JP5129787B2

JP5129787B2 - バイオトイレ

Info

Publication number: JP5129787B2
Application number: JP2009147813A
Authority: JP
Inventors: 好則諸永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2029-06-22
Also published as: JP2011000386A

Description

本発明は、排泄物を微生物によって分解処理する処理槽を備えたバイオトイレに関する。

水洗式やくみ取り式のトイレは災害時における仮設トイレや介護用のトイレとして利用できない。このため、排泄物を微生物によって分解処理するバイオトイレが提案されている。例えば、特許文献１では、開口部から投入された糞尿やトイレットペーパー等の有機廃棄物を微生物分解処理する分解処理装置を備えるトイレが提案されている。この分解処理装置では、複数の外側攪拌ブレードとその内方に位置する内側攪拌ブレードからなる攪拌部を有する回転軸が、開口部を有する処理槽内に水平に架設され、駆動部により回転駆動可能とされている。有機廃棄物は、おが屑と共に回転軸線に沿う方向へ搬送されながら攪拌される。

また、特許文献２では、風力及び／又は太陽光を利用する自然エネルギ収集手段と、この自然エネルギ収集手段により発電された電気エネルギを蓄電する蓄電器とを有する自然エネルギ供給手段と、自然エネルギ供給手段から供給された電気エネルギを利用して分解処理用おが屑及び有機廃棄物内の微生物の活性化を促して有機廃棄物を処理するトイレと、上記自然エネルギ供給手段とトイレの電気制御部を収容する制御ボックスを具備する屋外トイレが提案されている。

特開２００１−１２０４６０号公報特開２００４−２０４６３５号公報

しかしながら、従来のバイオトイレの場合、排泄物を分解処理する微生物の活性化が十分でなく、排泄物の分解処理に長時間（例えば２〜３時間程度）要している。排泄物の分解処理に要する時間を短縮するためには、微生物を収容する処理槽を大きくして微生物の量を増やさなければならず、広い設置スペースを必要とするだけでなく、コストも掛かるという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、微生物を活性化させることにより、従来に比べて短時間で排泄物を分解処理できる、コンパクトなバイオトイレを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、上面が開口部とされ、前記開口部から投入された排泄物を分解処理する微生物及び該微生物を保持する微生物用担体が収容される処理槽と、前記処理槽内に架設された回転軸上に配設され、前記微生物用担体を攪拌する攪拌羽根とを有するバイオトイレにおいて、前記微生物の活性化に寄与すると推測される酵素を含むバイオ水を貯留するタンクと、前記微生物用担体を攪拌する際に、前記処理槽内に前記バイオ水を噴射する噴射ノズルと、前記タンク内の前記バイオ水を前記噴射ノズルに送給するポンプとを備えることを特徴としている。

バイオ水は、放線菌や桿菌などの微生物や酵素を精製水に混合して生成した水溶液である。排泄物を分解処理する微生物及び該微生物を保持する微生物用担体が収容されている処理槽内にバイオ水を噴射することにより、噴射、攪拌時の消臭効果に加えて、処理槽内の微生物が活性化し、発酵が促進される。その結果、従来に比べて短時間で排泄物を分解処理することができ、バイオトイレをコンパクト化することができる。

また、処理槽内にバイオ水を噴射するタイミングを微生物用担体の攪拌時とすることで、処理槽内に収容されている微生物用担体にバイオ水を満遍なく供給することができる。

また、本発明に係るバイオトイレでは、前記微生物用担体の攪拌が休止を挟んで複数サイクル繰り返され、各攪拌サイクルの初期に、前記噴射ノズルから前記バイオ水が前記処理槽内に噴射されるようにしてもよい。
このようにすることで、電気の消費量とバイオ水を節約することができるだけでなく、休止時間を設けることにより微生物による発酵が促進される。

また、本発明に係るバイオトイレでは、前記微生物用担体の攪拌と前記バイオ水の噴射をトイレ蓋の開閉動作と連動させるようにしてもよく、このようにすることで、排泄物の発生と排泄物の分解処理とが関連付けされ、効率的に排泄物を分解処理を行うことができる。

本発明に係るバイオトイレでは、排泄物を分解処理する微生物及び該微生物を保持する微生物用担体が収容されている処理槽内にバイオ水を噴射することにより、処理槽内の微生物が活性化し、従来に比べて短時間（１時間以内）で排泄物を分解処理することができる。その結果、バイオトイレをコンパクト化することができる。

本発明の一実施の形態に係るバイオトイレの側断面図である。同バイオトイレの正断面図である。同バイオトイレのハードウェア構成を示すブロック図である。同バイオトイレの制御フローを示すシーケンス図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明では、便宜上、便座に腰掛けた際に、足が位置する側を「前」側、背中側を「後」側と呼ぶことにする。

図１及び図２に、本発明に係るバイオトイレ１０の一実施の形態を示す。本発明の一実施の形態に係るバイオトイレ１０は、蓋（トイレ蓋）２８を有する箱状のケーシング１１内に、排泄物（糞尿）を受けるボウル部３３と、上面が開口部とされ、ボウル部３３の直下に配置された処理槽１２と、処理槽１２内に収容された微生物用担体を攪拌する攪拌手段と、処理槽１２内にバイオ水Ｖを噴射するバイオ水噴射手段と、ファン２３及びヒータ３２と、これら装置を制御する制御部２２とが収納されている。ケーシング１１は、幅：約４００ｍｍ、長さ：約５８０ｍｍ、蓋２８（閉じた状態）を含む高さ：約４８０ｍｍとされ、合成樹脂で形成されている。

ボウル部３３はＡＢＳ樹脂やポリプロピレンなどの合成樹脂からなり、円形の開口部が下面に、前記円形開口部と連通し前方に長い楕円形開口部が上面に形成されている。また、ボウル部３３の上面には、後端部がボウル部３３の上面に軸支され、鉛直面内で回動する便座２９が取り付けられている。
一方、処理槽１２はステンレス製とされ、半円筒状の底部を有する前後に長い箱形形状とされている（図２参照）。処理槽１２には、排泄物及びトイレットペーパーを分解処理する微生物（図示省略）及び該微生物を保持する微生物用担体（図示省略）が収容される。微生物としては、バイオトイレ等において従来より使用されている好気性の菌を使用することができ、例えば、シュードモナスやアシネトバクター、エンテロバクターなどのグラム陰性桿菌などを使用することができる。また、微生物用担体としては、おが屑や木片を炭化させた炭化チップなどが好適である。

攪拌手段は、処理槽１２の前端面と後端面を水平に貫通する回転軸１３と、回転軸１３に沿って配設され、微生物用担体を攪拌する複数の攪拌羽根１４と、回転軸１３を駆動する駆動機構とから構成されている。各攪拌羽根１４は、２〜４枚羽根からなり、回転軸１３から放射状に延びている。駆動機構は、処理槽１２の前がわ側方に設置されたモータ１５と、モータ１５のシャフトに装着された一方向クラッチ１６と、回転軸１３の前端部に装着されたメインスプロケット１７と、メインスプロケット１７の上方に設置されたサブスプロケット１８と、これら歯車を連結するチェーン１９とから構成されている（図２参照）。図示しない電源に接続されたモータ１５が駆動すると、チェーン１９を介してメインスプロケット１７及びサブスプロケット１８が回転し、回転軸１３が攪拌羽根１４と共に回転して微生物用担体を攪拌する。

なお、図１に示すように、サブスプロケット１８の前側には、ハンドル２１を着脱自在に取り付けるための接続部２０が設けられている。電力が使用できない場合には、接続部２０に取り付けたハンドル２１を回すことにより、回転軸１３を回転させることができる。その際、一方向クラッチ１６の特性を利用してモータ１５と非連結となる方向にハンドル２１を回すことにより、負荷が軽減され容易に回転軸１３を回転させることができる。

処理槽１２内にバイオ水Ｖを噴射するバイオ水噴射手段は、微生物を活性化させるバイオ水Ｖを貯留するタンク２４と、便座２９の底面に設置され、処理槽１２内にバイオ水Ｖを噴射する一対の噴射ノズル２６と、タンク２４内のバイオ水Ｖを噴射ノズル２６に送給するポンプ２５と、これら装置をつなぐ配管３０、３１とから構成されている。

バイオ水Ｖは、放線菌や桿菌などの微生物と、消臭や微生物の活性化に寄与すると推測される酵素とを精製水に混合して生成した水溶液である。桿菌としては、例えば、バチルスなどのグラム陽性桿菌やシュードモナスなどのグラム陰性桿菌を混合して用いることができる。

ヒータ３２は、処理槽１２内を微生物の活動に適した温度とすることを目的とし、処理槽１２の対向する側面部にそれぞれ設置されている。
ファン２３は、排気による消臭を目的とし、ケーシング１１の後面部に設置されている。

ケーシング１１の上面に設置された蓋２８は、その後端部がケーシング１１の上面後端部に軸支され、鉛直面内で回動する。蓋２８を開閉することにより、開閉スイッチ２７が作動し、蓋２８の開閉が検知される。本実施の形態では、開閉スイッチ２７の一方の端子２７ａが蓋２８の後端部に、開閉スイッチ２７の他方の端子２７ｂがケーシング１１の上面後端部にそれぞれ貼着されており、蓋２８を開閉した際に、端子２７ａと端子２７ｂが接触又は非接触となることで蓋２８の開閉が検知される。

制御部２２は集積回路からなり、後述するように、開閉スイッチ２７が発する信号に基づいて、モータ１５、ポンプ２５、ヒータ３２、及びファン２３の制御を行う機能を有し、ケーシング１１の一方の側面部に設置されている。

次に、上記構成を有するバイオトイレ１０において実行される制御プロセスについて、図３及び図４を用いて説明する。
（１）ケーシング１１の蓋２８を開けると、開閉スイッチ２７から制御部２２へ開信号が発信される。制御部２２は、開信号を受信すると、ファン２３を始動させる。

（２）蓋２８を閉めると、開閉スイッチ２７から制御部２２へ閉信号が発信される。制御部２２は、閉信号を受信してから数秒経過後にファン２３を停止させる。
（３）次いで、制御部２２はヒータ３２をＯＮとし、処理槽１２を加熱する。これにより、処理槽１２内は微生物の活動に適した温度状態に維持される。なお、微生物の活動温度は、発明者等の実験によれば、−５℃〜７０℃であった。

（４）それと同時に、制御部２２の指示信号によって、モータ１５が間欠的に作動し、回転軸１３と共に回転する攪拌羽根１４によって微生物用担体が攪拌される。本実施の形態では、５分間の攪拌状態とそれに続く１０分間の休止状態からなる攪拌サイクルが３回繰り返される（トータル時間：４５分間）。また、制御部２２の指示信号によって、各攪拌サイクルの初期にポンプ２５が作動し、タンク２４内に貯えられているバイオ水Ｖが配管３０、３１を経由して噴射ノズル２６から処理槽１２内へ数秒間程度噴射される。
（５）全ての攪拌サイクルが終了すると、制御部２２はヒータ３２をＯＦＦにする。これら一連のプロセスにより、処理槽１２内の排泄物は炭酸ガスと水に分解される。

なお、上記一連の動作の途中で蓋２８を開けた場合は、それまでの動作がクリアされ、再び（１）以降の動作が実行されることになる。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、攪拌羽根の長さを同一としたが、様々な長さを有する攪拌羽根を配設してもよい。また、上記実施の形態では、攪拌サイクルを３回としたが、２回以下あるいは４回以上としてもよい。

１０：バイオトイレ、１１：ケーシング、１２：処理槽、１３：回転軸、１４：攪拌羽根、１５：モータ、１６：一方向クラッチ、１７：メインスプロケット、１８：サブスプロケット、１９：チェーン、２０：接続部、２１：ハンドル、２２：制御部、２３：ファン、２４：タンク、２５：ポンプ、２６：噴射ノズル、２７：開閉スイッチ、２７ａ、２７ｂ：端子、２８：蓋、２９：便座、３０、３１：配管、３２：ヒータ、３３：ボウル部、Ｖ：バイオ水

Claims

上面が開口部とされ、前記開口部から投入された排泄物を分解処理する微生物及び該微生物を保持する微生物用担体が収容される処理槽と、前記処理槽内に架設された回転軸上に配設され、前記微生物用担体を攪拌する攪拌羽根とを有するバイオトイレにおいて、
前記微生物の活性化に寄与すると推測される酵素を含むバイオ水を貯留するタンクと、前記微生物用担体を攪拌する際に、前記処理槽内に前記バイオ水を噴射する噴射ノズルと、前記タンク内の前記バイオ水を前記噴射ノズルに送給するポンプとを備えることを特徴とするバイオトイレ。
請求項１記載のバイオトイレにおいて、前記微生物用担体の攪拌が休止を挟んで複数サイクル繰り返され、各攪拌サイクルの初期に、前記噴射ノズルから前記バイオ水が前記処理槽内に噴射されることを特徴とするバイオトイレ。
請求項１又は２記載のバイオトイレにおいて、前記微生物用担体の攪拌と前記バイオ水の噴射がトイレ蓋の開閉動作と連動していることを特徴とするバイオトイレ。