[发明专利]用于回收大气中水分的设备和方法

说明书

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WO’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匀性和/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。