JPH0632806B2 - 屎尿乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は浄化処理施設の無い屋外、船舶や電車等の交通
機関、バキュームカーが入り込めないトンネル内での屎
尿の処理を行う屎尿乾燥装置に関数ものである。

〔従来の技術〕

人体から排泄された屎尿は通常の家屋においては水洗ト
イレ等により下水に放出するか、浄化層に一時貯溜して
浄化してから一般河川に放出されるものであった。しか
しながら、屋外で催物を行う場合、例えば運動会、見本
市、集会等の人員が多数繰り出す会場では仮設の便所を
設けることで屎尿の処理がなされていた。

このように、従来では移動できる仮設の便所が用いられ
ていたが、その多くは屎尿を収用する便槽を持ち、人体
より排泄された屎尿はこの便槽の中に蓄えられるもので
あった。従って、使用後における仮設便所からはバキュ
ームカー等により貯溜した屎尿を吸引して回収しなけれ
ばならないものであり、手数が掛かるものであった。

また、長距離を運行する電車、バス、船舶等の交通機関
では排泄された屎尿を保管する専用のタンクを備えつけ
ており、このタンク内に屎尿を収納し、化学薬品で防臭
処理を行った後、バキュームカー等で回収する方法が一
般的なものであった。

従来の仮設の便所、或いは移動する交通機関の屎尿の処
理においては、その殆どが人体より排泄されたままの状
態で貯溜し、処理するものが殆どであり、極めて非衛生
的なものといわざるを得なかった。このため、仮設便所
を長期に使用していると排泄した屎尿が残留し、悪臭の
発生する原因となるばかりでなく、作業員が嫌がり、処
理の近代化の点からも好ましいものではなかった。

こういった目的のために、従来より各種の衛生的に屎尿
を処理する方法が考えられている。

例えば、屎尿と共に化学薬品を投入し、殺菌及び悪臭の
発生を防ぐことが行われている。これは新幹線等の交通
機関に多く用いられているが、薬品が循環するため長期
の使用が出来ず、また薬品の使用による経費が高くなる
欠点を有していた。

また、ビニール等の袋に屎尿を収納し、パッキングする
ことにより臭いの発散も防ぐ方法も考えられている。し
かし、一回の排泄においてかなり広い面積のビニール袋
を使用しなければならず、処理費用が高くなると共に、
後日ビニール袋から屎尿を分離する後処理が煩わしいも
のであった。

また、排泄された屎尿をバーナー等の火力で直接乾燥さ
せる方法も採られている。しかしながら屎尿の大部分の
成分は水分であり、この水分を除去するためには大きな
エネルギーを消費すると共に、一回分の屎尿時間が長く
なるものであった。

この様な欠点に鑑み、本願の出願人と同一発明者は乾燥
釜の中に屎尿を収納し、回転する撹拌羽根とセラミック
等で形成された蓄熱体を収納させた屎尿乾燥装置を提案
している（例えば特願昭63年124150号など）。この新し
く提案された屎尿乾燥装置では蓄熱体からの熱で屎尿を
乾燥し、また、屎尿を撹拌羽根によって撹拌させている
ので熱効率が高く、屎尿の乾燥が極めて迅速であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この新しき提案された屎尿乾燥装置にお
いては、乾燥釜の外周から熱を加えて乾燥釜全体を温め
る構造のため、熱効率が悪くエネルギーロスが高いもの
であった。

本発明は上述の欠点に鑑み、水分が極めて多い屎尿から
水分のみを蒸発させるため、バーナーからの熱の一部を
回収して熱風として乾燥釜に供給するようにし、熱効率
を高めることができる屎尿乾燥装置を提供しようとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、屎尿を収納する耐熱性のある容器と、この容
器に収納された複数個の球形状をした蓄熱体と、容器の
内外に延長してその上下に連通した開口を持ち、かつ容
器内に収容した屎尿及び蓄熱体を攪拌できる攪拌手段
と、容器の外部を被う外ケースと、容器と外ケースの間
に熱風を供給する加熱手段と、容器の外周にスパイラル
状に配置され、一端を攪拌手段の上部開口に連通した熱
交換パイプと、この熱交換パイプの他端に接続されて外
部の空気を熱交換パイプ内に送り込む送風機と、容器の
内部と外ケースの内部とを接続する再帰パイプとから構
成されたことを特徴とするものである。

また、前記容器は、下部が半球形の曲面に形成された中
空円柱形状の釜で構成すればよい。

さらに、前記攪拌手段は、容器内外を連通するように上
下に開口を設け、回転可能に軸支された中空円筒状の駆
動パイプと、この駆動パイプの下部に固着され、容器の
底面に接近した位置で屎尿及び蓄熱体を攪拌する複数の
攪拌羽根と、駆動パイプを回転させる回転駆動手段とを
備えたことを特徴とするものである。

加えて、上記加熱手段は、高温の熱風を容器と外ケース
の間に供給するバーナーから成る。

上記排出手段は、容器と外ケースの間の空間から空気を
導く排出パイプと、この排出パイプで導かれた排出空気
から臭気を除去する触媒箱と、この触媒箱を通過した空
気を吸い込む排風機と、排風機から送風される空気を外
気に拡散される拡散パイプとを備えている。

加えて、前記熱交換パイプは、送風機に接続される端部
が上側に、攪拌手段に接続される端部が下側になるよう
に配置されている。

なお、前記再帰パイプは、その一端を容器の上部で容器
内部と連通させ、その他端を外ケースの側面のほぼ中間
で外ケース内部に連通するように接続した。

〔作用〕

本発明では、耐熱性のある容器内に屎尿を収納させ、こ
の容器の外部よりバーナー等で屎尿を加熱する。そして
この容器内にはセラミック等の耐熱性の蓄熱体が収納し
てあり、かつ、撹拌手段によってこの蓄熱体と屎尿を撹
拌させるので、容器の外部からの熱は容器自体とこの蓄
熱体全体を温め、蓄熱体の表面から発散される熱が屎尿
を熱し、水分を迅速に蒸発させることができる。そし
て、熱交換パイプによって乾燥釜を加熱する熱の一部を
空気に伝え、熱風となった空気を乾燥釜内の下部へ駆動
パイプを通して放出されるようにしている。このため、
乾燥釜の内部からの屎尿を加熱させることができるの
で、本来損失されるべき熱の一部を乾燥釜内部に熱を供
給させることができ、極めて迅速な乾燥を行うことがで
きる。

このため、仮設の便所に用いた場合には、屎尿の大部分
を占める水分のみが迅速に蒸発され、残った固形成分は
粉末状として残るため、長期間連続して仮設便所を稼動
させることができるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を一実施例を図面により説明する。

本実施例においては、屎尿乾燥装置をトラック等によっ
て移動させることができる仮設便所に適用した例で説明
する。

第１図は、本発明の屎尿乾燥装置を適用した仮設便所の
例を示す斜視図である。

第１図において、仮設便所１は、例えばプラスチックや
強化合成樹脂等で形成された箱状の形をしており、地面
に載置される基台２は立方体形をしており、この基台２
の上部には屋根を持ったハウス３が固定してあり、この
ハウス３の前面には前後に開いて利用者がハウス３内に
入ることができるドアー４が取り付けてある。この仮設
便所１の内部にはこの基台２の上面に位置して、屎尿乾
燥装置５が取り付けてあり、この屎尿乾燥装置５の上部
には屎尿を受け止める便器６が固定してある。また、基
台２の側面には集塵装置７が取り付けてあり、この集塵
装置７の上部には水分を外気に放出するための拡散パイ
プ８が取り付けてある。

また、第２図は第１図で示した屎尿乾燥装置５の内部の
構造を示す断面図である。

この屎尿乾燥装置５はユニットに組み立てられており、
外側は立方形をした薄肉鋼板で形成された外箱11より構
成されており、この外箱は底面が閉塞していて上部が開
口しており、この外箱11の上部開口には外蓋12が固定し
てある。そして、この外箱11の内壁の上部には支持板13
が固着してあり、この支持板13にはステンレス薄肉鋼板
等の耐熱性材料で形成され、下部が半球形の曲面に形成
された乾燥釜14が固定されており、この乾燥釜14の支持
板13によって外箱11の内部中央に宙吊りに保持されてい
ることになる。このため、外箱11と乾燥釜の間には外部
からは密閉した空間が形成されることになる。

また、この乾燥釜14の上部は開口しており、この乾燥釜
14の上部開口には内蓋15が密着させて固定してあり、乾
燥釜14は外部より閉塞させてある。

そして、この外箱11の下部には石油、ガス等を燃焼させ
て熱風を噴出させるバーナーパイプ16が連通させてあ
り、また、外箱11の中間であって前記バーナーパイプ16
とは反対の位置には排出パイプ17が連通させてある。ま
た、前記乾燥釜14の外周には銅等の熱伝導性の良い材質
で形成された熱交換パイプ18が巻き付けられており、こ
の熱交換パイプ18の一端と他端はそれぞれ外箱11の外部
に突出させてある。

前記外蓋12の中央と内蓋15の中央にはそれぞれ軸受19、2
0がその軸線を一致させて固定してあり、この両軸受19、
20には内部が中空の駆動パイプ21が回転自在に軸支して
ある。そして、この駆動パイプ21の下端には円筒形をし
た先金具22が固定させてあり、この先金具22の下端の凹
部は前記乾燥釜14の底中央に突起させた凸部23に嵌め合
わせてあり、この凸部23によって先金具22の下端が回転
自在に保持されている。この先金具22の中央には空気穴
24が開口させており、空気穴24の下部は左右に分岐して
連通穴25となって乾燥釜14の内部空間と連通させてあ
る。また、この先金具22の外周四個所には、乾燥釜14の
底の曲面に接近した形状を持つ四枚の撹拌羽根26が90度
づつ角度を離して取り付けてある。この先金具22と乾燥
羽根26との平面的な配置は第３図に示される。

そして、この乾燥釜14の内部にはアルミナ（二酸化アル
ミ）等のセラミック、ステンレス等の鉄鋼等で形成され
た球形状をした複数個の蓄熱体27が収納されている。ま
た、この乾燥釜14の上部と便器６との間には外蓋12、内
蓋15を貫通して導入パイプ28が挿入されており、この導
入パイプ28は前記便器６に繋がっていて、屎尿が乾燥釜
14内に投入されるようになっている。

次に、前記駆動パイプ21の上端であって、外蓋12より上
方には上金具29が連結してあり、この上金具29には上下
に貫通した通気口30が貫通開口してあり、更にこの上金
具29の上端には屎尿乾燥装置５に固定された連結スリー
ブ31が接続してある。この連結スリーブ31の内部にも通
気口32が形成してあり、通気口32、30を通じて外部から
の空気を駆動パイプ21内部に流通させることができ、か
つ、上金具29は連結スリーブ31に対して自由に回転する
ことができる。

また、上金具29の外部にはウォームギアー33が固定して
あり、このウォームギアー33にはウォーム34が噛み合わ
せてあり、ウォーム34にはスプロケットホイール35が固
定してある。そしてスプロケットホイール35にはチェー
ン36が巻き廻してあり、チェーン36はスプロケットホイ
ール37に巻き廻してある。このスプロケットホイール37
は外蓋12の上部に固定したモーター38によって回転され
るものであり、モーター38の出力はスプロケットホイー
ル37、チェーン36、スプロケットホイール35を介してウ
ォームに伝えられる。

次に、第４図はこの屎尿乾燥装置と集塵装置７との接続
の状況を示したものである。

前記バーナーパイプ16には石油又はガス等を原料とし、
これらの燃料を原料として高温の熱風を供給するバーナ
ー41が接続されており、前記排出パイプ17には触媒箱42
が接続されている。この触媒箱42内には金属の金網等で
形成されたフィルター43と白金、プラチナ等の材料で形
成された触媒体44が挿入されている。そして、この触媒
箱42の排出側には排気パイプ45を介して排風機46が接続
されており、この排風機46は前記拡散パイプ８に繋がっ
ている。そして、排風機46内にはモーター47と、このモ
ーター47によって駆動されるファン48が収納してある。

次に、前記熱交換パイプ18の一方の端部は送風機50に接
続されており、この送風機50内にはモーター51と、モー
ター51によって駆動されるファン52が収納させてある。

また、熱交換パイプ18の他端は上方に折れ曲がって連通
パイプ53となっており、この連通パイプ53は前記連結ス
リーブ31に接続されている。また、前記中蓋15には乾燥
釜14の内部と連通した再帰パイプ54が接続されており、
この再帰パイプ54は前記外箱11のやや中央付近に接続さ
れ、乾燥釜14の内部と外箱11の内部とが再帰パイプ54に
よって接続されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

先ず、用便しようとする人は仮設便所１の中に入り、便
器６に向かって排泄する。この排泄された屎尿は便器６
より導入パイプ28を介して落下し、乾燥釜14の内部に一
時集積される。

そして、ある程度の量以上に屎尿が乾燥釜14内に貯溜さ
れたならば、バーナー41を作動させてバーナーパイプ16
より熱風を外箱11と乾燥釜14の間の空間に噴射させる。
このときモーター47と51は作動させてあるため、外箱11
と乾燥釜14の間にある空気は排出パイプ17、触媒箱42、
排気パイプ45を介して拡散パイプ８方向に常時、吸引さ
れている。また、モーター51が作動することにより外気
は熱交換パイプ18内を流動し、接続スリーブ31方向に流
動させられている。

また、同時に前記ファン48によって外箱11内の空気が吸
引されるので再帰パイプ54内の空気も吸引され、乾燥釜
14内部の空気は再帰パイプ54を流動して外箱11内に入
り、次いでバーナー41からの熱風と共に外囲に放出され
る。

このような順序によって外部からの空気及びバーナーの
熱風は屎尿乾燥装置５の内部を循環することとなる。

前述のように、バーナー41内で燃焼されて加熱された空
気はバーナーパイプ16より外箱11内に放出されるため、
この熱は乾燥釜14の下部全体を加熱し、同時にその熱は
乾燥釜14内に収納された蓄熱体27にも蓄えられる。この
ため、乾燥釜14内に貯溜された屎尿は、このバーナー41
からの熱風による乾燥釜14全体の加熱と蓄熱体27からの
熱によって温められることとなり、その水分は蒸発を始
めることになる。

また、同時にモーター38を作動させ、ウォーム34、ウォ
ームギアー33を介して駆動パイプ21を回転させる。この
ため、駆動パイプ21に固定してある撹拌羽根26は乾燥釜
14の底の部分に接近して水平に回転し、屎尿と蓄熱体27
を同時に撹拌させることになり、集積された屎尿は撹拌
されながら前回の温度を均一となるように混ぜ合わされ
る。この時、蓄熱体27の表面に屎尿が接触するため、蓄
熱体27の熱はその表面より屎尿に伝わり、屎尿全体の温
度上昇を早めさせることができるものとなる。

また、前記送風機50においてはファン52が回転すること
によって外部からの空気が熱交換ハイプ18内を循環する
ことになるが、熱交換ハイプ18内を空気が流動すると、
バーナーパイプ16からの熱の一部がこの空気を加熱し、
温められた空気となって連結パイプ53方向に伝えること
になる。この温められた空気は通気口32、30を通じて駆
動パイプ21の内部を通過し、通気穴24を通過した後、連
通穴24、25より乾燥釜14の下部に向かって噴出される。
この噴出された空気は前述の様に熱交換パイプ18によっ
て加熱されているため、高い温度となって屎尿に接触し
て屎尿の乾燥を助けることとなり、極めて水分の蒸発速
度が早くなるものである。

このようにして、乾燥釜14内における屎尿は乾燥釜14の
外部からの加熱及び内部底面により噴出される熱風によ
って乾燥されるが、その水分を含んだ乾燥釜14内の空気
は再帰パイプ54によって導かれ、外箱11内に流動するこ
ととなる。この乾燥釜14から蒸発した水蒸気及び空気は
屎尿の成分の一部である尿素、アンモニア等を含んでお
り、極めて悪臭の発生するものである。しかし、外箱11
内に流入すると、この外箱11内ではバーナー41からの熱
風が伝えられているため極めて高い温度に再加熱されて
排出パイプ17より放出される。

この排出パイプ17を通じた空気は触媒箱40内において先
ずフィルター43により屎尿の固形成分や塵埃を除去し、
空気成分のみが次の触媒体44に伝えられる。この触媒体
44には再加熱されて悪臭のある空気が接触すると、その
悪臭の成分が触媒により酸化され、これにより臭いの成
分が除去されることになる。そして、悪臭が除去された
空気は連結パイプ45を介してファン48によって吸引さ
れ、拡散パイプ８より外気に放出されることになる。

上述の一連の動作により、乾燥釜14内の屎尿は外部から
の加熱と熱交換によって加熱された熱風が噴射されるこ
とにより、乾燥釜14の内外から温められる。また、更に
熱を吸収する蓄熱体27の表面積が多いこともあって、そ
の水分は極めて迅速に蒸発させることができ、これらの
一連の動作によって乾燥釜14内の屎尿はその大部分の成
分である水分が蒸発され、細かい固形成分はフィルター
43が回収されることになる。この動作は何回も繰り返し
て利用することができるので、屎尿をタンクに回収する
必要が無く、長期においても稼動させることができる。

〔発明の効果〕

請求項１記載の発明は上述の様に構成したので、従来に
おいては排泄した屎尿の処理をバキュームカー等に吸引
して再処理しなければならなかったが、水分を蒸発させ
ることで衛生的にしかも残留物が残らない形で処理する
ことができる。このため、下水等の施設の無い建物にお
いても長期間に渡り、利用することが可能になる。

また、請求項１記載の発明では、屎尿を収納した容器を
加熱する熱の一部を回収し、その熱を熱風として容器内
に噴出させるので熱効率が高く、水分を蒸発させる時間
を極めて短縮させることができるものである。

請求項２記載の発明では、容器の下側が球形状をしてい
るので、伝熱面積が広くなって熱交換効率がよくなり、
かつ攪拌効果が高くなる。

請求項３記載の発明では、加熱空気を形成して効率よく
外ケースと容器の間に供給できる。

請求項４記載の発明では、攪拌羽根により屎尿をよく攪
拌できる、かつ熱交換パイプで加熱された空気を容器下
部に導くことができる。

請求項５記載の発明では、排気パイプの位置がバーナー
パイプの位置の反対側に位置していることから、容器及
び熱交換パイプを加熱した後の空気を排出できる。

請求項６記載の発明では、再帰パイプにより容器内の蒸
気を外ケース内に導かれて再加熱されることになり、臭
気除去の効果が上がる。

請求項７記載の発明では、外ケース内の燃焼した空気を
排出手段で強制的に排気させることができるので、外ケ
ース内での燃焼効率が向上する。

請求項８記載の発明では、排出する空気を臭気を除去で
き、かつ外気中に当該空気を放出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における屎尿乾燥装置を仮設便所に応用
した例を示す仮設便所の外観斜視図、第２図は屎尿処理
装置の内部の構造を示す断面図、第３図は同上の撹拌羽
根の取りつけ状態を示す平面図、第４図は乾燥処理の状
況を示す説明図である。 11……外箱、12……外蓋、14……乾燥釜、15……内蓋、
16……バーナーパイプ、17……排出パイプ、18……熱交
換パイプ、21……駆動パイプ、26……撹拌羽根、27……
蓄熱体、41……バーナー、46……排気器、48……ファ
ン、50……送風機、52……ファン、53……連通パイプ、
54……再帰パイプ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】屎尿を収納する耐熱性のある容器と、この
   容器に収納された複数個の球形状をした蓄熱体と、容器
   の内外に延長してその上下に連通した開口を持ち、かつ
   容器内に収容した屎尿及び蓄熱体を攪拌できる攪拌手段
   と、容器の外部を被う外ケースと、容器と外ケースの間
   に熱風を供給する加熱手段と、容器の外周にスパイラル
   状に配置され、一端を攪拌手段の上部開口に連通した熱
   交換パイプと、この熱交換パイプの他端に接続されて外
   部の空気を熱交換パイプ内に送り込む送風機と、容器の
   内部と外ケースの内部とを接続する再帰パイプとから構
   成されたことを特徴とする屎尿乾燥装置。
2. 【請求項２】前記容器は、下部が半球形の曲面に形成さ
   れた中空形状の釜であることを特徴とする請求項１記載
   の屎尿乾燥装置。
3. 【請求項３】前記攪拌手段は、容器内外を連通するよう
   に上下に開口を設け、回転可能に軸支された中空円筒状
   の駆動パイプと、この駆動パイプの下部に固着され、容
   器の底面に接近した位置で屎尿及び蓄熱体を攪拌する複
   数の攪拌羽根と、駆動パイプを回転させる回転駆動手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の屎尿乾燥装
   置。
4. 【請求項４】前記加熱手段は、高温の熱風を容器と外ケ
   ースの間に供給するバーナーから成ることを特徴とする
   請求項１記載の屎尿乾燥装置。
5. 【請求項５】前記熱交換パイプは、送風機に接続される
   端部が上側に、攪拌手段に接続される端部が下側になる
   ように配置されたことを特徴とする請求項１記載の屎尿
   乾燥装置。
6. 【請求項６】前記再帰パイプは、その一端を容器の上部
   で容器内部と連通させ、その他端を外ケースの側面のほ
   ぼ中間で外ケース内部に連通するように接続させたこと
   を特徴とする請求項１記載の屎尿乾燥装置。
7. 【請求項７】屎尿を収納する耐熱性のある容器と、この
   容器に収納された複数個の球形状をした蓄熱体と、容器
   の内外に延長してその上下に連通した開口を持ち、かつ
   容器内に収納した屎尿及び蓄熱体を攪拌できる攪拌手段
   と、容器の外部を被う外ケースと、容器と外ケースの間
   に熱風を供給する加熱手段と、容器の外周にスパイラル
   状に配置され、一端を攪拌手段の上部開口に連通した熱
   交換パイプと、この熱交換パイプの他端に接続されて外
   部の空気を熱交換パイプ内に送り込む送風機と、容器の
   内部と外ケースの内部とを接続する再帰パイプと、容器
   と外ケースの間の空間に接続されて空気を外部に排出す
   る排出手段とから構成されたことを特徴とする屎尿乾燥
   装置。
8. 【請求項８】前記排出手段は、容器と外ケースの間の空
   間から空気を導く排出パイプと、この排出パイプで導か
   れた排出空気から臭気を除去する触媒箱と、この触媒箱
   を通過した空気を吸い込む排風機と、排風機から送風さ
   れる空気を外気に拡散される拡散パイプとを備えたこと
   を特徴とする請求項７記載の屎尿乾燥装置。