JP2023176341A - 循環式トイレシステム - Google Patents

Abstract

【課題】下水道と接続されていない水洗式トイレを、衛生車による汲み取りを必要としないように改良する。【解決手段】トイレ便器１０で生じた汚水は、浄水装置２０のケース２１に導かれて、傾斜した板であるメッシュ板２２に落ちる。メッシュ板２２には多数の孔が穿たれており、汚水Ｘ中の液体Ｘ１はメッシュ板２２から孔を介して下に落ち、他方汚水Ｘ中の固形分Ｘ２はメッシュ板２２の上を滑り落ち、メッシュ板２２の下端の下に開口を持つ回収箱２３内に至る。回収箱２３内の固形分Ｘ２は第１ヒータ２４の加熱により乾燥する。他方、ケース２１に溜まった液体Ｘ１は、第１ヒータ２４及び第２ヒータ２６により加熱され、蒸気を生じる。蒸気は復水器３０で浄水となり再びトイレ便器１０での水洗に用いられる。【選択図】図１

Description

本発明は、水洗式トイレ便器を含んでおり、水洗式トイレ便器で生じた汚水を浄化して再び水洗式トイレ便器洗浄用の浄水として用いるようにされた循環式トイレシステムに主に関する。

先進国では皆そうであるが、日本において現在存在するトイレの殆どは水洗式である。水洗式トイレは、水洗することによって汚水が生じる。汚水には、場合にもよるが固形分が含まれる。水洗式トイレで生じた汚水は、下水道に流されるのが一般的である。

とはいうものの、現在の日本の下水道普及率は人数ベースで８０％強であり、下水道と接続されていない水洗式トイレも相当数存在している。特に、島嶼部や山間部にはそのような下水道と接続されていない水洗式トイレが多く存在する。
下水道と接続されていない水洗式トイレは便槽か、浄化槽を備えている。便槽は汚水を貯めるためのタンクである。汚水は便槽に貯められ、例えば１ヶ月毎等の所定の期間毎に汲み取られる。浄化槽は、汚水を浄化する機能を有しており、場合によっては循環式のものもある。浄化槽を用いる場合においても、便槽を用いる場合程頻繁ではないが、汚水の汲み取りが必要となる。

汚水の汲み取りには、衛生車が必要である。衛生車の派遣には手間もコストも当然かかる。
下水道と接続されていない水洗式トイレを、衛生車による汲み取りを必要としないように改良しようという試みは以前からなされているが、便槽と浄化槽はともに原理上汲み取りが必要であるから、少なくとも実用的なレベルの技術は現時点で存在していない。

本願発明は、下水道と接続されていない水洗式トイレを、衛生車による汲み取りを必要としないようにするための技術を提供することをその課題とする。

本願発明は以下のようなものである。
本願発明は、水洗式のトイレ便器と、前記トイレ便器に水洗用の浄水を供給するための前記浄水を貯めるようになっており、前記トイレ便器にその一端を接続された給水管の他端と接続された浄水タンクと、前記トイレ便器で生じた固形分を含む汚水を前記トイレ便器から排水管を介して受入れ、前記汚水を浄水にして前記浄水タンクに供給する浄水設備と、を含んでなる循環式トイレシステムである。
そして、前記浄水設備は、閉空間を形成する、前記排水管が接続されたケースと、前記ケース内の前記排水管の開口の下側にその一部が位置するようにして傾斜して配置された板材であり、前記汚水中の液体を通過させるための多数の孔が穿たれたメッシュ板と、前記メッシュ板の上を滑ってきた前記汚水中の前記固形分を受ける、前記メッシュ板の下端側の下方に配置された、前記ケースの底に溜まる前記汚水の予定された最高水位よりも高い位置で上方が開口した箱である回収箱と、前記回収箱の内部を８０℃以上に加熱可能な第１ヒータと、前記ケース内で生じた水蒸気を前記ケース外に排出するための前記ケース内の空間に連通するようにして前記ケースに接続された排気管と、前記排気管に設けられた、前記排気管を介して送られてきた水蒸気を液体に戻して浄水とする復水器と、を備えている。
また、この循環式トイレシステムでは、前記復水器で作られた前記浄水が、前記復水器と前記浄水タンクとにその一端と他端とをそれぞれ接続された接続管を介して前記浄水タンクに供給されるようになっている。

本願が提案するのは、循環式トイレシステムである。
循環式トイレシステムは、浄水タンク、水洗式のトイレ便器、浄水設備を含んで構成される。トイレ便器は、水洗式のものであり、従来と同じものでも良い。浄水タンクも、従来と同じものでも良い。汚水又は浄水は、循環式トイレシステム内において、浄水タンク→（給水管）→トイレ便器→（排水管）→浄水設備→（接続管）→浄水タンクの順に循環するようになっている。
循環式トイレシステムは、浄水設備を備えている。
浄水設備は、閉空間を形成する、ケースを備えている。ケースには、トイレ便器から伸びる排水管が接続されている。
ケース内の排水管の開口の下側には、板材であるメッシュ板が傾斜した状態で設けられている。メッシュ板は、固形分（主に、大便とトイレットペーパー）が含まれることのある汚水に対して、固形分と液体とを分離するいわゆる固液分離を行うためのものである。メッシュ板は、汚水による腐食に強い材料でできているのが好ましく、例えば、ステンレス製とするのが良い。メッシュ板は、傾斜して配された板材であり、多数の孔が穿たれている。多数の孔は、汚水中の液体を通過させてメッシュ板の下方に落とすためのものである。排水管の開口の下にメッシュ板が位置するため、排水管の開口から汚水がメッシュ板の上面に落ちてくる。そうすると、傾斜したメッシュ板の上面を汚水中の固形分が滑り落ちていくが、その間に汚水中の液体はメッシュ板に多数穿たれた孔を介して、メッシュ板の下方に落下していく。それにより、汚水の固液分離がなされることになる。傾斜するメッシュ板の比較的高い位置に排水管から汚水が落ちてくるようにすると、メッシュ板の多くの面積を固液分離に用いることができて効率的である。
ケース内のメッシュ板の下端側の下方には、上方が開口した箱である回収箱が配置されている。回収箱は、傾斜したメッシュ板の上を滑ってきた汚水中の固形分を受けるための箱である。箱の開口は、ケースの底に溜まる汚水の予定された最高水位よりも高い位置に位置している。回収箱の中に汚水が入るのを防ぐためである。
このような仕組みにより、本願発明の循環式トイレシステムの浄水設備のケース内では、ケースの底に汚水中の液体が、回収箱の中に汚水中の固形分が、それぞれ分けた状態で溜められる。
浄水設備には、前記回収箱の内部を８０℃以上に加熱可能な第１ヒータが設けられている。それにより、回収箱内の固形分は、乾燥して例えば粉状となる。また、加熱の時間にもよるが、例えば、回収箱の内部を１００℃以上とすることで回収箱内の固形分を炭化させることも可能であり、そうしても良い。固形分は乾燥していく（場合によっては炭化していく）過程で、それが発する臭いが軽減されていく。第１ヒータによる回収箱の内部の加熱は、連続的なものではなく間欠的或いはバッチ的なものであってもよい。
他方、浄水設備は、前記ケース内で生じた水蒸気を前記ケース外に排出するための前記ケース内の空間に連通するようにして前記ケースに接続された排気管と、前記排気管に設けられた、前記排気管を介して送られてきた水蒸気を液体に戻して浄水とする復水器と、を備えている。上述したように、汚水に含まれる液体は、ケースの底に溜まる。浄水設備は上述したように第１ヒータを備えており、第１ヒータからの熱は、例えばケースや回収箱を介してケースの底に溜まった液体にも伝わる。それにより、液体の一部が蒸発する。液体を加熱し、蒸発させる過程でバクテリア等が死滅し、有機物の代謝を阻害する作用が生じ、その結果、悪臭の元である硫化水素などの発生が抑えられるため、液体の臭いが低減される。液体が蒸発することによって生じた蒸気は、排気管を介して復水器に至り、復水器で液体に戻される。復水器で蒸気から得られた液体が浄水である。
この浄水は、復水器から接続管を介して浄水タンクに送られ、トイレ便器での水洗に再び使用される。このようにして、この循環式トイレシステムでは、浄水と汚水を循環させて使用することが可能となる。

上述したように、本願の循環式トイレシステムでは、固形分は回収箱の中で乾燥した状態となる。したがって、乾燥した固形分を所定の期間おきに回収することが必要となるにしても、少なくともこの循環式トイレシステムでは、固形分に関して「汲み取り」の作業は不要となる。
加えて、浄水＋汚水の量は、循環式トイレシステムにおけるトイレ便器の利用により汚水が増えていくため基本的には追加する必要はないが、むしろ増えすぎた場合には問題が生じる。しかしながら、循環式トイレシステムにおける浄水＋汚水の量が増えすぎた場合には、復水器へと導かずに蒸気の状態で外部の系に放出すれば良い。したがって、この循環式トイレシステムでは、汚水に関しても「汲み取り」の作業は不要となる。
仮に、固形分の所定期間おきの回収が必要になるとしても、臭いが抑制された、水分を失って乾燥した状態となった固形分を回収するのであれば、衛生車も特殊な作業も必要ないので、下水道と接続されていない従来の水洗式トイレと比べると、維持に関する手間とコストに優れる。

前記第１ヒータは、前記ケース内に溜まった汚水を加熱するようになっていても構わない。例えば、第１ヒータは、ケースの底に設けることができ、例えばケースの底の下側に設けてケースの底を下側から加熱するようにすることができる。
第１ヒータにより積極的にケース内に溜まった汚水を加熱するようにすることで、汚水から生じる蒸気の量を増やすことができるようになり、結果的に復水器で生じる浄水の量を増やすことができるようになる。それにより、トイレ便器での水洗に利用可能な浄水が不足するという事態の発生を防ぐことができるようになる。
第１ヒータにより汚水を加熱して汚水から蒸気を積極的に発生させることにより、バクテリア等が死滅し、有機物の代謝を阻害する作用が生じ、その結果、悪臭の元である硫化水素などの発生が抑えられるという効果、つまり液体の臭いが低減されるという効果がより強調されることになる。
循環式トイレシステムは、第１ヒータの他、前記ケース内の気体を８０℃以上に加熱可能な第２ヒータを備えていてもよい。第２ヒータが存在することにより、ケース内の気体を温めることが可能となる。それにより、ケースの底に溜まった汚水の温度が上がることとも相俟って、汚水から生じる蒸気の量を増やすことが可能となる。
前記第２ヒータは、前記ケース内に温風を送風するようになっていてもよい。第２ヒータをそのようなものとすることにより、ケース内の気体の温度を全体として均一にすることができるようになる。

本願発明の循環式トイレシステムでは、上述したように、回収箱の中に乾燥した固形分が溜まる。乾燥する過程で固形分はその体積が元の１０～２０％程度とされるから、乾燥した固形分の回収の頻度はそれ程高くない。とはいえ、回収箱内の固形分は、所定の期間毎に回収する必要がある。
そのような回収を容易とするためには、前記ケースに、前記回収箱を出し入れするための開閉自在な扉を設けておいても良い。

本願発明の循環式トイレシステムは上述のように浄水タンク、水洗式のトイレ便器、浄水設備を含んで構成される。これも先に述べたように、トイレ便器は、水洗式のものであり、従来と同じものでも良い。浄水タンクも、従来と同じものでも良い。つまり、本願発明の循環式トイレシステムにおけるここまでに説明した浄水設備は、既存（設置済みであるか否かを問わない）のトイレ便器、及び浄水タンクと組合せることによって、本願発明における循環式トイレシステムを構成することができるものである。
一例となる浄水設備は、水洗式のトイレ便器と、前記トイレ便器に水洗用の浄水を供給するための前記浄水を貯めるようになっており、前記トイレ便器にその一端を接続された給水管の他端と接続された浄水タンクと、組合せることにより、循環式トイレシステムを構成するものであり、前記トイレ便器で生じた固形分を含む汚水を前記トイレ便器から排水管を介して受入れ、前記汚水を浄水にして前記浄水タンクに供給する浄水設備である。
そして、その浄水設備は、閉空間を形成する、前記排水管が接続されたケースと、前記ケース内の前記排水管の開口の下側にその一部が位置するようにして傾斜して配置された板材であり、前記汚水中の液体を通過させるための多数の孔が穿たれたメッシュ板と、前記メッシュ板の上を滑ってきた前記汚水中の前記固形分を受ける、前記メッシュ板の下端側の下方に配置された、前記ケースの底に溜まる前記汚水の予定された最高水位よりも高い位置で上方が開口した箱である回収箱と、前記回収箱の内部を８０℃以上に加熱可能な第１ヒータと、前記ケース内で生じた水蒸気を前記ケース外に排出するための前記ケース内の空間に連通するようにして前記ケースに接続された排気管と、前記排気管に設けられた、前記排気管を介して送られてきた水蒸気を液体に戻して浄水とする復水器と、を備えている。
この浄水設備は、前記復水器で作られた前記浄水が、前記復水器と前記浄水タンクとにその一端と他端とをそれぞれ接続された接続管を介して前記浄水タンクに供給されるようにして用いられる。

一実施形態による循環式トイレシステム全体構成を概略的に示す側面図。

以下、本発明の好ましい一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

この実施形態では、循環式トイレシステムについて説明する。
図１に、循環式トイレシステムの概略的な全体側面図を示す。後述する浄水設備におけるケースの部分は断面図とされている。

循環式トイレシステムを構成する主要な構成要素は、トイレ便器１０と、浄水装置２０と、復水器３０と、浄水タンク４０である。
トイレ便器１０と浄水装置２０とは、排水管５１によって接続されている。浄水装置２０と復水器３０とは、排気管５２によって接続されている。復水器３０と浄水タンク４０とは接続管５３によって接続されている。浄水タンク４０とトイレ便器１０とは、給水管５４によって接続されている。
排水管５１、排気管５２、接続管５３、給水管５４はいずれも管である。これらのうち、排水管５１、接続管５３、給水管５４はそれらの中を液体が、排気管５２はその中を気体が通過する。排水管５１、排気管５２、接続管５３、給水管５４はその内部を通過する気体又は液体が漏れ出さないようなものであれば周知のもので構わず、金属製や樹脂製とすることができる。

トイレ便器１０は、水洗式のトイレ便器である。トイレ便器１０は、水洗式のトイレ便器であれば従来から存在するもので十分であり、市販のものでも十分である。
トイレ便器１０が使用され浄水で水洗されると、汚水が生じる。生じた汚水には固形分が含まれる場合がある。固形分は主に大便とトイレットペーパーである。トイレ便器１０で生じた汚水は、排水管５１を介して浄水装置２０へ送られるようになっている。なお、これには限られないがこの実施形態では、排水管５１の途中にラインポンプ５１Ａが設けられている。ラインポンプ５１Ａは、吸込口と吐出口とが一直線になっているポンプである。それ故、ラインポンプ５１Ａは、直線的に配された排水管５１の途中に取付けるのが容易である。ラインポンプ５１Ａはトイレ便器１０で生じた汚水を浄水装置２０へと送る機能を有している。ラインポンプ５１Ａが起動するのは、トイレ便器１０で汚水が生じたときのみで良い。なお、ラインポンプ５１Ａが取付けられる排水管５１が直線的でない場合には、ラインポンプ５１Ａは、汚水を浄水装置２０へ送ることができる限り他の種類のポンプであっても良い。

浄水装置２０は、復水器３０との組合せにより、本願で言う浄水設備として機能する。より正確には、浄水装置２０から復水器３０までの一連の機器の組合せが、本願で言う浄水設備である。浄水装置２０と復水器３０との組合せにより構成される本願で言う浄水設備の機能は、汚水に含まれている固形分の乾燥による体積の縮小と、汚水中の液体からの浄水の生成である。

浄水装置２０は、ケース２１を備えている。ケース２１は、閉空間を形成する箱状体である。ケース２１は、例えば金属製であり、例えばこれも金属製の棒状体である柱２１Ａの上に固定されている。柱２１Ａは必須ではない。
ケース２１には、排水管５１が接続されている。排水管５１はこの実施形態では、ケース２１内にまで伸びておりその先端が下向きに曲折されているがこれはこの限りではない。

ケース２１内には、板であるメッシュ板２２が固定的に配置されている。メッシュ板２２のケース２１内での固定方法は、公知或いは周知技術に倣えば良い。メッシュ板２２は、多数の孔（図示せず）が穿たれた板であり、傾斜した状態で配されている。メッシュ板２２は腐食しづらい素材でできているのが好ましい。これには限られないが、メッシュ板２２は例えばステンレス製である。これには限られないがこの実施形態におけるメッシュ板２２は矩形であり、その平行な２辺がともに水平となるようにしてケース２１内に配置されている。図１では、そのメッシュ板２２を側方から見た状態となっている。メッシュ板２２の下端は、ケース２１の底からある程度上方に位置にしている。
メッシュ板２２の一部、例えば、傾斜するメッシュ板２２の上端付近の一部は排水管５１の先端の開口の下側に位置している。このようにメッシュ板２２は、排水管５１から落下してくる汚水を受けられる位置に設けられる。メッシュ板２２は後述するようにして、汚水を固形分と液体とに固液分離するために用いられるが、その機能をメッシュ板２２のうちのなるべく大きな面積で発揮させるためには、排水管５１からメッシュ板２２に汚水が落下する位置を、メッシュ板２２の上端に近い位置にするのが有利である。
メッシュ板２２に設けられる多数の孔の大きさ、形状、数は、上述したような固液分離をメッシュ板２２が行える範囲で決定される。つまり、汚水中の液体が孔を通過して、メッシュ板２２の真下に落下し、他方汚水中の固形分が孔を概ね通過できず、メッシュ板２２の上面を下方に滑り落ちていくようにされている。孔の大きさはすべての孔において均一である必要もないし、孔の形がすべての孔で同一である必要もない。また、孔はメッシュ板２２の全体に均一に散在しているが、これもこの限りではない。
この実施形態では、メッシュ板２２は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製のワイヤを平織りして作られた、平織金網である。その目開きは、例えば、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。
メッシュ板２２の傾斜角は、メッシュ板２２が上述した固液分離の機能を発揮できるような角度とされている。メッシュ板２２の傾斜角度はこれには限られないが例えば、３５°内外である。

ケース２１には、回収箱２３が配置されている。回収箱２３は、ケース２１内の底近くに配置されている。回収箱２３は、ケース２１に対して着脱自在とされている。
回収箱２３は、メッシュ板２２の上を滑り落ちてきた汚水中の固形分を受けるための箱である。回収箱２３はこれには限られないがこの実施形態では略直方体形状であり、その上面が開口している。メッシュ板２２の上を滑り落ちてきた汚水中の固形分は、メッシュ板２２の下端から落下し、その開口から、回収箱２３の中に落ちるようになっている。そのために、回収箱２３の高さ、或いは回収箱２３の開口の高さは、メッシュ板２２の下端よりも低くなっている。また、回収箱２３の高さ、或いは回収箱２３の開口の高さは、後述するようにケース２１の底に溜まる汚水の予定された最高水位の位置よりも高い位置に位置させられている。それにより、回収箱２３の中に汚水中の液体が入り込むことが防がれる。

ケース２１には、回収箱２３の中を加熱して、回収箱２３の中に溜まった汚水中の固形分を乾燥させ、固形分の体積を減じさせるための第１ヒータ２４が設けられている。
第１ヒータ２４は、回収箱２３の中を加熱して固形分を乾燥させることができるようなものであればその詳細は問わない。この実施形態では、第１ヒータ２４は、回収箱２３の中を８０℃以上に加熱できるようなものとなっている。第１ヒータ２４は回収箱２３の中を常に加熱できるようになっていても良いし、バッチ的に加熱できるようになっていても良い。第１ヒータ２４は公知或いは周知のもので十分であり、例えば、電熱ヒータ、より詳細には複数本配列したシーズヒータとすることができる。第１ヒータ２４は、回収箱２３の中を効率的に加熱できるように、図１に示したように、回収箱２３の底側から一定の高さまでの周囲を囲むようになっている。
第１ヒータ２４は、この実施形態では、回収箱２３の中のみならず、ケース２１の底に溜まった汚水中の液体をも加熱するようになっている。それを可能とするように、第１ヒータ２４は、必ずしもそうする必要はないが、この実施形態では、平面視した場合のケース２１の底面の略全面を覆うようになっている。回収箱２３の中を加熱することで、ケース２１内が加熱されるから、第１ヒータ２４は間接的にケース２１の底に溜まった汚水中の液体を加熱する。それだけでなく、ケース２１内の汚水が溜まる部分の下側に回り込んでいる第１ヒータ２４は、液体をより効率的に加熱するようになっている。それにより、ケース２１の底に溜まった汚水中の液体は、第１ヒータ２４がそうなっていない場合よりも大量に蒸発するようになっている。
この実施形態では、ケース２１の底付近に、第１ヒータ２４が存在する空間と、回収箱２３及びケース２１の底に溜まった汚水中の液体とが存在する空間とを区画するための板である仕切り板２５が設けられている。仕切り板２５は、第１ヒータ２４から回収箱２３及びケース２１の底に溜まった汚水中の液体への熱の伝導を妨げないような素材でできているのが好ましく、この実施形態では金属製である。
この実施形態における回収箱２３は、仕切り板２５に設けられた窪みに嵌め込まれており、且つ仕切り板２５の窪みから取り外せるようになっている。ケース２１の、回収箱２３の付近の適宜の位置には、回収箱２３をケース２１内から出し入れするための開閉自在とされた扉２１Ｂが設けられている。扉２１Ｂを開いた状態で、回収箱２３はケース２１内外に出し入れすることができるようになっている。

ケース２１の内部、これには限られないが、この実施形態では、ケース２１の上部には、第２ヒータ２６が設けられている。第２ヒータ２６は、ケース２１内の気体を加熱するためのものである。ケース２１内の気体を加熱することにより、ケース２１の底に溜まった汚水中の液体をより効率的に蒸発させることが可能となる。
第２ヒータ２６は常にケース２１内の気体を加熱するようになっていてもよいし、バッチ的にケース２１内の気体を加熱するようになっていてもよい。
ケース２１内の気体を加熱することができるようになっていれば、第２ヒータ２６の構成の詳細は問わないし、公知或いは周知のものによりそれを構成することができる。第２ヒータ２６は、例えば、ケース２１外の熱をケース２１内に移動させるヒートポンプにより構成することができ、これには限られないが、この実施形態ではそうされている。
第２ヒータ２６のケース２１の内部に面する位置には、送風ファン２７が配置されている。送風ファン２７は、ヒートポンプである第２ヒータ２６によってケース２１内に持ち込まれた熱（詳細には、熱せられたケース２１内の気体）をケース２１の内部に向けて送風するものである。送風ファン２７の存在により、ケース２１内の気体はそれが無いときよりも均一に加熱されることになる。

ケース２１には、管である排気管５２が接続されている。
ケース２１内では上述したように、汚水中の液体から蒸気が発生する。ケース２１内で発生した蒸気は、排気管５２を介してケース２１外に導かれるようになっている。

排気管５２には、復水器３０が接続されている。復水器３０は、排気管５２を介して受け取った蒸気を液体、つまり浄水に戻すものである。復水器３０は蒸気を液体に戻すことができるものであればどのようなものでもよく、公知又は周知のもので良い。
排気管５２の復水器３０の手前には弁３０Ａが設けられている。弁３０Ａは、排気管５２の或いはケース２１内の気体の圧力が過剰となった場合に排気管５２内の気体を外部の系に排出するためのものである。具体的には、排気管５２内の気体の圧力が予め定められた圧力を超えた場合に、弁３０Ａが作動して排気管５２内の気体が外部の系に排出される。そのような動作をする弁は公知或いは周知なので、弁３０Ａとしてはそのようなものを利用すれば十分である。弁３０Ａの存在により、ケース２１内の圧力が過剰となったとき、その主な原因となる汚水中の過剰な液体から生じた蒸気が外部の系に放出されるため、循環式トイレシステム内に存在する液体の量が過剰となるのが防止される。

復水器３０は、接続管５３と接続されている。接続管５３を介して、復水器３０で作られた浄水が浄水タンク４０に送られるようになっている。
浄水タンク４０は浄水を溜めるタンクである。そのような機能を満足することができるのであれば、浄水タンク４０はどのようなものであっても構わず、公知或いは周知のタンクを浄水タンク４０に利用することができる。

浄水タンク４０は、給水管５４を介してトイレ便器１０に接続されている。トイレ便器１０で水洗がなされるとき、浄水タンク４０に溜められていた浄水は、給水管５４を介して浄水タンク４０からトイレ便器１０に送られるようになっている。

以上で説明した循環式トイレシステムの使用方法、及び動作について説明する。
ユーザが循環式トイレシステムのトイレ便器１０を用いる。トイレ便器１０をユーザが利用したら、トイレ便器１０で水洗がなされる。水洗は、浄水をトイレ便器１０に流すことにより行われる。トイレ便器１０に浄水を流す場合、浄水タンク４０に溜まっていた浄水が、給水管５４を介してトイレ便器１０に送られる。なお、トイレ便器１０に小型の浄水タンクを設けておき、トイレ便器１０での水洗には小型の浄水タンクに溜められていた浄水が用いられるようにしても良い。その場合には、トイレ便器１０の水洗に用いられることで不足した分の浄水が、適宜のタイミングで浄水タンク４０から、トイレ便器１０に設けられた小型の浄水タンクに給水管５４を介して送られることになる。

トイレ便器１０で水洗が行われると汚水が生じる。汚水には固形分が含まれることがある。トイレ便器１０で生じた汚水は、排水管５１を介して浄水装置２０に、より詳細には浄水装置２０のケース２１に送られる。
トイレ便器１０から浄水装置２０に汚水を確実に流すために、排水管５１の途中に設けられたラインポンプ５１Ａが作動する。ラインポンプ５１Ａは、例えば、トイレ便器１０で汚水が生じた場合にのみ作動するようになっている。ラインポンプ５１Ａの働きにより、汚水は確実にトイレ便器１０から浄水装置２０へと送られることになる。

浄水装置２０に送られた汚水Ｘは、排水管５１の先端の開口から、ケース２１の中を落下する。
落下した汚水Ｘは、ケース２１内にあるメッシュ板２２の上に落ちる。この実施形態では、傾斜したメッシュ板２２の上端付近に落ちる。
メッシュ板２２の上に落ちた汚水Ｘは、メッシュ板２２の上を落ちながら固液分離される。具体的には、汚水Ｘ中の液体Ｘ１は、メッシュ板２２に多数設けられた孔を介してメッシュ板２２の直下に落ちていく。他方、汚水Ｘ中の固形分Ｘ２は、孔を介してメッシュ板２２の直下に落ちることはなく、メッシュ板２２の上を滑ってメッシュ板２２の下端にまで至り、そこから落下して、開口から回収箱２３の中に落ちる。
汚水Ｘ中の液体Ｘ１は、ケース２１の底に溜まる。液体Ｘ１の水位は最も高くなったときでも、回収箱２３の開口にまで至ることはない。

第１ヒータ２４は、適宜のタイミングで適宜の時間だけ駆動する。それにより、第１ヒータ２４が発した熱により、回収箱２３の内部が加熱される。その熱によって回収箱２３の中に溜まった汚水Ｘ中の固形分Ｘ２は乾燥していく。
第１ヒータ２４によって加熱されたとき、回収箱２３の中の温度は少なくとも８０℃以上となる。それにより、回収箱２３の中に溜まった固形分Ｘ２は、乾燥してその体積が小さくなる。また、その過程で固形分Ｘ２の臭いが抑制されていく。回収箱２３の中で固形分Ｘ２は、例えば粉末状に近い状態になる。第１ヒータ２４によって加熱されたとき、回収箱２３の中の温度が十分に高いと、例えば、１００℃以上であると、加熱時間の長さにもよるが、固形分Ｘ２は炭化していく。そうすることで、固形分Ｘ２の体積はより小さくなり、またその臭いがより抑制されることになる。

第１ヒータ２４は、回収箱２３の中のみならず、ケース２１の底に溜まった汚水Ｘから生じた液体Ｘ１をも加熱する。
他方、適宜のタイミングで第２ヒータ２６が駆動する。第２ヒータ２６が駆動し、また第２ヒータ２６が駆動しているときに送風ファン２７が駆動することで、温度が上がった気体が第２ヒータ２６付近からケース２１内に送られる。
それにより、ケース２１の底に溜まった汚水Ｘから生じた液体Ｘ１の温度は、例えば、８０～１００℃程度に保たれる。他方、ケース２１内の気体の温度は、例えば、７０～８０℃程度に保たれる。
そうすると、液体Ｘ１から、蒸気が生じてケース２１内に充満する。なお、液体Ｘ１から生じた蒸気は殆どが水蒸気である。液体Ｘ１を加熱し、蒸発させる過程で液体Ｘ１中のバクテリア等が死滅し、有機物の代謝を阻害する作用が生じ、その結果、悪臭の元である硫化水素などの発生が抑えられるため、液体Ｘ１の臭いも、水蒸気の臭いも元の液体Ｘ１の臭いよりも低減された状態となっている。

液体Ｘ１から生じた蒸気は、排気管５２を介して復水器３０に導かれる。
排気管５２の復水器３０に至るまでの途中には、弁３０Ａが設けられている。この実施形態では、排気管５２内の気体の圧力が予め定められた圧力を超えた場合には、排気管５２内の気体が弁３０Ａを介して外部の系へ放出される。
この循環式トイレシステムでは、汚水と浄水とは循環するからその量は基本的には不変であるものの、トイレ便器１０の使用により汚水の量が増えていくから、循環式トイレシステム内の汚水と浄水とを合計した量が増えていく。過剰となった汚水と浄水の主成分である水は、弁３０Ａを介して外部の系へと排出される。
排気管５２から復水器３０へと運ばれた蒸気は、復水器３０で液体に戻される。復水器３０で生じた液体が浄水である。浄水の臭いは、水蒸気の臭いが抑制されていることもあり、汚水Ｘ或いは液体Ｘ１と比べて抑制されている。

浄水は復水器３０から接続管５３を介して浄水タンク４０へと運ばれる。浄水タンク４０に溜められた浄水は、既に述べたように、トイレ便器１０での水洗に用いられる。

このようにして循環式トイレシステムでは、汚水と浄水が循環する。
循環式トイレシステムの浄水装置２０のケース２１内に溜まった汚水Ｘは、弁３０Ａによる蒸気の排出を適宜に行うことにより一定以上増えることはないためいわゆる汲み取りの作業は不要である。その反面、蒸気の発生量を十分なものとするとともに、弁３０Ａによる蒸気の排出を適宜の量に抑えることにより、トイレ便器１０の水洗のために必要となる浄水タンク４０内の浄水の量が不足することもない。
他方、循環式トイレシステムで生じる固形分Ｘ２は乾燥して体積が減少しているか、場合によっては炭化しているので、固形分Ｘ２についても汲み取りは不要である。ただし、回収箱２３内の固形分Ｘ２は、体積が減っているとはいえ、所定の期間毎に回収する必要がある。
乾燥した固形分Ｘ２の回収は、ケース２１の扉２１Ｂを開け、回収箱２３をケース２１から取り出すことにより行う。回収箱２３から固形分Ｘ２を回収したら、回収箱２３を開いた扉２１Ｂからケース２１内の元の位置に戻し、扉２１Ｂを再び閉めれば良い。

１０ トイレ便器
２０ 浄水装置
２１ ケース
２２ メッシュ板
２３ 回収箱
２４ 第１ヒータ
２６ 第２ヒータ
２７ 送風ファン
３０ 復水器
３０Ａ 弁
４０ 浄水タンク
５１ 排水管
５２ 排気管
５３ 接続管
５４ 給水管
Ｘ 汚水
Ｘ１ 液体
Ｘ２ 固形分

Claims (7)

1. 水洗式のトイレ便器と、前記トイレ便器に水洗用の浄水を供給するための前記浄水を貯めるようになっており、前記トイレ便器にその一端を接続された給水管の他端と接続された浄水タンクと、前記トイレ便器で生じた固形分を含む汚水を前記トイレ便器から排水管を介して受入れ、前記汚水を浄水にして前記浄水タンクに供給する浄水設備と、を含んでなる循環式トイレシステムであって、
   前記浄水設備は、
   閉空間を形成する、前記排水管が接続されたケースと、
   前記ケース内の前記排水管の開口の下側にその一部が位置するようにして傾斜して配置された板材であり、前記汚水中の液体を通過させるための多数の孔が穿たれたメッシュ板と、
   前記メッシュ板の上を滑ってきた前記汚水中の前記固形分を受ける、前記メッシュ板の下端側の下方に配置された、前記ケースの底に溜まる前記汚水の予定された最高水位よりも高い位置で上方が開口した箱である回収箱と、
   前記回収箱の内部を８０℃以上に加熱可能な第１ヒータと、
   前記ケース内で生じた水蒸気を前記ケース外に排出するための前記ケース内の空間に連通するようにして前記ケースに接続された排気管と、
   前記排気管に設けられた、前記排気管を介して送られてきた水蒸気を液体に戻して浄水とする復水器と、
   を備えており、
   前記復水器で作られた前記浄水が、前記復水器と前記浄水タンクとにその一端と他端とをそれぞれ接続された接続管を介して前記浄水タンクに供給されるようになっている、
   循環式トイレシステム。
2. 前記第１ヒータは、前記ケース内に溜まった汚水を加熱するようになっている、
   請求項１記載の循環式トイレシステム。
3. 前記第１ヒータは、前記ケースの底に設けられている、
   請求項１又は２記載の循環式トイレシステム。
4. 前記ケース内の気体を８０℃以上に加熱可能な第２ヒータを備えている、
   請求項１記載の循環式トイレシステム。
5. 前記第２ヒータは、前記ケース内に温風を送風するようになっている、
   請求項４記載の循環式トイレシステム。
6. 前記ケースに、前記回収箱を出し入れするための開閉自在な扉が設けられている、
   請求項１記載の循環式トイレシステム。
7. 水洗式のトイレ便器と、前記トイレ便器に水洗用の浄水を供給するための前記浄水を貯めるようになっており、前記トイレ便器にその一端を接続された給水管の他端と接続された浄水タンクと、組合せることにより、循環式トイレシステムを構成するものであり、
   前記トイレ便器で生じた固形分を含む汚水を前記トイレ便器から排水管を介して受入れ、前記汚水を浄水にして前記浄水タンクに供給する浄水設備であって、
   閉空間を形成する、前記排水管が接続されたケースと、
   前記ケース内の前記排水管の開口の下側にその一部が位置するようにして傾斜して配置された板材であり、前記汚水中の液体を通過させるための多数の孔が穿たれたメッシュ板と、
   前記メッシュ板の上を滑ってきた前記汚水中の前記固形分を受ける、前記メッシュ板の下端側の下方に配置された、前記ケースの底に溜まる前記汚水の予定された最高水位よりも高い位置で上方が開口した箱である回収箱と、
   前記回収箱の内部を８０℃以上に加熱可能な第１ヒータと、
   前記ケース内で生じた水蒸気を前記ケース外に排出するための前記ケース内の空間に連通するようにして前記ケースに接続された排気管と、
   前記排気管に設けられた、前記排気管を介して送られてきた水蒸気を液体に戻して浄水とする復水器と、
   を備えており、
   前記復水器で作られた前記浄水が、前記復水器と前記浄水タンクとにその一端と他端とをそれぞれ接続された接続管を介して前記浄水タンクに供給されるようにして用いられる、
   浄水設備。

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