JPH04247133A - 衛生容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地球下重力より小さい
重力下の環境に用いられる衛生容器に係り、特に地球外
の地球型惑星・衛星の表面に設置される有人宇宙基地用
衛生設備における大便用水洗式の衛生容器に関するもの
である。

【０００２】内惑星・月・火星・小惑星・木星以遠の諸
惑星の衛星などの表面に存在する資源の獲得がそれらの
天体の詳細な科学的探査とならんで近年注目を集めてい
るが、いずれの活動においてもその天体表面に有人基地
を設営することが成否を決する上で極めて重要なステッ
プとなる。

【０００３】その一方で、表面重力・大気組成・大気圧
その他の物理的特性が地球と異なり、かつ人間が生命維
持のために利用できる水等のリソース量が限られている
それらの天体上で人間の生命と生活を保証する有人基地
の衛生設備の設計は充分に行われているとは言い難い。

【０００４】かかる事情の下、一般に地球よりも重力が
小さく、気圧が無視しうるほど低いこれらの天体上で必
要となる、物理的に閉鎖された有人基地内で使用が可能
な衛生容器が求められている。

【０００５】

【従来の技術】従来、図６乃至図８に示すような衛生容
器が知られている。図６は地球上で一般に使用される水
洗式の衛生容器を示すものである。

【０００６】即ち、床面６１に設置された便器６０内の
Ｕ字型の配管６３の内部には重力によって常時、水６６
が溜まっており、排泄物は一時的にその部分に保持され
臭気の防止が行われ、その後水タンク６４からバルブ６
５を開いて大量の水を便器６０内に供給し、その便器６
０内に溜まっていた水６６と共に便器６０外へと排出さ
れる。排出先には汚染処理シスナム６２が備えられ、所
定の浄化処理を施し廃棄される。

【０００７】図７は宇宙送還機・宇宙ステーションで使
用される衛生容器を示すものである。宇宙環境において
は微小重力下状態となるので、水洗式ではなくエアによ
って排泄物、特に大便の排泄処理が行われる。即ち、大
便は図示しない送風ファンによって便器７０内部に作ら
れた気流にのって運ばれ、内部で回転制御部７２の制御
に基づき回転する羽根７１の遠心力で粉砕されつつ、便
器７０の内壁に付着させる。付着された大便はその内壁
と密着しつつ移動するワイパ７８によって掻き取られ、
図示しない回収箱に回収・保管される。一方、悪臭を帯
びた空気はフィルタ７３を介してポンプ７４の吸引によ
り除臭システム７６に送られ、除臭処理が終了すると排
出口７７から室内に排出される。

【０００８】図８は潜水艦内で使用される衛生容器を示
すものである。即ち、潜水艦内では重力があり、前記に
て説明した水洗式の衛生容器と同様の設備が可能である
が（従って、図６に対応する部分の説明は省略する）、
揺れへの対応が必要とされている。地上では水に浸され
た大便はその水ごと大量の水によって押し流されている
のに対して、ここでは便器８０は気密性の蓋８４を持ち
、水の代わりに圧搾空気タンク８７およびポンプ８８を
設け、バルブ８６の開動作に基づいて圧搾空気を供給し
排泄物の排出が行われる。尚、本例においても水タンク
９１とポンプ９０およびバルブ８９は設けられているも
のの、この水タンク９１は便器８０内に臭気対策として
の少量の水を供給するためのものでしかない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来例を地球外
惑星有人基地に適用すると以下のような問題が生ずる。 図６に示すような地上で一般に使用される水洗式の衛生
容器では、基地内の資源は限られているにもかかわらず
その運用に大量の水を必要とする。ついで、重力を用い
て水に勢いを付け水洗に利用しているが、この方法は地
球より重力の小さい惑星上では使用できない。

【００１０】また図７に示すような宇宙送還機・宇宙ス
テーションで使用される衛生容器では、大便の搬送に気
流を使用しているため、室内への悪臭の充満を防ぐ対策
として大量の空気の除臭をする必要が生ずる。短期間の
運用しかしない宇宙送還機や地球からの物資の供給を頻
繁に行える宇宙ステーションでは除臭のために必要な消
耗品の補給が可能だが、宇宙ステーション以遠の有人基
地ではこれは困難である。

【００１１】また図８に示すような潜水艦内で使用され
る衛生容器では、便器内での細菌繁殖や汚染に対する特
別な対応策がないために地球外惑星用有人基地への適用
が困難である。更に、補修を簡単にすることが意識され
た設計になっていないため、長時間メンテフリーナンス
かまた容易なメンテナンスで稼働することが望ましく、
これもまた当該基地内への適用が困難である。

【００１２】従って、本発明は地球外惑星有人基地に適
用されうる衛生容器を実現することを目的とするもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、図１に示す
構成によって達成される。即ち、図１に示す衛生容器１
は本体２と、該本体２内を気密にする気密蓋３とにより
構成されており、この本体２に対してその殺菌用の加熱
処理を行う熱供給部７と、該本体２内の排泄物を当該本
体２外へ強制的に排出する圧搾空気を供給する圧搾空気
供給部８と、該圧搾空気を用いて該排泄物の排出を行う
際に、該本体２内の臭気を防ぐと共に、その排出作用を
援助する水を供給する水供給部９と、該本体２の排水出
口に設けられ、該衛生容器１の使用状態によって開閉さ
れる気密シャッタ１０とが設けられている。

【００１４】

【作用】即ち、本発明においては、第１に決して０では
ない重力を利用して臭気を防ぐ水を本体内に溜めておく
ことで臭気の問題を解決することができる。

【００１５】第２に衛生容器使用直後に、気密蓋を閉じ
た状態で且つ気密シャッタを開けた状態で圧搾空気を供
給し排泄物を排出することで水を必要最小限に抑えるこ
とができる。更に衛生容器内の水は上記臭気を防止する
だけでなく、圧搾空気の空気漏れを防ぐことで排出作用
を援助している。

【００１６】第３に上記圧搾空気によって排泄物の排出
が行われた直後に、熱供給部によって本体内に熱を加え
殺菌処理を行うため、細菌の繁殖および汚染に対する対
策がなされる。

【００１７】第４に衛生容器未使用時においては、本体
の排出出口に設けられた気密シャッタを閉じることで常
時本体内に水を溜めることができるため、清掃も容易と
なる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図２乃至図５
を用いて詳細に説明する。図２は本発明の第１の実施例
を示す図である。

【００１９】図３は本発明のシステムブロック図である
。図４は本発明の第２の実施例を示す図である。図５は
本発明の第３の実施例を示す図である。

【００２０】図２と図４および図５において、同一符号
を付したものは同一対象物をそれぞれ示すものである。 図２に示すように、基地内の床面２４に設置される便器
２０は、その内部に大便が一時蓄えられる部屋２０ｃを
有し、通常はこの部屋２０ｃには少量の残留水２７を蓄
えられ、一方の面にその部屋２０ｃに通ずる穴を有する
便座２０ｂが形成されている。そして、その便座２０ｂ
の一端に軸２０ａが設けられ、便器２０との気密を図る
気密蓋２１が取りつけられている。気密蓋２１の便座側
面には、その便座２０ｂと全周に渡って接触するシール
材２１ａが設けられている。

【００２１】上記便器２０の便座形成面と反する面に汚
水処理システム２２に繋がる穴が形成されており、その
便器２０の排出出口には便器２０の使用状態によってそ
の開閉動作がなされる気密シャッタ２５が形成されてい
る。便器２０と汚水処理システム２２とは直線的な配管
２３によって接続されている。

【００２２】一方、便器２０にはその部屋２０ｃ内に残
留水２７を供給するための水タンク３４とポンプ３３お
よびバルブ３２が配管を介して便器２０内の供給口２０
ｅから部屋２０ｃへと供給される。

【００２３】また、大便を便器２０の外に排出するため
に圧搾空気を供給するためのポンプ３１と圧搾空気タン
ク３０およびバルブ２９が配管を介して便器２０内の供
給口２０ｄから部屋２０ｃへと供給される。この圧搾空
気の供給口２０ｄはできる限り便座２０ｂに近い部分に
設けられているのが望ましく、従ってその供給口は２０
ｄは水の供給口２０ｅの上方に設けられている。

【００２４】また、上記部屋２０ｃの中にはその一例と
して部屋２０ｃの内壁に溝を形成し、その中に部屋２０
ｃ内の圧力および温度を監視するセンサ２０ｆを埋設し
、そのセンサ２０ｆから送られる信号を圧力・温度モニ
タ２８にてモニタする。尚、このセンサ２０ｆが取りつ
けられる構成としては、上記の他に内壁に直接取りつけ
る構成としてもよい。

【００２５】更に、便器２０の部屋２０ｃ内の乾燥およ
び便器使用後の殺菌を行うために、便器２０内に電熱線
２６を設け、この電熱線２６を発熱させるようにしてい
る。この電熱線２６は部屋２０ｃ内の壁面に沿って、お
よびできれば便座２０ｂに沿って設けられることが衛生
上好ましい。

【００２６】以下、本衛生容器の使用時の動作について
図２及び図３を用いて説明する。本衛生容器の使用前は
便器２０の排出出口に設けられる気密シャッタ２５は閉
じられた状態にあり、この部屋２０ｃと気密シャッタ２
５との間には水タンク３４よりポンプ３３およびバルブ
３２の制御に基づいて少量の水２７が蓄えられており、
使用しない通常の場合は便器２０に気密蓋２１を閉じた
状態となっている。

【００２７】本衛生容器を使用する場合は、気密蓋２１
を開けて使用し、使用後は気密蓋２１を閉じて後処理用
のボタン１００を押す。すると、ボタン１００からの信
号は圧力・温度モニタ１０１へ送られ、現在の部屋２０
ｃの状態が監視される。一方、ボタン１００からの信号
は制御部１０２にも送られ、制御部１０２の制御信号に
基づき気密シャッタ制御部１０４が気密シャッタ２５を
開状態にするように制御する。気密シャッタ２５が開状
態となるのと同期して圧搾空気供給制御部１０６にも制
御部１０２から制御信号が送られる。この制御信号に基
づき圧搾空気供給制御部１０６は圧搾空気を供給する上
で直接的な制御元となるバルブ２９を開く。すると、配
管を介して便器２０の部屋２０ｃ内に供給口２０ｄから
圧搾空気が供給される。よって、大便を部屋２０ｃ内の
水２７と共に配管を介して汚水処理システム２２へと排
出することができる。この時、水２７を予め部屋２０ｃ
内に溜めておくことによって大便と圧搾空気との間によ
る不要な隙間を無くすことができるため、大便を汚水処
理システム２２に排出する場合にその排出作用を助ける
ことができる。更に、この時の圧搾空気の圧力を圧力・
温度モニタ２８によって監視し、圧力が低下している場
合についてはフィードバック制御が行われる。大便を排
出した後は逆流を防ぐために直ちに気密シャッタ制御部
１０４の制御に基づき気密シャッタ２５が閉状態とされ
る。

【００２８】大便を排出を行った後に制御部１０２から
の制御信号に基づき熱供給制御部１０５を動作させる。 熱供給制御部１０５の制御に基づき電熱線２６を発熱さ
せ、便器２０における部屋２０ｃの内壁を数十秒間８０
度〜１２０度に熱して乾燥および殺菌処理を行う。この
温度については特に留意する必要があるため、上記説明
した圧力・温度モニタ２８によって監視する必要がある
。上記便器２０に熱が供給された後に、制御部１０２の
制御に基づき水供給制御部１０７を動作させ、この水供
給制御部１０７の制御によってバルブ制御部１０９およ
びポンプ制御部１１０とを動作させる。ポンプ制御部１
１０によって水を排出するポンプ３３を動作させ、一方
バルブ制御部１０９によって便器２０の部屋２０ｃ内に
水を供給する上での直接的な制御元となるバルブ３２を
開く。すると、配管を介して便器２０の部屋２０ｃ内に
供給口２０ｅから水が１リットルから３リットル程度供
給され、先に説明した使用後の制御によって閉じられた
気密シャッタ２５との間にその水２７が蓄えられる。

【００２９】上記気密シャッタ開閉制御他については全
て制御部１０２と時間的制御を有するプログラム１０１
に基づいてその処理が行われるものであるが、特に熱監
視に伴う特別な異常状態の場合等については強制的にそ
の処理を停止させる。

【００３０】尚、便器２０内のメンテナンスについては
気密蓋を開けた状態で行われ、その時は便器２０の内部
に水２７があるため、メンテナンスも行い易い。上記第
１の実施例については便器２０における部屋２０ｃ内を
乾燥・殺菌する熱源として電熱線２６を用いたが、その
他図４に示す第２の実施例および図５に示す第３の実施
例のようにすることも可能である。

【００３１】つまり、第２の実施例においては、マイク
ロ波を利用したマグネトロン３５を構成したものであり
、第３の実施例においては有人基地内のその他の熱源３
６、例えば汚水処理システムの排熱、電装系の排熱等か
らヒートパイプ３８およびバルブ３７，３９を介して本
衛生容器まで輸送するようにしている。第３の実施例に
おいては新たに熱源を設ける必要がないためシステムの
有効利用を図ることができる。尚、第２および第３の実
施例において、第１の実施例と同一構成の部分について
は、その説明を省略する。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、地球よりも重力が小さく、人間の居住空間が
狭く、使用できるリソースが限られた環境下において、
汚染や悪臭の発生を抑え、メンテナンス作業の作業性を
向上させ、乗員のパフォーマンスのレベルを高く保つ、
地球外惑星有人基地用の衛生容器が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図３】本発明のシステムブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図６】第１の従来例を示す図である。

【図７】第２の従来例を示す図である。

【図８】第３の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１　　衛生容器，　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２　　本体，３　　気密蓋，　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　４　　汚水処理シ
ステム， ５　　床面，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　６　　配管，７　　熱供給部，　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　８　　圧搾空気
供給部， ９　　水供給部，　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１０　　気密シャッタ，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地球下重力より小さい重力下の環境に
   用いる衛生容器（１）において、前記衛生容器（１）は
   本体（２）と、該本体（２）内を気密にする気密蓋（３
   ）とにより構成され、該本体（２）に対し、殺菌用の加
   熱処理を行う熱供給部（７）と、該本体（２）内の排泄
   物を当該本体（２）外へ強制的に排出する圧搾空気を供
   給する圧搾空気供給部（８）と、該圧搾空気を用いて該
   排泄物の排出を行う際に、該本体（２）内の臭気を防ぐ
   と共に、その排出作用を援助する水を供給する水供給部
   （９）と、該本体（２）の排出出口に設けられ、該衛生
   容器（１）の使用状態によって開閉される気密シャッタ
   （１０）と、を有してなることを特徴とする衛生容器。