JPS5812425B2 - 自給再循環トイレツト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は，一般にトイレットの新規にして有用な改良に
関し、特に再循環トイレットに関する。

キャンプや海で使う形式のリクレーション乗物では、廃
物の処理が重大な問題となっている。

収容タンクが開発されたけれでも、必然的に空間と重量
に制限があるため大きさが限られていた。

その結果，収容タンクを空にしなければならなくなるま
で限られた期間しかリクレーション乗物を使うことがで
きなかった。

本発明により、トイレットを洗浄するために利用される
同じ水を繰返し繰返し再使用可能であり、トイレット装
置に保留しなければならない固形物を最小限に減らすよ
うに生水を処理するトイレット装置を設ける。

基本的には、固形物が処理されたときに、酸素、塩素、
二酸化炭素、水素を含むガスに変換される。

さらに，十分な残留塩素が残っていて装置全体をにおい
がなくしかも衛生的に安全に保つ。

固形物から分離された水が再循環される。

本発明により、トイレットを電気的に操作しかつその廃
物を排出される前に徹底的に水に浸して柔かにするよう
に内蔵洗浄水ポンプと廃物排出マセレータポンプ（ｍａ
ｃｅｒａｔｏｒ ｐｕｍｐ ）を有する標準的船用便器
を設ける。

水に浸して柔かにされた生廃物が収容タンクユニットに
進入しそれからセルユニットを通ってポンプにより送ら
れるが、セルユニットでは廃液と固形物の殺菌消毒や固
形物の凝集と分離を行うように生廃物が電気化学的に処
理される。

それから，処理された廃物が収容タンクユニットに戻さ
れ、そこでは固形物が水か分離されて水が再使用のため
に洗浄水区画室に向けられる。

固形物の集積は比較的おそく、従って装置の掃除が必要
になるまでには装置を繰返し何度でも使用することがで
きる。

上記の目的や後で現われる他の目的、本発明の性質は、
次の詳細な記載、特許請求の範囲の要旨、添付図面を参
照することによりもつと明瞭に理解されるだろう。

図面を詳細に参照すると、全装置が第１図に概略的に示
してあり、トイレット装置が参照数字５で総括的に示し
てある。

このトイレット装置５は数字６により総括的に示したト
イレットを有し，そのトイレットは慣用の洗浄ポンプ８
，と慣用のマセレークポンプ９を有する慣用の船用便器
７の形態をしている、 トイレット装置５は、また数字１０の総括的に示した収
容タンクユニットを有する。

この収容タンクユニット１０は複数の区画室に分けられ
た単一構造の形態をとるのが望ましいが，各区画室を別
個のタンクの形態（こすることもできる。

収容タンクユニット１０には、そのユニットの一端に配
置された生廃物区画室１１と，これと対向する端部に配
置された洗浄水区画室１２とがある。

生廃物区画室１１と洗浄水区画室１２の間に配置されて
いるのは、数字１３で１總括的に示された浮揚分離区画
室である。

区画室１３が区画室１１と′！２の間を収容タンクユニ
ット１０の全幅を延びており、区画室１３には、中央に
配置された主区画室１４と，その両側に配置された一対
の補助区画室１５とがある。

特に第３図を参照すると分るように、主区画室１４の輪
かくがほぼ梯形であって、幅の広い底部から幅の狭い頂
部へ上方に先細になっている。

主区画室と補助区画室の幅を頂部と底部でそれぞれ合わ
せるとそれらはほぼ等しく、全区画室１３が矩形であっ
て区画室１１と１２と同じ全体的横断面を有している。

収容タンクユニット１０が単独のタンクの形態をとって
いる場合には、種々の区画室１１乃至１５が底壁１７、
端壁１８と１９、側壁２０と２１、頂壁２２により区画
される。

側壁２０と２１の間を延びているのが、区画室１１ ，
１２．１３を区画する横仕切壁２３と２４である。

また、第１図に最も良く示したように、横仕切壁２３と
２４の間を延びているのが縦仕切壁２５と２６であり、
これらの壁は区画室１３を主区画室１４と補助区画室１
５とに分ける。

頂部２２が取り外し可能でありかつ壁１８，１９，２０
，２１に対し所望の仕方で密封状態で所定の位置に固定
されており、収容タンクユニット１０の清掃が容易であ
ることを理解しなければならない。

また、主区画室１４には、総括的に２７で示した入口容
器が設けられていることにも注意しなければならない。

入口容器２７が主区画室の頂部を横切って延びており、
その一つの壁が横仕切壁２４の上部により形成されてい
る。

壁２４に対し平行なのが壁２８である。

壁２４と２８を一諸に連結しているのが、壁２５と２６
の間を延びる底壁２９である。

壁２５と２６が容器２７の両端部を形成している。

最後に，容器２７がそれ自体の頂壁３０を有する。

頂壁３０には雌，ねじの入口３１が設けられていて、こ
の入口が頂壁２２の開口３２と整合されている。

壁２８が、容器２７から開口する排出スリット３３を区
画するように壁２９より上で終っていることに注意しな
ければならない。

便空７には、総括的に数字３４で示した慣用の排出部が
あることを理解しなければならない。

この排出部３４はマセレータポンプ９から廃出物を受け
入れて配管３５へ指向、させる。

この配管３５は、側壁２０により担持されていてかつそ
の底部近くで生廃物区画室１１に開口している管継手３
６に連結される。

端壁１８には管継手３６から離れた所に管継手３７が配
置されており、この管継手に配管３８が連結されている
。

配管３８に組込まれているのがポンプ３９である。

ポンプ３９が数字４０で総括的に示した殺菌消毒兼凝集
兼分離セルユニットに通じている。

このセルユニットは、１ ９ ７ ３年４月１７日付に
特許された本出願人の米国特許第３，７ ２ ８，２
４ ５号明細書に開示されている。

簡単に述べると、このセルユニットは、導管４３により
直列に連結された二段階のセル４１．４２からなり、各
セルは、筒状ハウジング内にその軸線に沿って設けられ
た中央電極組立体と、この中央電極組立体の周りを囲む
ように設けられた外側電極組立体とからなる。

中央電極組立体は、筒状ハウジング軸線を通るボルトに
交互に嵌装された小径のスペーサと大径の円形板とを有
し、外側電極組立体は、交互にハウジング内周に嵌装さ
れた薄い肉厚のリングと大きな中心孔を有する環状板と
からなる。

中央電極組立体の円形板と外側電極組立体の環状板とは
軸方向に互にずれていて、円形板の外周とリングの内周
の間および環状板内周とスペーサ外周の間および円形板
の上下の面と環状板の上下の面の間にそれぞれ環状間隙
が形成され、これらの間隙が縦断面でみてじぐざぐ状の
流路を形成している。

第一段階のセル４１の中央電極組立体が陽極であり、外
側電極組立体が陰極である。

第二段階のセル４２では、この極性が反対になる。

このセルユニットにおける処理は、電気分解の原理を用
いて水をイオン化し、塩化ナトリウムのナトリウムを用
いて水酸化ナ｝ ＩＪウムを形成しかつ塩化物を標白剤
として用いる。

処理された廃物が４４でのようにセル４２から配管４５
に排出される。

配管４５はねじ孔３１に連結されていて容器２７に通じ
ている。

容器２７が受け入れた液体は排出スリット３３を通って
主区画室１４へ流入し、それから主区画室１４から、水
に浸った比較的小さい開口４６を通って補助区画室１５
に進入する。

それから、液体（一次水）が補助区画室１５から、横仕
切壁２４にある水中の小さい開口４７を通って洗浄水区
画室１２に進入する。

特に第２図と第４図を参照すれば分るように主区画室１
４の壁を形成する横仕切壁２３の部分の上部が切欠き４
８を区画するように除去されている。

次いで、この切欠き４８が堰４９を区画しており、区画
室１４が第２図に示したレベルまで充満すると，区画室
１３から液体がその堰４９を越えて生廃物区画室１１に
流入することができる。

開口４６を通る排水がおそいため区画室１５は処理サイ
クル中もつと後になって充満される。

また，開口４７を通る排水がおそいため、洗浄水区画室
１２は処理サイクル中さらにおくれでその最大限の容量
まで充満される。

第３図と第４図に算も良く示したように、横仕切壁２３
と２４の上部に適当な通気口５０が形成されていて補助
区画室１６を生廃物区画室１１および洗浄水区画室１２
と連通させる。

もう一度第１図を参照すれば分るように、トイレット装
置５には数字５１で総括的に示した電気系統がある。

電気系統５１は、代表的には電池のような電気動力源５
２を含む。

電気系統５１がスイッチ５３により制御されており、こ
のスイッチは瞬間的に閉鎖されたときにタイマー５４．
５５．５６を附勢するのに約立つ。

タイマー５４がセル４１および４２とポンプ３９の附勢
を制御するのに対し、タイマー５５が洗浄ポンプ８の附
勢を制御する。

タイマー５６はマセレータポンプ９の作動を制御する。

洗浄ポンプ８とマセレータポンプ９の作動を別々に制御
するために別々のタイマー５５と５６を例示したけれど
も、両方のポンプを制御するために単独のタイマーを利
用できることも理解しなければならない。

使用を開始する際に、約６−１／２ガロンの少量の水を
主区画室１４に流し込むことにより収容タンクユニット
１０に水を入れると、その水が補助区画室１５と洗浄水
区画室１２にも流入する。

小量の水が生廃物区画室１１に流入しても良い。

使用する水が塩水でない場合には、普通の食卓塩でも良
いが、多量の塩を加えて溶液の塩分を約１０係飽和させ
るかまたは通常の海水の塩含量に等しくする。

この装置に塩化ナトリウム（塩）を入れる目的は、電気
分解により塩素の源を与えることである。

塩の１０係飽和は、溶液に適正なレベルの導電率を与え
てセルユニット４０の作動を小さな船またはオートトレ
ーラ・ホームの電力能力内に保つためである。

１２ボルト直流電源がセルユニット４０ばかりでなく電
気系統５１全体も作動させるのに十分であることが分っ
た。

概して云えば、電源５２は標準の１２ボルト、１００ア
ンペア時の蓄電池で良い。

しかしながら、セルユニット４０の制御はポンプの制御
と切離すことができるので、ポンプには全く異ねった電
力供給部を利用することができる。

トイレット６の使用後、トイレットを数秒内で水で洗い
流すが、これはタイマー５５により制御される。

洗浄水が洗浄水区画室１２から来る。洗浄が始まる同じ
瞬間に、循環ポンプ３９が生廃物区画室から、洗浄開始
時に附勢されたセルユニツト４０を介して廃物を吸み上
げ始める。

生廃物溶液が、セルユニットの第一段階のセル４１内に
ある通電された板の組識を通る間に、塩化ナトリウムと
水が解離してイオン化し，溶液内を独立のイオンとして
自由に動きまわる。

そのとき次の自由なイオンが付記した電荷をもって存在
する。

水素とナト１）ウムの陽イオンが陰極すなわち外側電極
へ吸引され、かつ酸素と塩素の陰イオンが陽極すなわち
外側電極組立体へ吸引される。

これらのイオンがそれぞれ陽極と陰極への旅を終えた後
、それらの電荷が取消され、溶液に存在する他の原子と
．それらの原子価に従って結合しようとする自由な原子
となる。

次のような作用が行われる。

ナトリウムの一原子Ｎａ、酸素の一原子Ｏ、水素の一原
子Ｈが結合して、水酸化ナトリウムを形成する。

この作用は一つの塩素原子と三つの水素原子を自由に残
すだけでなく、一酸素原子を発生期の酸素（０）として
自由に残す。

水素原子が結合して対の（Ｈ２）になり，水素ガスとし
てステーションから逃げる。

水に全く溶解する発生期の酸素と塩素が溶液中の有機性
生物および色や香を攻撃して標自作用を惹起し、かつ懸
濁液中のバクテリヤや他の有機註物質を酸化する。

水Ｅこ溶ける水酸化ナトリウムが脂肪質の物質や油質の
物質をこわしていっそう小さい入り組んだ沈澱可能な粒
子にする。

処理の殺菌消毒部分である第一段階のセル４１を通過し
た後、生廃物溶液が第二段階のセル４２に導管４３を通
って入るが、第二段階のセル４２では、反対の極性の電
荷が、部分的に処理された溶液に印加される。

この第二段階は、存在する残りのイオン化を打ち消す。

このため、今や溶液に存在する酸化物と塩化物の助けで
急速な分離と凝集が惹起される。

このように廃物が生廃物区画室１１からセルユニット４
０を通って再循環されるが、この再循環は２−１／２分
の程度の時間続く。

処理された生廃物がセルユニット４０から分離区画室１
３に入る。

処理された溶液が分離ユニットに入るこの時間中に、ち
っぽけな気泡が処理溶液中Ｃこ分散された多数の懸濁固
形粒子に附着し、このため固形粒子が分離区画室に注入
される際に固形粒子が上昇する。

固形粒子が主区画室１４に確立された表面レベルに到達
すると、固形粒子が堰４９を越えて生廃物区画室１１に
流れ戻る。

同時に、小部分の塩素化されて浄化された液体が澄んで
下方へ進み、開口４６を通って、安全化室として作用す
る補助区画室１５に入る。

補助区画室１５から、浄化された水が水中の開口４７を
ゆっくり通って洗浄水区画室１２に入り、かくして洗浄
水区画室１２をその最大容量まで徐々に再充満して次の
洗浄サイクルのための用意がなされる。

２−１／２分の処理の完了後、処理された廃水が充分に
塩素化されてその中の全てのバクテリアを殺し、従って
装置の至る所で腸内バクテリアの数をゼロに減少させる
ことが分った。

十分な残留塩素が存在していて装置全体がにおいもなく
かつ衛生的に安全に保たれる。

また、この装置は数ケ月も掃除したりまたは再充満した
りしないで作動できることが分った。

再充満が必要になったときには、カバーすなわち頂壁２
２を取り外した後、蓄積されている固形物を、健康に少
しの危険もなく容易に処理することができる。

使用中、多くの廃物のかたまりがにおいのないガスとな
って消散してしまっている。

洗浄による他は、装置から廃物を排出する準備をしなく
ともよいことが容易Ｃこ明らかであろう。

かくして、環境を害するような仕方で廃物が排出される
ことはない。

トイレット６を作用させたときに装置内の容積が変化す
るために、またさらに収容タンクユニット１０内にガス
が生成されるために、頂壁２２には適当なガス抜き（図
示省略）を形成しなければならないことが分るだろう。

本発明によるトイレット装置を好ましい実施例について
のみ特に述べたけれども、特許請求の範囲により定義さ
れた本発明の精神と範囲から逸脱せずに変形を加え得る
ことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は全装置を示す概略図であるが、特クこ収要タン
クユニットの細部を平面図で示してある。 第２図は第１図の線２−２に沿って切断した収容タンク
ユニットの垂直断面図、第３図は第２図の線３−３に沿
って切断したタンクの垂直横断面図でタンクの細部をさ
らに示した図，第４図は第２図の線４−４に沿って切断
した部分垂直横断面図である。 ６……トイレット、７……便器、８……洗浄ポンプ、９
……マセレータポンプ、１０……収容タンクユニット、
１１……生廃物区画室、１２……洗浄水区画室、１３…
…浮揚分離区画室、３４……排出部、４０……殺菌消毒
セルユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人口に便器７の生廃物を洗い流すための洗浄ポンプ
   ８と出口に生廃物を便器７から排出するための排出ポン
   プ９とを有する型式のトイレット６と、収容タンクユニ
   ット１０と、生廃物内の固形物の分離と凝集を行う形式
   の殺菌消毒セルユニット４０とを備え、前記収容タンク
   ユニットが洗浄水区画室１２ど生廃物区画室１１を有し
   、また収容タンクユニットが生廃物区画室１１と洗浄水
   区画室１２の間に配置された浮揚分離区画室１３を有し
   、この浮揚分離区画室が水中の通路により洗浄水区画室
   １２にかつ溢流通路により生廃物区画室１１にそれぞれ
   連結され、また配管ネ段により排出ポンプ出口を生廃物
   区画室１１に、生廃物区画室をセルユニット４０に、セ
   ルユニットを浮揚分離区画室１３に、洗浄水区画室１２
   を洗浄装置８人口にそれぞれ連結したことを特徴とする
   自給再循環型廃物処理装置。 ２ 浮揚分離区画室が主区画室と、この主区画室の側に
   配置された少なくとも１つの補助区画室を有し、水中の
   通路のそれぞれの通路が前記主区画室を各補助区画室に
   かつ各補助区画室を洗浄水区画室に連結する特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３ 主区画室が上方へ先細になっていてかつ補助区画室
   が下方へ先細になっている特許請求の範囲第２項記載の
   装置。 ４ 補助区画室が２つあって、主区画室および補助区画
   室の結合された幅が頂部と底部でほぼ等しくなっている
   特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 補助区画室には、生廃物区画室および洗浄水区画室
   と連通ずる上部通気口が設けられている特許請求の範囲
   第２項記載の装置。 ６ 収容タンクユニットが単一構造の形態である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。