(57)【要約】【課題】  微生物の働きを活発にさせ、水分を蒸発させる加熱手段としての電気ヒーター用商用電源が不要であると共に、小型で容易に移動設置可能なバイオトイレを得る。【解決手段】  便器４と、この便器の下部に設けられ発酵床および糞尿８が収容される発酵処理槽５と、この発酵処理槽５を包囲し、内部に貯められた潜熱蓄熱材１２を温水パイプ３との熱交換で加熱することで上記発酵処理槽５内部を加熱する貯液槽６と、この貯液槽６内の潜熱蓄熱材１２を温める温水７を貯める貯液タンク２０と、この貯液タンク２０に貯める温水７を加熱する太陽熱温水器２と、この太陽熱温水器２から上記貯液タンク２０内および上記貯液槽６内の温水パイプ３へ温水７を送り込むポンプ３０とを備える。【選択図】        図２
2006263418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器と、この便器の下部に設けられ発酵床および糞尿が収容される発酵処理槽と、この発酵処理槽を包囲し、内部に貯められた加熱部材により上記発酵処理槽内部を加熱する貯液槽と、この貯液槽内の上記加熱部材を温める温水を貯める貯液タンクと、この貯液タンクに貯める温水を加熱する太陽熱温水器と、この太陽熱温水器から上記貯液タンク内および上記貯液槽内の温水パイプへ温水を送り込むポンプとを備えたことを特徴とするバイオトイレ。
【請求項２】
便器と、この便器の下部に設けられ発酵床および糞尿が収容される発酵処理槽と、この発酵処理槽を包囲し、内部に貯められた加熱部材により上記発酵処理槽内部を加熱する貯液槽と、この貯液槽内の上記加熱部材を温める温水を貯める貯液タンクと、この貯液タンクに貯める温水を加熱する太陽熱温水器と、この太陽熱温水器から上記貯液タンク内および上記貯液槽内の温水パイプへ温水を送り込むポンプと、このポンプを制御するバルブ類と、上記ポンプおよびバルブ類に電力を供給する太陽光発電ユニットとを備えたことを特徴とするバイオトイレ。
【請求項３】
上記加熱部材は、発酵処理槽の設定温度値付近で固体と液体の相変化を示す潜熱蓄熱材であることを特徴とした請求項１又は２記載のバイオトイレ。
【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糞尿を分解させるバイオトイレに関する。
【背景技術】
【０００２】  微生物と熱によって糞尿を分解させるトイレは、汲み取りの必要がなく、下水に流す必要もない為、環境に優しいトイレとして以前から開発され、知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】  特許第３１６０８５９号
【０００３】  しかし、ほとんどのバイオトイレは、微生物の活性化及び水分調整の為に加熱手段を必要とし、主に電気ヒータが使用されているが、非常に多くの電力を消費している。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】  特許第３０２７８２３号
【０００４】  また、商用電源を不要とするバイオトイレも開発されているが、太陽光発電や風力発電または化石燃料発電などを使用し、加熱に必要な電力を供給する場合には大規模な設備となっている。（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献３】  特開２００２−１６１５７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記のような従来のバイオトイレでは、電気ヒータ用の商用電源を使用するので、電力の供給されていない場所には電気工事が必要になり、電力供給の困難な離島や山間部、また、災害時に容易に移動設置することができないという問題点があった。【０００６】  また、加熱手段に太陽光発電や風力発電または燃料電池を使用する場合には、大規模な設備が必要になり、設備コストとランニングコストが高くなるという問題点があった。【０００７】  また、加熱手段として太陽熱温水器を扱う場合には、太陽熱温水器で温められた温水を用いるが、昼間に蓄えた温水の熱を翌朝まで保つには、補助熱源の電気ヒータ等を用いるか、太陽熱温水器の集熱面積と貯液タンクの容量を大きくしなければならないという問題点もあった。【０００８】  この発明は上述のような問題点を解決する為になされたもので、微生物の働きを活発にさせ、水分を蒸発させる加熱手段としての電気ヒータ用商用電源が不要であるとともに、小型で容易に移動設置可能で、設備やランニングコストの安いバイオトイレを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明のバイオトイレにおいては、便器と、この便器の下部に設けられ発酵床および糞尿が収容される発酵処理槽と、この発酵処理槽を包囲し、内部に貯められた加熱部材により上記発酵処理槽内部を加熱する貯液槽と、この貯液槽内の上記加熱部材を温める温水を貯める貯液タンクと、この貯液タンクに貯める温水を加熱する太陽熱温水器と、この太陽熱温水器から上記貯液タンク内および上記貯液槽内の温水パイプへ温水を送り込むポンプとを備えたものである。【００１０】  また、便器と、この便器の下部に設けられ発酵床および糞尿が収容される発酵処理槽と、この発酵処理槽を包囲し、内部に貯められた加熱部材により上記発酵処理槽内部を加熱する貯液槽と、この貯液槽内の上記加熱部材を温める温水を貯める貯液タンクと、この貯液タンクに貯める温水を加熱する太陽熱温水器と、この太陽熱温水器から上記貯液タンク内および上記貯液槽内の温水パイプへ温水を送り込むポンプと、このポンプを制御するバルブ類と、上記ポンプおよびバルブ類に電力を供給する太陽光発電ユニットとを備えたものである。【００１１】  また、上記加熱部材は、発酵処理槽の設定温度値付近で固体と液体の相変化を示す潜熱蓄熱材である。
【発明の効果】
【００１２】  本発明のバイオトイレは、発酵処理槽の加熱手段として、太陽熱温水器で温められた温水を利用するようにしたので、従来のバイオトイレのような電気ヒータが不要となり、消費電力が大幅に少なくなる。【００１３】  また、太陽光発電ユニットによりポンプや制御バルブ類へ電力を供給するようにしたので、電力の供給されていない場所や、災害時に容易に設置することができると共に、移動も容易である。【００１４】  また、加熱部材として、潜熱蓄熱材を用いるようにしたので、発酵処理槽内の温度変化が緩やかであり、容易に温度を一定に保つことができる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１５】実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１を示すバイオトイレ構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である、図において、１はトイレハウスであり、後述する便器４、発酵処理槽５、貯液槽６、貯液タンク２０、等が設置されている。２は太陽熱温水器でありトイレハウス１の屋根に一体に設置されている。
【００１６】  図２は本発明の実施の形態１を示すバイオトイレの構成図である。図３は本発明のバイオトイレの発酵処理槽および貯液槽の拡大断面図である。図において、４はトイレハウス１の内部に設置された便器、５は便器４の下部に設置された発酵処理槽である。６は貯液槽であり、発酵処理槽５を包囲するように設置されている。この貯液槽６内部には、貯液タンク２０から温水７を導入する為の温水パイプ３を備え、温水パイプ３の周囲には加熱部材としての潜熱蓄熱材１２が貯められている。この潜熱蓄熱材１２は発酵処理槽５の設定温度値付近で固体と液体の相変化を示す性質を持っており、例えば、塩化カルシウム水和物や硫酸ナトリウム水和物、またパラフィンなどで作られたものである。この貯液槽６内部に太陽熱温水器２で温められた温水７を液入口３ａから導入し、温水パイプ３を通って液出口３ｂから排出し循環させることによって潜熱蓄熱材１２を加熱し発酵処理槽５の内部の発酵床および糞尿８を間接的に加熱する。
【００１７】  発酵処理槽５は、図３に示すように、その内部に発酵床および糞尿８を収容し、内部を均等にかき混ぜる撹拌羽根９と、撹拌軸１０を有している。１１はエアー供給口であり、発酵処理槽５の下部に設けられた貫通孔５ａから発酵処理槽５の内部へ空気を送り込み、好気性菌を有効に働かせる。１５は第一の温度センサであり、貯液槽６の内部の液温を検出する。
【００１８】  ２０は貯液タンクであり、その内部に太陽熱温水器２で温められた温水７を蓄積している。２１は第二の温度センサであり、貯液タンク２０の内部の液温を検出する。３０は太陽熱温水器２から貯液タンク２０内および貯液槽６内の温水パイプ３へ温水７を送り込むポンプである。３１は明暗センサまたはタイムスイッチであり、太陽熱温水器タンク２ａに装着されており、ポンプ３０の運転を制御する。
【００１９】  ４０は貯液タンク２０と貯液槽６を結ぶ配管、４１は貯液槽６と太陽熱温水器２とを結ぶ配管、４２は太陽熱温水器２と貯液タンク２０を結ぶ配管である。４３は貯液タンク２０と配管４１を結ぶ配管、４４は配管４１と配管４２を結ぶ配管である。５０、５１、５２はエアー抜き弁である。６０、６１、６２、６３、は電磁弁である。６５はドレンであり、貯液槽６の下部から外部へ液を排出できる。６６は手動弁でありメンテナンス時に使用する。尚、ポンプ３０、３１、電磁弁６０、６１、６２、６３等の消費電力の小さい機器への電力は、図示しない商用電源から供給する。
【００２０】  上述のように構成されたバイオトイレの作用および効果を図２に基づき説明する。昼間（明るい場合）の通常時の運転は、太陽熱温水器タンク２ａに設けられた明暗センサまたはタイムスイッチ３１により太陽熱温水器２が加熱状態にあると判断し、第一のポンプ３０を運転することにより、太陽熱温水器２で加熱された温水７は貯液タンク２０と太陽熱温水器２との間を循環する。この時、電磁弁６０、６１が閉、６２、６３が開となっており、貯液槽６へは温水７は供給されない。
【００２１】  昼間（明るい場合）でも、貯液槽６にある第一の温度センサ１５が設定温度より低い温度を検出すると、電磁弁６０、６１が開、６２、６３が閉となり、貯液タンク２０から温められた温水７がオーバーフローとなって貯液槽６へ送られ、貯液槽６内部に貯められた潜熱蓄熱材１２を加熱することによって、発酵処理槽５内部を加熱する。
【００２２】  また、貯液槽６の第一の温度センサ１５が設定温度より高い温度を検出すると、昼間の通常時の電磁弁の動作に切り替わるという動作を繰り返し、常に発酵処理槽５内部の温度を一定に保つように構成されている。
【００２３】  夜間（暗い場合）においては、太陽熱温水器２は温める能力が出ない為、昼間と同じ循環方式は行なわれない。すなわち、明暗センサまたはタイムスイッチ３１の働きにより、夜間の通常時の運転は、ポンプ３０は停止状態にあり、この時、電磁弁６０、６１、６２、６３も全て閉じている状態となっている。
【００２４】  しかし、貯液槽６にある第一の温度センサ１５が、設定温度値より低い温度を検出すると、電磁弁６０、６１が開、電磁弁６２、６３が閉となり、ポンプ３０が運転し、貯液タンク２０から温められた温水７がオーバーフローとなって貯液槽６へ送られ、貯液槽６内部に貯められた潜熱蓄熱材１２を加熱することによって、発酵処理槽５内を加熱する。
【００２５】また、第一の温度センサ１５が設定温度より低い温度を検出していても、貯液タンク２０の第二の温度センサ２１が設定温度１５より低い温度を検出している場合には、繰り返し循環しても無駄な為、この場合は第一のポンプ３０の運転を停止する。
【００２６】  上述のように、実施の形態１のようなバイオトイレの構成においては、発酵処理槽５の加熱手段として太陽熱温水器２で温められた温水７を利用するようにしたので、必要な電力は電磁弁６０、６１、６２、６３とポンプ３０および制御機器（図示せず）の消費電力のみになるため、従来のバイオトイレのような電気ヒータを使用する場合に比較して大幅にランニングコストを削減することができる。
【００２７】  また、従来のバイオトイレのような電気ヒータでは局所的な加熱になり発酵床および糞尿８に温度ムラが大きかったのが、本発明のバイオトイレでは潜熱蓄熱材１２を使用している為、発酵処理槽５内の温度変化が緩やかであり、容易に温度を一定に保つことができる。
【００２８】実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２を示すバイオトイレの構成図である。図において、実施の形態１と同様なものは、同一符号を付けてその説明を省略する。４５は貯液槽６と貯液タンク２０を結ぶ配管、４６は貯液タンク２０と太陽熱温水器２を結ぶ配管である。７０は第一の循環ポンプ、７１は第二の循環ポンプであり、太陽熱温水器２から貯液タンク２０内および貯液槽６内の温水パイプ３へ温水７を送り込む。
【００２９】  上述のように構成されたバイオトイレの作用および効果を図４に基づき説明する。太陽熱温水器２で温められた温水７は、昼間（明るい場合）の通常時の運転は、太陽熱温水器タンク２ａに設けられた明暗センサまたはタイムスイッチ３１により、太陽熱温水器が加熱状態にあることを判断し、第一の循環ポンプ７０を運転させることにより、温水７が貯液タンク２０と太陽熱温水器２との間を循環する。この時、第二の循環ポンプ７１は停止しており、発酵処理槽５側へ温水は供給されない。
【００３０】  昼間（明るい場合）でも、貯液槽６にある第一の温度センサ１５が設定温度より低い温度を検出すると、第二の循環ポンプ７１を運転し、貯液タンク２０から温水７がオーバーフローとなって貯液槽６へ送られ、貯液槽６内部に貯められた潜熱蓄熱材１２を加熱することによって、発酵処理槽５の内部を加熱する。
【００３１】  また、貯液槽６の第一の温度センサ１５が設定温度より高い温度を検出すると、第二の循環ポンプ７１は停止するという動作を繰り返し、常に発酵処理槽５の内部の温度を一定に保つように構成されている。
【００３２】  夜間（暗い場合）において、太陽熱温水器２は温める能力が出ない為、昼間と同じ循環方式は行われない。すなわち、明暗センサまたはタイムスイッチ３１の働きにより、夜間の通常時に第一の循環ポンプ７０は停止している。
【００３３】  貯液槽６にある第一の温度センサ１５が、設定温度より低い温度を検出すると、第二の循環ポンプ７１を運転し、貯液タンク２０から温水７がオーバーフローとなって貯液槽６へ送られ、貯液槽６内部に貯められた潜熱蓄熱材１２を加熱することによって、発酵処理槽５の内部を加熱する。
【００３４】  また、第一の温度センサ１５が設定温度より低い温度を検出していても、貯液タンク２０の第一の温度センサ２１が設定温度より低い温度を検出している場合には、繰り返し循環しても無駄な為、この場合は第二の循環ポンプ７１の運転を停止する。
【００３５】  上述のように、実施の形態２のようなバイオトイレの構成においては、発酵処理槽５の加熱手段として太陽熱温水器２で温められた温水７を利用するようにしたので、必要な電力は循環ポンプ７０、７１および制御機器（図示せず）の消費電力のみになる為、従来装置のバイオトイレのような電気ヒータを使用する場合に比較して大幅にランニングコストを削減することができる。
【００３６】実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３を示すバイオトイレ構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である、図において、１はトイレハウスであり、便器４、発酵処理槽５、貯液槽６、貯液タンク２０、等が設置されている。
２は太陽熱温水器、９００は使用する機器に電力を供給する太陽光発電モジュールであり、トイレハウス１の屋根に一体に設置されている。
【００３７】  図６は、本発明のバイオトイレに電力を供給する太陽光発電ユニットのブロック図である。図において、２００は換気扇であり、トイレの臭いが内部に充満しないように外部に排出する為のもので、２４時間運転する。３００は照明であり、省電力のＬＥＤを使用し人感センサ（図示せず）の働きで自動的にＯＮ／ＯＦＦするものである。４００はブロワーであり、発酵床および糞尿８にエアーを送り、好気性発酵菌の働きを活発にするために使用するもので、人感センサとタイマー（図示せず）の連動で自動運転とする。
【００３８】  ５００は攪拌モータであり、発酵床および糞尿８を均等にかき混ぜ、発酵し易い状態にするために使用し、人感センサとタイマー（図示せず）の連動で自動運転とする。３０、７０、７１はポンプであり、加熱媒体である温水７を循環させる為に使用する。６００は電磁弁や温度センサ等の制御部品であり、温度センサ１５、２１や明暗センサまたはタイムスイッチ３１等で構成されている。８００はバッテリーであり、太陽光発電ユニットで発電された電力を蓄える装置である。
【００３９】  上述のように図５に示すように構成されたバイオトイレの作用および効果を説明する。バイオトイレの運転の動作は、実施の形態１および２と同様であるので説明は省略する。実施の形態１および２では商用電源を使用する場合について説明したが、商用電源を使用しない場合や使用できない場合については、図６のブロック図で示すような太陽光発電ユニットを利用することで補い、商用電源を不要とし、容易に移動設置ができる。すなわち、太陽光発電ユニットの動作は、太陽光発電モジュール９００により発電された電力をバッテリー８００へ蓄え、換気扇２００、照明３００、ブロワー４００、撹拌モータ６００に電力を供給する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】  本発明の実施の形態１を示すバイオトイレであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を示すバイオトイレの構成図である。
【図３】  本発明のバイオトイレの発酵処理槽および貯液槽を示す拡大断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態２を示すバイオトイレの構成図である。
【図５】  本発明の実施の形態３を示すバイオトイレであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図６】  本発明の実施の形態３のバイオトイレに電力を供給する太陽光発電ユニットのブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】    ２  太陽熱温水器、３  温水パイプ、４  便器、５  発酵処理槽、６  貯液槽、７  温水、８  発酵床および糞尿、１２  潜熱蓄熱材（加熱部材）、２０  貯液タンク、３０，７０，７１  ポンプ、６０，６１，６２，６３  電磁弁、９００  太陽光発電モジュール
【図１】
2006263418.tif 000003
【図２】
2006263418.tif 000004
【図３】
2006263418.tif 000005
【図４】
2006263418.tif 000006
【図５】
2006263418.tif 000007
【図６】
2006263418.tif 000008