(57)【要約】【課題】  雨水と太陽エネルギーのみを利用し、設備が簡単となり、経済的にバイオトイレの発酵槽の加熱を行うようにしたバイオトイレシステムを提供する。【解決手段】  雨水を貯めた貯水タンク１からの供給水を太陽熱温水ヒーターＨＴにより加温し、その温水を温水供給管８を介しバイオトイレ室２内の該発酵槽９の外面に形成した加熱器１０に供給し、該温水により該発酵槽９内の被発酵処理物ａを加熱する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水を溜めた貯水タンクからの供給水を太陽熱温水ヒーターにより加温し、その温水を温水供給管を介しバイオトイレ室内の発酵槽に形成した加熱器に供給し、該発酵槽内の被発酵処理物を加熱するようにしたことを特徴とするバイオトイレシステム。
【請求項２】
バイオトイレ室内に手洗器を設置し、該温水供給管より分岐する支管を介し温水を手洗器に供給せしめたことを特徴とする請求項１に記載のバイオトイレシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の上記のバイオシステムの太陽熱温水ヒーターに加え、太陽光発電装置を設け、該装置により取り出した電力を送電線を介し、排気ファン、照明器などの所望の負荷に接続したことを特徴とするバイオトイレシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーと雨水を利用したバイオトイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバイオトイレシステムの発明として、例えば、特開２００２−１６１５７２公報に記載のように、微生物により糞尿を発酵分解処理するに当たり、反応槽、即ち、発酵槽を６０〜８０℃に加熱保持し、微生物による糞尿の発酵分解を促進するに当たり、その加熱源として、燃料電池を使用し、その排熱を該発酵槽に供給し、該発酵槽内の処理すべき糞尿の発酵を促進する上記の温度に加熱保持するようにしていた。また、該燃料電池発電機からの排熱により雨水などを貯めた貯水タンク内の水を加温することにより、寒冷時において貯水タンク内の水の凍結を防止するように利用していることが開示されている。尚また、一方、太陽光発電装置を設け、その起電力を送電線を介して電源制御装置に接続し、これを介してバイオトイレの撹拌装置、空調装置及び照明装置などの負荷に供給し、これを駆動するために用いられていることを開示している。
【特許文献１】特開２００２−１６１５７２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の特許文献１の発明では、燃料電池を設置し、その排熱でバイオトイレの発酵槽を加熱し、被発酵処理物である糞尿の発酵促進に必要な高温を維持し、また、その排熱を熱変換器を介して貯水タンクの加温をしているので、燃料電池の設置、これに関連するその配管作業を要し、これに伴い、バイオトイレシステムの設備コストが増大し、運転コストの増大が不可避となる。
また、従来使用されているバイオトイレには、トイレ室に手洗場がないため、衛生上問題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、請求項１に記載の通り、雨水を溜めた貯水タンクからの供給水を太陽熱温水ヒーターにより加温し、その温水を温水供給管を介しバイオトイレ室内の発酵槽に形成した加熱器に供給し、該発酵槽内の被発酵処理物を加熱するようにしたことを特徴とするバイオトイレシステムに存する。
更に本発明は、請求項２に記載の通り、上記本発明のバイオトイレ室内に手洗器を設置し、該温水供給管より分岐する支管を介し温水を手洗器に供給せしめたことを特徴とするバイオトイレシステムに存する。
更に本発明は、請求項３に記載の通り、上記本発明のバイオシステムにおいて、上記のバイオシステムの太陽熱温水ヒーターに加え、太陽光発電装置を設け、該装置により取り出した電力を送電線を介し、排気ファン、照明器などの所望の負荷に接続したことを特徴とするバイオトイレシステムに存する。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に係る発明によれば、雨水を太陽熱温水ヒーターにより加熱し、得られる温水により、バイオトイレ室内の発酵槽を加熱するようにしたので、設備が簡単で且つ極めて経済的なバイオシステムが得られる。
請求項２に係る発明によれば、上記の温水を利用して手洗器に供給するようにしたので、経済的且つ衛生的なバイオシステムが得られる。
請求項３に係る発明によれば、太陽熱温水ヒーターにより得られる上記の温水を上記の所要個所へ供給すると共に、太陽光発電装置により太陽エネルギーを転換して得られる電力を所望の負荷に供給するように、太陽エネルギーのみを利用して熱電併給（コージエネーション）を行うことができるようにしたので、極めて経済的なバイオシステムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施形態の１例を添付図面に基づき以下詳述する。
図１は、本発明のバイオシステムの実施形態の１例の概略図を示す。
符号１は、雨水を貯める貯水タンクを示す。該貯水タンク１は、バイオトイレ室２の屋外に設立した高さ５ｍ程度の架台３上に設置した。該貯水タンクの材質は、金属製、硬質プラスチック製などの硬質材を用い、その形状は円形、角形などの所望の形状とし、容積も任意である。図示の例では、１ｍ3 程度のものを使用した。
尚、該貯水タンク１の上端開口面には、塵埃除去用の金網から成る多孔通水性の蓋４を施した。
【０００７】
該貯水タンク１の側方に、地上から植立させた該貯水タンク１よりも高い支柱５の複数本を図面に対し直交する方向に配設し、その上面に、所望の面積を有する耐候性の樹脂製又は金属製の波形の雨受板６を、該貯水タンク１側に下向きに傾斜させて設置する。例えば、約１０°の勾配をもたせて設置する。
かくして、該波形の雨受板６で受けた雨は、その幅方向に多数条平行して配列された夫々の凹条面が樋の作用をして流下させ、その下端から該貯水タンク１内に該蓋４を介して流下し貯溜されるようにした。
該雨受板６としては、図示しないが、上記の波形のものに代え、例えば、四角形の平板を底板とし、その三辺を所望の高さの枠板に折り曲げ、残る下向きに傾斜させる側の一辺を開放端としたちり取り状の雨受板に形成したものを使用してもよい。
また、蓋を無垢の板として貯水タンクを覆うものとし、雨受板６の最下部に雨樋を設け、パイプ状の集水管を設けて該蓋を貫通させて貯水タンク内に開放して、雨受け板６により雨水を集水しこれを貯水タンクに集め、無垢の蓋により貯水タンク内の雨水の蒸発を極力防止するようにしたものでもよい。更に、バイオトイレ室２の屋根に雨樋を設け、これにより集水した雨水を該貯水タンク内に貯めるようにしてもよい。
【０００８】
本発明によれば、該貯水タンク１から導出した導水管７を太陽熱温水ヒーターＨＴに接続し、該雨水を該太陽熱温水ヒーターＨＴにより加熱して、その温水を温水供給管８を介してバイオトイレ室２内に設置した発酵槽９の外面に形成した加熱器１０に供給するようにした。更に詳述すれば、該発酵槽９よりはるかに高い位置に接した該貯水タンク１や太陽熱温水ヒーターＨＴの高さエネルギーを利用してその温水を該温水供給管８を介して該発酵槽９に供給できるようにし、かくして、その温水で該発酵槽９内の糞尿を加熱し、好気的細菌による該糞尿の発酵分解を促進せしめるようにする。
該温水供給管８は、裸のまゝでもよいが、発酵槽９の外面に形成した加熱器１０に達するまでの全長に亘り、その外周面にテープ状の断熱性被覆材を巻き付けたり、筒状の断熱材で被覆して成り、本管を流れる温水の温度が低下しないように保温した保温管とすることが好ましい。
糞尿には、通常、オガクズ、モミガラなどを混合し、全体を糞尿の発酵に適する水分に調節すると共に、微生物による好気的発酵条件を良好に維持するようにした被発酵処理物とすることが一般であり、好ましい。
図面で、ａは発酵槽９内に収容した被発酵処理物を示す。
かくして、従来、燃料電池を設置し、その排熱で発酵槽内の被処理物を加熱するに比し、設備が簡単で、安価なバイオシステムが得られる。
尚、貯水タンク１から導出管７への出口には、フィルター１ａを設けることが好ましい。これにより、微細な貯溜雨水に誤って混入したごみを除去し、システムの管の目詰まり、機器の汚染損傷を防止できる。
該太陽熱温水ヒーターＨＴは、家庭用向け程度の加熱容量を有するものでよく、高い位置に設置することが一般であり、図示しないが、高い架台上に設置したり、バイオトイレ室２の屋根上に設置する。
該発酵槽９に設ける加熱器１０は、図１に一部を裁除して表した加熱器１０を付設した発酵槽９から明らかなように、該発酵槽９の外面に底面から四周壁面にかけて形成したジャケットに形成したもので、而して、該加熱器１０の一端に該温水供給管８の下端を連通接続して該温水供給管８からの温水を該ジャケット型の加熱器１０に供給して、該温水により該発酵槽９内の被発酵処理物ａを加熱するようにした。
かゝるジャケット型の加熱器１０に代え、例えば、該温水供給管８の下垂する延長部の一部を該発酵槽９の外周壁面に巻き付けて蛇管型の加熱器に形成してもよい。
尚、図示しないが、該発酵槽９には、被処理物ａを撹拌する撹拌機を設けている。
【０００９】
而して、該ジャケット型の加熱器１０は、その他端の出口は、帰還管１１の一端に接続せしめ、該帰還管１１の他端は、前記の貯水タンク１に接続せしめ、循環ポンプ１２により該加熱器１０から流出する温度の低下した温水は、該貯水タンク１へ戻して再使用するようにすることが好ましい。
即ち、温水供給管８から温水を該加熱器１０内に供給し、その温水により該発酵槽９内の被処理物ａを発酵を促進する好ましい温度に加熱保持するべく作用させた後、温度の低くなった温水は、該加熱器１０から該帰還管１１に流出し、該帰還管１１に介在させた循環ポンプ１２の駆動により該帰還管１１を介し該貯水タンク１内に還流せしめるようにする循環路を構成することが好ましい。該帰還管１１から該貯水タンク１への流入口には、フィルタ１ｂを付設しておくことが好ましい。
【００１０】
更に、本発明によれば、該バイオトイレ室２内に洗面器１３を設置すると共に、該温水供給管８から分岐せしめた支管１４を設けると共にその先端に設けた蛇口１４ａを洗面器１３の上方に配置せしめるようにし、蛇口１４ａよりも高い位置にある貯水タンク１や太陽熱温水ヒーターＨＴの高さエネルギーにより該支管１４を介し供給される温水により手洗いができるようにし、衛生的なバイオトイレシステムに構成した。該支管１４は、必要に応じ、管に断熱材等で被覆して保温管に構成してもよい。
【００１１】
更に本発明によれば、上記のバイオトイレシステムにおいて設けた太陽熱温水ヒーターＨＴに加えて、太陽光発電装置ＰＶを併設する。該装置ＰＶも又、太陽熱温水ヒーターＨＴと同様に、所望の高い位置に設けることが好ましい。かくして、該太陽光発電装置ＰＶより取り出した電力は、送電線１５を介し、前記の循環ポンプ１２、排気ファン１６、該発酵槽９を加熱する加熱ヒーター１７、図示しないが、バイオトイレ室内の照明器具、被発酵処理物ａを撹拌する撹拌機などの負荷に接続させ、夫々を駆動するに用いるようにする。かくして、太陽エネルギーを太陽温水ヒーターＨＴを用いて貯水タンクの雨水を加温し、その温水を発酵槽９の加熱に利用すると共に、太陽光発電装置ＰＶを用いて電気ヒーター等の所要の負荷への電力供給に利用するというコージエネーション型のバイオトイレシステムとすることができる。
このように、太陽熱温水ヒーターＨＴを温水供給用とし、太陽光発電装置ＰＶを電力供給用とするコージェネ型のバイオシステムとすることにより、温水による発酵槽を所要の温度に保持し、発酵促進を充分に行うことができると同時に、所要の電気負荷への電力供給が可能となり、両者の利用効率の向上をもたらす。尚、太陽熱温水ヒーターＨＴと太陽光発電装置ＰＶは、各別に設けたり、ハイブリッド型としてもよい。
【００１２】
該保温供給管８内に温度センサー（図示しない）を配置し、これからの温度情報を制御装置（図示しない）で受け取り、その情報に基づき、その制御装置からの信号を該保温供給管８に介入せしめた電磁弁１８及び支管１４に介入せしめた電磁弁１９に送るようにする。かくして、例えば、保温供給管８から供給される温水が所定の温度、例えば４５℃以下ならば電磁弁１９が開き、手洗を可能にする一方、電磁弁１８が閉じ、発酵槽９の加熱器１０に例えば４５℃以下の保水は供給されないようにし、逆に、温水が４５℃以上では、電磁弁１９は閉じ手洗用に供給されないようにする一方、該電磁弁１８は開き、該加熱器１０へ供給されるようにし、自動制御機能を具備することが好ましい。
かゝる自動制御により、該発酵槽の加熱には４５℃以上の温水の供給により効率のよい発酵分解温度の促進が得られる一方、手洗器１３へは４５℃以下の手洗に適した低温の水が供給されて、ヤケドなどの損傷を防止できるようにした。
尚、一点鎖線示の如く、貯水タンク１から導出する導水管７から分岐し、支管１４に接続する一点鎖線で示す支管に介入した電磁弁１４ｂを開閉させてその排出量を制御して支管１４からの高温の湯を手洗いに好ましい温度に下げて使用するようにしてもよい。
別の自動制御としては、曇天などの空模様が続き、太陽熱温水ヒーターＨＴによる雨水の加温が十分でなく、従って、また太陽光発電装置ＰＶの出力電圧が所定の出力電力より低い出力電圧しか得られない場合には、前記の電磁弁１８を閉じ、低温水は発酵槽９の加熱器１０への供給を絶つようにする一方、電磁弁１９を開くようにし、好天気が続き、太陽熱温水ヒーターＨＴによる雨水の加温が十分に得られ、従って、太陽光発電装置ＰＶの出力電圧が所定の出力電圧より高い出力電力が得られる場合には、逆に、前記の電磁弁１８は開き、高温の温水が加熱器１０へ供給される一方、電磁弁１９は閉じ、高温の温水は手洗への供給を絶たれるようにするようにしてもよい。
尚、図示しないが、手洗い水の給水量は、流量調節バルブ、近接センサータイマー、ばね押し式などにより適当に制限するようにしてもよい。
また、該手洗器１３には、図示しないが、太陽光発電装置ＰＶの電力に接続する警告ランプを付設し、貯水タンクの雨水の量に応じ手洗の可否を表示するようにしてもよい。
【００１３】
前記の循環ポンプ１２の駆動には、太陽光発電装置ＰＶの電力に代えて、所望により自転車用発電機２０を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のバイオトイレシステムの１例の一部を裁除した概略図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  貯水タンク
２  バイオトイレ室
６  雨受板
７  導水管
ＨＴ  太陽熱温水ヒーター
ＰＶ  太陽光発電装置
８  温水供給管
９  発酵槽
ａ  被処理物
１０  加熱器
１３  手洗器
１４  支管
【図１】
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