专利名称：用于从风化层回收气体和液体的土螺钻的制作方法
技术领域：
本文公开的主题涉及资源回收。更特别地，本公开涉及从风化层回收气体和液体资源。
背景技术：
风化层是覆盖坚固岩石的一层松散的各种材料。其包括灰尘、土壤、破碎岩石以及其他相关材料，并且存在于地球、月球、一些小行星以及其他行星上。将燃料和其他资源运输到诸如月球之类的地点以便在月球上使用和/或用于返程到地球，这总体上增加了承载资源的飞船和航天飞行的质量和复杂性，其很大程度上考虑资源的存储和搬运问题。从例如月球的风化层表面提取气体和/或液体资源以供现场使用的系统和方法是所期望的，来使得航天飞行能够更快或者使得航天飞行能够运输更多设备而不是通常要运输的燃料或其他资源。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种资源回收系统包括捕捉容器，其限定期望表面和捕捉容器的内部之间的捕捉容积。一个或多个打孔装置位于捕捉容器中，以从期望表面中的至少一个孔挖出土壤。加热器位于打孔装置中以加热打孔装置，由此加热被挖出的土壤以从被挖出的土壤释放一种或多种化合物。捕捉容器构造成捕捉从被挖出的土壤释放的气体和/或液体化合物。根据本发明的另一个方面，一种从土壤提取资源的方法，包括用捕捉容器覆盖期望表面，捕捉容器限定期望表面和捕捉容器的内部之间的捕捉容积。土壤被用土螺钻从期望表面中的孔挖出到捕捉容积中。土螺钻用于加热被挖出的土壤，由此释放一种或多种化合物到捕捉容积中。根据本发明的又一个方面，一种用于挖出土壤的土螺钻，包括中心杆以及从中心杆延伸的一个或多个翅片。加热器位于中心杆的杆通道中以加热土螺钻，由此加热土壤。这些和其他的优点和特征将从下面的描述并结合附图而变得更加明显。
被视为发明的本主题在说明书的结论部分的权利要求中尤其被指出并清楚地被要求。本发明的前述的和其他特征及优点将从下面的详细描述并结合附图而变得直观，附图中
图1是资源回收系统的实施例的示意图； 图2是用于资源回收系统的土螺钻的实施例的示意图；并且图3是用于资源回收系统的土螺钻的另一实施例的示意图。所述详细描述参照附图以示例的方式阐述了本发明的实施例，连同优点和特征。
具体实施例方式图1中所示的是资源回收系统10的实施例。系统10位于例如地球、月球、小行星或其他行星上的期望的风化层表面12处。捕捉容器14被放置在表面12上，限定了表面12 和捕捉容器14的内部之间的捕捉容积30，将要在该表面12上搜寻资源。在一些实施例中， 捕捉容器14或者通过容器14的柔性或者通过诸如密封的其他手段来配合到表面12，以控制被回收的资源从捕捉容器14的内部16泄漏出来。一个或多个打孔装置18 (例如土螺钻、尖钉、杆或冲击机其他打孔装置)位于捕捉容器14的内部中。虽然图1中仅示出一个打孔装置18，但应当意识到，也可采用其他数量的打孔装置18 (例如2个、3个或4个，或者更多打孔装置18)以提高将资源回收到捕捉容器14中的速度。打孔装置18被用于在表面12中形成孔20并且从孔20将被挖出的土壤 22移到表面12。现在参见图2，一种示例性的打孔装置18 (即土螺钻)包括杆M，在一些实施例中，杆M沿土螺钻18的中心轴线沈定位。杆M是基本空心的管状结构。一个或多个翅片28从杆M向外延伸，在一些实施例中，一个或多个翅片28围绕杆M螺旋地布置。 如图3所示，翅片观可以是基本空心的或者具有连接到杆通道34的翅片通道32。加热器 36布置在杆通道34和/或翅片通道32中。加热器36可以例如是放射性同位素加热器或电加热器。加热器36构造成使得当被激活时，其加热土螺钻18的杆对和/或翅片观。这进而加热被土螺钻18挖出的土壤22。虽然加热器36被示出插入到土螺钻中，但应当意识到，加热器36也可类似地插入任何其他打孔装置18中。再次参见图1，对被挖出的土壤22的加热使得被挖出的土壤22中的期望资源和 /或化合物以气体和/或液体的形式释放出来进入捕捉容器14。为了对经由打孔装置18 加热土壤22形成补充，一个或多个能量发射器38可位于捕捉容器14中以进一步加热土壤 22。发射器38可以例如是微波发射器或集中太阳能发射器。收集装置40将资源从捕捉容器14移走以便根据需要进一步处理。收集装置40可以例如是冷却板、蒸馏器、涡轮泵或其他收集装置40。此外，在一些实施例中，系统10被布置在可移动结构(例如推车42)上，从而当在一个地点完成了资源的搜寻时，系统10可容易地移动到第二地点，以便进行另外的资源搜寻和回收。尽管仅结合有限数量的实施例详细介绍了本发明，但应当易于理解的是，本发明不限于这些公开的实施例。相反，本发明可被修改以包括此前未描述的任何数量的变化、变更、置换或等同的布置，但其与本发明的精神和范围相一致。另外，尽管已经描述了本发明的不同实施例，但应当理解的是，本发明的这些方面可仅包括所描述实施例中的一些。相应地，本发明不应被视为受到前述描述的限制，而是仅受到所附权利要求的范围的限制。
权利要求
1.一种资源回收系统，包括捕捉容器，其限定表面和所述捕捉容器的内部之间的捕捉容积； 一个或多个打孔装置，其布置在所述捕捉容器中，构造成从所述表面中的至少一个孔挖出土壤；和加热器，其布置在所述打孔装置中，构造成加热所述打孔装置，由此加热被挖出的土壤以从被挖出的土壤释放一种或多种化合物；其中，所述捕捉容器构造成捕捉从被挖出的土壤释放的气体和/或液体化合物。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个打孔装置是一个或多个土螺钻。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个土螺钻包括 中心杆；和从所述中心杆延伸的一个或多个翅片； 其中，所述加热器布置在所述中心杆的杆通道中。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述一个或多个翅片包括连接到所述杆通道的一个或多个翅片通道。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个打孔装置是一个或多个尖钉、杆或冲击机。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述加热器是放射性同位素加热器或电加热器。
7.如权利要求1所述的系统，还包括收集装置，以将所述化合物从所述捕捉容器移走。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述收集装置是冷却板、蒸馏器或涡轮泵之一。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述化合物处于液体或气体形式。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述表面包括风化层。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统被固定到可移动推车。
12.—种从土壤提取资源的方法，包括用捕捉容器覆盖期望表面，所述捕捉容器限定所述期望表面和所述捕捉容器的内部之间的捕捉容积；用土螺钻从所述期望表面中的孔挖出土壤到所述捕捉容积中；和用所述土螺钻加热被挖出的土壤，由此释放一种或多种化合物到所述捕捉容积中。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述土螺钻包括 中心杆；从所述中心杆延伸的一个或多个翅片；和加热器，所述加热器布置在所述中心杆的杆通道中以加热所述土螺钻，由此加热被挖出的土壤。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述一个或多个翅片包括连接到所述杆通道的一个或多个翅片通道。
15.如权利要求12所述的方法，其中，所述加热器是放射性同位素加热器或电加热器。
16.如权利要求12所述的方法，还包括经由收集装置将所述化合物从所述捕捉容积移走。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述收集装置是冷却板、蒸馏器或涡轮泵之一。
18.如权利要求12所述的方法，其中，所述化合物处于液体或气体形式。
19.一种用于挖出土壤的土螺钻，包括 中心杆；从所述中心杆延伸的一个或多个翅片；和加热器，所述加热器布置在所述中心杆的杆通道中以加热所述土螺钻，由此加热所述土壤。
20.如权利要求19所述的土螺钻，其中，所述一个或多个翅片包括连接到所述杆通道的一个或多个翅片通道。
21.如权利要求19所述的土螺钻，其中，所述加热器是放射性同位素加热器或电加热器。
全文摘要
本发明涉及用于从风化层回收气体和液体的土螺钻，具体地，一种资源回收系统包括位于期望表面处的捕捉容器，其限定该表面和捕捉容器的内部之间的捕捉容积。一个或多个打孔装置位于捕捉容器中以从该表面中的至少一个孔挖出土壤。位于打孔装置中的加热器加热被挖出的土壤，从被挖出的土壤释放一种或多种化合物。捕捉容器构造成捕捉从被挖出的土壤释放的气体和/或液体化合物。一种从土壤提取资源的方法包括用捕捉容器覆盖期望表面，捕捉容器限定期望表面和捕捉容器的内部之间的捕捉容积。土壤被用土螺钻从期望表面中的孔挖出到捕捉容积中。土螺钻加热被挖出的土壤，由此释放一种或多种化合物到捕捉容积中。
文档编号E21B17/22GK102562015SQ20111042917
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月21日
发明者A.J.齐尔默, 吕承颐 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司