DE102022104106B3 - Hydroponic system with nebulizer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein hydroponisches System mit einem Vernebelungsgerät. Das Vernebelungsgerät umfasst einen Ultraschallzerstäuber (1) und einen Zerstäuberaufsatz (2), der in Form eines hohlen Tonnenkörpers (3) mit einer vollumfänglichen Einschnürung (6) der Mantelwandung ausgebildet ist. Diese Ausformung des Tonnenkörpers (3) erlaubt eine nahezu geräuschlose Nebelerzeugung, da vom Ultraschallzerstäuber (1) generierte Tropfen (16) an der Innenwand des Tonnenkörpers (3) entlang nach unten laufen anstatt zu fallen. Das hydroponische System mit diesem Vernebelungsgerät erlaubt somit einen geräuschlosen Betrieb.The invention relates to a hydroponic system with a nebulizing device. The nebulizing device comprises an ultrasonic atomizer (1) and an atomizer attachment (2) which is designed in the form of a hollow barrel body (3) with a constriction (6) around the entire circumference of the casing wall. This shape of the barrel body (3) allows almost noiseless generation of mist, since the drops (16) generated by the ultrasonic atomizer (1) run down the inner wall of the barrel body (3) instead of falling. The hydroponic system with this nebulizer thus allows silent operation.
Description
Die Erfindung betrifft ein hydroponisches System mit einem Vernebelungsgerät, mittels dem eine geräuschlose Vernebelung einer Flüssigkeit ermöglicht ist.The invention relates to a hydroponic system with an atomizing device, by means of which a noiseless atomizing of a liquid is made possible.
Hydroponische Systeme im Allgemeinen erlauben die Zucht von (Nutz-) Pflanzen in unfruchtbaren Umgebungen, insbesondere auch in Innenräumen, unter Verzicht auf Erde. Hierzu werden die Wurzeln der Pflanzen mit Wasser und Nährstofflösungen versorgt. Bevorzugt werden Kräuter und Gemüse, aber auch Pilze und Beeren, industriell oder auch von Privatpersonen in derartigen Systemen angebaut.Hydroponic systems in general allow the cultivation of (crop) plants in sterile environments, especially indoors, without soil. For this purpose, the roots of the plants are supplied with water and nutrient solutions. Herbs and vegetables are preferred, but also mushrooms and berries, grown industrially or by private individuals in such systems.
Dabei werden Samen, Sporen und Stecklinge in einer dünnen Schicht Substrat gehalten, wobei die Wurzeln in ein mit Nährstofflösung gefülltes Behältnis wachsen. Bei diesem Behältnis handelt es sich oft um eine Wanne oder ein Becken, oder in großen Anlagen auch um von Nährstofflösung durchströmte Rohrsysteme.Seeds, spores and cuttings are kept in a thin layer of substrate, with the roots growing in a container filled with nutrient solution. This container is often a trough or a basin, or in large systems it is also a pipe system through which nutrient solution flows.
Eine bekannte Schwierigkeit der Pflanzenzucht als Hydrokulturen ist die optimale Versorgung der Wurzeln mit Sauerstoff. In kleinen Systemen, welche mit Wannen oder Becken arbeiten, kommt es dadurch häufig zur Unterversorgung der Wurzeln, was das Absterben der Pflanzen nach sich zieht. Dem wird üblicherweise entweder durch häufiges Wechseln der Nährstofflösung oder durch das Einblasen von Luft in die Nährstofflösung mit Kompressoren oder Pumpen entgegengewirkt. Pumpen und Kompressoren sind schwierig zu warten und erzeugen Lärm, weshalb solche Systeme für die Nutzung in Privathaushalten nur bedingt anwendbar sind.A well-known difficulty of plant cultivation as hydroponics is the optimal supply of oxygen to the roots. In small systems that work with tubs or basins, this often leads to undersupply of the roots, which leads to the death of the plants. This is usually counteracted either by changing the nutrient solution frequently or by blowing air into the nutrient solution with compressors or pumps. Pumps and compressors are difficult to maintain and generate noise, which is why such systems are of limited use in private households.
Ein hydroponisches System, das auf Pumpen und Kompressoren verzichtet, ist in
Ultraschall ist eine häufig angewandte Methode zur Erzeugung von Nebel in Vernebelungsgeräten. Ein Ultraschallwandler wird in eine Flüssigkeit eingebracht, in welcher dieser für Menschen nicht wahrnehmbare Ultraschallwellen erzeugt und somit die Oberfläche hochfrequent zum Vibrieren bringt. Dabei lösen sich Tropfen aus der Flüssigkeit und werden mit der umgebenden Luft zu feinem Nebel vermischt.Ultrasound is a commonly used method of generating mist in nebulizers. An ultrasonic transducer is placed in a liquid in which it generates ultrasonic waves that are imperceptible to humans, causing the surface to vibrate at high frequencies. Drops are released from the liquid and mixed with the surrounding air to form a fine mist.
Ein Vernebelungsgerät mit einem Ultraschallzerstäuber ist in
Insbesondere für die Aufzucht von Kräutern in der heimischen Küche sind vergleichsweise kleine und kompakte hydroponische Systeme gefragt, die möglichst geräuschlos arbeiten sollten. Bei den bekannten Systemen tritt jedoch stets ein von der Wasserversorgung sowie der Sauerstoffversorgung verursachtes, deutlich vernehmbares Plätschergeräusch auf, das in geräuschsensitiven Umgebungen - ebenso wie der Lärm der Pumpe - als sehr störend empfunden werden kann.Comparatively small and compact hydroponic systems that should work as quietly as possible are particularly required for the cultivation of herbs in the home kitchen. Both In known systems, however, there is always a clearly audible rippling noise caused by the water supply and the oxygen supply, which in noise-sensitive environments - like the noise from the pump - can be perceived as very annoying.
Auch ein Ultraschallvernebler verursacht systembedingt ein Plätschergeräusch, da der generierte Nebel Flüssigkeitströpfchen in einem breiten Größenbereich enthält. Insbesondere die größeren Tropfen verursachen beim Zurückfallen in die Flüssigkeit ein Geräusch, welches oftmals als störend empfunden wird.An ultrasonic nebulizer also causes a rippling noise due to the system, since the generated mist contains liquid droplets in a wide range of sizes. In particular, the larger drops cause a noise when falling back into the liquid, which is often perceived as annoying.
Aufgabe der Erfindung ist, diesen Nachteil aus dem Stand der Technik zu überwinden, wobei ein Vernebelungsgerät, das weitestgehend geräuschlos arbeitet, sowie ein kompaktes und ohne großen Aufwand - insbesondere im Privatbereich - zu betreibendes hydroponisches System mit diesem geräuschlos arbeitenden Vernebelungsgerät bereitgestellt werden soll.The object of the invention is to overcome this disadvantage of the prior art, whereby a nebulizer that operates largely noiselessly and a compact hydroponic system that can be operated without great effort - especially in the private sector - is to be provided with this noiseless nebulizer.
Diese Aufgabe wird durch ein ein Vernebelungsgerät aufweisendes hydroponisches System mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 aufgeführt.This object is achieved by a hydroponic system having a nebulizer with the features of
Nach Maßgabe der Offenbarung umfasst das Vernebelungsgerät des hydroponischen Systems in grundsätzlich bekannter Weise einen Ultraschallzerstäuber und einen auf oder über demselben angeordneten Zerstäuberaufsatz. Als Zerstäuberaufsatz wird somit eine Vorrichtung verstanden, die - bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Vernebelungsgerätes - auf den Ultraschallzerstäuber aufgesetzt, über den Ultraschallzerstäuber übergestülpt (bzw. der Ultraschallzerstäuber wird in den Zerstäuberaufsatz eingesetzt) oder oberhalb des Ultraschallzerstäubers angeordnet ist.According to the disclosure, the nebulizing device of the hydroponic system comprises, in a basically known manner, an ultrasonic atomizer and an atomizer attachment arranged on or above the same. When the nebulizer is used as intended, a device is understood as an atomizer attachment which is placed on the ultrasonic atomizer, slipped over the ultrasonic atomizer (or the ultrasonic atomizer is inserted into the atomizer attachment) or is arranged above the ultrasonic atomizer.
Erfindungsgemäß ist der Zerstäuberaufsatz lösbar, zum Beispiel form- oder kraftschlüssig, mit dem Ultraschallzerstäuber verbunden oder in unmittelbarer Nähe zum Ultraschallzerstäuber „oberhalb“ desselben angeordnet, zum Beispiel derart befestigt, dass er in einem geringen Abstand über dem Ultraschallzerstäuber hängt.According to the invention, the atomizer attachment is detachably connected, for example with a positive or non-positive fit, to the ultrasonic atomizer or arranged in the immediate vicinity of the ultrasonic atomizer "above" the same, for example fastened in such a way that it hangs at a small distance above the ultrasonic atomizer.
Der Zerstäuberaufsatz ist in Form eines hohlen Tonnenkörpers mit zwei stirnseitigen Endbereichen, d. h. einem ersten stirnseitigen Endbereich und einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden, zweiten stirnseitigen Endbereich, sowie einer zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich des Tonnenkörpers angeordneter Mantelwandung ausgebildet. Hierbei ist der zweite stirnseitige Endbereich dem Ultraschallzerstäuber zugewandt. Der Tonnenkörper weist an seinem ersten stirnseitigen Endbereich eine geschlossene Deckfläche und an seinem zweiten stirnseitigen Endbereich bevorzugt eine offene Grundfläche auf, d. h., vorzugsweise ist der Tonnenkörper in axialer Richtung einseitig - in Richtung zu dem Ultraschallzerstäuber - offen.The atomizer attachment is in the form of a hollow barrel body with two front end portions, i. H. a first front end area and a second front end area opposite the first end area, as well as a casing wall arranged between the first and the second end area of the drum body. In this case, the second end region faces the ultrasonic atomizer. The drum body has a closed top surface on its first front end area and preferably an open base surface on its second front end area, i. That is, the drum body is preferably open on one side in the axial direction—in the direction of the ultrasonic atomizer.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Tonnenkörper auch an seinem zweiten Endbereich, d. h. der Grundfläche, geschlossen ist, wobei der Ultraschallzerstäuber innerhalb des Tonnenkörpers auf der Grundfläche angeordnet ist. Der Zerstäuberaufsatz weist also in diesem Fall an seinem unteren Endbereich eine Bodenplatte auf, die zum Beispiel stoff-, kraft- oder formschlüssig mit der Mantelwandung verbunden ist.Alternatively it can be provided that the barrel body also at its second end, d. H. the base, is closed, with the ultrasonic atomizer being arranged inside the drum body on the base. In this case, therefore, the atomizer attachment has a base plate on its lower end region, which is connected to the casing wall in a material, non-positive or positive manner, for example.
Als Tonnenkörper wird hierin gemäß der Stereometrie ein Zylinder verstanden, dessen Erzeugende eine beliebige Kurve, insbesondere jedoch keine gerade Strecke, ist. Der Tonnenkörper kann zum Beispiel eine rotationssymmetrische Geometrie, aber ebenso eine ovale oder eckige Querschnittsform aufweisen.According to stereometry, a barrel body is understood here as a cylinder whose generatrix is any curve, but in particular not a straight line. The barrel body can have a rotationally symmetrical geometry, for example, but it can also have an oval or angular cross-sectional shape.
In diesem Sinne weist die Erzeugende insbesondere einen konkaven Abschnitt auf, d. h., der Tonnenkörper besitzt zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich eine um den gesamten Umfang verlaufende Einschnürung der Mantelwandung. Infolge dieser Einschnürung weist der Zerstäuberaufsatz somit eine Taillierung auf.In this sense, the generatrix has in particular a concave portion, i. That is, between the first and second end regions, the drum body has a constriction of the jacket wall running around the entire circumference. As a result of this constriction, the atomizer attachment thus has a narrowing.
In die Mantelwandung des Tonnenkörpers ist wenigstens eine Auslassöffnung eingebracht, durch welche der vom Ultraschallzerstäuber erzeugte Nebel aus dem Zerstäuberaufsatz austreten kann. Vorzugsweise sind entlang des Umfangs mindestens zwei Auslassöffnungen eingebracht. Sofern mehrere Auslassöffnungen vorgesehen sind, können diese zueinander symmetrisch angeordnet sein - wobei hierin die Symmetrie ganz allgemein eine Symmetrie der euklidischen Geometrie bezeichnet, d. h. keine Einschränkung auf eine Spiegelsymmetrie bedeutet.At least one outlet opening is made in the casing wall of the barrel body, through which the mist generated by the ultrasonic atomizer can exit from the atomizer attachment. At least two outlet openings are preferably introduced along the circumference. If a plurality of outlet openings are provided, these can be arranged symmetrically to one another - the symmetry here denoting quite generally a symmetry of the Euclidean geometry, i. H. means no restriction to mirror symmetry.
Im Betrieb des Vernebelungsgerätes erzeugt der Ultraschallzerstäuber, der beispielsweise ein piezoelektrisches Schwingelement zur Erzeugung von Ultraschallwellen aufweist, Nebel aus einer Flüssigkeit. Hierzu kann der Ultraschallzerstäuber in ein Flüssigkeitsbad eingebracht sein. Bei bestimmungsgemäßer Ausrichtung des Ultraschallzerstäubers bildet sich bei Betrieb eine Mischung aus Luft und Tröpfchen der Flüssigkeit, d. h. Nebel, oberhalb des Ultraschallzerstäubers, wobei die Vernebelung weitestgehend geräuschlos abläuft.During operation of the nebulizing device, the ultrasonic atomizer, which has a piezoelectric oscillating element for generating ultrasonic waves, for example, generates a mist from a liquid. For this purpose, the ultrasonic atomizer can be placed in a liquid bath. If the ultrasonic nebulizer is aligned as intended, a mixture of air and droplets of the liquid forms during operation, i. H. Nebula, above the ultrasonic nebulizer, whereby the nebulization is largely silent.
Veranlasst durch die Schwingungen des Ultraschallzerstäubers erhalten die Flüssigkeitstropfen einen Impuls nach oben. Der Zerstäuberaufsatz füllt sich mit dem Nebel, wobei Tröpfchen auch gegen die Innenwände des Zerstäuberaufsatzes geschleudert werden. Aufgrund adhäsiver Kräfte bleiben die Tropfen an den Innenwänden haften, wobei sie sich schließlich - bei entsprechend ausreichender Masse - von der Gravitation getrieben wieder nach unten bewegen.Caused by the vibrations of the ultrasonic atomizer, the liquid droplets receive an upward impulse. The atomizer attachment fills with the mist, also throwing droplets against the inner walls of the atomizer cap. Due to adhesive forces, the droplets stick to the inner walls, whereupon they finally - if the mass is sufficient - move downwards again, driven by gravity.
Die Vernebelung erfolgt also im Inneren des hohlen Tonnenkörpers, wobei der Nebel durch die wenigstens eine seitliche Auslassöffnung der Mantelwandung aus dem Zerstäuberaufsatz austreten kann.The nebulization thus takes place inside the hollow barrel body, with the nebula being able to emerge from the atomizer attachment through the at least one lateral outlet opening of the jacket wall.
Dank der erfindungsgemäßen geometrischen Ausformung des Zerstäuberaufsatzes in Form eines hohlen Tonnenkörpers mit vollumfänglicher Einschnürung fallen die bei der Vernebelung gebildeten größeren Tropfen jedoch nicht geräuschvoll nach unten, sondern sie laufen geräuschlos entlang der Mantelinnenwand nach unten. Mithin sind als störend empfundene Tropf- bzw. Plätschergeräusche unterbunden.Thanks to the geometric shape of the atomizer attachment according to the invention in the form of a hollow barrel body with all-round constriction, the larger droplets formed during nebulization do not fall down noisily, but instead run down the inner wall of the jacket without making a sound. Consequently, dripping or splashing noises that are perceived as annoying are prevented.
Anwendbar ist das Vernebelungsgerät beispielsweise in Luftbefeuchtern, Zimmerbrunnen, Aquarien, Terrarien oder bei der Pflanzenzucht (zum Beispiel in einem hydroponischen System).The fogging device can be used, for example, in air humidifiers, indoor fountains, aquariums, terrariums or in plant cultivation (for example in a hydroponic system).
Die Erfindung kann weiter derart ausgebildet sein, dass sich der Tonnenkörper von der Grundfläche bis zu der zu der Deckfläche parallelen Ebene, in welcher die Einschnürung liegt (im Folgenden Einschnürungsebene genannt), stetig verjüngt, der Innendurchmesser des Tonnenkörpers nimmt in diesem Bereich von der Grundfläche zu der Einschnürungsebene hin ab. Weiter von der Einschnürungsebene in Richtung zu der Deckfläche hin kann der Innendurchmesser des Tonnenkörpers zumindest abschnittsweise, d. h. in einem oberhalb der Einschnürungsebene sich nicht bis vollständig zur Deckfläche erstreckenden Teilbereich, abnehmen, wobei die Abnahme des Innendurchmessers in diesem Teilbereich geringer ist als die Abnahme im Bereich zwischen Grundfläche und Einschnürungsebene. Alternativ kann der Innendurchmesser oberhalb der Einschnürungsebene weitestgehend konstant bleiben oder sogar wieder stetig (leicht) zunehmen. In jedem Fall ist im Inneren des Tonnenkörpers durch die Einschnürung ein umlaufender Wulst gebildet. Vorzugsweise nimmt der Innendurchmesser in einem Übergangsbereich zwischen Mantelwandung und Deckfläche wieder ab, d. h., es kann im Inneren des Tonnenkörpers ein Übergangsradius von der Mantelinnenwand zu der Deckfläche vorgesehen sein.The invention can also be designed in such a way that the barrel body tapers steadily from the base area to the plane parallel to the top area, in which the constriction lies (hereinafter referred to as the constriction plane), the inner diameter of the barrel body decreases in this area from the base area down to the constriction plane. Farther from the constriction plane in the direction of the top surface, the inner diameter of the drum body can be at least partially, i. H. in a sub-area above the constriction plane that does not extend all the way to the top surface, the reduction in the inner diameter in this sub-area being less than the reduction in the area between the base surface and the constriction plane. Alternatively, the inner diameter above the constriction level can remain largely constant or even steadily (slightly) increase again. In any case, a circumferential bead is formed inside the barrel body by the constriction. The inside diameter preferably decreases again in a transition area between the jacket wall and the top surface, i. That is, a transition radius from the inner wall of the shell to the top surface can be provided inside the barrel body.
In vorteilhafter Weise ist der Durchmesser der Deckfläche des Tonnenkörpers kleiner als der Durchmesser seiner Grundfläche.Advantageously, the diameter of the top surface of the barrel body is smaller than the diameter of its base.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Tonnenkörper rotationssymmetrisch ausgebildet ist, d. h., gemäß der Stereometrie wird der Tonnenkörper gebildet, indem seine Erzeugende um die Längsachse des Tonnenkörpers rotiert wird. Gemäß dieser Ausgestaltung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Tonnenkörper die Form eines Hyperboloids aufweist.In addition or as an alternative, it can be provided that the barrel body is designed to be rotationally symmetrical, i. That is, according to the stereometry, the body of the barrel is formed by rotating its generatrix around the longitudinal axis of the body of the barrel. According to this embodiment, it can be provided in particular that the barrel body has the shape of a hyperboloid.
Gemäß einer Ausführungsform liegt die Einschnürungsebene in Bezug zu der Längsachse des Tonnenkörpers an einer Position näher zu der Deckfläche als zur Grundfläche. In vorteilhafter Weise ist die Entfernung der Einschnürungsebene zur Grundfläche wenigstens doppelt so groß wie die Entfernung der Einschnürungsebene zur Deckfläche, d. h., die Einschnürung ist im „oberen“ Drittel des Zerstäuberaufsatzes positioniert.According to one embodiment, the constriction plane is at a position closer to the top than to the base with respect to the longitudinal axis of the barrel body. Advantageously, the distance from the constriction plane to the base is at least twice as great as the distance from the constriction plane to the top surface, i. That is, the constriction is positioned in the "upper" third of the nebulizer attachment.
Der Tonnenkörper weist vorzugsweise zumindest zwischen Grundfläche und Einschnürungsebene eine Mantelwandung mit weitestgehend gleicher Wandungsdicke auf.The drum body preferably has a casing wall with a wall thickness that is largely the same, at least between the base area and the constriction plane.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Wandungsdicke des Tonnenkörpers von dem Bereich der Einschnürung zur Deckfläche hin zumindest in einem Übergangsbereich zwischen Mantelwandung und Deckfläche zunimmt. Insbesondere kann im Inneren des hohlen Tonnenkörpers ein Übergangsradius vom Übergang zwischen Mantelwandung und Deckfläche vorgesehen sein. Hierdurch ist ein verbessertes Ablaufen der an der Deckfläche gesammelten Tropfen an der Mantelwandung ermöglicht.One embodiment provides that the wall thickness of the drum body increases from the area of the constriction to the top surface, at least in a transition area between the casing wall and the top surface. In particular, a transition radius from the transition between the casing wall and the top surface can be provided inside the hollow barrel body. This enables the drops collected on the top surface to run off better on the jacket wall.
Weiter kann vorgesehen werden, dass der Zerstäuberaufsatz eine Resonanzfrequenz bei der von dem Ultraschallzerstäuber erzeugten Ultraschallfrequenz aufweist. Hierdurch bildet der Zerstäuberaufsatz ein resonantes System mit dem Ultraschallzerstäuber, wodurch das Schallfeld verstärkt wird. Dies besitzt den Vorteil, dass eine effektivere Nebelerzeugung ermöglicht ist, wobei gleichzeitig weniger Ultraschall aus dem Vernebelungsgerät austritt. Insbesondere für Tierhalter und ängstliche Menschen ist dieser Aspekt von Wichtigkeit.Furthermore, it can be provided that the atomizer attachment has a resonant frequency at the ultrasonic frequency generated by the ultrasonic atomizer. As a result, the nebulizer attachment forms a resonant system with the ultrasonic nebulizer, which intensifies the sound field. This has the advantage that a more effective generation of fog is made possible, with less ultrasound emerging from the nebulization device at the same time. This aspect is particularly important for pet owners and anxious people.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der minimale Durchmesser, insbesondere der minimale Innendurchmesser, des Tonnenkörpers im Bereich der Einschnürung 75 % ± 5 % des Durchmessers der Grundfläche, insbesondere des Innendurchmessers des Tonnenkörpers in der Ebene der Grundfläche, beträgt.Additionally or alternatively, it can be provided that the minimum diameter, in particular the minimum inner diameter, of the barrel in the area of the constriction is 75% ± 5% of the diameter of the base, in particular the inner diameter of the barrel in the plane of the base.
Gemäß einer Ausführungsform ist die wenigstens eine Auslassöffnung in einem Bereich zwischen der Grundfläche und der Einschnürungsebene in die Mantelwandung des Tonnenkörpers eingebracht.According to one embodiment, the at least one outlet opening is made in the casing wall of the drum body in an area between the base area and the constriction plane.
Weiter kann vorgesehen werden, dass die wenigstens eine Auslassöffnung in der Mantelwandung des Tonnenkörpers eine entlang der Längsachse des Tonnenkörpers ausgedehnte längliche Form aufweist mit einer Breite von wenigstens 10 % der Höhe des Zerstäuberaufsatzes.It can further be provided that the at least one outlet opening in the jacket wall of the barrel body has an elongated shape extending along the longitudinal axis of the barrel body with a width of at least 10% of the height of the atomizer attachment.
Weiterhin kann die wenigstens eine Auslassöffnung in der Mantelwandung eine abgerundete Form aufweisen (zum Beispiel als Oval oder als Rechteck mit abgerundeten Ecken oder als eine Kombination aus beidem). Hierdurch wird verhindert, dass sich Tropfen in Ecken der Auslassöffnung ablagern können.Furthermore, the at least one outlet opening in the casing wall can have a rounded shape (for example as an oval or as a rectangle with rounded corners or as a combination of both). This prevents drops from being able to settle in the corners of the outlet opening.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Vernebelungsgeräts sieht vor, dass der Zerstäuberaufsatz eine Höhe zwischen 5 cm und 10 cm aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Auslassöffnung eine Mindestbreite (parallel zur Einschnürungsebene) von 1 cm aufweisen. Hierbei ist die Länge der Auslassöffnung (in Richtung senkrecht zur Einschnürungsebene) größer als ihre Breite (parallel zur Einschnürungsebene).An advantageous embodiment of the nebulizer provides that the atomizer attachment has a height of between 5 cm and 10 cm. Alternatively or additionally, the at least one outlet opening can have a minimum width (parallel to the constriction plane) of 1 cm. Here, the length of the outlet opening (in the direction perpendicular to the constriction plane) is greater than its width (parallel to the constriction plane).
Erfindungsgemäß wird ein hydroponisches System zur auf Aerosolen basierenden Pflanzenzucht bereitgestellt, das einen wannenförmigen, vorzugsweise lichtundurchlässigen Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme einer Nährstofflösung umfasst, in welchem ein Vernebelungsgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen angeordnet ist.According to the invention, a hydroponic system for plant cultivation based on aerosols is provided, which comprises a trough-shaped, preferably opaque liquid container for receiving a nutrient solution, in which a nebulizing device with the features described above is arranged.
Weiterhin umfasst das hydroponische System einen Substrathalter, aufweisend eine oder mehrere Pflanzbehälterausnehmungen zur Aufnahme von jeweils einem Pflanzbehälter. Der Substrathalter ist in oder auf dem Flüssigkeitsbehälter derart angeordnet, dass der oder die Pflanzbehälter in der Nähe des bzw. rings um das Vernebelungsgerät positioniert sind, wodurch in die Pflanzbehälter eingebrachte Pflanzen oder Stecklinge eine optimale Versorgung durch die von dem Vernebelungsgerät erzeugten Aerosole erfahren. Insbesondere sind die Pflanzbehälter bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des hydroponischen Systems oberhalb einer in den Flüssigkeitsbehälter eingebrachten Nährstofflösung angeordnet, wozu der Substrathalter mit den die Pflanzbehälter enthaltenden Pflanzbehälterausnehmungen auf dem Flüssigkeitsbehälter aufgesetzt ist.Furthermore, the hydroponic system comprises a substrate holder, having one or more plant container recesses for accommodating one plant container each. The substrate holder is arranged in or on the liquid container in such a way that the plant container or containers are positioned in the vicinity of or around the nebulizer, whereby plants or cuttings placed in the plant container receive optimal care from the aerosols generated by the nebulizer. In particular, when the hydroponic system is used as intended, the plant containers are arranged above a nutrient solution introduced into the liquid container, for which purpose the substrate holder with the plant container recesses containing the plant containers is placed on the liquid container.
Im Betrieb des hydroponischen Systems reichert das Vernebelungsgerät die Nährstofflösung effizient mit Sauerstoff an und versorgt die in den Pflanzbehältern eingebrachten Pflanzen oder Stecklinge sowohl mit Luft als auch mit Wasser und Nährstoffen. Zu Beginn ihres Wachstums erhalten die Wurzeln durch den speziellen Aufbau des hydroponischen Systems in der Regel noch keinen direkten Kontakt zu der Nährstofflösung im Flüssigkeitsbehälter. Ihre Versorgung ist durch den vom Vernebelungsgerät erzeugten nährstoffreichen Nebel gesichert. Mit zunehmender Pflanzengröße können die Wurzeln nach einer gewissen Zeit Kontakt zu der Nährstofflösung im Flüssigkeitsbehälter erhalten. Da die Nährstofflösung jedoch vermittels des Vernebelungsgeräts auch mit Luft, d. h. Sauerstoff, angereichert wird, schadet es den Pflanzen nicht, wenn die Wurzeln im Wasser hängen.During operation of the hydroponic system, the nebulizer efficiently enriches the nutrient solution with oxygen and supplies the plants or cuttings placed in the plant containers with air, water and nutrients. At the beginning of their growth, the roots usually do not have direct contact with the nutrient solution in the liquid container due to the special structure of the hydroponic system. Your supply is secured by the nutrient-rich mist generated by the nebulizer. With increasing plant size, the roots can come into contact with the nutrient solution in the liquid container after a certain period of time. However, since the nutrient solution is also aerated with air, i. H. Oxygen is enriched, it does not harm the plants when the roots are hanging in the water.
Indem das erfindungsgemäße Vernebelungsgerät mit seinem lärmmindernden Zerstäuberaufsatz in dem hydroponischen System eingesetzt ist, arbeitet dieses nahezu geräuschlos. Durch seinen einfachen Aufbau aus nur einem Ultraschallzerstäuber und einem Zerstäuberaufsatz ist das Vernebelungsgerät - auch für Laien - ohne technischen Aufwand oder Fachwissen zu warten.Because the nebulizer according to the invention with its noise-reducing atomizer attachment is used in the hydroponic system, it works almost noiselessly. Thanks to its simple structure, consisting of just an ultrasonic nebulizer and an atomizer attachment, the nebulizer can be maintained - even by laypersons - without any technical effort or specialist knowledge.
Weiter kann vorgesehen werden, dass der Substrathalter an seiner dem Flüssigkeitsbehälter zugewandten Unterseite eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung des Zerstäuberaufsatzes des Vernebelungsgeräts am Substrathalter umfasst. Somit kann der Substrathalter zusammen mit dem Zerstäuberaufsatz von dem Flüssigkeitsbehälter abgenommen werden und ggf. mit dem Zerstäuberaufsatz als Standfuß auf zum Beispiel einem Tisch oder während der Systemwartung in einem Spülbecken abgestellt werden. Die Befestigungsvorrichtung kann als Bajonettverschluss, als formschlüssig in eine Aussparung einschiebbarer Stempel oder als in eine Rille einrastende, federnde Nasen ausgebildet sein.Furthermore, it can be provided that the substrate holder comprises, on its underside facing the liquid container, a fastening device for the detachable fastening of the nebulizer attachment of the atomizing device to the substrate holder. The substrate holder can thus be removed from the liquid container together with the atomizer attachment and, if necessary, placed with the atomizer attachment as a stand on a table, for example, or in a sink during system maintenance. The fastening device can be embodied as a bayonet catch, as a stamp that can be inserted in a form-fitting manner into a recess, or as resilient lugs that engage in a groove.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das hydroponische System einen Zeitgeber und/oder eine Steuereinheit aufweist, die mit dem Ultraschallzerstäuber des Vernebelungsgeräts verbunden sind. Somit kann in vorteilhafter Weise das Vernebelungsgerät gesteuert ein- und ausgeschaltet werden, sodass nur bei Bedarf und/oder zu vorgebbaren Zeiten ein Nebel zur Versorgung der Pflanzenwurzeln generierbar ist. Ausreichend sind üblicherweise Benebelungen der Pflanzen von einigen Minuten, d. h. regelmäßig 10 Minuten oder weniger, pro Stunde.One embodiment provides that the hydroponic system has a timer and/or a control unit, which are connected to the ultrasonic atomizer of the atomizing device. The nebulizing device can thus advantageously be switched on and off in a controlled manner, so that a mist for supplying the plant roots can only be generated when required and/or at predeterminable times. It is usually sufficient to mist the plants for a few minutes, i. H. regularly 10 minutes or less, every hour.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das hydroponische System eine mit einem Lampenhals am Flüssigkeitsbehälter befestigbare Lampe. Der Lampenhals besteht aus einer Mehrzahl von identischen, lösbar miteinander verbindbaren Lampenhalsmodulen, wodurch die Länge des Lampenhalses individuell durch Einfügen oder Entfernen einzelner Lampenhalsmodule einstellbar ist. Somit kann insbesondere der Abstand zwischen Lampe und Substrathalter während des Wachstums der Pflanzen sukzessive vergrößert werden. Zur lösbaren Verbindung untereinander können die Lampenhalsmodule Aussparungen und formschlüssig in dieselben einfügbare nasenartige Fortsätze aufweisen.According to one embodiment, the hydroponic system comprises a lamp that can be attached to the liquid container with a lamp neck. The lamp neck consists of a plurality of identical lamp neck modules that can be detachably connected to one another, as a result of which the length of the lamp neck can be adjusted individually by inserting or removing individual lamp neck modules. Thus, in particular, the distance between the lamp and the substrate holder can be successively increased during the growth of the plants. For a detachable connection to each other, the lamp neck module have recesses and nose-like extensions that can be inserted in the same in a form-fitting manner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Lampenhalsmodule eine durchgehende Rille oder Kanal auf. Bei bestimmungsgemäßem Aufbau des Lampenhalses ist hierdurch eine durch alle verbundenen Lampenhalsmodule durchgängige Führung für zum Beispiel ein Elektrokabel gebildet.According to a further embodiment, the lamp neck modules have a continuous groove or channel. When the lamp neck is constructed as intended, a continuous guide for an electric cable, for example, is formed as a result of all connected lamp neck modules.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lampe ein oder mehrere Leuchtelemente, zum Beispiel LEDs, umfasst, deren Wellenlänge variierbar ist. Somit ist in vorteilhafter Weise das Lichtspektrum den Bedürfnissen der aufzuziehenden Pflanzen anpassbar - beispielsweise an die Art der zu züchtenden Pflanze oder an unterschiedliche Wachstumsstadien. Insbesondere in Verbindung mit einem Zeitgeber und einer Steuereinheit kann hierbei vorgesehen sein, dass durch Änderung der Wellenlänge des von den Leuchtelementen emittierten Lichtes in Abhängigkeit der Tageszeit ein Tagesrhythmus mit Sonnenauf- und -untergang simulierbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann durch den Zeitgeber und die Steuereinheit das Licht zu vorgebbaren Zeiten automatisiert ein- bzw. ausgeschaltet werden, sodass ein Eingriff des Pflanzenzüchters entbehrlich ist.Provision can be made for the lamp to comprise one or more light-emitting elements, for example LEDs, the wavelength of which can be varied. The light spectrum can thus advantageously be adapted to the needs of the plants to be raised--for example to the type of plant to be cultivated or to different stages of growth. In particular in connection with a timer and a control unit, a daily rhythm with sunrise and sunset can be simulated by changing the wavelength of the light emitted by the light-emitting elements depending on the time of day. Additionally or alternatively, the timer and the control unit can be used to switch the light on and off automatically at predefinable times, so that there is no need for the plant breeder to intervene.
Weiter kann eine vorzugsweise verschließbare Nachfüllöffnung im Substrathalter vorgesehen sein, durch welche die Nährstofflösung in den Flüssigkeitsbehälter einfüllbar ist.Furthermore, a preferably closable refill opening can be provided in the substrate holder, through which the nutrient solution can be filled into the liquid container.
Durch den Verzicht auf Sensoren und seinen modularen Aufbau aus nur wenigen Einzelteilen ist das hydroponische System kostengünstig herstellbar, auch ohne Fachkenntnisse zu betreiben, mühelos zu warten und im unwahrscheinlichen Fall einer Havarie durch werkzeuglosen Austausch einzelner Komponenten auch durch einen Laien reparierbar.Due to the lack of sensors and its modular design with only a few individual parts, the hydroponic system can be produced inexpensively, operated without specialist knowledge, easily maintained and, in the unlikely event of an accident, can be repaired by a layman by replacing individual components without tools.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments, with identical or similar features being provided with the same reference symbols.
Dazu zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 : eine Ausgestaltung des Vernebelungsgeräts im Querschnitt, maßstabsgetreu für das Größenverhältnis der Komponenten; -
2 : eine Ausgestaltung des Zerstäuberaufsatzes in perspektivischer Ansicht, maßstabsgetreu für das Größenverhältnis der Komponenten; -
3 : das Vernebelungsgerät im Querschnitt während des Betriebs; -
4 : ein Detail des hydroponischen Systems in perspektivischer Ansicht; und -
5 : ein Detail des hydroponischen Systems im Querschnitt, maßstabsgetreu für das Größenverhältnis der Komponenten.
-
1 : an embodiment of the nebulizer in cross-section, true to scale for the size ratio of the components; -
2 1: an embodiment of the atomizer attachment in a perspective view, true to scale for the size ratio of the components; -
3 : the nebulizer in cross section during operation; -
4 : a detail of the hydroponic system in a perspective view; and -
5 : a detail of the hydroponic system in cross-section, to scale for the proportions of the components.
Das Vernebelungsgerät gemäß der
Bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Vernebelungsgeräts erzeugt der in die flüssige Nährstofflösung 15 eingetauchte Ultraschallzerstäuber 1 die Tropfen 16 der Nährstofflösung 15, die über die Oberfläche der Nährstofflösung 15 nach oben in den Zerstäuberaufsatz 2 hineingeschleudert werden, wie in
In
Im Querschnitt gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- UltraschallzerstäuberUltrasonic Atomizer
- 22
- Zerstäuberaufsatzatomizer attachment
- 33
- Tonnenkörperbarrel body
- 44
- Deckflächetop surface
- 55
- GrundflächeFloor space
- 66
- Einschnürung der Mantelwandungconstriction of the mantle wall
- 77
- Auslassöffnungexhaust port
- 88th
- Flüssigkeitsbehälterliquid container
- 99
- Substrathaltersubstrate holder
- 1010
- Pflanzbehälterausnehmungplanter recess
- 1111
- Lampenhalsmodul-AufnahmeLamp neck module mount
- 1212
- Nachfüllöffnungrefill opening
- 1313
- Pflanzbehälterplanter
- 1414
- Pflanzeplant
- 1515
- Nährstofflösungnutrient solution
- 1616
- Tropfendrops
Claims (9)
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DE102022104106.9A DE102022104106B3 (en) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | Hydroponic system with nebulizer |
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ID=85570637
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DE102022104106.9A Active DE102022104106B3 (en) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | Hydroponic system with nebulizer |
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-
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