專利名稱：植物輔助設(shè)備、集水板及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)幼年植物的植物輔助設(shè)備，該植物輔助設(shè)備 包括至少部分地從側(cè)面包圍可被安置在該植物輔助設(shè)備中的幼年植物的 管。
背景技術(shù)：
這樣的植物輔助設(shè)備可以從例如國際專利公布文獻(xiàn)WO0000015中得 知，其用于在造林過程中保護(hù)幼年植物。幼年植物種植以后，由于水分缺失引起的損失經(jīng)常發(fā)生。這是因為幼 年植物還沒有或幾乎沒有能夠從底土中吸收水分的根結(jié)構(gòu)，而蒸發(fā)導(dǎo)致植 物失去水分。此外，通過挖掘種植穴，土壤的毛細(xì)管作用被破壞，從而沒 有從底土往上的水傳輸發(fā)生。當(dāng)然，幼年植物種植后的損失伴隨著額外的 工作，比如移除死亡的植物材料以及種植新的植物。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在獲得一種根據(jù)開頭段落的植物輔助設(shè)備，其在保持優(yōu)點的 同時克服上述缺點。特別地，本發(fā)明旨在獲得一種植物輔助設(shè)備，其能避 免因水分缺失引起的幼年植物損失。為此，該植物輔助設(shè)備還包括用于收 集大氣中的水分的集水板，該集7JC板設(shè)有集水面，該集水面包括接收面和 鄰接于接收面下部邊緣的收集面，該接收面可操作地與重力方向成第一角 度，該收集面可操作地與重力方向成第二角度，笫一角度小于第二角度。通過使用該集水板，大氣中的水分，比如雨、雹和/或雪，還有水蒸氣, 能夠相對簡單地得以收集。收集的水分能夠用于彌補(bǔ)植物的水分不足。由于集水板能夠比植物輔助設(shè)備的管向側(cè)面更進(jìn)一步延伸，所以接收 水分的有效表面得以增加。這樣，與能夠從降水中收集水的管的內(nèi)部空間相比，幼年植物得以獲得更多的水。集水板通過集水面的接收面和收集面收集大氣中液態(tài)形式的水分。在 重力作用下，水分流向集水面的較低部分。凍結(jié)的水分比如雹和/或雪也以 同樣的方式到達(dá)集水面的較低部分。另外，根據(jù)本發(fā)明的集7JC板也布置為用于收集大氣中氣態(tài)的水分，即 水蒸氣。在合適的環(huán)境條件下，比如集水面溫度低于露點，且空氣的濕度 足夠高，水蒸氣凝結(jié)在集水面的接收面上。水蒸氣以水滴形式凝結(jié)在接收面上。在重力作用下，水滴沿著接收面滑下，直到抵達(dá)接收面在收集面處 的下部邊緣。在水滴的下滑過程中，由于凝結(jié)的水滴在內(nèi)聚力的作用下流 到一起，它們的尺寸增加。當(dāng)它們到達(dá)收集面時，較大的水滴滑向集水面 的較低部分。由于第一角度小于第二角度，重力沿著接收面的斜面的分量 大于重力沿著收集面的斜面的分量。因此，重力能夠相對容易地克服凝結(jié) 的水滴和接收面之間的粘附力，使得水滴向下移動。此外，盡管是較小的 傾斜，重力還是能夠相對容易地克服相對較大的水滴和收集面之間的粘附 力，因為粘附力相對于重力的大小的比值由于水滴具有較大體積而減小。 這樣，由于根據(jù)本發(fā)明的集水板的結(jié)構(gòu)，小的凝結(jié)的水滴也能夠在集水板 的較低部分聚集。由于通過這種方式能夠從大氣中收集相對較多的水分， 同樣有相對較多的水分供應(yīng)到幼年植物以彌補(bǔ)水分不足，因此幼年植物的 損失將減小。在收集大氣中的水分時，僅僅采用了無源結(jié)構(gòu)，其在使用過 程中不消耗任何外部能量并且不包括任何運(yùn)動部件。此外，通過采用與重力方向成一較小角度的接收面，用于凝結(jié)水滴的 有效表面較高，這有利于增加收集的水分的量。通過凝結(jié)的方式從大氣收集水還使得可以在相對干燥和/或巖石區(qū)域 進(jìn)行種植。由于增多的可以得到的水量，底土中能夠形成淡水區(qū)段，所以 含鹽或微咸水的土壤也可以種植。此外，植物和樹木可以在更早的階段種 植，因為比起已知的植物輔助設(shè)備，本發(fā)明的植物輔助設(shè)備能夠更好地保護(hù)和照顧細(xì)小的植物。當(dāng)然，這具有只需較少成本得到較小的幼年植物的 好處。此外，運(yùn)輸成本也變低。結(jié)果，在恒定的水供應(yīng)下，幼年植物可以 種植在土壤上，而不是種植在挖出的種植穴里。這樣，不會破壞土壤的毛 細(xì)管，并且還能夠在石質(zhì)土中進(jìn)行種植。需要注意的是，幼年植物理解為指的是早期階段的幼年植物，比如栽 培植物、樹木或灌木幼林，也指剛剛萌芽的植物材料、種子或孢子。還需要注意的是，所述管至少部分地從側(cè)面圍繞著幼年植物。當(dāng)然， 管也可以設(shè)計為周圍全閉合，從而管完全包圍幼年植物。然而，也可以留 出開口或裂開的間隙，例如用于在植物輔助設(shè)備已經(jīng)置于底土上之后、將 胚芽材料放在管內(nèi)。優(yōu)選地，將幼年植物設(shè)置成使得管至少部分地包圍根 結(jié)構(gòu)或?qū)⑿纬傻母Y(jié)構(gòu)。莖、干、枝和/或葉基本上位于管的上邊緣之上， 從而植物能夠獲得充足的空氣流。當(dāng)然，也可以不同地安置幼年植物，比 如可以使得葉子至少部分地位于管的上邊緣之下，這樣可以使幼年植物獲 得更好的機(jī)械保護(hù)。此夕卜，還需要注意，集水面的接收面和/或收集面的數(shù)目可以自由選擇， 而不限于一個。這樣，集水面可以包括比如十到二十個接收面和收集面。 當(dāng)然，其它數(shù)目也是可以的，比如一百個。此外，可使用一個或多個集水 板。這樣，根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備不但用于保護(hù)植物不受來自外部的 物理影響，而且用于支承植物和促進(jìn)幼年植物生長。優(yōu)選地，第一角度，也就是接收面與重力方向所成的角度，小于約45。，更優(yōu)選地小于約30。，從而凝結(jié)的水滴能夠相對容易地向下移動。 第二角度，也就是收集面與重力方向所成的角度，優(yōu)選地大于約45° ， 更優(yōu)選地大于約60。，從而，以集水板的恒定的寬度，仍保持有相對多的 能夠到達(dá)幼年植物的日光和/或陽光和/或流通空氣。當(dāng)然，接收面和/或收 集面也可以相對于重力不同地定向，比如分別為約60。和70。。接收面和/或收集面可以具有基本上平坦的設(shè)計。然而，接收面和/或 收集面也可以具有曲面的設(shè)計。這樣，接收面和收集面能夠互相融合而沒有彎曲。在本申請的框架中，"表面形成的角"是指"表面的至少一個部 分/區(qū)段的切線形成的角"。在有利的方式中，收集面包括溝道區(qū)段，從而能夠?qū)⑺翁囟ǖ貙?dǎo)引 到集7K板的較低部分。當(dāng)然，其它區(qū)段也可以，比如平的或輕微彎曲的區(qū)段。優(yōu)選地，溝道區(qū)段在橫斷面上具有最小寬度約為5mm的底部，這樣， 在往下滑時，水滴經(jīng)受相對小的來自溝道區(qū)段的側(cè)壁的阻滯粘附力。取決 于可能的水滴尺寸，底部具有比如在約5-15mm范圍內(nèi)的寬度。水滴尺寸 可以基于水滴在接收面和收集面上最大地經(jīng)過的距離來估計。當(dāng)然，底部 也可以具有其它尺寸，比如約20mm。通過將集水面設(shè)計為基本成漏斗形，可容易地將收集到的水分導(dǎo)引到 管的內(nèi)部，從而使植物受益。此外，幼年植物能夠得到較多的日光和/或陽 光和/或流通空氣，從而防止了霉菌的生長，同化作用和/或通風(fēng)過程受到 的影響達(dá)到最低限度。然而，集水面可以設(shè)計成不同形式，比如設(shè)計成在 底面具有最大直徑的平截頭圓錐體。收集到的水分能夠在邊緣得到收集。優(yōu)選地，集水面包括可操作地定向為基本朝上的凸出結(jié)構(gòu)，該凸出結(jié) 構(gòu)的表面至少部分地形成接收面。這樣，相對于集7jC板的側(cè)向延伸可以形 成相對較多的接收面，從而在集水板橫向尺寸恒定的情況下收集的水分的 量增加。凸出結(jié)構(gòu)包括例如球狀物、角錐狀物和/或肋部。優(yōu)選地，植物輔助設(shè)備還包括用于存儲收集到的水分的貯水池，從而 可以調(diào)節(jié)水分的可用性。這樣，短期內(nèi)收集到的水分的量可在較長時期供 應(yīng)給植物。所有收集到的水分都能夠被導(dǎo)引進(jìn)入貯水池。然而，也可以只 把部分收集到的水分存儲在貯水池中，而把其余部分直接導(dǎo)引給植物。通過將貯水池基本設(shè)置在集水板的下方，收集到的水能夠保持較冷， 從而避免不期望的蒸發(fā)。此外，這形成了相對穩(wěn)定的構(gòu)造，在例如出現(xiàn)旋 風(fēng)時不容易掉落。這樣，能夠更好地保護(hù)幼年植物不受外部影響。通過為貯水池設(shè)置至少一個用于把貯水池中的水分供應(yīng)到位于其下方 的底土的灌溉點，能夠從貯水池中以定量供應(yīng)的方式供應(yīng)水分，從而有規(guī) 律地為幼年植物提供水分。優(yōu)選地，集水面的頂面還設(shè)有例如由PET (聚對苯二曱酸乙二醇酯)和 /或Teflon(聚四氟乙烯)制成的減少粘附力的覆蓋層，從而獲得疏水效果。 這樣，水滴能夠更容易地到達(dá)集水面的較低部分，從而增加收集到的水分 的量。當(dāng)然，覆蓋層也可以用其它材料形成，比如蠟或硅樹脂制品。此外，通過在集7JC板底面設(shè)置絕熱材料，可以限制集水板和周圍空氣之間的熱交換。因此，例如在經(jīng)過一個涼爽的晚上之后，集水板和周圍空 氣之間的溫差可以維持較長時間。當(dāng)周圍空氣的溫度上升時，集水板還是 維持相對較低的溫度，從而其中流過的熱空氣冷卻并發(fā)生凝結(jié)的凝結(jié)過程 持續(xù)較長時間，因此水收集過程也較長。這樣，集7K板的溫度以延遲的方 式^^隨周圍空氣溫度的變化。當(dāng)周圍空氣冷卻下來時，例如在溫暖的白天 之后的晚上，產(chǎn)生的露凝結(jié)在集水板上。為了盡可能長地維持空氣和集水 板之間的溫差，集水板也可以配備高比熱的材料。 本發(fā)明還涉及一種集7jC板。本發(fā)明還涉及一種用于收集大氣中的水分的方法。 本發(fā)明其它有利的實施例在從屬權(quán)利要求中說明。


將參考圖示的實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備的第一實施例的橫截面示意圖；圖2表示圖1的植物輔助設(shè)備的集水板的第一實施例的橫截面示意圖；圖3表示圖1的植物輔助設(shè)備的集水板的第二實施例的橫截面示意圖；圖4表示圖l的植物輔助設(shè)備的集水板的第三實施例的示意性透視圖；圖5表示圖1的植物輔助設(shè)備的集水板的第四實施例的示意性透視圖；圖6表示圖1的植物輔助設(shè)備的集水板的第五實施例的示意性透視圖；圖7表示根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的橫截面示意圖；圖8表示在傾斜坡面上的圖1的植物輔助設(shè)備的橫截面示意圖;圖9表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備的第二實施例的示意性透視圖；圖IO表示根據(jù)本發(fā)明的平面支承結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖11A、 IIBI、 11B2和llC表示用于從Hi水池供應(yīng)液體的定量系統(tǒng)的兩個可選擇的不同實施例的示意性透浮見圖；以及圖12表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備另一實施例的橫截面示意圖。 這些圖僅僅是對本發(fā)明的示意性的描繪，并且以非限制性的示例性實施例的方式專門地給出。
具體實施方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備1的第 一 實施例的示意性側(cè)視圖。 該植物輔助設(shè)備1包括管2，該管2從側(cè)面圍繞幼年植物3從而使幼年植 物3在側(cè)面被完全地包圍。所述管在頂面和底面開口，以^f更植物能夠向下 生根和向上生長。幼年植物3在土壤塊4中生根，該土壤塊4置于管2內(nèi) 從而植物3的根結(jié)構(gòu)4a被管2包圍，而莖的較低側(cè)在集水面下部邊緣的高 度處。這樣，植物3受到光照并可得到足夠的流動空氣。土壤塊4包括諸 如土壤或基質(zhì)的物質(zhì)，并以夾緊的方式設(shè)置于管壁2的開口處。該物質(zhì)可 選地提供有共生細(xì)菌、動物的卵/蛋、種子、真菌、孢子和/或有機(jī)材料和/ 或無機(jī)材料以用于營養(yǎng)植物3，即所謂的植入物(graft)。如果植物輔助 設(shè)備由可降解的有機(jī)材料制成，植入物也可以在這種材料中。為了提高穩(wěn) 定性，土^t裏塊4可以可選地置入管2的更下方。植物輔助設(shè)備1還包括至少一個植入物殼5，用于為幼年植物3提供 養(yǎng)分。該植入物殼5優(yōu)選地在被管2包圍的土壤塊4里，并且包括至少一 個包裝，該包裝在腐蝕和/或細(xì)菌作用的影響下經(jīng)過一個長的時期，比如幾 個月或幾年，而被降解。在包裝內(nèi)具有促進(jìn)植物3生長和/或改善植物3的 條件的材料，比如養(yǎng)分和/或共生細(xì)菌。通過使用具有不同降解周期的包裝， 能夠以定量供應(yīng)的方式使植物3得到包裝內(nèi)的物質(zhì)，從而，在相對較長的 時期內(nèi)，能夠自發(fā)地給植物3供應(yīng)植入物物質(zhì)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚， 除了植入物殼5，也可以用其他方式比如上述土壤塊4中的材料來滋養(yǎng)植 物。管2置于底土7的表面6上。優(yōu)選地，底土7未事先處理過或僅輕微地刮過，從而底土 7的毛細(xì)管23沒有被破壞。這防止了底土 7中的水分的 不必要的蒸發(fā)。此外，通過沒有被破壞的毛細(xì)管，促進(jìn)了從底土向上的水 分恒定供應(yīng)的持續(xù)發(fā)生。也使更少的侵蝕發(fā)生。此外，上述方法節(jié)約了勞 動密集型的處理，比如在底土中挖洞。當(dāng)已放置植物管l后，幼年植物3 在底土7中生根，并直接與毛細(xì)管水分23接觸，從而植物受到來自底土7 和植物管的日常恒定量的水分的直接供應(yīng)。附帶地，可以預(yù)先對底土7進(jìn) 行處理，從而植物的根結(jié)構(gòu)能被置入底土7中。這能夠提高植物3在充足 的水分下成功生根的機(jī)會，從而可以期望更小的損失。植物輔助設(shè)備1還包括基本上為漏斗形狀的集水板8，該集水板8帶 有集水面9,該集水面9包括接收面和收集面10、 11，下文將參考圖2-5 更加詳細(xì)地討論該接收面和收集面10、 11。集水面9設(shè)有減小粘附力的覆 蓋層，或由疏水材料制成，抑或經(jīng)過化學(xué)和/或機(jī)械處理使得表面具有疏水 性，以避免水滴粘附于表面9上，并用以促進(jìn)水滴之間的相互凝聚。收集面11僅僅部分通向管2或完全不通向管2，從而如果需要的話， 從大氣中收集到的水分比如雨水和凝結(jié)水能夠直接有益于幼年植物3。此 外，在集水面9中設(shè)有用作入口點的開口 12，該入口點用于讓集水面9上 的水分進(jìn)入位于集水板下方的貯水池13,從而能夠存儲收集的水分。貯水 池13放置于底土 7的表面6上，從而實現(xiàn)植物輔助設(shè)備1的穩(wěn)定定位。此 外，由于植物輔助設(shè)備對幼年植物環(huán)境的覆蓋，防止了緊鄰幼年植物3的 植物材料的生長，從而使幼年植物3受益于盡可能多的陽光和底土 7中盡 可能多的可得到的養(yǎng)分。貯水池13的存在也限制了植物3周圍的底土的水 分蒸發(fā)。在所示的貯水池13中，已經(jīng)存在大量的水分19。貯水池設(shè)有一 個或多個灌溉點，用于將貯水池13中的水分供應(yīng)給位于其下方的底土7。所示的灌溉點設(shè)計為用作滴水器的空心針狀物14。借助于空心針狀物 14,能夠以定量供應(yīng)的方式將貯水池中的水分引入底土7中，從而實現(xiàn)持 久的新鮮水的供應(yīng)。帶有灌溉點的貯水池13也使得能夠?qū)⑤^短時期內(nèi)收集 的較大量的雨水在較長的時間內(nèi)供應(yīng)給底土7。該空心針狀物14還用作進(jìn) 一步增加植物輔助設(shè)備l的穩(wěn)定性的錨定件。當(dāng)然，可以不同的方式實現(xiàn)灌溉點，比如在貯水池13的底部16中的開口，或是毛細(xì)管柱。將，應(yīng) 給底土 7的水流的量可借助于額外的調(diào)節(jié)裝置隨意調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)裝置包括 比如置于空心針狀物14通道中的滲透性薄膜或隔膜。Ji&水池13包括出流通道15，也稱為溢流管，該出流通道15的第一端 17可操作地位于貯水池13底部的上方，而其第二端18連接到灌溉點一一 在所示實施例中為空心針狀物14。通過使用溢流管15，可以達(dá)到這樣的目 的，即使得從貯水池13的底部16 —直到溢流管15的第一端17的高度之 間的存儲的水分19中的固體顆粒比如泥土和/或塵土不會通過灌溉點到達(dá) 底土7。這可防止灌溉點被堵塞。這樣，溢流管15充當(dāng)了用于在存儲的水 分19中沉淀的固體顆粒的簡單配置的過濾器。將被供應(yīng)到底土的水流量也可以通過額外的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行隨意調(diào)節(jié)。 如圖7所示，灌溉點——比如空心針狀物或貯水池底部的開口——的開口 通過可滑動板26關(guān)閉，該可滑動板26能夠通過設(shè)計為銷27的驅(qū)動元件在 滑動方向D上滑動。灌溉開口的第一部分25A由板26空出/間隔出(clear), 而開口的第二部分25B由所述板關(guān)閉。通過滑動，灌溉點變大或變小，從 而供應(yīng)量也變大或變小。通過在銷27上提供刻度28,可以可選地根據(jù)由 植物管收集的水量調(diào)節(jié)供應(yīng)。此外，通過滑動板26能夠去除灌溉點的任何 堵塞物。由于開口25A、 25B基本成三角形，而滑動板26基本成矩形，所 以滑動板26用作剃刀以便能夠更容易地去除堵塞物。當(dāng)然，滑動板26和 開口25A、 25B可以選擇不同的幾何形狀，比如分別為三角形和矩形。圖lla表示了一種以定量方式供應(yīng)水分19到底土的可選擇方案。如圖 所示，ji&水池底部16設(shè)置有抵達(dá)內(nèi)部的推動元件50。該推動元件包括抬 高的底部部件51,該底部部件51的一個或多個側(cè)壁52限定了在底部16 中的出口。在所示實施例中，設(shè)置有帶狀推動元件50，該推動元件50具有隧道 形設(shè)計并設(shè)置有兩個出口 53A、 53B。顯然，也可以使用更多或更少的推 動元件50，并且每個推動元件50提供比如一個出口 53，或更多個出口 53。如果需要，出口 53可以由滑動件54以極好的方式關(guān)閉，該滑動件54在出口 53附近穿過在推動元件50的側(cè)壁52中的凹口 55。借助于滑動件54，能夠調(diào)節(jié)出口53的表面，從而能夠調(diào)節(jié)從貯水池 出來的水分19的流量。用極好的方式，例如在叉狀滑動件54的幫助下可同時操作多個推動元 件50的出口53?？蛇x地，所述滑動件可以設(shè)置有刻度57。在可選擇的實施例中，如圖IIB所示，滑動件54可以延伸穿過隧道 形狀的推動元件50的開口 53A、 53B。在該變型中，滑動件54中設(shè)有加 寬部，這些加寬部能夠分別如圖11B1和11B2所示關(guān)閉和空出開口。圖IIC表示另一個實施例，其中，推動元件50成一直線。這些推動 元件就像圖11C中的變型，每個設(shè)置有開口 53A、 53B。在本實施例中， 滑動件54穿過對齊的開口 53A、53B,從而關(guān)閉推動元件50中的開口 53A、 53B。通過調(diào)節(jié)滑動件54，更多或更少的推動元件能夠凈皮釋^t用于通過它 們的開口 53A、 53B排出水分。在該變型中，推動元件50也可以比如具有 半球狀或圓盤狀設(shè)計，并且可以在推動元件50的壁52中設(shè)置孔55。如圖IIA、 11Bl、 11B2和11C所示的供應(yīng)系統(tǒng)特別有利，因為它們 能夠以最少數(shù)目的附加部件得以實現(xiàn)。特別地，可以在制造貯水池時很容 易地設(shè)置推動元件，而操作滑動件可以簡單地在之后引入。調(diào)節(jié)裝置還可以例如包括設(shè)置在空心針狀物14通道內(nèi)的滲透性薄膜、 毛細(xì)管柱或隔膜。通過采用可滑動板26，有利地可以隨著時間的推移對供 應(yīng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，貯水池13在其管22中設(shè)有溢流開口 21，從而過量的水分能夠 容易地流走。溢流開口 21正好位于開口 12的高度之上。在底部上，集水板8配備有絕熱材料20,從而得以盡可能長時間地維 持集水面9和周圍大氣之間的溫差以促進(jìn)結(jié)露和凝結(jié)過程。絕緣材料的底 部可以設(shè)計為水平的、凹陷的或凸起的，凹形防止存儲在貯水池13中的水 分蒸發(fā)。此外，在外面，植物輔助設(shè)備設(shè)有環(huán)(eye) 29。通過該環(huán)29，可以 用錨定桿30將植物輔助設(shè)備錨定到底土7中?？蛇x地，在桿上不同距離處設(shè)有可與植物輔助設(shè)備的環(huán)接合的鉤狀物31。這樣，桿能夠?qū)⒅参镙o助設(shè) 備支承在所期望的高度。另外也可以調(diào)節(jié)植物輔助設(shè)備的取向，從而植物 輔助設(shè)備能夠在傾斜的、有坡度的底土上處在基本水平的位置，如圖8所 示。優(yōu)選地，環(huán)在植物輔助設(shè)備的周邊上比如每隔90。均勻分布。此外， 桿可選地設(shè)置有基本上在側(cè)面延伸的臂，從而能夠在側(cè)面靠著底土 7的表 面6穩(wěn)定桿。圖2和3分別表示植物輔助設(shè)備1的集水板8的第一和第二實施例的 示意性側(cè)碎見圖。該集水板8具有基本向上定向的集水面9用以收集大氣中 的水分。由于特殊的結(jié)構(gòu)，集水面9包括至少一個接收面IO和至少一個收 集面ll,分別用于獲得和收集水分。接收面IO與重力方向Z成第一角度 oc。收集面11與重力方向Z成第二角度p 。第一角度oc小于第二角度P , 從而接收面10上的水滴原則上比收集面11上的水滴下滑得更快。由于收 集面11鄰接下部邊緣10a,相對較多的水滴將聚集在收集面11附近并在 內(nèi)聚力作用下形成較大的水滴。較大的水滴受到相對較小的來自集水面9 的粘附力，從而比第一角度a大的第二角度P陵得足以使水滴沿著收集面 11滑下進(jìn)入管2或通向貯水池13的開口 12。接收面IO上的水滴是以接收面IO用作凝結(jié)表面、通過接收降水、露 和/或凝結(jié)物得到的。以與潤濕的降水同樣的方式接收和收集固態(tài)的降水。在集水板8的第一實施例中，如圖2所示，第一角度oc很小，比如幾 度；第二角度卩約為45。。在集7JC板8的第二實施例中，如圖3所示，第 一角度oc較大，比如30° 。圖4表示植物輔助設(shè)備1的集水板8的第三實施例的示意性透視圖。 由于集水板8上肋25的形成，形成有較陡的接收面IO和相對不太陡的收 集面11，其相對于重力方向Z的角度如上文所述。收集面11包括溝道區(qū) 段lla，其用以引導(dǎo)水滴經(jīng)由溝道到達(dá)集水面9上的開口 12或管2。溝道 區(qū)段lla具有最低程度比水滴直徑寬2mm的底部，比如在大約5至大約 15mm的范圍內(nèi)，比3口為10mm。圖5表示植物輔助設(shè)備1的集水板8的第四實施例的示意性透視圖。集水板8包括從集水板8凸出的塊體形狀的結(jié)構(gòu)10b，從而形成接收面10。 由于此凸出結(jié)構(gòu)，集7JC板8的有效表面也增加了，因此能夠從大氣中收集 額外的水分。當(dāng)然，凸出結(jié)構(gòu)也可以具有不同的形狀，比如圖6所示的棱 錐形。優(yōu)選地，管2包括兩個可分開的壁部件，例如相對于一樞軸樞轉(zhuǎn)地設(shè) 置的壁部件，該樞軸基本上平行于管2的縱向軸線L定向。這樣，植物輔 助設(shè)備能夠容易地繞著幼年植物3建立。為了簡單而快速地實現(xiàn)植物輔助 設(shè)備1的結(jié)構(gòu)，植物輔助設(shè)備1的其它部件也可按照需要單獨地或成一體 地建立。植物輔助設(shè)備l也能夠相對簡單地拆除。這樣，例如當(dāng)植物3已 經(jīng)充分長大時，這兩個壁部件能夠向外樞轉(zhuǎn)而不對植物產(chǎn)生任何可覺察到 的損壞?？蛇x地，植物輔助設(shè)備l可以重復(fù)使用。然而，也可以用(生物) 可降解材料制造植物輔助設(shè)備1，從而拆除工作變得有限或根本不需要。 在后一種情形中，可以給植物輔助設(shè)備1有利地配備至少一個植入物殼5。管2例如是具有恒定橫截面的圓形。然而，管2也可以具有不同形狀， 例如橢圓形或矩形。此外，橫截面的尺寸可以變化，例如用于使得到的曰 光和/或陽光最優(yōu)化的圓錐形。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在頂視平面圖中，管2圍繞約ldm2 的表面。在頂視平面圖中，集水板8具有較大的表面，比如lm2，從而能 夠收集相對更多的水分。由于這些表面之間的比例關(guān)系，表觀的降水量增 加，從而，通過有效地使用雨水，在相對干燥的區(qū)域也可以成功地進(jìn)行種 植。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備1的第二實施例的示意性透視圖。 為了收集大氣中的水分，該植物輔助設(shè)備不僅包括基于植物輔助設(shè)備1的 第一實施例所述的集水板9,還包括大體上位于集水面上方的具有局部增 厚部分的線狀結(jié)構(gòu)?？蚣?2向上延伸并支承該線狀結(jié)構(gòu)33,該線狀結(jié)構(gòu) 33的末端33a位于接近集水面9處。該線狀結(jié)構(gòu)具有優(yōu)選為圓形的局部增 厚部分，比如基本為球形或橢球形的增厚部分。借助于具有局部增厚部分 的線狀結(jié)構(gòu)，發(fā)生凝結(jié)和/或露滴接收的表面得以增加。在重力影響下，水滴滑向線狀結(jié)構(gòu)的末端33a并落到在那里進(jìn)行如上文所述的收集的集水面 9上。這樣，能夠從大氣中提取相對多的水分，這對那些很少或沒有降水 和/或凝結(jié)發(fā)生的區(qū)域、以及幼年植物因蒸發(fā)而失去相對多的水分的區(qū)域是 有利的。由于采用了線狀結(jié)構(gòu)，幼年植物的光照和/或通風(fēng)以有利的方式保 持基本相同。通過改變線狀物的數(shù)目，可以減少或增加從大氣中p及取的水 分的量以及因此利于植物的水流。該線狀結(jié)構(gòu)可以具有相對窄和/或柔性的 設(shè)計。然而，該線狀結(jié)構(gòu)也可以具有相對硬的設(shè)計，從而該線狀結(jié)構(gòu)包括 銷形區(qū)段。另外，線狀結(jié)構(gòu)也可以由集水板9或位于集水板9下方的支承 結(jié)構(gòu)支承。需要注意，除了線狀結(jié)構(gòu)的增厚部分外，也可以采用其它模件， 比如固定在線狀結(jié)構(gòu)上的板片。優(yōu)選地，植物輔助設(shè)備設(shè)計成不透明的，從而可以防止植物輔助設(shè)備 內(nèi)生出雜草。在根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的實施例中，如圖IO所示，植物輔助設(shè)備 1還包括用于支承管2的基本平坦的支承結(jié)構(gòu)40。該基本平坦的支承結(jié)構(gòu) 40例如設(shè)計成硬的交織網(wǎng)或柔性網(wǎng)?？蛇x地，該基本平坦的支承結(jié)構(gòu)可以 支承多個植物輔助設(shè)備，例如用于人工地和/或機(jī)械地將植物輔助設(shè)備輸運(yùn) 到種植位置。此外，這樣一來，能夠相對容易地把植物輔助設(shè)備送到相對 較難抵達(dá)的區(qū)域比如陵坡上。柔性網(wǎng)——也稱為種植網(wǎng)——可包括優(yōu)選地由有機(jī)材料和/或無機(jī)材 料制成的一個或多個層。該種植網(wǎng)優(yōu)選地包括土層網(wǎng)41和頂層網(wǎng)42。土層網(wǎng)41用于支承多個植物輔助設(shè)備，包括幼年植物。植入物可以設(shè) 置在土層網(wǎng)中。幼年植物可以固定在土層網(wǎng)中。灌注(impregnation)后， 土層網(wǎng)41也適于用作生長土壤和植入物載體。通過使用植入物，網(wǎng)可以可 選地工業(yè)化地巻起，并且在種植時可以可選地自動打開。如果土層網(wǎng)將用 于支承已經(jīng)發(fā)芽的植物或更大的植物，則網(wǎng)可以事先打開，此后例如借助 于掣子系統(tǒng)將植物固定到網(wǎng)上。然后，可以用人力或以機(jī)械的方式將網(wǎng)支 承到將種植植物的地方。土層網(wǎng)41的尺寸這樣確定，即，根據(jù)土壤塊的尺寸和/或重量和/或植物的重量和/或管的重量，土層網(wǎng)41足夠堅固以用作如果總重量相對較小 可由幾個人移動的運(yùn)輸工具。對于相對較大的總重量，可選地采用機(jī)器。 通過采用種植網(wǎng)，提高了種植速度， 一些不容易到達(dá)的區(qū)域比如山坡、濕 地等變得適宜種植。通過采用自動種植網(wǎng)鋪設(shè)設(shè)備和/或直升機(jī)，可以提高種植速度，尤其 是在那些不容易接近的區(qū)域。包括植入物和/或幼年植物的種植網(wǎng)也可以用作對抗侵蝕。由于高的種 植速度，能夠在短時間內(nèi)大面積種植，從而可以在合適的時間播種和種植 植物。此外，借助于植物輔助設(shè)備，可以在傳統(tǒng)種植時期外隨意種植植物。種植網(wǎng)還具有如下優(yōu)點，它能夠根據(jù)種植環(huán)境的情況、形狀和條件而 調(diào)整?？蛇x地，利用數(shù)碼攝影結(jié)合GPS，可以繪制出待種植的土地。從而，例如僅僅具有水、突巖、獨立的單棵樹等的位置可以在種植網(wǎng) 中設(shè)置成凹部。此外，在設(shè)計網(wǎng)時把山峰或山頭的錐形形狀納入考慮。除 了適應(yīng)于形狀和環(huán)境條件的調(diào)節(jié)，基于對網(wǎng)的專門設(shè)計，也能夠根據(jù)種植 者期望的形狀和/或種類設(shè)置植物。這里，例如可能種植防風(fēng)林、可選地種 植快速生長的植物或樹木以保護(hù)其它農(nóng)作物。頂層網(wǎng)42用于引導(dǎo)和支承生長的植物。這防止幼年植物的莖例如由于 尤其在相對較高的地方發(fā)生的高速風(fēng)而傾倒或折斷。頂層網(wǎng)42可選地設(shè)計 為使得植物沿著它向上生長。這樣，頂層網(wǎng)42可以設(shè)置在植物頂部的上方 或莖的半中央以上。有利地，根據(jù)本發(fā)明，種植時不需要像在采用糖用甜菜帶(sugarbeet strip)或護(hù)根物/覆蓋物泵時一樣用到昂貴和復(fù)雜的機(jī)器，在采用糖用甜菜 帶時，用帶包圍地種植種子，在采用護(hù)根物泵時，使用高壓泵噴灑包括結(jié) 合劑、種子、人造化肥等的層以獲得草碎的生長層。此外，能夠種植不易 接近的區(qū)域，比如傳統(tǒng)機(jī)器不能接近或幾乎不能接近的山坡或濕地。此夕卜， 種植網(wǎng)還比糖用甜菜帶具有更多優(yōu)點，即，在高風(fēng)速下更好的保護(hù)、植物 輔助設(shè)備更好的定位以及為了嫁接目的可調(diào)節(jié)的網(wǎng)厚度。需要注意，該基本平坦的支承結(jié)構(gòu)不僅適于支承一個或多個根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物輔助設(shè)備，還能夠用于支承至少一個包括用于保護(hù)幼年 植物的保護(hù)結(jié)構(gòu)的植物輔助設(shè)備1。圖12表示根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備1的另一實施例的橫截面示意圖。貯水池13包括入流管60，該入流管的第一端61在內(nèi)部連接到集水面 9內(nèi)的開口 12的邊緣上。通過采用這樣的入流管60，由于蒸發(fā)導(dǎo)致的貯水 池13的水分損失將大大下降。這是因為當(dāng)與開口 12空氣接觸的液體表面 尺寸增加時，能夠蒸發(fā)的水分的量隨著增加。相反，當(dāng)與開口 12空氣接觸 的液體表面尺寸的減小時，蒸發(fā)損失的液體的量隨著減少。由于入流管60 中的液體表面遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于貯水池13中其余的液體表面，經(jīng)由開口 12的蒸發(fā) 成比例地減少，并且相應(yīng)地從貯水池13蒸發(fā)的水分損失也較少。這樣，入 流管60中的液體對貯水池13中其余的液體表面的水分蒸發(fā)形成了屏障。由于入流管60的第二端62正好延伸到貯水池13底部16的上方，因 此，只要ji!i水池中存在少量的水分，入流管60就能起作用，因為那時入流 管60的第二端62仍然在液體表面之下。優(yōu)選地，入流管60沿第一端61的方向逐漸變細(xì)，從而可以有利地防 止入流管底部的堵塞。此外，]^水池13包括溢流管70，該溢流管70以類似的方式通過第一 端71連接到出流開口 21的邊緣并通過第二端72正好延伸到貯水池13底 部16的上方，從而可以防止經(jīng)由出流開口 21的水分蒸發(fā)。為了防止堵塞 溢流管70, ^^入流管60—樣，溢流管可以構(gòu)造為沿第一端71的方向逐漸 變細(xì)。本發(fā)明不限于這里所給出的示例性實施例?？梢杂性S多變型。 這樣，集水面可以設(shè)計為不同顏色。通過將表面設(shè)置成淺色，對陽光 的熱吸^^目對較少，從而用于收集水的凝結(jié)過程長時間保持有效。此外，集水板不僅僅能夠與植物輔助設(shè)備聯(lián)合使用，也能夠單獨用于 收集大氣中的水分，例如通過固定裝置固定在建筑物、船比如帆船、或其 它離岸浮動結(jié)構(gòu)上。所收集的水分可以加工得到々欠用水或例如用于化學(xué)加工和/或灌溉。還可以通過將根據(jù)本發(fā)明的植物輔助設(shè)備安置于鹽水或微咸7K之上來 使用植物輔助設(shè)備，因為蒸發(fā)的鹽水或微咸水的凝結(jié)導(dǎo)致淡水產(chǎn)品。這種變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是清楚的，并應(yīng)理解為在下面權(quán) 利要求中闡明的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)幼年植物的植物輔助設(shè)備，包括至少部分地從側(cè)面包圍可被安置在該植物輔助設(shè)備中的幼年植物的管，還包括用于收集大氣中的水分的集水板，其中，該集水板設(shè)有包括接收面和鄰接于接收面下部邊緣的收集面的集水面，該接收面可操作地與重力方向成第一角度，該收集面可操作地與重力方向成第二角度，其中第一角度小于第二角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，第一角度小于約45° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，第二角度 大于約45° 。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述收集面包括溝道區(qū)段。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述溝道區(qū)段 在橫截面中具有寬度在大約5到大約15mm范圍內(nèi)的底部。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述集水面基本為漏斗形。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述集水面包括凸出結(jié)構(gòu)，該凸出結(jié)構(gòu)可操作地定向為基本朝上，并且該凸 出結(jié)構(gòu)的表面至少部分地形成接收面。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述植物輔助設(shè)備還包括基本位于集水面上方的具有局部增厚部分的線狀結(jié) 構(gòu)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述植物輔助設(shè)備還包括用于儲存收集到的水分的貯水池。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助^1備，其特征為，所 述收集面通向貯水池。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述貯水池基本位于所述集水板的下方。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述貯水池"^殳有用于將貯水池中的水分供應(yīng)到位于其下方的底土的灌溉點。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述灌溉點包拾沒計成空心針狀物的滴水器。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述灌溉點i殳有用于調(diào)節(jié)待供應(yīng)的水流的調(diào)節(jié)裝置。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述調(diào)節(jié)裝置包括用于調(diào)節(jié)所述灌溉點開口的可滑動板。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述調(diào)節(jié)裝置還包括用于移動可滑動板的驅(qū)動元件，該驅(qū)動元件設(shè)有刻度。
17，根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 迷li水池包括出流通道，該出流通道的第一端可操作地位于貯水池底部上 方，第二端連接到所述灌溉點。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述集水面的頂面設(shè)有減小粘附力的覆蓋層。
19. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述集7K板的底面設(shè)有絕熱材料。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述管包括兩個可分開的壁部件。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述植物輔助設(shè)備還包括位于所述管中的土壤塊。
22. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所
23. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述植物輔助設(shè)備還包括用于支承所述管的基本平坦的支承結(jié)構(gòu)。
24. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述]^水池包括入流管，該入流管的第一端在內(nèi)部連接到集水面內(nèi)的開口的邊緣上。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述入流管 的第二端正好延伸到貯水池底部的上方。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述入 流管沿所述第一端的方向逐漸變細(xì)。
27. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所 述ji&水池還包括溢流管，該溢流管的第一端在內(nèi)部連接到溢流開口的邊緣 上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述溢流管 的第二端正好延伸到貯水池底部的上方。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的植物輔助設(shè)備，其特征為，所述溢 流管沿所述第一端的方向逐漸變細(xì)。
30. —種設(shè)有用于收集大氣中的水分的集水面的集水板，其中，集水 面包括接收面和鄰接于接收面下部邊緣的收集面，該接收面可操作地與重 力方向成第一角度，該收集面可操作地與重力方向成第二角度，其中第一 角度小于第二角度。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的集7jC板，其特征為，所述集水板還包括 用于固定在建筑物和/或船上的固定裝置。
32. —種用于收集大氣中的水分的方法，包括在與重力方向成第一角 度的接收面上獲得水滴，以及在與重力方向成第二角度的收集面上收集水 滴，其中，第一角度小于第二角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于圍繞幼年植物的植物輔助設(shè)備。該植物輔助設(shè)備(1)包括至少部分地從側(cè)面包圍可被安置在植物輔助設(shè)備(1)中的幼年植物(3)的管(2)。該植物輔助設(shè)備(1)還包括用于收集大氣中水分的集水板(8)。該集水板(8)包括集水面(9)，該集水面(9)包括可操作地與重力方向成第一角度的接收面(10)。該集水板(8)還包括鄰接于接收面(10)下部邊緣的收集面(11)，該收集面(11)可操作地與重力方向成第二角度。第一角度小于第二角度。
文檔編號E03B3/28GK101238254SQ200680028497
公開日2008年8月6日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者P·M·M·霍夫 申請人:P.M.M.霍夫控股有限公司