JP2001128886A

JP2001128886A - 尿処理装置及び糞尿処理設備

Info

Publication number: JP2001128886A
Application number: JP31497999A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kawamura; ひろみ河村; Makoto Suzuki; 鈴木　　誠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】熱を使わずに尿を処理する。【解決手段】尿は、第１室３７の殺菌用超音波発生器
４５で殺菌し、第２室３８の樹脂製ハニカムパイプ４６
・・・でクリーニングし、第３室３９の複数個の霧化用超
音波発生器４７・・・で霧にする。【効果】尿を殺菌処理するので臭いを消すことができ
る。尿を超音波で霧にして放出する。ヒータで蒸発させ
るものに比較して、熱エネルギーを使用する必要がない
ので経済的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は尿処理装置及び糞尿
処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型の船舶では、便器の下に糞尿タンク
を備え、この糞尿タンクに小便、大便及び洗浄後の汚水
を一括して溜めておき、港に繋留したときに糞尿タンク
を抜取るなどして処理する。列車や大型航空機も同様で
ある。

【０００３】一方、小型の遊覧船、遊魚船、レシャーボ
ートなどの小型船では糞尿タンクを設けるスペースが無
いため、海や河川に垂れ流ししているのが実状である。
しかし、港湾、河川の水質汚濁防止の観点から、小型船
といえども垂れ流しは許されず、糞尿処理が義務付けら
れる方向にある。

【０００４】そこで、例えば特開平１１−１４０３０号
公報「屎尿の乾燥処理機構」が提案されている。この技
術は、同公報第２頁左欄第８行〜第９行に「屎尿を密閉
した容器内で蒸発させることで乾燥処理できる屎尿の乾
燥処理機構」と記載されているように、屎尿を熱エネル
ギーで蒸発、乾燥させて、減量を図ることを基本原理と
したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した熱を
加えて屎尿を乾燥させる装置では、莫大な熱エネルギー
が必要であり、この様な熱エネルギーを船舶で発生させ
ようとすれば、石油を燃料とした発電機が必要となる。
仮に、石油の火炎で直接的に屎尿を暖めるにしても加熱
装置が大掛かりなものとなり、何れにしても小型船では
採用し難い。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は小
型船に適した屎尿処理装置を開発する過程で、小型
船、特に遊覧船や遊魚船では屎尿の大部分が小便及び汚
水である、水を蒸発させるには、常温（約２５℃）か
ら１００℃まで暖める熱エネルギー（液体熱）と１００
℃の熱水を１００℃の蒸気に変えるための熱エネルギー
（蒸発熱）とを合せたところの莫大な熱量が必要であ
る、と言う事実を詳細に検討した結果、次の通り知見す
るに至った。前記に対しては、大便と切り離して、小
便（汚水を含む）を処理する。前記に対しては、水分
を熱を加えることなしに蒸発させる。

【０００７】上記の知見から課題を解決するための手段
を次の様にした。請求項１は、容器内部を尿の流れに沿
って第１室、第２室、第３室に区分し、第１室と第２室
を仕切る第１仕切り板より第２室と第３室を仕切る第２
仕切り板の仕切り高さを低く設定し、第１室に尿の取入
れ口を設ける共に超音波で殺菌作用を発揮する殺菌用超
音波発生器を設け、第２室に樹脂製ハニカムパイプのピ
ースを充填し、第３室に尿を霧にする霧化用超音波発生
器を設けると共に霧になった尿を排出する排出口を設け
てなる尿処理装置である。

【０００８】尿は、第１室で殺菌処理し、第２室である
程度の脱臭処理をし、第３室で霧にして大気へ放出す
る。熱エネルギーを要しないので、大いに省エネルギー
を図ることができる。第１仕切り板を高く、第２仕切り
板を低くすることで、尿の逆流を防止する。第２室にハ
ニカムパイプのピースを充填しておくことで、尿の移動
を緩慢なものにし、重心移動を穏やかなものとする。こ
のため、小型船に尿処理装置を配置しても、この尿処理
装置が船の安定を損う心配はない。

【０００９】請求項２は、容器内に尿を霧にする霧化用
超音波発生器を設け、尿の取入れ口を通じて容器に取込
んだ尿を霧にし、容器に設けた排出口を介して容器外へ
排出することのできる尿処理装置である。尿を超音波で
霧にするため、熱エネルギーを要しないので、大いに省
エネルギーを図ることができる。構造が単純であるた
め、コンパクト化が容易であり、乗用車、寝たきり病
人、ハイキング、旅行に好適である。

【００１０】請求項３は、前記排出口に排出管を接続
し、この排出管に排出ファンを介在させ、この排出ファ
ンにソーラパネルを電気的に接続し、ソーラパネルで発
電した電気で排出ファン並びに前記超音波発生器を駆動
することを特徴とする。

【００１１】排出管を延ばすことで、霧にした尿（以下
「霧化尿」と記す。）を好みの場所へ放出することがで
きる。排出管の配管抵抗は排出ファンで補う。この排出
ファンをソーラパネルで駆動するとともに、ソーラパネ
ルで超音波発生器を駆動することで、給電が困難な小型
船、山小屋、キャンプ場、山間部での尿処理が可能とな
る。

【００１２】請求項４は、糞尿を多孔性斜板に載せて滑
落させる間に固形物と水分とを大まかに分離する分離器
と、分離した水分を処理する請求項１記載の尿処理装置
と、分離した固形物を遠心力で脱水処理する脱水器と、
脱水した固形物を熱した油で乾燥処理する油式乾燥器
と、乾燥した固形物を電磁加熱作用で燃焼させ灰にする
電磁式灰化器と、からなる糞尿処理設備である。糞尿を
大便を主体とした固形物と、尿及び洗浄水を主体とした
水分に大まかに分離する。水分は霧化して大気に放出す
る。固形物は脱水し、乾燥し、灰化することで減量を図
る。特に、加熱した油で固形物を処理すると、熱と油と
で臭いを無臭化することができる。灰が無臭となるの
で、灰の処理が容易となる。

【００１３】請求項５は、前記脱水器、油式乾燥器及び
電磁式灰化器を全て電気エネルギーで作動させるように
し、この電気エネルギーをソーラパネルで賄うようにし
たことを特徴とする糞尿処理設備である。電気エネルギ
ーをソーラパネルから得るようにすれば、電気の無い無
人島、小型船、乗用車に糞尿処理設備を設置することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る尿処理装置を搭載した
屋形船の断面図であり、小型船としての屋形船１０は、
船体１１にエンジン１２、尿処理装置３０、水タンク１
３などを備え、床１４の上を客室１５とし、この客室１
５の後部に小便器１６を備える小用トイレを設け、この
小便器１６を前記尿処理装置３０に連結し、この尿処理
装置３０から排出管１８を延ばしたものである。１９は
操舵室、２１は操舵室１９の屋根に載せたソーラパネル
である。

【００１５】図２は本発明に係る尿処理装置の斜視図で
あり、尿処理装置３０は、取外し可能な蓋３１を備えた
容器３２に次に述べる機器を収納したものであり、蓋３
１に尿を取入れる取入れ口３３と、霧化尿を排出する排
出口３４とを備える。３５は給電ケーブルである。な
お、容器３２は円筒体や多角筒体であってもよい。

【００１６】図３は本発明に係る尿処理装置の断面図で
あり、尿処理装置３０は、容器３２の内部を尿の流れに
沿って第１室３７、第２室３８、第３室３９に区分し、
第１室３７と第２室３８を仕切る第１仕切り板４１より
第２室３８と第３室３９を仕切る第２仕切り板４２の仕
切り高さを低く設定し、第１室３７に尿の取入れ口３３
を臨ませる共に第１室３７に超音波で殺菌作用を発揮す
る殺菌用超音波発生器４５を設け、第２室３８に樹脂製
ハニカムパイプ４６・・・（・・・は複数を示す。以下同
様。）のピースを充填し、第３室３９に尿を霧にする霧
化用超音波発生器４７・・・を設けると共に第３室３９に
霧化尿を排出する排出口３４を臨ませたものである。

【００１７】なお、排出管１８に排出ファン４９を介在
させ、この排出ファン４９をソーラパネル２１で得た電
気エネルギーで駆動することが望ましい。排出ファン４
９を介在させれば、排出管１８の管路抵抗に打ち勝って
霧化尿を大量に流すことができる。従って、排出管１８
の長さや曲りを自由に決めることができ、霧化尿を都合
のよい所へ排出することができる。又、ソーラパネル２
１で得た電気エネルギーは超音波発生器４５，４７に供
給する。

【００１８】以上に述べた尿処理装置３０の作用を次に
説明する。図３にて、小便器１６から流れ落ちた尿は、
逆止弁５１を押開けて第１室３７に落下する。尿の供給
が止まれば逆止弁５１はスプリングの力で戻り、弁閉状
態になる。弁閉となれば第１室３７の内部の臭いが小便
器１６を介して外へ洩れる心配はない。

【００１９】第１室３７では殺菌用超音波発生器４５を
約２．４ＭＨｚの振動数で振動させる。すると、第１室
３７に溜まっている尿が振動し、雑菌は死滅する。尿は
本来、清浄な液体であるが、空気中で雑菌に触れると腐
敗して臭うようになる。雑菌や微生物が繁殖しなければ
無臭の液体のままである。

【００２０】第１室３７から溢れた尿は第１仕切り板４
１を乗越えて第２室３８に至る。第２室３８には樹脂製
ハニカムパイプ４６・・・を充填してあるため、尿はハニ
カムパイプ４６・・・の隙間に進入することになる。ハニ
カムであるからパイプ４６に蜂の巣状の孔が無数に空い
ているため、この孔に尿が進入する。この第２室３８の
断面図及び作用は後述する。

【００２１】第２室３８から溢れた尿は第２仕切り板４
２を乗越えて第３室３９に至る。第３室３９では複数個
の霧化用超音波発生器４７・・・を約２．４ＭＨｚで振動
させる。すると、第３室３９に溜まっている尿の一部が
霧になり、この霧化尿が排出管１８を通じて外に至る。
液体を霧にするにはかなりのエネルギーを注入しなけれ
ばならないので、実施例では１時間当り２５０ｃｍ³を
霧化する能力のある霧化用超音波発生器４７・・・を１５
個碁盤目の様に配置する。これで１時間当り３７５０ｃ
ｍ³の尿を処理することができる。

【００２２】第３室３９には、水位センサ５２（例えば
フロートスイッチ）を備えておき、水位が一定以下に下
がったときには霧化用超音波発生器４７・・・を停止す
る。これで、霧化用超音波発生器４７・・・の空焚（から
だき）を防止する。

【００２３】霧化用超音波発生器４７・・・で霧化した尿
は、軽くなり上昇し、排出口３４から容器３２の外へ出
る。しかし、排出口３４に長くて曲りを含む排出管１８
を接続すると、排出管１８が抵抗となって霧化尿がうま
く流れない可能性はある。そこで、排出管１８に排出フ
ァン４９を取付け、この排出ファン４９で強制的に排気
する。すなわち、排出ファン４９を付属させれば、排出
管１８は曲りや長さを気にすることなく延長させること
ができる。

【００２４】図４は図３の４−４線断面図であり、第２
室３８の断面図であるが、第２室３８に充填する樹脂製
ハニカムパイプ４６・・・のピースは、段積みしたピース
群と隣のピース群との間に０．５〜１．５ｍｍ程度の隙
間ｔ・・・を開けておくことが望ましい。この隙間ｔ・・・を
確保しておけば、図奥の第１仕切り板４１を乗越えて来
た尿が迅速に第２室３８の内部に達するからである。樹
脂製ハニカムパイプ４６・・・は表面積が大きく、そこに
尿が接触するため、尿に異物が含まれている場合には、
この異物を吸着する作用も発揮する。従って、第２室３
８は簡易的な浄化機能槽であるといえる。

【００２５】図５（ａ），（ｂ）は本発明の第２室の更
なる作用説明図である。（ａ）は矢印（小型船がローリングしたときに相当）
の様に傾いたときに、多数の樹脂製ハニカムパイプ４６
・・・が邪魔板のように尿の急激な横移動を抑制する作用
をなす。（ｂ）は矢印（小型船がピッチングしたときに相当）
の様に傾いたときに、多数の樹脂製ハニカムパイプ４６
・・・が邪魔板のように尿の急激な横移動を抑制する作用
をなす。小型船では、急激な重心の移動は禁物である。
この点、本発明では上記（ａ），（ｂ）のように尿の移
動を制限し、重心の急激な移動を緩和するので、船の安
定化を良好に保つことができる。

【００２６】以上に述べた尿処理装置３０（図３参照）
は、小型船に常設しておくのに適している。しかし、乗
用車などではスペース的に常設が難しいので、次に可搬
可能な小型の尿処理装置の例を示す。

【００２７】図６は本発明に係る可搬可能な小型の尿処
理装置の構造図であり、この尿処理装置３０Ｂ（図３の
装置と区別するためにＢを添えた。）は、小型の容器３
２内に尿を霧にする霧化用超音波発生器４７を設け、尿
の取入れ口３３を通じて容器３２に取込んだ尿を霧に
し、容器３２に設けた排出口３４を介して容器３２外へ
排出することのできる簡便な可搬可能な装置である。

【００２８】詳しくは、容器３２内を前室３６、第１室
３７、第２室３８及び第３室３９からなる４つの室に区
分し、前室３６と第１室３７を予備仕切り板４０で仕切
り、第１室３７と第２室３８を第１仕切り板４１で仕切
り、第２室３８と第３室３９を第２仕切り板４２で仕切
り、予備仕切り板４０から第３仕切り板４３まで順に仕
切り高さを下げて、尿の逆流を防止するようにした。

【００２９】第２室３８に活性炭５４・・・を充填する。
活性炭５４は吸着面積が格段に大きいため、尿に含まれ
る異物を吸着させることができる。加えて、活性炭５４
に銀コート又は銅コートを施す。銀イオンや銅イオンに
強い殺菌作用があるため、尿中の雑菌を殺菌する作用を
発揮する。図３で説明した殺菌用超音波発生器４５を銀
コート又は銅コートに置き換え、樹脂製ハニカムパイプ
４６を活性炭５４に置き換えたことで、図６に示す小型
の尿処理装置３０Ｂを完成させることができたわけであ
る。

【００３０】第３室３９には霧化用超音波発生器４７を
設けるが、要求処理量が少ないため、１個で済ませるこ
とができる。

【００３１】小型の尿処理装置３０Ｂの作用を説明する
と、先ず、尿受けボール５５及びホース５６を介して、
前室３６に尿を投入する。なお、第１室３７の臭いが戻
らぬように、未使用時には弁５７を閉じておく。前室３
６に溜まった尿が一定以上の量になると、尿の一部が予
備仕切り板４０を乗越えて第１室３７に至る。同様に第
１室３７に尿が一定以上の量になると、尿の一部が第１
仕切り板４１を乗越えて第２室３８に至る。

【００３２】第２室３８では、銀又は銅をコートした活
性炭５４・・・で殺菌及び浄化処理を施す。第２室３８に
溜まった尿が一定以上の量になると、尿の一部が第２仕
切り板４２を乗越えて第３室３９に至る。第３室３９で
は、霧化用超音波発生器４７にて尿は霧になる。この霧
化尿は排出口３４に接続した排出管１８を通じて外に至
る。このときに、排出ファン４９で霧化尿を強制的に排
出するが、この排出ファン４９はソーラパネル２１の電
気エネルギーで駆動させる。このソーラパネル２１で発
電した電気の一部は霧化用超音波発生器４７の駆動にも
供する。

【００３３】この様に、排出ファン４９並びに霧化用超
音波発生器４７を駆動する電気エネルギーを外部から供
給する必要がないので、給電設備のない無人島、離島、
山間部、走行中の車両などおいて、本発明の尿処理装置
３０Ｂを使用することができる。

【００３４】なお、予備仕切り板４０で区切ることで第
１室３７に隣接した前室３６を設けたのは、容器３２を
多数の室に区画して重心移動を緩慢にすることを目的と
したものである。しかし、予備仕切り板４０並びに前室
３６を廃止して、第１室３７〜第３室３９で尿処理装置
３０Ｂの要部を構成することは差支えない。

【００３５】図７は本発明に係る糞尿処理設備の原理図
であり、糞尿処理設備６０は、腰掛け便器６１から落下
する糞尿を多孔性斜板６２に載せて滑落させる間に固形
物６３と水分６４とを大まかに分離する分離器６５と、
分離した水分６４を処理する図３記載の尿処理装置３０
と、分離した固形物を遠心力で脱水処理する脱水器６６
と、脱水した固形物を熱した油で乾燥処理する油式乾燥
器６７と、乾燥した固形物を電磁加熱作用で燃焼させ灰
にする電磁式灰化器６８と、からなる。多孔性斜板６２
は表面に低摩擦係数の樹脂をコートした多孔斜板である
が、メッシュコンベアであってもよい。

【００３６】６９は集水板、７１，７２，７３，７４は
コンベア、７５は油加熱ヒータ、７６は高周波回路、７
７は高周波発生器、７８は鉄粉又は鋼球である。加え
て、脱水器６６、油式乾燥器６７及び電磁式灰化器６８
を全て電気エネルギーで作動させるようにし、この電気
エネルギーをソーラパネル２１の発電で賄うようにす
る。

【００３７】糞尿処理設備６０は、糞尿を処理対象とす
るが、糞尿を単位に加熱処理するのではなく、先ず固形
物（大便）と水分（小便＋洗浄水）とを分離し、水分は
図３で述べた尿処理装置３０で霧化処理し、固形物は別
途次に述べる処理を施すことを特徴とする。

【００３８】固形物６３は、先ず洗濯機に付属している
脱水器と同じ原理の遠心式脱水器６６で水分を除去し、
次の油式乾燥器６７で熱した油に浸漬する。すなわち、
固形物６３を空揚げする訳である。空揚げすると、固形
物６３の含水が除去でき、加熱することで有機質分が焼
けてほぼ無臭になる。乾燥が進むと共にほぼ無臭になっ
た固形物６３を鉄粉又は鋼球とともに電磁加熱すると、
粘着力が消失し、分離し、粉になる。この粉は基本的に
無臭化並びに減量化に成功したものであるから、後に袋
に詰める等してごみ処理場へ送る若しくは土に埋めれば
よい。

【００３９】尚、請求項２は、図６で説明した小型の尿
処理装置３０Ｂを対象としたものであるが、活性炭を装
備するか否かは任意である。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の尿処理装置では、尿を第１室で殺菌処
理し、第２室である程度の脱臭処理をし、第３室で霧に
して大気へ放出する。熱エネルギーを要しないので、大
いに省エネルギーを図ることができる。第１仕切り板を
高く、第２仕切り板を低くすることで、尿の逆流を防止
する。第２室にハニカムパイプのピースを充填しておく
ことで、尿の移動を緩慢なものにし、重心移動を穏やか
なものとする。このため、小型船に尿処理装置を配置し
ても、この尿処理装置が船の安定を損う心配はない。

【００４１】請求項２は、容器内に尿を霧にする霧化用
超音波発生器を設け、尿の取入れ口を通じて容器に取込
んだ尿を霧にし、容器に設けた排出口を介して容器外へ
排出することのできる尿処理装置であり、尿を超音波で
霧にするため、熱エネルギーを要しないので、大いに省
エネルギーを図ることができる。構造が単純であるた
め、コンパクト化が容易であり、乗用車、寝たきり病
人、ハイキング、旅行に好適である。

【００４２】請求項３は、前記排出口に排出管を接続
し、この排出管に排出ファンを介在させ、この排出ファ
ンにソーラパネルを電気的に接続し、ソーラパネルで発
電した電気で排出ファン並びに前記超音波発生器を駆動
することを特徴とし、排出管を延ばすことで、霧化尿を
好みの場所へ放出することができる。排出管の配管抵抗
は排出ファンで補う。この排出ファンをソーラパネルで
駆動するとともに、ソーラパネルで超音波発生器を駆動
することで、給電が困難な小型船、山小屋、キャンプ
場、山間部での尿処理が可能となる。

【００４３】請求項４の糞尿処理設備は、糞尿を大便を
主体とした固形物と、尿及び洗浄水を主体とした水分に
大まかに分離し、水分は霧化して大気に放出し、固形物
は脱水し、乾燥し、灰化することで減量を図るものであ
る。特に、加熱した油で固形物を処理すると、熱と油と
で臭いを無臭化することができる。灰が無臭となるの
で、灰の処理が容易となる。

【００４４】請求項５は、前記脱水器、油式乾燥器及び
電磁式灰化器を全て電気エネルギーで作動させるように
し、この電気エネルギーをソーラパネルで賄うようにし
たことを特徴とする糞尿処理設備であり、電気エネルギ
ーをソーラパネルから得るようにすれば、電気の無い無
人島、小型船、乗用車に糞尿処理設備を設置することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る尿処理装置を搭載した屋形船の断
面図

【図２】本発明に係る尿処理装置の斜視図

【図３】本発明に係る尿処理装置の断面図

【図４】図３の４−４線断面図

【図５】本発明の第２室の更なる作用説明図

【図６】本発明に係る可搬可能な小型の尿処理装置の構
造図

【図７】本発明に係る糞尿処理設備の原理図

【符号の説明】

１０…屋形船、１６…小便器、１８…排出管、２１…ソ
ーラパネル、３０，３０Ｂ…尿処理装置、３２…容器、
３３…取入れ口、３４…排出口、３６…前室、３７…第
１室、３８…第２室、３９…第３室、４０…予備仕切り
板、４１…第１仕切り板、４２…第２仕切り板、４５…
殺菌用超音波発生器、４６…樹脂製ハニカムパイプ、４
７…霧化用超音波発生器、４９…排出ファン、５４…活
性炭、６０…糞尿処理設備、６１…腰掛け便器、６２…
多孔性斜板、６３…固形物、６４…水分、６５…分離
器、６６…脱水器、６７…油式乾燥器、６８…電磁式灰
化器、７５…油加熱ヒータ、７７…高周波発生器、７８
…鉄粉又は鋼球。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内部を尿の流れに沿って第１室、第
２室、第３室に区分し、第１室と第２室を仕切る第１仕
切り板より第２室と第３室を仕切る第２仕切り板の仕切
り高さを低く設定し、第１室に尿の取入れ口を設ける共
に超音波で殺菌作用を発揮する殺菌用超音波発生器を設
け、第２室に樹脂製ハニカムパイプのピースを充填し、
第３室に尿を霧にする霧化用超音波発生器を設けると共
に霧になった尿を排出する排出口を設けてなる尿処理装
置。
【請求項２】容器内に尿を霧にする霧化用超音波発生
器を設け、尿の取入れ口を通じて容器に取込んだ尿を霧
にし、容器に設けた排出口を介して容器外へ排出するこ
とのできる尿処理装置。
【請求項３】前記排出口に排出管を接続し、この排出
管に排出ファンを介在させ、この排出ファンにソーラパ
ネルを電気的に接続し、ソーラパネルで発電した電気で
排出ファン並びに前記超音波発生器を駆動することを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の尿処理装置。
【請求項４】糞尿を多孔性斜板に載せて滑落させる間
に固形物と水分とを大まかに分離する分離器と、分離し
た水分を処理する請求項１記載の尿処理装置と、分離し
た固形物を遠心力で脱水処理する脱水器と、脱水した固
形物を熱した油で乾燥処理する油式乾燥器と、乾燥した
固形物を電磁加熱作用で燃焼させ灰にする電磁式灰化器
と、からなる糞尿処理設備。
【請求項５】前記脱水器、油式乾燥器及び電磁式灰化
器を全て電気エネルギーで作動させるようにし、この電
気エネルギーをソーラパネルで賄うようにしたことを特
徴とする請求項４記載の糞尿処理設備。