JP5058987B2 - 植物エイド、集水シート、および、集水方法 - Google Patents

Description

本発明は、若い植物を保護するための植物エイドに関する。この植物エイドは、その中に置くことができる若い植物の側方を少なくとも部分的に取り囲むチューブを含む。

背景の背景および発明の概要

このような植物エイドは、例えば、植林中に若い植物を保護するための国際特許出願ＷＯ０００００１５から既知である。

若い植物を植えた後、多くの場合、水分不足による損失が生じる。これは、例えば、若い植物には、下層土から水分を吸収可能な根構造がほとんど又は全くなく、それと同時に植物が蒸発によって水分を失ってしまうためである。さらに、植林を行うための穴を掘ると、土壌の毛管作用（毛管現象、毛細管作用、capillary action）が破壊されるために土から上方への水の輸送が行われない。もちろん、若い植物を植えた後にこの植物が枯れた場合には、枯れた植物を取り除き、新たな植物を植えるという余分な作業が生じる。

本発明の目的は、本明細書の冒頭に記載した植物エイドを提供することにより、上述の欠点をなくすと同時に利点を維持することである。詳細には、本発明の目的は、植物エイドを提供して、水分不足により若い植物が失われることがないようにすることである。上記目的のため、植物エイドは、大気中に存在する水分を集めるための集水シートをさらに備え、前記集水シートは、受け取り面と、前記受け取り面の下縁と隣接する収集面と、を有する集水面を含み、前記受け取り面は重力方向に対して第１角度を作動的になし、前記収集面は、重力方向に対して第２角度を作動的になし、前記第１角度は前記第２角度よりも小さい。

集水シートを使用することによって、雨、あられ（ひょう）および／または雪ばかりでなく、大気中に存在する水蒸気等の水分を比較的簡単に集めることができる。次いで、集めた水分を使用して植物の水不足を補う。

集水シートは植物エイドのチューブよりも大きく側方に延びることができるため、水分を受け取るための有効表面が増大する。この結果、若い植物に対して、チューブの内部空間よりも多くの水を利用することができるようになる。これは、降水（降雨）を集めることができるためである。

集水シートは、集水面の受け取り面および収集面によって、大気中に存在する水分を集める。水分は、重力の作用により、集水面の下部分に流れる。あられ（ひょう）および／または雪等の凍結した水分もまた、このような方法で、集水面の下部分に流れる。

さらに、本発明による集水シートは、大気中に気体の状態で存在する水分、すなわち水蒸気を集めるように構成されている。集水面の温度が露点以下であり且つ空気の湿度が十分に高いといった適当な環境条件では、水蒸気が集水面の受け取り面上で凝縮する。水蒸気は、水滴の形態で受け取り面に付着する。水滴は、重力の作用により、受け取り面の下縁で収集面に到達するまで、受け取り面に沿って下方に摺動する。水滴は、凝縮した水滴が互いにくっつき合うため、滑り落ちながら大きくなっていく。収集面に到達したとき、比較的大きな水滴が集水面の下部分まで摺動する。第１角度が第２角度よりも小さいため、受け取り面の傾斜に沿った重力の成分は、収集面の傾斜に沿った重力の成分よりも大きい。この結果、重力は、凝縮した水滴と受け取り面との間の付着力に比較的容易に打ち勝ち、そのため、水滴が下方に移動する。さらに、重力は、傾斜が比較的小さいにも関わらず、比較的大きな水滴と収集面との間の付着力に比較的容易に打ち勝つ。これは、水滴の容積が比較的大きいため、重力に関する付着力の大きさの比が低下するためである。かくして、本発明による集水シートの構造により、凝縮した小さな水滴を集水シートの下部分で互いに集合させることができる。このように、比較的多くの水分を大気中から集めることができるため、比較的多くの水分を若い植物に供給して水分の不足を補うことができ、若い植物の損失が減少する。大気中に存在する水分の収集にあたり、使用中に外部エネルギを消費することのない、可動部品のない受動的構造しか用いられていない。

さらに、重力方向に関する角度が比較的小さい受け取り面を使用すると、水滴を凝縮するための有効表面が比較的大きくなる。これにより、収集される水分の量が多くなる。

さらに大気から凝縮により水を集めることにより、比較的乾燥した及び／又は岩の多い地域でも栽培を行うことができる。利用可能な水分量が多く、下層土内のセグメントを真水で形成することができるため、塩水または汽水を含む土でも栽培に適するようになる。さらに、生物体が、本発明による植物エイドによって、既知の植物エイドの場合よりも良好に保護され且つ守られるため、植物および樹木を早期の段階で植えることができる。もちろん、これには、若い植物を得るのに要する費用が比較的少ないという利点がある。さらに、輸送費用も低い。水が常に供給されるため、植え込むための穴を掘らなくても、若い植物を土に植えることができる。かくして、土の毛管作用が損なわれず、岩が多い土でも栽培を行うことができる。

若い植物というのは、栽培された植物や若い木または低木等の早期の段階の若い植物ばかりでなく、発芽したばかりの植物、種子または胞子も含まれる、ということが理解されよう。

さらに、チューブが、若い植物の側方を少なくとも部分的に取り囲むということに着目されたい。もちろん、チューブが植物を完全に取り囲むように、チューブ全体が閉じているようにチューブを設計することもできる。しかしながら、例えば植物エイドを下層土に対して位置決めした後にチューブ内へ発芽材料を提供するため、開口部や亀裂隙間を残すこともできる。好ましくは、若い植物は、チューブによって、根構造または形成されるべき根構造が部分的に取り囲まれるように設けられる。この場合、茎、柄、枝および／または葉は、チューブの上縁部の実質的に上方に残され、このため、十分な量の空気が植物に対して流れ込むようになる。もちろん、若い植物を異なる態様で位置決めしてもよく、例えば、葉の少なくとも一部をチューブの上縁部の下に残し、これにより、若い植物が機械的に良好に保護されるようにしてもよい。

さらに、集水面の受け取り面および収集面の数は自由に選択することができるが、一つに限定されないということに着目されたい。かくして、集水面は、例えば１０個乃至２０個の受け取り面および収集面を有していてもよい。これ以外の数、例えば１００個設けることも可能である。さらに、一つ又は多数の集水シートを使用してもよい。

かくして、本発明による植物エイドは、外部からの物理的影響から保護するのに役立つばかりでなく、植物を支持し若い植物の成長を刺激するのにも役立つ。

好ましくは、受け取り面が重力方向に対して形成する角度、すなわち第１角度は、略４５°よりも小さく、さらに好ましくは略３０°よりも小さく、これにより、凝縮した水滴が比較的容易に下方に移動するようになる。

収集面が重力方向に対して形成する角度、すなわち第２角度は、約４５°よりも大きく、さらに好ましくは約６０°よりも大きく、これにより集水シートの幅が一定である場合でも、若い植物は、比較的多くの昼の光および／または太陽光および／または通気を確保することができる。もちろん、受け取り面および／または収集面は、例えばそれぞれ６０°および７０°のように、重力に関して異なる角度で配向されてもよい。

受け取り面および／または収集面は、実質的に平らな設計であってもよい。しかしながら、受け取り面および／または収集面が、湾曲した形状を有するようにしてもよい。かくして、受け取り面および収集面は、屈曲部なしに互いに接合されていてもよい。本願の構造において、「表面がなす（形成する）角度」は、「表面の少なくとも一つのセグメント（区分、部分）の接線がなす（形成する）角度」を意味するものと理解される。

有利な方法では、収集面はチャンネル形状部（チャンネル形材、channel section）で形成されており、そのため、水滴を集水シートの下部分まで特定的に誘導（案内）することができる。もちろん、平らな形材または僅かに湾曲した形材等の他の形材もまた可能である。好ましくは、チャンネル形状部の断面のベースの最小幅は、約５ｍｍであり、これにより、下方への摺動中にチャンネル形状部の側壁から水滴に及ぼされる付着力を比較的小さくすることができる。ベースの幅は、予想される水滴の大きさに応じて、例えば、略５ｍｍ以上略１５ｍｍ以下である。水滴の大きさは、水滴によって覆われる受け取り面および収集面の最大の距離に基づいて概算され得る。もちろん、ベースは他の寸法であってもよく、例えば約２０ｍｍであってもよい。

集水面を実質的に漏斗状に設計することにより、集められた水分が植物に役立つように、集められた水分をチューブの内側に容易に誘導（案内）することができる。さらに、若い植物は、比較的多くの昼の光および／または太陽光および／または通気を得ることができ、これにより、真菌の成長が阻止され、同化プロセスおよび／または通気プロセスに対する影響を最小にすることができる。しかしながら、集水面の設計を変えることができ、例えば下側に最大直径を持つ切頭円錐体として設計されていてもよい。その場合、集められた水分は縁部に集められる。

好ましくは、集水面は、実質的に上方に向けて作動的に突出する突出構造部を含み、この場合、突出構造部の表面が少なくとも部分的に受け取り面を形成する。かくして、集水シートの側方延長部に関して比較的多くの受け取り面を形成することができ、これにより、集められる水分の量が、シートの一定の横方向寸法に関して増大する。突出構造部は、例えば、ボール、四角錐および／またはリブ形材を含む。

好ましくは、植物エイドは、利用可能な水分を調節することができるように、集められた水分を蓄えるためのリザーバを含む。かくして、短時間で集められた水分量を、植物に、長期に亘って供給することができる。集められた水分が全てリザーバ内に案内されるようにしてもよい。しかしながら、リザーバ内に一部しか蓄えず、集められた水分の他の部分を植物に直接案内（誘導）してもよい。

リザーバを実質的に集水シートの下に設けることによって、集められた水の温度を比較的低温に保持することができる。これにより、望ましからぬ蒸発が阻止されるようになる。これに加え、例えば旋風の発生中に容易には倒れない比較的安定した構造が提供される。若い植物は、かくして、外部からの作用から良好に保護される。

リザーバ内に存在する水分をその下方の下層土に供給するための少なくとも一つの灌水点をリザーバに設けることにより、水分をリザーバから計量分配態様で供給することができ、これにより、若い植物に水分が規則的に提供されるようになる。

好ましくは、集水面の上側には、付着性低減カバー層、例えばＰＥＴ層および／またはテフロン層が、さらに設けられる。これにより撥水効果が得られる。かくして、水滴は集水面の下部分にさらに容易に到達することができ、これにより、集められる水分量が増大する。もちろん、カバー層の形成に、ワックスやシリコーン製品等の他の材料を使用することもできる。

さらに、集水シートの下側に断熱材を設けることによって、集水シートと周囲空気との間の熱交換が制限される。この結果、シートと周囲空気との間の温度差を、例えば温度の低い夜間の後に比較的長期に亘って維持することができる。集水シートは、周囲空気の温度が上昇した場合でも比較的低い温度を維持し、これにより、暖かい空気が低温の場所に沿って流れることにより凝縮を生じる凝縮プロセス、および、これにともなって集水プロセスが、比較的長期に亘って持続される。かくして、シートの温度は、周囲空気の温度変化に、遅延して従う。例えば暖かな日の夜半に周囲空気が冷却されたとき、集水シート上で結露が生じる。空気とシートとの間の温度差をできるだけ長く維持するため、集水シートには、比熱が高い材料が設けられていてもよい。

本発明は、さらに、集水シートに関する。

本発明は、さらに、大気中に存在する水分を集めるための方法に関する。

本発明の実施形態のこの他の利点は、従属項に記載してある。

本発明を添付図面に示す例示の実施形態を参照してさらに詳細に説明する。

発明を実施するための形態

添付図面は、本発明を概略に示すに過ぎず、専ら非限定的な例示の実施形態として提供されるものである。

図１は、本発明による植物エイド（植物援助装置、栽培エイド、栽培援助装置、plant aid）１の第１実施形態の概略側面図を示す。植物エイド１は、若い植物３の側方が完全に包囲されるように若い植物３の側方を取り囲むチューブ２を有する。チューブは上側および下側が開放しており、これにより、植物は根を下方に延ばすことができ、上方に成長することができる。若い植物３は、チューブ２内に配置された土ブロック（土壌ブロック、soil block）４内に根を延ばし、これにより、植物３の根構造４Ａがチューブ２によって取り囲まれるようになる。この際、茎の下側は、集水面の下縁の高さに位置している。かくして、植物３は光の中にあり、十分な空気の流れを受けることができる。土ブロック４は、例えば土または基材等の物質でできており、チューブ壁２の開口部にクランプ状態で設けられる。物質には、任意であるが、共生細菌、動物の卵、種子、真菌、胞子、並びに／或いは、植物に栄養を与えるための有機材料および／または無機材料、いわゆるグラフト（graft）が加えられている。植物エイドを分解性の有機材料から製造する場合には、グラフトをこの材料に設けてもよい。安定性を向上するため、土ブロック４を、任意であるが、チューブ２のさらに下方に配置してもよい。

植物エイド１は、さらに、若い植物３に養分を供給するための少なくとも一つのグラフトシェル（graft shell）５を含む。グラフトシェル５は、好ましくは、チューブ２に包囲された土ブロック４内に設けられ、例えば数カ月または数年といった長期に亘る腐敗および／または細菌の作用により分解する少なくとも一つのパッケージを含む。このパッケージ内の材料は、植物３の成長を刺激し、および／または、例えば養分および／または共生細菌等の植物３の条件を改善する。分解期間が異なるパッケージを使用することによって、パッケージ内の物質を植物３に計量分配態様で提供することができ、これにより、グラフト物質を植物３に比較的長期に亘って自動的に供給することができる。グラフトシェル５の代りに、他の手段を使用して、植物に、土ブロック４内の上文中に説明した材料等に施肥を行ってもよいということは当業者には明らかであろう。

チューブ２は、下層土（心土、subsoil）７の表面６に置かれる。好ましくは、下層土７には予備処理が施されておらず、また僅かに引っ掻いてあるに過ぎず、これにより、下層土７の毛管（capillary）２３は破壊されていない。これにより、下層土７内に存在する水分の不要な蒸発が生じない。さらに、これにより、壊されていない毛管によって水分が下層土から上方に常に供給され続ける。さらに、腐敗が起こり難い。さらに、以上説明した方法は、例えば下層土に穴を掘るといった労働集約的処理を少なくする。植物チューブ１が配置された後、若い植物３が下層土７に根を延ばし、毛管作用によって供給される水分２３と直接的に接触するようになり、これにより、日々一定量の水分が、下層土７および植物チューブの両方から植物に直接供給される。ちなみに、下層土７に予備処理を施して、植物の根構造が下層土７内に設けられるようにすることができる。これにより、十分に存在する水分を植物３の根にうまくあてがう機会を多くすることができ、損失をさらに低くすることを期待することができる。

植物エイド１は、さらに、実質的に漏斗状の集水シート（水収集シート、water collection sheet）８を含む。この集水シート８は集水面（水収集面、water collection surface）９を備えており、この集水面９は、図２乃至図５を参照してさらに詳細に論じられるようになる受け取り面（受け面、受け入れ面、receiving surface）１０および収集面（collection surface）１１を含んでいる。集水面９に付着性低減カバー層が設けられていてもよいし、あるいは、集水面９が撥水性材料から形成されていてもよいし、あるいは、他の化学的および／または機械的方法で処理が施されていてもよい。これにより、表面に撥水性が付与され、水滴が表面９にくっついたままになってしまうことが防止され且つ水滴が互いに集まり合うことが促進される。

収集面１１は、チューブ２内に一部だけが完全に開放しており、または、チューブ２内に全く開放しておらず、これにより、所望であれば、大気中から集められた雨水および凝縮水等の水分を若い植物３が直接利用することができる。集水シートの下方に配置されたリザーバ１３に集水面９上の水分を送るための入口点として機能する開口部１２が集水面９に設けられており、これにより、集められた水分を蓄えることができるようになっている。リザーバ１３は下層土７の表面６に載せてあり、このため、植物エイド１の安定した配置を確保することができる。さらに、若い植物の周囲が植物エイド１によって覆われているため、若い植物３の直ぐ近くで別の植物が成長することが阻止される。これにより、若い植物３は、可能な限りの光および下層土７中の利用可能な限りの多くの養分を得ることができる。さらに、リザーバ１３が設けられているために、植物３の周囲における下層土７からの水分の蒸発が制限される。図示のリザーバ１３には、所定量の水分１９が既に存在している。リザーバ１３には、リザーバ１３内の水分をその下の下層土７に供給するための一つ又はそれ以上の灌水点（注水点、灌水位置、注水位置irrigation point）が設けられている。

図示の灌水点は、滴下具（滴下部材、滴下装置、ドリッパー、dripper）として機能する中空の針１４として設計されている。中空の針１４を用いることにより、リザーバ１３内の水分を下層土７に計量分配態様で導入することができ、これにより、真水を持続的に供給することが実現される。さらに、灌水点を含むリザーバ１３により、比較的短期間に集められた比較的大量の雨水を下層土７に比較的長時間に亘って供給することができる。中空の針１４は、植物エイド１の安定性をさらに高めるためのアンカーとしても機能する。もちろん、例えばリザーバ１３の底部１６に開口部を設けるとか、毛管作用がある糸を用いるといった、上文中に説明したのとは別の態様で灌水点を実現することも可能である。下層土７に供給される水分の流れの量は、必須ではない調節手段を用いることによって任意に設定することができる。調節手段は、例えば、透過性のあるフィルム、または、中空の針１４内に設けられた膜を含むようにしてもよい。

リザーバ１３は、オーバーフローパイプ（溢流パイプ、越流パイプ）とも呼ばれる流出チャンネル１５を有している。この流出チャンネル１５の第１端１７は、リザーバ１３の底部の上方に作動的に配置されており、第２端１８が灌水点に連結されている。灌水点は、図示の実施例では中空の針１４である。オーバーフローパイプ１５を使用することによって、蓄えられた水分１９内の汚れ及び／又はゴミ等の固体粒子であって、オーバーフローパイプ１５の高さまでリザーバ１３の底部１６上に溜まった固体粒子が、灌水点を介して下層土７まで行くことはない。これにより、灌水点が塞がらないようにする。かくして、オーバーフローパイプ１５は、蓄えられた水分１９内に固体粒子を沈降するための簡単な構成のフィルタとして作用する。

さらに、下層土７に供給されるべき水分の流れの供給流を、必須ではない調節手段を用いて任意に設定することができる。灌水点、例えば中空の針１４の開口部またはリザーバの開口部を、摺動自在のプレート２６によって閉鎖する。このプレート２６は、図７に示すように、ピン２７として設計された駆動エレメントによって摺動方向Ｄに摺動することができる。灌水開口部の第１部分２５Ａは、プレート２６によって塞がれておらず、開口部の第２部分２５Ｂはプレートによって塞がれている。摺動により、灌水点が大きくなったり小さくなったりし、これにより、投与量が多くなったり少なくなったりする。ピン２７上に較正具（目盛り、calibration）２８を設けることにより、任意であるが植物チューブによって集められた水分の量に応じて、供給を調節することができる。さらに、摺動プレート２６により、灌水点のいずれの閉塞をも排除することができる。開口部２５Ａおよび２５Ｂが実質的に三角形形状であり、摺動プレート２６が実質的に矩形であるため、摺動プレート２６は剃刀のように作用する。これにより、閉塞を比較的容易に排除することができる。もちろん、プレート２６および開口部２５Ａ、２５Ｂの形状を、例えばこれらのそれぞれが三角形および矩形であるように、異なる態様で選択することができる。

計量分配の態様で水分１９を下層土に供給するための別の方法を図１１ａに示す。この図は、リザーバの底部１６に、内方に到達するプッシュエレメント（押圧要素）５０が設けられていることを示す。プッシュエレメント５０は持ち上げられた底部分５１を含み、底部５１の一つ以上の側壁５２が底部１６に出口開口部を形成している。

図示の実施形態では、ストリップ状のプッシュエレメント５０が設けられている。ストリップ状のプッシュエレメント５０は、二つの出口開口部５３Ａ、５３Ｂを含み、トンネル状に設計されている。図示したよりも多数の又は少数のプッシュエレメント５０を使用してもよく、また、プッシュエレメント５０毎に一つの出口開口部５３を設けてもよいし又はそれ以上の出口開口部５３を設けてもよいということは明らかであろう。

所望であれば、出口開口部５３をスライド５４によって優れた方法で閉鎖してもよい。スライド５４は、開口部５３の近くで、プッシュエレメント５０の側壁５２の凹所５５を通過する。

スライド５４により、出口開口部５３の面を設定することができ、これにより、リザーバから流出する水分１９の流れを設定することができる。

優れた方法では、多数のプッシュエレメント５０の出口開口部５３は、例えばフォーク状スライド５４を用いることによって、同時に管理され得る。任意であるが、スライドには較正部（目盛り、calibration）５７が設けられていてもよい。

変形例では、図１１Ｂに示すように、スライド５４がトンネル状プッシュエレメント５０の開口部５３Ａおよび５３Ｂを通過して延びるようにしてもよい。このような変形例では、開口部を図１１Ｂ１および図１１Ｂ２のそれぞれに示すように、閉鎖したり開放したりするスライド５４を広幅にしてもよい。

図１１Ｃは別の実施形態を示しており、この実施形態では、複数のプッシュエレメント５０が一直線上に並べられている。プッシュエレメントの各々には、図１１Ｃの変形例に示すように、開口部５３Ａ、５３Ｂが設けられている。この実施形態では、スライド５４は、プッシュエレメント５０内で開口部５３Ａ、５３Ｂを閉鎖するようにして、一直線上に並べられた開口部５３Ａ、５３Ｂを通過して延びている。スライド５４を調節することによって、開口部５３Ａ、５３Ｂを通して水分を放出するために多数の又は少数のプッシュエレメントを解放することができる。この変形例では、プッシュエレメント５０は、例えば、半球状またはディスク形状に設計されており、プッシュエレメント５０の壁５２に穴５５が設けられていてもよい。

図１１Ａ、図１１Ｂ１、図１１Ｂ２、および、図１１Ｃに示された供給システムは、最少の追加の部品点数で実施され得るため、とりわけ有利である。詳細には、リザーバの製造中に、プッシュエレメント５０を容易に設けることができ、作動用スライドを後に簡単に導入することができる。

同様に、調節手段が、例えば、透過性のあるフィルム、毛管作用がある糸、あるいは、中空の針１４の通路に設けられた膜を有するようにしてもよい。摺動自在のプレート２６を使用することにより、有利には、時間中に供給速度を調節することができる。

さらに、リザーバ１３のチューブ２２にはオーバーフロー開口部（溢流開口部、越流開口部）２１が設けられており、これにより余分な水分を容易に流出させることができる。オーバーフロー開口部２１は、開口部１２の高さの直ぐ上に配置されている。集水シート８の下側には断熱材２０が設けられている。これにより、集水面９と周囲大気との間の温度差が可能な限り長く維持され、結露プロセスおよび凝縮プロセスが促進される。断熱材の下側は、水平に設計されていてもよいし、凹状に設計されていてもよいし、凸状に設計されていてもよい。凹状形状は、リザーバ１３内に蓄えられた水分の蒸発を阻止する。

さらに、植物エイド１の外側には受け穴（eye）２９が設けられている。植物エイドを下層土７に固定するため、これらの受け穴２９を通過する固定ピン３０を設けてもよい。任意であるが、植物エイドの受け穴と係合可能なフック３１がピンの様々な位置に設けられている。したがって、ピンによって、植物エイドを所望の高さに支持することができる。さらに、図８に示すように、傾斜した下層土７上に植物エイドを実質的に水平に位置決めすることができるように、植物エイドの配向を設定することができる。好ましくは、受け穴は、植物エイドの周囲に亘って均等に、例えば９０°毎に分配されている。ピンには、さらに、任意であるが、実質的に側方に延びるアームが設けられている。そのため、下層土７の表面６に対してピンを側方に安定させることができる。

図２および図３は、それぞれ、植物エイド１の集水シート８の第１および第２の実施形態の概略側面図である。集水シート８の集水面９は、大気中に存在する水分を集めるために、実質的に上方に向けられている。特定の構造により、集水面９は、水分を得るための少なくとも一つの受け取り面１０および水分を集めるための少なくとも一つの収集面１１を含んでいる。受け取り面１０は、重力方向Ｚに関して第１角度αをなす。収集面１１は、重力方向Ｚに関して第２角度βをなす。第１角度αは第２角度βよりも小さく、これにより、原理的には、受け取り面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が下縁１０Ａと隣接しているため、比較的多くの水滴が収集面１１の近くに集まり、凝集力（cohesive force）により比較的大きな水滴を形成する。これらの大きな水滴に集水面９が作用する付着力は比較的小さく、これにより、第１角度αよりも大きい第２角度βは、収集面１１に沿ってチューブ２内に或いは開口部１２を通してリザーバ１３内に水滴を滑り落すのに、十分な勾配である。

受け取り面１０上の水滴は、降水、および、受け取り面１０が凝縮面として作用することによる結露および／または凝縮によって、獲得される。固体降水（solid precipitation）は、湿潤降水（wet precipitation）と同様に受け入れられ、集められる。

集水シート８の第１実施形態では、図２に示すように、第１角度αは非常に小さく、例えば数°であり、第２角度βは約４５°である。集水シート８の第２実施形態では、図３に示すように、第１角度αは比較的大きく、例えば３０°である。

図４は、植物エイド１の集水シート８の第３実施形態の概略斜視図である。集水シート８上に形成されたリブ２５により、上文中に説明したように、重力方向Ｚに関して傾斜が比較的に急な勾配の受け取り面１０および比較的に緩い勾配の収集面１１が形成される。収集面１１はチャンネル形状部（チャンネル区分）１１ａを含んでいる。このチャンネル形状部１１ａにより、水滴は、チャンネルを介して、集水面９の開口部１２またはチューブ２に案内（誘導）される。チャンネル形状部１１ａは、水滴の直径よりも最小で２ｍｍ広い、例えば略５ｍｍ以上略１５ｍｍ以下の範囲の幅の、例えば１０ｍｍの幅のベースを有している。

図５は、植物エイド１の集水シート８の第４実施形態の概略斜視図である。集水シート８からブロック形状の構造１０ｂが突出しており、これらの構造により受け取り面１０が形成されている。これらの突出構造部により、集水シート８の有効表面が増加し、これにより、大気中からさらに多くの水分を集めることができる。もちろん、突出構造部は別の形状であっていてもよく、例えば図６に示すように四角錐形状であってもよい。

好ましくは、チューブ２は、取り外し可能な二つの壁部品を含む。例えば、チューブ２の長さ方向軸線Ｌと実質的に平行に配向された枢軸に関して枢動自在に構成された壁部品を含む。かくして植物エイド１を若い植物３の周囲に容易に据え付ける（形成する）ことができる。植物エイド１の他の部品もまた、植物エイド１を簡単に且つ迅速に据え付ける（形成する）ため、別々に又は一体をなして所望の通りに形成するようにしてもよい。植物エイド１は比較的簡単に取り外すことができる。かくして、例えば植物３が十分に成長したとき、植物に重大な損傷を及ぼすことなく、二つの壁部品を外方に枢動させることができる。任意であるが植物エイド１は再使用可能である。しかしながら、取り外し作業を簡単にするため、又は、取り外し作業を全く不要にするため、植物エイド１を分解可能な材料（生分解性材料）で製造してもよい。こうした場合には、植物エイド１には、有利には、少なくとも一つのグラフトシェル５を設けることができる。

チューブ２は、例えば、断面が一定の円形をしている。しかしながら、チューブ２を別の形状に、例えば楕円形または矩形に形成してもよい。さらに、断面の寸法が変化してもよく、例えば、受け取る昼の光および／または太陽光を最適にするため、円錐形に形成してもよい。

本発明による好ましい実施形態では、平面視において、チューブ２は約１ｄｍ²の表面積を有する。平面視において、集水シート８はこれよりも表面積が大きく、例えば１ｍ²であり、これにより、比較的多くの水分を集めることができる。これらの表面積の比により、見掛降水量が増加し、このため、雨水を効率的に使用することによって、比較的乾燥した地域でも十分に栽培を行うことができる。

図９は、本発明による植物エイド１の第２実施形態の概略斜視図である。大気中に存在する水分を集めるため、植物エイド１は、植物エイド１の第１実施形態に基づいて論じた集水シート８ばかりでなく、集水面の実質的に上方に配置され局所的な厚肉部（膨出部）を有する糸状構造部（スレッド状構造部、threadlike structure）を含んでいる。フレーム３２が上方に延びており、糸状構造部３３を支持している。糸状構造部３３の端部３３ａは、集水面９の近くに配置される。糸状構造部３３には、局所的膨出部（局所的厚肉部、local thickening）が設けられている。好ましくは、これらの膨出部は、実質的に球形形状または楕円体形状のような、丸みのある形状を有している。局所的膨出部を有する糸状構造部３３を用いることにより露滴が凝縮する表面および／または露滴が付着する表面が増大する。重力の作用により、水滴は糸状構造部３３の端部３３ａまで滑り、集水面９に落ち、ここで上文中に説明したように収集される。かくして、比較的大量の水分を大気から取り出すことができる。これは、降水および／または結露がほとんど或いは全くおこらず、若い植物が比較的大量の水分を蒸発によって失うような地域では、望ましい。糸状構造部が使用されるため、若い植物にとっての日照および／または通風は有利な場合と実際上等しいままとなっている。糸の数を変化させることによって、大気から取り出される水分の量、および、これにともなって植物に与えられる水分を増減させることができる。糸状構造部は比較的細く及び／又はよく撓む設計を有するようにしてもよい。しかしながら、糸状構造部がピン状セグメントを含むように、糸状構造部を比較的丈夫な設計にすることもできる。さらに、糸状構造部を集水シート９または集水シート９の下方に配置された支持構造によって支持するようにしてもよい。糸状構造部を太くする代りに、例えば糸状構造部に固定されたプレート等の他のモジュールを使用してもよい。

好ましくは、植物エイド１は透明でない設計を有する。これにより、植物エイド内での雑草の形成が阻止される。

本発明による別の有利な実施形態では、植物エイド１は、図１０に示すように、さらに、チューブ２を支持するための実質的に平らな支持構造４０を含む。この実質的に平らな支持構造４０は、例えば、剛性の高い織合わせ体として、または、可撓性のネットとして設計される。任意であるが、実質的に平らな支持構造は、例えば植物エイドを栽培場所まで手作業で及び／又は機械的に輸送するために、多数の植物エイドを支持するようにしてもよい。さらに、かくして、接近が比較的困難な地域、例えば急な傾斜地に植物エイドを比較的容易に持ち込むことができる。

栽培ネットとも呼ばれる可撓性ネットは、一つ又はそれ以上の層を含んでいてもよい。一つ又はそれ以上の層は、好ましくは、有機材料および／または無機材料から製造される。栽培ネットは、好ましくは、土ネット４１および上ネット４２を含む。

土ネット４１は、若い植物を含む多数の植物エイドを支持するのに役立つ。グラフト（graft）が土ネットに設けられていてもよい。若い植物が土ネット上に固定されていてもよい。グラウンドネット４１は、さらに、成長土およびグラフトのキャリヤとしても適している。グラフトとともに使用する場合には、ネットは、任意であるが、産業的には、ロール状に巻き取られるようにし、任意であるが栽培を行う際に自動的に拡げられるようにしてもよい。土ネットが、既に発芽した植物または比較的大きな植物を支持しようとする場合には、ネットを予め拡げた後、例えばクリックシステム（click system）を使用して植物がネットに固定されるようにしてもよい。その後、植物の栽培が行われるべき所に、人力でまたは機械的方法でネットが支持されるようにしてもよい。

土ブロックの大きさ、及び／又は、土ブロックの重量、及び／又は、植物の重量、及び／又は、チューブの重量に応じ、総重量が比較的小さい場合に数人の人で運ばれ得る十分な強さを持つように、土ネット４１の寸法が定められる。総重量が比較的大きい場合には、任意であるが機械によって展開してもよい。栽培ネットを使用することによって、栽培速度が速くなる。また、栽培ネットを使用することによって、山の傾斜地や沼沢地等の接近が困難な地域へ、栽培を行うために接近することが可能となる。

栽培ネット自動敷設デバイスおよび／またはヘリコプターを使用することにより、接近が特に困難な地域で、栽培速度を速くすることができる。

グラフトおよび／または若い植物を含む栽培ネットは、腐敗に抗するようにして配置することもできる。栽培速度（植栽速度）が速いため、大きな面積を短時間で栽培（植栽）することができ、その結果、植物の播種および栽培を正しい時期に行うことができる。さらに、植物エイドを用いることにより、植物を、任意であるが従来の栽培期間の他に栽培することができる。

栽培ネットは、さらに、栽培環境の情況、形状および状態に合わせて調節することもできる。任意であるが、栽培が行われるべき土地のマッピングをデジタル写真技術およびＧＰＳによって行ってもよい。

次いで、例えば水しかない場所、岩がごつごつとした場所、一本の木が立っている場所等で、栽培ネットに凹所を形成する。同様に、ネットは、山や丘の頂きの円錐形形状を考慮して設計され得る。環境の形状および状態に合わせて調節する他、ネットの特殊な設計により、栽培者は、所望の形状および／または類別で植物を設けることができる。この場合、風除け、例えば、任意であるが成長が早い植物または樹木により、栽培されるべき他の作物を保護することが可能となる。

上ネット４２は、生育途中の植物を案内し支持するのに役立つ。これにより、特に比較的に高い場所で発生することがある高速の風等によって、若い植物の茎が倒れてしまうことは又は折れてしまうことがないようにする。上ネット４２は、任意であるが、植物がこのネットに沿って上方に成長するように設計されていてもよい。かくして、上ネット４２を植物の一番上に設けてもよいし、茎の半ばあたりに設けてもよい。

本発明によれば、有利には、栽培に高価で複雑な機械が必要とされない。このことは、種子がストリップによって取り囲まれるように植えられる砂糖大根ストリップを使用する場合、あるいは、結合剤、種子、人工肥料等でできた層を高圧ポンプでスプレーし、芝用の成長層を形成する根囲いポンプ(mulch pump)の場合にいえる。さらに、例えば山の傾斜地や沼沢地等の従来の機械では近づくのが困難な地域で栽培を行うことができる。さらに、栽培ネットは、砂糖大根ストリップを越えるさらに大きな利点を有する。すなわち、高速の風に関して良好な保護を提供し、植物エイドを位置決めし、グラフト（grafting）の目的のためにネットの厚さを設定することができるのである。

実質的に平らな支持構造は、請求項１に記載の一つ又はそれ以上の植物エイドを支持するのに適しているばかりでなく、若い植物を保護するための一つの保護構造を含む少なくとも一つの植物エイドを支持するのにも使用され得る、ことが理解される。

図１２は、本発明による植物エイド１の別の実施形態の概略断面図を示す。

リザーバ１３には、入口パイプ６０が設けられており、このパイプの内側の第１端６１が収集面９の開口部１２の縁部に連結されている。このような入口パイプ６０を使用することにより、蒸発によって失われるリザーバ１３内の水分を大幅に減少させる。これは、気体を介して開口部１２に通じている液体の表面の大きさが大きくなると、蒸発する水分の量が増加してしまうためである。逆に、気体を介して開口部１２に通じる液体の表面の大きさが小さくなると、蒸発によって失われる水分の量が減少する。入口パイプ６０内での液体の表面は、リザーバ１３内の残りの液体の表面よりも遥かに小さいため、開口部１２を通した蒸発がこれと比例して少なくなり、従って、リザーバ１３から蒸発によって失われる水分もまた、これと比例して少なくなる。かくして、入口パイプ６０内の液体は、リザーバ１３内の液体の残りの表面からの水分の蒸発に対する障壁を形成する。

入口パイプ６０の第２端６２がリザーバ１３の底部１６の直ぐ上まで延びているため、入口パイプ６０はリザーバ内に少量の水分しか存在しない場合でも機能する。なぜなら、このような場合でも、パイプ６０の第２端６２が液体の表面の下に存在するためである。

好ましくは、入口パイプ６０は、第１端６１の方向で先細りしている。これにより、入口パイプの底部における障害が有利な方法で阻止される。

リザーバ１３には、さらに、オーバーフローパイプ（溢流パイプ、越流パイプ）７０が設けられている。このオーバーフローパイプは、同様の方法で、第１端７１が流出開口部２１の縁部に連結されており、第２端７２がリザーバ１３の底部１６の直ぐ上に達している。このため、流出開口部２１を通る水分の蒸発が阻止される。オーバーフローパイプ７０の障害をなくすため、このパイプは、入口パイプ６０の場合におけるのと同様に、第１端７１の方向で先細りするように形成されていてもよい。

本発明は、本明細書中に説明した例示の実施形態に限定されない。多くの変更が可能である。

かくして、収集面９を様々な色に設計してもよい。表面を明るい色にすることによって、日光による熱の吸収を比較的小さくし、そのため水を集めるための凝縮プロセスの有効性を長期に亘って保持する。

さらに、集水シートは、植物エイドとの組み合わせのみで使用しなくてもよく、例えば建物や帆船等の乗り物で、あるいは、他の海岸に浮かべた構造に固定するための固定手段を用いて、大気中に存在する水分を集めるのに、独立して使用することができる。飲料水等を得るために集めた水分を例えば化学的プロセス等によって処理してもよく、および／または、灌水の目的で使用してもよい。

さらに、植物エイドを塩水または汽水の上に配置することにより、本発明による植物エイドを使用することが可能である。これは、塩水または汽水から蒸発した水分から真水を製造するためである。

こうした変形例は、当業者には明らかであろうし、これが特許請求の範囲に記載した発明の範囲内にあるということは理解されよう。

図１は、本発明による植物エイドの第１実施形態の概略断面図である。 図２は、図１の植物エイドの集水シートの第１実施形態の概略断面図である。 図３は、図１の植物エイドの集水シートの第２実施形態の概略断面図である。 図４は、図１の植物エイドの集水シートの第３実施形態の概略斜視図である。 図５は、図１の植物エイドの集水シートの第４実施形態の概略斜視図である。 図６は、図１の植物エイドの集水シートの第５実施形態の概略斜視図である。 図７は、本発明による調節手段の概略断面図である。 図８は、斜面上に設置された図１の植物エイドの概略断面図である。 図９は、本発明による植物エイドの第２実施形態の概略斜視図である。 図１０は、本発明による平らな支持構造の概略斜視図である。 図１１Ａは、液体をリザーバから供給するための計量分配システムの変形例の概略斜視図である。 図１１Ｂ１は、液体をリザーバから供給するための計量分配システムの変形例の概略斜視図である。 図１１Ｂ２は、液体をリザーバから供給するための計量分配システムの変形例の概略斜視図である。 図１１Ｃは、液体をリザーバから供給するための計量分配システムの変形例の概略斜視図である。 図１２は、本発明による植物エイドのさらなる実施形態の概略断面図である。

Claims (32)

1. 若い植物を保護するための植物エイドにおいて、
   前記植物エイド内に配置可能な若い植物の側方を少なくとも部分的に取り囲むチューブと、
   大気中に存在する水分を集めるための集水シートと、を備え、
   前記集水シートは、受け取り面と、前記受け取り面の下縁と隣接する収集面と、を有する集水面を含み、
   前記受け取り面は、重力方向に対して第１角度を作動的になし、
   前記収集面は、重力方向に対して第２角度を作動的になし、
   前記第１角度は前記第２角度よりも小さい、植物エイド。
2. 前記第１角度は、略４５°よりも小さい、
   請求項１に記載の植物エイド。
3. 前記第２角度は、略４５°よりも大きい、
   請求項１または２に記載の植物エイド。
4. 前記収集面はチャンネル形状部を含む、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の植物エイド。
5. 前記チャンネル形状部は、略５ｍｍ以上略１５ｍｍ以下の範囲の幅を有したベースを含んでいる、
   請求項４に記載の植物エイド。
6. 前記集水面は実質的に漏斗状である、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の植物エイド。
7. 前記集水面は、実質的に上方に向けて作動的に突出する突出構造部を含み、
   前記突出構造部の表面は、少なくとも部分的に受け取り面を形成する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の植物エイド。
8. 前記集水面の実質的に上方に位置する局所的膨出部を含む糸状構造部を、さらに備える、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の植物エイド。
9. 集められた水分を蓄えるためのリザーバを、さらに備える、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の植物エイド。
10. 前記収集面はリザーバ内に開放している、
    請求項９に記載の植物エイド。
11. リザーバは、前記集水シートの実質的に下方に配置されている、
    請求項９または１０に記載の植物エイド。
12. リザーバには、リザーバ下方の下層土へ前記リザーバ内の水分を供給するための灌水点が設けられている、
    請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の植物エイド。
13. 灌水点は、中空の針として設計された滴下具を含む、
    請求項１２に記載の植物エイド。
14. 灌水点には、供給されるべき水分の流れを調節するための調節手段が設けられている、
    請求項１２または１３に記載の植物エイド。
15. 調節手段は、灌水点の開口部を調節するための摺動可能なプレートを含む、
    請求項１４に記載の植物エイド。
16. 調節手段は、前記摺動可能なプレートを移動させるための駆動エレメントをさらに含み、
    前記駆動エレメントには較正具が設けられている、
    請求項１４または１５に記載の植物エイド。
17. リザーバは、第１端が前記リザーバの底部の上方に作動的に配置されており且つ第２端が前記灌水点に連結された流出チャンネルを含む、
    請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の植物エイド。
18. 前記集水面の上側には、付着性低減カバー層が設けられている、
    請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の植物エイド。
19. 前記集水シートの下側には断熱材が設けられている
    請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の植物エイド。
20. 前記チューブは、取り外し可能な二つの壁部品を含む、
    請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の植物エイド。
21. 前記チューブ内に配置された土ブロックを、さらに備える、
    請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の植物エイド。
22. 前記若い植物に有機物質を供給するためのグラフトシェルを、さらに備える、
    請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の植物エイド。
23. 前記チューブを支持するための実質的に平らな支持構造を、さらに備える、
    請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の植物エイド。
24. リザーバは、前記集水面の開口部の縁部の内部に第１端を連結された入口パイプを含む、
    請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の植物エイド。
25. 前記入口パイプの第２端は、前記リザーバの前記底部の直ぐ上まで延びている、
    請求項２４に記載の植物エイド。
26. 前記入口パイプは、前記第１端の方向に先細りしている、
    請求項２４または２５に記載の植物エイド。
27. リザーバは、前記オーバーフロー開口部の縁部の内側に第１端を連結されたオーバーフローパイプをさらに含む、
    請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の植物エイド。
28. 前記オーバーフローパイプの第２端は、前記リザーバの前記底部の直ぐ上まで延びている、
    請求項２７に記載の植物エイド。
29. 前記オーバーフローパイプは、前記第１端の方向に先細りしている、
    請求項２７または２８に記載の植物エイド。
30. 大気中に存在する水分を集めるための集水面を備え、
    前記集水面は、受け取り面と、前記受け取り面の下縁と隣接する収集面と、を含み、
    前記受け取り面は、重力方向に対して第１角度を作動的になし、
    前記収集面は、重力方向に対して第２角度を作動的になし、
    前記第１角度は前記第２角度よりも小さい、集水シート。
31. 建物および／または乗り物に固定するための固定手段を、さらに備える、
    請求項３０に記載の集水シート。
32. 大気中に存在する水分を集めるための方法であって、
    重力方向に対して第１角度をなす受け取り面上に水滴を獲得する工程と、
    重力方向に対して第２角度をなす収集面上に水滴を集める工程と、を備え、
    前記第１角度は前記第２角度よりも小さい、方法。

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