WO2007055011A1

WO2007055011A1 - 炭化トイレ

Info

Publication number: WO2007055011A1
Application number: PCT/JP2005/020628
Authority: WO
Inventors: Kenji Mayuzumi
Original assignee: Kenji Mayuzumi
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-18

Abstract

　この炭化トイレは、排泄用の便器と、貯水タンクと、貯水タンク内の水を使って便器から糞尿を流し込まれる調整タンクと、糞尿を吸い上げるポンプと、吸い上げられた糞尿を燃焼処理する燃焼釜と、燃焼処理された糞尿を収集する集塵装置と、燃焼処理された糞尿から発生した水蒸気を気体と液体とに分離する気液分離装置と、分離された液体をろ過する逆浸透膜式ろ過装置と、逆浸透膜式ろ過装置において発生した余剰水を浄化する浄化フィルタとを備える。逆浸透膜式ろ過装置によってろ過された浄水と、浄化フィルタによって浄化された余剰水とは、いずれも貯水タンクに供給される。

Description

明細書

炭化トイレ

技術分野

[0001] 本発明は、屋外や船舶、航空機、鉄道車両等に用いられる移動式または固定式の炭化トイレに関する。

背景技術

[0002] 従来から、工事現場や公園、キャンプ場といった多くの人が集まる場所には、簡易トィレが設置されている。また、船舶、航空機、鉄道車両等の多くの人々が利用する移動手段にも、家屋等で用いる固定式のトイレとは異なったトイレが利用されている。このような従来のトイレにおいては、使用後に大量の糞尿が蓄積されるためにその処理が問題であった。こうした問題に対して、トイレの下部に生ゴミ処理機と同様の機能を有する排泄物処理機を取り付けバイオ技術により、糞尿を分解処理する技術が提案されている。

[0003] しかし、バイオ技術により糞尿を分解する場合でも、処理後には、大量の残渣が残り、この処理に問題があった。また、従来の簡易トイレでは、糞尿の処理能力に一定の限界があつたために、多くの人に利用される施設等で長期間利用することに問題があった。また、糞尿が蓄積することにより発生するアンモニア臭等に対する臭気対策が万全ではなぐこうした面からも設置場所が限られていた。さらに、水洗トイレの場合には、水洗用の水の確保が問題となる場合があった。

[0004] そこで、糞尿を加熱して炭化させることにより、処理後の残渣がほとんど残らない簡易トイレが提案されている（下記の特許文献 1および 2参照）。

特許文献 1：特開平 11一 37429号公報

特許文献 2：特開平 2— 139084号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力、しながら、上記の簡易トイレにおいても、臭気対策が万全でない点が指摘されていた。また、構造が複雑で、設置コストが嵩む問題があった。 [0006] 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、処理後に残渣が残らず、糞尿の処理能力が高ぐ臭気対策が万全に行え、かつ構造が簡易な炭化トイレを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明は、排泄用の便器と、前記便器に排泄された糞尿を流すための水を貯める貯水タンクと、前記便器から前記貯水タンク内の水を使って糞尿を流し込まれる調整タンクと、前記調整タンクから糞尿を吸い上げるポンプと、前記ポンプにより吸い上げられた糞尿を燃焼処理する燃焼釜と、燃焼処理された糞尿を収集する集塵装置と、燃焼処理された糞尿から発生した水蒸気を気体と液体とに分離する気液分離装置と、前記気液分離装置によって分離された液体をろ過する逆浸透膜式ろ過装置と、前記逆浸透膜式ろ過装置において発生した余剰水を浄化する浄化フィルタとを備える炭化トイレであって、前記逆浸透膜式ろ過装置によってろ過された浄水と、前記浄化フィルタによって浄化された余剰水とを、前記貯水タンクに供給することを特徴とする炭化トイレを提案している。

[0008] この発明の炭化トイレにおいては、ポンプの作動により、調整タンク力糞尿が吸い上げられる。吸い上げられた糞尿は、燃焼釜に送られ、燃焼処理される。燃焼処理されることによって炭化した糞尿は、集塵装置により収集される。燃焼処理された糞尿から発生した水蒸気は、気液分離装置により気体と液体とに分離される。気液分離装置によって分離された液体は、逆浸透膜式ろ過装置によりろ過され、清潔な浄水と、不純物を含んだ余剰水とに分離される。このうち浄水は、貯水タンクに直接供給される。一方、不純物を含んだ余剰水は、浄化フィルタにより浄化されたうえで、貯水タンクに供給される。

[0009] 本発明によれば、糞尿は燃焼処理され、粉塵と水蒸気とに分解されてしまうので、バイオ技術を利用した場合と比較して、残渣の量を極端に少なくすることができる。また、糞尿を燃焼処理することにより、糞尿の処理能力が飛躍的に向上するので、長期間にわたって利用することができる。さらに、糞尿を燃焼処理することにより、糞尿の臭気を大幅に抑えることができる。

[0010] カロえて、燃焼処理によって発生した水蒸気から液体と気体とを分離し、この液体をほぼ 100パーセント貯水タンクに戻して糞尿を流す水として再利用するので、水洗用に外部力も確保すべき水が少なくて済む。また、気液分離装置によって分離された液体を、逆浸透膜式ろ過装置を使用して浄化することによって清澄な水とし、逆浸透膜式ろ過装置から生じる不純物を含んだ余剰水を、浄化フィルタを使用して浄化することによって清澄な水とすることにより、貯水タンクに貯留される水を無臭にすることができる。

[0011] この発明によれば、逆浸透膜式ろ過装置から排出される浄水と余剰水とが、双方ともに貯水タンクに供給されるので、糞尿を処理するシステムの構成を簡略化することができる。

[0012] また、本発明は、前記浄化フィルタによって浄化された余剰水を殺菌する殺菌装置をさらに備え、前記殺菌装置によって殺菌された余剰水を前記貯水タン外こ供給することを特徴とする炭化トイレを提案してレ、る。

[0013] この発明によれば、浄化フィルタによって浄化された余剰水が殺菌されるので、貯水タンク内の水を清潔に保つことができる。

[0014] また、本発明は、前記貯水タンクに水量をモニタする水量センサが設けられ、前記水量センサによって前記貯水タンクの水量が所定量を超えたと判断されたときに、前記貯水タンク内の水を前記燃焼釜の加熱手段に供給することを特徴とする炭化トイレを提案している。

[0015] この発明によれば、水量センサにより貯水タンクの水量が所定量を超えたと判断されたときに、貯水タンク内の水が燃焼釜の加熱手段に供給されるので、貯水タンクの水があふれ出すことがなレ、。

[0016] また、本発明は、前記気液分離装置によって分離された気体を脱臭する脱臭装置をさらに備えることを特徴とする炭化トイレについて提案している。

[0017] この発明によれば、気液分離装置によって分離された気体が脱臭されるので、外部に異臭を放つことがない。発明の効果

[0018] 本発明によれば、処理後に残渣が残らず、糞尿の処理能力が高ぐ臭気対策が万全に行え、しかも構造が簡易な炭化トイレを提供することができる。図面の簡単な説明

[0019] [図 1]図 1は、本実施例のブロック図である。

[図 2]図 2は、本実施例の構成図である。

符号の説明

[0020] 1 :水洗便器、 2 :自動開閉弁、 3 :調整タンク、 4 :燃焼釜、 5 :集塵装置、 6 :チラーシステム、 7 :気液分離室、 8 :脱臭装置、 9 :逆浸透膜式ろ過装置、 10 :浄化フィルタ、 1 1 :殺菌装置、 12 :貯水タンク、 13 :二次燃焼装置

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明の実施形態に係る炭化トイレについて図 1および図 2を参照して詳細に説明する。

本実施形態の炭化トイレは、図 1に示すように、水洗便器 1と、開閉弁 2と、調整タンク 3と、燃焼釜 4と、集塵装置 5と、チラ一システム 6と、気液分離室 7と、光触媒脱臭装置 8と、逆浸透膜式ろ過装置 9と、浄化フィルタ 10と、光触媒殺菌装置 11と、貯水タンク 12と、二次燃焼装置 13とから構成されている。

[0022] 水洗便器 1は、糞尿を一時的に保持し、貯水タンク 12から供給される水流により、保持した糞尿を調整タンク 3に排出する。

[0023] 開閉弁 2は、水洗便器 1の下部に設けられ、貯水タンク 10から給水を得るために操作される。開閉弁 2は、例えばレバーやボタンの操作に応じて手動もしくは自動的に開閉し、水洗便器 1に一時的に保持された糞尿を、配管を介して調整タンク 3に導入する。

[0024] 調整タンク 3は、水洗便器 1から排出された糞尿を貯蔵するタンクである。調整タンク 3に貯蔵された糞尿は、タンク内のポンプによって燃焼釜 4に排出される。調整タンク 3の内部には、タンク内の脱臭および殺菌を行う光触媒脱臭殺菌装置 3Aが設けられている。

[0025] なお、水洗便器 1から調整タンク 3に排出された糞尿には、これ以外に、下着や生理用品等の汚物が含まれることがある。こうした汚物が含まれたまま、ポンプによる吸引を行うとポンプの目詰まり等が起こって、糞尿の吸引を的確に行うことができない。そこで、本実施形態においては、調整タンク 3と燃焼釜 4との間の配管に圧力センサ等が設けられる。そして、圧力センサに過負荷が生じた場合には、これを検出して、自動的に動作を吸引から排出に変更することにより、異物による目詰まり等を防止している。また、調整タンク 3と燃焼釜 4との間の配管には、電動弁（または電動ボール弁） 3Bが設けられており、糞尿の逆流および燃焼釜 4への過供給を防止している。

[0026] 燃焼釜 4は、調整タンク 3から供給された糞尿を一定量貯蔵し、これを燃焼する燃焼室と、燃焼室を加熱するためのヒータを備えた加熱室とからなり、それぞれ密閉構造となっている。

[0027] また、燃焼室には、糞尿の加熱を均一化し、糞尿から発生する臭気を一定状態に保っための攪拌機構と、これを駆動するモータが備えられている。加熱処理された糞尿は、集塵装置 5に、発生した水蒸気は、チラ一システム 6に送られる。

一方、加熱室には、燃焼室を加熱するためのヒータと、ヒータの温度をモニタする温度センサが備えられている。

[0028] 集塵装置 5は、燃焼釜 4内で加熱され、攪拌により粉塵となった糞尿を回収するための装置である。集塵装置 5は、燃焼釜 4に空気を送るブロア 5Aと、処理後に燃焼釜 4の内部に残った糞尿を回収するバキューム装置 5Bとを備えている。燃焼釜 4と集塵装置 5との間の配管には、集塵装置 5を連動して作動する電動弁 (または電動ボール弁） 5Cが設けられている。これにより、処理前の糞尿が、集塵装置 5に逆流することがない。また、集塵装置 5によって回収された粉塵は、別の工程で、例えば、シリカ等のリサイクル資材に変換される。

[0029] チラ一システム 6は、燃焼釜 4から供給される水蒸気を冷却する装置であって、熱交換器を備えている。燃焼釜 4とチラ一システム 6との間の配管には、電動弁（または電動ボール弁） 4Aが設けられている。電動弁 4Aは、集塵装置 5内のブロア 5Aが作動している間は閉じられるので、水蒸気以外のものがチラ一システム 6に導入されることはない。

[0030] 気液分離室 7は、チラ一システム 6から導入した気体および液体を貯蔵する装置である。気液分離室 7には、粒径が 3ミクロンから 7ミクロン程度の大きさ、望ましくは 5ミクロン前後の活性炭入りフィルタが内蔵されている。気液分離室 7に貯蔵された気体は、二次燃焼装置 13に導入され、液体は、活性炭入りフィルタを通じてろ過された後、逆浸透膜式ろ過装置 9に導入される。

[0031] 光触媒脱臭装置 8は、気液分離室 7から供給された気体を脱臭、殺菌する装置である。処理後、脱臭、殺菌された気体は、外気へと放出される。

[0032] 逆浸透膜式ろ過装置 9は、気液分離室 7から供給された液体をろ過する装置であつて、ワインドタイプフィルタ 9Aと、粒径が 3ミクロンから 7ミクロン程度の大きさ、望ましくは 5ミクロン前後の活性炭入りフィルタ 9Bと、スパンタイプフィルタ 9Cと、逆浸透膜フィルタ 9Dとを備えている。ワインドタイプフィルタ 9Aでは液体中の不純物が除去され、活性炭入りフィルタ 9Bでは、活性炭の吸着効果とフィルタのろ過によって液体中の微粒子が除去される。スパンタイプフィルタ 9Cでは液体中の不純物が再度ろ過され、逆浸透膜フィルタ 9Dでは、液体が最終的に浄化される。浄化された液体、すなわち浄水は、水洗便器 1の洗浄水として再利用されるべぐ逆浸透膜式ろ過装置 9と貯水タンク 12との間に配設された一方の配管 14を通じて貯水タンク 12に供給される。また、ろ過の過程で発生した余剰水は、逆浸透膜式ろ過装置 9と貯水タンク 12との間に配設された他方の配管 15を通じて貯水タンク 12に供給される。他方の配管 15には、浄化フィルタ 10、光触媒殺菌装置 11が設けられている。

[0033] 浄化フィルタ 10は、逆浸透膜式ろ過装置 9において発生した余剰水を、浄化する装置である。浄化フィルタ 10には、粒径が 3ミクロンから 7ミクロン程度の大きさ、望ましくは 5ミクロン前後の活性炭入りフィルタが内蔵されている。逆浸透膜式ろ過装置 9 において発生した余剰水は、浄化フィルタ 10によって浄化され、貯水タンク 12に供給される。

光触媒殺菌装置 11は、浄化フィルタ 10を通過した余剰水を殺菌し、貯水タンクへと導入する装置である。この装置を利用することにより、貯水タンク 12内の水分を清潔な状態に保つことができる。

[0034] 貯水タンク 12は、処理後の水を洗浄水として再利用する為の水を貯留するタンクである。

[0035] なお、糞尿から抽出した液体を処理して、これを洗浄水としたことから、一度、貯水タンク 12に給水を行えば、トイレを使用することによって洗浄水が不足するといつた問題が生じることはない。ただし、この方式では、逆に、貯水タンク 12の水が溢れてしまう場合が考えられる。そこで、本実施形態においては、貯水タンク 12に図示しない水位センサを設けるとともに、貯水タンク 12の水位が規定値を上回ったときは、その余った水を二次燃焼装置 13に供給し、外部に放出する。

[0036] 二次燃焼装置 13は、貯水タンク 12の余浄水をヒータの熱で加熱して気化させ、外部に放出する装置である。これにより、余浄水に関する問題が解決するため、トイレの設置場所を限定する必要がない。

[0037] 次に、図 2を用いて、本実施例に係る炭化トイレの作用について説明する。

水洗便器 1において排便や排尿が行われ、これらを洗浄するために洗浄水供給用のレバー等が操作されると、貯水タンク 12から洗浄水が水洗便器 1に供給されるとともに、自動開閉弁 2が開いて、糞尿が調整タンク 3に排出される。

[0038] 調整タンク 3内の糞尿が所定量に達すると、電動弁 3Bが開くとともに調整タンク 3内のポンプ Pが作動して、調整タンク 3内の糞尿が吸引され、燃焼釜 4の燃焼室に供給される。電磁弁 4A, 5Cはいずれも閉じている。

燃焼釜 4の燃焼室に糞尿が供給されると、電動弁 3Bが閉じるとともに、電磁弁 4A が開く。そして、燃焼釜 4の燃焼室に供給された糞尿が、加熱室に備えられたヒータの熱によって燃焼されるとともに、モータ Mにより駆動された攪拌機構により攪拌される。燃焼釜 4の燃焼室内で発生した蒸気は、チラ一システム 6に供給され、液体と気体とに分離される。

一方で、燃焼釜 4の燃焼室に供給された糞尿が粉塵化されると、電磁弁 4Aが閉じるとともに電磁弁 5Cが開き、粉塵は集塵装置 5に回収される。粉塵がすべて回収されると、電磁弁 5Cが閉じる。

[0039] 分離された気体および液体は、気液分離室 7に貯蔵された後、気体は光触媒脱臭装置 8に、液体は逆浸透膜式ろ過装置 9にそれぞれ分別されて供給される。光触媒脱臭装置 8により脱臭された気体は、外気に放出され、逆浸透膜式ろ過装置 9に供給された液体は、 4つのフィルタを通過する過程で浄化され、洗浄水として再利用される。浄化された液体は、水洗便器 1の洗浄水として再利用されるべぐ貯水タンク 1 2に供給される。また、ろ過の過程で発生した余剰水は、浄化フィルタ 10、殺菌装置 11を経て貯水タンク 12に供給される。貯水タンク 12には、水位センサが備えられ、水位が規定値を超えると、貯水タンク 12内の余剰水が二次燃焼装置 13に供給され、蒸気となって外気に放出される。

[0040] したがって、本実施形態によれば、残渣の量を低減し、しかも臭気対策や洗浄水の給水に関する問題を解消する炭化トイレを供給することができる。

なお、調整タンク 3、光触媒脱臭装置 8および光触媒殺菌装置 11に設けられている光触媒脱臭殺菌装置とは、対象物に紫外線を照射するとともに二酸化チタンの光触媒の反応により殺菌、脱臭する装置である。光触媒脱臭殺菌装置は、二酸化チタンをコーティングしたネットと紫外線ランプとを備えており、それぞれの装置内において

、液体、液面、各装置の内壁面、および液面上の気体の殺菌および脱臭に効果が発揮される。また、調整タンク 3内に長時間に亘つて糞尿を貯蔵した場合でも、殺菌、脱臭効果が継続的に発揮されるので、清潔な環境を保つことができる。

また、電動弁 3B， 4A, 5Cを各配管に設置し、それらを連動させることにより、各装置への糞尿や粉塵の逆流、過供給を防止することができる。

[0041] 以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなぐこの発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施形態においては、加熱手段としてヒータを例示したが、これらに限らず、電気ヒータ、ガス (LPG等）の燃焼による加熱方式、あるいは IH加熱方式であってもよレ、。

[0042] さらに、本実施形態においては、貯水タンクに水位センサを設けて、余剰水を燃焼釜の燃焼室に供給する方法を例示したが、浄化フィルタ内に水位センサを設けて、余剰水を燃焼釜の燃焼室に供給する方法であってもよい。

産業上の利用可能性

[0043] 本発明によれば、糞尿を加熱処理して粉塵化するため、残渣の量を著しく低減できるという効果がある。

また、糞尿を加熱処理する際に発生する気体を脱臭して排気するため、臭気に関する問題を発生しないという効果がある。

さらに、糞尿を加熱処理した際に、発生する蒸気から水分を取り出して、これを水洗用の水として供給するため、貯水タンクに給水する必要がないという効果がある。

Claims

請求の範囲

[1] 排泄用の便器と、

前記便器に排泄された糞尿を流すための水を貯める貯水タンクと、

前記便器から前記貯水タンク内の水を使って糞尿を流し込まれる調整タンクと、前記調整タンクから糞尿を吸い上げるポンプと、

前記ポンプにより吸い上げられた糞尿を燃焼処理する燃焼釜と、

燃焼処理された糞尿を収集する集塵装置と、

燃焼処理された糞尿から発生した水蒸気を気体と液体とに分離する気液分離装置と、

前記気液分離装置によって分離された液体をろ過する逆浸透膜式ろ過装置と、前記逆浸透膜式ろ過装置において発生した余剰水を浄化する浄化フィルタとを備える炭ィ匕トイレであって、

前記逆浸透膜式ろ過装置によってろ過された浄水と、前記浄化フィルタによって浄ィ匕された余剰水とを、前記貯水タンクに供給することを特徴とする炭化トイレ。

[2] 前記浄化フィルタによって浄化された余剰水を殺菌する殺菌装置をさらに備え、前記殺菌装置によって殺菌された余剰水を前記貯水タンクに供給することを特徴とする請求項 1に記載された炭化トイレ。

[3] 前記貯水タンクに水量をモニタする水量センサが設けられ、前記水量センサによつて前記貯水タンクの水量が所定量を超えたと判断されたときに、前記貯水タンク内の水を前記燃焼釜の加熱手段に供給することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載された炭化トイレ。

[4] 前記気液分離装置によって分離された気体を脱臭する脱臭装置をさらに備えることを特徴とする請求項 1から請求項 3のいずれか一項に記載された炭化トイレ。