JP3627176B2 - 簡易水洗トイレ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イベント会場、レジャー施設、公園等の屋外で、主に仮設トイレとして使用される洗浄水循環型の簡易水洗トイレに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、仮設トイレとして、洗浄水循環型の簡易水洗トイレが、各種イベント会場、レジャー施設、公園等の屋外に設置され、使用されている。この種の洗浄水循環型の簡易水洗トイレは、トイレ室の下に処理槽を備え、処理槽内には、複数の曝気槽と沈殿槽が設けられと共に、有機物を分解する微生物が処理槽内に入れられ、トイレで生じたし尿を複数の曝気槽と沈殿槽に循環して通すことにより、有機物であるし尿を微生物に分解させ、処理槽の最後の槽で得られた浄化後の水を、再び水洗用の洗浄水として循環使用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の洗浄水循環型の簡易水洗トイレは、処理槽内の微生物を良好に活動させるために、常時、曝気槽にエアレーションを行なう必要があり、そのためのエアーポンプを常時２４時間運転する必要がある。このために、エアーポンプの電源は、２４時間電力を供給できる商用電力の使用が必須要件とされ、商用電源が使用できない場所では、この種の簡易水洗トイレを設置することはできず、また、エアーポンプを常時２４時間連続運転するために、電力消費量が大きいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、電力消費量が少なく、商用電源のない場所でも設置して使用することができる洗浄水循環型の簡易水洗トイレを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の簡易水洗トイレは、便器に洗浄水を送るロータンクが設けられた便室本体の下側に処理槽が配設され、処理槽内に複数の曝気槽と沈殿槽が設けられると共に、好気性の発酵微生物が投入され、曝気槽で曝気を行ないながら、発酵微生物により処理槽内のし尿を分解させ、し尿処理後の処理水を該処理槽からロータンク内に戻して使用する洗浄水循環型の簡易水洗トイレにおいて、太陽光を受けて発電する太陽電池と、昼間に動作して曝気槽内に空気を吹き込む昼間用エアーポンプと、夜間に動作して曝気槽内に空気を吹き込む、昼間用エアーポンプより消費電力の小さい小形の夜間用エアーポンプと、昼間エアーポンプと夜間用エアーポンプの動作を昼間と夜間で切り替えるポンプ切替手段と、太陽電池で発電された電力を蓄電し、昼間用エアーポンプと夜間用エアーポンプに電力を供給する蓄電池と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
このような構成の簡易水洗トイレは、屋外に設置され、昼間エアーポンプと夜間用エアーポンプは蓄電池から供給される電力により作動し、処理槽内の曝気槽内にエアーポンプからの空気が吹き込まれ、処理水の曝気が行なわれ、処理水に含まれるし尿が好気性の発酵微生物により分解され、処理後の処理水は洗浄水としてロータンクに戻され、循環・使用される。昼間の蓄電池は、太陽光を受けて発電する太陽電池からの電力により充電されるから、大型の昼間用エアーポンプであっても、連続して動作させることができるが、夜間の蓄電池は放電動作のみであるから、昼間用エアーポンプと同様な大型のエアーポンプを夜間連続運転する場合、蓄電池の容量（大きさや個数）は非常に大きいものが必要となる。
【０００７】
しかしながら、上記のように、夜間用エーポンプには昼間用エアーポンプより消費電力の小さい小形のエアーポンプが使用され、ポンプ切替手段によって夜間には夜間用エアーポンプが切り替えて使用されるから、蓄電池の容量及び太陽電池の大きさや枚数を削減することができ、この種のトイレの小型化が可能となり、製造コストも削減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は簡易水洗トイレの部分断面付き正面図を示している。１は便室本体であり、縦長の箱形に形成され、正面に扉１ａが設けられ、内部に便器２が取り付けられる。その便器２内に水を流すためのロータンク３が便室本体１の壁部に設けられ、ロータンク３から便器２まで送水用の配管が敷設される。ロータンク３への給水は、後述の処理水貯留槽１１に配設された揚水ポンプ１５の揚水管１５ａを通して行なわれる。さらに、便室本体１の下側に矩形箱形の処理槽４が取り付けられ、便器２内から処理槽４の最初の第一曝気槽５にし尿を流下させる流路２ａが便器２の取付部内に形成される。
【０００９】
便室本体１の下側に配設される処理槽４内には、図２の平面図に示すように、多数の仕切り壁によって３個の曝気槽５、７、９と３個の沈殿槽６、８、１０及び処理水貯留槽１１が形成される。処理槽４の中央には、便器２からのし尿をその下の流路２ａを通して最初に受ける第一曝気槽５が配置される。第一曝気槽５内には、し尿を発酵分解させる好気性の発酵微生物が杉チップと共に投入され、空気吹出管１２が挿入されエアレーションを行なう。
【００１０】
図３の展開断面図に示すように、第一曝気槽５の次に（隣に）第一沈殿槽６が設けられ、第一曝気槽５と第一沈殿槽６は隔壁の底部に設けた底部通路５ａにより連通する。第一沈殿槽６の次に（隣に）第二曝気槽７が設けれ、第一沈殿槽６と第二曝気槽７は隔壁の上部に設けた上部通路６ａにより連通する。さらに、第二曝気槽７の次に（隣に）第二沈殿槽８が設けられ、第二曝気槽７と第二沈殿槽８は隔壁の底部に設けた底部通路７ａにより連通する。さらに、第二沈殿槽８の次に（隣に）第三曝気槽９が設けられ、第二沈殿槽８と第三曝気槽９は隔壁の上部に設けた上部通路８ａにより連通する。
【００１１】
さらに、第三曝気槽９の次に（隣に）第三沈殿槽１０が設けられ、第三曝気槽９と第三沈殿槽１０は隔壁の底部に設けた底部通路９ａにより連通する。さらに、第三沈殿槽１０の次に（隣に）処理水貯留槽１１が設けられ、第三沈殿槽１０と処理水貯留槽１１は隔壁の上部に設けた上部通路１０ａにより連通する。第二曝気槽７、第三曝気槽９内には、第一曝気槽５の空気吹出管１２と同様に、空気吹出管１３、１４が挿入され、空気吹出管１２、１３、１４は、空気管１６を介して昼間用エアーポンプ１７と夜間用エアーポンプ１８に接続される。
【００１２】
このように、処理槽４内に形成した３個の曝気槽５、７、９と３個の沈殿槽６、８、１０は、第一曝気槽５、第一沈殿槽６、第二曝気槽７、第二沈殿槽８、第三曝気槽９、及び第三沈殿槽１０のごとく、曝気槽と沈殿槽が交互に配置・接続され、最後に処理水貯留槽１１が上部通路１０ａを介して接続される。また、曝気槽から沈殿槽への接続には底部通路５ａ，７ａ，９ａが使用され、沈殿槽から曝気槽への接続には上部通路６ａ，８ａ，１０ａが使用され、処理水の流下方向に向かって、底部通路と上部通路が交互に配置され、処理水は曝気槽と沈殿槽を上下に蛇行しながら処理水貯留槽１１まで送られる構造である。
【００１３】
処理水貯留槽１１内には揚水ポンプ（水中ポンプ）１５が配設され、処理水貯留槽１１内の処理水を洗浄水として、揚水管１５ａを通してロータンク３に揚水する。ロータンク３内にはレベルスイッチ（例えばフロートスイッチ）１９が配設され、タンク内の水位が所定レベルより低下した時、スイッチをオンして揚水ポンプ１５を動作させる。
【００１４】
便室本体１の上に、揚水ポンプ１５、昼間用エアーポンプ１７及び夜間用エアーポンプ１８の駆動用電力を発電する太陽電池（太陽電池パネル）２０が取り付けられる。太陽電池２０、蓄電池２６を電源とする制御盤２１は、図４のブロック図に示すように接続・構成される。２２は照度スイッチで、太陽電池２０の発電量に応じてオンオフして昼間信号と夜間信号を切替リレー２３に出力し、昼間と夜間で切替リレー２３を切替動作させる。切替リレー２３は、昼間と夜間で昼間用エアーポンプ１７と夜間用エアーポンプ１８を切り替えて動作させるように、電源供給を切り替える。
【００１５】
昼間用エアーポンプ１７には、処理槽４内に投入した好気性の発酵微生物が、活性化されて、処理槽内のし尿を分解するために必要な空気量を処理槽４内の処理水内に供給するように、大型のエアーポンプが用いられる。一方、夜間用エアーポンプ１８には、処理槽４内の発酵微生物が、最低限生存するために必要な空気量を処理槽４内の処理水内に供給するように、小形のエアーポンプが用いられる。例えば、昼間用エアーポンプ１７として定格電力約４０Ｗのモータ駆動のエアーポンプを使用した場合、夜間用エアーポンプ１８としては、定格電力約４Ｗのモータ駆動のエアーポンプを使用することができ、夜間用エアーポンプ１８は昼間用エアーポンプ１７の約１／１０の定格電力のものを使用することができる。
【００１６】
２４は充放電コントローラで、ダイオードを介して太陽電池２０に接続されると共に、蓄電池２６に接続され、昼間の太陽電池２０の発電時には、その発電した電力を蓄電池２６に充電する際の電圧、電流の制御を行ない、夜間の太陽電池２０の非発電時には、蓄電池２６から放電される電力の電圧、電流の制御を行なう。充放電コントローラ２４の放電出力側は、切替リレー２３とパワーリレー２５に接続される。パワーリレー２５の出力側は揚水ポンプ１５に接続され、その制御端子にはレベルスイッチ１９が接続される。レベルスイッチ１９は、ロータンク３内の水位に応じてオンオフし、ロータンク３内の水位が所定レベル以下に低下した時、パワーリレー２５をオン制御し、水位が所定レベル以上に上昇した時、パワーリレー２５をオフ制御して、揚水ポンプ１５の運転を制御するように動作する。
【００１７】
次に、上記構成の簡易水洗トイレの動作を説明する。このトイレは、イベント会場や公園等の屋外に設置され、その天井上に設置した太陽電池２０は、太陽の方向に向けられる。トイレの使用に際し、処理槽４内には、水が給水されると共に、その第一曝気槽５内に、例えば杉チップに付着させて培養した好気性の発酵微生物が、杉チップと共に投入される。
【００１８】
蓄電池２６を電源とする電源投入により、制御盤２１内の制御機器が動作すると、ロータンク３内の洗浄水が所定のレベル以下の場合、レベルスイッチ１９のオン動作により、揚水ポンプ１５が駆動して、処理槽４の最後の処理水貯留槽１１の処理水を吸引し、ロータンク３に揚水する。ロータンク３内の水位が所定レベルまで上昇すると、レベルスイッチ１９がオフし、揚水ポンプ１５は停止する。
【００１９】
一方、曝気用のエアーポンプは、昼間であれば、昼間用エアーポンプ１７が動作し、夜間であれば、夜間用エアーポンプ１８が動作する。昼間には、太陽光が太陽電池２０に照射され、太陽電池２０は発電を行なうから、充放電コントローラ２４の動作により、太陽電池２０で発電された電力は、蓄電池２６に送られ、充電される。このような太陽電池２０が発電を行なう昼間においては、発電量に応じて動作する照度スイッチ２２がオンし、切替リレー２３を昼間用エアーポンプ１７側に切り替える。このため、蓄電池２６の電力は充放電コントローラ２４から切替リレー２３を通して昼間用エアーポンプ１７に供給され、昼間用エアーポンプ１７が運転される。
【００２０】
昼間用エアーポンプ１７は大型のポンプであるため、処理水内のし尿の発酵分解に必要な充分な量の空気が空気管１６から処理槽４内の空気吹出管１２、１３、１４に送られ、第一曝気槽５、第二曝気槽７、第三曝気槽９内の処理水内に空気が吹き出され、エアレーションが行なわれ、これにより、槽内のし尿が発酵微生物により良好に分解される。
【００２１】
トイレが使用され、ロータンク３から便器２に洗浄水が流れると、し尿が洗浄水と共に処理槽４の最初の第一曝気槽５に送られる。第一曝気槽５へのし尿と洗浄水の投入により、第一曝気槽５の水位が上昇するから、第一曝気槽５内の水位の上昇分の処理水が次の第一沈殿槽６に流れ、第一沈殿槽６内の水位の上昇分の処理水が次の第二曝気槽７に流れる。
【００２２】
さらに、第二曝気槽７内の水位の上昇分の処理水が次の第二沈殿槽８に流れ、第二沈殿槽８内の水位の上昇分の処理水が次の第三曝気槽９に流れ、第三曝気槽９内の水位の上昇分の処理水が次の第三沈殿槽１０に流れ、最後に、第三沈殿槽１０の水位の上昇分の処理水が処理水貯留槽１１に流れる。このように、処理槽４内の処理水が徐々に各曝気槽と沈殿槽を通過しながら、最後の処理水貯留槽１１まで送られるが、その間、各曝気槽５、７、９では、空気吹出管１２、１３、１４を通して処理水内に空気が吹き出され、エアレーションが行なわれることにより、処理水内のし尿が発酵微生物により分解されていく。
【００２３】
そして、浄化された洗浄水は、最後の処理水貯留槽１１に達すると、そこから揚水ポンプ１５によりロータンク３に揚水され、再び便器２の洗浄に循環使用される。昼間の曝気は、大型の昼間用エアーポンプ１７の運転により、充分な空気量を処理水内に吹き込んで行なわれるから、処理水内の発酵微生物は活性化され、し尿が高い効率で分解される。イベント会場やレジャー施設、公園等の場合、トイレの使用はその殆どが昼間であるから、昼間に発生したし尿を効率よく分解処理することができる。
【００２４】
一方、夜間には、太陽電池２０の発電量が殆どゼロに低下するため、照度スイッチ２２が昼間と逆に動作し、切替リレー２３を夜間側に切り替え、昼間用エアーポンプ１７に代えて夜間用エアーポンプ１８を動作させる。夜間用エアーポンプ１８は小形に形成され、空気の吐出量も昼間用エアーポンプ１７に比べ大幅に少ないが、処理槽４内の発酵微生物が最低限生存するために必要な空気量は処理水内に供給されから、処理槽４内の発酵微生物は、死滅することなく生存することができる。また、トイレが設置されるイベント会場やレジャー施設、公園等では、夜間にはトイレの使用は殆どなくなるから、し尿の投入はなく、小形の夜間用エアーポンプ１８によるエアレーションであっても、問題なく処理水内の発酵微生物を生存させることができる。
【００２５】
また、夜間には太陽が出ないため、太陽電池２０の発電がなく、蓄電池２６は放電のみを行なって、夜間用エアーポンプ１８に電力を供給するが、上記のように、夜間用エアーポンプ１８はその消費電力が例えば約４Ｗと昼間用エアーポンプ１７の１／１０であるから、それほど大型の蓄電池２６を使用しなくても、夜間を通して夜間用エアーポンプ１８に給電し、夜間用エアーポンプ１８を連続運転させることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、太陽電池２０の発電量に応じてスイッチングする照度スイッチを用いて、昼間と夜間の別を検出し、昼間用エアーポンプ１７と夜間用エアーポンプ１８の切替を行なったが、タイマー回路により、昼間用エアーポンプ１７と夜間用エアーポンプ１８の切替を行なうこともできる。
【００２７】
また、上記構成とすることにより、太陽電池２０と蓄電池２６のみで、トイレに必要な電気機器の電源を賄うことができるから、商用電源は不要となり、商用電源を敷設してない地域であっても、或は商用電源の敷設工事を行なわなくても、上記簡易水洗トイレを設置して、使用することができる。しかし、雨期等の季節で太陽の出る時間が少ない時期には、商用電源を電源とする直流電源回路を充放電コントローラに接続し、蓄電池２６の端子電圧が低下した時には、その電力により蓄電池２６に充電するようにしてもよい。これにより、使用する太陽電池２６の大きさや枚数を削減できると共に、蓄電池２６の大きさや個数もさらに削減することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の簡易水洗トイレによれば、昼間に太陽電池で発電した電力を蓄電池に蓄電し、その電力を夜間の曝気用のポンプの電源として使用するが、処理槽内の曝気用のエアーポンプとして、昼間用エアーポンプと夜間用エアーポンプを設け、昼間には昼間用エアーポンプを、夜間には夜間用エアーポンプを切り替えて使用するから、トイレを使用しない夜間には、発酵微生物を活性化させなくても、生存させておくだけでよいため、夜間用エアーポンプには小形で消費電力の小さいものを使用することができ、これによって、蓄電池の容量（大きさや個数）を小さくできると共に、太陽電池の大きさや枚数も削減することができ、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す簡易水洗トイレの部分断面付き正面図である。
【図２】処理槽４の平面図である。
【図３】処理槽４の展開断面図である。
【図４】太陽電池２０、蓄電池２６を含む制御盤２１の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１−便室本体
２−便器
３−ロータンク
４−処理槽
５−第一曝気槽
６−第一沈殿槽
１１−処理水貯留槽
１２〜１４−空気吹出管
１５−揚水ポンプ
１７−昼間用エアーポンプ
１８−夜間用エアーポンプ
２０−太陽電池

Claims (4)

1. 便器に洗浄水を送るロータンクが設けられた便室本体の下側に処理槽が配設され、該処理槽内に複数の曝気槽と沈殿槽が設けられると共に、好気性の発酵微生物が投入され、該曝気槽で曝気を行ないながら、該発酵微生物により該処理槽内のし尿を分解させ、し尿処理後の処理水を該処理槽から該ロータンク内に戻して使用する洗浄水循環型の簡易水洗トイレにおいて、
   太陽光を受けて発電する太陽電池と、
   昼間に動作して該曝気槽内に空気を吹き込む昼間用エアーポンプと、
   夜間に動作して該曝気槽内に空気を吹き込む、該昼間用エアーポンプより消費電力の小さい小形の夜間用エアーポンプと
   該昼間エアーポンプと該夜間用エアーポンプの動作を昼間と夜間で切り替えるポンプ切替手段と、
   該太陽電池で発電された電力を蓄電し、該昼間用エアーポンプと該夜間用エアーポンプに電力を供給する蓄電池と、
   を備えたことを特徴とする簡易水洗トイレ。
2. 前記昼間用エアーポンプには、前記処理槽内に投入した好気性の発酵微生物が活性化されて、該処理槽内のし尿を分解するために必要な空気量を該処理槽の曝気槽内の処理水内に供給する大型のエアーポンプが用いられ、前記夜間用エアーポンプには、該処理槽内の発酵微生物が生存するために必要な最低限の空気量を該処理槽の曝気槽内の処理水内に供給する小型のエアーポンプが用いられる請求項１記載の簡易水洗トイレ。
3. 前記ポンプ切替手段として、前記太陽電池の昼間と夜間の発電量の相違に基づきオンオフ動作を行なう照度スイッチと、該照度スイッチの動作により切り替え動作する切替リレーと、が設けられる請求項１記載の簡易水洗トイレ。
4. 前記し尿処理後の処理水を前記ロータンク内に戻す揚水ポンプが設けられ、前記蓄電池から該揚水ポンプに電力が供給される請求項１記載の簡易水洗トイレ。

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