所述压缩机可用于压缩制冷剂。因此，制冷剂的压力和温度可以在压缩机152中升高，使得制冷剂变为更过热的蒸汽。
冷凝器156布置在压缩机152的下游，并且可操作为排斥来自制冷剂的热量。例如，来自压缩机152的过热蒸汽可以进入冷凝器156并将能量传递到冷凝器156周围的空气(例如，以产生加热空气的流)。这样，制冷剂冷凝成饱和的液体和/或液体蒸汽混合物。冷凝器风扇(未示出)可以被设置为与冷凝器156相邻，并且可以促进或推动加热空气(例如，来自周围大气)流过冷凝器156的盘管，以便促进热传递。
根据所示例的实施方式，还可以设置膨胀装置或可变电子膨胀阀158，以调节制冷剂膨胀。在使用期间，可变电子膨胀阀158通常可以使制冷剂膨胀，这降低其压力和温度。在这点上，制冷剂可以以高液体质量/饱和液体蒸汽混合物的形式离开冷凝器156，并且在流过蒸发器154之前行进穿过可变电子膨胀阀158。可变电子膨胀阀158通常被构造为可调节，例如，使得可以选择性地改变或调节穿过可变电子膨胀阀158的制冷剂流(例如，以毫升/秒为单位的体积流量)。
蒸发器154布置在可变电子膨胀阀158的下游，并且可操作为例如通过吸收来自蒸发器周围的空气的热能来加热蒸发器154内的制冷剂(例如，以产生冷却空气的流)。例如，来自可变电子膨胀阀158的液体或液体蒸汽混合物制冷剂可以进入蒸发器154。在蒸发器154内，来自可变电子膨胀阀158的制冷剂从冷却空气的流接收能量，并且蒸发成过热蒸汽和/或高质量的蒸气混合物。空气处理器或蒸发器风扇(未示出)设置为与蒸发器154相邻，并且可以促进或推动冷却空气流过蒸发器154，以便促进热传递。制冷剂可以从蒸发器154返回压缩机152，并且蒸汽压缩循环可以继续。
如上所述，环境控制***148包括密封***150，所述密封***用于根据需要贯穿生长室122提供受热空气的流或冷却空气的流。为了引导所述空气，环境控制***148包括用于引导温度调节空气流的管道***160，温度调节空气流在本文中简单地标识为空气流162(例如，参见图3)。在这点上，例如，随着空气经过蒸发器154，蒸发器风扇可以生成冷却空气流，并且随着空气经过冷凝器156，冷凝器风扇可以生成加热空气流。
这些空气流162分别被路由穿过冷却空气供应管道和/或加热空气供应管道(未示出)。在这点上，应当理解，环境控制***148通常可以包括多个管道、风门、分流器组件和/或空气处理器，以便于以冷却模式、加热模式、加热和冷却模式两者或适于调节生长室122内的环境的任何其他模式操作。应当理解，管道***160可以在复杂性方面变化，并且可以借助生长室122的任意合适的部分以任意合适的布置来调节来自密封***150的空气流。
园艺设备100可以包括控制面板170。控制面板170包括一个或多个输入选择器172，诸如例如，旋钮、按钮、下压按钮、触摸屏界面等。另外，输入选择器172可以用于指定或设置园艺设备100的各种设置，诸如例如与密封***150的操作关联的设置。输入选择器172可以与处理装置或控制器174通信。在控制器174中或由控制器174生成的控制信号响应于输入选择器172操作园艺设备100。另外，控制面板170可以包括显示器176，诸如指示灯或屏幕。显示器176与控制器174通信地连接，并且可以响应于来自控制器174的信号而显示信息。进一步地，如将在本文中描述的，控制器174可以与园艺设备100的其他部件(诸如例如，一个或多个传感器、电机或其他部件)通信地连接。
如本文中使用的，“处理装置”或“控制器”可以指一个或多个微处理器或半导体装置，并且不必限于单个元件。处理装置可以被编程为操作园艺设备100。处理装置可以包括一个或多个存储元件(例如，永久存储介质)或与其关联。在一些这种实施方式中，存储元件包括电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。通常，存储元件可以存储处理装置可访问的信息，包括可以由处理装置执行的指令。可选地，指令可以是软件或指令和/或数据的任意集合，所述软件或指令和/或数据的任意集合在由处理装置执行时，使得处理装置执行操作。
现在总体参照图1至图8，园艺设备100通常包括可旋转的圆盘传送带，在本文中被称为生长模块200，所述生长模块安装在内胆120内，例如，使得其在生长室122内。如图所示，生长模块200包括沿着中心轴线204延伸并且可绕中心轴线204旋转的中心毂202。具体地，根据所示例的实施方式，中心轴线204平行于竖向V。然而，应当理解，中心轴线204可以另选地沿任意合适的方向(例如，诸如水平方向)延伸。在这点上，生长模块200通常限定轴向(即，平行于中心轴线204)、与中心轴线204垂直地延伸的径向R以及绕中心轴线204延伸的周向C(例如，在垂直于中心轴线204的平面中)。
生长模块200还可以包括多个隔板206，这些隔板大致沿着径向R从中心毂202延伸。这样，生长模块200通过划分或分割生长室122来限定多个腔室，在本文中总体由附图标记210指代。具体参照图1至图8所示例的生长模块200的第一实施方式，生长模块200包括三个隔板206，这些隔板限定相对于彼此周向隔开的第一室212、第二室214以及第三室216。通常，随着生长模块200在生长室122内旋转，多个腔室210限定大致分开且不同的生长环境，例如，用于使具有不同生长需求的植物124生长。
更具体地，隔板206可以从中心毂202延伸到紧邻内胆120的位置。虽然隔板206被描述为沿着径向延伸，但应当理解，它们不必完全径向地延伸。例如，根据所示例的实施方式，各个隔板的远端使用弓形壁218与相邻的隔板接合，所述弓形壁218通常用于支撑植物124。
明显地，根据示例性实施方式，期望在隔板206与内胆120之间形成大致的密封。因此，根据示例性实施方式，生长模块200可以限定生长模块直径220(例如，由其形成在水平面中的大致圆形的覆盖区限定)。类似地，内胆120的封闭的后部130可以是大致圆柱形的，并且可以限定内胆直径222。为了防止大量的空气在隔板206与内胆120之间逸出，内胆直径222可以大致等于或稍大于生长模块直径220。
根据另一些实施方式，生长模块200可以包括设置在各个隔板206的径向远端上的一个或多个密封元件224。在这点上，密封元件224可以从隔板206朝向内胆120延伸，以接触内胆120并紧靠内胆120密封。例如，根据所示例的实施方式，密封元件224是由硅树脂或另一种合适的弹性材料形成的刮片。由此，随着生长模块200旋转，密封元件224紧靠内胆120滑动，以大致密封多个室210中的每一个。应当理解，如本文使用的，术语“大致密封”等不旨在指代完美的气密接合。相反，所述术语通常用于指代可以在合理程度上独立于相邻环境调节的环境。例如，如果植物124和第一室212相对于植物124和第二室214更喜欢10°F的温升，则这两个室之间的大致密封可以促进这种温差。
现在具体参照图3，园艺设备100还可以包括电机230或另一种合适的驱动元件或装置，用于在园艺设备100的操作期间选择性地旋转生长模块200。在这点上，根据所示例的实施方式，电机230被设置在生长模块200下方，例如，设置在机械间室140内，并且沿着中心轴线204可操作地连接到生长模块200，以便旋转生长模块200。
如本文使用的，“电机”可以指代用于旋转生长模块200的任意合适的驱动电机和/或传动组件。例如，电机230可以是无刷DC电动机、步进电机或任意其他合适类型或构造的电机。例如，电机230可以是AC电机、感应电机、永磁同步电机或任意其他合适类型的AC电机。另外，电机230可以包括任意合适的传动组件、离合器机构或其他部件。
根据示例性实施方式，电机230可以可操作地连接到控制器174，所述控制器被编程为基于用户输入(例如，经由触摸按钮172)等根据预定的操作循环旋转生长模块200。另外，控制器174可以通信地连接到一个或多个传感器，诸如温度或湿度传感器，这些传感器分别设置在用于测量温度和/或湿度的各种室210内。控制器174然后可以操作电机230，以便为各个腔室210中的每一个维持期望的环境条件。例如，如将在下面更详细地描述的，园艺设备100包括特征，这些特征用于向园艺设备100的某些位置提供光、温度控制、适当的水分、养分以及用于适合植物生长的其他要求。电机230可以用于将特定的腔室210设置在需要接收这种生长要求的地方。
根据示例性实施方式，诸如在三个隔板206形成三个室212-216的情况下，控制器174可以操作电机230，以借助多个预选位置顺序地对生长模块200进行分度。更具体地，电机230可以以120°的增量沿逆时针方向(例如，当从生长模块200的顶部查看时)旋转生长模块200，以使腔室210在密封位置与显示位置之间移动。如本文使用的，当腔室210被大致密封在生长模块200(即，中心毂202和相邻的隔板206)与内胆120之间时，所述腔室210被认为处于“密封位置”。与之相比，当腔室210至少部分地暴露于前显示开口132使得用户可以接近设置在所述腔室210内的植物124时，所述腔室210被认为处于“显示位置”。
例如，如图4和图5所示，第一室212和第二室214都处于密封位置，而第三室216处于显示位置。随着电机230沿逆时针方向将生长模块200旋转120度，第二室214将进入显示位置，而第一室212和第三室216将处于密封位置。电机230可以继续以这种增量旋转生长模块200，以使生长室210在这些密封位置与显示位置之间循环。
现在总体参照图4至图8，将更详细地描述根据本发明的示例性实施方式的生长模块200。如图所示，生长模块200限定多个孔口240，这些孔口通常被构造为将植物容器242接收到内部根室244中。植物容器242通常包含设置在网眼或其他支撑结构内的用于生长植物的幼苗或其他材料，植物124的根可以借助所述网眼或其他支撑结构在生长模块200内生长。用户可以将具有期望种子的植物容器242的部分(例如，种子端或根端246)穿过多个孔口240中的一个***到根室244中。植物容器242的植物端248可以保持在生长室210内，使得植物124可以从生长模块200生长，使得它们可由用户接近。在这点上，生长模块200限定根室244，例如，在中心毂202和多个隔板206中的至少一个内。如下面将说明的，水和其他养分可以被供应到根室244内的植物容器242的根端246。明显地，当未安装植物容器242时，孔口240可以被平坦的挡板密封件(未示出)覆盖，以防止水逸出根室244。
如在图5和图7中最佳示出的，生长模块200还可以包括内部分隔板250，所述内部分隔板设置在根室244内，以将根室244分成多个根室，多个根室中的每一个借助多个孔口240与多个生长室210中的一个流体连通。更具体地，根据所示例的实施方式，内部分隔板250可以将根室244分成第一根室252、第二根室254以及第三根室256。根据示例性实施方式，第一根室252可以向设置在第一生长室212中的植物124提供水和养分，第二根室254可以向设置在第二生长室214中的植物124提供水和养分，并且第三根室256可以向设置在第三生长室216中的植物124提供水和养分。这样，环境控制***148可以将多个室212-216和多个根室252-256中的每一个的温度和/或湿度独立于彼此控制。
环境控制***148还可以包括水合***270，所述水合***通常被构造为向植物124提供水，以支持植物的生长。具体地，根据所示例的实施方式，水合***270通常包括水源272和喷雾装置274(例如，诸如一个或多个细雾喷嘴)。例如，水源272可以是含水(例如，蒸馏水)的储液器，或者可以是直接连接的市政水源。喷雾装置274可以设置在根室244的底部，并且可以被构造为用雾来填充根室244，以使植物124的根水合。另选地，喷雾装置274可以沿着竖向V穿过中心毂204，并且周期性地包括用于向根室244中喷雾或水的喷嘴。因为各种植物124对于期望的生长可能需要不同量的水，因此水合***270可以另选地包括多个喷雾装置274，例如，全部喷雾装置均连接至水源272，但是选择性地操作为彼此独立地填充第一根室252、第二根室254以及第三根室256中的每一个。
明显地，上述环境控制***148通常被构造为将多个腔室210和/或根室252-256中的一个或全部内的温度和湿度(例如，或一些其他合适的水位量或测量)独立于彼此调节。这样，可以为各个和每一个腔室210获得通用且期望的生长环境。
现在例如参照图4和图5，园艺设备100还可以包括光组件280，所述光组件通常被构造为向选定的生长室210中提供光，以促进植物124的光合作用和生长。如图所示，光组件280可以包括多个光源282，这些光源堆叠成阵列，例如，沿着竖向V延伸。例如，光源282可以直接安装到生长室122内的内胆120，或者可以另选地设置在内胆120的后面，使得光穿过透明窗口或光管投射到生长室122中。本文描述的光源282的位置、构造以及类型并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
光源282可以使用任意合适的光技术并以任意合适的颜色照明，来设置为任意合适的数量、类型、位置以及构造的电光源。例如，根据所示例的实施方式，光源282包括一个或多个发光二极管(LED)，取决于来自控制器174的控制信号，这些LED可以各自以单色照明(例如，白色LED)，或者可以各自以多个颜色照明(例如，多色或RGB LED)。然而，应当理解，根据另选实施方式，光源282可以包括任意其他合适的传统灯泡或光源，诸如卤素灯泡、荧光灯泡、白炽灯灯泡、发光棒、光纤光源等。
如上所述，从光组件280生成的光可能导致园艺设备100所位于的房间内的光污染。因此，本发明的方面致力于用于减少光污染的特征，或致力于阻止穿过前显示开口132的来自光源282的光。具体地，如图所示，光组件280仅设置在内胆120的封闭后部130内，使得仅处于密封位置的生长室210暴露于来自光源282的光。具体地，生长模块200充当光组件280与前显示开口132之间的物理隔板。这样，如图5所示，没有光可以从第一室212或第二室214穿过生长模块200并离开前显示开口132。随着生长模块200旋转，三个生长室210中的两个将一次接收来自光组件280的光。根据另一些实施方式，可以使用单个光组件来降低成本，借此，在单个时间仅照亮单个生长室210。
上面已经描述了园艺设备100和生长模块200，来说明本发明的示例性实施方式。然而，应当理解，可以在保持在本发明的范围内的同时进行变更和修改。例如，根据可选实施方式，园艺设备100可以简化为具有方形内胆120和生长模块200的两室实施方式，所述生长模块具有从中心毂202的相对侧延伸的两个隔板206，以限定第一生长室和第二生长室。根据这种实施方式，通过使生长模块200围绕中心轴线206旋转180度，第一室可以在密封位置(例如，面向箱体102的后侧114)与显示位置(例如，面向箱体102的前侧112)之间交替。相反，相同的旋转将使第二室从显示位置移动到密封位置。
根据另一些实施方式，园艺设备100可以包括三室生长模块200，但是具有修改的箱体102，使得前显示开口132更宽，并且单次显示三个生长室210中的两个。由此，第一室212可以处于密封位置，而第二室214和第三室216可以处于显示位置。随着生长模块200逆时针旋转，第一室212移动到显示位置中，并且第三室216移动到密封位置中。
现在具体参见图9，将根据本发明的示例性实施方式描述可用于调节园艺设备100中和周围的气氛的气氛控制***300。如上所述，园艺设备100内生长的植物的生长速率和健康取决于其中所含气体的浓度。另外，某些植物产生难闻或令人愉快的气味，这些气味应当被适当地过滤和/或排出。本发明的各方面涉及气氛控制***，所述气氛控制***被设计为调节这种空气流并控制生长室210内的气氛。尽管本文描述了示例性的构造，但是应当理解，气氛控制***300可以变化，同时保持在本发明的范围内。
根据所示例的实施方式，气氛控制***300包括空气供应源302，所述空气供应源用于将进气流(例如，由箭头304标识)提供到生长室210中。这种进气流304可以进入生长室210并与生长室210内存在的空气(即，如总体上由附图标记306标识的室空气)混合。值得注意的是，室空气306内的各种气体的浓度可通过调节进气流304内的相同气体的浓度来改变。由此，本发明的方面涉及调节进气流304及其气体浓度。
具体地，进气流304可以借助进气管道310进入生长室210中。更具体地，空气供应源302可以流体地连接到或设置在进气管道310的入口312内，以便推动进气流304通过。进气管道310的出口314可以流体地连接到生长室210。值得注意的是，空气供应源302通常可以是适于引入生长室210中以促进植物生长的任何合适的空气源或其他气体源。例如，根据所示实施方式，空气供应源302是气泵316，所述气泵流体连接到进气管道310，用于从周围环境318(例如，园艺设备100周围)吸入空气并推动进气流304进入生长室210中。
为了调节进气流304内的气体浓度，气氛控制***300还可以包括一个或多个渗透膜320，这些渗透膜被构造为调节进气流304内的一种或多种气体的浓度。例如，渗透膜320是进气流304可以通过的膜，但是这些膜可以被选择性地激励、通电或放置在磁场内以控制通过其的气体浓度。例如，渗透膜320可以被选择为调节特定气体的浓度，例如，氧气(O2)、二氧化碳(CO2)或氮气(N2)的浓度。
气氛控制***300可以包括控制器，诸如专用控制器或室内花园电器100的控制器174，所述控制器可以可操作地连接到渗透膜320，用于选择性地激励渗透膜320中的一个或多个，以调节进气流304内的气体浓度。这样，通过调节气泵316的操作和渗透膜320的激励，控制器174可以操纵或调节室空气306内的气体浓度。
应当理解，可以对渗透膜320和气氛控制***300的流动控制结构进行变更和修改，而仍然在本发明的范围内。例如，根据所示的实施方式，气氛控制***300包括在进气管道310内彼此相邻堆叠的三个渗透膜320(例如，用于调节O2、CO2和N2)。然而，根据可选实施方式，渗透膜320可以设置在箱体102或内胆120周围的不同位置处，用于调节通过其的气体流量。另外，在空气供应源302中可以不需要气泵316，可以仅依赖于进入生长室210中的空气的自然流动。
根据另一些实施方式，气氛控制***300可以包括流体地连接到生长室210的辅助气体源322。根据这种实施方式，辅助气体源322可以包含具有期望成分的浓缩气体，诸如纯二氧化碳(CO2)、氮气(N2)等。控制阀324可调节这种浓缩气体从辅助气体源322到生长室210中的流动。根据示例性实施方式，诸如在室空气306内的气体浓度远远偏离期望范围并且需要快速调节的情况下，可以使用这种辅助气体源322。
为了监测室空气306内的气体浓度，气氛控制***300还可以包括气体传感器330，所述气体传感器设置在生长室310内，用于检测这种浓度。由此，根据示例性实施方式，控制器174与气体传感器330通信地连接，并且被配置为至少部分地基于由气体传感器330检测到的浓度来选择性地激励渗透膜320。这样，气体传感器330可以提供反馈以在生长室210内实现准确的气体浓度和理想的生长气氛。
除了调节进气流304之外，气氛控制***300还可以包括用于调节排出空气的特征(例如，在本文中总体上由附图标记340标识)。在这点上，根据所示实施方式，气氛控制***300包括排气管道342，所述排气管道与生长室210流体连通，用于允许排出空气340的流离开生长室210。另外，流动调节装置344可以可操作地连接到排气管道342以调节排出空气340的流。根据示例性实施方式，流动调节装置344是在控制排出空气340的流的位置之间枢转的风门346，如下所述。然而，应当理解，流动调节装置344可以是任何其它合适的流动控制装置。
根据所示实施方式，排气管道342被分成非过滤部350和过滤部352。另外，风门346在将排出空气340通过非过滤部350直接引导到周围环境318的第一位置(例如，如图9所示)与用于将排出空气340引导通过过滤部352的第二位置(未示出)之间枢转。值得注意的是，过滤部352还可以包括用于处理、过滤或调节排出空气340的流的过滤元件或过滤装置354，如下文更详细地描述。
仍然参见图9，气氛控制***300可以包括气味传感器356，所述气味传感器通常被配置为检测令人愉快的或难闻的气味、挥发性有机化合物(VOC)的水平、或排出空气340的流的其他气味相关的特性。控制器174可以与气味传感器356可操作地连接，并且可以基于检测到的气味调节风门346的位置。例如，如果气味传感器356检测到高水平的VOC或难闻气味，则风门346可以移位到第二位置，以便引导排出空气340流通过过滤部352，更具体地，流过过滤装置354。这样，在排放到周围环境318之前，可以从排出空气340流中去除有害的VOC或难闻的气味。相反，如果检测到令人愉快的气味或低VOC，则可以控制风门346通过非过滤部350直接排放排出空气340。
值得注意的是，进气管道310的出口314可以设置在用于将进气流304供应到生长室210中的任何合适的位置处。例如，如图9中示意性地示例，出口314直接设置在内胆120的侧壁内。另外，进气流304可以被提供到处于密封位置的单个腔室(例如，第一室212)中、进入处于密封位置的两个腔室(例如，第一室212和第二室214)中、进入处于显示位置的第三室216中、或任何其它合适的位置。根据另一些实施方式，应当理解，根据可选实施方式，进气管道310的出口314可以流体地连接到根室244。
类似地，排气管道的入口360可以设置在任何合适的位置处。例如，根据一个示例性实施方式，进气管道310的出口314设置在第一室212内，而排气管道342的入口360设置在第二室214内。根据另一些实施方式，多个进气管道和多个排气管道可以独立地用于调节腔室212至216中的每一个内的气体浓度。其它配置是可行的，并且在本发明的范围内。
既然已经根据示例性实施方式描述了园艺设备100的构造，将描述调节室内花园电器内的气氛的示例性方法400。尽管以下讨论涉及操作园艺设备100的示例性方法400，但是本领域技术人员应当理解，示例性方法400适用于操作各种其他园艺设备和/或气氛控制***或组件。
现在参见图10，方法400包括：在步骤410处，监测生长室内气体的浓度。例如，继续上面的示例，气氛控制***300可以使用气体传感器330来检测室空气306内的某些特定气体的浓度。控制器174还可以被配置为例如基于正在生长的特定植物124获得这种气体的期望气体浓度或这种气体的期望范围。步骤420还可以包括确定期望范围之外的气体的浓度。当这种气体浓度落在期望范围之外时，气氛控制***300可以通过引入进气流304来实施校正动作以校正这种气体浓度。
具体地，步骤430包括使用空气供应源推动空气流通过一个或多个渗透膜并进入生长室中。例如，如上所述，气泵316可以从周围环境318吸入空气并且推动所述空气通过进气管道310。进气流304可以穿过多个渗透膜320，各个渗透膜可以被构造为调节特定气体的流量或增加所述特定气体的浓度。
另外，步骤440包括选择性地激励一个或多个渗透膜，以便调节空气流内的气体浓度，以将气体的浓度调节到期望的范围内。具体地，控制器174还可以选择性地激励或通电各个渗透膜320以控制进气流304内的总气体浓度。进气流304可以进入生长室210中并与室空气306混合，以产生更接近期望范围或目标浓度的新浓度。在室空气306的气体浓度不能移动到期望范围内的情况下，气氛控制***300还可以使用辅助气体源322和控制阀324来补充这种气体，以便达到用于期望的或改善的植物生长的目标气体浓度。
步骤450还可以包括调节流动调节装置，所述流动调节装置可操作地连接到排气管道，以调节通过排气管道的排出空气流。例如，如上根据示例性实施方式所述，风门346可以用于控制通过排气管道342的空气流。例如，当有低VOC或令人愉快的气味时，风门346可以引导排出空气340通过非过滤部350。相反，如果在室内花园电器100内种植生成难闻气味或高VOC的植物，则可以调节风门346，以引导排出空气340通过过滤部352和过滤装置354，以便降低VOC或改善气味。根据另一些实施方式，风门346可以被构造为完全关闭或封闭排气管道342。根据可选实施方式，可以对风门346的操作、过滤装置354的类型、期望的气体浓度范围等进行变更和修改。
图10描述了为了示例和讨论的目的而以特定顺序执行的步骤。使用本文所提供的发明内容，本领域普通技术人员将理解，本文所述的任何方法的步骤可以以各种方式改编、重新排列、扩展、省略或修改，而不脱离本发明的范围。而且，虽然使用园艺设备100作为示例来说明了方法400的各方面，但是应当理解，这些方法可以应用于具有任意其他合适的构造的任何园艺设备或气氛控制***的操作。
本书面描述使用示例对本发明进行了公开(其中包括最佳实施例)，并且还使本领域技术人员能够实施本发明(其中包括制造和使用任何装置或***并且执行所包含的任何方法)。本发明的可专利范围通过权利要求进行限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它的示例。如果这种其它的示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这种其它的示例包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这种其它的示例落入权利要求的范围中。

Claims (9)

1.一种园艺设备，其特征在于，所述园艺设备包括：
内胆，所述内胆设置在箱体内并限定生长室；
生长模块，所述生长模块安装在所述内胆内并限定多个孔口，每个所述孔口用于放置植物容器；以及
气氛控制***，所述气氛控制***包括：
空气供应源，所述空气供应源用于向所述生长室提供进气流；
多个渗透膜，所述多个渗透膜中的每一个在被激励时对所述进气流中一种或多种气体的浓度进行调节；以及
控制器，所述控制器可操作地连接到所述多个渗透膜，所述控制器选择性地激励所述多个渗透膜；
进气管道，所述进气管道流体连接到所述生长室，其中，所述多个渗透膜设置在所述进气管道内；
排气管道，所述排气管道与所述生长室连通，用于供所述生长室内的空气排出；和
流动调节装置，所述流动调节装置可操作地连接到所述排气管道，用于调节所述排气管道排出空气的流量，所述排气管道被分成过滤部和非过滤部，其中，所述流动调节装置选择性地引导气流通过所述过滤部或所述非过滤部；
所述生长模块包括可绕轴线旋转的中心毂和多个隔板，所述多个隔板沿着所述中心毂径向延伸，以限定多个沿着周向隔开的生长室；
其中，所述园艺设备包括多个进气管道和多个排气管道，多个进气管道和多个排气管道独立地用于调节多个生长室中的每一个内的气体浓度；
所述园艺设备还包括：气体传感器，所述气体传感器设置在所述生长室中，用于检测所述生长室中的多种气体的浓度，所述控制器被配置为至少部分地基于由所述气体传感器检测到的气体浓度来选择性地激励所述多个渗透膜；所述多个渗透膜被选择用于调节所述进气流中的氧气、二氧化碳和氮气中至少一种的浓度；所述多个渗透膜依次堆叠，每一个所述渗透膜被构造为增加所述一种气体或多种气体中至少一种的浓度。
2.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述空气供应源包括连接到所述进气管道的气泵。
3.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，其还包括：
辅助气体源，所述辅助气体源与所述生长室流体连接，用于将所需成分的浓缩气体提供到所述生长室中。
4.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，其还包括：
空气过滤装置，所述空气过滤装置设置在所述排气管道的所述过滤部内。
5.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，其还包括：
气味传感器，其中，所述控制器可操作地连接到所述气味传感器和所述流动调节装置，所述控制器被配置为至少部分地基于自所述气味传感器的反馈引导气流通过所述过滤部。
6.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述流动调节装置是风门。
7.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述进气管道的出口设置在所述多个生长室的第一室内，所述排气管道的入口设置在所述多个生长室的第二室内。
8.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述生长模块限定内部根室，并且其中，所述进气管道流体连接到所述根室。
9.一种控制室内园艺设备生长室内气氛的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
监测所述生长室内的气体浓度；
确定所述气体浓度在期望范围之外；
使用空气供应源推动空气流通过多个渗透膜进入所述生长室中；以及
选择性地激励所述多个渗透膜，调节所述空气流内的气体浓度，以将生长室内的气体浓度调节到所述期望范围之内；
其中，生长模块包括可绕轴线旋转的中心毂和多个隔板，所述多个隔板沿着所述中心毂径向延伸，以限定多个沿着周向隔开的生长室，所述园艺设备包括多个进气管道和多个排气管道，多个进气管道和多个排气管道独立地用于调节多个生长室中的每一个内的气体浓度，所述多个渗透膜被选择用于调节所述空气流中的氧气、二氧化碳或氮气中的至少一种的浓度；所述方法还包括以下步骤：
使用设置在所述生长室中的气体传感器检测所述生长室中的一种或多种气体的浓度；以及
至少部分地基于由所述气体传感器检测到的所述浓度来选择性地激励所述多个渗透膜；
所述方法还包括以下步骤：
调节流动调节装置，所述流动调节装置连接到排气管道，通过操作调节所述排气管道排出空气的流量，所述排气管道被分成过滤部和非过滤部，其中，所述流动调节装置选择性地引导气流通过所述过滤部或所述非过滤部；
所述方法还包括以下步骤：
从设置在排气管道内的气味传感器获得反馈；以及
至少部分地基于来自所述气味传感器的反馈来调节流动调节装置，以引导所述排出空气流经所述排气管道的过滤部。
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