用于回收大气中水分的设备和方法

专利名称：用于回收大气中水分的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于回收存在于大气中的水分的设备，包括用于收集存在于大气 中的水分的收集结构，该收集结构设置有在使用中至少部分地相对于重力方向成一角度的 水回收表面。
背景技术：
这种设备例如从国际专利出版物WO 2006/132526中已知，用于在造林期间保护幼苗。在种植幼苗后，经常由于缺少水分而出现死亡。这是因为幼苗没有或几乎没有能 从底土吸水的根系结构，而植物会由于蒸发而失去水分。另外，通过挖出种植孔，土壤的毛 细作用被破坏，以使得不再发生从底土向上输水。当然，种植幼苗后的消耗或死亡就需要额 外的工作，如要移除死的植物并种植新的植物。在W0’ 526所述的设备体积很大，并且因此运输、存储和分配费用都很昂贵。

发明内容
本发明试图提供一种根据开头段落所述的设备，该设备在维持优点的同时，能够 避免了所述缺点。尤其地，本发明试图能够获得一种在运输、存储和/或分配期间占用较少 体积的设备。为此，收集结构可分离地结合至用于存储被回收水分的储存器，并且收集结构 是可叠套的。通过使收集结构和储存器是可分离地结合的设计，并且让收集结构为可叠套的形 式，能实现显著地节省空间，同时组装和/或拆卸仍然相对简单。于是，运输、存储和/或分 配的成本也降低。因而，收集结构和储存器形成所述设备的各个模块，这使得能实现堆积、 存储和分配模块化。而且，分离的模块，例如收集结构，能易于在以后用适合的试样替换。通过使用收集结构，存在于大气中的水分，比如雨水、冰雹和/或雪，还有水蒸气， 能相对简单地回收。被回收的水分随后能用来满足植物水分缺乏的需要。收集结构收集存在于大气中的呈液态形式的水分，而水分在重力的影响下流到水 回收表面的下部。冻结的水分，比如冰雹和/或雪，也可能以这样的方式到达收集结构的下 部。而且，根据本发明的收集结构还被布置用于收集存在于大气中的呈气态的水分， 即水蒸气。在适合的环境状况下，比如水回收表面的温度在露点以下并且空气具有足够高 的湿度，水蒸气就在水回收表面上凝结。水蒸气以水滴的方式凝结在接收表面上。在重力 的影响下，水滴向下滑动。在水滴向下滑动时，由于凝结的液滴通过粘合作用而联合，其尺 寸增大。由于这样能从大气回收相对多的水分，那么相对多的水分就能供应至幼苗以满足 水分缺乏的需要，以使得幼苗的消耗将会降低。在回收存在于大气中的水分的过程中，仅使 用被动或无源的结构，其可操作地不会消耗任何外部能量并且不包含任何移动部件。注意到，幼苗理解为意思是早期的幼苗，比如栽培植物、小树或灌木，而且还包括新发芽的植物材，种子或孢子。 优选地，水回收表面的顶面还设置有减少粘着添加物和/或盖层，例如PET和/或 特氟龙，和/或通过使用较小的不均勻性和/或粗糙化处理，并且可能额外添加有蜡膜、硅 酮或特氟龙制品或其他减少粘着物质之类(但不限于此)，以使得可获得疏水作用，因为水 的相互粘合增大和/或水对设备表面的粘着性降低，以使得形成较大的液滴。因此，由于其 重量增大，液滴由于增加的重量并且因此对重力的敏感性增大并且由于形成较大液滴而导 致粘着性成比例地降低，从而更易于达到水回收表面的下部，以使得回收水分的量增大。有利地，水回收表面在操作期间的覆盖角度尽可能多地远离地面，以使得尽可能 多地激发进入空间的红外辐射。于是，水回收表面的温度将会降低。通过进一步在底面上给 水回收表面设置绝热体，例如通过使用绝缘材料和/或通过在绝缘腔中形成空气隔离体， 来自水回收表面的热的红外辐射就不会被来自水回收表面下面的部件的热那么迅速地补 偿。这样，限制了对水回收表面的热供应。换言之，水回收表面的热吸收相对较慢。于是，水 回收表面和环境空气之间的温差能相对快速地建立并维持相对长时间，例如在放晴和/或 寒冷的夜间。通过使用绝热体，例如通过防止热空气与水回收表面相接触，水回收表面长时 间维持相对低的温度，而且在环境空气的温度升高时也如此，以使得相对长时间地维持凝 结过程，从而经过的温暖空气冷却下去并发生凝结，并且因此也相对长时间地维持水回收 过程。因而，在环境空气以加速的方式冷却时，表面的温度随从着温度的过程，同时在环境 空气以延迟的方式变热时也随从着的温度过程。一旦温暖空气与冷的水回收表面接触，温 暖空气就冷却下来，以使得达到露点并发生凝结。所产生的露水凝结在水回收表面上。为 了尽可能长时间地维持空气和表面之间的温差，水回收表面也可设置有高比热的材料或其 整个由高比热的材料构成。由于收集结构的水回收表面基本上向上朝向，这个结构通过辐射失去热量。于是， 水回收表面的温度降低，以使得存在于大气中的水分凝结在温度低于环境空气的结构上。 这个自然过程，有时称为“析出”(giving out)，被根据本发明的设备所利用。材料和几何 形状的选择是旨在冷却水回收表面，并保持其冷却以防止所述表面变热。而且，本发明涉及一种方法，用于运输、存储和/或分配用于回收存在于大气中的 水分的设备。本发明的其他有利实施例在从属权利要求中描述。


本发明将参照附图中显示的示例性实施例更详细地解释。在附图中图1示出根据本发明的设备的第一实施例的横截面的示意图；图2示出图1所示设备的水回收表面的第一实施例的横截面的示意图；图3示出图1所示设备的水回收表面的第二实施例的横截面的示意图；图4示出根据本发明的设备的第二实施例的横截面的示意图；图5示出根据本发明的设备的第三实施例在部分切开状态下的示意性透视图；图6示出图5所示两个叠套设备的横截面的示意图；图7示出图5所示设备的水回收表面的第一实施例的局部示意性透视图；图8示出根据本发明的设备的第四实施例的示意性透视图9示出根据本发明的设备的第五实施例的示意性透视图；图10示出根据本发明的设备的第六实施例的第一个示意性透视图；并且图11示出图10所示设备的第二个示意性透视图。附图仅是本发明的示意性表示，并且专门以非限制性的示例性实施例的方式给
出ο
具体实施例方式图1示出根据本发明用于回收存在于大气中的水分的设备1的第一实施例的示意 性侧视图。设备1包括管2，其从侧面(sideways)包围着幼苗3以使得幼苗3至少部分地 从侧面被包围。管2在顶部和底部处是开口的，以使得植物能向下生根并且能向上生长。幼 苗3在土块4中生根，该土块4放置于管2中以使得植物3的根系结构4a由管2包围，同 时茎的下端处于水回收表面的下边缘的高度处，如下所述。因而，植物3处于光照之中，并 且有充足的空气流过。土块4包括例如土壤或底土的物质，并且以被夹紧的方式设置于管 壁2的开口中。所述物质可选地设置有共生细菌、动物卵、种子、真菌、孢子和/或用于给植 物3(所谓的移植体)提供营养素的有机和/或无机材料。如果设备1由可降解的有机材 料制造，那么移植体也可放置在这种材料中。为了提高稳定性，土块4可选地可进一步地放 置在管2下面。设备1还包括至少一个用于将营养素供应至幼苗3的移植壳体5。移植壳体5优 选地被包含于由管2包围的土块4中，并且包括至少一个包装体，其在长时期(例如数月或 数年)侵蚀和/或细菌作用下分解。在包装体中，具有刺激植物3生长和/或改善植物3状 况的物质，比如举例来说营养素和/或共生细菌。通过使用具有不同分解期间的包装体，其 中所具有的物质以成剂量的方式供应给植物3，以使得移植物质能在相对长时间内自主地 供应至植物3。因而，移植壳体可设置有不同的分解层。然而，本领域技术人员将很清楚，除 移植壳体5之外，也可能使用其他方式来给植物供给营养，比如利用土块4中的上述物质。管2布置于底土 7的表面6上。优选地，底土 7没有事先处理过或仅是稍微敲碎， 以使得底土 7的毛细管23没有破坏。这防止存在于底土 7中的水分出现不必要的蒸发。另 外，这刺激水分借助于未破坏的毛细管维持从底土向上恒定供应。而且，侵蚀很少出现。另 外，上述方法节省了劳动强度大的处理，比如举例来说在底土中挖洞。在植物管2已经放置 之后，幼苗3在底土 7中扎根并且直接与毛细管水分23相接触，以使得植物直接供应有来 自底土 7和来自植物管这两者的日常恒定量的水分。顺便提及，有可能事先处理底土 7，以 使得植物的根系结构能引入到底土 7内。如果存在足够的水分，这能增大植物3成功扎根 的机会，并且能期望更低的消耗。设备1还包括具有水回收表面9的大致漏斗形收集机构8，其包括将参照图2和3 更详细描述的接收表面和收集表面10、11。收集结构布置为接收存在于大气中的水分。为 此，收集结构设置有由收集结构支承的水回收表面9。水回收表面9例如由聚丙烯或其他 塑料形成，并且设置有减少粘着盖层，和/或由疏水材料制成，或者在其他情况下被化学和 /或机械处理过，以使得表面是疏水的以防止水滴粘着于表面9和促进水滴之间的相互凝 聚。因而，水回收表面可构造为至少部分地是疏水的，例如通过施加粗糙化处理。通过施加 纳米尺寸的粗糙化处理，与位于其上的水滴的接触表面相对较小，以使得粘着力同样相对
6较小。于是，水滴能相对容易地在重力场的影响下移动。粗糙化处理能例如包括激光和/ 或蚀刻处理。另外，水回收表面可设置有硅酮顶层，以使得获得更高的疏水作用。通过使用 蜡状物质，而且在表面几乎横向于重力方向地进行导向时，水滴能向下滑动，并且收集于下 文所述的储存器中。收集表面11全部地开口、或者仅部分地或根本不开口通入管2，以使得来自大气 的回收水分，比如雨水和凝结水，可能会直接使幼苗(幼小植物)3受益。而且，在水回收表 面9中设置有开口 12，其用作允许水回收表面9上的水分通向进入位于收集结构下面的储 存器13中的入口点，以使得回收的水分能够存储。通过将储存器基本上布置在水回收表面 下面，回收的水能保持相对较冷，以使得防止了不利的蒸发。而且，这样获得了相对稳定的 构造，其在例如旋风的情况下不易于翻倒。因而，能够更好地保护幼苗免受外界影响。储存器13抵靠在底土 7的表面6上，以使得获得设备1的稳定位置。而且，由于 幼苗的环境被该设备覆盖，防止了与幼苗3紧邻的植物材的生长，以使得尽可能多的光线 以及底土 7中的尽可能多可用的营养素使幼苗3受益。而且，储存器13的存在也限制了水 分从植物3周围的底土蒸发。在所示储存器13中，已经存在一定量的水分19。储存器13 设置有被设计为一个或多个灌溉点的灌溉装置，用于将存在于储存器13中的水分输送至 下方的底土 7。所示灌溉点被设计为用作滴水器的空心针14。借助于空心针14，存在于储存器13 中的水分能以成剂量的方式引入底土 7内，以使得实现了持续的新鲜水供应。而且，具有灌 溉点的储存器13使得相对大量的雨水(其在相对短的时间里收集)在相对长的时间里输 送至底土 7。空心针14还进一步用作改进设备1稳定性的锚固件。当然，还有可能不同地 实施灌溉点，例如实施为在储存器13的底部16中的开口，或者实施为一个或多个毛细绳 线。毛细绳线能例如包括棉花和/或纤维。可选地，要输送入底土 7的水分流的剂量可借 助于调节装置来设置。调节装置例如包括布置于空心针14的通道中的可渗透薄膜或膜片。 当使用毛细绳线时，例如可使用挤压装置，比如旋转接头。而且，调节装置可包括可移动的 覆盖装置。而且，毛细绳线可穿过储存器的壁中的开口，其中突出部分的距离可改变以设置 流速。而且，调节装置可包括一个或多个圆锥形元件，它们可部分地或完整地封闭储存器的 底部中的相应开口。因而，可设置要输送的水分的流动。储存器13包括流出通道15，也称为溢流管，其第一端17可操作地定位于储存器 13的底部16上方，并且其第二端18连接至灌溉点(在所示实施例中为空心针14)。通过 使用溢流管15，在所存储水分19中的固体颗粒，比如停留在储存器13的底部16上直到溢 流管15的第一端17高度的污物和/或灰尘，不会经由灌溉点到达底土 17。从而，可以防止 了灌溉点的阻塞。因而，溢流管15用作在所存储的水分19中的固体颗粒的、简单布置的过调节装置能例如还包括布置于空心针14的通道中的可渗透薄膜、毛细绳线或膜 片。另外，储存器13设置有位于储存器13的管22中的溢流开口 21，以使得过量的水 分能易于流走。溢流开口 21定位于在开口 12高度的上方。在水回收表面9下面，布置有绝热材料20，以使得尽可能长地维持水回收表面9和 周围大气之间的温差，以促进水分回收处理。绝缘材料20的底侧可以是水平的、以及凹形或凸形的设计，其中凹形设计防止存储在储存器13中的水分进行蒸发。而且，在外侧，设备1设置有孔眼29。通过孔眼29，可设置锚固销30，用于将设备 锚固至底土 7上。可选地，在销上的不同距离处设置有能与设备的孔眼相接合的钩31。因 而，销能在期望的高度处承载着设备。而且，可设置所述设备的朝向，以使得所述设备能大 致水平地定位于倾斜的斜坡底土的上方。优选地，孔眼均勻地分布于设备的周边，例如以 90°的间隔。销可选地还设置有大致侧向或斜向延伸的臂，以使得销能够相对于底土 7的 表面6斜向或侧向地(sideways)稳定。水回收表面9形成用于回收存在于大气中的水分的收集结构8。在设备1的操作 期间，水回收表面9相对于重力方向成一角度。根据本发明的一个方面，收集结构8成模块 式地结合至储存器13。而且，收集结构8是可叠套的。由于收集结构比设备的管侧向延伸得更远，接收水分的有效表面就增加。于是，对 于幼苗而言，就有比由管的内部空间单独能收集的降水量更多的水可用。通过冷凝从大气回收水，有可能在相对干燥和/或多岩石的区域植树。包含有盐 或盐渍水的土壤也适合于种植，因为由于可用水分的量增大，在底土中能形成具有新鲜水 的区域。另外，植物和树能在更早阶段种植，因为根据本发明的设备能比已知设备更好地遮 蔽和照顾生物体。当然，这带来了获得幼苗所涉及的成本更低的优点。另外，运输成本降低。 由于恒定水供应，代替在挖出的种植孔中，能在土壤上面种植幼苗。因而，土壤的毛细作用 不会受到干扰，并且还能在岩石土壤上进行种植。还注意到，管至少部分地从侧面包围着幼苗。当然，管也可能完全地闭合，以使得 管完全包围植物。然而，也可能留下开口或间隙，例如用于在种植辅助件已经置于底土上之 后在管中提供发芽材料。优选地，幼苗被设置成使得管至少部分地包围根系结构或要形成 的根系结构。茎、干、支和/或叶然后大致位于管的上边缘的上方，以使得植物有充分的气 流可用。当然，也可能不同地定位幼苗，例如让叶至少部分地在管的上缘下方，以使得幼苗 获得更好的机械防护。因此，根据本发明的设备不仅用来保护植物免受来自外面的物理影响，而且还支 承植物和激发幼苗的生长。通过形成大致漏斗形设计的水回收表面，回收的水分能易于导向至管内，以使得 水分使植物受益。另外，幼苗有相对多的光线和/或阳光和/或通风，以使得防止真菌生长， 并且吸收和/或通风过程受到最小程度地影响。然而，水回收表面可不同地设计，例如设计 为在底侧具有最大直径的截头圆锥体。那么，回收的水分在边缘处进行收集。图2和3分别示出设备1的收集结构8 (其用作种植辅助件)的第一和第二实施 例的示意性侧视图。收集结构8具有大致向上朝向的、用于回收存在于大气中的水分的水 回收表面9。通过具体的结构，水回收表面9包括分别用于获得和收集水分的至少一个接收 表面10和至少一个收集表面11。接收表面10相对于重力方向Z形成第一角度α。收集 表面11相对于重力方向Z形成第二角度β。第一角度α小于第二角度β，以使得接收表 面10上的水滴在原则上比收集表面11上的水滴更快地向下滑动。由于收集表面11邻近 下边缘10a，相对较多的水滴将聚集在收集表面11附近，并且由于粘结力的原因形成较大 的水滴。较大的水滴从水回收表面9受到相对较少的粘着力，以使得比第一角度α更大的 第二角度β足够地陡，以使得水滴沿着收集表面11向下滑入管2或滑入开口 12至储存器13。通过使水回收表面9的表面特别地疏水，如上所述，还能获得用于回收存在于大 气中的水分的有效设备，其中水回收表面9仅包括相对于重力方向以一个预定角度定向的表面。注意到，具有仅相对于重力方向以一个预定角度定向的表面的水回收表面不仅能 用于根据权利要求1的设备，而且更一般地与用于回收存在于大气中的设备相组合，所述 设备包括具有水回收表面的收集结构，其在使用期间相对于重力方向至少部分地形成一角 度，而水回收表面是疏水的设计。通过接收降雨和/或从大气经由水回收处理(如同通过结露和/或冷凝一样)获 得的水滴，来获得接收表面10上的水滴，其中接收表面10用作冷凝表面。固态降水也以与 湿的降水相同的方式进行接收和收集。可选地，设备1能再使用。然而，也可能用可(生物)降解的材料来制造设备1，比 如用生物聚合物，以使得拆解工作是有限的或者是根本不必要的。在后一情况下，设备1能 有利地设置有至少一个移植壳体5。而且，该设备随后能用作混合肥料和/或包括促进生长 手段。优选地，设备是不透光或不透明的设计，以使得防止了在设备内生长杂草。图4示出了根据本发明的设备1的第二实施例的横截面的示意图。第二实施例被设计为基本上与参照图1-3所示的第一实施例相同。在图4中，储存 器13包括入口管60，其中入口管60通过第一端61向内连接至水回收表面9中的开口 12 的边缘。通过使用这种入口管61，能够显著降低存在于储器13中的水分通过蒸发而导致的 损失。这是因为当与开口 12气体相通的液体表面的尺寸增大时，能蒸发的水分的量通常增 大。相反，随着与开口 12气体相通的液体表面的尺寸减小，由于蒸发而消耗的液体的量相 应地减少。由于入口管60中的液体表面比储存器13中的液体表面的其余部分小得多，通 过开口 12的蒸发就相应地较小，并且因而通过蒸发从储存器13消耗的水分也较少。因而， 入口管60中的液体形成一阻碍物，用于对从储存器13的液体表面的其余部分蒸发的水分 进行阻碍。由于入口管60由第二端62延伸至储存器13的底部16正上方的一点处，即使仅 少量水分存在于储存器中时，入口管60也起作用，因为管60的第二端62此时仍然位于液 体表面的下方。优选地，入口管60在第一端61的方向上渐细，以使得有利地防止了入口管的底部 处发生阻碍。而且，储存器13包括溢流管70，其类似地由第一端71连接至流出开口 21的边缘， 并且由第二端72延伸至刚好在储存器13的底部16上方的点处，以使得防止水分通过流出 开口 21蒸发。为了防止流出管70中的阻碍，管能构造为使得管在朝第一端71的方向上渐 细，如同入口管60的情况一样。而且，在根据本发明的设备的第二实施例中，如图4所示，收集结构8模块地结合 至储存器13，并且收集结构8是可叠套的设计。图5示出根据本发明的设备的第三实施例在局部剖切情形下的示意性透视图。设备1包括具有水回收表面9的收集结构8，水回收表面9在使用期间至少部分地
9相对于重力方向形成一个角度。而且，收集表面8可模块地结合至储存器13。水回收表面 9，如同第一实施例中那样，被设计为具有接收表面10和收集表面11。而且，设备1包括能至少部分地包围幼苗的管2。管2和储存器13 —体地形成或 集成，从而节省组装设备1所需部件的数目。被集成的管和储存器作为模块被结合至收集 结构。优选地，管一方面和储存器、并且另一方面和收集结构彼此水分密封地和/或气体密 封地结合，以使得水分不会消耗。另外，模块优选地是可分离的，以使得设备能易于拆除。而 且，模块之间的结合部优选使得出现最少的热交换。这样，能保持水回收表面冷却。收集结构8、管2和/或储存器例如由塑料制成。有利地，使用注射模塑工艺或可 与之相比的制造工艺。最优选地，一体集成的管和储存器也是可叠套的设计，以使得模块能紧凑地存放、 运输和分配(例如以数十个或数百个单元)。而且，当管和储存器为分离设计时，管和/或 储存器可具有可叠套的型式。图6示出图5所示的两个叠套设备的横截面的示意图。这里， 每个都与管一体集成的两个储存器进行叠套，并且两个收集结构也叠套。有利地，管的壁段、储存器和/或收集结构可操作地相对于重力方向形成的角度 能根据壁厚而最小化。因而，在壁厚降低时，所述角度能相应地选择为较小。这样，设备的 模块可具有紧凑存放的可能性，同时储存器有最大可能的容积。在一个实际实施例中，储存 器的壁113相对于重力方向具有例如大约6°至10°的角度。在所示实施例中，管具有锥形构造，以使得管在与收集结构相反的侧面上在最低 点处具有最大直径。于是，所述设备能在适当时候简单地移除，同时植物或根块部分沿着向 上方向被拉出的可能性较低。因而，所述设备大体上具有无障碍撤出或退出的性质。可选地，管、储存器和/或收集结构是两件式或多件式设计，以使得各个部件能通 过拆开而移除。这样，设备能在不损坏植物的情况下相对简单地拆解；同时，从长期来说， 当横向和/或向上延伸的枝和叶已经形成时也是如此。各个部件例如能用卡扣系统相互连 接。当然，其他连接技术也是可行的，例如悬挂系统。而且，设备在俯视图中不是完全闭合， 而是例如形成大致U形，以使得随后能整体地易于从侧向拉走。优选地，设备和/或其模块的尺寸被选择为使得可选地利用托板上的空间。因而， 长-宽比选择为例如大约40cmX大约60cm、大约50cmX大约60cm、大约80cmX大约60cm、 和大约IOOcmX大约60cm。注意到，设备替代地可由相对重的材料制造，例如水泥和/或金属。这样，设备能 同时用作防止受到机械外界影响的防护件，以使得能防止植物的损伤。储存器13的侧壁可至少部分地是透明的，以使得有害的细菌能在紫外射线的作 用下变得无害。而且，能易于视觉地确定液位。替代地或另外地，可向收集的水分添加这样 一个装置或成分，用于控制例如细菌(如嗜肺军团菌)。而且，管2、储存器13和/或收集结构8可设置有加强肋，以使得能用相对小的壁 厚实现预定的刚度。有利地，储存器13可在俯视图中不对称地形成。从而，所实现的一方 面是储存器13是可叠套的；另一方面，在交替堆叠时，储存器的下侧由定位于其下面的储 存器的上边缘支承。因此，通过使得储存器同时可堆叠和可叠套的，储存器还能实现另一功 能，例如作为存储盒。位于水回收表面9下面的是用于隔绝所述表面的绝缘腔110。于是，在相邻结构变温热时，水回收表面仍然较长时间地保持冷却。绝缘腔在顶部由水回收表面所限定。而且， 绝缘腔110横向地由收集结构8的向下朝向的凸缘111限定。绝缘腔110的底部由模块式 布置于储存器上方的板形元件112所形成。通过使用板形元件112，能以简单的方式形成绝缘腔。如果需要的话，绝缘材料可布置于绝缘腔110中。然而，存在于腔110中的空气也 可能用作绝缘材料。注意到，水回收表面的多个部分相对于重力方向以相对较大的角度朝向，以使得 尽可能多地利用了表面的辐射作用。而且，储存器设置有用于可选地通过手动或机械地对储存器补充的补充口 114。于 是，与基于从大气回收的水分相比，幼苗能被供应有更多的液体。而且，这样，能加入其他成 分，例如营养素补充物。有利地，补充口可经由收集结构接触或进入。通过将补充口设置为 相对较高，能利用储存器的最大空间。图7示出了如图5和6所示设备的水回收表面9的局部示意性透视图。补充口 114被定位于水回收表面9的最低点附近，以使得绝缘腔也有最大的空间可用。在所示实施 例中，最低点大致定位于水回收表面的中间，靠近管2。位于管周围的是沟槽115，在其中收 集的水分最终经由入口管60导向至储存器13。设置在沟槽115的径向内侧的是直立边缘 117,以使得在水回收表面上实现了额外的水存储。通过使用在水回收表面的下部附近的直立边缘117，水回收表面能用作临时的水 储存器，例如在大雨期间或之后。对于在发生大雨的情况，每单位时间回收的雨水量会比水 回收表面朝向储存器的排放能力大。那么，收集在临时的水储存器中的雨水就能在之后经 开口 12(其可选设置有入口管16)排放至适当的储存器。在没有直立边缘117的情况下， 过量的雨水将会直接流入管，并且因而在后一阶段经由储存器输送至植物而消耗。注意到，以如此的方式构造水回收表面，使得其还能至少部分地用作由设备所收 集水分的临时储存器，不仅能与根据权利要求1的设备一起使用，而且更一般地与用于回 收存在于大气中的水分的设备相组合，其包括收集结构，所述收集结构具有在使用期间至 少部分地相对于重力方向成一角度的水回收表面。有利地，补充口 114可由优选为气密设计的补充盖116封闭。为此，补充盖可例如 在直径处封闭，并且包括卡口锁键。当然，很多替代方案也是可以想到的，例如利用闭环。然 而，通过在直径边缘处封闭补充盖，能使用单个元件以极好的方式获得基本上气密的封闭。在所示设计中，已经通过将板形元件112设计为具有开口来实现补充口 114。由于 开口 114位于水回收表面9的最低点附近，储存器可从水回收表面9直接接触或进入，并且 无需额外的部件，比如额外的管等。注意到，设置有补充口的储存器不仅能用于根据权利要求1的设备，而且更一般 地能与用于回收存在于大气中的水分的设备相组合，其包括收集结构，所述收集结构具有 在使用期间至少部分地相对于重力方向成一角度的水回收表面。图10和11示出根据本发明的设备的第六实施例的第一和第二示意性透视图。设 备大体地相应于如图5-7所示根据本发明的设备的第三实施例。因而，所述设备设置有具 有水回收表面9的收集结构8。收集结构8结合至具有储存器壁13的储存器。而且，水回 收表面9包括将过量的收集水分向外排出的溢流结构。溢流结构具有溢流通道，在重力方向上观察其最高路径低于直立管边缘117的顶部。因而，溢流通道形成一路径，以供过量的 水分从水回收表面9的下部流向设备的侧边缘122外侧。于是，可能会流入管中的过量的 收集水分(例如在大雨期间)能向外排出。当在短时间内收集有很多水分时，水分经由沟槽115和入口管60流入储存器。当 入口管60不能再处理收集的水分时，在水回收表面9的最低部分上形成临时存储空间，并 且管周围的直立边缘117防止水分流入管内，如上所述。如果临时存储空间中的水分高度 仍然进一步升高以致于水分有流过直立边缘117进入管的危险，那么过量的水分经由溢流 结构向外排出，从而防止过量的水分仍然流入管。水分经由溢流结构的一个或多个溢流通 道从设备向外流出。图10和11所示的溢流结构实施为通道120，其最高的路径121位于水回收表面9 的外边缘122附近。在所示实施例中，通道120延伸穿过外边缘122。当然，也可能不同地 将溢流结构构造为例如多个通道，以使得在发生突然溢流时形成更稳定的情形。当通道布 置于外边缘122的不同区段(优选地相对的区段)时，过量的水分在设备没有整体竖直放 置时可向外流走。通道120位于水回收表面9的下部中，在所示实施例中在收集表面中。这样，接收 表面相对小的表面积或没有表面积(并且因此设备的接收能力)受到损失。可选地，以有利的、更简单的方式，储存器设计为没有溢流管70，由于就水回收表 面上的溢流结构而言，已经提供了用于移除过量水分的结构。注意到，具有溢流结构、以将收集的过量水分向外排出的水回收表面不仅能用于 根据权利要求1的设备，而且更一般地能与用于回收存在于大气中的水分的设备相组合， 其包括收集结构，所述收集结构具有在使用期间至少部分地相对于重力方向成一角度的水 回收表面。本发明不限于这里所述的示例性实施例。很多变型也是可能的。因而，水回收表面能以不同的颜色进行设计。通过使表面设置浅颜色，阳光的热吸 收相对较小，以使得用于回收水的冷凝过程仍将相当长的时间内保持有效。而且，收集结构不仅能与种植辅助件(plant aid)组合使用，而且还能独立地用于 回收存在于大气中的水分，例如借助用于固定于建筑物、船舶(比如帆船)或其他海上浮动 构造上的固定装置。回收的水分可进行处理以获得饮用水，或不然的话例如用于化学处理 和/或灌溉目的。图8示出根据本发明的设备200的第四实施例的示意性透视图。具有水回收表面 209的收集结构208作为屋顶安装于房屋210上，以使得能收集降水和从大气回收的其他水 分。储存器设计为连接至水回收表面209的大桶211。而且，大桶211设置有用于流出被收 集水分的排出龙头212。注意到，这种设备还可应用于其他类型的商用和工业用建筑物，比 如办公楼或工业设施。由于收集结构208的肋结构，能够获得了特别硬的整体，其因而相对 耐震动(比如地面冲击或地震)。图9示出了根据本发明的设备300的第五实施例的示意性透视图。这里，具有水 回收表面309的收集结构308安装至用作储存器的瓶310的顶部。因此，能以极好且容易 的方式来回收水分并存储于瓶(例如用于软饮料的瓶)。有利地，收集结构308的底侧能设 置有与瓶的螺纹相对应的螺纹，以使得收集结构能像盖一样拧到瓶上。这样，获得了与瓶的简单、耐用且水密的连接。使用具有相应尺寸的螺纹连接结构，收集结构308在这里被模块 地结合至设计为瓶310的储存器。当然，收集结构和瓶的其他结合技术也是可能的，例如卡 扣连接。具有收集结构的瓶能放置于地面上或地面内。在放置于地面中的情况下，在瓶埋 于地底之下，水回收表面309向下朝向的凸缘311形成如上所述绝缘腔的侧边缘。然而，原 则上，水回收表面309也可能设计为没有向下朝向的凸缘311，例如用以简化收集结构308 的制造工艺。通过将其定位于盐或盐渍水的上方，还可进一步使用根据本发明的设备，因为蒸 发的盐或盐渍水的冷凝产生新鲜水。可选地，在水回收表面上方设置网眼结构，从而防止在设备的环境中的动物对植 物造成损坏。这些变化对于本领域技术人员是很清楚的，并且理解为在本发明如以下权利要求 所述的范围内。
权利要求
一种用于回收存在于大气中的水分的设备，其包括用于收集存在于大气中的水分的收集结构，其中所述收集结构设置有在使用期间至少部分地相对于重力方向成一角度的水回收表面，收集结构可分离地结合至用于存储所回收水分的储存器，并且收集结构是可叠套的。
2.根据权利要求1的设备，还包括可结合至收集结构上的管，用于至少部分地从侧向 包围着可放置于收集结构中的幼苗。
3.根据权利要求2的设备，其中管和储存器一体地形成。
4.根据前述任一权利要求的设备，其中管和/或储存器也是可叠套的设计。
5.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器至少部分地包围着管。
6.根据前述任一权利要求的设备，其中取决于壁厚，管的壁段、储存器和/或收集结构 在使用期间相对于重力方向所形成的角度被最小化。
7.根据前述任一权利要求的设备，其中收集结构可分离地结合至储存器。
8.根据前述任一权利要求的设备，其中收集结构设置有直立边缘，其限定了水回收表 面的下部的范围。
9.根据前述任一权利要求的设备，其中直立边缘形成管的上边缘。
10.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面包括用于将收集的过量水分向外 排出的溢流结构。
11.根据前述任一权利要求的设备，其中溢流结构具有溢流通道，其最高的路径在重力 方向上观察低于直立边缘的顶部。
12.根据前述任一权利要求的设备，其中溢流通道形成一从水回收表面的下部至所述 设备的侧边缘外侧的路径。
13.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面包括在使用期间相对于重力方向 成第一角度的接收表面，以及包括限定了接收表面底边缘的收集表面，所述收集表面在使 用期间相对于重力方向成第二角度，其中第一角度小于第二角度。
14.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面是大致漏斗形的。
15.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器大致定位于水回收表面下方。
16.根据前述任一权利要求的设备，其中在水回收表面的下方定位有绝缘腔。
17.根据前述任一权利要求的设备，还包括板形元件，其不可分开地布置于储存器上 方，用于形成绝缘腔底侧的至少一部分。
18.根据前述任一权利要求的设备，还包括布置于水回收表面下面的绝缘材料。
19.根据前述任一权利要求的设备，其中收集结构包括向下朝向的凸缘，用于形成绝缘 腔的侧壁。
20.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器设置有补充口。
21.根据前述任一权利要求的设备，其中所述补充口可经由收集结构进入。
22.根据前述任一权利要求的设备，其中补充口定位于管的附近和/或水回收表面的 最低点附近。
23.根据前述任一权利要求的设备，其中补充口由模块式布置于储存器上方的板形结 构的凹口形成，所述凹口与收集结构中的凹口相对准。
24.根据前述任一权利要求的设备，其中管、储存器和/或收集结构设置有加强肋。
25.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器在俯视图中不对称地进行构造。
26.根据前述任一权利要求的设备，其中管为大致锥形构造，并且其最大直径位于与收 集结构相反的侧面上。
27.根据前述任一权利要求的设备，其中收集结构设置有向下朝向的凸缘，用于形成绝 缘腔的侧壁。
28.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器的侧壁是至少部分透明的。
29.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面构造成至少部分是疏水的。
30.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面是经过粗糙化处理的表面。
31.根据前述任一权利要求的设备，其中水回收表面包括减少粘着顶层，其可选地包括 硅酮或特氟隆材料。
32.根据前述任一权利要求的设备，其中各个部件由可生物降解的材料制成。
33.根据前述任一权利要求的设备，其中储存器设置有灌溉装置，用于将存在于储存器 中的水分输送至位于其下面的底土。
34.根据前述任一权利要求的设备，其中灌溉装置设置有用于调节要输送的水分流动 的调节装置。
35.一种用于运输、存储和/或分配用于回收存在于大气中的水分的设备的方法，其中 每个所述设备包括用于收集存在于大气中的水分的收集结构，所述收集结构设置有至少部 分地相对于重力方向成一角度的水回收表面，并且收集结构可分离地结合至用于存储所回 收水分的储存器，其中所述方法包括将收集结构进行叠套。
36.一种用于将抗菌物质或装置添加到储存器中的方法，其中所述储存器中存储有从 大气中回收的水分。
全文摘要
本发明涉及一种用于回收存在于大气中的水分的设备。该设备包括具有水回收表面的收集结构，水回收表面在使用期间至少部分地相对于重力方向形成一角度。而且，收集结构可分离地结合至用于存储回收水分的储存器。另外，收集结构是可叠套的。
文档编号A01G25/00GK101945572SQ200880126941
公开日2011年1月12日 申请日期2008年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者P·M·M·霍夫 申请人:Pmm霍夫控股有限公司