JP2007023625A - 水洗トイレ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型でメンテナンスが容易な水洗トイレシステムを提供する。
【解決手段】 水洗トイレシステムは、洗浄水タンクを備える水洗トイレシステムであって、洗浄水を含む屎尿等の固液分離を行う固液分離装置と、前記固液分離装置により分離された主に固形物を処理するバイオ処理装置と、前記固液分離装置により分離された主に液体を処理する浄化システムと、から構成される。このトイレシステムでは、浄化システムで浄化された水を水タンクに送り、循環させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水洗トイレに関し、特に、屎尿等を固液分離し、主に固形物をバイオ処理すると共に、主に液体を浄化し、洗浄水として再利用するトイレシステムに関する。また、該トイレシステムは、トイレ室内の洗浄装置を含んでもよい。

近年トイレ は、住宅では自家用浄化槽で浄化した後一般下水へ流す形式から公共下水道の整備によって本格的な水洗トイレ が普及している。一方、レジャーキャンプや屋外作業などにおいて、特別なメンテナンスを必要とする事もなく、糞尿（又は屎尿）をバイオ処理するトイレが開発されている（例えば、特許文献１から３）。この様な簡易トイレは、手軽に運搬できしかも携帯できる利点からレジャーボートや屋外作業などにおいて、多く使用される傾向にある。

一方、簡易型の水洗トイレでは、処理槽を複数設け、沈殿等により固液分離を行った後、液体成分を適宜処理して、更に水洗用の水として再利用している（例えば、特許文献４）。

特開２０００−３０８５９９号公報 特開２００１−１２０４６０号公報 特開２００１−２０４６５１号公報 特開２０００−２５７１３３号公報

しかしながら、このような簡易トイレ等では、水の便が悪いなど、室内洗浄が難しく、特に使用後にいつもトイレ室内を洗浄すること等は思いもよらないのである。また、屎尿等の浄化処理装置が巨大化しがちである。

上記のような問題点に鑑みて、本発明では、循環型の小型でメンテナンスが容易な簡易トイレを提供する。また、トイレ使用後にトイレ室内を洗浄する装置をも提供することができる。

本発明において、野外に設置される簡易トイレでは、バイオ処理槽を含む水洗トイレが好ましい。該水洗トイレは、例えば、便器と、便器から屎尿及び洗浄水を排出する該便器に接続された管と、該管の排出口に接続された分離ユニットと、該分離ユニットに接続されるバイオ処理槽を備えてよい。また、前記管は、管中の屎尿又は洗浄水を検出するセンサーを含むことができる。前記分離ユニットは、前記管から排出された屎尿及び洗浄水の混合物を受け入れるチャンバーと、該チャンバーに入った屎尿及び洗浄水の混合物を主に液体及び主に固体に分離するフィルタと、該フィルタにより分離された主に固体を排出する第１の排出口と、該フィルタにより分離された主に液体を排出する第２の排出口を含むことができる。そして、トイレの使用により、水栓を開ければ、前記センサーが屎尿又は洗浄水を検出し、信号を発し、この信号に応じて、前記チャンバーの容積を変化させることができる。このような野外のトイレでは、洗浄水が十分でない等の課題があるが、処理して浄化した洗浄水等を再利用すれば、十分な量の洗浄水を確保できる。

より具体的には、以下のものを提供する。

（１） 水タンクを備える水洗トイレシステムであって、 トイレ本体と、 水を含む屎尿等の固液分離を行う固液分離装置と、 前記固液分離装置により分離された主に固形物を処理するバイオ処理装置と、 前記固液分離装置により分離された主に液体を処理する浄化システムと、を含み、 前記浄化システムで浄化された水を前記水タンクに戻す水洗トイレシステム。

（２） トイレ本体が収納されるトイレ室内を洗浄する洗浄装置を更に備え、浄化した洗浄水を用いてトイレ室内を洗浄することを特徴とする上記（１）に記載の水洗トイレシステム。

（３） ほぼ球形のトイレ外観を有するトイレシステムであって、 トイレ室内に便器を設け、 該便器の下方に固液分離装置を備え、 該固液分離装置の下方にバイオ処理装置を備え、 該便器の左又は右側に主に液体を処理する浄化システムを備え、 前記便器の背面に水タンクを備えることを特徴とするトイレシステム。

（４） 更に、前記浄化システムとは反対側に男性用小便器を備えることを特徴とする上記（３）に記載の水洗トイレシステム。

（５） 前記男性用小便器は、前記ほぼ球形のトイレ外観の一部をくりぬいて設けられることを特徴とする上記（４）に記載の水洗トイレシステム。

このような水洗トイレシステムでは、全体の形がほぼ球形をしており、バランスがよいものであるが、空いたスペースに男性用小便器を置くことにより、コンパクトで利便性の高いトイレとすることができる。ここでくりぬくとは、例えば、全体の球形状のうち、右側の約３分の１のところから全て取り除いた一部カットされた球形状を含むことができる。また、右端に多少の壁部を残し、間に縦に空いたスリットのようなものを形成する球形状に一部切れ込みを入れたような形状を含むことができる。尚、完全に外に出すことなく、球形状の中に男性用小便器を備えることもできる。また、前記トイレ本体とこの男性用小便器の間に仕切り壁を設けることもできる。

（６） 更に、前記トイレ室外殻の下方でその周りに、車椅子等のスロープを設けるための基底部を備えることを特徴とする上記（３）から（５）のいずれかに記載の水洗トイレシステム。

この基底部は、ドーナツ状に球形のトイレ全体の下部を囲むことができる。その基底部の厚みにおいて、ドーナツ状の円環部の高さを徐々に上げるスロープとすることができる。

（７） 更に、前記トイレ室外殻の正面ほぼ中央にドアを備えることを特徴とする上記（３）から（６）いずれかに記載の水洗トイレシステム。

本発明によれば、小型でメンテナンスが容易な水洗トイレシステムを提供することができる。

以下に本発明の実施例について、図面に基づいてより詳しく説明する。

図１は、トイレ主要部１０を含む、トイレシステム全体２００を図解する。トイレ主要部１０は、トイレ本体１１、及びそこに設置される便器１２、便器１２から屎尿や洗浄水等を排出するために、そこから下向きに延びる配水管１４、配水管１４中の排水等を検知するセンサ１６、配水管１４の端部に配置されるフランジ１８、このフランジで接続される固液分離装置２２から構成される。固液分離装置２２は、フィルタ３０及び奥壁３２により囲まれた空間を、奥壁３２の位置を同装置の前後に移動させることにより、拡大・縮小させることができる。即ち、屎尿や洗浄水等が投入されると、奥壁３２が前に移動し、囲まれた前記空間の容積を小さくする。蓋２８は閉じているため、前記空間の内圧が高くなり、フィルタ３０により容易に分離が行われる。このとき、フィルタ３０のみならず、奥壁３２にもフィルタを備えることができる。このようにして、円滑に固液分離を行う。

概ね、液体成分がフィルタ３０等から濾し出されたところ、蓋２８が開き、主に固形成分が固液分離装置２２から排出される。即ち、固液分離装置２２の下には、排出管３１が配置され、開口に備えられた蓋２８を開けることにより、バイオ処理装置１５０に該固形成分が投入される。バイオ処理装置１５０は、主に固体成分を受けるが、適量の水分も同時に受けることが好ましい。バイオ処理装置１５０内には、攪拌手段としての大径及び小径のリボンスクリュー１９０及び１９２が設けられ、それぞれ回転することにより内容物を攪拌する。固液分離装置２２で分離された液体は、排出管３６を通り、更に管３０２を経由して、バッファとしての貯留槽３０４に蓄えられる。

貯留槽３０４に一旦蓄えられた液体は、ポンプ３０６により最適量ずつ汲み上げられ、供給管３０８から、液体浄化装置３００へと投入される。この貯留槽３０４がなくてもよいことはいうまでもない。

液体浄化装置３００は、図中左側及び右側の２つのフィルタシークエンスによって構成されている。両者は、図中、くの字状若しくはジグザグにほぼ鉛直に延びる仕切り板によって仕切られている。左側が第1のフィルタシークエンスで、右側はそれに続く第2のフィルタシークエンスである。供給管３０８から投下された液体成分は、ほぼ水平に広がる上から順に第1、第2、第3、第4のフィルタによって濾される。第1のフィルタは第2のフィルタよりも目が粗いようになっている。このとき濾される液体成分は、かなりの量であると考えられる。

左側の一連のフィルタユニットからなるフィルタシークエンスで濾された液体は、ポンプ（図示せず）により再度汲み上げられ、同様に配管を通って、右側の一連のフィルタユニットからなるフィルタシークエンスで処理される。右側の処理済液は、配管３８０を通って、光触媒等による更なる浄化槽３９０へと導かれる。この浄化槽３９０で処理された液体は、ポンプ３９２により汲み上げられ、トイレ本体１１を洗浄する洗浄水のタンク４０２に投入される。

タンク４０２には、洗浄水を含む屎尿等の処理により減少した液体を補うための水のタンク４００が接続され、常時不足した水をタンク４０２に補うようにしている。タンク４０２の洗浄水は、バルブ４５０の開閉により、適宜、便器１２の洗浄用に用いられる。

図２は、汚水処理装置をバイオ処理型の水洗トイレに適用した場合を、簡単に図解するものである。ロータンク４０２には、循環水及び水道水が導入され常に所定の量の水が確保される。トイレ本体１１で洗浄水を流すと、固液分離装置２２において、主に固形物が所定量の液体と共にバイオ処理装置（バイオタンク）１５０に導かれる。バイオ処理装置１５０では、約１／２の有機物を処理する。ここで、主に固形物とは大便、トイレットペーパ等であり、主に液体とは、小便や洗浄水である。同装置で分離された主に液体は、実際は小便や洗浄水の約半分であり、これを以下の汚水処理装置で処理することにある。汚水は、第１のバッキ槽（爆気槽）３０１ａに導かれ、二酸化炭素などを放出させる。次に、第２のバッキ槽（爆気槽）３０１ｂに導き、約１／２の有機物のバッキ処理を行う（エアーレーション法）。次に脱色・脱臭を行う３０１ｃ。そして、殺菌処理を行い３０１ｄ、ＢＯＤ１０以下の処理水をえる。この処理水は、蒸発室３０１ｅに繋がりつつ、ロータンク４０２へと循環されるが、ヒータ３９０ｃにより、水蒸気が蒸発、大気中に開放される。

図３は、本発明の実施例の１つであるトイレの室５００の中を模式的に示したものである。ここに描かれる壁は全てトイレの室内の内壁であり、実際には、その外側に所定の間隔をおいて外壁が備えられる。

図３のトイレ室５００は、４つの側面壁、１つの天井板、そして１つの床面により規定される。床面には、トイレ本体１１が設置され、その横に背の低い貯水槽４０２が壁際に配置される。床面には、ドレイン用の開口５０６があり、不要な水が排出されるようになっている。図中右側面は、このトイレ５００の入り口５０１を規定する壁である。その右横の壁には非常停止ボタン５１４が備えられ、異常が生じた場合、種々の機器を直ちに終了させることができるようにされている。同じ壁の上方には、換気口５０４が設けられ、換気扇によって排気される。

入り口の壁に向かう背側の壁には、上に照明用のランプ５０２が備えられる。また、そのやや下側には、洗浄液及び／又は滅菌剤を散布できる噴霧ノズル５０８が設けられている。この噴霧ノズル５０８は、通常は壁に入り込んでおり、目立たないようになっているが、このような洗浄時には、飛び出してきて、中に取り残されているかもしれない使用者の注意を促すことができる。

尚、この図には、固液分離装置２２、バイオ処理装置１５０、液体浄化装置３００等が記載されていないが、これらは、トイレ室の外側（例えば、下側又は横側）に配置されている。

図４は、このトイレの洗浄装置の制御部を模式的に示す。モーションセンサや、ドアの開閉を検知するセンサ５１２からの信号は、コントロールユニット５１０に送られ、洗浄するのに適当なタイミングであるかを判断するようにしている。非常停止ボタン５１４は、が押されるとその信号はコントロールユニット５１０に送られ、浄化システム５１６の停止などがなされる。コントロールユニット５１０は、所定のアルゴリズムに従い、適切な洗浄スケジュールを立てる。

図５は、洗浄システムを稼動させるためのプログラムを示している。最初にトイレ５００のドアが開いたかをチェックする（Ｓ５５０）。開いていない場合は、再度同じチェックを行う。次にモーションセンサ５１２により、トイレ室内に人がいることを確認する。モーションセンサで、否定的である場合は、更に最初からこのアルゴリズムを行う。

モーションセンサ等５１２で使用者が室内にいることを確認し、使用者は水を流して、使用を終了させる。このとき、トイレ室内の表示（図示せず）では、退室後洗浄が行われる胸の警告が行われる。この警告は音声で行うこともできる。

使用者がドアを開けて外に出ると、噴霧ノズル（洗浄ノブ）５０８が壁より出てきて、洗浄準備を整える（Ｓ５６０）。同時に非常停止スイッチがスタンバイし、ＯＮを待つループに入る（Ｓ５６６）。ディレイ時間後、噴霧ノズルから洗浄液・滅菌剤が噴霧され、トイレ室内が洗浄・滅菌される（Ｓ５６０）。続いて、温風によるトイレ室内の乾燥が行われる（Ｓ５６２）。乾燥が終わると、洗浄終了の表示がトイレの外側に表示され、洗浄が終了したことがわかる（Ｓ５６４）。また、洗浄中若しくは温風乾燥中に非常停止ボタンが押されると、全ての機器が停止され（Ｓ５６８）、ドアが開いたかを判断する工程の前にプログラムは進む。

図６は、トイレ主要部１０の動作を表すフローチャートである。センサ１６の信号を待って、信号が入ると（Ｓ１０）、遅れ時間後（Ｓ１２）、電磁石３４の電源をＯＮし、奥壁３２をスライドさせる（Ｓ１４）。そして、所定の遅れ時間後（Ｓ１６）、蓋２８を開ける信号を送信し（Ｓ１８）、蓋２８を開放する。所定時間後（Ｓ２０）、電磁石の電源をＯＦＦとし（Ｓ２２）、奥壁３２を自重によりガイド溝３５に沿ってスライドさせ、チャンバー２４の容積を拡大させる。所定時間後（Ｓ２４）、蓋２８を閉じて（Ｓ２６）、リターンされる。

ここで、奥壁３２のスライドや蓋２８の開閉は、固液分離が好ましく行われるように制御される。即ち、洗浄水を含む屎尿等の液体の約５０％が固体部分と共にバイオタンク１５０（図７）へと導入されるように制御される。バイオタンク１５０では、バイオ処理において所定の水分量を確保することが好ましいからである。また、固液分離装置２２の設置角度も、電磁石３４をＯＦＦしたときに奥壁３２が自重で元の位置に戻るように、そして、洗浄水を含む屎尿等の液体の約５０％が固体部分と共にバイオタンク１５０（図１）へと導入されるように設定される。より具体的には、固液分離装置２２は、垂直面から６０から８０度の角度で取り付けることがより好ましい。尚、バイオタンク１５０の微生物の活動を継続的に活発に行わせることが好ましく、そのために、これら微生物の活動を阻害するような成分（例えば、殺菌成分）を、洗浄水等に含ませておかないことが好ましい。このように、洗浄で用いられる洗浄水などが、循環再利用されて使用される。

次に、別の実施例であるトイレシステム２０２を図７−１０に基づいて説明する。図７は、右側面からみた内部透視図であり、図８は上面から見た内部透視図であり、図９は正面から見た一部内部透視図である。図１０は、左側面からみた内部透視図である。トイレシステム２０２は、左側に浄化装置３４０を縦向きに備え、その右横に光触媒フィルタ室３８９が配置される。その更に右側（上面視の図においては、トイレシステム２０２の背面側）には、貯水タンク３９０や蒸発室が配置される。このような配置とすることにより、狭い空間を有効に活用することができる。特に、高い容量若しくは高さが必要な物については、球状のトイレシステム２０２の形状を利用し、浄化装置３４０のように横に並べる場合は、中央にそのような容量の大きい若しくは背の高い装置を置くことができる。

トイレシステム２０２は、上面からの内部が見える図（図８）に示すように、トイレ本体２０２の下部に車椅子等のスロープを設けるための基底部２５０が所定の高さのある円盤若しくは円筒形状で配置される（他の図では、このような基底部２５０は示されていない）。ほぼ中央に、ほぼ球形をしたトイレ本体２０２が設置される。トイレ本体２０２の正面には、利用者が出入りできるドア２０６が配置され、室内には、やや前方にターンテーブル２７７が配置される。その後方に便座１１ａを乗せた便器１１が配置される。この便器１１の上方に証明装置５０２が配置され、室内を照らすことができる。便器１１の右側には、エアコン２８０が配置され、その下方に、水素発生装置を備える燃料電池２６２が配置される。この燃料電池２６２により、トイレシステム２０２の動力（エアコン、照明など）をまかなうことができる。燃料電池２６２の前方、外からドアに向かった場合の右側には、ほぼ球形をしたトイレシステムの一部をくりぬいた部分があり、外側に開放された男性用小便器２１４が配置される。この小便器２１４を使用するためには、小便器用スロープ２１２を下り（又は登り）、小便器２１４の前に立つようにするのである。

便器１１の下方には、固液分離装置２２及びバイオ処理槽１５０が配置され、し尿が処理される。このバイオ処理槽１５０の背面には内部点検口があり、各機器の点検を行うことができる。尚、このトイレシステム２０２は水洗であるため、洗浄用の水は、貯水タンク３９０に蓄えられたものを用い、固液分離装置２２により分離された汚水が、浄水装置３４０や光触媒フィルタ室３８９によって、浄化されて再利用される。

図９に示すように、正面のドア枠２０６ａがあり、ドア２０６を保持する。トイレ室内は、球形であるので、光触媒フィルタ室３８９は、浄化装置３４０よりもやや右側にずれて配置され得るのである（図８参照）。

図１０に示すように、室内には、エアコン用ダクト２８０があり、また、水洗用の洗浄ボタン２０３が備えられ、ペーパーホルダー２０４が配置される。バイオ処理装置１５０には、モータ１６４が備えられ、内容物を攪拌する。スロープ格納スペース２１２ａよりスロープ２１２を格納することができる。

以上説明してきたように、本発明では、小型の屎尿等の汚水処理装置を用いて、洗浄水を循環再利用し、バイオ処理により効率的に屎尿等を処理できる水洗トイレシステムを提供できる。更に、トイレ室内の洗浄も効率的に行うことができる。

本発明の実施例の水洗トイレシステムを示す概略図である。 本発明の実施例の洗浄装置が適用されえるトイレシステムを説明する概略図である。 洗浄装置を備えるトイレを示す概略図である。 洗浄装置の制御装置を説明する図である。 本発明の実施例に関し、洗浄装置を用いるときのフローを示す。 水洗トイレの動作を説明するフローチャートである。 本発明の別の実施例に関し、トイレシステムの右側面透過図を示す。 本発明の別の実施例に関し、トイレシステムの上面透過図を示す。 本発明の別の実施例に関し、トイレシステムの正面一部透過図を示す。 本発明の別の実施例に関し、トイレシステムの左側面透過図を示す。

Claims (7)

1. 水タンクを備える水洗トイレシステムであって、
   トイレ本体と、
   水を含む屎尿等の固液分離を行う固液分離装置と、
   前記固液分離装置により分離された主に固形物を処理するバイオ処理装置と、
   前記固液分離装置により分離された主に液体を処理する浄化システムと、を含み、
   前記浄化システムで浄化された水を前記水タンクに戻す水洗トイレシステム。
2. トイレ本体が収納されるトイレ室内を洗浄する洗浄装置を更に備え、浄化した洗浄水を用いてトイレ室内を洗浄することを特徴とする請求項１に記載の水洗トイレシステム。
3. ほぼ球形のトイレ外観を有するトイレシステムであって、
   トイレ室内に便器を設け、
   該便器の下方に固液分離装置を備え、
   該固液分離装置の下方にバイオ処理装置を備え、
   該便器の左又は右側に主に液体を処理する浄化システムを備え、
   前記便器の背面に水タンクを備えることを特徴とするトイレシステム。
4. 更に、前記浄化システムとは反対側に男性用小便器を備えることを特徴とする請求項３に記載の水洗トイレシステム。
5. 前記男性用小便器は、前記ほぼ球形のトイレ外観の一部をくりぬいて設けられることを特徴とする請求項４に記載の水洗トイレシステム。
6. 更に、前記トイレ室外殻の下方でその周りに、車椅子等のスロープを設けるための基底部を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の水洗トイレシステム。
7. 更に、前記トイレ室外殻の正面ほぼ中央にドアを備えることを特徴とする請求項３から６いずれかに記載の水洗トイレシステム。
   

Images