(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレハウスと、
前記トイレハウスの内部に配置された便器と、
バイオチップを収納することができ、前記便器からの排泄物を前記バイオチップによって消滅処理する処理槽と、
前記処理槽の内部温度を調節する温度調節手段と、
前記処理槽の内部に収納されたバイオチップの水分量を調整する水分調節手段と、
前記処理槽の内部の温度を検知して検知温度を得る温度検知手段と、
前記処理槽の内部の湿度を検知して検知湿度を得る湿度検知手段と、
前記処理槽の収納物の重量を検知して検知重量を得る重量検知手段と、
前記検知温度に応じて前記温度調節手段を制御し、前記検知重量に応じて得えられた前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記水分調節手段を制御する制御手段と、
前記処理槽にバイオチップを補給するバイオチップ補給手段と、
前記処理槽の内部のバイオチップの下限レベルを検知する下限レベル検知手段とを備え、
前記下限レベル検知手段は、レーザ光を発光する発光部と当該発光部からのレーザ光を受光する受光部とを有し、
前記処理槽は、前記発光部からのレーザ光が通過する部位に通過窓を有し、
前記制御手段は、前記水分調節手段を制御してバイオチップの水分量を調整した後、前記受光部がレーザ光を受光した場合に、前記処理槽の内部のバイオチップのレベルが前記下限レベルに達したと判定し、前記受光部がレーザ光を受光しない状態になるまで前記処理槽に前記バイオチップを補給するように前記バイオチップ補給手段を制御することを特徴とするバイオトイレ装置。
【請求項２】
前記温度調節手段は、前記処理槽の内部に配置された電気ヒータを有し、
前記水分調節手段は、前記電気ヒータと前記処理槽とに水分を補給する給水槽を有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバイオトイレ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記バイオチップに含まれる水分量が不足していると判定すると、前記給水槽から前記処理槽に水分を補給する補給ステップを行い、
前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記バイオチップに含まれる水分が多いと判定すると、前記電気ヒータに通電して前記バイオチップに含まれている水分を飛ばす水分調節ステップを行うようにしたことを特徴とする請求項２に記載のバイオトイレ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記水分調節ステップが行われていない際に、前記検知温度と予め定められた温度とを比較して、その比較結果に応じて前記電気ヒータへの通電制御を行うようにしたことを特徴とする請求項３に記載のバイオトイレ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のバイオトイレ装置の運転方法であって、
前記検知温度に応じて前記温度調節手段を制御する第１のステップと、前記検知重量に応じて得られた前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度に応じて前記水分調節手段を制御する第２のステップを実行することを特徴とする運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と微生物によって排泄物を分解させるバイオトイレ装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、微生物（バイオ菌）と熱とによって排泄物を分解する所謂バイオトイレ装置では、処理槽にあるバイオ菌を繁殖させて排泄物の消滅処理を行っている。このため、排泄物を汲み取る必要がなく、さらには、下水等に流す必要もないから、環境に優しいトイレとして知られている。
【０００３】
このようなバイオトイレ装置では、バイオ菌の活性化（繁殖環境の維持）、そして、処理槽中の水分調整のため、電気ヒータ等の加熱手段によって処理槽内の加熱制御（温度制御）を行っている。つまり、加熱手段をオン／オフ制御して、処理槽内を所定の温度（例えば、３０℃程度）に維持している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、バイオ菌を活性化するためには、処理槽内は適正な水分（例えば、含水率７０％程度）に維持することも必要であり、このため、水分量が減少した際には処理槽に給水を行うことになる。さらには、バイオ菌はバイオチップとして処理槽内に投入されているが、このバイオチップは年間１０％〜１５％程度減少する。そして、バイオチップが減少すると、処理能力が低下するため、適宜バイオチップを処理槽内に補充する必要がある。
【特許文献１】特開平１０−２５７９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のようなバイオトイレ装置では、処理槽内の温度管理（温度制御）は加熱手段のオン／オフ制御によって行っているものの、処理槽へのバイオチップの補給及び給水は、バイオ菌の繁殖状況を目視確認して、人手で行っているのが現状であり、そのため、バイオトイレ装置の維持管理に手間が掛かってしまうという課題がある。
【０００６】
言い換えると、従来のバイオトイレ装置では、人手による管理のため、バイオチップの補給忘れが起きることがあり、さらには、湿度管理を行っておらず、水分調整が不十分となって、バイオ菌の繁殖環境が悪化してしまい、適切な処理が行われなくなってしまうという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、バイオ菌の繁殖環境を常に適切に維持することのできるバイオトイレ装置及びその運転方法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】
【０００８】
（１）本発明は、トイレハウスと、前記トイレハウスの内部に配置された便器と、バイオチップを収納することができ、前記便器からの排泄物を前記バイオチップによって消滅処理する処理槽と、前記処理槽の内部温度を調節する温度調節手段と、前記処理槽の内部に収納されたバイオチップの水分量を調整する水分調節手段と、前記処理槽の内部の温度を検知して検知温度を得る温度検知手段と、前記処理槽の内部の湿度を検知して検知湿度を得る湿度検知手段と、前記処理槽の収納物の重量を検知して検知重量を得る重量検知手段と、前記検知温度に応じて前記温度調節手段を制御し、前記検知重量に応じて得られた前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記水分調節手段を制御する制御手段と、前記処理槽にバイオチップを補給するバイオチップ補給手段と、前記処理槽の内部のバイオチップの下限レベルを検知する下限レベル検知手段とを備え、前記下限レベル検知手段は、レーザ光を発光する発光部と当該発光部からのレーザ光を受光する受光部とを有し、前記処理槽は、前記発光部からのレーザ光が通過する部位に通過窓を有し、前記制御手段は、前記水分調節手段を制御してバイオチップの水分量を調整した後、前記受光部がレーザ光を受光した場合に、前記処理槽の内部のバイオチップのレベルが前記下限レベルに達したと判定し、前記受光部がレーザ光を受光しない状態になるまで前記処理槽に前記バイオチップを補給するように前記バイオチップ補給手段を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
（１）に記載のバイオトイレ装置では、処理槽の内部の温度及び水分量を自動的に調節するようにしたので、人手によることなく、つまり、手間が掛かることなくバイオトイレ装置の維持管理を行え、しかもバイオ菌の繁殖環境を常に適切に維持することができる。
【００１１】
また、処理槽の内部のバイオチップのレベルが所定の下限レベル未満となると、自動的に処理槽にバイオチップを補給するようにしたので、バイオチップの補給忘れ等をなくして、しかも手間を掛けることなく、バイオチップの補給を行うことができる。さらに、下限レベル以上となるようにバイオチップレベルを常に維持することができるので、バイオチップによる処理を常に適正に保つことができる。
【００１２】
（２）本発明は、（１）に記載のバイオトイレ装置において、前記温度調節手段は、前記処理槽の内部に配置された電気ヒータを有し、前記水分調節手段は、前記電気ヒータと前記処理槽とに水分を補給する給水槽を有するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
（２）に記載のバイオトイレ装置では、電気ヒータを処理槽の内部の温度調整及び水分調整に用いるようにしたので、設備コストを安価にすることができるという効果がある。
【００１４】
（３）本発明は、（２）に記載のバイオトイレ装置において、前記制御手段は、前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記バイオチップに含まれる水分量が不足していると判定すると、前記給水槽から前記処理槽に水分を補給する補給ステップを行い、前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度とに応じて前記バイオチップに含まれる水分が多いと判定すると、前記電気ヒータに通電して前記バイオチップに含まれている水分を飛ばす水分調節ステップを行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
（３）に記載のバイオトイレ装置では、処理槽の収納物の水分量と処理槽の内部の湿度とに応じてバイオチップに含まれる水分の調整を行うようにしたので、適切な水分管理を行うことができるという効果がある。
【００１６】
（４）本発明は、（３）に記載のバイオトイレ装置において、前記制御手段は、前記水分調節ステップが行われていない際に、前記検知温度と予め定められた温度とを比較して、その比較結果に応じて前記電気ヒータへの通電制御を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
（４）に記載のバイオトイレ装置では、処理槽内の温度（検知温度）と予め定められた温度とを比較して、その比較結果に応じて電気ヒータへの通電制御を行うようにしたので、常に処理槽内の温度を最適な温度に維持管理することができる。
【００１８】
（５）本発明は、（１）から（４）のいずれかに記載のバイオトイレ装置の運転方法であって、前記検知温度に応じて前記温度調節手段を制御する第１のステップと、前記検知重量に応じて得られた前記処理槽の収納物の水分量と前記検知湿度に応じて前記水分調節手段を制御する第２のステップを実行することを特徴とするものである。
【００１９】
（５）に記載の運転方法では、コンピュータによって、処理槽の内部の温度及び水分量を自動的に調整するようにしたので、人手によることなく、つまり、手間が掛かることなくバイオトイレ装置の維持管理を行え、しかもバイオ菌の繁殖環境を常に適切に維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、処理槽内の温度及び水分量を自動的に調整するようにしたから、人手によることなく、バイオトイレ装置の維持管理を行えるばかりでなく、バイオ菌の繁殖環境を常に適切に維持することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す断面図であり、図２は本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す平面図である。また、図３は図１に示すバイオトイレ装置で用いられる制御系を示すブロック図、そして、図４は図３に示す制御系による制御を説明するためのフロー図である。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、バイオトイレ装置１０は、バイオ消滅式簡易トイレと呼ばれ、以下の説明においては原子力発電所等の発電所の建設現場において用いられるものとする。なお、原子力発電所における各設備は、一般に、一般的建築物より分厚いコンクリート等で覆われてかつ閉塞されているため、これらを建設する現場の内部環境は暑い。この原子力発電所の建設作業員が摂取する水分補給量は多く、このため、後述する処理槽内の水分量（尿）の量が多くなる傾向にある。
【００２４】
図１に示すように、バイオトイレ装置１０はトイレ室（トイレハウス）１１を有しており、このトイレハウス１１の前面には開閉可能なドア１１ａが備えられている。つまり、ドアノブ１１ｂを操作してドア１１ａを開閉し、トイレハウス１１に出入りすることになる。なお、トイレハウス１１及びドアは、アルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）製である。そして、トイレハウス１１の内部には便器１２及び処理槽１３が配置されている。
【００２５】
処理槽１３は、便器１２からの排泄物が処理槽１３に落下するように、便器１２の下側に配置されている。処理槽１３の内部にはバイオチップ（図示せず）が収納され、バイオチップによって排泄物が消滅処理されることになる。便器１２の後ろ側にはバイオチップタンク３７が配置されている。バイオチップタンク３７に接続されたバイオチップ補給機（図示せず）によって、バイオチップタンク３７の内部に蓄えられているバイオチップが処理槽１３に補給される。処理槽１３の内部には処理槽１３内のバイオチップを均等にかき混ぜる攪拌羽根１４が配置され、この攪拌羽根１４は、処理槽１３の上部に配置された攪拌駆動装置１５に攪拌軸１５ａを介して機械的に連結されている。攪拌起動装置１５が作動することにより攪拌軸１５ａが回転し、ひいては、攪拌羽根１４が攪拌軸１５ａの周りを回転する。
【００２６】
処理槽１３には、温度センサ３１が配置されるとともに、一対の電気ヒータ１６が配置されている。そして、電気ヒータ１６にはプラグ１７を介して通電が行われる。処理槽１３の重量を検知するための重量検知センサ３２が備えられている。重量検知センサ３２としては、例えば、歪ゲージが採用される。この歪ゲージは処理槽１３の底面に当接して配置されている。
【００２７】
図２に示すように、処理槽１３は、例えば、円筒形状であり、適正レベルのバイオチップが処理槽１３内に収納されている。処理槽１３内のバイオチップの下限レベルを検知するための下限レベル計３３が備えられている。この下限レベルは、排泄物の処理を行うに当たって、最小限必要となる処理槽１３に蓄えられるバイオチップの体積に相当するレベルである。この下限レベル計３３は発光部３３ａと受光部３３ｂとを有している。処理槽１３の側壁面には透明板（図示せず）で覆われた一対の通過窓が互いに対向して形成され、発光部３３ａから照射されたレーザ光３３ｃは通過窓を介して受光部３３ｂで受光される。そして、レーザ光が受光されたか否かによって、バイオチップの下限レベルが検知されることになる。
【００２８】
処理槽１３の側壁にはエアー供給口（図示せず）が設けられ、このエアー供給口から処理槽１３の内部に空気が送り込まれ、これによって、処理槽１３にあるバイオチップに含まれる、好気性菌であるバイオ菌を有効に働かせようにしている。
【００２９】
図１に示すように、処理槽１３には排気ダクト１８が連結されており、排気ダクト１８は排気口１９によってトイレハウス１１の外部に臨んでいる。排気ダクト１８の途中にはフィルタ装置２０が配置され、このフィルタ装置２０内には湿度センサ３４が配設されている。
【００３０】
トイレハウス１１内において、処理槽１３の前方には給水槽２１が配置され、この給水槽２１から後述するようにして処理槽１３に給水が行われる。
【００３１】
図３を参照して、バイオトイレ装置１０の制御装置３０の説明をする。処理槽１３の内部の温度及び湿度管理と給水及びバイオチップの補給制御は、マイクロコンピュータを備えた制御装置３０によって行われる。制御装置３０には、前述の温度センサ３１、重量検知センサ３２、下限レベル計３３、及び湿度センサ３４が接続されており、制御装置３０には、検出温度、検出重量、下限レベル、及び検出湿度が与えられる。
【００３２】
また、制御装置３０にはスイッチ装置３５が接続され、スイッチ装置３５をオン／オフ制御して、電気ヒータ１６への通電を制御する。さらに、制御装置３０には電磁弁等の開閉弁３６が接続され、この開閉弁３６を開閉制御して、給水槽２１から処理槽１３への給水を行う。そして、前述のバイオチップタンクに接続されているバイオチップ補給機は制御装置３０の制御下で処理槽１３へのバイオチップの補給を行う。
【００３３】
続いて、図４も参照して、制御装置３０による温度及び湿度管理と給水及びバイオチップの補給制御について説明する。前述のように、制御装置３０には、検出温度（Ｔ１）、検出重量（Ｗ１）、下限レベル（バイオチップレベル：Ｌ１）、及び検出湿度（Ｈ１）が与えられる。そして、制御装置３０には予め設定湿度（Ｈ）及び設定温度（Ｔ）が設定されている。
【００３４】
処理槽１３内に収納されているバイオチップの適正レベルは少なくとも上述の下限レベルを越える体積のバイオチップに相当するレベルである。また、制御装置３０には、適正レベルのバイオチップが処理槽１３に収納された際の処理槽重量（Ｗ）が設定されている。
【００３５】
制御装置３０は重量検知センサ３２から与えられる検知重量（Ｗ１）と処理槽重量（Ｗ）とに基づいてバイオチップ中の水分量を算出する（ステップＳ１）。つまり、排泄物は大部分が尿であるため、検出重量（Ｗ１）−処理槽重量（Ｗ）で示される重量増加分は水分によるとみなすことができる。
【００３６】
ところで、湿度センサ３４で検知される検知湿度は、処理槽１３中の水分量が多くなると高くなる。そして、制御装置３０は検出湿度（Ｈ１）及び水分量に応じて処理槽１３内の水分が過多であるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、制御装置３０には予め水分量の下限値及び上限値が設定されており、前述のようにした求めた水分量が上限値を越えた状態で、且つ検出湿度（Ｈ１）が設定湿度（Ｈ）以上であると、水分過多であると判定する。
【００３７】
そして、水分過多である際には、制御装置３０はスイッチ装置３５をオンして、電気ヒータ１６への通電を行って、収納物に含まれる水分を蒸発させる（ステップＳ３）。なお、バイオチップは温度７０℃程度まで耐えうるので、バイオチップへの影響は少ない。
【００３８】
続いて、制御装置３０は検出湿度（Ｈ１）及び水分量に応じて処理槽１３内の水分が少ないか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、制御装置３０は、前述のようにした求めた水分量が下限値を下回った状態で、かつ検出湿度（Ｈ１）が設定湿度（Ｈ）未満であると、収納物に含まれる水分が少ないと判定する。そして、水分が少ないと判定すると、制御装置３０は開閉弁３６を開き、処理槽１３への給水を行う（ステップＳ５）。
【００３９】
さらに、制御装置３０は温度センサ３１からの検出温度に応じてスイッチ装置３５をオン／オフ制御して、電気ヒータ１６への通電を制御することになるが、前述の水分量調整を行っている際には、検出温度に応じた通電制御は行わない。つまり、水分調節制御（水分調節ステップ）を行っていない場合に（ステップＳ６）、検出温度に応じて、制御装置３０は電気ヒータ１６への通電制御を行うことになる（ステップＳ７）。
【００４０】
また、制御装置３０はバイオチップ補給機を制御して、バイオチップタンク３７に蓄えられているバイオチップを処理槽１３へ補給することになるが、この補給は下限レベル計３３で検知されるレベルに応じて行われる。バイオチップのレベルが下限レベル未満となると、発光部３３ａからレーザ光３３ｃは受光部３３ｂで受光されることになる。受光部３３ｂでレーザ光が受光されると、つまり、バイオチップのレベルが下限値未満となると（ステップＳ８）、制御装置３０はバイオチップ補給機を制御してバイオチップを処理槽１３に補給する（ステップＳ９）。
【００４１】
そして、制御装置３０は、発光部３３ａからのレーザ光３３ｃが受光部３３ｂで受光されなくなるまで、バイオチップ補給機によってバイオチップタンク３７から処理槽１３にバイオチップを補給する。そして、バイオチップの補給が完了すると、制御装置３０はステップＳ１に戻る。
【００４２】
このようにして、検出温度、検出湿度、及び処理槽１３の収納物に含まれている水分量に応じて、処理槽１３の内部の環境を制御するようにしたので、人手によってバイオトイレ装置の維持管理を行うことが少なくなって維持管理に手間が掛かることがなく、さらに、バイオ菌の繁殖環境が適切に維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す平面図である。
【図３】図１に示すバイオトイレ装置で用いられる制御系を示すブロック図である。
【図４】図３に示す制御系による制御を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  バイオトイレ装置
１１  トイレ室（トイレハウス）
１２  便器
１３  処理槽
１４  攪拌羽根
１５  攪拌軸
１６  電気ヒータ
１８  排気ダクト
１９  排気口
２０  フィルタ装置
２１  給水槽
３０  制御装置（マイクロコンピュータ）
３１  温度センサ
３２  重量検知センサ
３３  下限レベル計（バイオチップレベル計）
３４  湿度センサ
３５  スイッチ装置
３６  開閉弁
３７  バイオチップ補給機（バイオチップタンク）
【図１】
0005465375.tif 000002
【図２】
0005465375.tif 000003
【図３】
0005465375.tif 000004
【図４】
0005465375.tif 000005