WO2005025397A1 - トイレ装置 - Google Patents

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WO2005025397A1
WO2005025397A1 PCT/JP2004/013148 JP2004013148W WO2005025397A1 WO 2005025397 A1 WO2005025397 A1 WO 2005025397A1 JP 2004013148 W JP2004013148 W JP 2004013148W WO 2005025397 A1 WO2005025397 A1 WO 2005025397A1
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WO
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urine
container
feces
toilet
peltier element
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/013148
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English (en)
French (fr)
Inventor
Katsuyoshi Ishizaki
Hiroshi Saito
Toshihiro Takatsuji
Shuji Tanabe
Haruhiko Masaki
Teruko Ishizaki
Satoshi Daiguji
Sinji Miura
Masaya Kobayashi
Yosikuni Nishimura
Original Assignee
Japan Science And Technology Agency
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493—Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K11/00—Closets without flushing; Urinals without flushing; Chamber pots; Chairs with toilet conveniences or specially adapted for use with toilets
    • A47K11/02—Dry closets, e.g. incinerator closets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to a toilet device.
  • toilets that separate and discharge feces and urine excreted by humans are known for use in non-flush toilet devices (see Non-Patent Documents 1 and 2, for example).
  • a so-called urine separation type toilet for example, a toilet having an opening for discharging urine in the front, an opening for discharging feces in the rear, and a partition wall provided between these openings It has been known
  • Urine which also has a forward opening force, is stored in a urine container, while feces discharged from a rear opening container are stored in the feces container.
  • Non-Patent Document 1 Katsuyoshi Ishizaki, 5 others, "Possibility of resource-recycling toilet", Journal of Environmental System Research, Japan Society of Civil Engineers, 2000, Vol. 28, p. 295-302
  • Non-Patent Document 2 Ralf Otterpohl, "Technological Aspects of DESAR: Design of highly efficient source control sanitation and practical experiences,
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a toilet device in which ammonia is less likely to scatter outside.
  • a toilet device includes a toilet bowl for separating and discharging feces and urine, a urine container for storing urine discharged from a toilet bowl, and a first Peltier for cooling urine in the urine container. And an element
  • the urine in the urine container can be cooled, the amount of ammonia produced in the urine in the urine container can be reduced by causing oxidative decomposition of urea in the urine container. Furthermore, since urine is cooled, volatilization of urinary ammonia can be suppressed. Therefore, the amount of ammonia scattered from the urine container is greatly reduced. Also, Peltier elements have lower initial costs than cooling equipment that uses refrigerants such as ammonia, chlorofluorocarbons, and CO.
  • the running cost can be reduced to the same level or less, and the size and weight can be reduced, and the quietness is high.
  • a urine container sensor for measuring a physical quantity in the urine container
  • a control device for controlling electric power supplied to the first Peltier element based on the physical quantity
  • the sensor in the urine container measures at least one of the temperature in the urine container and the concentration of ammonia in the urine container as the physical quantity.
  • the first Peltier element when measuring the temperature in the urine container, can be controlled so as to maintain the temperature of urine in the urine container in a desired range. Ammonia volatilization from adult and urine can be reliably suppressed.
  • the first control means controls the power supplied to the first Peltier element so that the temperature of urine in the urine container becomes 10 ° C or less. It is more preferable to control the power so that it is below 5 ° C.
  • the cooling by the first Peltier element can be controlled so as to maintain the ammonia concentration in the urine container in a predetermined range. Therefore, the amount of ammonia scattered by the urine container can be reduced energy-efficiently in response to a change in the usage state of the toilet device.
  • it has a feces container for storing the feces discharged from the toilet bowl, and a stirring device for stirring the feces in the feces container, wherein the first Peltier element cools the urine container on one surface and Preferably, it is arranged to heat the fecal container on the other side.
  • the feces and the like can be stirred together with a porous material such as sawdust while the temperature of the feces and the like in the feces container is sufficiently high. Therefore, the water content of feces and the like can be efficiently reduced, and the activity of bacteria can be enhanced to efficiently decompose and ferment the feces, and thus, it is possible to suitably perform the treatment such as composting of the feces. Furthermore, since the heat removed from the urine container is used as heat for heating the fecal treatment tank by driving the first Peltier element, it is necessary to cool the urine container and the fecal container with energy efficiency. Can be.
  • the urine container further includes a second Peltier element different from the first Peltier element, and an in-feces container sensor for measuring a physical quantity in the feces container.
  • the controller is provided so as to allow either cooling of urine or heating of feces in the feces treatment tank, and the control device is configured to control the physical quantity measured by the sensor in the urine container and the physical quantity measured by the sensor in the fecal container. It is preferable to control the power supplied to the first Peltier element and the second Peltier element.
  • the apparatus further includes the second Peltier element capable of either cooling the urine in the urine container or heating the feces in the feces treatment tank, so that the physical quantity in the urine container and the feces container
  • the second Peltier element capable of either cooling the urine in the urine container or heating the feces in the feces treatment tank, so that the physical quantity in the urine container and the feces container
  • the feces container sensor measures at least one of the temperature in the feces container, the concentration of the odorous gas in the feces container, and the water concentration in the feces container as physical quantities.
  • each Peltier element can be suitably controlled so that the processing in the feces container is suitably performed.
  • gas discharging means for discharging the gas in the feces container through the urine container to the outside.
  • the gas in the feces container is cooled in the urine container, and the moisture in the gas is condensed and removed. Therefore, since the exhaust gas power and water are removed, when such a toilet device is installed indoors or the like, problems due to water vapor such as dew condensation can be reduced. Further, since the odorous gas generated by feces when the water is removed is also collected on the water side, the odor of the exhaust gas can be reduced.
  • the gas discharging means further discharge the gas in the feces container to the outside through the porous material container.
  • the porous material container is a storage container for the porous material to be supplied and replenished into the feces container.
  • Examples of the porous material stored in the porous material container include plant materials such as sawdust, straw, rice husk, and coconut shell, and inorganic materials such as activated carbon zeolite.
  • the gas in the feces container is further discharged to the outside through the porous material container, the odorous gas force in the discharged gas is absorbed by the porous material, and the discharged gas is removed. It can be more odorless.
  • a solid discharging means for accommodating the contents in the feces container in the packaging container.
  • the contents in the feces container can be packaged and disposed in a packaging container such as a paper pack without touching by hand, and a more sanitary toilet device can be used. .
  • a pH adjusting device for adjusting the pH value of urine in the urine container to 3-5.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a toilet device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a Peltier device.
  • FIG. 3 is a schematic side view of a toilet device according to a second embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the toilet.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a toilet device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the toilet apparatus 1, and FIG.
  • the toilet apparatus 1 mainly includes a housing 5, a urinal 10 of a manure separation type formed on the upper surface of the housing 5, and a urine tank (urine container) 20 for receiving urine from the toilet 10.
  • a stool processing tank 30 as a stool container for receiving stool from the toilet bowl 10, a first Peltier element 40 for cooling the urine tank 20 and heating the stool processing tank 30, a stool, etc. in the stool processing tank (stool container) 30.
  • the housing 5 is made of plastic, has a rounded box shape, and forms an outer shell of the toilet device 1.
  • the toilet 10 is formed on the upper surface of the housing 5. This toilet bowl 10 has a user 2 It sits down and discharges feces and urine.
  • recesses 11 and 12 are respectively formed on the front side (right side in the figure) and the rear side (left side in the figure) of the toilet 10, and a gap between the recess 11 and the recess 12 is provided.
  • a separation wall 13 extending in the horizontal width direction orthogonal to the front-rear direction and separating the recess 11 and the recess 12 is formed.
  • a urine tank chamber 25 is provided, and in the urine tank chamber 25, a removable urine tank 20 made of plastic or stainless steel is provided.
  • the urine tank 20 receives, via a hose 18, urine 4, which is also discharged from the opening 14 on the front side of the toilet 10.
  • an adapter 21 is provided at the top of the urine tank 20.By connecting the hose 18 to the adapter 21, urine 4 from the depression 11 of the toilet 10 can be introduced into the urine tank 20 without any loss of force. Become.
  • thermometer 27 (a sensor in the urine container) 27 is provided in the urine tank 20, and the thermometer 27 measures the temperature of the urine 24 in the urine tank 20.
  • the feces treatment tank 30 is a container made of stainless steel, plastic, or the like that receives the feces 3 discharged from the opening 15 of the depression 12 of the toilet 10.
  • a screw-like stirring blade 50 extending horizontally is provided in a lower part of the feces treatment tank 30.
  • the stirring blade 50 is rotated by a motor 52 provided on the side of the feces treatment tank 30.
  • the stirring blade 50 stirs and mixes the sawdust and the excreted feces in the feces treatment tank 30.
  • the feces treatment tank 30 is further provided with a solid discharging device 95 for discharging the contents 33 in the feces treatment tank 30.
  • the solid discharge device 95 has a rotary valve 90 for sending out the contents 33 in the feces treatment tank 30 to the outside, and a holding part 93 for holding a packaging container 92 such as a paper pack.
  • the contents 33 in the container 30 are accommodated in a packaging container 92 and discharged to the outside.
  • the rotary valve 90 is provided at a position distant from the opening 15 of the toilet 10, and fresh feces 3 supplied from the user 2 through the opening 15 are directly in the mouth. It is discharged to the outside via one tally valve 90.
  • the screw-shaped stirring blade 50 is also set in a rotation direction such that fresh feces 3 are carried to the rotary valve 90 as it is.
  • the porous material container 60 is a container in which the sawdust 62 is stored, and is connected to the upper part of the feces treatment tank 30 via a supply valve 63.
  • the supply valve 63 When the supply valve 63 is closed, the sawdust 62 is not supplied into the feces treatment tank 30. On the other hand, when the supply valve 63 is opened, the sawdust 62 is supplied into the feces treatment tank 30 in a predetermined amount.
  • the supply valve 63 is operated by a person or the like as needed.
  • the porous material stored in the porous material container 60 is not limited to sawdust 62 as long as it is porous, and plant materials such as straw, rice husk, and coconut shell, and inorganic materials such as activated carbon and zeolite. Can be used.
  • plant-based materials such as sawdust, straw, rice hulls, and coconut shells, and inorganic materials such as activated carbon zeolite as the porous material, it is possible to spray the treated feces as fertilizer on fields and the like. it can.
  • activated carbon having a higher specific surface area than the sawdust 62 to the sawdust 62 and the like.
  • the toilet device 1 includes the first Peltier element 40 for cooling the urine tank 20, in particular.
  • the first Peltier element 40 is provided between the urine tank chamber 25 and the feces treatment tank 30. Then, the cooling surface 40b of the first Peltier element 40 comes into contact with the wall surface of the urine tank chamber 25, and the heating surface 40a opposite to the cooling surface 40b of the first Peltier element 40 forms a feces treatment tank 30. The wall comes in contact with the wall.
  • a plurality of P-type semiconductors 41 and a plurality of N-type semiconductors 42 are alternately connected in series with electrodes 43, respectively.
  • the cooling devices are arranged alternately on the upper side and the lower side.
  • a heat conductive plate 45 having good heat conductivity is provided on the electrode 43 arranged on the upper side, and this surface is a cooling surface 40b.
  • a heat conductive plate 45 having good heat conductivity is also provided on the electrode 43 arranged on the lower side, and this surface is a heating surface 40a.
  • the p-type semiconductor 41 and the n-type semiconductor 42 are supported by a holding member 48 made of resin or the like at the center of the first Peltier device 40 in the thickness direction.
  • a holding member 48 made of resin or the like at the center of the first Peltier device 40 in the thickness direction.
  • the plate 45 iron and an alloy plate containing iron as a main component, copper and a copper alloy plate containing copper as a main component, aluminum and various alloy plates containing aluminum as a main component can be used. Further, as the heat conductive plate 45, a metal plate or the like having a surface plated with copper or the like may be used.
  • the first Peltier element 40 When a direct current is applied to the first Peltier element 40, heat is transferred from the cooling surface 40b toward the heating surface 40a, and the cooling surface 40b is cooled while the heating surface 40a is heated. Is performed.
  • the heating surface 40a and the cooling surface 40b can be switched by changing the polarity of the voltage application. According to such a first Peltier device 40, the temperature of the cooling surface 40b can be cooled to about 40 ° C., depending on the temperature of the heating surface 40a.
  • the first Peltier device 40 is connected to the controller 80.
  • the thermometer 27 is also connected to the controller 80.
  • the controller 80 supplies a direct current from the power supply 70 to the first Peltier device 40.
  • the controller 80 controls the electric power for driving the first Peltier element 40, so that the force of the cooling surface 40b is also applied to the heating surface 40a so that the temperature of urine in the urine tank 20 is maintained in a predetermined temperature range.
  • the amount of heat transfer, that is, the cooling temperature of the cooling surface 40b is controlled.
  • the controller 80 is connected to the stirring motor 52, and the controller 80 controls the driving of the motor 52 so that the contents 33 in the feces treatment tank 30 are stirred at predetermined time intervals. I do.
  • feces 3 contain digested matter, undigested fiber, epithelial cells, and enteric bacteria degraded by enteric bacteria.
  • the toilet device 1 of the present embodiment by separating and storing the feces 3 and the urine 4 which are separated and discharged from the user 2, the decay caused by the mixing of the feces 3 and the urine 4 occurs. It is becoming harder to decompose.
  • the urine tank chamber 25 is cooled by the first Peltier element 40, so that the urine 24 in the urine tank 20 is cooled. Therefore, urea contained in the urine 24 in the urine tank 20 is less likely to be oxidized, and the amount of ammonia generated in the urine tank 20 is suppressed.
  • the temperature of the urine 24 in the urine tank 20 is kept low, the volatilization of ammonia from the urine 24 is suppressed. Therefore, the amount of ammonia released from the urine tank 20 to the outside of the toilet device 1 can be reduced. Therefore, it is possible to suitably solve such an odor problem in the non-flush toilet, and to apply the present embodiment to a toilet in an area where water is insufficient, an emergency toilet, a toilet for a developing country, and the like.
  • Application of toilet equipment is expected. Also, in places where there is no shortage of water, that is, households, hospitals, and public facilities in developed countries, it is easy to adopt toilet equipment that does not easily generate such odors, and the water saving effect is enhanced. It is a major contributor to building a resource recycling society.
  • the first Peltier device 40 is provided with a cooling system using a refrigerant such as ammonia, chlorofluorocarbon, or CO.
  • a refrigerant such as ammonia, chlorofluorocarbon, or CO.
  • the initial cost is much lower than the equipment, the running cost can be reduced to the same level or less, the size and weight can be reduced, and the quietness is high.
  • thermometer 27 and controller 80 since the temperature of urine 24 in urine tank 20 is maintained at a predetermined low temperature by thermometer 27 and controller 80, the effect of suppressing the scattering of ammonia from urine tank 20 is extremely high. It is high.
  • the temperature of the urine 24 in the urine tank 20 be maintained at 10 ° C or lower by the controller 80. Is more preferable.
  • sawdust 62 is charged from the porous material container 60 via a supply valve 62 beforehand or during use, as appropriate. Then, at predetermined time intervals, the stirring blades 50 are operated, whereby the feces 3 and the sawdust 62 are stirred in the feces treatment tank 30, and the water of the feces is appropriately absorbed into the sawdust, and the sawdust is further removed. Aerobic bacteria grow efficiently as a carrier. Therefore, the feces can be fermented and decomposed to obtain the content 33 as an organic substance having a reduced odor, reduced volume, and reduced weight. This organic matter can be used as organic fertilizer.
  • the organic matter is sterilized by being kept in such a low water content for a predetermined period.
  • odorous gas such as ammonia, which generates fecal power, is also adsorbed by sawdust.
  • the dung processing tank 30 is heated by the heating surface 40 a of the first Peltier element 40, the temperature of the dung 3 and the sawdust 62 in the dung processing tank 30 is reduced. Will be higher. Therefore, water removal from the feces 3 in the feces treatment tank 30 is performed more suitably.
  • the aerobic bacteria can be propagated more efficiently, and the efficiency of fermentation and decomposition of feces 3 increases.
  • the cooling surface 40 b of the first Peltier element 40 cools the urine tank 20 and at the same time the heating surface 40 a of the first Peltier element 40 heats the feces treatment tank 30, This heat is given to the feces treatment tank 30, and the energy efficiency can be increased as compared with the case where cooling and heating are separately performed using separate Peltier elements.
  • the organic matter 33 produced as a result of decomposition and fermentation by the treatment in the feces treatment tank 30 is mechanically packaged in a paper pack 92 by the solid discharge device 95 and discharged.
  • the contents 33 have been spilled, and the contents 33 can be processed sanitarily without touching human hands.
  • the content 33 after processing by decomposition and fermentation is sterilized.If there is a possibility that pathogenic bacteria etc. may remain, such automatic discharge treatment is particularly effective. .
  • the first difference between the toilet apparatus 101 according to the present embodiment and the toilet apparatus 1 according to the first embodiment is that the toilet apparatus 101 includes a second Peltier element 140 and a thermometer (feces container sensor) 57. It is.
  • the second Peltier element 140 is provided on the lower surface of the urine tank chamber 25. While the cooling surface 140b of the second Peltier element 140 is in contact with the urine tank chamber 25, the heating surface 140a of the second Peltier element 140 is not in contact with the feces treatment tank 30, and the second Peltier element 140 is driven. However, only the urine 24 in the urine tank 20 is cooled, and the feces 3 and the like in the feces treatment tank 30 are not heated. The second Peltier element 140 is connected to and driven by the controller 80.
  • the thermometer 57 is provided in the feces processing tank 30 and measures the temperature of the contents in the feces processing tank 30.
  • the thermometer 57 is connected to the controller 80.
  • the controller 80 determines the temperature of the urine 24 in the urine tank 20 and the feces treatment. Based on the temperature of the feces 33 and the like in the treatment tank 30, the temperature in the urine tank 20 falls within a predetermined temperature range, and the temperature of the feces treatment tank 30 also falls within a predetermined temperature range.
  • the power supply to one Peltier element 40 and the second Peltier element 140 is controlled. With such a configuration, the temperature range of the urine 24 in the urine tank 20 and the temperature range of the feces 33 in the feces treatment tank 30 can be maintained under different conditions.
  • the first Peltier element 40 is driven to cool the urine in the urine tank 20 to a predetermined temperature range, and at the same time, heat the feces treatment tank 30 to save energy.
  • the second Peltier element 140 is mainly driven.
  • the inside of the feces treatment tank 30 can be prevented from being overheated while the inside of the urine tank 20 is sufficiently cooled. Therefore, it is preferable that the temperature control of the urine 24 in the urine tank 20 and the temperature control of the feces 33 and the like in the feces treatment tank 30 can be easily achieved even when the use condition or the external environment changes.
  • the temperature in the feces treatment tank 30 is preferably maintained at 20-45 ° C, more preferably at -5-30 ° C.
  • the second difference between the toilet device 101 of the present embodiment and the toilet device 1 is that the toilet device 101 is provided with a gas discharge device (gas discharge means) 150 for suitably discharging the gas in the feces treatment tank 30 to the outside. It is.
  • the gas discharge device 150 includes a communication pipe 111, a communication pipe 113, a communication pipe 117, and a fan 119.
  • the communication pipe 111 connects the feces treatment tank 30 and the urine tank 20.
  • the communication pipe 113 connects the urine tank 20 and the porous material container 60.
  • the communication pipe 117 communicates the porous material container 60 with the outside of the housing 5.
  • the fan 119 is connected to the communication pipe 117, and exhausts gas to the outside of the housing 5 through the porous material container 60 force communication pipe 117. Therefore, the gas containing a relatively large amount of water vapor in the feces treatment tank 30 passes through the urine tank 20, passes through the porous material container 60, and is discharged to the outside. At this time, the gas in the urine tank 20 is also discharged outside through the porous material container 60.
  • the gas power containing a relatively large amount of water vapor in the feces treatment tank 30 is cooled and passes through the urine tank 20, so that the water vapor in the gas is condensed, and this water vapor is converted into liquid water as the urine tank. Collected within 20. Therefore, since the dew point of the gas discharged to the outside decreases, When the toilet apparatus 1 is installed indoors or the like, dew condensation or the like due to exhaust gas is suppressed. In addition, when the water vapor condenses, the odorous gas components that are slightly left in the gas are recovered together with the condensed water, so that the odor of the exhaust gas is further reduced. In addition, such a dung processing tank
  • the odorous gas from 30 may be generated by decay of feces 33 in a dead space where it is difficult to stir the corners and the like in the feces treatment tank 30.
  • the gas whose water content has been reduced in this manner further passes through the porous material container 60, and the remaining water vapor and odorous gas components further contain the porous material such as sawdust in the porous material container 60.
  • the exhaust gas containing very little water vapor and odorous components is discharged to the outside.
  • the urine 24 since the gas in the urine tank 20 is simultaneously discharged through the porous material container 60, the urine 24 also has very little volatilized ammonia and the like adsorbed on the porous material, and further ammonia. -A reduction in the amount of scattering has been realized.
  • the gas in the feces treatment tank 30 and the gas in the urine tank 20 are also drawn out to the outside by the fan 119, the communication pipe 111, the communication pipe 113, and the communication pipe 117, the feces treatment is performed.
  • Gas in the tank 30 is leaked to the upper part through the opening 15 of the toilet 10, and gas in the urine tank 20 is hardly leaked to the upper part of the opening 14 of the toilet 10.
  • the user 2 of the device 1 is exposed to the moist gas from the feces treatment tank 30 and the gas from the urine tank 20, and the toilet device 1 can be used more comfortably.
  • the toilet device according to the present invention can take various modifications other than those limited to the above embodiment.
  • the toilet 10 is not limited to the above-described one, and various types of toilets can be used as long as the toilet 2 can separate and excrete feces and urine excreted by the user 2.
  • a material that separates feces 3 and urine 4 by a mechanical valve or the like may be used.
  • a so-called Japanese-style toilet as shown in FIG. 4 may be used.
  • the toilet 10 is used by the user 2 so as to straddle the toilet 10 in the width direction.
  • thermometer 27 is provided as a sensor for measuring a physical quantity in the urine tank 20.
  • a sensor for measuring the ammonia concentration in the phase may be used.
  • the ammonia concentration in the urine tank 20 Even when the measurement is performed, the cooling of the urine tank 20 by the first Peltier element 40 can be controlled so that the ammonia concentration in the urine tank 20 is maintained in a predetermined range. Accordingly, the scattering of as much as 20 ammonia from the urine tank can be finely controlled in accordance with a change in the use state of the toilet apparatus 1 or the like.
  • various kinds of sensors may be provided in the urine tank 20, and the controller 80 may control the first Peltier element 40 based on these measured values.
  • thermometer 57 is provided as a sensor for measuring a physical quantity in the feces treatment tank 30.
  • an odorous gas sensor such as an ammonia gas concentration sensor, a moisture sensor Etc. may be provided.
  • the heating by the first Peltier element 40 can be controlled so that various conditions in the feces processing tank 30 are maintained in a predetermined range, and the feces in the feces processing tank 30 can be controlled under desired conditions. Can be performed.
  • various kinds of sensors may be provided in the feces treatment tank 30, and the controller 80 may control the first Peltier element 40 based on these measured values.
  • the second Peltier element 140 is provided so as to cool the urine tank 20 without heating the feces treatment tank 30. Instead, the second Peltier element 140 is used. It may be provided that the feces processing tank 30 is heated without cooling the urine tank 20 (see the second Peltier element 140 in the phantom line in FIG. 3). This is effective when the temperature is difficult to rise.

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Abstract

　本発明に係るトイレ装置は、糞と尿とを分離して排出する便器と、便器から排出された尿を貯留する尿容器と、尿容器内の尿を冷却する第一ペルチエ素子と、を備える。これによれば、尿容器内の尿が冷却されるため、尿容器内での尿素の酸化分解が起こりにくくなり尿容器内の尿におけるアンモニア生成量が低減される。さらに、尿が冷却されるために尿からのアンモニアの揮発を抑制することができる。

Description

明 細 書
トイレ装置
技術分野
[0001] 本発明は、トイレ装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、例えば、非水洗のトイレ装置用等として、人が排泄した糞及び尿を分離し て排出する便器が知られている（例えば、非特許文献 1、 2参照)。このような、いわゆ る、糞尿分離型の便器として、例えば、前方に尿を排出する開口が、後方に糞を排 出する開口が設けられ、これらの開口間に仕切壁が設けられた便器が知られている
[0003] そして、前方の開口力も排出される尿は尿容器内に貯留される一方、後方の開口 カゝら排出される糞は糞容器内に貯留されるようになって ヽる。
非特許文献 1 :石崎勝義、他 5名、「資源循環型トイレットの可能性」、環境システム研 究論文集、（社）土木学会、 2000年、 Vol. 28、 p. 295-302
非特許文献 2 : RalfOtterpohl, "Technological Aspects of DESAR: Design of highly efficientsource control sanitation and practical experiences ,
DecentralisedSanitation and Reuse: Concepts, Systems and Implementation, Edited by PietLenset al, P164— 180, (2001) IWA Publishing, UK
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しカゝしながら、糞と分離されて貯留される尿は、尿中の尿素の酸化分解によってァ ンモユアを生成し、さらに生成されたアンモニアが尿力 揮発して尿容器力 外部に 飛散し、トイレ装置の利用者やトイレ装置の近隣に 、る者がアンモニア臭を感じる場 合がある。
[0005] 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アンモニアが外部へ飛散しにくい トイレ装置を提供することを目的として!ヽる。
課題を解決するための手段 [0006] 本発明に係るトイレ装置は、糞と尿とを分離して排出する便器と、便器カゝら排出され た尿を貯留する尿容器と、尿容器内の尿を冷却する第一ペルチェ素子と、を備える
[0007] これによれば、尿容器内の尿を冷却することができるため、尿容器内での尿素の酸 化分解を起こしに《して尿容器内の尿におけるアンモニア生成量を低減できる。さ らに、尿が冷却されるために尿力ものアンモニアの揮発も抑制することができる。した がって、尿容器からのアンモニアの飛散量が大いに低減される。また、ペルチェ素子 は、アンモニア、フロン、 CO等の冷媒を用いる冷却設備よりもイニシャルコストが十
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分低ぐまた、ランニングコストも同等以下とでき、さらに、小型軽量ィ匕が図れ、静音性 も高い。
[0008] ここで、尿容器内の物理量を測定する尿容器内センサと、この物理量に基づ 、て、 第一ペルチェ素子に供給する電力を制御する制御装置と、を有することが好ましい。
[0009] これによれば、尿容器内の物理量に基づいて、第一ペルチェ素子による尿容器内 の尿の冷却度合いを適切に制御することができる。したがって、尿容器内の冷却が 不十分になったり、過度な冷却がなされたりすることを抑制できるので、エネルギー効 率よぐアンモニアの飛散量を抑制できる。
[0010] また、尿容器内センサは、その物理量として、尿容器内の温度及び尿容器内のァ ンモユア濃度の少なくとも一方を測定することが好ましい。
[0011] 例えば、尿容器内の温度を測定する場合には、尿容器内の尿の温度を所望の範 囲に維持すように第一ペルチェ素子を制御できるので、尿容器内でのアンモニア生 成や尿からのアンモニア揮発を確実に抑制することができる。ここで、アンモニアの発 生や揮発を十分に抑制する観点から、第 1制御手段は尿容器内の尿の温度が 10°C 以下になるように第一ペルチェ素子に供給する電力を制御することが好ましぐ 5°C 以下になるように電力を制御することがより好ま 、。
[0012] また、例えば、尿容器内のアンモニア濃度を測定する場合には、尿容器内のアンモ ニァ濃度を所定の範囲に維持するように第一ペルチェ素子による冷却を制御できる 。従って、尿容器力 のアンモニアの飛散量を、トイレ装置の使用状態の変化等に応 じてエネルギー効率よく低減できる。 [0013] また、便器から排出された糞を貯留する糞容器と、糞容器内の糞を攪拌する攪拌 装置と、を有し、第一ペルチェ素子は、一方の面で尿容器を冷却すると共に、他方 の面で糞容器を加熱するように配置される事が好ま 、。
[0014] これにより、糞容器内の糞等の温度を十分に高くした状態で、この糞等をおがくず 等の多孔質材と共に攪拌することができる。従って、糞等の水分を効率よく低減でき ると共に、菌の活性を高めて糞の分解'発酵等を効率よく起こすことができ、したがつ て糞の堆肥化等の処理を好適に行える。さらに、第一ペルチェ素子を駆動すること によって、尿容器内から除去された熱が糞処理槽内を加熱する熱として用いられるの で、尿容器の冷却及び糞容器の冷却をエネルギー効率よく行うことができる。
[0015] ここで、尿容器内の温度が所望の温度となるように第一ペルチェ素子の熱移動の 能力を制御する場合、糞処理槽内の温度を任意の温度に維持することが難しい場合 がある。
[0016] そこで、さらに、第一ペルチェ素子とは異なる第二ペルチェ素子と、糞容器内の物 理量を測定する糞容器内センサと、を有し、第二ペルチェ素子は、尿容器内の尿の 冷却又は糞処理槽内の糞の加熱の何れかが可能となるように設けられ、制御装置は 、尿容器内センサによって測定された物理量及び糞容器内センサによって測定され た物理量に基づいて、第一ペルチェ素子及び第二ペルチェ素子に供給する電力を 制御することが好ましい。
[0017] これによれば、尿容器内の尿の冷却または糞処理槽内の糞の加熱のいずれか一 方が可能な第二ペルチェ素子をさらに有するので、尿容器内の物理量と、糞容器内 センサによって測定された糞処理槽内の物理量とに基づいて、第一ペルチェ素子と 第二ペルチェ素子との駆動割合を変えることにより、尿容器内の温度と、糞容器内の 温度等の状態とを、個別に所定の範囲内に維持することが可能となる。従って、尿容 器内からのアンモニアの飛散量の低減と、糞容器内で糞の水分の低減及び糞の好 適な発酵 ·分解とを好適に両立することができる。
[0018] また、糞容器内センサは、物理量として、糞容器内の温度、糞容器内の有臭ガスの 濃度、及び、糞容器内の水分濃度の少なくともいずれかを測定することが好ましい。
[0019] これらによれば、糞容器内の温度、攪拌度合い等状態を好適に把握できるので、こ れに応じて、糞容器内での処理が好適に行われるように各ペルチェ素子を好適に制 御することができる。
[0020] また、糞容器内のガスを、尿容器内を通して外部に排出させるガス排出手段を有す ることが好ましい。
[0021] これにより、糞容器内のガスが尿容器内で冷却され、当該ガス中の水分が凝縮し除 去される。したがって、排ガス力 水分が除去されるので、このようなトイレ装置を屋内 等に設置した場合に、結露等の水蒸気による不具合を低減できる。また、水分が除 去される際に糞力 発生する有臭ガスも水側に回収されるので、排出ガスのにおい を低減することができる。
[0022] また、多孔質材が貯留される多孔質材容器を有し、ガス排出手段は、糞容器内の ガスを、さらに、多孔質材容器内を通して外部に排出させることが好ましい。
[0023] 多孔質材容器は、糞容器内に供給'補充等すべき多孔質材の貯蔵容器である。そ して、多孔質材容器内に貯留される多孔質材としては、例えば、おがくず、わら、籾 殻、椰子殻等の植物系材料や、活性炭ゃゼオライト等の無機材料等が挙げられる。
[0024] そして、糞容器内のガスが、さらに、多孔質材容器内を通して外部に排出されるの で、排出されるガス中の有臭ガス力 多孔質材に吸着され、排出されるガスをより無 臭ィ匕することができる。
[0025] また、糞容器内の内容物を包装容器内に収容する固体排出手段をさらに有するこ とが好ましい。
[0026] これによれば、糞容器内の内容物を人手にふれずに、紙パック等の包装容器内に 包装して処分することができ、より衛生的なトイレ装置の使用が可能となる。
[0027] また、尿容器内の尿の pH値を 3— 5に調節する pH調節装置を備えることが好まし い。
[0028] これによれば、尿の pHが適度な酸性に維持されるので、尿からのアンモニアの揮 発をより低減させることが可能となる。
発明の効果
[0029] 本発明によれば、トイレ装置の尿容器からのアンモニアの飛散量を低減できるので 、トイレ装置周りの環境を改善できる。 図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1は、第一実施形態に係るトイレ装置の側面概略模式図である。
[図 2]図 2は、ペルチェ素子の概略模式図である。
[図 3]図 3は、第二実施形態に係るトイレ装置の側面概略模式図である。
[図 4]図 4は、便器の他の形態を示す斜視図である。
符号の説明
[0031] 1, 101· ··トイレ装置、 10· ··便器、 20…尿タンク (尿容器）、 40…第一ペルチェ素 子、 27· ··温度計 (尿容器内センサ）、 80· ··コントローラ (制御装置）、 30…糞処理槽（ 糞容器)、 50…攪拌翼 (攪拌装置)、 140…第二ペルチェ素子、 57…温度計 (糞容 器内センサ）、 150…ガス排出装置 (ガス排出手段）、 60…多孔質材容器、 95…固 体排出装置（固体排出手段)、 200· ··ρΗ調節装置。
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、図面を参照しながら本発明のトイレ装置について、その好適な実施形態につ いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を 付し、重複する説明は省略する。
[0033] (第一実施形態）
図 1は、本実施形態に係るトイレ装置 1の側面概略模式図である。図 2は、トイレ装 置 1の斜視図、図 3は、便器 10の斜視図である。
[0034] 本実施形態に係るトイレ装置 1は、主として、筐体 5と、筐体 5の上面に形成された 糞尿分離型の便器 10、便器 10からの尿を受ける尿タンク (尿容器） 20、便器 10から の糞を受ける糞容器としての糞処理槽 30、尿タンク 20を冷却すると共に糞処理槽 30 を加熱する第一ペルチェ素子 40、糞処理槽 (糞容器) 30内の糞等を攪拌する攪拌 翼 (攪拌装置) 50、補充用のおがくずが貯留されている多孔質材容器 60と、電源 70 と、第一ペルチェ素子 40に所定の電力を供給するコントローラ (制御装置) 80と、糞 処理槽内の内容物を排出する固体排出装置（固体排出手段) 95と、を備えている。
[0035] 筐体 5は、プラスチック製であり、丸みを帯びた箱型形状を呈し、トイレ装置 1の外郭 を形成している。
[0036] 便器 10は、筐体 5の上面に形成されている。この便器 10は、使用者 2がその上に 座って、糞や尿を排出するものである。
[0037] 具体的には、便器 10の前側（図示右側)及び後側（図示左側）には各々窪み部 11 , 12が各々形成されており、窪み部 11と窪み部 12との間には、前後方向と直交する 水平幅方向に延び、窪み部 11と窪み部 12とを隔てる分離壁 13が形成されて 、る。 使用者 2が、便器 10上に座って、糞や尿を排泄すると、窪み部 12は、使用者 2の後 側から排泄される糞 3を受ける一方、窪み部 11は、使用者 2から前方に排出される尿 4を受ける。窪み部 11及び窪み部 12の略中央には、各々開口部 14及び開口部 15 が形成されている。前側の開口部 14は、使用者 2から排泄された尿 4を下方に供給 する一方、後側の開口部 15は使用者 2から排泄された糞 3を下方に供給する。
[0038] 開口部 14の下方には、尿タンク室 25が設けられており、尿タンク室 25内には、プラ スチック製又はステンレス製等の取り外し可能な尿タンク 20を備えている。
[0039] 尿タンク 20は、便器 10の前側の開口部 14力も排出される尿 4をホース 18を介して 受け入れる。尿タンク 20の上部には、アダプタ 21が設けられており、ホース 18をァダ プタ 21と接続することにより、便器 10の窪み部 11からの尿 4力もれなく尿タンク 20内 に導入されるようになって 、る。
[0040] 尿タンク 20内には、温度計 (尿容器内センサ） 27が設けられており、この温度計 27 は、尿タンク 20内の尿 24の温度を測定する。
[0041] 糞処理槽 30は、便器 10の窪み部 12の開口部 15から排出される糞 3を受け入れる 、ステンレス製又はプラスチック製等の容器である。糞処理槽 30内の下部には、水平 に延在するスクリュー状の攪拌翼 50が設けられている。この攪拌翼 50は、糞処理槽 30の側方に設けられたモータ 52によって回転される。そして、この攪拌翼 50は、糞 処理槽 30内において、おがくずと、排泄された糞と、を攪拌'混合する。
[0042] 糞処理槽 30には、さらに、糞処理槽 30内の内容物 33を排出する固体排出装置 95 が設けられている。この固体排出装置 95は、糞処理槽 30内の内容物 33を外部に送 り出すロータリーバルブ 90と、紙パック等の包装容器 92を保持する保持部 93とを有 しており、糞処理槽 30内の内容物 33は、包装容器 92内に収容されて外部に排出さ れるようになっている。ロータリーバルブ 90は、便器 10の開口部 15から離れた位置 に設けられており、使用者 2から開口部 15を介して供給された新鮮な糞 3が、直接口 一タリーバルブ 90を介して外部に排出されに《なるようになつている。また、スクリュ 一状の攪拌翼 50も、新鮮な糞 3がそのままロータリーバルブ 90側に運ばれに《なる ような回転方向とされている。
[0043] 多孔質材容器 60は、おがくず 62が貯留される容器であり、供給バルブ 63を介して 糞処理槽 30の上部と連結されて 、る。
[0044] 供給バルブ 63が閉の時には、おがくず 62は糞処理槽 30内に供給されない。一方 、供給バルブ 63を開にした場合には、おがくず 62が糞処理槽 30内に所定量供給さ れる。供給バルブ 63は、必要に応じて、人等によって操作される。
[0045] 多孔質材容器 60に貯留される多孔質材は、多孔質であればおがくず 62に限られ ず、わら、籾殻、椰子殻等の植物系材料や、活性炭ゃゼオライト等の無機材料等を 利用できる。ここで、多孔質材として、おがくず、わら、籾殻、椰子殻等の植物系材料 や、活性炭ゃゼオライト等の無機材料を利用することにより、処理済み糞を畑等に肥 料として散布することができる。なお、トイレ装置 1における糞 3の処理量が多い場合 には、おがくず 62等に対して、おがくず 62よりも比表面積の高い活性炭等を添加す ることが好ましい。
[0046] そして、本実施形態において、トイレ装置 1は、特に、尿タンク 20内を冷却すべく第 一ペルチェ素子 40を備えている。この第一ペルチェ素子 40は、尿タンク室 25と糞 処理槽 30との間に設けられている。そして、第一ペルチェ素子 40の冷却面 40bが、 尿タンク室 25の壁面に接触して 、ると共に、第一ペルチェ素子 40の冷却面 40bと反 対側の加熱面 40aが、糞処理槽 30の壁面に接触して 、る。
[0047] この第一ペルチェ素子 40は、図 2に示すように、複数の P型半導体 41と複数の N 型半導体 42とが交互に直列に電極 43で各々接続され、これらの電極 43がーつおき に上方側、下方側に交互に配置された冷却デバイスである。そして、上方側に配置 された電極 43上に熱伝導性の良い熱伝導板 45が設けられ、この表面が冷却面 40b とされている。一方、下方側に配置された電極 43上にも熱伝導性の良い熱伝導板 4 5が設けられ、この表面が加熱面 40aとされている。本実施形態の第一ペルチェ素子 40においては、第一ペルチェ素子 40の厚み方向の中央部において、 p形半導体 4 1や n形半導体 42が、榭脂性等の保持部材 48で支持されている。このような熱伝導 板 45としては、鉄及び鉄を主成分とする合金板、銅及び銅を主成分とする銅合金板 、アルミ-ュム及びアルミ-ュムを主成分とする各種合金板等が使用できる。また、熱 伝導板 45として、表面に銅等力メツキされた金属板等を用いても良い。
[0048] このような第一ペルチェ素子 40に、直流電流を流すと、冷却面 40bから加熱面 40a に向力つて熱の移動が起き、冷却面 40bが冷却される一方、加熱面 40aが加熱され る。なお、電圧印加の極性を代えることにより、加熱面 40aと冷却面 40bとを入れ替え 可能である。このような第一ペルチェ素子 40によれば、加熱面 40aの温度にもよるが 、冷却面 40bの温度を 40°C程度にまで冷却することができる。
[0049] この第一ペルチェ素子 40はコントローラ 80に接続されている。また、温度計 27もコ ントローラ 80に接続されている。コントローラ 80は、電源 70からの直流電流を、第一 ペルチェ素子 40に供給する。このとき、コントローラ 80は、第一ペルチェ素子 40に 駆動する電力を制御することにより、尿タンク 20内の尿の温度が所定の温度範囲に 維持されるように、冷却面 40b力も加熱面 40aへの熱の移動量すなわち、冷却面 40 bの冷却温度を制御する。
[0050] また、コントローラ 80は、攪拌用のモータ 52と接続されており、コントローラ 80は、所 定時間毎に糞処理槽 30内の内容物 33が攪拌されるようにモータ 52の駆動を制御 する。
[0051] 次に、本実施形態に係るトイレ装置 1における作用を説明する。
[0052] まず、使用者 2が、便器 10に座って糞 3及び尿 4を排泄すると、排泄された糞 3が便 器 10の後側の開口部 15を介して糞処理槽 30内に供給される一方、尿 4が便器 10 の前側の開口部 14を介して尿タンク 20内に供給される。したがって、糞処理槽 30内 には糞 3が、尿タンク 20内には尿 24が貯留されることとなる。なお、尿 24には尿素、 カリウム、リンなどの栄養分が含まれ、また尿の 96%は水分である。また、尿 24は無 菌であるため、単独では生物学的な腐敗や分解は生じにくい。一方、糞 3には腸内 細菌群によって分解された消化物、未消化の繊維質、上皮細胞、腸内細菌が含まれ ている。ここで、本実施形態のトイレ装置 1では、使用者 2から分離して排出される糞 3 と尿 4とを分離して貯留することにより、糞 3と尿 4とが混合されておこる腐敗的な分解 が起こりにくくなつている。 [0053] そして、本実施形態に係るトイレ装置 1においては、第一ペルチェ素子 40によって 、尿タンク室 25が冷却されるので、尿タンク 20内の尿 24が冷却される。したがって、 尿タンク 20内の尿 24に含まれる尿素が酸ィ匕され難くなり、尿タンク 20内でのアンモ ユアの発生量が抑制される。また、尿タンク 20内の尿 24の温度が低く保たれるので、 尿 24からのアンモニアの揮発が抑制される。したがって、尿タンク 20からトイレ装置 1 の外部へのアンモニアの発散量を低減できる。したがって、このような非水洗トイレに おける悪臭問題を好適に解決することができ、水が不足している地域のトイレや、非 常用のトイレ、発展途上国用のトイレ等へ本実施形態に係るトイレ装置の適用が期待 される。また、水が不足していない場所、すなわち、先進国の一般家庭、病院、公的 施設においても、このような悪臭の発生しにくいトイレ装置を採用しやすくなり、節水 効果が高くなり、さらに、資源循環社会の構築に資する点が大きい。
[0054] また、第一ペルチェ素子 40は、アンモニア、フロン、 CO等の冷媒を用いる冷却設
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備よりもイニシャルコストが十分低ぐまた、ランニングコストも同等以下とでき、さらに、 小型軽量化が図れ、静音性も高い。
[0055] さらに、温度計 27及びコントローラ 80によって、尿タンク 20内の尿 24の温度を所定 の低温に維持するようにして 、るので、尿タンク 20からのアンモニアの飛散の抑制効 果は非常に高いものとなっている。ここで、アンモニアの飛散量をより確実に低減する ためには、コントローラ 80によって、尿タンク 20内の尿 24の温度を 10°C以下に維持 することが好ましぐ 5°C以下に維持することがより好ましい。
[0056] 一方、糞処理槽 30内には、多孔質材容器 60から供給バルブ 62を介して、あらかじ め、あるいは、使用中等に適宜、おがくず 62が投入される。そして、所定時間毎に、 攪拌翼 50が作動することにより、糞処理槽 30内で糞 3とおがくず 62とが攪拌され、糞 の水分が適切におがくずに吸収されると共に、さらに、このおがくずが担体となって 好気性の菌が効率よく増殖する。従って、糞を発酵'分解させてにおいの少ないかつ 減容、減重量された状態の有機物としての内容物 33とすることができる。この有機物 は、有機肥料として使用可能である。なお、このような水分の少ない状態に所定期間 おかれることにより有機物は滅菌された状態となる。また、糞力も発生するアンモニア 等の臭気ガスもおがくずによって吸着される。 [0057] ここで、本実施形態にぉ 、ては、糞処理槽 30が第一ペルチェ素子 40の加熱面 40 aによって加熱されるので、糞処理槽 30内の糞 3やおがくず 62等の温度が高くなる。 したがって、糞処理槽 30内での糞 3からの水分除去がより好適に行われる。さらに、 温度が高くなることにより、好気性菌の繁殖もより効率よくなされ、糞 3の発酵分解効 率が高くなる。
[0058] また、第一ペルチェ素子 40の冷却面 40bが尿タンク 20を冷却すると同時に、この 第一ペルチェ素子 40の加熱面 40aが糞処理槽 30を加熱するので、尿タンク 20から 除去した分の熱が糞処理槽 30に与えられることになり、別々のペルチェ素子を用い て、別々に冷却 ·加熱を行うことに比べてエネルギー効率を高くできる。
[0059] また、糞処理槽 30内での処理によって、分解発酵されて生成した有機物としての 内容物 33が、固体排出装置 95によって、機械的に紙パック 92内に包装されて排出 されるので、内容物 33がこぼれたりしに《なり、内容物 33を人手にふれずにより衛 生的に処理することが可能となっている。なお、分解発酵されることにより処理後の内 容物 33は滅菌がなされる力 病原性の細菌等が残存している可能性がある場合に はこのような自動排出処理は特に効果的である。
[0060] (第二実施形態）
続いて、第 2実施形態に係るトイレ装置 101について図 3を参照して説明する。
[0061] 本実施形態に係るトイレ装置 101が第一実施形態に係るトイレ装置 1と異なる第一 の点は、第二ペルチェ素子 140と、温度計 (糞容器内センサ） 57と、を有する点であ る。
[0062] 第二ペルチェ素子 140は、尿タンク室 25の下面に設けられている。第二ペルチェ 素子 140の冷却面 140bが尿タンク室 25に接触されている一方、第二ペルチェ素子 140の加熱面 140aは糞処理槽 30には接触されておらず、第二ペルチェ素子 140 が駆動されても、尿タンク 20内の尿 24が冷却されるだけで糞処理槽 30内の糞 3等は 加熱されない。第二ペルチェ素子 140は、コントローラ 80に接続され、駆動される。
[0063] また、温度計 57は、糞処理槽 30に設けられており、糞処理槽 30内の内容物の温 度を測定する。この温度計 57は、コントローラ 80に接続されている。
[0064] そして、これらに対応して、コントローラ 80は、尿タンク 20内の尿 24の温度と、糞処 理槽 30内の糞 33等の温度と、に基づいて、尿タンク 20内の温度が所定の温度範囲 内となり、かつ、糞処理槽 30の温度も所定の温度範囲内となるように、第一ペルチェ 素子 40及び第二ペルチェ素子 140への通電をコントロールする。このような構成に すれば、尿タンク 20内の尿 24の温度範囲と、糞処理槽 30内の糞 33等の温度範囲と を異なる条件に維持することができる。
[0065] 例えば、通常は、第一ペルチェ素子 40のみを駆動し、尿タンク 20内の尿を所定の 温度範囲に冷却すると同時に、糞処理槽 30の加熱を行って省エネルギー化を目指 す。一方、糞処理槽 30における糞 33の発酵等が進んで、糞処理槽 30内の温度が 高くなりすぎた場合には、主として、第二ペルチェ素子 140を駆動する。これにより、 尿タンク 20内を十分に冷却しつつ糞処理槽 30内が過熱されな 、ようにすることがで きる。したがって、尿タンク 20内の尿 24の温度調節と、糞処理槽 30内の糞 33等の温 度調節とを、使用状態や外部環境等の変化が起きても容易に両立できて好ましい。
[0066] なお、糞処理槽 30内の温度としては、 20— 45°C、より好ましくは、ー5— 30°Cに 維持することが好ましい。
[0067] 本実施形態のトイレ装置 101がトイレ装置 1と異なる第二の点は、糞処理槽 30内の ガスを好適に外部に排出させるガス排出装置 (ガス排出手段） 150を備えている点で ある。具体的には、ガス排出装置 150は、連通管 111、連通管 113、連通管 117、及 び、ファン 119により構成されている。
[0068] 連通管 111は、糞処理槽 30と尿タンク 20とを連通する。連通管 113は、尿タンク 20 と多孔質材容器 60とを連通する。さらに、連通管 117は、多孔質材容器 60と筐体 5 の外部とを連通する。ファン 119は、連通管 117に接続され、ガスを多孔質材容器 6 0力 連通管 117を介して筐体 5の外に向けて排気する。従って、糞処理槽 30内の 水蒸気を比較的多く含むガスは、尿タンク 20内を通り、多孔質材容器 60内を通って 外部に排出されこととなる。また、このとき、尿タンク 20内のガスも、多孔質材容器 60 内を通って外部に排出されることとなる。
[0069] ここで、糞処理槽 30内の水蒸気を比較的多く含むガス力 冷却されて 、る尿タンク 20内を通ると、ガス中の水蒸気が凝縮され、この水蒸気は液体の水として尿タンク 20 内に回収される。したがって、外部に排出されるガスの露点が下がるので、このような トイレ装置 1を屋内等に設けた場合に排出ガスによって結露等が生ずることが抑制さ れている。また、水蒸気が凝縮する際に、ガス中に微少に残る有臭ガス成分も凝縮 水と共に回収されるので排出ガスのにおいがより少なくなる。なお、このよう糞処理槽
30からの有臭ガスは、糞処理槽 30内の隅部等の攪拌が行われにくいデッドスペース における糞 33の腐敗分解などにより生ずる場合がある。
[0070] さらに、このようにして水分が低減されたガスは、さらに多孔質材容器 60内を通り、 残りの水蒸気や有臭ガス成分がさらに多孔質材容器 60内のおがくず等の多孔質材 に吸着されるので、水蒸気量や有臭成分のきわめて少ない排気ガスが、外部に排出 される。
[0071] また、尿タンク 20内のガスも、同時に多孔質材容器 60内を通って排出されるので、 尿 24力もごくわずかに揮発するアンモニア等も多孔質材に吸着されて、さらなるアン モ-ァ飛散量の低減が実現されて 、る。
[0072] また、ファン 119、連通管 111、連通管 113、連通管 117によって、糞処理槽 30内 のガス及び尿タンク 20内のガスを当該容器内力も外部に引き出しているので、糞処 理槽 30内のガスが、便器 10の開口部 15から上部に漏れ出しに《され、また、尿タ ンク 20内のガスが便器 10の開口部 14力も上部に漏れ出しにくくされており、トイレ装 置 1の使用者 2が糞処理槽 30からの暖力べ湿ったガスや、尿タンク 20からのガスにさ らされに《なり、より一層快適なトイレ装置 1の使用ができる。
[0073] なお、本発明に係るトイレ装置は、上記実施形態に限定されるものではなぐ種々 の変形態様をとることが可能である。
[0074] 例えば、便器 10は、上述の物に限定されず、使用者 2が排泄した糞と尿とを分離し て排出できる便器であれば種々のタイプの物を利用できる。たとえば、機械的な弁等 によって、糞 3と尿 4とを分離する物でも良い。また、図 4に示すような、いわゆる和式 の便器でも良い。この便器 10は、使用者 2が、幅方向に便器 10の上をまたぐようにし て使用するものである。
[0075] また、第一及び第二実施形態では、尿タンク 20内の物理量を測定するセンサとし て温度計 27が設けられていた力 これに代えて、尿タンク 20内の尿 24中や気相中 のアンモニア濃度を測定するセンサ等でも良 、。尿タンク 20内のアンモニア濃度を 測定した場合でも、尿タンク 20内のアンモニア濃度を所定の範囲に維持するように 第一ペルチェ素子 40による尿タンク 20内の冷却を制御できる。従って、尿タンク 20 力ものアンモニアの飛散を、トイレ装置 1の使用状態の変化等に応じてきめ細やかに 制御できる。もちろん、尿タンク 20内に多種のセンサを設けて、これらの測定値に基 づ 、てコントローラ 80が第一ペルチェ素子 40の制御を行ってもよ!、。
[0076] また、第二実施形態では、糞処理槽 30内の物理量を測定するセンサとして温度計 57が設けられていた力 これに代えて、アンモニアガス濃度センサ等の有臭ガスセン サ、水分センサ等が設けられていてもよい。これらのセンサを用いた場合でも、糞処 理槽 30内の各種条件が所定の範囲に維持されるように第一ペルチェ素子 40による 加熱を制御でき、所望の条件で糞処理槽 30における糞 33の処理が可能となる。もち ろん、糞処理槽 30内に多種のセンサを設け、これらの測定値に基づいてコントローラ 80が第一ペルチェ素子 40の制御を行ってもよ!、。
[0077] また、第二実施形態では、第二ペルチェ素子 140を糞処理槽 30を加熱することな く尿タンク 20を冷却するように設けている力 これに代えて、第二ペルチェ素子 140 を尿タンク 20を冷却することなく糞処理槽 30を加熱するように設けてもよく（図 3仮想 線の第二ペルチェ素子 140参照）、特に、尿タンク 20が十分冷えるものの、糞処理 槽 30内の温度が上がりにくい場合に効果的である。
[0078] また、本発明においては、ペルチェ素子を用い尿の温度制御をすることにより尿の アンモニア臭を低減することに関して述べたが、図 3に示すように、尿の pHを 3— 5に 調節する pH調節装置 200を備えることによつても、尿力ものアンモニアの揮発をより 低減させることができる。このように、ペルチェ素子 140等による尿の冷却と、 pH調節 装置 200による尿の pHの調節と、を組み合わせると、アンモニア臭抑制の効果が高 い。
[0079] 尿の pHを 3— 5に調節する方法としては、尿タンク 20内の尿に対して、無機酸、有 機酸及びミネラルを溶出する岩石を添加することが有効である。無機酸としては、塩 酸、炭酸、硫酸等を利用でき、有機酸としては、酢酸、蟻酸、乳酸等を利用でき、ミネ ラルを溶出する岩石としては麦飯石等を利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 糞と尿とを分離して排出する便器と、
前記便器から排出された尿を貯留する尿容器と、
前記尿容器内の尿を冷却する第一ペルチェ素子と、
を備えるトイレ装置。
[2] 前記尿容器内の物理量を測定する尿容器内センサと、
前記尿容器内センサによって測定された物理量に基づいて、前記第一ペルチェ素 子に供給する電力を制御する制御装置と、
を有する請求項 1のトイレ装置。
[3] 前記尿容器内センサは、前記物理量として、前記尿容器内の温度及び前記尿容器 内のアンモニア濃度の少なくとも一方を測定する請求項 2のトイレ装置。
[4] 前記便器から排出された糞を貯留する糞容器と、
前記糞容器内の糞を攪拌する攪拌装置と、を有し、
前記第一ペルチェ素子は、その一方の面で前記尿容器を冷却すると共に、その他 方の面で前記糞容器を加熱するように配置された請求項 1一 3の何れか一項に記載 のトイレ装置。
[5] 前記便器から排出された糞を貯留する糞容器と、
前記糞容器内の糞を攪拌する攪拌装置と、を有し、
前記第一ペルチェ素子は、その一方の面で前記尿容器を冷却すると共に、その他 方の面で前記糞容器を加熱するように配置され、さらに、
前記第一ペルチェ素子とは異なる第二ペルチェ素子と、
前記糞容器内の物理量を測定する糞容器内センサと、を有し、
前記第二ペルチェ素子は、前記尿容器内の尿の冷却又は前記糞処理槽内の糞の 加熱の何れかが可能となるように設けられ、
前記制御装置は、前記尿容器内センサによって測定された物理量及び前記糞容器 内センサによって測定された物理量に基づいて、前記第一ペルチェ素子及び第二 ペルチェ素子に供給する電力を制御する請求項 2又は 3に記載のトイレ装置。
[6] 前記糞容器内センサは、前記物理量として、前記糞容器内の温度、前記糞容器内 の有臭ガスの濃度、及び、前記糞容器内の水分濃度の少なくともいずれかを測定す る請求項 5のトイレ装置。
[7] 前記糞容器内のガスを、前記尿容器内を通して外部に排出させるガス排出手段を有 する請求項 4一 6の何れか一項に記載のトイレ装置。
[8] 多孔質材が貯留される多孔質材容器を有し、
前記ガス排出手段は、前記糞容器内のガスを、さらに、前記多孔質材容器内を通し て外部に排出させる請求項 7の何れか一項に記載のトイレ装置。
[9] 前記糞容器内の内容物を包装容器内に収容する固体排出手段をさらに有する請求 項 4一 8の何れか一項に記載のトイレ装置。
[10] 前記尿容器内の尿の pH値を 3— 5に調節する pH調節装置を備える請求項 1一 9の 何れか一項に記載のトイレ装置。
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