(57)【要約】【課題】  清掃が長期間に亘って不要であり、長期間廃棄物を出さなくて済み、臭気がもれない快適なトイレに使用されるし尿浄化装置を提供する。【解決手段】  下部開口１３を備えた漏斗状の便器本体１０と、この便器本体の下部開口に固定された上部開口２１及びこの上部開口よりも口径の小さい下部開口２２を備え、漏斗状に傾斜した側壁に多数の貫通孔が形成された固液分離筒２０と、便器本体１０の内面に沿って、所定のタイミングで継続的に洗浄水を流下させる洗浄水供給機構と、固液分離筒２０の側壁外面側に達した洗浄水を受け入れて、洗浄水用の浄化漕に導く樋３０とが設けられている。固液分離筒２０の下部開口直下には、固形物用の浄化漕５９が配置され、この固形物用の浄化漕５９の周囲を取り囲むように洗浄水用の浄化槽４１が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部開口を備えた漏斗状の便器本体と、
前記便器本体の下部開口に固定された上部開口及びこの上部開口よりも口径の小さい下部開口を備え、漏斗状に傾斜した側壁に多数の貫通孔が形成された固液分離筒と、
前記便器本体の内面に沿って、所定のタイミングで継続的に洗浄水を流下させる、洗浄水供給機構と、
前記固液分離筒の側壁外面側に達した洗浄水を受け入れて、洗浄水用の浄化漕に導く樋とが設けられていることを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載のし尿浄化装置において、
前記固液分離筒の下部開口直下には、固形物用の浄化漕が配置され、この固形物用の浄化漕の周囲を取り囲むように、前記洗浄水用の浄化槽が配置され、浄化後の洗浄水は、前記洗浄水供給機構により汲み上げられて、再び前記便器本体の内面に導かれることを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載のし尿浄化装置において、
前記固液分離筒のほぼ全側壁が、垂直円筒面に対して、所定値以上の角度α（α＞０）をもって漏斗状に傾斜していることを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載のし尿浄化装置において、
前記固液分離筒の側壁は網状体から成ることを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項５】
請求項１に記載のし尿浄化装置において、
前記洗浄水供給機構は、当該便器本体の下部開口に向って、当該下部開口を中心とする渦巻き状に洗浄水が流下するように、便器本体の上縁近傍から便器本体の内面に所定の角度で洗浄水を噴射することを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項６】
請求項２に記載のし尿浄化装置において、
前記固形物用の浄化漕及び／または前記洗浄水用の浄化槽の隔壁を貫通するように、空気孔を設けた曝気用パイプを配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項７】
請求項２に記載のし尿浄化装置において、
前記固形物用の浄化漕及び／または前記洗浄水用の浄化槽中に透明部材を配置して、この透明部材の、浄化対象と接する面に酸化チタンを含む浄化膜を形成し、かつ、前記透明部材を通じて、前記浄化膜に紫外線を照射する光源を、前記透明部材の近傍に配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項８】
請求項２に記載のし尿浄化装置において、
前記固形物用の浄化漕及び／または前記洗浄水用の浄化槽の蓋とこの蓋に当接する隔壁とを透明部材で形成し、前記蓋及び前記隔壁の両面に、酸化チタンを含む浄化膜を形成し、かつ、前記蓋及び隔壁を通じて、前記浄化膜に紫外線を照射する光源を、前記蓋の外面に配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項９】
請求項１に記載のし尿浄化装置において、
前記固液分離筒は、上端に前記便器本体の下部開口に適合する開口を備え、下方に向って半径が次第に縮小し、その後再び下端に向って半径が次第に拡大する縦断面構造をしていることを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項１０】
請求項５に記載のし尿浄化装置において、
前記便器本体の内面に、Ｃ字状に形成され、かつ多数の貫通孔を有する一対のパイプを円形に配置し、各パイプに水を圧送するポンプを接続したことを特徴とするし尿浄化装置。
【請求項１１】
請求項５又は１０に記載のし尿浄化装置において、
前記便器本体の内面に配置されたパイプに設けられた貫通孔に、せり上がり部とくい込み部を形成したことを特徴とするし尿浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般住居の他に、公園、キャンプ場等の屋外や、観光バス等の乗り物におけるトイレに適する、運搬可能なし尿浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
老人や身体の動きが不自由な人のために、室内で用をたせるトイレが市販されている。室内用のトイレには、清潔で快適で清掃が容易な構造が要求され、様々な工夫が施されている。
また、戸外に設置する大型のトイレでは、浄化槽にし尿を蓄積し、酵素を用いて分解を促進することで、長期間清掃を不要にする構成のものが知られている（特許文献１参照）。また、水分を浄化し、洗浄水として再利用する構成のものも知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１１７１号公報
【特許文献２】特開平１０−７２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
例え清掃が容易な構造であっても、清掃作業を要するものは、任された家族や介護者にとって大きな負担となることがある。また、構造上の工夫で取り扱い易さを改善するのには、限界がある。また、戸外に設置する大型のトイレを、室内用として小型化の構造を実現するためには、清掃や臭気対策、製造コストの適正化等を含めて、さらに様々な技術的な課題を解決しなければならない。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、清潔で清掃が長期間に亘って不要であり、長期間廃棄物を出さなくて済み、臭気がもれない快適なトイレである、し尿浄化装置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】
【０００４】
本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
下部開口を備えた漏斗状の便器本体と、上記便器本体の下部開口に固定された上部開口及びこの上部開口よりも口径の小さい下部開口を備え、漏斗状に傾斜した側壁に多数の貫通孔が形成された固液分離筒と、上記便器本体の内面に沿って、所定のタイミングで継続的に洗浄水を流下させる、洗浄水供給機構と、上記固液分離筒の側壁外面側に達した洗浄水を受け入れて、洗浄水用の浄化漕に導く樋とが設けられていることを特徴とするし尿浄化装置。
【０００５】
便座の下側に配置される便器本体は、上縁を便座直下に配置し、下部に円形の開口を備えた漏斗状の構成とされる。漏斗状と言うのは、内面が上部から下部に向ってほぼ中央へ向うように滑らかに傾斜しているものをいい、正確に軸対称な断面でなくてもよい。外面形状は円形に限られず任意である。便器本体の下部開口と固液分離筒の上部開口とは、任意の手段で固定される。
便器本体の内面に沿って、所定のタイミングで継続的に洗浄水を流下させる。少なくとも便器使用中に継続的に洗浄水を流下させれば、便器本体の内面に汚れが付着するのを防止できる。
固液分離筒は、上部開口よりも口径の小さい下部開口を備え、漏斗状に傾斜した側壁をもち、内側から外側に貫通する多数の貫通孔が形成されているから、洗浄水等の液体は、下部開口に達するまでに側壁と貫通孔を伝わって側壁外面に達する。固形分は、固液分離筒の上部開口から下部開口を通過して固形物用の浄化漕に落下する。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載のし尿浄化装置において、上記固液分離筒の下部開口直下には、固形物用の浄化漕が配置され、この固形物用の浄化漕の周囲を取り囲むように、上記洗浄水用の浄化槽が配置され、浄化後の洗浄水は、上記洗浄水供給機構により汲み上げられて、再び上記便器本体の内面に導かれることを特徴とするし尿浄化装置。
【０００７】
し尿中の固形分や紙等は、固液分離筒の上部開口から下部開口を通過して、固形物用の浄化漕に落下する。洗浄水用の浄化槽は、洗浄水を一定時間以上保持して順次浄化するので、収容能力が高く、しかも長い経路が形成できることが好ましい。小型化を達成しつつ長い経路を確保するために、固形物用の浄化漕の周囲を取り囲むように、洗浄水用の浄化槽を配置した。
【０００８】
〈構成３〉
構成１に記載のし尿浄化装置において、上記固液分離筒のほぼ全側壁が、垂直円筒面に対して、所定値以上の角度α（α＞０）をもって漏斗状に傾斜していることを特徴とするし尿浄化装置。
【０００９】
この傾斜を最適値に選択すると、固液分離筒に固形物が付着することなく洗浄液を含む液体の大部分が側壁と貫通孔を伝わって側壁外面に達する。
【００１０】
〈構成４〉
構成１に記載のし尿浄化装置において、上記固液分離筒の側壁は網状体から成ることを特徴とするし尿浄化装置。
【００１１】
固液分離筒の側壁を網状体により形成すると、洗浄液を含む液体が側壁と貫通孔を伝わって側壁外面に達し易い。また、網状体だから、強度も十分で液体の透過性もよい。網状体を構成する網の素線の形状や編み方は任意である。
【００１２】
〈構成５〉
構成１に記載のし尿浄化装置において、上記洗浄水供給機構は、当該便器本体の下部開口に向って、当該下部開口を中心とする渦巻き状に洗浄水が流下するように、便器本体の上縁近傍から便器本体の内面に所定の角度で洗浄水を噴射することを特徴とするし尿浄化装置。
【００１３】
便器本体の下部開口に向って、当該下部開口を中心とする渦巻き状に洗浄水を流下させることにより、便器本体内面に、均一な一定以上の厚さの水流膜を生成することができる。これにより、便器本体内面に汚れが付着するのを防止できる。さらに、下方に空気の流れをつくり、臭気が逆流するのを防止する。
【００１４】
〈構成６〉
構成２に記載のし尿浄化装置において、上記固形物用の浄化漕及び／または上記洗浄水用の浄化槽の隔壁を貫通するように、空気孔を設けた曝気用パイプを配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【００１５】
複数の浄化槽を並べて配置するので、浄化能力を高めるための曝気用パイプを、各浄化槽の隔壁を貫通するように配置した。これにより、例えば、１個のポンプで多数の浄化槽の曝気処理ができる。
【００１６】
〈構成７〉
構成２に記載のし尿浄化装置において、上記固形物用の浄化漕及び／または上記洗浄水用の浄化槽中に透明部材を配置して、この透明部材の、浄化対象と接する面に酸化チタンを含む浄化膜を形成し、かつ、上記透明部材を通じて、上記浄化膜に紫外線を照射する光源を、上記透明部材の近傍に配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【００１７】
光源としては、例えば、紫外線を発光する機能をもつ発光ダイオードが使用される。光源から発射された紫外線は透明部材を通じて上記浄化膜に衝突し、洗浄水の浄化作用が行われる。
【００１８】
〈構成８〉
構成２に記載のし尿浄化装置において、上記固形物用の浄化漕及び／または上記洗浄水用の浄化槽の蓋とこの蓋に当接する隔壁とを透明部材で形成し、上記蓋及び上記隔壁の両面に、酸化チタンを含む浄化膜を形成し、かつ、上記蓋及び隔壁を通じて、上記浄化膜に紫外線を照射する光源を、上記蓋の外面に配置したことを特徴とするし尿浄化装置。
【００１９】
光源としては、例えば、紫外線を発光する機能をもつ発光ダイオードが使用され、浄化槽の蓋に当接される隔壁の幅方向に沿って配置される。光源から発射された紫外線は、蓋の外面から蓋及び隔壁を通じて上記浄化膜に衝突し隔壁に接する洗浄水の浄化作用が行われる。また、蓋の下面に塗布された浄化膜によって浄化槽の上部空間でガスが浄化され、いわゆる脱臭効果が期待できる。さらに、蓋の上面に設けられた浄化膜にも紫外線が照射され、浄化槽の上部で所定の浄化作用を発揮する。
【００２０】
〈構成９〉
構成１に記載のし尿浄化装置において、上記固液分離筒は、上端に上記便器本体の下部開口に適合する開口を備え、下方に向って半径が次第に縮小し、その後再び下端に向って半径が次第に拡大する縦断面構造をしていることを特徴とするし尿浄化装置。
【００２１】
洗浄水等の液体が便器本体と網筒に沿って滑らかに流れ落ち樋に集められるため、固液分離機能を十分に働かせることができる。
【００２２】
〈構成１０〉
構成５に記載のし尿浄化装置において、上記便器本体の内面に、Ｃ字状に形成され、かつ多数の貫通孔を有する一対のパイプを円形に配置し、各パイプに水を圧送するポンプを接続したことを特徴とするし尿浄化装置。
【００２３】
一対のパイプは、それぞれ半周分ずつ分担して渦巻き状の水を送り出す。各ポンプは、１台のポンプで１周分の水を加圧するものと比べて半分以下ずつの電力で十分な量の水を供給することができる。従って、全体としてポンプに必要な消費電力を低くすることができる。
【００２４】
〈構成１１〉
構成５又は１０に記載のし尿浄化装置において、上記便器本体の内面に配置されたパイプに設けられた貫通孔に、せり上がり部とくい込み部を形成したことを特徴とするし尿浄化装置。
【００２５】
パイプ内の水流の方向がくい込み部とせり上がり部の作用によって、貫通孔の外方向に曲げられるため、パイプ内の水が勢いよく外に噴出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
図１は、し尿浄化装置の主要部を示し、（ａ）はその便器本体とその下部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示す便器本体１０は、上部開口１１の上縁から下部開口１３に向って滑らかに傾斜、あるいは湾曲した内面１２を有する漏斗状の構造のものである。これは、例えば、プラスチック、あるいは金属の板を成形して構成される。便器本体１０の下部開口１３には、固液分離筒２０が連結固定されている。固液分離筒２０の上部開口２１は、便器本体１０の下部開口１３と一体に固定されている。固液分離筒２０の上部開口２１から下部開口２２に至る部分には、漏斗状の傾斜した側壁２３が設けられている。この側壁２３は、例えば、金属の網から構成され、内側から外側に貫通する多数の貫通孔が形成されたものである。このように、固液分離筒２０の下部開口２２は、上部開口２１よりも口径が小さく、側壁２３が一定の傾斜を保つように構成されている。
【００２９】
固液分離筒２０の下部開口２２は、樋３０の内壁３４を取り囲むように連結されて固定されている。樋３０は、環状部３１と直線部３２とを備える。環状部３１の外側には外壁３３、内側には内壁３４が設けられている。従って、この樋３０の環状部３１に固液分離筒２０を伝わって流れ落ちてきた洗浄水は、樋３０の環状部を経て、直線部３２から図示しない浄化槽に流れ落ちる。なお、図１（ｂ）に示すように、固液分離筒２０の側壁２３は、ほぼ全面に渡って、垂直円筒面に対して、角度αをもつように傾斜している。この角度αは、洗浄水の流速や便器本体１０の形状、固液分離筒２０を構成する網状体などの材料によって、異なるが、最適化することができる。すなわち、最適条件を選定し、固液分離筒２０の側壁２３をほぼ一定の角度αで傾斜させておくことにより、非常に良好に洗浄水の処理ができる。なお、ここで言う洗浄水の処理とは、排泄物の小便を含む洗浄水が便器本体１０から流下したときに、固液分離筒２０の内側から外側に向って流れ出して樋３０に流れ込む処理のことを言う。
【００３０】
排泄物の大便である固形物は、固液分離筒２０の上部開口２１から下部開口２２を通過して、真下に落下する。一方、洗浄水は、その大部分が樋３０に流れ込む。この洗浄水は、後で説明するように浄化されて、再び便器本体１０の上縁１１から噴出される。こうして、洗浄水を循環させ、再利用することで、外部からの水に供給を不要にする。しかも、使用中、常に洗浄水を流下させているため、便器本体１０に汚れが付着せず、常に清潔な状態で使用できる。また、後で説明するように上方から下方に向う空気の流れをつくり、臭気などの逆流も防止できる。また、固液分離筒２０によって、ほぼ大部分の洗浄水を樋３０で受け止め、固形物と共に落下させないため、固形物の浄化槽を小型化することができる。同時に洗浄水を減少させることなく、循環させることができる。
【００３１】
図２は、上記洗浄水の動作を示す説明図である。
図２（ａ）に示すように、便器本体１０の内面１２に沿って洗浄水２５の流れが形成される。これは、便器の使用中、例えば、便座の蓋を開けたときにポンプを作動させ、便座の蓋を閉めて使用を終えた後、一定時間後にポンプを停止させる、といった方法で制御することができる。この洗浄水２５は、便器本体１０の内面１２に汚れが付着するのを防止するために、ほぼ全面を均一に覆い、均一な一定以上の厚さの水流膜を形成することが好ましい。このために、図２（ｂ）に示すように、矢印１９に示すように直下に流れないように、便器本体１０の上縁１１に沿って、パイプ１５を配置する。このパイプ１５に設けられた多数のノズル１６から図示の矢印１７に示すように、所定の角度で洗浄水を噴出させる。この洗浄水は、便器本体１０の内面１２に沿って矢印１８に示すように流れ、あるいは矢印１４に示すように下部開口１３を中心とする渦巻き状の流れをつくる。こうして、洗浄水が流下するように制御すれば、洗浄効果が高く、便器本体内面に噴出した洗浄水を有効に利用しながら、洗浄水を循環させることができる。このように洗浄水を無駄なく回収し循環するために、図１に示したような固液分離筒２０が設けられる。
【００３２】
なお、図２（ｃ）に示すように、もし固液分離筒がない場合には、便器本体１０の内面１２に沿って流れ落ちた洗浄水は、矢印４９に示すように様々な方向に流れ落ちようとする。もちろん大部分は、中央に向って落下する。
一方、便器本体１０の下端部を、図２（ｄ）に示すように筒状に形成すると、便器本体１０の内面１２に沿って流れ落ちる洗浄水の流れ方向を、ほぼ垂直下方に向けることができる。これを樋３０で受ければよい。しかしながら、図２（ｄ）に示すように洗浄水は、その大部分が垂直下方かもしくは、やや中心寄りに、すなわち、図の右側方向に落下する。従って、樋３０で大部分の洗浄水を有効に受けることは難しい。
【００３３】
一方、図２（ｅ）に示すように、一定の角度で漏斗状に傾斜した側壁２３をもつ固液分離筒２０を便器本体１０の下部開口１３に固定すると、固液分離筒２０の上部開口２１に達した洗浄水は、まず、固液分離筒２０を伝わって、流れ落ちようとする。ところが、固液分離筒２０の側壁には、多数の貫通孔が設けられているから、その内側から外側に流れ出した洗浄水は、固液分離筒２０の外面から垂直に樋３０に向って落下する。図２（ｄ）と図２（ｅ）は、それぞれ実験によって水の流れを確認したものであるが、図２（ｅ）に示すような状態に固液分離筒２０を配置しておくと、洗浄水が固液分離筒２０の側壁２３を伝わり、どの部分から外側に流れ出たとしても、ちょうどその下側に配置された樋３０に向って落下する。すなわち、樋３０の内壁３４と外壁３３の間の幅Ｗを固液分離筒２０を上方から見たときの投影面積以上に選定しておけば、ほぼ大部分の洗浄水を回収することが可能になる。便器本体１０の下部で固形物と小便を含む洗浄水とを分離する構成は、この他にも考えられるが、堅牢な構造で効率良く回収できる方法としては、この構造が最も好ましいと言える。さらに、後で説明するように、空気の流れを上方から下方に形成する場合に、小型化された浄化槽で、このような網から成る固液分離筒２０が有効に機能する。
【００３４】
図３は、上記洗浄水用の浄化槽の具体的な構成を示す説明図である。
図３（ａ）は浄化槽全体を示す平面図、（ｂ）は洗浄水用の浄化槽を展開して示す側面図、（ｃ）は酵素を用いた浄化処理構造を示す部材の説明図、（ｄ）はセラミックボールの拡大図である。
浄化槽は、図３（ａ）に示すように中央に固形物用の浄化槽５９を配置し、その周りに洗浄水用の浄化槽４１、４２、４３、４４を配置した構造のものである。これらは金属板やプラスチック板を用いて箱型の構造とされる。固液分離筒２０の下部開口２２に設けられた樋３０が中央に位置し、その直下に固形物用浄化槽５９が配置されている。樋３０に流れ落ちた洗浄水は、樋３０の直線部３２によって、浄化槽４１に流れ込む。
なお、固形物用の浄化槽５９内における水分が不足して浄化機能等に支障をきたす場合には、図３（ａ）に示すように、樋３０の底面に適宜貫通孔３０ａを設け、浄化槽４１に流れる洗浄水の一部をこの貫通孔３０ａから浄化槽５９内に流すようにしてもよい。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように浄化槽４１に流れ込んだ、小便を含む洗浄水は、ポンプ６１により汲み上げられ、浄化槽４２に送り込まれる。その後は、隔壁５１から５７により仕切られた各浄化槽４１、４２、４３、４４において洗浄水が順番に浄化され、最後に浄化槽４５に流れ込んだ洗浄水が再び汲み上げられて、便器本体の洗浄に利用される。こうした浄化槽の構造は、比較的一般的なものである。
これらの浄化槽の浄化能力を高めるために、各浄化槽の内部に空気を送り込み、曝気処理をする。この曝気処理のために曝気用パイプ６２を設ける。この曝気用パイプ６２は、各浄化槽の隔壁５１、５３、５５、５７などを貫くように配置される。こうして図３（ａ）に示すように、１個のポンプ６５を用いて曝気用パイプ６２にエアを送り込むと、全ての浄化槽において、長さ方向に亘って設けられた多数の空気孔６６からそれぞれ所定量のエアが噴出し、曝気処理を行うことが可能になる。
【００３６】
なお、ポンプ６５の吸気用パイプ６７は、固形物の浄化槽５９上部に開口している。これによって後で説明するように、空気の流れを上から下に向うように整え、曝気用の空気も循環させて、浄化する構成が可能になる。また、曝気用パイプ６２を透明部材により構成すると共に、浄化水と接する面に酸化チタン等の光触媒を含む浄化膜を形成し、さらに、透明な曝気用パイプ６２の長さ方向に、紫外線を照射する光源として発光ダイオードを配置するようにしてもよい。光源から発射された紫外線は浄化膜に衝突し曝気用パイプ６２に接する洗浄水の浄化作用が行われる。
【００３７】
なお、上記浄化槽の内部では、酵素による浄化処理が行われる。これには、例えば、図３（ｃ）に示すように網状の籠７１を一定の高さの足７２によって各浄化槽の適当な高さに配置する。籠７１の中には、セラミックボール７３が収容されている。セラミックボール７３は、例えば、多孔質の素焼きの球により構成される。これは、多数の孔の内部に酵素を定着させて、酵素の働きを長期間継続させる役割を備える。なお、こうした酵素を定着させて、長期間酵素の働きを助けるために、石やその他様々な多孔質素材が紹介されている。いずれの材料を使用しても構わない。この酵素の量やセラミックボール７３の量は、状況に応じて自由に選定する。なお、籠７１を使用することにより、酵素による浄化機能が低下した場合に、酵素の交換が容易にできる。また、籠７１を袋状にして、例えば、図の破線のようなフックを用いて上から吊り下げるようにすれば、手を汚さずに籠全体を交換できる。
【００３８】
図４は、洗浄水の噴出気孔と曝気用エアの循環気孔の説明図である。
図４（ａ）に示すように、便器本体上縁に沿って配置されるパイプ４５には、例えば、図４（ａ）に示すようなノズル１６が長さ方向に亘って多数設けられている。このパイプ４５に加圧した洗浄水を送り込むと、各ノズル１６から図４（ａ）の矢印に示すように、斜めに洗浄水が噴射される。これによって、便器本体１０の内面１２に洗浄水の渦状の流れが形成される。
なお、この他に例えば、図４（ｂ）に示すように中空の便座８１を利用する。この便座８１の中空部８２に洗浄水を流す。例えば、洗浄水を温水にすれば、いわゆる暖房便座が実現する。また、この便座８１の下面に図４（ｂ）に示すようなノズル８３を多数配設する。そして、図４（ｃ）に示すように、便座８１の中空部８２に連結されたノズル８３からは、洗浄水８５が斜めに噴射される。こうすれば、暖房便座の実現と洗浄水の流れ制御とを同時に行うことができる。
【００３９】
図４（ｄ）に示すように、浄化槽５９の底には、曝気用パイプ６２が配置されている。この曝気用パイプ６２の下面に空気孔６９が設けられている。この空気孔６９から曝気用のエアが噴出される。一方、浄化槽５９の上部空間には、吸気用のパイプ６７が開口している。この吸気用のパイプ６７からエアが吸い込まれ、ポンプで加圧されて、曝気用パイプ６２にエアが吹き込まれる。従って、この状態で同図の破線の矢印６８に示すように、エアの流れが形成され、上方に臭気が流れ出す恐れがない。また、固液分離筒２０が網状態で形成されていると、吸気パイプ６７に向って空気の流れが円滑に形成される。すなわち、途中に障壁が少ないので、空気の流れが乱れず、空気の逆流を防止できる。
【００４０】
さらに、固液分離筒２０に酸化チタンなどの浄化膜を形成しておく。同時に浄化槽５９の上部側壁からあるいは上方から光源９０を用いて紫外線を照射する。これによって、固液分離筒２０に接触した洗浄水やエアが浄化されて、高い脱臭効果が得られる。また、酸化チタンを含む浄化膜は、親水性が高く、洗浄水に対する濡れ特性がよいため、洗浄水が円滑に固液分離筒２０の内側から外側に流れ出る、という付随的な効果がある。また、洗浄水の流下音と吸気音とポンプの音によって、適度なノイズを発生させ、いわゆるマスキング効果も期待できる。音の発生源がちょうど便器本体１０の下部開口付近に集中しているため、このことが便器本体１０により、ほどよく拡大されて外部に放出される、という効果がある。
【００４１】
図５は、上記し尿浄化槽の具体的な使用例を示し、（ａ）は、その使用状態側面図である。また、（ｂ）はし尿浄化槽の蓋の主要部斜視図、（ｃ）はし尿浄化槽の側面図、（ｄ）はその蓋の主要部側断面図である。
図５（ａ）に示すように、浄化槽５０と便器本体１０は、椅子１０１の下側に配置される。便座１０２は、蝶番１０３により椅子１０１に開閉可能に固定されている。浄化槽５１の上部には、制御ボックス１１０が固定されている。この制御ボックス１１０には、図５（ｃ）に示すように制御回路１１２やポンプ６５などが収容される。
【００４２】
大部分の制御機構や制御回路は、このボックス１１０の中に収容される。なお、この装置は、例えば、便座１０２の蓋を開いたときに、上記洗浄水のポンプを動作させ、便座の蓋を閉じた後、一定時間後に洗浄水の流れを停止させる、といった制御を行う。さらに、同時に上記のような曝気用のエアの循環を実行する。なお、曝気用のエアの循環は、浄化槽の働きを一定のレベル以上に継続させるために、使用時はもちろん使用されていない場合でも、長時間動作し続けることが好ましい。
【００４３】
浄化機能を高めるために、ここでは、さらに浄化槽の蓋に一定の工夫を付加した。図５（ｂ）に示す浄化槽の蓋５８には、図３（ｂ）に示したように各槽の中に垂れ下がる隔壁５２が当接されている。なお、図５（ｂ）では隔壁５２が蓋５８に固定されているように示されているが、実際には隔壁５２は浄化槽の側壁に固定されており、蓋５８が浄化槽の上面に載置されたときに蓋５８に当接するものである。この蓋５８と隔壁５２とはいずれもアクリル板のような透明板で形成されている。この隔壁５２の両面には、酸化チタンから成る浄化膜１２５が形成されている。また、この蓋５８の上面には、基板１２１に搭載された発光ダイオード１２０が配置される。発光ダイオード１２０は、浄化槽の蓋５８に当接される隔壁５２の幅方向に沿って複数個が配置されて紫外線を発光する。基板１２１の両端に設けられたスペーサ１２２は、発光ダイオード１２０を蓋５８に衝突しないように保持するためのものである。ここでは、蓋５８と隔壁５２とを透明なアクリル板によって形成した。
【００４４】
このように構成すると、図５（ｄ）に示すように発光ダイオード１２０から発射された光は、蓋５８の内部に飛び込んだ後、蓋５８の内部を反射して、蓋５８の内外面に衝突する。蓋５８の内外面には、酸化チタンなどを含む浄化膜が塗布されている。また、隔壁５２についても、上部から飛び込んだ紫外線が内面を反射して伝達される。その両面には、酸化チタンなどを含む浄化膜１２５が形成されている。これらの浄化膜に紫外線がぶつかると、浄化作用が促進される。これによって、隔壁５２と接する洗浄水が積極的に浄化され、浄化作用が促進される。他の隔壁５４、５６においても隔壁５２の場合と同様に構成され、浄化作用が行われる。
【００４５】
また、蓋５８の下面に塗布された浄化膜１２５によって浄化槽の上部空間でガスが浄化され、いわゆる脱臭効果が期待できる。さらに、蓋５３の上面に設けられた浄化膜１２５にも紫外線が照射され、浄化槽の上部、つまり、図５（ａ）に示した椅子１０１の便座１０２の直下に当たる部分で所定の浄化作用を発揮する。これによって、外部についても所定の空気浄化機能を発揮することができる。なお、図５（ａ）に示した椅子１０１の脚部１０９には、装置全体を移動可能なように、キャスタ等の移動機構を設けておくとよい。また、既知の任意の機構で、座高に合わせて高さ調整をすることができるようにするとよい。
【実施例２】
【００４６】
図６は、実施例２のし尿浄化装置の主要部を示す説明図である。
図６（ａ）に示した図の左上部分の構成は図４（ｄ）で既に説明した。この例では、吸気管１３０に、臭いを除去する機能を持たせる。吸気管１３０の部分で吸い込んだ空気から臭いを除去し、これを既に説明したポンプを用いて曝気用パイプ６２に送り込む。図の（ｂ）は、吸気管１３０の横断面図である。吸気管１３０の内面には、酸化チタンを含む浄化膜１３１が形成されている。また、吸気管１３０の内部に発光体基板１４０が挿入されている。この発光体基板１４０は、図６（ｃ）に示すように、基板１４１の上に多数の発光ダイオード１４２を実装したものである。リード線１４３を通じて電力を供給し、これらの発光ダイオード１４２を発光させる。発光ダイオード１４２は、紫外光を発する。この光が吸気管１３０の内面に形成された浄化膜１３１に照射されると、酸化チタンの作用によって、浄化膜１３１で分解が促進され、吸気管１３０の内部の脱臭処理を行う。この吸気管１３０は、装置の浄化層上方にある空間から空気を吸い込み、脱臭処理をして、曝気パイプに送り込むので、吸気と曝気処理を連続的に繰り返す。これにより、装置内部の効果的な脱臭処理が可能になる。
【００４７】
図６（ｄ）は、吸気管１３０の他の実施例で、その断面に示すように、例えば、ガラスビーズのような光透過性のよい材料の粒子を多数吸気管１３０の内部に収容し、吸気管１３０の一端から光を照射する。例えば、ガラスビーズの全周面に浄化膜１３１を形成したものを用いれば、吸い込まれた空気の流れを妨げることなく、十分な接触面積を確保して、浄化処理をすることができる。また、図の（ｅ）に示すように、光ファイバ束１５０を使用する。光ファイバ束１５０は、光ファイバ１５１を、比較的短いピッチで隙間が生じる程度に十分緩く集合撚りしたものである。この光ファイバ束１５０の一端に光源１５２を配置する。他端には、反射板１５３を配置する。光ファイバ１５１の外周面には浄化膜１３１を形成しておく。光ファイバ束１５０の一端から紫外線を送り込むと、光ファイバ束１５０の各部から紫外線が漏洩する。漏洩した紫外線が、各光ファイバ１５１の外周面の浄化膜に照射される。これにより、広い接触面積で、吸入した空気を脱臭できる。
【００４８】
図６（ｆ）は、浄化槽の底の部分に配置する浄化用パイプの例を示す。浄化用パイプ１６０の外周面には、浄化膜１６１が形成されている。この浄化用パイプ１６０は、透明のチューブなどにより構成される。これは、浄化槽内部の任意の場所に配置される。浄化用パイプ１６０の内部には、図６（ｃ）で示したような発光体基板１４０を配置する。これによって、浄化用パイプ１６０の外周面に形成された浄化膜に紫外線を照射し、浄化作用を促進できる。なお、浄化膜１６１と処理対象となる液との接触面積が大きければ大きいほど、浄化機能が高まる。従って、例えば、図６（ｅ）に示したような光ファイバ束１５０を浄化槽内部に沈めるようにしてもよい。また、図６（ｇ）に示すように、外表面に複雑な凹凸１６６を有するパイプ１６５を使用する。これも、ガラスやプラスチック等の透明体により構成する。そして、その中空部１６７に発光体基板１４０を配置すればよい。
【００４９】
以上説明したように、少なくとも使用中は、便器本体内面を伝わって洗浄水が流れ続けている構成にすることにより、清潔で清掃作業の不要なトイレを提供できる。また、洗浄水を大便や紙等の固形物と確実に分離する機構によって、洗浄水を有効に再利用し、長期間水の補充の必要のないトイレを提供できる。また、曝気処理によって所定量の空気を循環させ、浄化機能を促進するのみならず、脱臭処理をすることによって、快適なトイレが実現できる。また、トイレの隔壁や蓋、その他様々な部分に酸化チタンを含む浄化膜を形成し、これに透明の隔壁や蓋などを介して紫外線を照射することで、浄化機能を促進し、さらに、脱臭効果も促進することが可能になる。なお、上記の例では、浄化膜を浄化槽の隔壁や蓋に塗布した例を説明したが、曝気用のパイプに塗布し、曝気用のパイプを透明部材によって構成して、浄化槽の壁を通じて、あるいは、曝気用のパイプを通じて、紫外線を照射するようにしてもよい。
【実施例３】
【００５０】
図７は、実施例３のし尿浄化装置の主要部を示す説明図である。
図７（ａ）に示すように、便器本体１０の下側に網筒２００を配置している。これは、図１を用いて説明した固液分離筒２０に該当する。この網筒２００は、上端に便器本体１０の下端に適合する円形の開口を備え、下方に向うにつれて、半径が次第に縮小し、その後再び下端に向って半径が次第に拡大するような縦断面構造をしている。すなわち、一部が縮径されてくびれた形状をなし、内面がラッパ状に形成されている。この網筒２００は、ステンレス線などにより編み上げられて構成されている。網筒２００の上端２００ａは、できるだけ滑らかに便器本体１０の下端に接続される。網筒２００の縮径部２００ｂの半径やその傾斜は、流れる水が網筒２００の内面に沿って円滑に下端２００ｃまで伝わるように設計される。下端２００ｃは、樋３０の内部に配置される。
【００５１】
この作用を図７（ｂ）の比較例と比較して説明する。例えば、図７（ｂ）に示すように垂直円筒状の網の筒２０９を、便器本体１０の下端に接続したとする。この時、便器本体１０を流れる水は、矢印２０１のように一定の勢いで中心部に向って飛び出す。これによって本来水分を樋３０で受け止め、固形分のみが垂直に落下するという機能が低下する。すなわち、図７（ａ）の例では水分が矢印２０２のように便器本体１０と網筒２００に沿って滑らかに流れ落ち、樋３０に集められるため、いわゆる固液分離機能を十分に働かせることができる。実際に便器本体１０の内面から網筒２００の内面に連なる面を全体として滑らかに曲線に沿うような構成にすると、極めて円滑に実際には８０％から９０％に近い水分が全て樋３０の側に流れ落ち、有効に洗浄水などに使用できるようになった。
【００５２】
図８は、便器本体に上記のような洗浄水を流すための機構を説明する。図８（ａ）に示すように、便器本体１０の内面には、矢印２１０に示す通り、螺旋状に渦を巻いて洗浄水が落下する。このような流れをつくるために便器本体１０の上端部分に図８（ｂ）に示すような円形のパイプ２１１を配置した。このパイプ２１１には多数の孔が設けられている。そして、ポンプ２１２を用いて加圧した水を送り出す。これによって水は、図８（ａ）の矢印２１３に示すように螺旋状に便器本体１０に流れ込む。これは、既に図２を用いて説明した通りである。このような流れを円滑に形成することによって図７の固液分離効果が促進される。
【００５３】
ところで、図８（ｂ）に示すような円形のパイプ２１１を使用した場合に、そのパイプ２１１のノズルから流れ出す水の勢いは、パイプ２１１の先端に近いほど弱くなる。すなわち、全体として、均一に渦巻くような水を噴出させるためには、ポンプ２１２の圧力を高めてパイプ２１１の先端部分でも勢いよく水が噴出するようにしなければならない。しかしながら、これではポンプ２１２の消費電力が増大する。
【００５４】
図８（ｃ）は、上記の問題を解決するためにちょうどＣ字状に形成した一対のパイプ２２０と２２１とを円形に配置して使用する。それぞれのパイプはいずれも図８（ｂ）のパイプ２１１と同様に多数のノズルを有している。それぞれに図示しないポンプを接続し、加圧した水を供給する。これによって一対のパイプは、それぞれ半周分ずつ分担して渦巻き状の水を送り出す。例えば、図８（ｂ）に示す構造でポンプ２１２の消費電力が４ワットであるとすると、図８（ｃ）に示す構造の場合、２台のポンプの合計消費電力が３ワットとなる。
【００５５】
すなわち、各ポンプは、１．５ワットずつの電力で十分な量の水を供給することができる。すなわち、１台のポンプで１周分の水を加圧しようとすると、無駄な圧力と電力が必要になる。半周分のパイプに圧力を加えるには、より低い電力でポンプを回せばよい。この結果から複数のパイプを用いて便器本体上端の各部にそれぞれ独立に洗浄水を供給することで、全体としてポンプに必要な消費電力を低くすることができる。
【００５６】
図９は、上記のような洗浄水を供給するパイプのノズル構造を示す説明図である。上記のような洗浄水を供給するパイプに多数の孔を設けてそこから洗浄水を噴出させる。この場合の孔の構造をここで紹介する。
【００５７】
図９（ａ）に示すのは、そのパイプのノズル製造方法の説明図である。
パイプ２３０は、例えば、アルミニウムパイプである。ここに、貫通孔２３１を形成する。そして、この貫通孔２３１にちょうど嵌入できる程度の金属棒２３２を挿入する。そして、金属棒２３２を用いてテコの力で貫通孔２３１を屈曲成形する。その結果を図９（ｂ）に示す。
【００５８】
図９（ｂ）に示すように、パイプ２３０の断面から見た場合に、貫通孔２３１に、せり上がり部２３３とくい込み部２３４が形成される。くい込み部２３４は、金属棒２３２の支点になった部分であり、その先端がパイプ２３０の内径よりも内方にくい込みむように形成されている。また、せり上がり部２３３は、作用点になった部分であり、その先端がパイプ２３０の内径よりも外方にせり上がるように形成されている。こうしてせり上がり部２３３とくい込み部２３４とをパイプ２３０に形成すると、矢印２３５方向に流れる水は、くい込み部２３４の部分に衝突する。こうして水は、矢印２３５の直進方向と矢印２３６の分岐方向とに別れて水の一部がパイプ２３０の外に噴出する。
【００５９】
一方、図９（ｃ）に示すように、単にパイプ２４０の外側にせり上がり部２４１だけを設けてやると、図の矢印２４２方向に流れる水の一部がパイプ２４０から噴出する時、その勢いが十分でない。図９（ｂ）に示す例の場合、ちょうど水流の方向がくい込み部２３４とせり上がり部２３３の作用によって矢印２３６方向に曲げられる。このために勢いよく水が噴出する。一方、図９（ｃ）の例では、こうした作用がないことから、ちょうどパイプ２４０の内部の水圧による力でのみ水が外部が噴出する。このため、渦巻きを描くように水を噴出させる効果は図９（ｂ）に示す例のものが、より良好と言える。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１のし尿浄化装置の主要部を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同実施例の洗浄水の動作を示す図で、（ａ）は便器本体の一部を示す断面図、（ｂ）は便器本体の上縁及び内面の一部を示す斜視図、（ｃ）〜（ｅ）は便器本体の一部を示す断面図である。
【図３】同実施例の洗浄水用の浄化槽の具体的な構成を示す図で、（ａ）は浄化槽全体を示す平面図、（ｂ）は洗浄水用の浄化槽を展開して示す側面図、（ｃ）は酵素を用いた浄化処理構造を示す部材の説明図、（ｄ）はセラミックボールの拡大図である。
【図４】同実施例の洗浄水の噴出気孔とエアの循環気孔の説明図で、（ａ）はパイプの一部を示す正面図、（ｂ）は中空の便座の一部を示す斜視図、（ｃ）はノズルの一部を示す断面図、（ｄ）は浄化槽の底部を示す説明図である。
【図５】本発明のし尿浄化槽の具体的な使用例を示す図で、（ａ）はその使用状態側面図、（ｂ）はし尿浄化槽の蓋の主要部斜視図、（ｃ）はし尿浄化槽の側面図、（ｄ）はその蓋の主要部側断面図である。
【図６】実施例２のし尿浄化装置の主要部を示す説明図である。
【図７】実施例３のし尿浄化装置の主要部と比較例とを示す図で、（ａ）は同主要部の説明図、（ｂ）は比較例の説明図である。
【図８】便器本体に洗浄水を流すための機構の説明図である。
【図９】同機構で使用するパイプのノズル構造の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  便器本体
１１  上縁
１２  内面
１３  下部開口
２０  固液分離筒
２１  上部開口
２２  下部開口
２３  側壁
３０  樋
３１  環状部
３２  直線部
３３  外壁
３４  内壁
４１、４２、４３、４４、４５  洗浄水用の浄化槽
５１、５３、５５、５７  隔壁
５９  固形物用の浄化槽
６１、６５  ポンプ
６２  曝気用パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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