JP2011506806A - 大気中の水分を回収するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、大気中に存在する水分を回収するための装置に関する。装置は、使用時に少なくとも部分的に重力方向に対して角度をなす水回収面を有する収集構造を含む。更に、収集構造は、回収された水分を貯蔵するための貯蔵器に取外し可能に連結可能である。加えて、収集構造は入れ子可能である。
【選択図】図５

Description

本発明は、大気中に存在する水分を収集するための収集構造を含み、収集構造には、使用時に少なくとも部分的に重力方向に対して角度をなす水回収面が設けられる、大気中に存在する水分を回収するための装置に関する。

そのような装置は、例えば、造林時に若い植物を保護するための国際公開第２００６／１３２５２６号から公知である。

若い植物を植えた後、水分不足のため、しばしば損失が生じる。これは、若い植物は、下層土から水を吸収することが可能な根構造を全くないし殆ど持たず、その一方で、植物は蒸発によって水分を失うからである。加えて、植え付け用の穴を掘ることによって、土壌の毛細管作用が壊され、そのため、下層土からの上方への水の搬送がもはやなされない。当然、若い植物を植えた後の損失によって、死んだ植物を除去し、新たな植物を植えるといった余分な作業が必要となる。

国際公開第２００６／１３２５２６号に説明される装置は、大型であり、よって運搬、保管及び配送が高価となる。

本発明は、利点を維持しつつ上述した不利益を回避する、本明細書の冒頭段落による装置を得ることをもくろむ。特に、本発明は、運搬、保管及び／又は配送の際に占める体積をより少なくする装置を得ることをもくろむ。その目的のため、収集構造は、回収された水分を貯蔵するための貯蔵器に取外し可能に連結可能であり、収集構造は入れ子可能である。

取外し可能に連結可能な設計の収集構造及び貯蔵器を作り、収集構造に入れ子可能な形式を与えることにより、相当な省スペースを実現することができ、一方、組立て及び／又は分解は比較的単純なままである。結果として、運搬、保管及び／又は配送のコストもまた減少する。よって、収集構造及び貯蔵器は、装置のモジュールを形成し、モジュール式の増強、保管又は配送が可能となる。更に、独立したモジュール、例えば収集構造は、後で、適合した試料と容易に置き換えることができる。

収集構造を用いることにより、雨、ひょう及び／又は雪だけでなく水蒸気等の大気中に存在する水分を比較的簡単に回収することができる。回収された水分は、その後、植物の水分不足を満たすのに用いることができる。

収集構造は、大気中に存在する液体形態の水分を収集し、その後、水分は、重力の影響下で、水回収面の下部へ流れる。ひょう及び／又は雪等の氷結した水分もまた、同様に、収集構造の下部へ進む。

更に、本発明によれば、収集構造はまた、大気中に存在する気相の水分、即ち水蒸気を回収するように配置される。水回収面の温度が露点より低く、空気の湿度が十分に高いような適切な周囲条件下では、水蒸気は水回収面上で凝縮する。水蒸気は、水滴の形で受け面上に落ちる。重力の影響下で、水滴は滑り落ちる。水滴が滑り落ちる際、凝縮した水滴が凝集力によって結合するため、そのサイズが増加する。このように、大気から比較的多くの水分を回収することができるため、水分の不足を満たすために、比較的多くの水分を若い植物へ供給することもでき、そのため、若い植物の損失が減少するであろう。大気中に存在する水分を回収する際には、動作上、外部エネルギーを消費せず、可動部品を含まない受動的な構造のみが用いられる。

なお、若い植物とは、栽培された植物、若木又は低木だけでなく、新たに発芽した植物素材、種子又は胞子等の初期段階にある若い植物を意味することとする。

好ましくは、水回収面の上面側には、付着低減添加剤及び／又はカバー層、例えばＰＥＴ及び／又はテフロン（登録商標）、が更に設けられ、及び／又は小さな凸凹及び／又は粗化が利用され、以下に限定されるものではないが、場合によってはワックス・フィルム、シリコーン又はテフロン（登録商標）製品或いは他の付着低減物質が追加され、そのため、水の相互凝集の増加及び／又は器具の表面への水の付着の減少により、撥水効果が得られ、これにより、より大きな水滴が形成される。その結果、即ちその重量が増加する結果、水滴は、重量の増加ひいては重力に対する感度の増加によって、さらには、より大きな水滴が形成された結果として付着力が比較的低くなることによって、水回収面の下部へより容易に到達することができ、このため回収される水分の量が増加する。

動作時の水回収面の範囲角度は、空間への赤外線放射ができるだけ刺激されるように、できるだけ地面から離れるように向くのが有利である。結果として、水回収面の温度は低下するであろう。更に底面側の水回収面に断熱を行うことにより、例えば、断熱材を用いることにより、及び／又は断熱室内に空気バッファを生成することにより、水回収面からの熱の赤外線放射が、水回収面の下に位置する部品からの熱によって相殺されるのが、それほど急速でなくなる。このように、水回収面への熱供給は制限される。別の言い方をすれば、水回収面の熱の吸収は、比較的遅い。結果として、例えば晴れた及び／又は涼しい夜に、水回収面と外気との間の温度差を、比較的速く確立し、比較的長く維持することができる。断熱を用いることにより、例えば、熱い空気が水回収面と接触するのを防止することにより、外気温度が上昇するときにも、水回収面は、長時間、比較的低い温度を維持し、そのため、通過する温かい空気が冷やされ凝縮が起こる凝縮作用、ひいては水回収作用が、比較的長く維持される。よって、面の温度は、加速度的な外気の冷却時の温度の推移と、遅延的な外気の温度上昇時の温度の推移とに従う。温かい空気が冷たい水回収面と接触するとすぐに、温かい空気は冷却されて、露点に達し、凝縮が起こる。結果として生じる露が、水回収面上に降りる。可能な限り空気と面との間の温度差を維持するために、水回収面には、高い比熱を有する物質を設けたり、或いは全体的にその物質から構成したりしてもよい。

収集構造の水回収面は実質的に上方に向いているため、構造は、放射によって熱を失う。結果として水回収面の温度は低下し、そのため、大気中に存在する水分は、外気よりも低い温度を有する構造上で凝縮する。この自然過程は、発散（ｇｉｖｉｎｇ ｏｕｔ）と呼ばれることもあり、本発明による装置で利用される。そのため、材料及び形状の選択は、水回収面を冷却し、当該面の温度上昇を防止するためにそれを冷たく維持することを意図している。

更に、本発明は、大気中に存在する水分を回収するための装置を運搬、保管、及び／又は配送するための方法に関する。

更なる有利な本発明の実施形態を、下位請求項に示す。

図面に表される典型的な実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。

本発明による装置の第一実施形態の断面の概略図である。 図１の装置の水回収面の第一実施形態の断面の概略図である。 図１の装置の水回収面の第二実施形態の断面の概略図である。 本発明による装置の第二実施形態の断面の概略図である。 一部を切り取った状態の、本発明による装置の第三実施形態の概略斜視図である。 図５の装置を２つ入れ子にした断面の概略図である。 図５の装置の水回収面の概略部分斜視図である。 本発明による装置の第四実施形態の概略斜視図である。 本発明による装置の第五実施形態の概略斜視図である。 本発明による装置の第六実施形態の第一概略斜視図である。 図１０の装置の第二概略斜視図である。

図面の図は、単に本発明の概略的な表現に過ぎず、もっぱら非限定的な典型的な実施形態のために与えられる。

図１は、本発明による、大気中に存在する水分を回収するための装置１の第一実施形態の概略側面図である。装置１は、若い植物３が少なくとも部分的に側方から囲まれるように若い植物３を側方から包囲する筒２を含む。筒２は、植物が下方に根を下ろし、上方に成長することができるように、頂部と底部にて開口する。若い植物３は、植物３の根構造４ａが筒２によって包囲されるように、筒２内に位置する土壌ブロック４に根を下ろし、一方、茎の下端は、後述する水回収面の下縁の高さにある。よって、植物３には光が当たり、通過して流れる十分な空気が得られる。土壌ブロック４は、物質、例えば土壌又は基質を含み、動かないように筒壁２の開口内に設けられる。物質は、選択的に、共生細菌、動物の卵、種子、菌類、胞子、及び／又は、植物３の栄養のための有機及び／又は無機物質、いわゆるグラフト（ｇｒａｆｔ）を備える。もし装置１が分解可能な有機物質から製造されていれば、この物質にもグラフトを設けてもよい。安定性の向上のため、土壌ブロック４は、選択的に、筒２の更に下方に置いてもよい。

装置１は、若い植物３に栄養剤を供給するための少なくとも一つのグラフトシェル５を更に含む。グラフトシェル５は、好ましくは筒２に囲まれる土壌ブロック４内に収容され、長期間、例えば数ヶ月又は数年の間、浸食及び／又は細菌作用の影響下で分解される少なくとも一つの包みを含む。包み（単数又は複数）の中には、例えば栄養剤及び／又は共生細菌など、植物３の成長を刺激し、及び／又は、植物３の状態を向上させる物質が存在する。種々の分解期間を有する包みを用いることによって、その中に存在する物質は、回数を分けるようにして植物３に与えられ、比較的長期にわたって、グラフト物質を、植物３に対して独力で供給することができる。よって、グラフトシェルには、種々の分解性層が設けられてもよい。しかしながら、植物に栄養を与えるのに、グラフトシェル５の代わりに、土壌ブロック４内の上述の物質のような他の手段を用いてもよい点は、当業者には明らかであろう。

筒２は、下層土７の表面６に置かれる。下層土７については、好ましくは、事前に耕さず、或いは、少し掘るのみであり、そのため、下層土７の毛細管２３は破壊されていない。これによって、下層土７に存在する水分の不必要な蒸発の発生を防止する。加えて、これによって、非破壊毛細管による下層土から上方へ維持される水分の絶え間ない供給が促される。さらに、浸食の発生も減る。加えて、上述の方法は、例えば下層土に穴を掘る等の労働集約的な処理を減らす。植物筒２が置かれた後、若い植物３は下層土７に根を張り、毛細管水分２３と直接接触し、このため、植物には、下層土７と植物管との両方から、日々絶え間なく或る量の水分が直接供給される。ところで、植物の根構造を下層土７へ導入することができるように、事前に下層土７を耕すことが可能である。これによって、もし十分な水分が存在すれば、植物３がうまく根を張る見込みが増え、損失がより一層少なくなることが期待できる。

装置１は、図２及び３を参照してより詳細に説明する受け面１０及び収集面１１を含む水回収面９を有する実質的に漏斗状の収集構造８を更に含む。収集構造は、大気中に存在する水分を受けるように配置される。その目的のため、収集構造には、収集構造に支持される水回収面９が設けられる。水回収面９は、例えばポリプロピレン又は他のプラスチックから形成され、付着低減カバー層が設けられ、及び／又は、撥水材料から製造され、或いは他の方法で化学的及び／又は機械的に処理され、このため、面は、面９への水滴の付着を防止するように、そして水滴間の相互凝集を促進するように撥水となっている。よって、水回収面は、例えば粗化処理を加えることによって、少なくとも部分的に撥水となるように構成されてもよい。ナノメートルの規模で粗化を加えることによって、そこにある水滴との接触面は比較的小さくなり、付着力も同様に比較的小さくなる。結果として、水滴は、重力場の影響下で比較的容易に移動することができる。粗化処理は、例えばレーザ及び／又はエッチング処理を含みうる。加えて、更に高い撥水作用が得られるように、水回収面には、シリコーン最上層を設けてもよい。ワックスのような物質を用いることによって、面が重力に対して殆ど横切るような向きであっても、水滴は下方へ滑り、後述する貯蔵器内に収集することができる。

収集面１１は、雨水及び凝縮した水等の大気から回収された水分が、おそらく直接的に若い植物３を益することができるように、筒２内に対して、全て開口し、一部のみ開口し、或いは全く開口しない。更に、水回収面９内には、回収された水分を貯蔵することができるように、水回収面９上の水分が、収集構造の下に位置する貯蔵器１３へ移動するのを可能とするための導入地点として機能する複数の開口１２が設けられる。貯蔵器を実質的に水回収面の下に配置することによって、回収された水を比較的冷たいままにすることができ、このため、望ましくない蒸発が防止される。更に、このようにすれば、例えばつむじ風のような出来事が発生しても容易に倒れにくい、比較的安定的な構造が得られる。よって、若い植物は、外部の影響からより適切に保護される。

貯蔵器１３は、下層土７の表面６に基礎を置いているため、装置１の安定的な位置が得られる。更に、装置が、若い植物の環境を覆っているため、若い植物３のすぐ近傍での植物材の成長が防止され、できるだけ多い光と下層土７中で得られるできるだけ多くの栄養剤とが、若い植物３を益する。また、貯蔵器１３の存在によって、植物３の周りの下層土からの水分蒸発が制限される。図示する貯蔵器１３には、ある量の水分１９が既に存在する。貯蔵器１３には、貯蔵器１３内に存在する水分を下にある下層土７へ運ぶための一又は複数の潅漑地点として設計される潅漑手段が設けられる。

図示する潅漑地点は、水滴落とし器（ｄｒｉｐｐｅｒ）として機能する中空針１４として設計される。中空針１４の助けによって、貯蔵器１３内に存在する水分を、回数を分けるようにして下層土７内へ導入することができ、このため、持続的な真水の供給が実現される。さらに、潅漑地点を有する貯蔵器１３は、比較的大量の雨水が、比較的短時間で収集されつつ、比較的長時間にわたって下層土７へ届けられるのを可能とする。中空針１４は、更に、装置１の安定性を更に向上させるための固定具として機能する。もちろん、潅漑地点を違ったふうに、例えば、貯蔵器１３の底１６の開口部として、或いは一又は複数の毛細管ストリングとして実施することも可能である。毛細管ストリングは、例えば、綿及び／又は繊維を含みうる。選択的に、下層土７へ届けられる水分の流れの用量は、規制手段の助けによって設定可能である。規制手段は、例えば、中空針１４の通路に配置される浸透性フィルム又は薄膜を含む。毛細管ストリングを用いる場合、例えば、回り継手（ｓｗｉｖｅｌ）等の絞り具を用いてもよい。また、規制手段は、可動カバー手段を含んでもよい。更に、毛細管は、流量を設定するために変えられる突出部の距離で、貯蔵器の壁の開口部を通って到達してもよい。また、規制手段は、貯蔵器の底の対応する開口部を部分的に或いは完全に閉鎖可能な一又は複数の円錐状要素を含んでもよい。よって、届けられる水分の流れを設定することができる。

貯蔵器１３は、オーバーフロー管とも呼ばれる流出流路１５を含み、その第一端１７は、動作可能なように貯蔵器１３の底１６より上に位置し、その第二端１８は、図示する実施形態では中空針１４である潅漑地点に接続する。オーバーフロー管１５の使用によって達成されるのは、貯蔵された水分１９中、貯蔵器１３の底１６からオーバーフロー管１５の第一端１７の高さまでにある土及び／又は埃等の固体粒子が、潅漑地点を通って下層土７に到達しないということである。それによって、潅漑地点の詰まりが防止される。よって、オーバーフロー管１５は、貯蔵された水分１９中の沈殿した固体粒子のために簡単に配置されたフィルタとして機能する。

規制手段はまた、中空針１４の通路に配置される、例えば浸透性フィルム、毛細管ストリング又は膜を含みうる。

加えて、貯蔵器１３には、貯蔵器１３の筒２２にオーバーフロー開口２１が設けられ、このため過剰な水分を容易に流し出すことができる。オーバーフロー開口２１は、開口１２の高さよりもわずかに上に位置する。

水回収面９の下には、断熱材２０が配置され、このため水回収面９と周囲大気との間の温度差をできるだけ維持して、水分回収作用を促進する。断熱材２０の底側は、水平だけでなく凹状又は凸状の設計でもよく、凹形状は、貯蔵器１３に貯蔵された水分の蒸発を防止する。

更に、外側では、装置１には複数の小環（ｅｙｅｓ）２９が設けられる。小環２９を通すように、装置を下層土７に固定するための固定ピン３０を設けてもよい。選択的に、ピンには、異なる距離をおいて、装置の小環に係合可能なフック３１が設けられる。よって、ピンは、所望の高さで装置を支えることができる。また、装置を、傾斜した斜めの下層土の上に実質的に水平に置くことができるように、装置の向きを設定することができる。好ましくは、小環は、装置の周囲にわたって均等に、例えば９０°間隔で分配される。更に、ピンには、選択的ではあるが、ピンを下層土７の表面６に対して横方向に安定化することができるように、実質的に側方へ延びるアームが設けられる。

水回収面９は、大気中に存在する水分を回収するための収集構造８を形成する。装置１の動作時、水回収面９は、重力方向に対して角度をなす。本発明の一態様によれば、収集構造８は、貯蔵器１３にモジュール式に連結される。更に、収集構造８は、入れ子可能である。

収集構造は、装置の筒よりも側方へ延ばすことができるため、水分を受けるための有効面が拡大される。結果として、筒のみの内部空間によって収集することができるであろう降水よりも多くの水が若い植物のために利用可能となる。

凝縮によって大気から水を回収することにより、比較的乾燥した及び／又は岩の多い地域にも、植物を植えることが可能である。利用可能な水分の量が増加することにより、下層土内に真水を有する部分を形成することができるため、塩分又は汽水を含有する土壌も、植物を植えるのに適するようになる。加えて、本発明の装置によれば、公知の装置の場合よりも、生物体は、適切に保護及び世話がなされるので、初期段階にある植物及び樹木を植えることができる。もちろん、これは、より若い植物を取得するのに必要となるコストが少なくなるという利点をもたらす。加えて、運搬コストがより低い。絶え間ない水の供給の結果として、若い植物を、植え穴を掘ることなく、土壌に植えることができる。よって、土壌の毛細管は乱されず、岩の多い土壌にも植え付けを行うことができる。

更になお、筒は、少なくとも部分的に側方から若い植物を包囲する。もちろん、筒が植物を完全に包囲するように、筒の全周を閉鎖することも可能である。しかしながら、例えば、下層土上に植え付け補助具を置いた後に、筒内に発芽材を供給するために、開口又は隙間を空けておくことも可能である。好ましくは、筒が、根構造又は形成されることになる根構造を少なくとも部分的に包囲するように若い植物が提供される。このとき、茎、幹、枝、及び／又は葉は、筒の上縁よりも実質的に上にあり、このため植物は、流れる十分な空気を利用することが可能である。もちろん、若い植物を違ったふうに、例えば、若い植物が機械的により良好に保護されるように、少なくとも部分的に筒の上縁よりも下に葉があるように置くことも可能である。

よって、本発明による装置は、外部からの物理的影響から保護するだけでなく、植物を支え、若い植物の成長を刺激するように機能する。

実質的に漏斗状の設計の水回収面を作ることにより、回収された水分を、容易に筒の内側へ案内することができ、このため水分が植物を益する。加えて、若い植物にとって比較的多くの昼光及び／又は日光及び／又は換気が得られるため、菌類の成長が防止され、吸収及び／又は換気作用が受ける影響は最小限となる。しかしながら、水回収面を違ったふうに、例えば底側で最大直径を有する円錐台として、設計してもよい。そうすると、回収された水分を、縁部にて収集することができる。

図２及び３は、それぞれ植物の補助具として機能する装置１の収集構造８の第一及び第二実施形態の概略側面図である。収集構造８は、大気中に存在する水分を回収するために、実質的に上方へ向いた水回収面９を有する。特定の構造によって、水回収面９は、少なくとも一つの受け面１０及び少なくとも一つの収集面１１を含み、それぞれ、水分を得るためのもの、水分を収集するためのものである。受け面１０は、重力方向Ｚに対して、第一角度αをなす。収集面１１は、重力方向Ｚに対して、第二角度βをなす。第一角度αは第二角度βよりも小さく、このため、原理的には、受け面１０上の水滴は、収集面１１上の水滴よりも速く滑り落ちる。収集面１１は下縁１０ａに隣接するので、比較的多くの水滴が収集面１１の近くに集まり、凝集力のため、より大きな水滴を形成する。大きな水滴が水回収面９から受ける付着力は相対的により小さいため、第一角度αよりも大きな第二角度βは、水滴が収集面１１に沿って筒２又は開口１２へ入り貯蔵器１３まで滑り落ちるのに、十分に急である。

上述のように、水回収面９の表面を特に撥水に作ることにより、水回収面９が、重力方向に対して一つの所定角度に向いた面のみを含む、大気中に存在する水分を回収するのに効果的な装置を得ることも可能である。

なお、重力方向に対して一つの所定角度のみに向いた面を有する水回収面は、請求項１による装置とともに用いることができるだけでなく、より一般的に、使用時に重力方向に対して少なくとも部分的に角度をなす水回収面を有する収集構造を含み、水回収面は撥水設計である、大気中に存在する水分を回収するための装置と組み合わせて用いることができる。

受け面１０上の水滴は、露及び／又は凝縮として水回収作用によって大気から得られる降水及び／又は水滴を、凝縮面として機能する受け面１０で受けることによって得られる。固体の降下は、湿性沈着と同じ方法で、受けられ収集される。

選択的に、装置１は再利用することができる。しかしながら、装置１を、生体高分子等の（生物的に）分解可能な材料から製造することも可能であり、このため分解作業が限られたものとなるか或いは全く不要となる。後者の状況では、装置１は、少なくとも一つのグラフトシェル５を有利に設けることができる。更に、装置は、その後堆肥として役立てることができ、及び／又は、成長促進手段を含むこともできる。

装置の内部に雑草が生えるのが防止されるように、好ましくは、装置は、不透明、非透過の設計である。

図４は、本発明による装置１の第二実施形態の断面の概略図である。

第二実施形態は、図１〜３を参照して説明される第一実施形態と実質的に同一に設計される。図４において、貯蔵器１３は、第一端６１によって水回収面９の開口１２の縁に内向きに接続する導入管６０を含む。このような導入管６０を用いることによって、貯蔵器１３内に存在する水分の蒸発による損失は、かなり減少する。これは、開口１２と気体連通する液体面の大きさが増加すると、蒸発しうる水分の量は一般に増加するからである。逆に、開口１２と気体連通する液体面の大きさが減少するのに従い、蒸発によって失われる液体の量は減少する。導入管６０内の液体面は、貯蔵器１３内の残りの液体面よりもずっと小さいので、開口１２を通しての蒸発、ひいては、貯蔵器１３からの蒸発による水分の損失も対応して小さくなる。よって、導入管６０内の液体は、貯蔵器１３内の残りの液体面から蒸発する水分に対する防壁を形成する。

導入管６０は、第二端６２によって貯蔵器１３の底１６よりも少し上の地点まで延びており、管６０の第二端６２は、それでもなお液体面よりも下であるから、導入管６０は、貯蔵器内に少量の水分しか存在しない場合にも機能する。

好ましくは、導入管６０は、導入管の底部での詰まりが有利に防止されるように、第一端６１の方向に先細になっている。

更に、貯蔵器１３は、流出開口２１を通しての水分の蒸発が防止されるように、同様に第一端７１によって流出開口２１の縁に接続し、第二端７２によって貯蔵器１３の底１６よりも少し上の地点に延びるオーバーフロー管７０を含む。オーバーフロー管７０内の詰まりを防止するため、この管は、導入管６０の場合と同じく、第一端７１の方向に先細となるように構成することができる。

本発明による装置の第二実施形態においても、図４に示すように、収集構造８は、貯蔵器１３に対してモジュール式に連結され、収集構造８は、入れ子可能な設計である。

図５は、一部切り欠いた状態にある、本発明による装置の第三実施形態の概略斜視図である。

装置１は、使用時に、重力方向に対して少なくとも部分的に角度をなす水回収面９を有する収集構造８を含む。更に、収集構造８は、貯蔵器１３に対してモジュール式に連結可能である。第一及び第二実施形態のように、水回収面９は、受け面１０及び収集面１１を有するように設計される。

更に、装置１は、少なくとも部分的に若い植物を包囲することができる筒２を含む。筒２と貯蔵器１３とは一体的に形成され、よって、装置１を組み立てるのに必要な構成部品の数の節約をもたらす。一体化された筒及び貯蔵器は、モジュールとして収集構造に連結可能である。好ましくは、一方の筒及び貯蔵器と他方の収集構造とは、水分が失われないように、液密及び／又は気密に互いにに連結される。加えて、装置が容易に分解できるように、好ましくは、モジュールは、取外し可能である。更に、好ましくは、モジュール間の連結では、最小限の熱交換が生じるようになっている。このようにすれば、水回収面を冷たく維持することができる。

収集構造８、筒２及び／又は貯蔵器は、例えばプラスチックから作ることができる。このとき、射出成形法及び同種の製造法を利用するのが有利である。

最も好ましくは、一体化された筒及び貯蔵器はまた、入れ子可能な設計で作られ、例えば、数十又は数百の単位で、モジュールをコンパクトに保管、運搬及び配送することができる。筒と貯蔵器とが別個の設計である場合でも、筒及び／又は貯蔵器は、入れ子可能な形状を与えられてもよい。図６は、図５の装置を２つの入れ子にした断面の概略図である。ここで、各々が筒と一体化された２つの貯蔵器が入れ子にされ、２つの収集構造もまた入れ子にされている。

筒、貯蔵器及び／又は収集構造の壁部分が動作可能に重力方向に対してなす角度は、壁の厚さに応じて最小化することができるのが有利である。よって、上記の角度は、壁の厚さが減少するのに従って、小さくなるように選択することができる。このように、装置のモジュールに対しては、コンパクトな保管ができるようになり、一方、貯蔵器に対しては、最大限可能な体積も得られる。実際の実施形態では、貯蔵器の壁１１３は、例えば、重力方向に対して約６°から１０°の角度を有する。

図示する実施形態では、筒は、筒が収集構造の反対側の最も低い地点で最大直径を有するように、先細の構造を有する。結果として、装置は、その時が来れば単純に取り除くことができ、植物又は根の塊りの部分がそれによって上方へ引っ張られる可能性は低い。よって、原理的に、装置は、きれいに引き出せるという性質を有する。

選択的に、筒、貯蔵器及び／又は収集構造は、二部品又は多部品設計であり、このため個々の部品を切り離すことによって、取り除くことができる。このように、装置は、長期的に、側方に及び／又は上方に延びる枝及び葉が形成された場合でも、植物に損傷を与えることなく比較的単純に分解することができる。個々の部品は、例えばスナップ・システムで互いに接続することができる。もちろん、例えば掛け具システムのような、他の取付け技術も適用可能である。更に、装置は、上面図において完全に閉じられなくてもよく、例えば、後で全体を容易に側方に引き離すことができるように、実質的にＵ字状を形成されてもよい。

好ましくは、装置及び／又はそのモジュールの寸法は、パレット上のスペースを最適に利用できるように選択される。よって、長さと幅との比率は、例えば、およそ４０ｃｍ×およそ６０ｃｍ、およそ５０ｃｍ×およそ６０ｃｍ、およそ８０ｃｍ×およそ６０ｃｍ、及びおよそ１００ｃｍ×およそ６０ｃｍとなるように選択することができる。

なお、代替的に、装置は、比較的重い材料から、例えばセメント及び／又は金属から製造されてもよい。このようにすれば、装置は、同時に機械的な外部の影響からの保護としても機能することができ、このため、植物の損傷を防止することができる。

貯蔵器１３の側壁は、ＵＶ放射の影響下で有害な細菌を無害にすることができるように、少なくとも部分的に透明とすることができる。更に、そうすれば、液体の高さを視覚的に容易に判断することができる。代替的に或いは追加的に、収集された水分に、例えば、レジオネラ菌のような細菌を抑制するための手段を加えてもよい。

更に、筒２、貯蔵器１３及び／又は収集構造８には、比較的小さい壁の厚さで所定の剛性が実現できるように、強化リブを設けてもよい。貯蔵器１３は、上面図において非対称に形成されるのが有利である。それによって達成されるのは、一方では、貯蔵器１３は入れ子可能であること、他方では、交互に積み重ねた場合、貯蔵器の下側がその下に位置する貯蔵器の上縁によって支持されることである。そのように同時に積重ね可能且つ入れ子可能に貯蔵器を作ることによって、貯蔵器は、例えば貯蔵ボックスとして、別の機能を果たすこともできる。

水回収面９の下に位置するのは、その面を隔離するための断熱室１１０である。結果として、水回収面は、下にある構造が温かくなった場合に、より長い時間、冷たいままである。断熱室は、上部は水回収面によって境界される。更に、断熱室１１０は、側方は、収集構造８の下向きフランジ１１１によって境界される。断熱室１１０の底部は、貯蔵器の上にモジュール式に配置される板状要素１１２によって形成される。板状要素１１２を用いることによって、断熱室を単純な方法で形成することができる。

もし必要であれば、断熱室１１０内に断熱材を配置してもよい。しかしながら、室１１０内に存在する空気を断熱として機能させることも可能である。

なお、水回収面の部分は、表面の放射効果をできるだけ多く利用するために、重力方向に対して比較的大きな角度に向いている。

更に、貯蔵器には、選択的に、手で或いは機械的に貯蔵器に補給をするための補給開口部１１４が設けられる。結果として、若い植物に、大気から回収される水分を基にして得られるよりも多くの液体を供給することができる。また、このようにすれば、他の材料、例えば栄養補助剤を加えることができる。補給開口部は、収集構造を通ってアクセス可能であるのが有利である。補給開口部を比較的高く設けることによって、貯蔵器に対して最大の空間を利用することができる。

図７は、図５及び６に示す装置の水回収面９の概略部分斜視図である。補給開口部１１４は、断熱室にも最大の空間が得られるように、水回収面９の最も低い地点の近くに位置する。図示する実施形態では、最も低い地点は、筒２の近くの、水回収面のおよそ真ん中に位置する。筒の周囲に位置するのは、収集された水分を最後には導入管６０を通って貯蔵器１３に案内する溝１１５である。溝１１５の径方向内側には、直立縁部１１７が設けられ、水回収面上に余分の水貯蔵器が実現される。

水回収面の下部の近くの直立縁部１１７を用いることによって、水回収面は、例えば、激しいにわか雨の間及び直後に、一時的な水貯蔵器として機能することができる。激しい降雨の場合、単位時間当たりに回収される雨水の量は、貯蔵器への水回収面の排出能力よりも大きいかも知れない。そのため、一次的な水貯蔵器に収集された雨水は、後で、選択的に導入管６０が設けられる開口１２を通して、貯蔵器へ排出されてもよい。直立縁部１１７がない場合は、余分な雨水は、筒内へ直接流れ、よって、貯蔵器を通って後に植物へ届けられるための水としては失われるであろう。

なお、水回収面を、少なくとも部分的に、装置によって収集された水分のための一時的な貯蔵器として機能しうるようにも構成することは、請求項１による装置とともに用いることができるだけでなく、より一般的に、使用時に重力方向に対して少なくとも部分的に角度をなす水回収面を有する収集構造を含む、大気中に存在する水分を回収するための装置と組み合わせて用いることができる。

補給開口部１１４は、好ましくは気密な設計の補給キャップ１１６によって閉鎖可能であるのが有利である。この目的のため、補給キャップは、例えば直径上で閉鎖され、バイオネット受け（ｂａｙｏｎｅｔ ｃａｔｃｈ）を含んでもよい。もちろん、例えば閉鎖リングを利用するような、多数の代替手段が考えられる。しかしながら、直径上で補給キャップを閉鎖することによって、単一の要素で簡潔な方法で、実質的に気密な閉鎖を得ることができる。

図示する設計では、補給開口部１１４は、開口のある板状要素１１２を設計することによって実現されている。開口部１１４は、水回収面９の最も低い地点の近くで実現されるため、貯蔵器は、水回収面９から直接アクセス可能であり、追加の筒又は同様の物等を追加的に設けることは必要ない。

なお、補給開口部が設けられる貯蔵器は、請求項１による装置とともに用いることができるだけでなく、より一般的に、使用時に重力方向に対して少なくとも部分的に角度をなす水回収面を有する収集構造を含む、大気中に存在する水分を回収するための装置と組み合わせて用いることができる。

図１０及び１１は、本発明による装置の第六実施形態の第一及び第二概略斜視図である。装置は、概して、図５〜７に示す本発明による装置の第三実施形態に対応する。よって、装置には、水回収面９を有する収集構造８が設けられる。収集構造８は、貯蔵器壁１３を有する貯蔵器に連結される。更に、水回収面９は、収集された水分の余分を外側へ排出するオーバーフロー構造を含む。オーバーフロー構造は、オーバーフロー経路を有し、重力方向に見てその最も高いところにある通路は、直立筒縁１１７の頂部よりも低い。よって、オーバーフロー経路は、水回収面９の低部から装置の側縁１２２の外側に、余分な水分のための経路を形成する。結果として、筒に流れ込むおそれがある、例えば激しい降雨時に収集された余分な水分を、外側へ排出することができる。

短時間に多くの水分が回収されているとき、水分は、溝１１５及び導入管６０を通って貯蔵器内へ流れる。導入管６０がもはや収集された水分を処理できないとき、上述したように、水分が筒に流れ込むのを筒の周囲の直立縁部１１７が防止することによって、水回収面９の最下部に一時的な貯蔵空間が作られる。もし一時的な貯蔵空間内の水分高さが、水分が直立縁部１１７を越えて筒へ流れ込むおそれがあるくらいに更に高く上昇すると、余分な水分はオーバーフロー構造を通って外側へ排出され、従って、余分な水分が筒に流れ込むのを依然として防止する。水分は、オーバーフロー構造の一又は複数のオーバーフロー経路を通って、装置から外側へ流れる。

図１０及び１１に示すオーバーフロー構造は、流路１２０として実現され、その最も高いところにある経路１２１は、水回収面９の外側縁１２２の近くにある。図示する実施形態では、流路１２０は、外側縁１２２を貫いて延びている。もちろん、オーバーフロー構造を違ったふうに、例えば、突然の氾濫時により安定した状況が作られるように、複数の流路として構成することも可能である。流路を、種々の、好ましくは外側縁１２２の対向する部分に配置する場合にも、装置が完全に垂直に置かれていないときに、余分な水分が外側へ流れ出ることができる。

図示する実施形態の収集面において、流路１２０は、水回収面９の下部に位置している。このようにすれば、失われる受け面の表面面積ひいては装置の受容能力が、比較的少ないか或いは全くない。

水回収面上のオーバーフロー構造があることを考慮すると、余分な水分を取り除くための方法は既に用意されていることになるので、選択的に、貯蔵器をオーバーフロー管７０なしで設計するのが、有利であり単純な方法である。

なお、収集された余分な水分を外側へ排出するオーバーフロー構造を含む水回収面は、請求項１による装置とともに用いることができるだけでなく、より一般的に、使用時に重力方向に対して少なくとも部分的に角度をなす水回収面を有する収集構造を含む、大気中に存在する水分を回収するための装置と組み合わせて用いることができる。

本発明は、本明細書に説明される典型的な実施形態に限定されない。多くの変形が可能である。

よって、水回収面を、種々の色で設計してもよい。薄い色の面を設けることによって、日光による熱吸収は比較的小さくなるため、水を回収するための凝縮作用は、比較的長時間有効なままである。

更に、収集構造は、植物補助具と組み合わせて用いることができるだけでなく、大気中に存在する水分を回収するために独立して、例えば、建物、帆船等の船舶上、或いは沖合の他の浮揚構造上で固定用の固定手段の補助とともに用いることもできる。回収された水分は、飲料水を得るために、或いは、例えば化学処理及び／又は潅漑目的のために処理されてもよい。

図８は、本発明による装置２００の第四実施形態の概略斜視図である。水回収面２０９を有する収集構造２０８は、大気から回収される降水及び他の水分を収集できるように、家屋２１０上に屋根として取り付けられる。貯蔵器は、水回収面２０９に接続されるタンク２１１として設計される。更に、タンク２１１には、収集された水分を取り出すための引出し口２１２が設けられる。なお、このような装置は、事務所又は工業用建物など、他の種類の商業用及び工業用建物にも適用することができる。収集構造２０８のリブ構造によって、とりわけ剛性があり、従って地変又は地震等の衝撃に対して比較的抵抗力のある統一体が得られた。

図９は、本発明による装置３００の第五実施形態の概略斜視図である。ここでは、水回収面３０９を有する収集構造３０８が、貯蔵器として機能するボトル３１０の頂部に取り付けられる。結果的に、簡潔且つ簡単な方法で、水分をボトル、例えばソフトドリンク用のボトル内に回収し貯蔵することができる。ボトル上へのキャップのように収集構造をネジ留めできるように、収集構造３０８の下側に、ボトルのネジ溝に対応するネジ溝を設けることができるのが有利である。このようにすれば、ボトルとの単純で丈夫で液密な接続が得られる。対応する寸法を有するネジ接続を用いることにより、ここで収集構造３０８は、ボトル３１０として設計される貯蔵器に対してモジュール式に連結される。もちろん、収集構造とボトルとの他の連結技術、例えばスナップ接続も可能である。収集構造を有するボトルは、地面上或いは地中に置くことができる。地中に置く場合は、水回収面３０９の下向きフランジ３１１は、地中に埋めたボトルとともに、上述したように、断熱室の側縁を形成する。しかしながら、原理的には、例えば収集構造３０８の製造工程を単純化するために、水回収面３０９を、下向きフランジ３１１なしで設計することもできる。

蒸発した塩水又は汽水が凝縮すると結果的に真水が生成されるので、本発明による装置の使用は、更にそれを塩水又は汽水の上に位置させても可能である。

選択的に、水回収面の上にメッシュ構造が設けられ、それによって装置の環境内の動物による植物への損傷を防止する。

当業者にとって同様の変形は明らかであろうし、添付の特許請求の範囲に示すように、本発明の範囲内にあると理解される。

Claims (36)

1. 大気中に存在する水分を回収するための装置であって、大気中に存在する水分を収集するための収集構造を含み、該収集構造には、使用時に少なくとも部分的に重力方向に対して角度をなす水回収面が設けられ、前記収集構造は、前記回収された水分を貯蔵するための貯蔵器に取外し可能に連結可能であり、前記収集構造は入れ子可能である、装置。
2. 前記収集構造内に設置可能な若い植物を、少なくとも部分的に側方から包囲するために、前記収集構造上に連結可能な筒を更に含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記筒及び前記貯蔵器は、一体的に形成される、請求項２に記載の装置。
4. 前記筒及び／又は前記貯蔵器もまた入れ子可能な設計である、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
5. 前記貯蔵器は、少なくとも部分的に前記筒を包囲する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
6. 使用時に前記筒、前記貯蔵器及び／又は前記収集構造の壁部分が重力方向に対してなす前記角度は、前記壁の厚さに応じて最小化される、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
7. 前記収集構造は、前記貯蔵器に取外し可能に連結される、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
8. 前記収集構造には、前記水回収面の下部との境界となる直立縁部分が設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
9. 前記直立縁部は、前記筒の前記上縁を形成する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
10. 前記水回収面は、収集された余分な水分を外部へ排出するオーバーフロー構造を含む、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
11. 前記オーバーフロー構造は、オーバーフロー経路を有し、そのうち重力方向に見て最も高いところにある経路は、前記直立縁部の頂部よりも低い、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
12. 前記オーバーフロー経路は、前記水回収面の下部から前記装置の側縁外側への経路を形成する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
13. 前記水回収面は、使用時に重力方向に対して第一角度をなす受け面と、前記受け面の底縁との境界となる収集面とを含み、その収集面は、使用時に重力方向に対して第二角度をなし、前記第一角度は前記第二角度よりも小さい、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
14. 前記水回収面は実質的に漏斗状である、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
15. 前記貯蔵器は、実質的に前記水回収面の下に位置する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
16. 前記水回収面の下には断熱室が位置する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
17. 前記断熱室の下側の少なくとも一部を形成するために、前記貯蔵器の上に分離可能に配置される板状要素を更に含む、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
18. 前記水回収面の下に配置される断熱材を更に含む、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
19. 前記収集構造は、前記断熱室の側壁を形成するための下向きフランジを含む、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
20. 前記貯蔵器には補給開口部が設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
21. 前記補給開口部は、前記収集構造を通ってアクセス可能である、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
22. 前記補給開口部は、前記筒の近くに、及び／又は、前記水回収面の最も低い地点の近くに位置する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
23. 前記補給開口部は、前記貯蔵器の上にモジュール式に配置される前記板状構造の凹部によって形成され、その凹部は、前記収集構造内の凹部と整列する、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
24. 前記筒、前記貯蔵器、及び／又は前記収集構造には、強化リブが設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
25. 前記貯蔵器は、上面図にて非対称に構成される、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
26. 前記筒は、前記収集構造の反対に位置する側で最大直径を有する実質的に先細形状である、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
27. 前記収集構造には、前記断熱室の側壁を形成するための下向きフランジが設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
28. 前記貯蔵器の前記側壁は、少なくとも部分的に透明である、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
29. 前記水回収面は、少なくとも部分的に撥水であるように構成される、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
30. 前記水回収面は粗化処理を施されている、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
31. 前記水回収面は、シリコーン又はテフロン（登録商標）材料を選択的に含む付着低減最上層を含む、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
32. 部品が生物分解性材料から構築される、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
33. 前記貯蔵器には、前記貯蔵器内に存在する水分を、その下に位置する下層土へ届けるための潅漑手段が設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
34. 前記潅漑手段には、届けられる水分の流れを規制するための規制手段が設けられる、前記請求項のうち何れか一つに記載の装置。
35. 大気中に存在する水分を回収するための装置を運搬、保管、及び／又は配送するための方法であって、該装置の各々は、大気中に存在する水分を収集するための収集構造を含み、前記収集構造には、少なくとも部分的に重力方向に対して角度をなす水回収面が設けられ、前記収集構造は、前記回収された水分を貯蔵するための貯蔵器に取外し可能に連結可能であり、該方法は、前記収集構造を入れ子にすることを含む、方法。
36. 大気から回収される水分が貯蔵される貯蔵器に、抗菌手段を加えるための方法。

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