專利名稱：用于從風化層回收氣體和液體的土螺鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及資源回收。更特別地，本公開涉及從風化層回收氣體和液體資源。
背景技術(shù)：
風化層是覆蓋堅固巖石的一層松散的各種材料。其包括灰塵、土壤、破碎巖石以及其他相關(guān)材料，并且存在于地球、月球、一些小行星以及其他行星上。將燃料和其他資源運輸?shù)街T如月球之類的地點以便在月球上使用和/或用于返程到地球，這總體上增加了承載資源的飛船和航天飛行的質(zhì)量和復(fù)雜性，其很大程度上考慮資源的存儲和搬運問題。從例如月球的風化層表面提取氣體和/或液體資源以供現(xiàn)場使用的系統(tǒng)和方法是所期望的，來使得航天飛行能夠更快或者使得航天飛行能夠運輸更多設(shè)備而不是通常要運輸?shù)娜剂匣蚱渌Y源。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種資源回收系統(tǒng)包括捕捉容器，其限定期望表面和捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積。一個或多個打孔裝置位于捕捉容器中，以從期望表面中的至少一個孔挖出土壤。加熱器位于打孔裝置中以加熱打孔裝置，由此加熱被挖出的土壤以從被挖出的土壤釋放一種或多種化合物。捕捉容器構(gòu)造成捕捉從被挖出的土壤釋放的氣體和/或液體化合物。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種從土壤提取資源的方法，包括用捕捉容器覆蓋期望表面，捕捉容器限定期望表面和捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積。土壤被用土螺鉆從期望表面中的孔挖出到捕捉容積中。土螺鉆用于加熱被挖出的土壤，由此釋放一種或多種化合物到捕捉容積中。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種用于挖出土壤的土螺鉆，包括中心桿以及從中心桿延伸的一個或多個翅片。加熱器位于中心桿的桿通道中以加熱土螺鉆，由此加熱土壤。這些和其他的優(yōu)點和特征將從下面的描述并結(jié)合附圖而變得更加明顯。


被視為發(fā)明的本主題在說明書的結(jié)論部分的權(quán)利要求中尤其被指出并清楚地被要求。本發(fā)明的前述的和其他特征及優(yōu)點將從下面的詳細描述并結(jié)合附圖而變得直觀，附圖中
圖1是資源回收系統(tǒng)的實施例的示意圖； 圖2是用于資源回收系統(tǒng)的土螺鉆的實施例的示意圖；并且圖3是用于資源回收系統(tǒng)的土螺鉆的另一實施例的示意圖。所述詳細描述參照附圖以示例的方式闡述了本發(fā)明的實施例，連同優(yōu)點和特征。
具體實施例方式圖1中所示的是資源回收系統(tǒng)10的實施例。系統(tǒng)10位于例如地球、月球、小行星或其他行星上的期望的風化層表面12處。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的內(nèi)部之間的捕捉容積30，將要在該表面12上搜尋資源。在一些實施例中， 捕捉容器14或者通過容器14的柔性或者通過諸如密封的其他手段來配合到表面12，以控制被回收的資源從捕捉容器14的內(nèi)部16泄漏出來。一個或多個打孔裝置18 (例如土螺鉆、尖釘、桿或沖擊機其他打孔裝置)位于捕捉容器14的內(nèi)部中。雖然圖1中僅示出一個打孔裝置18，但應(yīng)當意識到，也可采用其他數(shù)量的打孔裝置18 (例如2個、3個或4個，或者更多打孔裝置18)以提高將資源回收到捕捉容器14中的速度。打孔裝置18被用于在表面12中形成孔20并且從孔20將被挖出的土壤 22移到表面12。現(xiàn)在參見圖2，一種示例性的打孔裝置18 (即土螺鉆)包括桿M，在一些實施例中，桿M沿土螺鉆18的中心軸線沈定位。桿M是基本空心的管狀結(jié)構(gòu)。一個或多個翅片28從桿M向外延伸，在一些實施例中，一個或多個翅片28圍繞桿M螺旋地布置。 如圖3所示，翅片觀可以是基本空心的或者具有連接到桿通道34的翅片通道32。加熱器 36布置在桿通道34和/或翅片通道32中。加熱器36可以例如是放射性同位素加熱器或電加熱器。加熱器36構(gòu)造成使得當被激活時，其加熱土螺鉆18的桿對和/或翅片觀。這進而加熱被土螺鉆18挖出的土壤22。雖然加熱器36被示出插入到土螺鉆中，但應(yīng)當意識到，加熱器36也可類似地插入任何其他打孔裝置18中。再次參見圖1，對被挖出的土壤22的加熱使得被挖出的土壤22中的期望資源和 /或化合物以氣體和/或液體的形式釋放出來進入捕捉容器14。為了對經(jīng)由打孔裝置18 加熱土壤22形成補充，一個或多個能量發(fā)射器38可位于捕捉容器14中以進一步加熱土壤 22。發(fā)射器38可以例如是微波發(fā)射器或集中太陽能發(fā)射器。收集裝置40將資源從捕捉容器14移走以便根據(jù)需要進一步處理。收集裝置40可以例如是冷卻板、蒸餾器、渦輪泵或其他收集裝置40。此外，在一些實施例中，系統(tǒng)10被布置在可移動結(jié)構(gòu)(例如推車42)上，從而當在一個地點完成了資源的搜尋時，系統(tǒng)10可容易地移動到第二地點，以便進行另外的資源搜尋和回收。盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例詳細介紹了本發(fā)明，但應(yīng)當易于理解的是，本發(fā)明不限于這些公開的實施例。相反，本發(fā)明可被修改以包括此前未描述的任何數(shù)量的變化、變更、置換或等同的布置，但其與本發(fā)明的精神和范圍相一致。另外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的不同實施例，但應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的這些方面可僅包括所描述實施例中的一些。相應(yīng)地，本發(fā)明不應(yīng)被視為受到前述描述的限制，而是僅受到所附權(quán)利要求的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種資源回收系統(tǒng)，包括捕捉容器，其限定表面和所述捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積； 一個或多個打孔裝置，其布置在所述捕捉容器中，構(gòu)造成從所述表面中的至少一個孔挖出土壤；和加熱器，其布置在所述打孔裝置中，構(gòu)造成加熱所述打孔裝置，由此加熱被挖出的土壤以從被挖出的土壤釋放一種或多種化合物；其中，所述捕捉容器構(gòu)造成捕捉從被挖出的土壤釋放的氣體和/或液體化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個打孔裝置是一個或多個土螺鉆。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個土螺鉆包括 中心桿；和從所述中心桿延伸的一個或多個翅片； 其中，所述加熱器布置在所述中心桿的桿通道中。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個翅片包括連接到所述桿通道的一個或多個翅片通道。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個打孔裝置是一個或多個尖釘、桿或沖擊機。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述加熱器是放射性同位素加熱器或電加熱器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括收集裝置，以將所述化合物從所述捕捉容器移走。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述收集裝置是冷卻板、蒸餾器或渦輪泵之一。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述化合物處于液體或氣體形式。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述表面包括風化層。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被固定到可移動推車。
12.—種從土壤提取資源的方法，包括用捕捉容器覆蓋期望表面，所述捕捉容器限定所述期望表面和所述捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積；用土螺鉆從所述期望表面中的孔挖出土壤到所述捕捉容積中；和用所述土螺鉆加熱被挖出的土壤，由此釋放一種或多種化合物到所述捕捉容積中。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述土螺鉆包括 中心桿；從所述中心桿延伸的一個或多個翅片；和加熱器，所述加熱器布置在所述中心桿的桿通道中以加熱所述土螺鉆，由此加熱被挖出的土壤。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述一個或多個翅片包括連接到所述桿通道的一個或多個翅片通道。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述加熱器是放射性同位素加熱器或電加熱器。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括經(jīng)由收集裝置將所述化合物從所述捕捉容積移走。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述收集裝置是冷卻板、蒸餾器或渦輪泵之一。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述化合物處于液體或氣體形式。
19.一種用于挖出土壤的土螺鉆，包括 中心桿；從所述中心桿延伸的一個或多個翅片；和加熱器，所述加熱器布置在所述中心桿的桿通道中以加熱所述土螺鉆，由此加熱所述土壤。
20.如權(quán)利要求19所述的土螺鉆，其中，所述一個或多個翅片包括連接到所述桿通道的一個或多個翅片通道。
21.如權(quán)利要求19所述的土螺鉆，其中，所述加熱器是放射性同位素加熱器或電加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從風化層回收氣體和液體的土螺鉆，具體地，一種資源回收系統(tǒng)包括位于期望表面處的捕捉容器，其限定該表面和捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積。一個或多個打孔裝置位于捕捉容器中以從該表面中的至少一個孔挖出土壤。位于打孔裝置中的加熱器加熱被挖出的土壤，從被挖出的土壤釋放一種或多種化合物。捕捉容器構(gòu)造成捕捉從被挖出的土壤釋放的氣體和/或液體化合物。一種從土壤提取資源的方法包括用捕捉容器覆蓋期望表面，捕捉容器限定期望表面和捕捉容器的內(nèi)部之間的捕捉容積。土壤被用土螺鉆從期望表面中的孔挖出到捕捉容積中。土螺鉆加熱被挖出的土壤，由此釋放一種或多種化合物到捕捉容積中。
文檔編號E21B17/22GK102562015SQ20111042917
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者A.J.齊爾默, 呂承頤 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司