(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-25
(45)【発行日】2022-05-09
(54)【発明の名称】ポータブルトイレ装置
(51)【国際特許分類】
E03D 9/10 20060101AFI20220426BHJP
C02F 11/00 20060101ALI20220426BHJP
【ＦＩ】
E03D9/10 ZAB
C02F11/00 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2018013380
(22)【出願日】2018-01-30
(65)【公開番号】P2019060218
(43)【公開日】2019-04-18
【審査請求日】2020-11-02
(31)【優先権主張番号】P 2017186322
(32)【優先日】2017-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000010087
【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100159846
【弁理士】
【氏名又は名称】藤木 尚
(72)【発明者】
【氏名】川瀬 元太
(72)【発明者】
【氏名】戸崎 正道
(72)【発明者】
【氏名】藤野 翔太
【審査官】広瀬 杏奈
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－００９４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２７５８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２８２２４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２０７５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５７５８０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０３Ｄ ９／００－９／１６
Ｃ０２Ｆ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
汚物を粉砕して排出でき且つ移動可能なポータブルトイレ装置であって、ボウル形状の汚物受け面を備えると共に溜水を貯留するボウル部と、
上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置と、
汚物を粉砕する粉砕装置と、
上記ボウル部と連通する排出路と、
上記排出路の下流側に接続され且つ可撓性の管路部分を有する排水管路と、
上記排出路に配置され上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出する排出ポンプと
上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁とを備え、
上記通気弁は、上記排出ポンプが洗浄水を下流側に排出することにより、上記排出路又は上記排水管路においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有し、
上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、
上記通気弁が、上記上昇部に配置されることを特徴とする、ポータブルトイレ装置。
【請求項2】
上記通気弁は、上記排出ポンプより下流側に配置される、請求項１に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項3】
上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、上記通気弁が、上記頂部に配置される、請求項１又は２に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項4】
上記排出ポンプから上記通気弁までの上記排出路の容積が、上記ボウル部の初期水位以下の部分の容積及び上記ボウル部から上記排出ポンプまでの上記排出路の容積の合計以下である、請求項１乃至３の何れか１項に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項5】
上記通気弁は、上記排出路側が大気圧以上の圧力である場合に閉弁状態となり、
上記排出路側が上記大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ
上記排出路側が上記開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となるように形成され、
上記ボウル部と上記排出路とを備える上記ポータブルトイレ装置を設置する床面からの上記通気弁の高さが、上記通気弁の開弁圧力ヘッドより高い、請求項１乃至４の何れか一項に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項6】
汚物を粉砕して排出でき且つ移動可能なポータブルトイレ装置であって、
ボウル形状の汚物受け面を備えると共に溜水を貯留するボウル部と、
上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置と、
汚物を粉砕する粉砕装置と、
上記ボウル部と連通する排出路と、
上記排出路の下流側に接続され且つ可撓性の管路部分を有する排水管路と、
上記排出路に配置され上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出する排出ポンプと
上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁とを備え、
上記通気弁は、上記排出ポンプが洗浄水を下流側に排出することにより、上記排出路又は上記排水管路においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有し、
上記通気弁は、上記排出ポンプより下流側に配置され、
上記通気弁は、上記排出路とバッファ部を介して接続される、ポータブルトイレ装置。
【請求項7】
上記バッファ部の内径は、上記排出路における上記バッファ部より上流側の流路の内径より大きく且つ上記バッファ部の接続される部分の上記排出路の内径以下である、請求項６に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項8】
上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、
排水トラップの頂部と、
下降する下降部と、
上記上昇部から頂部に曲がる第１コーナー部と、
上記頂部から下降部に曲がる第２コーナー部とを備え、
上記バッファ部は、上記第１コーナー部と、上記第２コーナー部との間において上記排出路に接続される、請求項６又は７に記載のポータブルトイレ装置。
【請求項9】
上記通気弁は、ケーシングと、上記ケーシング内に収容される弁部材と、を備え、上記ケーシング内部には上記弁部材により区切られる上記排出路側の第１室と、外気側の第２室とが形成され、上記第２室は上記ボウル部に連通される、請求項６乃至８の何れか１項に記載のポータブルトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポータブルトイレ装置に係り、特に、汚物を粉砕して排出でき且つ移動可能なポータブルトイレ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に示すように、排泄物の処理と便容器の洗浄とを可能とするポータブルトイレが提案されている。このようなポータブルトイレは、撹拌槽内で、撹拌翼により排泄物及び洗浄水を撹拌し、排水ポンプにより撹拌された汚水を排水ホースを介して排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－２７５８８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１のようなポータブルトイレ装置は、寝室や介護室等の室内に配置され且つ移動可能に構成されるため、排水ホースの内径を十分に大きくできない事情がある。さらに、排水ホースは、室内で勾配が付かないように配置される可能性がある。そのため、排出ポンプが汚水を下流側に排出する際に、排水ホース又は排水ホースの下流側の排水管路においてサイホン現象が発生する恐れがある。特許文献１のようなポータブルトイレ装置は、排泄物や洗浄水が投入される撹拌槽と、排出ポンプと、排水ホースとが連通している。よって、排水ホース又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、撹拌槽内の水をサイホン現象が終了するまで下流側に引き続けてしまい、撹拌槽に洗浄水を新たに給水してもサイホン現象により排出されてしまうという問題がある。従って、このようなポータブルトイレ装置において、溜水をボウル部内に貯留して封水を形成するためには、サイホン現象が完全に終了した後まで待って、洗浄水を給水する必要があり、封水形成に時間がかかるという問題がある。また、サイホン現象が完全に終了するまで待つ場合には、終了のタイミングがばらつく可能性があり、ポータブルトイレ装置の設置環境や給水タイミングによっては封水が切れた（無くなった）状態となり、臭気が排水管路から室内に逆流する状態が発生する可能性が懸念される。
【0005】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができるポータブルトイレ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した目的を達成するために、本発明は、汚物を粉砕して排出でき且つ移動可能なポータブルトイレ装置であって、ボウル形状の汚物受け面を備えると共に溜水を貯留するボウル部と、上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置と、汚物を粉砕する粉砕装置と、上記ボウル部と連通する排出路と、上記排出路の下流側に接続され且つ可撓性の管路部分を有する排水管路と、上記排出路に配置され上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出する排出ポンプと、上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁とを備え、上記通気弁は、上記排出ポンプが洗浄水を下流側に排出することにより、上記排出路又は上記排水管路においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有し、上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、上記通気弁が、上記上昇部に配置される。
このように構成された本発明においては、移動可能なポータブルトイレ装置が、汚物を粉砕する粉砕機構と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路とを備え、ボウル部が排出路と排水管路と連通している。このようなポータブルトイレ装置において、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本発明によれば、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁が、排水トラップの上昇部に配置されることにより、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本発明によれば、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップの下降部に通気弁を配置した場合には、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
このように構成された本発明においては、移動可能なポータブルトイレ装置が、汚物を粉砕する粉砕機構と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路とを備え、ボウル部が排出路と排水管路と連通している。このようなポータブルトイレ装置において、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本発明によれば、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁が、排水トラップの上昇部に配置されることにより、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本発明によれば、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップの下降部に通気弁を配置した場合には、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
【0007】
本発明において、好ましくは、上記通気弁は、上記排出ポンプより下流側に配置される。
このように構成された本発明においては、通気弁が排出ポンプより下流側に配置され、通気弁から供給された空気が排出ポンプに供給されないため、排出ポンプにエアロックが発生せず、排出ポンプの排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁が排出ポンプより上流側に配置される場合、排出ポンプの作動により通気弁に負圧が生じるので、この負圧により通気弁が開弁し、空気が排出路に供給される。このように、排出ポンプよりも上流側の通気弁から供給された空気が排出ポンプ内に侵入すると、排出ポンプにエアロックが発生してしまい、排出ポンプの排出性能が低下することとなる。
このように構成された本発明においては、通気弁が排出ポンプより下流側に配置され、通気弁から供給された空気が排出ポンプに供給されないため、排出ポンプにエアロックが発生せず、排出ポンプの排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁が排出ポンプより上流側に配置される場合、排出ポンプの作動により通気弁に負圧が生じるので、この負圧により通気弁が開弁し、空気が排出路に供給される。このように、排出ポンプよりも上流側の通気弁から供給された空気が排出ポンプ内に侵入すると、排出ポンプにエアロックが発生してしまい、排出ポンプの排出性能が低下することとなる。
【0008】
本発明において、好ましくは、上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、上記通気弁が、上記頂部に配置される。
このように構成された本発明においては、通気弁が、排水トラップの頂部に配置されることにより、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本発明によれば、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップの下降部に通気弁を配置した場合には、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
このように構成された本発明においては、通気弁が、排水トラップの頂部に配置されることにより、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本発明によれば、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップの下降部に通気弁を配置した場合には、排出路における通気弁の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁が排出路に排出路の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
【0010】
本発明において、好ましくは、上記排出ポンプから上記通気弁までの上記排出路の容積が、上記ボウル部の初期水位以下の部分の容積及び上記ボウル部から上記排出ポンプまでの上記排出路の容積の合計以下である。
このように構成された本発明においては、排出ポンプから通気弁までの排出路の容積が、上記ボウル部の初期水位以下の部分の容積及び上記ボウル部から上記排出ポンプまでの上記排出路の容積の合計以下である。これにより、通気弁の開弁後に、排出ポンプから通気弁までの排出路中の洗浄水がボウル部に戻ったとしても、ボウル部の水位を初期水位以下とすることができ、使用者が次回に使用する時に、ボウル部の溜水の初期水位が高くなることを抑制し、溜水水面からの尿はねのリスクを抑制することができる。
このように構成された本発明においては、排出ポンプから通気弁までの排出路の容積が、上記ボウル部の初期水位以下の部分の容積及び上記ボウル部から上記排出ポンプまでの上記排出路の容積の合計以下である。これにより、通気弁の開弁後に、排出ポンプから通気弁までの排出路中の洗浄水がボウル部に戻ったとしても、ボウル部の水位を初期水位以下とすることができ、使用者が次回に使用する時に、ボウル部の溜水の初期水位が高くなることを抑制し、溜水水面からの尿はねのリスクを抑制することができる。
【0011】
本発明において、好ましくは、上記通気弁は、上記排出路側が大気圧以上の圧力である場合に閉弁状態となり、上記排出路側が上記大気圧より低く上記開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ上記排出路側が上記開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となるように形成され、上記ボウル部と上記排出路とを備える上記ポータブルトイレ装置を設置する床面からの上記通気弁の高さが、上記通気弁の開弁圧力ヘッドより高い。
このように構成された本発明においては、通気弁は、排出ポンプがボウル部内の洗浄水を排出する際には、排出ポンプによる洗浄水の排出圧力により閉弁される。また、通気弁は、大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力で閉弁し、且つ開弁圧力以下の第２負圧領域圧力で開弁するように形成される。本発明によれば、開弁圧力が大気圧より低い通気弁を用いた場合に、ポータブルトイレ装置を設置する床面からの通気弁の高さが、通気弁の開弁圧力ヘッドより高くされる。これにより、本発明によれば、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
このように構成された本発明においては、通気弁は、排出ポンプがボウル部内の洗浄水を排出する際には、排出ポンプによる洗浄水の排出圧力により閉弁される。また、通気弁は、大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力で閉弁し、且つ開弁圧力以下の第２負圧領域圧力で開弁するように形成される。本発明によれば、開弁圧力が大気圧より低い通気弁を用いた場合に、ポータブルトイレ装置を設置する床面からの通気弁の高さが、通気弁の開弁圧力ヘッドより高くされる。これにより、本発明によれば、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
【0012】
上述した目的を達成するために、本発明は、汚物を粉砕して排出でき且つ移動可能なポータブルトイレ装置であって、ボウル形状の汚物受け面を備えると共に溜水を貯留するボウル部と、上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置と、汚物を粉砕する粉砕装置と、上記ボウル部と連通する排出路と、上記排出路の下流側に接続され且つ可撓性の管路部分を有する排水管路と、上記排出路に配置され上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出する排出ポンプと、上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁とを備え、上記通気弁は、上記排出ポンプが洗浄水を下流側に排出することにより、上記排出路又は上記排水管路においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有し、上記通気弁は、上記排出ポンプより下流側に配置され、上記通気弁は、上記排出路とバッファ部を介して接続される。
このように構成された本発明においては、移動可能なポータブルトイレ装置が、汚物を粉砕する粉砕機構と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路とを備え、ボウル部が排出路と排水管路と連通している。このようなポータブルトイレ装置において、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本発明によれば、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁が排出ポンプより下流側に配置され、通気弁から供給された空気が排出ポンプに供給されないため、排出ポンプにエアロックが発生せず、排出ポンプの排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁が排出ポンプより上流側に配置される場合、排出ポンプの作動により通気弁に負圧が生じるので、この負圧により通気弁が開弁し、空気が排出路に供給される。このように、排出ポンプよりも上流側の通気弁から供給された空気が排出ポンプ内に侵入すると、排出ポンプにエアロックが発生してしまい、排出ポンプの排出性能が低下することとなる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁は、排出路とバッファ部を介して接続されるので、排出路内の洗浄水が通気弁に侵入することを抑制することができる。
このように構成された本発明においては、移動可能なポータブルトイレ装置が、汚物を粉砕する粉砕機構と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路とを備え、ボウル部が排出路と排水管路と連通している。このようなポータブルトイレ装置において、排出路又は排水管路においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本発明によれば、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁が排出ポンプより下流側に配置され、通気弁から供給された空気が排出ポンプに供給されないため、排出ポンプにエアロックが発生せず、排出ポンプの排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁が排出ポンプより上流側に配置される場合、排出ポンプの作動により通気弁に負圧が生じるので、この負圧により通気弁が開弁し、空気が排出路に供給される。このように、排出ポンプよりも上流側の通気弁から供給された空気が排出ポンプ内に侵入すると、排出ポンプにエアロックが発生してしまい、排出ポンプの排出性能が低下することとなる。
また、このように構成された本発明においては、通気弁は、排出路とバッファ部を介して接続されるので、排出路内の洗浄水が通気弁に侵入することを抑制することができる。
【0013】
本発明において、好ましくは、上記バッファ部の内径は、上記排出路における上記バッファ部より上流側の流路の内径より大きく且つ上記バッファ部の接続される部分の上記排出路の内径以下である。
このように構成された本発明においては、バッファ部の内径は、排出路におけるバッファ部より上流側の流路の内径より大きいので、排出路におけるバッファ部より上流側の流路を通過した汚物がバッファ部に流入することを抑制すると共に、バッファ部につまることを抑制することができる。さらに、バッファ部の内径は、バッファ部の接続される部分の排出路の内径以下であるので、排出路内の洗浄水がバッファ部に侵入することを抑制することができる。
このように構成された本発明においては、バッファ部の内径は、排出路におけるバッファ部より上流側の流路の内径より大きいので、排出路におけるバッファ部より上流側の流路を通過した汚物がバッファ部に流入することを抑制すると共に、バッファ部につまることを抑制することができる。さらに、バッファ部の内径は、バッファ部の接続される部分の排出路の内径以下であるので、排出路内の洗浄水がバッファ部に侵入することを抑制することができる。
【0014】
本発明において、好ましくは、上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、排水トラップの頂部と、下降する下降部と、上記上昇部から頂部に曲がる第１コーナー部と、上記頂部から下降部に曲がる第２コーナー部と、を備え、上記バッファ部は、上記第１コーナー部と、上記第２コーナー部との間において上記排出路に接続される。
仮にバッファ部が第１コーナー部又は第２コーナー部において排出路に接続される場合、コーナー部において乱れた洗浄水がバッファ部に侵入し、バッファ部内の空気と洗浄水とが置換されることにより、バッファ部内で洗浄水の水位が上昇する懸念がある。これに対し、このように構成された本発明においては、バッファ部は、第１コーナー部と、第２コーナー部との間において排出路に接続されるので、バッファ部は、洗浄水の流れが乱れやすいコーナー部には接続されない。よって、本発明によれば、排出路内の洗浄水がバッファ部に侵入することを抑制することができる。
仮にバッファ部が第１コーナー部又は第２コーナー部において排出路に接続される場合、コーナー部において乱れた洗浄水がバッファ部に侵入し、バッファ部内の空気と洗浄水とが置換されることにより、バッファ部内で洗浄水の水位が上昇する懸念がある。これに対し、このように構成された本発明においては、バッファ部は、第１コーナー部と、第２コーナー部との間において排出路に接続されるので、バッファ部は、洗浄水の流れが乱れやすいコーナー部には接続されない。よって、本発明によれば、排出路内の洗浄水がバッファ部に侵入することを抑制することができる。
【0015】
本発明において、好ましくは、上記通気弁は、ケーシングと、上記ケーシング内に収容される弁部材と、を備え、上記ケーシング内部には上記弁部材により区切られる上記排出路側の第１室と、外気側の第２室とが形成され、上記第２室は上記ボウル部に連通される。
このように構成された本発明においては、仮に洗浄水が排出路から通気弁に侵入した場合でも、洗浄水を通気弁からボウル部に排水させることができ、通気弁からボウル部外に漏水を生じることを抑制することができる。
このように構成された本発明においては、仮に洗浄水が排出路から通気弁に侵入した場合でも、洗浄水を通気弁からボウル部に排水させることができ、通気弁からボウル部外に漏水を生じることを抑制することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明のポータブルトイレ装置によれば、排出路に排出路の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置を後方斜め上方から見た全体斜視図である。
【図2】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【図3】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図4】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図である。
【図5】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
【図17】本発明の第２実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【図18】本発明の第３実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【図19】本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【図20】本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図21】本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図である。
【図22】本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１内気室の圧力と、弁部材の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
【図23】本発明の第５実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
【0019】
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、便所以外の場所にも配置できる水洗式の便器装置であり、戸建て住宅、高齢者施設又は病院等（以下「建物」と称する）において、通常のトイレ空間以外の場所、例えば、介護用に使用者の居室、寝室内のベッドサイド等に配置されるトイレ装置として使用される。高齢者や病気の人などで、トイレまで歩いていくことが困難又は比較的負担に感じる人にも、自分で居室において使用することができる水洗式の便器装置となっている。
【0020】
ポータブルトイレ装置１は、便器本体２と、便器本体２に洗浄水を供給する給水装置である給水部４と、便器本体２を支持するフレーム６と、を備えている。
【0021】
また、ポータブルトイレ装置１は、移動可能な非据え付け型の装置である。ポータブルトイレ装置１は、フレーム６のフレーム基部６ａが便器本体２等が設置される床面Ｆに固定されておらず、使用者又は事業者等によって車輪１ａ等を利用して移動可能に形成されている。
【0022】
図２に示すように、給水部４は、建物Ｑ側の給水設備と可撓性の給水管８を介して接続されている。給水部４は、便器本体２の後方上部に設けられ、ボウル部１０に形成された吐水口１０ｃからボウル部１０に洗浄水を供給する。なお、給水部４は、貯水タンクから洗浄水を供給するタンク方式のものであってもよい。給水管８は給水ホース等により形成される。
【0023】
便器本体２は、便器本体２の前方側に設けられた汚物を受けるボウル部１０と、ボウル部１０の底部と連通するように設けられて汚物を洗浄水と共に排出する排出路である排水トラップ管路１２と、ボウル部１０下方に形成された溜水部１４と、を備えている。
【0024】
ボウル部１０は、上方に向けて開口したボウル形状の汚物受け面１０ｄを備えている。汚物受け面１０ｄはすり鉢状に形成され、水平断面の汚物受け面１０ｄの内側の面積が下降するにつれ減少している。ボウル部１０には、汚物受け面１０ｄの下部から縦方向に延びる筒状部分１０ａが形成されている。筒状部分１０ａは上面視における流路径（断面積径）がほぼ変わらず一定になるように形成されている。筒状部分１０ａは鉛直方向に延びる比較的短い流路を形成する。ボウル部１０には、洗浄開始前において、ボウル部１０下方に溜水面Ｗ０（待機状態の溜水面）を形成するように、溜水を貯留する溜水部１４が形成されている。貯留された溜水の溜水面Ｗ０は汚物受け面１０ｄ上に形成される。溜水部１４は、ボウル部１０の下部から後方側に延びるＬ字形状の貯溜部を形成している。溜水部１４は、汚物を粉砕する時点において、溜水面Ｗ０より下方側且つ後方側に延びる部分において洗浄水を貯溜している状態となっている。
【0025】
排水トラップ管路１２は、ボウル部の底面に接続する接続部１２ａと、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部１２ｂと、排水トラップの上昇部１２ｂと接続する頂部１２ｃと、頂部１２ｃから下降する下降部１２ｄと、床面Ｆのわずかに上方且つ床面Ｆとほぼ平行に延びる横向部１２ｅとを備えている。このように、排水トラップ管路１２は、少なくとも上昇部１２ｂと、頂部１２ｃとにより凸形状の排水トラップ構造を形成する。頂部１２ｃは、頂部１２ｃの底面が平坦面として形成されるような凸形状の折り返し部分を形成している。頂部１２ｃの底面の頂点の高さがボウル部１０の初期水位の溜水面Ｗ０の高さとなっている。
【0026】
排水トラップ管路１２の下流側の横向部１２ｅには、排水管路１６が接続される。排水トラップ管路１２及び排水管路１６は、ポータブルトイレ装置１を移動可能にするため比較的細い配管により形成される。排水トラップ管路１２の横向部１２ｅの内径（配管口径）は好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲であり、より好ましくは２０ｍｍである。排水管路１６は、可撓性の管路部分１６ａを有する。可撓性管路である可撓性の管路部分１６ａは、排水トラップ管路１２の下流側の横向部１２ｅに接続される。可撓性の管路部分１６ａは、排水ホース等の可撓性部材により形成される。排水管路１６は、建物側に設けられた排水用の配管１６ｂも含む。可撓性の管路部分１６ａの内径は、好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲であり、より好ましくは２０ｍｍである。排水管路１６の建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂには、横向部１２ｅ又は可撓性の管路部分１６ａから連続して延び且つ可撓性の管路部分１６ａとほぼ同様の配管の内径が続く部分の配管が含まれる。建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂには、配管の内径が１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲である配管が含まれる。建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂの下流端は、配管１６ｂより内径の広い建物Ｑ側の設備配管Ｓに接続される。
【0027】
ポータブルトイレ装置１は、さらに、ボウル部１０内で汚物を粉砕する粉砕装置１８と、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置である排出ポンプ２０と、粉砕装置１８と排出ポンプ２０との間に設けられるフィルタ２２と、使用者が操作する操作部（図示せず）と、ポータブルトイレ装置１の洗浄動作及び粉砕圧送動作等を制御する制御部２４と、を備えている。
【0028】
粉砕装置１８は、自身の一部の回転によりボウル部１０内に旋回流（回転流）を形成させることにより汚物を粉砕する。粉砕装置１８は、ボウル部１０後方の下部側且つ溜水部１４の上部側に設けられる。この粉砕装置１８は、溜水部１４に貯留された溜水内に配置されると共に汚物を粉砕するように溜水部１４内に回転流を発生させる回転体２６と、回転体２６の回転軸２８と、回転体２６及び回転軸２８を駆動させる電動モーター３０とを備えている。なお、変形例として、ポータブルトイレ装置１は、ボウル部１０外において汚物粉砕を行うタイプのポータブルトイレ装置１であってもよい。このとき、粉砕装置１８は、ボウル部１０から供給される汚物をボウル部１０外に形成される粉砕室又は流路内等で粉砕するように設けられる。このようなポータブルトイレ装置１は、ボウル部１０の外側且つ下流側にボウル部１０と区切られた粉砕室等を備え、粉砕室等の下流側に、フィルタ２２、排出ポンプ２０及び排水トラップ管路１２が設けられる。排出ポンプ２０は、粉砕室内で粉砕装置１８が粉砕した汚物、及び排出ポンプ２０のインペラ３４及びポンプ室３２等により結果的に粉砕された汚物を、洗浄水とともに圧送して排水トラップ管路１２及び排水管路１６を介し設備配管Ｓ側に排出させる。
【0029】
排出ポンプ２０は、排水トラップ管路１２の排水トラップ構造の上流側に配置される。排出ポンプ２０は、高揚程が実現可能な遠心式ポンプを形成している。排出ポンプ２０は、溜水部１４内で粉砕した汚物を洗浄水とともに圧送して排水トラップ管路１２及び排水管路１６を介し設備配管Ｓ側に排出させる。排出ポンプ２０は、ポンプ室３２と、ポンプ室３２の内側で回転されるインペラ３４と、インペラ３４の回転軸３６と、インペラ３４及び回転軸３６を駆動させる電動モーター３８とを備えている。
【0030】
ポンプ室３２の中央部の入口には、溜水部１４のフィルタ２２の下部から延びる接続部１２ａが接続され、ポンプ室３２の上部の外周部には、上昇部１２ｂが接続される。インペラ３４の回転によって発生する遠心力により、汚物及び洗浄水がポンプ室３２から排水トラップ管路１２に向かって比較的強力に押し出され、且つ圧送される。
【0031】
フィルタ２２は、溜水部１４の底面に配置され、所定以下の大きさに粉砕された汚物のみを通過させる。
【0032】
制御部２４は、使用者による操作部の操作又は自己の設定により、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０を制御する。制御部２４は、これらの制御を行うためのＣＰＵ、メモリ等を内蔵している。制御部２４は、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０等と電気的に接続され、これらの装置等に作動信号を送り、各装置等を作動させるようになっている。
【0033】
次に、図２により、ポータブルトイレ装置１の通気弁４０について説明する。
ポータブルトイレ装置１は、さらに、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れる通気弁４０を備えている。通気弁４０は、排水トラップ管路１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部１２ｃに配置される。排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れることには、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２側から外部空気を取り入れることのみならず、排水トラップ管路１２に排水管路１６側から外部空気を取り入れることも含む。すなわち、通気弁４０は、排水管路１６に取付けられていてもよい。
ポータブルトイレ装置１は、さらに、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れる通気弁４０を備えている。通気弁４０は、排水トラップ管路１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部１２ｃに配置される。排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れることには、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２側から外部空気を取り入れることのみならず、排水トラップ管路１２に排水管路１６側から外部空気を取り入れることも含む。すなわち、通気弁４０は、排水管路１６に取付けられていてもよい。
【0034】
図３乃至図５に示すように、通気弁４０の弁機構についてより詳細に説明する。
図３は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図であり、図４は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図であり、図５は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図であり、図６は図２に示すポータブルトイレ装置において、通気弁の位置関係を説明する図である。
図３は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図であり、図４は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図であり、図５は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図であり、図６は図２に示すポータブルトイレ装置において、通気弁の位置関係を説明する図である。
【0035】
通気弁４０は、所定圧力以下の負圧により開弁する。通気弁４０は、排出ポンプ２０が洗浄水を下流側に排出することにより、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有する。このような通気弁４０の弁機構は、第１室４６ａ側が大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２では閉弁状態となり、且つ開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３で開弁状態となるように形成されている。
【0036】
通気弁４０は、弁座４２と、弁座４２に着座可能である弁部材４４と、弁座４２及び弁部材４４を内部に収容するケーシング４６とを備える。弁部材４４は、傘状に形成されている。通気弁４０は、例えばアンブレラバルブが適用可能である。
【0037】
ケーシング４６内は、弁座４２及び弁部材４４により区切られるような、排水トラップ管路１２側の第１室４６ａと、外気側の第２室４６ｂとを備えている。第１室４６ａは、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃの連結部１２ｆと連通する。よって、第１室４６ａの内部圧力は、排水トラップ管路１２の連結部１２ｆの内部圧力と連動する。第２室４６ｂは、大気開放され、外気と連通する。
【0038】
図３に示すように、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１である場合に、弁座４２に着座して閉弁状態となる。圧力の上限は構造等の条件により設定される。また、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２である場合にも、弁座４２に着座して閉弁状態となる。弁部材４４は、開弁圧力Ｐ４に至る前の第１負圧領域圧力Ｐ２までは、開弁方向に変形しないようになっている。
【0039】
図４に示すように、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３である場合には、開弁状態となるように変形する。第２負圧領域圧力Ｐ３の下限は構造等の条件により設定される。第２負圧領域圧力Ｐ３は、第１負圧領域圧力Ｐ２よりも低い圧力範囲である。弁部材４４が開弁状態となる場合、外部空気が、第２室４６ｂから第１室４６ａに流入し、第１室４６ａから排水トラップ管路１２の連結部１２ｆを介して頂部１２ｃに流入する。
【0040】
なお、変形例として、通気弁４０は、大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２では閉弁状態となり、且つ開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３で開弁状態となるように形成されている弁機構を実現するダイヤフラム弁であってもよい。このようなダイヤフラム弁はゴムの弾性力でシールするようになっている。また、通気弁４０は、同様の弁機構を実現するものとして、Ｏリング状の弁体をばねにより弁座に付勢することによりシールする弁、又は球体状の弁体をばねにより弁座に付勢することによりシールする弁であってもよい。
【0041】
なお、図６に示すように、排出ポンプ２０から通気弁４０までの排水トラップ管路１２の容積Ｖ１が、ボウル部１０の初期水位の溜水面Ｗ０以下の部分の容積及びボウル部１０から排出ポンプ２０までの排水トラップ管路１２の接続部１２ａの容積の合計容積Ｖ２以下である。なお、図６においては、容積Ｖ１及び合計容積Ｖ２の領域を分かりやすく示すため、それぞれ図示している。これにより、通気弁４０の開弁後に、排出ポンプ２０から通気弁４０までの排水トラップ管路１２中に存在する洗浄水がボウル部１０に戻ったとしても、ボウル部１０の水位を初期水位の溜水面Ｗ０以下とすることができ、使用者が次回に使用する時に、ボウル部１０の溜水の初期水位の溜水面Ｗ０が高くなることを抑制し、溜水水面からの尿跳ねのリスクを抑制することができる。
【0042】
さらに、図６に示すように、ポータブルトイレ装置１を設置する床面Ｆからの通気弁４０の高さが、通気弁４０の開弁圧力ヘッドより高くなっている。よって、サイホン現象の発生時に、通気弁４０の開弁圧力Ｐ４以下の負圧が通気弁４０にかかり、通気弁４０が開弁される。よって、開弁圧力Ｐ４が大気圧Ｐ０より低い通気弁を用いた場合であっても、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
仮に、開弁圧力Ｐ４が大気圧Ｐ０より低い通気弁を用いているにも関わらず、通気弁４０が通気弁４０の開弁圧力ヘッドより低い高さに配置された場合には、サイホン現象の発生時に、通気弁４０に生じる負圧が小さくなるため、負圧が開弁圧力Ｐ４に到達せず、通気弁４０が開かないこととなる。この場合にはサイホン現象を終了させることができなくなる。このような場合を防ぐため、通気弁４０を開弁圧力ヘッドより高い高さに配置することにより、サイホン現象を確実に終了させることができる。
仮に、開弁圧力Ｐ４が大気圧Ｐ０より低い通気弁を用いているにも関わらず、通気弁４０が通気弁４０の開弁圧力ヘッドより低い高さに配置された場合には、サイホン現象の発生時に、通気弁４０に生じる負圧が小さくなるため、負圧が開弁圧力Ｐ４に到達せず、通気弁４０が開かないこととなる。この場合にはサイホン現象を終了させることができなくなる。このような場合を防ぐため、通気弁４０を開弁圧力ヘッドより高い高さに配置することにより、サイホン現象を確実に終了させることができる。
【0043】
図２に示すように、通気弁４０は、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃと排水トラップ管路１２の連結部１２ｆを介して接続される。通気弁４０と排水トラップ管路１２とは、連結部１２ｆにより連通されている。連結部１２ｆは、頂部１２ｃの上流側の第１コーナー部と、頂部１２ｃの下流側の第２コーナー部との間において排水トラップ管路１２に接続される。
【0044】
連結部１２ｆは、円管状の流路を形成し、頂部１２ｃから垂直上方に所定高さ（所定長さ）まで延びている。連結部１２ｆの所定高さは、排出ポンプ２０が最大圧力となる場合に排水トラップ管路１２から連結部１２ｆ側に上昇する洗浄水の水位の高さよりも高い高さに設定されている。連結部１２ｆは、内径にその高さ（長さ）を乗じてもとめられる空気量を貯留している。連結部１２ｆは、洗浄水が流入しようとする場合に、内部の空気が圧縮され、流入に抗する力を生じさせる。このように、連結部１２ｆは、排出ポンプ２０により排水トラップ管路１２内の洗浄水に圧力がかかった場合に洗浄水が排水トラップ管路１２から通気弁４０まで流入しにくいように形成されている。
【0045】
図２に示すように、連結部１２ｆの内径は、排水トラップ管路１２における連結部１２ｆより上流側の流路の内径、例えばフィルタ２２の各孔の内径より大きく且つ連結部１２ｆの接続される部分の排水トラップ管路１２の内径以下である。連結部１２ｆの内径は、例えば１５ｍｍであり、各孔２３の内径は、例えば１０ｍｍであり、排水トラップ管路１２の内径は、例えば２０ｍｍである。フィルタ２２の各孔が、排水トラップ管路１２の連結部１２ｆより上流側の流路の最小内部断面積を形成している。
【0046】
【0047】
図２は、使用者が便器本体２を使用する前の待機状態の溜水面Ｗ０を示している。この状態においては、給水部４は停止された状態であり、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０も停止された状態である。
【0048】
図７に示すように、使用者が便器本体２を使用し、汚物（大便、小便、トイレットペーパー等）Ａがボウル部１０内に入った状態となる。使用者が操作部の操作スイッチ等を操作すると、洗浄動作が開始される。操作部の操作スイッチ等が操作されると、その操作指令が制御部２４に送信され、制御部２４が、その指令に基づいて給水部４に給水指令を送り、給水部４からボウル部１０に所定時間給水が行われ、ボウル部１０が洗浄水Ｂによって洗浄される。汚物Ａは、洗浄水Ｂにより溜水部１４中に移動された状態となる。依然として、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０は停止された状態である。
【0049】
次に、図８に示すように、制御部２４が、排出ポンプ２０を駆動させ、洗浄水Ｃを、溜水面Ｗ２の水位を溜水面Ｗ１の位置まで下げるような所定流量だけ排水させる。溜水部１４内に存在する洗浄水量が減少され、溜水部１４の溜水面が溜水面Ｗ１の位置となる。制御部２４が、排出ポンプ２０を所定時間駆動させた後、再び停止させる。このとき、給水部４は停止された状態のままであり、粉砕装置１８も停止された状態のままである。汚物Ａのうち所定の大きさ以上の汚物は、フィルタ２２を通過せず、溜水部１４内に留まっている。
【0050】
次に、図９に示すように、制御部２４が、粉砕装置１８を駆動させ、汚物の粉砕動作を行う。このとき、排出ポンプ２０は、停止された状態のままである。従って、溜水部１４内で汚物が回転流により粉砕される。給水部４は停止された状態のままである。汚物Ａは粉砕され、所定の大きさ以下の汚物ａとなる。
【0051】
図１０に示すように、汚物の粉砕が終了すると、制御部２４は、粉砕装置１８を停止させ、排出ポンプ２０を駆動させる。汚物ａは、フィルタ２２を通過することができる。排出ポンプ２０は、矢印Ａ１により示すように、洗浄水及び汚物ａ（以下、洗浄水等と称する）を排水トラップ管路１２を介して排水管路１６に圧送（排出）する。このようにして、溜水部１４内から汚物ａが排出される。排出ポンプ２０が洗浄水等を排水トラップ管路１２及び排水管路１６に排出するとき、これらの配管径が比較的細く且つ管路の勾配がなくほぼ水平に配置されている部分があるため、洗浄水等が排水トラップ管路１２又は排水管路１６において満水になる部分が生じる。排水トラップ管路１２又は排水管路１６において洗浄水等が満水になると、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生する。サイホン現象が一度発生すれば、排水トラップ管路１２及び排水管路１６においてサイホン現象が発生することとなる。排出ポンプ２０の作動中においては、排出ポンプ２０による圧送の流れとサイホン現象による流れとが排水トラップ管路１２及び排水管路１６中に形成される。このとき、排水トラップ管路１２に設けられた通気弁４０には大気圧以上の正圧がかかっており、通気弁４０は閉弁状態となっている。
【0052】
図１１に示すように、制御部２４が溜水部１４内からの洗浄水等の排出がほぼ終了したと判断する場合に、制御部２４は排出ポンプ２０の駆動を停止させる。このとき、洗浄水等は、排出ポンプ２０の近傍から下流側の排水トラップ管路１２及び排水管路１６内に存在している。排水トラップ管路１２及び排水管路１６においてサイホン現象が引き続き発生しているので、矢印Ａ２により示すように、洗浄水等は排水トラップ管路１２及び排水管路１６の下流側に向かって緩やかに移動する。後述するようにサイホン現象を早期に強制的に終了させることができるため、制御部２４は排出ポンプ２０の停止後、給水部４をすぐに作動させ、矢印Ｄ１により示すように、給水部４からボウル部１０に給水を開始できる。
【0053】
図１２に示すように、洗浄水等がサイホン現象による流動により排水トラップ管路１２及び排水管路１６内に負圧を発生させる場合、矢印Ｃ１により示すように、通気弁４０が開弁し空気が排水トラップ管路１２内に導入される。よって、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に強制的に終了させることができる。矢印Ａ３により示すように、通気弁４０より下流側の排水トラップ管路１２内の洗浄水等はサイホン現象により引き続き下流側に流れる。また、矢印Ｄ２により示すように、洗浄水が給水部４からボウル部１０に給水され、溜水部１４の水位が徐々に上昇する。
【0054】
図１３に示すように、通気弁４０において負圧が生じる状態において、通気弁４０が開弁し、矢印Ｃ２により示すように、空気が排水トラップ管路１２内に導入される。矢印Ａ４により示すように、通気弁４０より下流側の排水トラップ管路１２内の洗浄水等はサイホン現象により引き続き下流側に流れ、また、通気弁４０より上流側の洗浄水は上流側に向けて下降する。また、矢印Ｄ３により示すように、洗浄水が給水部４からボウル部１０に給水され、溜水部１４の水位が徐々に上昇する。
【0055】
図１４に示すように、空気が通気弁４０から排水トラップ管路１２内に導入され、排水トラップ管路１２の上昇部１２ｂの水位面Ｗ３が溜水部１４の溜水面Ｗ２よりもクラッキンング圧力水頭Ｈだけ高い高さとなり、且つ排水トラップ管路１２の下降部１２ｄの水位面Ｗ４が横向部１２ｅ又は排水管路１６よりもクラッキンング圧力水頭Ｈだけ高い高さとなる場合に、通気弁４０に所定の負圧が作用しなくなり、通気弁４０が閉弁される。また、矢印Ｄ４により示すように、洗浄水がボウル部１０に給水され、溜水部１４の水位が徐々に上昇する。
【0056】
図１５に示すように、矢印Ｄ５により示すように、洗浄水が給水部４からボウル部１０に給水され、矢印Ａ５により示すように、溜水部１４の水位面Ｗ５がさらに上昇する。上昇部１２ｂの水面も、水位面Ｗ５と連動して同じ高さで上昇する。このとき、排水トラップ管路１２の水位面Ｗ３と水位面Ｗ４との間の空気の容積は、上昇部１２ｂの水面の上昇に関わらず一定である。すなわち、矢印Ａ６により示すように、下降部１２ｄの水位面が下降し、水位面Ｗ６となる。
【0057】
図１６に示すように、溜水部１４内の洗浄水が貯留され、溜水面Ｗ０に到達すると、制御部２４は、給水部４を停止させ、一連の洗浄動作を終了させる。上昇部１２ｂの水面も、水位面Ｗ０と連動して同じ高さとなる。このときも、排水トラップ管路１２内の水位面Ｗ０と水位面Ｗ７との間の空気の容積は、水位面Ｗ３と水位面Ｗ４との間の空気の容積と同じであり、一定である。下降部１２ｄの水位面Ｗ７はさらに下降し、例えば、排水管路１６の高さとなる。このときも、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０は停止された状態のままである。
【0058】
次に、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置１による作用効果を説明する。
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置１において、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置１において、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【0059】
また、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、通気弁４０が排出ポンプ２０より下流側に配置され、通気弁４０から供給された空気が排出ポンプ２０に供給されないため、排出ポンプ２０にエアロックが発生せず、排出ポンプ２０の排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部１０内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁４０が排出ポンプ２０より上流側に配置される場合、排出ポンプ２０の作動により通気弁４０に負圧が生じるので、この負圧により通気弁４０が開弁し、空気が排水トラップ管路１２に供給される。このように、排出ポンプ２０よりも上流側の通気弁４０から供給された空気が排出ポンプ２０内に侵入すると、排出ポンプ２０にエアロックが発生してしまい、排出ポンプ２０の排出性能が低下することとなる。
【0060】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、通気弁４０が、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃに配置されることにより、排水トラップ管路１２における通気弁４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排水トラップ管路１２内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本実施形態によれば、通気弁４０が排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップ管路１２の下降部１２ｄに通気弁４０を配置した場合には、排水トラップ管路１２における通気弁４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排水トラップ管路１２内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁４０が排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
【0061】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、排出ポンプ２０から通気弁４０までの排水トラップ管路１２の容積が、ボウル部１０の初期水位以下の部分の容積及びボウル部１０から排出ポンプ２０までの排水トラップ管路１２の容積の合計以下である。これにより、通気弁４０の開弁後に、排出ポンプ２０から通気弁４０までの排水トラップ管路１２中の洗浄水がボウル部１０に戻ったとしても、ボウル部１０の水位を初期水位以下とすることができ、使用者が次回に使用する時に、ボウル部１０の溜水の初期水位が高くなることを抑制し、溜水水面からの尿はねのリスクを抑制することができる。
【0062】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、通気弁４０は、排出ポンプ２０がボウル部１０内の洗浄水を排出する際には、排出ポンプ２０による洗浄水の排出圧力により閉弁される。また、通気弁４０は、大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力で閉弁し、且つ開弁圧力以下の第２負圧領域圧力で開弁するように形成される。このように、本実施形態によれば、開弁圧力が大気圧より低い通気弁４０を用いた場合に、ポータブルトイレ装置１を設置する床面からの通気弁４０の高さが、通気弁４０の開弁圧力ヘッドより高くされる。これにより、本実施形態によれば、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
【0063】
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、通気弁４０は、排水トラップ管路１２と連結部１２ｆを介して接続されるので、排水トラップ管路１２内の洗浄水が通気弁４０に侵入することを抑制することができる。
【0064】
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、連結部１２ｆの内径は、排水トラップ管路１２における連結部１２ｆより上流側の流路の内径より大きいので、排水トラップ管路１２における連結部１２ｆより上流側の流路を通過した汚物が連結部１２ｆに流入することを抑制すると共に、連結部１２ｆにつまることを抑制することができる。さらに、連結部１２ｆの内径は、連結部１２ｆの接続される部分の排水トラップ管路１２の内径以下であるので、排水トラップ管路１２内の洗浄水が連結部１２ｆに侵入することを抑制することができる。
【0065】
仮に連結部１２ｆが第１コーナー部又は第２コーナー部において排水トラップ管路１２に接続される場合、コーナー部において乱れた洗浄水が連結部１２ｆに侵入し、連結部１２ｆ内の空気と洗浄水とが置換されることにより、連結部１２ｆ内で洗浄水の水位が上昇する懸念がある。これに対し、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、連結部１２ｆは、第１コーナー部と、第２コーナー部との間において排水トラップ管路１２に接続されるので、連結部１２ｆは、洗浄水の流れが乱れやすいコーナー部には接続されないようになっている。よって、本発明によれば、排水トラップ管路１２内の洗浄水が連結部１２ｆに侵入することを抑制することができる。
【0066】
次に、図１７により、本発明の第２実施形態によるポータブルトイレ装置を説明する。第２実施形態は、本発明によるポータブルトイレ装置の通気弁を異なる位置に配置した例である。図１７は本発明の第２実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
【0067】
図１７に示すように、通気弁４０は、排出ポンプ２０より下流側の上昇部１１２ｂに配置されている。より詳細には、排水トラップ管路１１２の上昇部１１２ｂには、連結部１１２ｆが接続され、この連結部１１２ｆが通気弁４０と接続している。通気弁４０が上昇部１１２ｂに配置されている場合においても、排水トラップ管路１１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。使用者が便器本体２を使用する前の待機状態の溜水面Ｗ１０は、連結部１１２ｆの下端に位置する。通気弁４０が、排水トラップ管路１１２の上昇部１１２ｂに配置されることにより、排水トラップ管路１１２における通気弁４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排水トラップ管路１１２内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本実施形態によれば、通気弁４０が排水トラップ管路１１２に排水トラップ管路１１２の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。
【0068】
図１７に示すように、通気弁４０は、排水トラップ管路１１２と排水トラップ管路１１２の連結部１１２ｆを介して接続される。通気弁４０と排水トラップ管路１１２とは、連結部１１２ｆにより連通されている。
【0069】
連結部１１２ｆは、円管状の流路を形成し、上昇部１１２ｂから垂直上方に所定高さ（所定長さ）まで延びている。連結部１１２ｆの所定高さは、排出ポンプ２０が最大圧力となる場合に排水トラップ管路１１２から連結部１１２ｆ側に上昇する洗浄水の水位の高さよりも高い高さに設定されている。連結部１１２ｆは、内径にその高さ（長さ）を乗じてもとめられる空気量を貯留している。連結部１１２ｆは、洗浄水が流入しようとする場合に、内部の空気が圧縮され、流入に抗する力を生じさせる。このように、連結部１１２ｆは、排出ポンプ２０により排水トラップ管路１１２内の洗浄水に圧力がかかった場合に洗浄水が排水トラップ管路１１２から通気弁４０まで流入しにくいように形成されている。
【0070】
図１７に示すように、連結部１１２ｆの内径は、排水トラップ管路１１２における連結部１１２ｆより上流側の流路の内径、例えばフィルタ２２の各孔の内径より大きく且つ連結部１１２ｆの接続される部分の排水トラップ管路１１２の内径以下である。フィルタ２２の各孔が、排水トラップ管路１１２の連結部１１２ｆより上流側の流路の最小内部断面積を形成している。
【0071】
第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置１０１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路１１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置１０１において、排水トラップ管路１１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路１１２に排水トラップ管路１１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【0072】
また、第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１によれば、通気弁４０が排出ポンプ２０より下流側に配置され、通気弁４０から供給された空気が排出ポンプ２０に供給されないため、排出ポンプ２０にエアロックが発生せず、排出ポンプ２０の排出性能の低下を防ぐことができ、サイホン現象をより早期に終了させ、溜水をボウル部１０内により早期に貯留して封水を形成することができる。仮に通気弁４０が排出ポンプ２０より上流側に配置される場合、排出ポンプ２０の作動により通気弁４０に負圧が生じるので、この負圧により通気弁４０が開弁し、空気が排水トラップ管路１１２に供給される。このように、排出ポンプ２０よりも上流側の通気弁４０から供給された空気が排出ポンプ２０内に侵入すると、排出ポンプ２０にエアロックが発生してしまい、排出ポンプ２０の排出性能が低下することとなる。
【0073】
また、第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１によれば、通気弁４０が、排水トラップ管路１１２の上昇部１１２ｂに配置されることにより、排水トラップ管路１１２における通気弁４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排出路内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本実施形態によれば、通気弁４０が排水トラップ管路１１２に排水トラップ管路１１２の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。仮に、排水トラップ管路１１２の下降部１２ｄに通気弁を配置した場合には、排水トラップ管路１１２における通気弁４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力に加え、排水トラップ管路１１２内の洗浄水のヘッド圧が作用する。よって、通気弁４０が排水トラップ管路１１２に排水トラップ管路１１２の外部から空気を取り入れにくくなり、洗浄水の圧力に打ち勝つように空気を導入できず、サイホン現象を終了できない恐れがある。
【0074】
また、第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１によれば、通気弁４０は、排出ポンプ２０がボウル部１０内の洗浄水を排出する際には、排出ポンプ２０による洗浄水の排出圧力により閉弁される。また、通気弁４０は、大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力で閉弁し、且つ開弁圧力以下の第２負圧領域圧力で開弁するように形成される。このように、本実施形態によれば、開弁圧力が大気圧より低い通気弁４０を用いた場合に、ポータブルトイレ装置１０１を設置する床面からの通気弁４０の高さが、通気弁４０の開弁圧力ヘッドより高くされる。これにより、本実施形態によれば、排水トラップ管路１１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
【0075】
次に、図１８により、本発明の第３実施形態によるポータブルトイレ装置を説明する。第３実施形態は、本発明によるポータブルトイレ装置の排水トラップ管路を異なる形状に形成した例である。図１８は本発明の第３実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
第３実施形態によるポータブルトイレ装置２０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
第３実施形態によるポータブルトイレ装置２０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
【0076】
排水トラップ管路２１２は、排水トラップの上昇部１２ｂと接続する頂部２１２ｃを備えている。頂部２１２ｃは、頂部２１２ｃの底面が上方へ向けて凸となる円弧を形成するような逆Ｕ字形状の折り返し部分を形成している。頂部２１２ｃを逆Ｕ字形状に形成することにより、洗浄水等を頂部２１２ｃを通してスムーズに排出しやすくなり、圧送しやすくすることができる。このように、排水トラップ管路１２は、上昇部１２ｂと、頂部２１２ｃと、下降部１２ｄとにより逆Ｕ字形状の排水トラップ構造を形成する。通気弁４０は、排水トラップ管路１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部２１２ｃに配置される。通気弁４０は、頂部２１２ｃの頂点と連結部２１２ｆにより接続される。頂部２１２ｃの底面の頂点の高さがボウル部１０の初期水位の溜水面Ｗ２０の高さとなっている。
【0077】
図１８に示すように、通気弁４０は、排水トラップ管路２１２の頂部２１２ｃと排水トラップ管路２１２の連結部２１２ｆを介して接続される。通気弁４０と排水トラップ管路２１２とは、連結部２１２ｆにより連通されている。連結部２１２ｆは、頂部２１２ｃの上流側の第１コーナー部と、頂部２１２ｃの下流側の第２コーナー部との間において排水トラップ管路２１２に接続される。
【0078】
連結部２１２ｆは、円管状の流路を形成し、頂部２１２ｃから垂直上方に所定高さ（所定長さ）まで延びている。連結部２１２ｆの所定高さは、排出ポンプ２０が最大圧力となる場合に排水トラップ管路２１２から連結部２１２ｆ側に上昇する洗浄水の水位の高さよりも高い高さに設定されている。連結部２１２ｆは、内径にその高さ（長さ）を乗じてもとめられる空気量を貯留している。連結部２１２ｆは、洗浄水が流入しようとする場合に、内部の空気が圧縮され、流入に抗する力を生じさせる。このように、連結部２１２ｆは、排出ポンプ２０により排水トラップ管路２１２内の洗浄水に圧力がかかった場合に洗浄水が排水トラップ管路２１２から通気弁４０まで流入しにくいように形成されている。
【0079】
図１８に示すように、連結部２１２ｆの内径は、排水トラップ管路２１２における連結部２１２ｆより上流側の流路の内径、例えばフィルタ２２の各孔の内径より大きく且つ連結部２１２ｆの接続される部分の排水トラップ管路２１２の内径以下である。フィルタ２２の各孔が、排水トラップ管路２１２の頂部２１２ｃより上流側の流路の最小内部断面積を形成している。
【0080】
第３実施形態によるポータブルトイレ装置２０１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置２０１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路２１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置２０１において、排水トラップ管路２１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路２１２に排水トラップ管路２１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【0081】
次に、図１９乃至図２２により、本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置を説明する。第４実施形態は、第１実施形態によるポータブルトイレ装置に異なるタイプの通気弁を適用した例である。
図１９は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図であり、図２０は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図であり、図２１は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図であり、図２２は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１内気室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
図１９は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図であり、図２０は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図であり、図２１は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図であり、図２２は本発明の第４実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１内気室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
【0082】
第４実施形態によるポータブルトイレ装置３０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第４実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
【0083】
図１９に示すように、ポータブルトイレ装置３０１は、さらに、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れる通気弁３４０を備えている。通気弁３４０は、排水トラップ管路１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部１２ｃに配置される。通気弁３４０は、排水管路１６に設けられていてもよい。
【0084】
通気弁３４０は、所定圧力、例えば設定場所の大気圧Ｐ０より小さい負圧により開弁する。通気弁３４０は、排出ポンプ２０が洗浄水を下流側に排出することにより、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有する。このような通気弁３４０の弁機構は、第２内気室３４６ｂが大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低い負圧領域圧力Ｐ５では開弁状態となるように形成されている。
【0085】
通気弁３４０には、いわゆるドルゴ通気弁が適用される。ドルゴ通気弁を適用した通気弁３４０は、弁座３４２と、弁座３４２に着座可能である弁部材３４４と、弁座３４２及び弁部材３４４を内部に収容するケーシング３４６とを備える。弁部材３４４は、リング状に形成されている。
【0086】
ケーシング３４６内は、弁座３４２及び弁部材３４４により区切られるような、排水トラップ管路１２側の第１内気室３４６ａと、弁部材３４４の背面側の第２内気室３４６ｂとを備えている。第１内気室３４６ａは、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃの連結部１２ｆと連通する。よって、第１内気室３４６ａの内部圧力は、排水トラップ管路１２の連結部１２ｆの内部圧力と連動する。第２内気室３４６ｂは、弁部材３４４の内側部分の連通孔３４５を介して第１内気室３４６ａと連通している。よって、第２内気室３４６ｂの内部圧力は、第１内気室３４６ａの内部圧力と連動する。通気弁３４０は、開弁圧力が大気圧Ｐ０となっている。
【0087】
図２０及び図２２に示すように、排水トラップ管路側の第１内気室３４６ａ内の空気圧が大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１である場合に、第２内気室３４６ｂの空気圧も圧力Ｐ１となり、弁部材３４４が、弁座３４２に着座して閉弁状態となる。圧力の上限は構造等の条件により設定される。
【0088】
図２１及び図２２に示すように、排水トラップ管路側の第１内気室３４６ａ内の空気圧が開弁圧力（大気圧Ｐ０）より小さい負圧領域圧力Ｐ５である場合には、第２内気室３４６ｂの空気圧も負圧領域圧力Ｐ５となり、弁部材３４４が、弁座３４２から離間して開弁状態となる。負圧領域圧力Ｐ５の下限は構造等の条件により設定される。負圧領域圧力Ｐ５は、大気圧Ｐ０より小さい負圧側の圧力範囲である。弁部材３４４が開弁状態となる場合、外部空気が、通気弁３４０の外部から主に第１内気室３４６ａに流入し、第１内気室３４６ａから排水トラップ管路１２の連結部１２ｆを介して頂部１２ｃに流入する。
【0089】
ポータブルトイレ装置３０１を設置する床面Ｆからの通気弁３４０の高さが、通気弁３４０の開弁圧力ヘッドより高くなっている。具体的には、通気弁３４０はこの床面Ｆより高く配置される。サイホン現象の発生時に、通気弁３４０の開弁圧力（大気圧）Ｐ０より小さい負圧が通気弁３４０にかかり、通気弁３４０が開弁される。よって、開弁圧力が大気圧Ｐ０とほぼ等しい通気弁３４０を用いているので、通気弁３４０を比較的低い場所に配置することができ、設計の自由度を増加させることができると共に、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、サイホン現象による負圧により開弁し、サイホン現象を終了させることができる。
【0090】
図１９に示すように、通気弁３４０は、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃと排水トラップ管路１２の連結部１２ｆを介して接続される。通気弁３４０と排水トラップ管路１２とは、連結部１２ｆにより連通されている。連結部１２ｆは、頂部１２ｃの上流側の第１コーナー部と、頂部１２ｃの下流側の第２コーナー部との間において排水トラップ管路１２に接続される。
【0091】
連結部１２ｆは、円管状の流路を形成し、頂部１２ｃから垂直上方に所定高さ（所定長さ）まで延びている。連結部１２ｆの所定高さは、排出ポンプ２０が最大圧力となる場合に排水トラップ管路１２から連結部１２ｆ側に上昇する洗浄水の水位の高さよりも高い高さに設定されている。連結部１２ｆは、内径にその高さ（長さ）を乗じてもとめられる空気量を貯留している。連結部１２ｆは、洗浄水が流入しようとする場合に、内部の空気が圧縮され、流入に抗する力を生じさせる。このように、連結部１２ｆは、排出ポンプ２０により排水トラップ管路１２内の洗浄水に圧力がかかった場合に洗浄水が排水トラップ管路１２から通気弁３４０まで流入しにくいように形成されている。
【0092】
図１９に示すように、連結部１２ｆの内径は、排水トラップ管路１２における連結部１２ｆより上流側の流路の内径、例えばフィルタ２２の各孔の内径より大きく且つ連結部１２ｆの接続される部分の排水トラップ管路１２の内径以下である。フィルタ２２の各孔が、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃより上流側の流路の最小内部断面積を形成している。
【0093】
なお、変形例として、通気弁３４０は、大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低い負圧領域圧力Ｐ５では開弁状態となるように形成されている弁機構を実現するダックビルバルブであってもよい。このようなダックビルバルブはゴムの弾性力でシールするようになっている。また、通気弁４０は、同様の弁機構を実現するものとして、開弁圧力が比較的小さくなるようなばねにより付勢することによりシールするばね式の弁であってもよい。
【0094】
また、変形例として、第４実施形態によるポータブルトイレ装置３０１の通気弁３４０を、第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１の通気弁４０に代えて、排出ポンプ２０より下流側の上昇部１１２ｂに配置してもよい。これにより、排水トラップ管路１２の上昇部１１２ｂには、連結部１１２ｆが接続され、この連結部１１２ｆが通気弁３４０と接続している。通気弁３４０が上昇部１１２ｂに配置されている場合においても、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁３４０がサイホン現象による負圧により開弁する。使用者が便器本体２を使用する前の待機状態の溜水面Ｗ１０は、連結部１２ｆの下端に位置する。通気弁３４０が、排水トラップ管路１２の上昇部１１２ｂに配置されることにより、排水トラップ管路１１２における通気弁３４０の配置部分において、サイホン現象による洗浄水の流れの圧力及び排水トラップ管路１１２内の洗浄水のヘッド圧が作用しにくくなる。よって、本実施形態によれば、通気弁３４０が排水トラップ管路１１２に排水トラップ管路１１２の外部から空気を容易に取り入れることができ、サイホン現象をより早期に終了させることができる。
【0095】
第４実施形態によるポータブルトイレ装置３０１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置３０１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置３０１において、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁３４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【0096】
次に、図２３により、本発明の第５実施形態によるポータブルトイレ装置を説明する。第５実施形態は、本発明によるポータブルトイレ装置の排水トラップ管路を異なる形状に形成すると共に通気弁をボウル部と排水トラップ管路とを接続する流路上に設けた例である。図２３は本発明の第５実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１は、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
【0097】
排水トラップ管路４１２は、ボウル部１０の底面に接続する接続部１２ａと、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部１２ｂと、排水トラップの最高部を形成する頂部４１２ｃと、上記頂部から下降する下降部１２ｄと、床面Ｆのわずかに上方且つ床面Ｆとほぼ平行に延びる横向部１２ｅと、上昇部１２ｂから頂部４１２ｃに曲がる第１コーナー部４１２ｆと、頂部４１２ｃから下降部に曲がる第２コーナー部４１２ｇと、を備えている。
【0098】
排水トラップ管路４１２は、少なくとも上昇部１２ｂと、第１コーナー部４１２ｆ、頂部４１２ｃ、第２コーナー部４１２ｇ及び下降部１２ｄとにより凸形状の排水トラップ構造を形成する。排水トラップ管路４１２は、逆Ｕ字形状の折り返し部分を形成している。排水トラップ管路４１２の頂部４１２ｃは、短い距離ながらも頂部４１２ｃの底面の接線が水平方向に延びるような横向部分を形成している。頂部４１２ｃは、変曲部分を構成している。頂部４１２ｃは、頂部４１２ｃの底面は平坦面として形成される。頂部４１２ｃの底面の高さがボウル部１０の初期水位の溜水面Ｗ０の高さとなっている。
【0099】
ポータブルトイレ装置１は、さらに、排水トラップ管路４１２に排水トラップ管路４１２の外部から空気を取り入れる通気弁４０を備えている。通気弁４０は、排水トラップ管路４１２とバッファ部４４１を介して接続される。より具体的には、通気弁４０と排水トラップ管路４１２とは、空気が連通するのに十分な内径の排出路側空気流路４４３ａと、バッファ部４４１により連通されている。バッファ部４４１は、通気弁４０から排水トラップ管路４１２に延びる流路の排水トラップ管路４１２との接続部分に形成されている。バッファ部４４１は、第１コーナー部４１２ｆと、第２コーナー部４１２ｇとの間の頂部４１２ｃにおいて排水トラップ管路４１２に接続される。
【0100】
バッファ部４４１は、円管状の流路を形成し、頂部４１２ｃから垂直上方に所定高さ（所定長さ）Ｇまで延びている。排出路側空気流路４４３ａがバッファ部４４１の頂部から横向きに延びている。バッファ部４４１の所定高さＧは、排出ポンプ２０が最大圧力となる場合に排水トラップ管路４１２からバッファ部４４１側に上昇する洗浄水の水位の高さよりも高い高さに設定されている。バッファ部４４１は、内径にその高さ（長さ）を乗じてもとめられる空気量を貯留する。バッファ部４４１は、洗浄水が流入しようとする場合に、内部の空気が圧縮され、流入に抗する力を生じさせる。このように、バッファ部４４１は、排出ポンプ２０により排水トラップ管路４１２内の洗浄水に圧力がかかった場合に洗浄水が排水トラップ管路４１２から通気弁４０まで流入しにくいように形成されている。
【0101】
バッファ部４４１の内径Ｉ１は、排水トラップ管路４１２の上流側の流路を形成するフィルタ２２の各孔２３の内径Ｉ２より大きく且つバッファ部４４１の接続される部分の排水トラップ管路４１２の内径Ｉ３以下である。バッファ部４４１の内径Ｉ１は、例えば１５ｍｍであり、各孔２３の内径Ｉ２は、例えば１０ｍｍであり、排水トラップ管路４１２の内径Ｉ３は、例えば２０ｍｍである。フィルタ２２の各孔２３が、排水トラップ管路４１２における頂部４１２ｃより上流側の流路の最小内部断面積を形成している。
【0102】
通気弁４０は、排水トラップ管路４１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部４１２ｃにバッファ部４４１を介して取付けられる。排水トラップ管路４１２に排水トラップ管路４１２の外部から空気を取り入れることには、排水トラップ管路４１２に排水トラップ管路４１２側から外部空気を取り入れることのみならず、排水トラップ管路４１２に排水管路１６側から外部空気を取り入れることも含む。すなわち、通気弁４０は、バッファ部４４１を介して排水管路１６に取付けられていてもよい。
【0103】
通気弁４０は、弁座４２と、弁座４２に着座可能である弁部材４４と、弁座４２及び弁部材４４を内部に収容するケーシング４６とを備える。ケーシング４６内には、弁座４２及び弁部材４４により区切られるような、排水トラップ管路１２側の第１室４６ａと、第１室４６ａとは逆の外気側の第２室４６ｂとが形成されている。第１室４６ａは、バッファ部４４１と連通する。よって、第１室４６ａの内部圧力は、排水トラップ管路４１２の内部圧力と連動する。一方、第２室４６ｂは、空気が連通するのに十分な内径のボウル部側空気流路４４３ｂを介してボウル部１０と連通する。よって、第２室４６ｂは、大気開放され、外気と連通する。なお、排出路側空気流路４４３ｂとボウル部１０との接続口は、吐水口１０ｃよりも上方に形成されている。このような構成によれば、仮に洗浄水が排水トラップ管路１２から通気弁４０に侵入した場合でも、洗浄水を通気弁４０からボウル部１０に排水させることができ、通気弁４０からボウル部１０外に漏水を生じることを抑制することができる。
【0104】
通気弁４０は、バッファ部４４１の頂部の高さ以上の高さに配置されているが、バッファ部４４１の頂部が頂部４１２ｃより上方に延びていれば、通気弁４０は、バッファ部４４１の頂部の高さよりも低い位置に配置されていてもよい。
【0105】
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１によれば、移動可能なポータブルトイレ装置４０１が、汚物を粉砕する粉砕装置１８と、勾配が付けられないような形で配置される可能性がある可撓性の管路部分を有する排水管路１６とを備え、ボウル部１０が排水トラップ管路４１２と排水管路１６と連通している。このようなポータブルトイレ装置４０１において、排水トラップ管路４１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、通気弁４０がサイホン現象による負圧により開弁する。よって、本実施形態によれば、排水トラップ管路４１２に排水トラップ管路４１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に終了させることができ、溜水をボウル部１０内に早期に貯留して封水を形成することができる。
【0106】
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１によれば、通気弁４０は、排水トラップ管路４１２とバッファ部４４１を介して接続されるので、排水トラップ管路４１２内の洗浄水が通気弁４０に侵入することを抑制することができる。
【0107】
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１によれば、バッファ部４４１の内径Ｉ１は、排水トラップ管路４１２におけるバッファ部４４１より上流側の流路の内径Ｉ２より大きいので、排水トラップ管路４１２におけるバッファ部４４１より上流側の流路を通過した汚物がバッファ部４４１に流入することを抑制すると共に、バッファ部４４１につまることを抑制することができる。さらに、バッファ部４４１の内径Ｉ１は、バッファ部４４１の接続される部分の排水トラップ管路４１２の内径Ｉ３以下であるので、排水トラップ管路４１２内の洗浄水がバッファ部４４１に侵入することを抑制することができる。
【0108】
仮にバッファ部４４１が第１コーナー部４１２ｆ又は第２コーナー部４１２ｇにおいて排水トラップ管路４１２に接続される場合、コーナー部において乱れた洗浄水がバッファ部４４１に侵入し、バッファ部４４１内の空気と洗浄水とが置換されることにより、バッファ部４４１内で洗浄水の水位が上昇する懸念がある。これに対し、第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１によれば、バッファ部４４１は、第１コーナー部４１２ｆと、第２コーナー部４１２ｇとの間の中央部分において排水トラップ管路４１２に接続されるので、バッファ部４４１は、洗浄水の流れが乱れやすいコーナー部には接続されないようになっている。よって、本発明によれば、排水トラップ管路４１２内の洗浄水がバッファ部４４１に侵入することを抑制することができる。
【0109】
第５実施形態によるポータブルトイレ装置４０１によれば、仮に洗浄水が排水トラップ管路４１２から通気弁４０に侵入した場合でも、洗浄水を通気弁４０からボウル部１０に排水させることができ、通気弁４０からボウル部１０外に漏水を生じることを抑制することができる。
【符号の説明】
【0110】
１ ポータブルトイレ装置
１ａ 車輪
２ 便器本体
４ 給水部
６ フレーム
６ａ フレーム基部
８ 給水管
１０ ボウル部
１０ｃ 吐水口
１０ｄ 汚物受け面
１２ 排水トラップ管路
１２ａ 接続部
１２ｂ 上昇部
１２ｃ 頂部
１２ｄ 下降部
１２ｅ 横向部
１２ｆ 連結部
１４ 溜水部
１６ 排水管路
１６ａ 管路部分
１６ｂ 配管
１８ 粉砕装置
２０ 排出ポンプ
２２ フィルタ
２４ 制御部
２６ 回転体
２８ 回転軸
３０ 電動モーター
３２ ポンプ室
３４ インペラ
３６ 回転軸
３８ 電動モーター
４０ 通気弁
４２ 弁座
４４ 弁部材
４６ ケーシング
４６ａ 第１室
４６ｂ 第２室
１０１ ポータブルトイレ装置
１１２ 排水トラップ管路
１１２ｂ 上昇部
１１２ｆ 連結部
２０１ ポータブルトイレ装置
２１２ 排水トラップ管路
２１２ｃ 頂部
３０１ ポータブルトイレ装置
３４０ 通気弁
３４２ 弁座
３４４ 弁部材
３４６ ケーシング
３４６ａ 第１内気室
３４６ｂ 第２内気室
４０１ ポータブルトイレ装置
４１２ 排水トラップ管路
４１２ｃ 頂部
４１２ｆ 第１コーナー部
４１２ｇ 第２コーナー部
４４１ バッファ部
４４３ａ 排出路側空気流路
４４３ｂ ボウル部側空気流路
Ａ 汚物
ａ 汚物
Ａ１ 矢印
Ａ２ 矢印
Ａ３ 矢印
Ａ４ 矢印
Ａ５ 矢印
Ｂ 洗浄水
Ｃ 洗浄水
Ｃ１ 矢印
Ｃ２ 矢印
Ｄ１ 矢印
Ｄ２ 矢印
Ｄ３ 矢印
Ｄ４ 矢印
Ｄ５ 矢印
Ｆ 床面
Ｈ クラッキンング圧力水頭
Ｐ０ 大気圧
Ｐ１ 圧力
Ｐ２ 第１負圧領域圧力
Ｐ３ 第２負圧領域圧力
Ｐ４ 開弁圧力
Ｐ５ 負圧領域圧力
Ｑ 建物
Ｓ 設備配管
Ｖ１ 容積
Ｖ２ 合計容積
Ｗ０ 溜水面
Ｗ１ 溜水面
Ｗ２ 溜水面
Ｗ３ 水位面
Ｗ４ 水位面
Ｗ５ 水位面
Ｗ６ 水位面
Ｗ７ 水位面
Ｗ１０ 溜水面
１ａ 車輪
２ 便器本体
４ 給水部
６ フレーム
６ａ フレーム基部
８ 給水管
１０ ボウル部
１０ｃ 吐水口
１０ｄ 汚物受け面
１２ 排水トラップ管路
１２ａ 接続部
１２ｂ 上昇部
１２ｃ 頂部
１２ｄ 下降部
１２ｅ 横向部
１２ｆ 連結部
１４ 溜水部
１６ 排水管路
１６ａ 管路部分
１６ｂ 配管
１８ 粉砕装置
２０ 排出ポンプ
２２ フィルタ
２４ 制御部
２６ 回転体
２８ 回転軸
３０ 電動モーター
３２ ポンプ室
３４ インペラ
３６ 回転軸
３８ 電動モーター
４０ 通気弁
４２ 弁座
４４ 弁部材
４６ ケーシング
４６ａ 第１室
４６ｂ 第２室
１０１ ポータブルトイレ装置
１１２ 排水トラップ管路
１１２ｂ 上昇部
１１２ｆ 連結部
２０１ ポータブルトイレ装置
２１２ 排水トラップ管路
２１２ｃ 頂部
３０１ ポータブルトイレ装置
３４０ 通気弁
３４２ 弁座
３４４ 弁部材
３４６ ケーシング
３４６ａ 第１内気室
３４６ｂ 第２内気室
４０１ ポータブルトイレ装置
４１２ 排水トラップ管路
４１２ｃ 頂部
４１２ｆ 第１コーナー部
４１２ｇ 第２コーナー部
４４１ バッファ部
４４３ａ 排出路側空気流路
４４３ｂ ボウル部側空気流路
Ａ 汚物
ａ 汚物
Ａ１ 矢印
Ａ２ 矢印
Ａ３ 矢印
Ａ４ 矢印
Ａ５ 矢印
Ｂ 洗浄水
Ｃ 洗浄水
Ｃ１ 矢印
Ｃ２ 矢印
Ｄ１ 矢印
Ｄ２ 矢印
Ｄ３ 矢印
Ｄ４ 矢印
Ｄ５ 矢印
Ｆ 床面
Ｈ クラッキンング圧力水頭
Ｐ０ 大気圧
Ｐ１ 圧力
Ｐ２ 第１負圧領域圧力
Ｐ３ 第２負圧領域圧力
Ｐ４ 開弁圧力
Ｐ５ 負圧領域圧力
Ｑ 建物
Ｓ 設備配管
Ｖ１ 容積
Ｖ２ 合計容積
Ｗ０ 溜水面
Ｗ１ 溜水面
Ｗ２ 溜水面
Ｗ３ 水位面
Ｗ４ 水位面
Ｗ５ 水位面
Ｗ６ 水位面
Ｗ７ 水位面
Ｗ１０ 溜水面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】