WO2022270341A1 - 循環式トイレユニット - Google Patents

Abstract

循環式トイレユニット（１）は、洗浄水を浄化設備（６）を介して循環させる循環式トイレ（２）と、風力発電装置（７）および太陽光発電装置（８）の両方の発電装置を有し、発電装置（７，８）から浄化設備（６）の負荷に電力を供給することで、前記洗浄水を循環させ浄化させる発電ユニット（３）とを備える。循環式トイレユニット（１）は、循環式トイレ（２）および発電ユニット（３）を搭載する構造体（４）を備え、この構造体（４）が移動可能に構成されている。また発電ユニット（３）は、発電装置（７，８）によって発電された電力を前記負荷に供給する制御を行う制御装置を備える。

Description

循環式トイレユニット 関連出願

　本出願は、２０２１年６月２１日出願の特願２０２１－１０２３２２および特願２０２１－１０２３２３の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部を成すものとして引用する。

　本発明は、自然エネルギーを利用した循環式トイレユニットに関する。

　簡易トイレは以下の２方式が主流である。
　（１）汲み取り式のトイレ
　（２）系統電源を利用した循環式トイレ
　前記汲み取り式のトイレは、簡単に設置できるが、定期的な汲み取りが必要であり且つ衛生面で優れていない。
　前記循環式トイレは、系統電源を利用することが必要で設置場所が限られている。

特開２０２０－３７８２５号公報

　循環式トイレにおいて、洗浄水を循環させるポンプ等を駆動するための電力として、例えば、太陽光パネル等で発電した電力を利用する技術が提案されている（特許文献１）。この循環式トイレでは、系統電源を利用できない場所でも運用することができるが、トイレから水洗された洗浄水や汚物を順次処理する複数の処理槽およびポンプ等を駆動させる制御装置をトイレとは別に輸送して設置場所に設置しなければならず、循環式トイレ全体を設置するための費用が嵩むことが懸念される。

　本発明の目的は、設置場所の汎用性を高めると共に、高い輸送性を有し設置費用を低減することができる清潔な循環式トイレユニットを提供することである。

　本発明の循環式トイレユニットは、洗浄水を浄化設備を介して循環させる循環式トイレと、
　風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方の発電装置を有し、前記発電装置から前記浄化設備の負荷に電力を供給することで、前記洗浄水を循環させ浄化させる発電ユニットと、を備えた循環式トイレユニットであって、
　前記循環式トイレおよび前記発電ユニットを搭載する構造体を備え、この構造体が移動可能に構成されている。
　前記負荷は、前記浄化設備の処理槽等に空気を送り込むブロワー、および前記洗浄水を圧送するポンプ等の電気的に駆動される機器をいう。
を含む。

　この構成によると、風力発電装置または太陽光発電装置の自然エネルギー発電装置を用いて浄化設備の負荷に電力を供給するため、系統電源を利用できない場所でも循環式トイレユニットを清潔に運用することができる。したがって、循環式トイレユニットの設置場所の汎用性を高めることができる。また循環式トイレおよび発電ユニットを搭載する構造体を備え、この構造体が移動可能に構成されている。よって、循環式トイレおよび発電ユニットが搭載された構造体自体を一体に輸送し設置することができるため、トイレ便器、複数の処理槽、および制御装置等を個別に輸送して設置する従来構造よりも簡単に循環式トイレユニットを設置することができる。したがって、高い輸送性を有し設置費用を低減することができる循環式トイレユニットを実現し得る。

　前記太陽光発電装置とは別体で前記負荷に電力を供給する太陽光パネルをさらに備え、この太陽光パネルは、前記構造体に設けられた電気接続器に接続・離脱可能であってもよい。別体の太陽光パネルを備えた場合、発電量を補うことができる。但し、別体の太陽光パネルを土地等に固定した場合には、非常時等において構造体つまり循環式トイレユニットの移動性が確保できないおそれがある。そこで構造体に設けられた電気接続器に、太陽光パネルが接続・離脱可能とすることで、循環式トイレユニットを自由に移動することができる。

　前記発電ユニットが、系統電源から電力供給を受ける系統電源接続部を備えてもよい。循環式トイレユニットを系統電源と接続可能な場所に設置した場合、例えば、風力発電装置または太陽光発電装置を主な電源として使用しつつ、一時的な発電量の不足が生じたときに系統電源で補うか、または系統電源を主な電源として使用しつつ、風力発電装置または太陽光発電装置を停電時のバックアップ電源として活用することが可能となる。

　前記発電ユニットは、前記発電装置によって発電された電力を前記負荷に供給する制御を行う制御装置を備えてもよい。この場合、制御装置は、発電装置によって発電された電力を例えばバッテリ等に入力させ、入力された電力を負荷に出力させる制御を行う。

　前記制御装置は、前記循環式トイレの利用人数を計数する利用人数計数手段と、この利用人数計数手段で計数された利用人数により前記負荷の動作条件を可変にする負荷動作条件可変手段とを有してもよい。
　前記「負荷の動作条件を可変にする」とは、ブロワーの出力を変更するか、またはオゾン発生器の容量を変更することである。以下の「汚染度により前記負荷の動作条件を可変にする」場合についても同様である。

　前記制御装置は、前記浄化設備の汚染度を検出する汚染度検出手段と、この汚染度検出手段で検出された汚染度により前記負荷の動作条件を可変にする負荷動作条件可変手段とを有してもよい。

　浄化設備の負荷として、ブロワー、オゾン発生器等は、例えば常時駆動されている。循環式トイレの利用人数が少なく、循環式トイレが利用されていない場合つまり浄化設備の汚染度が少なければ、ブロワー等の負荷を駆動する程度も少なくできる。負荷動作条件可変手段は、計数された利用人数または汚染度により負荷の動作条件を可変にするため、負荷の省電力運転をしても循環式トイレユニットを清潔に運用することが可能となる。

　前記構造体が輸送用コンテナであってもよい。この場合、構造体を、自動車、鉄道、船舶、航空機等様々な輸送手段を用いて移動させることができる。輸送用コンテナは堅牢性に優れるので、輸送中の振動および衝撃によって内部の装置等に異常が生じることを防止し得る。

　前記制御装置は、前記循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または前記発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレを使用不能にする手段を有する。使用不能にする手段としては、使用不可を表示する表示板や灯等の表示装置やこの循環式トイレの開閉扉を施錠する自動施錠手段を有していてもよい。
　前記負荷は、前記浄化設備の処理槽等に空気を送り込むブロワー、および前記洗浄水を圧送するポンプ等の電気的に駆動される機器をいう。
　前記使用状態とは、前記循環式トイレの利用人数または前記浄化設備の汚染度である。これら利用人数、汚染度は例えばセンサにより検出される。
　前記基準値、前記閾値は、それぞれ設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。

　この構成によると、風力発電装置または太陽光発電装置の自然エネルギー発電装置を用いて浄化設備の負荷に電力を供給するため、系統電源を利用できない場所でも循環式トイレユニットを運用することができる。つまり循環式トイレユニットの設置場所の汎用性を高め得る。
　循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、自動施錠手段は循環式トイレの開閉扉を施錠する。逆に循環式トイレの使用状態が基準値以下に戻るか発電量が閾値を超えると、自動施錠手段は循環式トイレの開閉扉を開錠する。このように循環式トイレユニットの処理能力が追い付かない場合または発電量が不足に陥った場合に循環式トイレを使用不能に規制することで、循環式トイレユニットを清潔に運用し続けることができる。
　なお、使用不能にする手段は、開閉扉の自動施錠手段の他に、使用不可を表示する表示板や灯等の表示装置などでもよく、これらの組み合わせでもよい。

　前記循環式トイレの使用の可否を表示する表示装置を備え、前記制御装置は、前記基準値を超過するかまたは前記発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレが使用不能であることを前記表示装置に表示させてもよい。このように表示装置に循環式トイレの使用の可否を表示させることで、循環式トイレを利用しようとする人の利便性を高めることができる。

　系統電源から前記負荷に電力を供給する系統電源接続部を備え、前記制御装置は、前記系統電源接続部を介して前記負荷に電力を供給させる制御を行ってもよい。循環式トイレユニットを系統電源と接続可能な場所に設置した場合、例えば、風力発電装置または太陽光発電装置を主な電源として使用しつつ、一時的な発電量の不足が生じたときに系統電源で補うか、または系統電源を主な電源として使用しつつ、風力発電装置または太陽光発電装置を停電時のバックアップ電源として活用することが可能となる。

　前記開閉扉を遠隔で施錠または開錠するための通信装置をさらに備えてもよい。循環式トイレユニットの管理者等は、循環式トイレの利用人数、浄化設備の汚染度をネットワーク等を介して監視することができれば、通信装置を用いて開閉扉を遠隔で施錠または開錠することができる。これにより、循環式トイレを利用しようとする人の利便性をさらに高めることが可能となる。

　前記循環式トイレ、前記発電装置および前記制御装置を搭載する構造体を備えてもよい。この場合、循環式トイレ、発電装置および制御装置が搭載された構造体自体を一体に輸送し設置することができるため、トイレ便器、複数の処理層、および制御装置等を個別に輸送して設置するよりも簡単に循環式トイレユニットを設置することができる。これにより、高い輸送性を有し設置費用を低減することができる循環式トイレユニットを実現し得る。

　なお、請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきでない。この発明の範囲は添付のクレームによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
本発明の一実施形態に係る循環式トイレユニットの構造体内部を正面側から示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの構造体内部を背面側から示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの開閉扉を閉じた状態を示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの制御系統の構成を概念的に示すブロック図である。 同循環式トイレユニットの制御装置のブロック図である。 同循環式トイレユニットの一変形例に係る制御装置のブロック図である。 同循環式トイレユニットの開閉扉を閉じた状態を示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの設置方法の一例を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る循環式トイレユニットの開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。 同循環式トイレユニットの開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。

　本発明の実施形態を図１ないし図９と共に説明する。
　図１に示すように、本発明の一実施形態に係る循環式トイレユニット１は、循環式トイレ２と、発電ユニット３と、これら循環式トイレ２および発電ユニット３を搭載する構造体４とを備える。循環式トイレ２は、トイレ便器５から排出される汚物を含む洗浄水を浄化設備６を介して循環させる。発電ユニット３は、風力発電装置７および太陽光発電装置８の両方の自然エネルギー発電装置と、発電装置７，８によって発電された電力を浄化設備６の負荷９（図５）に供給する制御を行う制御装置１０（図５）と、蓄電池であるバッテリー１１（図５）とを備える。

　＜構造体４＞
　構造体４は、循環式トイレ２を収容すると共に、発電ユニット３の制御装置１０およびバッテリー１１（図５）を収容する。図２に示す構造体４は、移動可能であり、トイレ便器５（図１,図４）、浄化設備６および発電ユニット３を搬入・搬出可能な観音開き式の扉１２，１３を有する箱状で且つ堅牢性を備えている。図３に示すように、構造体４は、略矩形の天壁４ａおよび底壁４ｂと、これら天壁４ａおよび底壁４ｂの間に設けられた４つの周壁４ｃとを有し、全体が略直方体形状に形成されている。具体的には、この構造体４は輸送用コンテナである。

　本明細書における「輸送用コンテナ」としては、貨物輸送用の規格寸法のコンテナ、例えばコンテナを輸送する国内の標準規格の寸法のコンテナであることが好ましい。ここでの「標準規格」は、例えば、当該国内の行政機関、または国際標準化機構（ＩＳＯ）等の国際機関で定められた規格であってもよいし、日本国内における鉄道貨物輸送用コンテナの事実上の標準規格といえるＪＲコンテナであってもよい。

　構造体４を輸送用コンテナで構成したことによって、自動車、鉄道、船舶、航空機等様々な輸送手段を用いて移動させることが可能となる。また、輸送用コンテナは堅牢性に優れるので、輸送中の振動および衝撃によって内部の装置等に異常が生じることを防止し得る。

　＜風力発電装置７＞
　図２に示すように、風力発電装置７は、風車１４と、風車１４によって駆動されて発電する発電機１５とを備えている。風車１４は垂直軸式風車として構成されている。具体的には、風車１４は、複数（この例では２枚）の翼１４ａと、これら翼１４ａを支持する翼支持体１４ｂとを有する。各翼１４ａは上下方向に延び、翼支持体１４ｂは、図示しない軸受を介して支柱１６の上端に垂直軸心回りに回転自在に支持されている。前記２枚の翼１４ａは、支柱１６の軸心を中心として１８０度位相の異なる位置に設けられている。また支柱１６は、構造体４の１つの周壁４ｃの上部中央に固定されている。

　風力発電装置７の発電機１５は、支柱１６の上部に取り付けられた発電機ケーシング１７の内部に設けられている。発電機ケーシング１７に前記軸受の固定輪が取り付けられ、翼支持体１４ｂに前記軸受の回転輪が連結されている。風車１４の回転に伴って、前記回転輪と共に発電機ケーシング１７の内部において発電機１５の回転子が回転することにより、発電機１５が発電する。発電機１５としては、例えば誘導発電機または同期発電機を用いることができる。

　垂直軸式の風車は、比較的小型であっても風を受けて発電可能であるため、搬送可能な構造体４に設ける風力発電装置７用の風車１４として適している。もっとも、風車は水平軸式風車であってもよい。

　＜太陽光発電装置８＞
　太陽光発電装置８は、日照を受けて光電変換する太陽光パネル８ａと、太陽光パネル８ａを構造体４に取り付けるパネル架台８ｂとを有する。この例では、太陽光パネル８ａは、パネル架台８ｂを介して構造体４の天壁４ａ上に取り付けられている。太陽光パネル８ａは、日射方向または設置環境に応じて、構造体４の周壁４ｃ（図３）に設置してもよく、あるいは構造体４の周囲に展開配置してもよい。パネル架台８ｂは太陽の向きに合わせて太陽光パネル８ａを傾斜させることが可能な機構を備えていてもよい。

　＜循環式トイレ２＞
　図５に示すように、循環式トイレ２は、水を貯留するタンク５ａ（図４）を備えるトイレ便器（単に「トイレ」と称す）５と、浄化設備６とを有する。トイレ５は、例えば、利用者が操作レバー等を操作することにより前記タンク５ａ（図４）からの水が排出される。これにより汚物を含む洗浄水が浄化設備６に流れる。浄化設備６は、この例では、処理槽１９と、沈殿分離槽２０と、反応槽２１と、負荷９とを有する。負荷９は、複数（この例では２つ）のブロワー２２と、複数（この例では３つ）のオゾン発生器２３と、ポンプ２４とを有する。トイレ５から排出される洗浄水の流れ方向に沿って、順次、処理槽１９、沈殿分離槽２０、反応槽２１およびポンプ２４が配管接続されて設けられている。処理槽１９、沈殿分離槽２０にそれぞれブロワー２２およびオゾン発生器２３が設けられ、反応槽２１にオゾン発生器２３が設けられている。

　処理槽１９および沈殿分離槽２０では、それぞれ図示外のろ材が設けられブロワー２２から各槽内に空気を送ることでばっ気して汚水処理を行っている。その後、反応槽２１において、オゾンによる臭気を取り除く。処理槽１９、沈殿分離槽２０、反応槽２１には、臭気を浄化するオゾン発生器２３が設けられている。処理槽１９、沈殿分離槽２０および反応槽２１を経由して処理された水は、ポンプ２４により圧送され、最終的に元のトイレ５のタンクに戻り、再度同じ過程をたどる。前記過程において、ばっ気に必要なブロワー２２および脱臭に必要なオゾン発生器２３は、後述する省電力運転時を除き基本的に常時電源が通電されており、自然エネルギー発電装置で発電した電力を利用することで循環式トイレユニットを運用している。

　＜制御系統等＞
　バッテリー１１は、風力発電装置７および太陽光発電装置８で発電された電力を蓄え、この蓄えられた電力はブロワー２２、オゾン発生器２３およびポンプ２４へ供給される。季節によっては発電装置７，８からの電力が不足することも考えられるが、この発電ユニット３には、数日間は蓄えられた電力を供給し得るバッテリー１１が搭載されているため、非常時の非定常的な運用が可能である。

　制御装置１０は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。制御装置１０は、発電装置７，８によって発電された電力をバッテリー１１に入力させ、バッテリー１１に入力された電力をブロワー２２、オゾン発生器２３およびポンプ２４へ出力させる制御を行う。また制御装置１０は、例えば、前記操作レバーが操作されたことを検知すると、ポンプ２４を所定時間駆動させる制御を行う。制御装置１０は、例えば、発電装置７，８で発電された交流電力をバッテリー１１において蓄電可能な直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、バッテリー１１で蓄電した電力を交流商用電力と同様な正弦波の交流に、または矩形波の交流に変換するインバータ等を備えている。

　ところで、自然エネルギーは限られたエネルギーであり、季節によって生成できるエネルギーが大きく異なる。一方、ブロワー２２等の負荷は、１年を通して使用する電力量に大きな変動がない。そのため、例えば、冬場等の発電量が少なくなりがちな季節では、自然エネルギーだけでの運用が難しくなる。そのため、季節等に応じて発電量を補う後述の技術（図１０）か、または負荷９に供給する電力を低減する技術が有効である。

　循環式トイレユニットには、この循環式トイレユニットの利用人数を計数するためのセンサ２５、および処理槽１９の汚染度を検出するためのセンサ２６が設けられている。利用人数を計数するためのセンサ２５として、例えば、トイレ５の開閉扉２７（図４）の開閉を検出する磁気センサ等が適用される。但し、利用人数を計数するためのセンサ２５は、磁気センサだけに限定されるものではなく、種々のセンサを適用可能である。

　汚染度を検出するためのセンサ２６として、例えば、処理槽１９内の水の光透過率を測定するセンサが適用される。処理槽１９内の水に汚染原因となる混入物が増えると、光透過率が変化するため、処理槽１９内の水の光透過率を測定することで、処理槽１９の汚染度を検出する。このセンサ２６は、光源と、この光源から出射された光が処理槽１９内の水を透過する際の光透過率を測定する測定手段である受光部とを有する。

　前記光源として、例えば、発光ダイオード、白熱電球、半導体レーザダイオード、エレクトロルミネッセンス（略称ＥＬ）、有機ＥＬ、蛍光管等を用いることができる。前記受光部として、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池、光電子倍増管等を用いることができる。汚染度を検出するためのセンサとして、水のＰＨ等を検出するセンサ等を適用してもよい。

　図６に示すように、制御装置１０は、各センサ出力を検出する検出部１０ａと、負荷動作条件可変手段１０ｂとを有する。この例の検出部１０ａは、利用人数計数手段としての利用人数カウンター２８と、汚染度検出手段としての汚染度モニター２９とを有する。利用人数カウンター２８は、センサ２５（図５）からの出力を検出して循環式トイレの例えば一定時間毎の利用人数を計数する。汚染度モニター２９は、センサ２６（図５）からの出力を検出することで浄化設備６（図５）の汚染度を検出する。

　負荷動作条件可変手段１０ｂは、演算部３０と、出力部３１とを有する。演算部３０は、利用人数カウンター２８または汚染度モニター２９からの情報を基に、ブロワー２２（図５）の最適な出力およびオゾン発生器２３（図５）の最適な容量を演算処理する。出力部３１は、演算部３０で演算処理された値つまり運転状況となるように、ブロワー２２（図５）およびオゾン発生器２３（図５）の動作条件を可変にする。

　具体的には、ブロワー出力変更部３１ａは、利用人数カウンター２８で計数された利用人数が少なくなるに従って、または汚染度モニター２９で検出された汚染度が低くなるに従って、ブロワーの出力を低くする出力制限を行うか間欠的にブロワーを駆動させる等の省電力運転を行うと共に、オゾン発生器容量変更部３１ｂは、オゾン発生器の容量を低くする出力制限を行うか間欠的にオゾン発生器を駆動させる等の省電力運転を行う。利用人数または汚染度と、ブロワーの出力等との関係は、予め試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。このように利用人数または汚染度によりブロワーおよびオゾン発生器の動作条件を可変にするため、ブロワーおよびオゾン発生器に供給する電力を低減しても循環式トイレユニットを清潔に運用することが可能となる。なお前記省電力運転を行わずにブロワーおよびオゾン発生器を常時駆動させてもよい。

　ここで、制御装置１０の構成が上記の例と異なる変形例について説明する。

　この浄化設備６では、循環式トイレ２の利用人数が増え過ぎるとろ過の処理能力が追い付かず規定の水質を保持できない問題がある。このため、循環式トイレ２の利用人数または浄化設備６の汚染度を正確に把握することが重要である。自然エネルギー発電装置のみを利用する場合は、季節によって生成できるエネルギーが大きく異なる。一方、ブロワー２２等の負荷は、１年を通して使用する電力量に大きな変動がない。そのため、例えば、冬場等の発電量が少なくなりがちな季節では、自然エネルギーだけでの運用が難しくなる。そのため、電力面でも浄化設備６の処理が追い付かない可能性がある。

　図７にこの問題点に対する制御フローを示す。図５の浄化設備６の処理が追い付かない場合、循環式トイレ２が使用不可である旨ユーザーに示すことが必要である。制御装置１０は、循環式トイレ２の使用状態、つまり前記汚染度または利用人数を検出することで、循環式トイレ２が使用不可であるか否かを判断する。制御装置１０は、汚染度または利用人数がそれぞれの基準値を超過するとき、循環式トイレ２の図８に示す開閉扉２７を電子鍵４０により施錠させると共に、表示装置４１に循環式トイレ２が使用不能であることを表示させる制御を行う。

　電子鍵４０は、図示しないが、例えば、デッドボルトと、このデッドボルトを施錠位置または開錠位置に駆動する駆動部と、駆動信号を前記駆動部に出力する駆動回路とを備える。前記駆動回路は、後述する自動施錠手段３１Ａ（図７）から出力される施錠指令または開錠指令に従って、前記駆動信号を生成するようになっている。
　表示装置４１は、例えば、インジケータ等の機器が適用され構造体４の周壁４ｃの上部に設置される。各基準値は、それぞれ設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。

　＜センサ類について＞
　図５に示すように、循環式トイレユニットには、この循環式トイレ２の利用人数を計数するためのセンサ２５、および処理層１９の汚染度を検出するためのセンサ２６が設けられている。利用人数を計数するためのセンサ２５として、例えば、循環式トイレ２の開閉扉２７（図１１）の開閉を検出する磁気センサ等が適用される。但し、利用人数を計数するためのセンサ２５は、磁気センサだけに限定されるものではなく、種々のセンサを適用可能である。

　汚染度を検出するためのセンサ２６として、例えば、処理層１９内の水の光透過率を測定するセンサが適用される。処理層１９内の水に汚染原因となる混入物が増えると、光透過率が変化するため、処理層１９内の水の光透過率を測定することで、処理層１９の汚染度を検出する。このセンサ２６は、光源と、この光源から出射された光が処理層１９内の水を透過する際の光透過率を測定する測定手段である受光部とを有する。

　前記光源として、例えば、発光ダイオード、白熱電球、半導体レーザダイオード、エレクトロルミネッセンス（略称ＥＬ）、有機ＥＬ、蛍光管等を用いることができる。前記受光部として、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池、光電子倍増管等を用いることができる。汚染度を検出するためのセンサとして、水のＰＨ等を検出するセンサ等を適用してもよい。

　図７に示すように、制御装置１０は、各センサ出力を検出する検出部１０ａと、演算部３０と、出力部３１とを有する。検出部１０ａは、利用人数計数手段としての利用人数カウンター２８と、汚染度検出手段としての汚染度モニター２９とを有する。利用人数カウンター２８は、センサ２５（図５）からの出力を検出して循環式トイレの例えば一定時間毎の利用人数を計数する。汚染度モニター２９は、センサ２６（図５）からの出力を検出することで浄化設備６（図５）の汚染度を検出する。

　演算部３０は、利用人数カウンター２８で計数された利用人数が基準値を超過したか否かを演算処理すると共に、汚染度モニター２９で検出された汚染度が基準値を超過したか否かを常時にまたは定期的に演算処理する。

　出力部３１は、自動施錠手段３１Ａと、表示装置制御手段３１Ｂとを有する。自動施錠手段３１Ａは、利用人数が基準値を超過するかまたは汚染度が基準値を超過したとの判定を演算部３０から受けると、開錠状態にある開閉扉２７（図８）の電子鍵４０（図８）を施錠する。これと共に、表示装置制御手段３１Ｂは、循環式トイレが使用不能であることを表示装置４１（図８）に表示させる制御を行う。

　またトイレ個室内に例えば人感センサ（図示せず）を備えると共に、この人感センサからの出力を検出する人感センサ検出部を制御装置１０に備えておき、自動施錠手段３１Ａは、前記人感センサ検出部によりトイレ個室内に利用者が存在しないことを判定したうえで電子鍵４０（図８）を施錠するようにしてもよい。前記人感センサとして、利用者から放射される赤外線を検知するセンサ、音に反応して動作する音感センサ等を適用し得る。なお人感センサ検出部等が誤判定する場合等を勘案して、トイレ個室内の利用者が電子鍵４０（図８）を手動により開錠可能にしてもよい。

　＜循環式トイレユニットの設置方法について＞
　図９に示すように、循環式トイレ２（図１）および発電ユニット３（図１）等が収容された構造体４を、例えば、積載形トラッククレーン（クレーン付きトラック）で所望の設置場所まで輸送した後、クレーン付きトラックのクレーン３２によって構造体４を積み下ろす。構造体４を各種輸送手段から積み下ろす作業は、図示外のフォークリフトまたはガントリクレーン等によって行ってもよい。風力発電装置、太陽光発電装置、制御装置およびバッテリーのうちの少なくともいずれか１つを、前記構造体４とは別個に輸送してもよい。
　次に、構造体４に収容された風力発電装置、太陽光発電装置をコンテナ外に展開し、これら発電装置を構造体４の所定位置に取り付ける。その後、各発電装置７，８（図１）により発電を開始し循環式トイレユニットを運用することができる。

　＜作用効果＞
　以上説明した循環式トイレユニットによれば、図１の風力発電装置７または太陽光発電装置８の自然エネルギー発電装置を用いて浄化設備６の負荷９（図５）に電力を供給するため、系統電源を利用できない場所でも循環式トイレユニット１を清潔に運用することができる。したがって、循環式トイレユニット１の設置場所の汎用性を高めることができる。循環式トイレユニット１は、風力発電装置７および太陽光発電装置８を含む複数の自然エネルギー発電装置を備えているため、発電量が気象状況または地形といった自然環境、および昼夜の時間帯による制限を受けにくくなりバッテリー１１（図５）に効率良く電力を蓄電することができる。

　また循環式トイレ２および発電ユニット３を搭載する構造体４を備え、構造体４が移動可能に構成されている。よって、循環式トイレ２および発電ユニット３が搭載された構造体自体を一体に輸送し設置することができるため、トイレ、複数の処理槽、および制御装置等を個別に輸送して設置する従来構造よりも簡単に循環式トイレユニット１を設置することができる。したがって、高い輸送性を有し設置費用を低減することができる循環式トイレユニット１を実現し得る。また移動できる循環式トイレユニット１は災害の発生時等の非常時に有効である。

　循環式トイレ２の使用状態が基準値を超過すると、図７の自動施錠手段３１Ａは、図１の循環式トイレ２の開閉扉２７を施錠する。逆に循環式トイレ２の使用状態が基準値以下に戻ると、自動施錠手段３１Ａ（図７）は循環式トイレ２の開閉扉２７の図８に示す電子鍵４０を開錠すると共に、表示装置制御手段３１Ｂ（図７）は、循環式トイレ２が使用可能であることを表示装置４１に表示させる制御を行う。このように循環式トイレユニット１の処理能力が追い付かない場合に循環式トイレ２を使用不能に規制することで、循環式トイレユニット１を清潔に運用し続けることができる。また表示装置４１に循環式トイレ２の使用の可否を表示させることで、循環式トイレ２を利用しようとする人の利便性を高めることができる。

　図５の循環式トイレ２、発電装置７，８および制御装置１０が搭載された構造体自体を一体に輸送し設置することができるため、トイレ便器、複数の処理層、および制御装置等を個別に輸送して設置するよりも簡単に循環式トイレユニットを設置することができる。これにより、高い輸送性を有し設置費用を低減することができる循環式トイレユニットを実現し得る。

　＜他の実施形態について＞
　以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　＜野立て太陽光パネル＞
　図１０に示すように、前記太陽光発電装置８とは別体で負荷９（図５）に電力を供給する太陽光パネル３３をさらに備えてもよい。しかし、別体の太陽光パネル３３を備えた場合、この太陽光パネル３３を土地等に固定することになるため、前記土地等に固定された別体の太陽光パネル３３と構造体４内の制御装置とを電気的に接続すると循環式トイレユニット１の移動性が確保できないことが懸念される。このため、非常時等において循環式トイレユニット１を他の場所に輸送する場合は、別体の太陽光パネル３３を簡単に取り外し可能にする必要がある。

　そこで、別体の太陽光パネル３３は、構造体４に設けられた電気接続器３４に接続・離脱可能に構成されている。電気接続器３４であるコネクタは、例えば、構造体４の１つの周壁４ｃに設けられている。コネクタは、構造体４の内部の制御装置１０（図５）に電気的に接続されている。別体の太陽光パネル３３は、パネル架台３３ｂを介して土地に設置される、いわゆる野立て太陽光パネルであり、電力供給ケーブル３５を介して電気接続器３４に接続・離脱可能に構成されている。別体の太陽光パネル３３を電気接続器３４に接続した状態で発電量を補うことができ、電気接続器３４から離脱した状態で循環式トイレユニット１を自由に移動することができる。

　＜系統電源接続部＞
　発電ユニット３（図５）は、系統電源３６から電力供給を受ける系統電源接続部３７を備えてもよい。この場合、循環式トイレユニット１を系統電源３６と接続可能な場所に設置したとき、例えば、風力発電装置７または太陽光発電装置８を主な電源として使用しつつ、一時的な発電量の不足が生じたときに系統電源３６で補うか、または系統電源３６を主な電源として使用しつつ、風力発電装置７または太陽光発電装置８を停電時のバックアップ電源として活用することが可能となる。

　図１１に示すように、上記変形例に係る循環式トイレユニット１は、系統電源３６から負荷９（図５）に電力を供給する系統電源接続部３７を備え、制御装置１０（図５）は、系統電源接続部３７を介して負荷９（図５）に電力を供給させる制御を行ってもよい。系統電源接続部３７は、例えば、構造体４の１つの周壁４ｃに設けられている。この場合にも、循環式トイレユニット１を系統電源３６と接続可能な場所に設置したとき、例えば、風力発電装置７または太陽光発電装置８を主な電源として使用しつつ、一時的な発電量の不足が生じたときに系統電源３６で補うか、または系統電源３６を主な電源として使用しつつ、風力発電装置７または太陽光発電装置８を停電時のバックアップ電源として活用することが可能となる。

　利用人数を計数するためのセンサとして、例えば、トイレ個室内に人感センサを備えてもよい。前記人感センサとして、利用者から放射される赤外線を検知するセンサ、音に反応して動作する音感センサ等を適用し得る。
　この場合に図６の制御装置１０は、利用人数計数手段として人感センサ検出部３８を備える。この人感センサ検出部３８は、人感センサからの出力を検出して循環式トイレの例えば一定時間毎の利用人数を集計する。演算部３０は、人感センサ検出部３８または汚染度モニター２９からの情報を基に、ブロワーの最適な出力およびオゾン発生器の最適な容量を演算処理する。出力部３１は、演算部３０で演算処理された値つまり運転状況となるように、ブロワーおよびオゾン発生器の動作条件を可変にする。

　制御装置１０は、利用人数計数手段として、ポンプの例えば一定時間毎の動作回数を検出するポンプ動作回数検出部３９を備えてもよい。ポンプの動作回数を検出することで循環式トイレの利用人数を計数できる。演算部３０は、ポンプ動作回数検出部３９または汚染度モニター２９からの情報を基に、ブロワーの最適な出力およびオゾン発生器の最適な容量を演算処理する。出力部３１は、演算部３０で演算処理された値つまり運転状況となるように、ブロワーおよびオゾン発生器の動作条件を可変にする。
　演算部３０は、利用人数カウンター２８、人感センサ検出部３８およびポンプ動作回数検出部３９の少なくともいずれか２つの検出結果に基づいて、利用人数を計数してもよい。この場合、より正確な利用人数を計数することができる。

　図７に示す変形例において、制御装置１０は、利用人数計数手段として、ポンプの例えば一定時間毎の動作回数を検出するポンプ動作回数検出部３９を備えてもよい。ポンプ２４（図５）の動作回数を検出することで循環式トイレの利用人数を計数できる。演算部３０は、例えば、ポンプ動作回数検出部３９で検出された動作回数に所定の係数等を乗じて得られる利用人数が基準値を超過したか否かを演算処理する。前記動作回数、係数および利用人数の関係は、実験またはシミュレーション等により予め定められる。

　利用人数を計数するためのセンサとして、図５に示すように、処理層１９の水量を検出する水量センサ４２を備えてもよい。循環式トイレ２の利用人数が増えるに従って、処理層１９の水位は次第に低下する。この水量センサ４２として、例えば、処理層１９の液面の位置を浮きを利用して測るフロート式レベルセンサ、液面の位置を容器の底の圧力で図る圧力式レベルセンサ等を適用し得る。処理層１９の水量と利用人数との関係は、実験またはシミュレーション等により予め定められる。
　この場合に、図７の制御装置１０は、利用人数計数手段として水量検出部４３を備える。この水量検出部４３は、水量センサ４２（図５）からの出力を検出して循環式トイレの例えば一定時間毎の利用人数を集計する。

　図５に示す発電装置７，８で発電されバッテリー１１に蓄えられた発電量は、図７に示す例えば電力計のような発電量測定回路からなる発電量検出部４７により検出される。自動施錠手段３１Ａは、発電量検出部４７で検出された発電量が閾値以下のとき、開錠状態にある開閉扉２７（図８）の電子鍵４０（図８）を施錠してもよい。これと共に、表示装置制御手段３１Ｂは、循環式トイレが使用不能であることを表示装置４１（図８）に表示させる制御を行う。逆に蓄えられた発電量が閾値を超えると、自動施錠手段３１Ａは、循環式トイレの開閉扉の電子鍵４０（図８）を開錠すると共に、表示装置制御手段３１Ｂは、循環式トイレが使用可能であることを表示装置４１（図８）に表示させる制御を行う。このように発電量が不足に陥った場合に循環式トイレを使用不能に規制することで、循環式トイレユニットを清潔に運用し続けることができる。

　循環式トイレユニット、開閉扉の電子鍵４０（図８）を遠隔で施錠または開錠するための通信装置４４をさらに備えてもよい。
　循環式トイレユニットの管理者等は、サーバー４５により、循環式トイレの利用人数、浄化設備の汚染度およびバッテリーに蓄えられた発電量（バッテリー残量）をネットワークＮＷ等を介して遠隔で監視し得る。循環式トイレユニットの制御装置１０は、前記利用人数、汚染度およびバッテリー残量を、通信装置４４等を介してサーバー４５に所定時間毎に送信する。サーバー４５のコンピュータは、受信した利用人数、汚染度およびバッテリー残量を書き換え可能に記録すると共にモニター４６に出力する。管理者等は、モニター４６に出力された状況に応じて前記コンピュータを操作することで通信装置４４を介して遠隔で電子鍵４０（図８）を施錠または開錠することが可能となる。これにより、循環式トイレを利用しようとする人の利便性をさらに高めることが可能となる。

　演算部３０は、利用人数カウンター２８、ポンプ動作回数検出部３９および水量検出部４３の少なくともいずれか２つの検出結果に基づいて、利用人数を計数してもよい。この場合、より正確な利用人数を計数することができる。

　風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方のみを備えた循環式トイレユニットとしてもよい。
　浄化設備の各オゾン発生器を省略することも可能である。
　構造体は、輸送用コンテナに代えて、移動可能な簡易な建築物であってもよい。

　＜参考提案例＞
　循環式トイレの使用を制限する機器として、電子鍵が無く表示装置のみが設けられた構成としてもよい。この参考提案例に係る循環式トイレユニットは、以下のように記載される。
　トイレ便器から排出される汚物を含む洗浄水を浄化設備を介して循環させる循環式トイレと、
　風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方の発電装置と、
　前記発電装置によって発電された電力を前記浄化設備の負荷に供給する制御を行うことで前記洗浄水を循環させ浄化させる制御装置と、を備えた循環式トイレユニットであって、
　前記循環式トイレの使用の可否を表示する表示装置を備え、
　前記制御装置は、
　前記循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または前記発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレが使用不能であることを前記表示装置に表示させる循環式トイレユニット。

　以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　次に、上記図１から図９と共に説明した実施形態に係る循環式トイレユニットにおいて、循環式トイレおよび発電ユニットを搭載する構造体を備えることを構成要件としない、本発明の応用態様に係る循環式トイレユニットについて説明する。この応用態様は、以下の態様１～６を含む。この応用態様に係る循環式トイレユニットによっても、風力発電装置または太陽光発電装置の自然エネルギー発電装置を用いて浄化設備の負荷に電力を供給するため、系統電源を利用できない場所でも循環式トイレユニットを運用することができ、循環式トイレユニットの設置場所の汎用性を高め得る、という効果が得られる。さらに、循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、自動施錠手段が循環式トイレの開閉扉を施錠し、逆に循環式トイレの使用状態が基準値以下に戻るか発電量が閾値を超えると、自動施錠手段が循環式トイレの開閉扉を開錠することにより、循環式トイレユニットの処理能力が追い付かない場合または発電量が不足に陥った場合に循環式トイレを使用不能に規制することで、循環式トイレユニットを清潔に運用し続けることができる、という効果が得られる。
［態様１］
　洗浄水や汚物を浄化設備を介して循環させる循環式トイレと、
　風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方の発電装置と、
　前記発電装置によって発電された電力を前記浄化設備の負荷に供給する制御を行うことで前記洗浄水を循環させ浄化させる制御装置と、を備えた循環式トイレユニットであって、
　前記制御装置は、
　前記循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または前記発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレを使用不能にする手段を有する循環式トイレユニット。
［態様２］
　態様１に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレを使用不能にする手段が、開閉扉を施錠する自動施錠手段である循環式トイレユニット。
［態様３］
　態様１または態様２に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレの使用の可否を表示する表示装置を備え、前記制御装置は、前記基準値を超過するかまたは前記発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレが使用不能であることを前記表示装置に表示させる循環式トイレユニット。
［態様４］
　態様１ないし態様３のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、系統電源から前記負荷に電力を供給する系統電源接続部を備え、前記制御装置は、前記系統電源接続部を介して前記負荷に電力を供給させる制御を行う循環式トイレユニット。
［態様５］
　態様１ないし態様４のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記開閉扉を遠隔で施錠または開錠するための通信装置をさらに備えた循環式トイレユニット。
［態様６］
　態様１ないし態様５のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレ、前記発電装置および前記制御装置を搭載する構造体を備える循環式トイレユニット。

１　循環式トイレユニット
２　循環式トイレ
３　発電ユニット
４　構造体
５　トイレ便器
６　浄化設備
７　風力発電装置
８　太陽光発電装置
９　負荷
１０　制御装置
１０ｂ　負荷動作条件可変手段
２７　開閉扉
２８　利用人数カウンター（利用人数計数手段）
２９　汚染度モニター（汚染度検出手段）
３１Ａ　自動施錠手段
３３　太陽光パネル
３４　電気接続器
３６　系統電源
３７　系統電源接続部
３８　人感センサ検出部（利用人数計数手段）
３９　ポンプ動作回数検出部（利用人数計数手段）
４１　表示装置
４４　通信装置

Claims (13)

1. 　洗浄水を浄化設備を介して循環させる循環式トイレと、
   　風力発電装置および太陽光発電装置のいずれか一方または両方の発電装置を有し、前記発電装置から前記浄化設備の負荷に電力を供給することで、前記洗浄水を循環させ浄化させる発電ユニットと、を備えた循環式トイレユニットであって、
   　前記循環式トイレおよび前記発電ユニットを搭載する構造体を備え、この構造体が移動可能に構成されている循環式トイレユニット。
2. 　請求項１に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記太陽光発電装置とは別体で前記負荷に電力を供給する太陽光パネルをさらに備え、この太陽光パネルは、前記構造体に設けられた電気接続器に接続・離脱可能である循環式トイレユニット。
3. 　請求項１または請求項２に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記発電ユニットが、系統電源から電力供給を受ける系統電源接続部を備える循環式トイレユニット。
4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記発電ユニットは、前記発電装置によって発電された電力を前記負荷に供給する制御を行う制御装置を備える循環式トイレユニット。
5. 　請求項４に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記制御装置は、前記循環式トイレの利用人数を計数する利用人数計数手段と、この利用人数計数手段で計数された利用人数により前記負荷の動作条件を可変にする負荷動作条件可変手段とを有する循環式トイレユニット。
6. 　請求項４または請求項５に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記制御装置は、前記浄化設備の汚染度を検出する汚染度検出手段と、この汚染度検出手段で検出された汚染度により前記負荷の動作条件を可変にする負荷動作条件可変手段とを有する循環式トイレユニット。
7. 　請求項４に記載の循環式トイレユニットにおいて、
   　前記制御装置は、
   　前記循環式トイレの使用状態が基準値を超過するか、または前記発電装置で発電され蓄えられた発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレを使用不能にする手段を有する循環式トイレユニット。
8. 　請求項７に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレを使用不能にする手段が、開閉扉を施錠する自動施錠手段である循環式トイレユニット。
9. 　請求項７または請求項８に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレの使用の可否を表示する表示装置を備え、前記制御装置は、前記基準値を超過するかまたは前記発電量が閾値以下のとき、前記循環式トイレが使用不能であることを前記表示装置に表示させる循環式トイレユニット。
10. 　請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、系統電源から前記負荷に電力を供給する系統電源接続部を備え、前記制御装置は、前記系統電源接続部を介して前記負荷に電力を供給させる制御を行う循環式トイレユニット。
11. 　請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記開閉扉を遠隔で施錠または開錠するための通信装置をさらに備えた循環式トイレユニット。
12. 　請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記循環式トイレ、前記発電装置および前記制御装置を搭載する構造体を備える循環式トイレユニット。
13. 　請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の循環式トイレユニットにおいて、前記構造体が輸送用コンテナである循環式トイレユニット。

Images