Brevet FR2432292A1 — publié le 19800229

La présente invention concerne un appareil de douche, ainsi que le procédé mis en oeuvre pour l'utilisation de cet appareil. La récente et très forte augmentation du prix du pétrole a entrané, au cours de ces dernières années, à rechercher tous les moyens possibles permettant d'économiser l'énergie, aussi bien au niveau industriel, qu'au niveau domestique. Or, une des dépenses non négligeable d'énergie domestique, est liée à la-consommation d'eau chaude dans les salles de bains, et-particulièrement dans les cabines de douches, dans lesquelles l'énergie transportée dans l'eau--chau- de est perdue dès son arrivée dans le bac à douche. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et concerne, à cet effet, un appareil de douche capable de délivrer un débit d'eau continu à température constante, avec un minimum de dépense d'eau et de chaleur. Cet appareil est caractérise en ce qu'il se compose d'une cabine de douche comportant un bac à douche et une pomme de douche ainsi que d'un circuit de recirculation et régulation susceptible de récupérer l'eau tombée dans le bac à douche pour la réintroduire dans la cabine de douche par la pomme de douche dans des conditions prédéterminées de température et de pression, Cet appareil concilie les objectifs de confort, de sécurité, de facilité d'installation et d'emploi, ainsi que d'économie d'énergie qui le rendent particulièrement apte à résoudre des problèmes, tels que le lavage des jeunes enfants et des personnes agées ou handicapées, la-rénovation de salles d'eau.dans les logements et hôtels anciens, la détente des personnes surmenées physiquement ou intellectuellement, l'gré ment des personnes soucieuses de leur bien-être, etc Selon une autre caractéristique de l'invention.,le circuit de recirculation et régulation se compose d'une conduite principale constituée par une conduite d'arrivée d'eau reliée à la pomme de douche et une conduite de retour comportant une pompe de circulation susceptible de récupérer l'eau tombée dans le bac à douche pour la réintroduire dans la conduite d'arrivée d'eau, de conduites secondaires susceptibles d'introduire de-l'eau chaude ou froide provenant d'un réseau extérieur dans la conduite principale à laquelle elles sont reliées par l'intermédiaire de vannes d'introduction dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par des organes de détection de la température qui détectent la température de l'eau circulant dans la conduite principale et la comparent à une température de consigne prédéterminée, ainsi que d'une conduite de vidange reliée à la conduite principale par l'intermédiaire d'une vanne d'aiguillage. Ainsi, cet appareil est susceptible, dès que les conditions de température sont obtenues, de fonctionner, pratiquement en circuit fermé, et par suite, de diminuer dans une proportion extrêmement importante, les pertes d'eau chaude et, par suite, d'énergie inévitables dans les appareils de douche du type classique. En effet, une fois que l'air contenu dans la cabine est réchauffé et humidifié, les pertes d'énergie dans la cabine, et par suite la baisse de température devient très faible, et peut, le cas échéant, être compensée par un dispositif, tel qu'une résistance chauffante, introduite dans les canalisations du circuit de recirculation et régulation. Dans cet appareil, une fois que l'utilisateur aura terminé de prendre sa douche, il lui suffira, grâce à un des positif spécial qui sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé, de commander l'arrêt du cycle de recirculation et régulation et la vidange de l'appareillage; pour permettre d'effectuer cette opération de vidange dans les meilleures conditions possibles, et en particulier pour refouler l'eau vers l'extérieur avec un débit acceptable, la conduite de vidange comporte un bac tampon permettant de faire varier le débit de cette eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de détection de la température se composent d'un thermomètre ou d'un thermostat à contact minium et maximum, commandant l'ouverture ou la fermeture des vannes d'introduction d'eau chaude ou d'eau froide, dès que la température qu'ils détectent, s'écarte d'un domaine prédéterminé situé autour de la température de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite secondaire d'introduction d'eau chaude se subdivise en sa partie aval, en deux conduites reliées chacune à une vanne d'introduction et susceptibles de fournir de l'eau chaude dans la conduite principale à des débits différents en fonction de la phase de fonctionnement considérée. Le grand débit sert à introduire rapidement la quantité d'eau nécessaire au remplissage des circuits et au réchauf- fage, tandis que le petit débit permet d'ajuster finement la température pendant l'utilisation effective. Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite principale comporte un thermomètre ou un thermostat de sécurité susceptible de provoquer l'arrêt de la pompe de circulation et la fermeture des vannes d'introduction d'eau chaude. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pomme de douche comporte deux compartiments dont l'un délivre un jet d'eau sous pression dirigé sur l'utilisateur, tandis que l'autre délivre un jet tangent aux parois de la cabine de façon qu'il n'y ait pas de contact entre ce jet et la personne qui s'apprête à prendre sa douche, l'eau provenant de la conduite d'arrivée étant envoyée dans l'un ou l'autre de ces compartiments par l'intermédiaire d'une vanne de distribution. Cette disposition permet, comme il s-era décrit plus en détail dans la suite de cet exposé, à l'utilisateur qui stapprete à prendre sa douche, de commander l'opération d'établissement de la température optimale, sans risquer de rece voter un jet d'eau trop chaude ou trop froide, et, lorsque les conditions optimales seront établies, par une simplex commande manuelle, de diriger le jet sur lui de façon à pouvoir prendre sa douche dans les meilleures conditions possibles de confort. Pour améliorer ençoreîe confort de l'utilisateur on munit la conduite d'arrivée d'eau d'une vanne de décharge permettant de régler le débit d'eau arrivant dans la pomme de douche. Cette conduite d'arrivée-d'eau d'eau sera, de préférence, et comme dans les installations classiques, constituée par une canalisation souple réglable en hauteur par coulissement le long d'un support adéquat. Selon une autre caractérist-ique de l'invention, le circuit de régulation comporte un circuit de commande se composant d'organes hydrauliques associés à des organes électriques et commandés manuellement par l'intermédiaire d'un distributeur placé dans la cabine de douche, la cabine de douche ne comportant que des organes hydrauliques afin de satisfaire les règles de sécurité. En effet, pour satisfaire à la législation, et aux règles de sécurité les plus élémentaires, il est indispensable qu'aucun organe électrique ne se trouve à l'intérieur d'un volume donné entourant la cabine de douche, et ce, pour éviter tout danger d'électrocution de l'utilisateur, si celuici venait malencontreusement à toucher un tel organe. Le distributeur hydraulique, alimenté extérieurement en eau froide, permet à l'utilisateur de commander le fonctionnement de l'ensemble du dispositif, sans être à aucun moment en contact avec un organe électrique quel qu'il soit. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit décommande du circuit de régulation comporte, un châssis de relayage qui reçoit les informations transmises par le distributeur et les organes de détection et commande en retour les vannes du circuit. La présente invention concerne aussi, le procédé mis en oeuvre par l'utilisation de l'apparéil qui a été décrit ci-dessus. Comme il ressort assez clairement de ce qui précède, ce procédé est caractérisé en ce que, dans une première phase, on introduit de l'eau dans l'appareil, on la met en circulation, on l'ajuste en température et on-la pulvérise dans la cabine, de telle sorte qu'il n'y ait pas de contact entre le jet et la personne qui s'apprête à prendre sa douche, mais que l'air contenu dans la cabine soit réchauffé et humidifié de façon à ne plus constituer un consommateur d'énergie calorifique important dans la phase suivante; dans une seconde phase, on maintien l'eau en circulation, en circuit fermé, et on dirige le jet sur l'utilisateur, et dans une troisième phase, on évacue l'eau utilisée de l'appareil. Une opération de lavage comprend normalement la répétition de ces trois phases.Pendant le premier cycle, les produits de lavage corporel sont introduits dans la circulation d'eau. Le second cycle est un cycle de rinçage. Ce procédé qui fonctionne, dans sa plus grande partie, en circuit quasi-fermé, permet de réaliser une économie d'énergie dans des proportions particulièrement importantes. L'appareil ainsi que le procédé qui font l'objet de la presente invention seront decrits plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 7 est une vue schématique des circuits d'utilisation de l'appareil qui fait l'objet de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique des circuits de-commande de cet appareil, - les figures 3 et 4 constituent des variantes de réalisation de ce circuit. Dans ces figures, les traits pleins representent les circuits hydrauliques, tandis que les traits pointilles représentent les circuits électriques. Selon la figure 1, l'appareil de douche qui fait l'objet de l'invention se compose d'une cabine de douche A, comportant un bac à douche B et une pomme de douche C ainsi que d'un circuit de recirculation et régulation D qui sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé, et qui est susceptible de récupérer leeau tombée dans le bac à douche B pour la réintroduire dans la cabine de douche A par la pomme de douche C dans des conditions prédéterminées de température et de pression. Le circuit de recirculation et régulation D, se compose, d'une manière tout à fait générale, d'une conduite prin cipal 1 dans laquelle liteau circule dans le sens indiqué par les flèches, et- qui est constituée d'une conduite d'arrMvde d?eau reliée à la pomme de douche C, et d'une conduite de retour 3 comportant une pompe de circulation 4 qui récupère l'eau tombée dans le bac à douche B, pour la réintroduire dans la conduite d'arrivée d'eau 1. Le bac tampon comporte aussi, placées en dérivation sur la conduite principale 1, une conduite secondaire 4 et une conduite secondaire 5, respectivement susceptibles d'introduire de l'eau chaude et de l'eau froide aux conditions habituelles de température et de pression des réseaux domestiques, dans la conduite principale 1 à laquelle elles sont reliées par l'intermédiaire de vannes d'introduction 6, 7 et 8, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par des organes de détection de la température 9 et 10 qui détectent la temperature de l'eau circulant dans la conduite principale 1 et la comparent à une température de consigne prédéterminée To L'organe de detection 10, est egalement un thermomètre ou un thermostat qui est utilise en sécurité pour provoquer l'arrêt de la pompe 4, et la fermeture des- -vannes d'ar rivée-dseau chaude 7 et 8. Les canalisations secondaires d'introduction d'eau chaude et d'eau froide 4 et 5, sont munies de robinets d'arrêt 11 et 12, placés en amont des vannes 6, 7 et 8. La conduite d'introduction d'eau chaude 4, se subdivise, en sa partie aval, en deux conduites 40 et 41 respectivement reliées aux vannes d'introduction 7 et 8, et susceptibles de fournir de l'eau chaude dans la conduite principale à des débits différents, en fonction de la phase de fonctionnement d un débit important pendant la phase de remplissage et de réchauffage, un débit réduit pendant la phase de recirculation et de maintien en température. Le circuit de recirculation et régulation comporte également, branchée en dérivation sur la conduite principale 1, une conduite de vidange 13 reliée àun un siphon de vidange 14, et permettant aux eaux usées de s'écouler vers l'extérieur, lorsque l'utilisateur a fini de prendre sa douche Une vanne d'aiguillage 15 permet de diriger, selon la volonté de l'utilisateur, et d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé, l'eau provenant du bac à douche D par l'intermédiaire de la conduite de retour 3, soit vers la conduite d'arrivée 2 pour la réintroduire dans le circuit par l'intermédiaire de la pomme de douche C, soit vers la conduite de vidange 13, qui comporte un bac tampon 16 d'où elle pourra s'écouler avec un débit acceptable vers le siphon de vidange 14. Une conduite diaphragmée 17 sert lorsque l'utilisateur a fini de prendre sa douche, à vider la canalisation 2 En outre, un manostat 18 règle à une pression légè- rement inférieure à la pression de refoulement de la pompe, permet d'arrêter la pompe 4 en fin de vidange. Pour améliorer les conditions d'utilisation, la pomme de douche C se subdivise en deux compartiments 18 et 19. Le compartiment 18 délivre un jet tangent aux parois 20 de la cabine de douche A, tandis que le compartiment 19 délivre le jet d'utilisation L'alimentation de l'un ou l'autre de ces compartiments 18 et 19 est déterminez par une vanne d'aiguillage 21 do-nt la position est liée au cycle general de fonctionnement, comme il sera exposé plus loin. L'ensemble de ces trois organes est relié par une canalisation souple 22 à la conduite d'arrivée d'eau 2 et réglable en hauteur par coulissement le long d'un support 23. L'intensité du jet obtenu est réglable au moyen d'une vanne de décharge 24. Selon la figure 2, le circuit de recirculation et regulation comporte un-circuit de commande se composant d'organes hydrauliques associés à des organes électriques, et commandés manuellement par l'intermédiaire d'un distributeur 25 placé dans la cabine de douche A qui ne comporte elle mbme que des organes hydrauliques, afin de satisfaire les règles de sécurité. Ce distributeur 25 est alimenté en eau froide utili sée comme fluide moteur par la liaison 26. Les liaisons 27, 28 et 29, permettent à l'utilisateur, de commander les contacts manomètriques 30, 3f et 32 qui correspondent respectivement à l'établissement de la phase de remplissage et mise en température, à la phase de recirculation et à la phase de vidange. Ces contacts 30, 31 et 32 ainsi que les informations transmises par les organes de détection 9 et 10? sont reçus par un chassies de relayage 33 qui, en retour, alimente la pompe 4 ainsi que les vannes du circuit, selon les critères figurant en annexe 1. Le fonctionnement de l'ensemble de lflappareil, sera décrit plus en détail dans l'exposé ci--dessous, se référant plus précisément aux différentes phases du circuit d'utilisation. En effet, et comme il ressort de l'exposé qui précède, le déroulement de l'opération de douche, peut se décomposer schématiquement en trois phases Dans une première phase, l'utilisateur place le distributeur 25 dans la position correspondant à l'enclenchement du contact manomètrique 30, ce qui a pour effet, par l'intermédiaire des différents organes actionnés par le relayage, d'introduire l'eau dans l'appareil, de la mettre en circulation, de l'ajuster en température et de la pulvériser dans la cabine, sans qu'il y ait contact entre lui-meme et le jet, mais de sorte que liair contenu dans la cabine soit réchauffé et humidifié de façon à ne plus constituer un consommateur d'énergie calorifique important dans la phase suivante. Dans une seconde phase, l'utilisateur place le distributeur 25 dans la position correspondant à l'enclenchement de contact manomètrique 31, ce qui a pour effet, par l'intermédiaire des différents organes actionnés par le relayage, de maintenir la temperature et la circulation de l'eau et d'orienter le jet vers lui-moeme. Dans une troisième phase, l'utilisateur place le distributeur 25 dans la position correspondant à l'enclenche- ment du contact manomètrique 32, ce qui a pour effet, par l'intermédiaire des différents organes actionnés par le relayage de vidanger l'eau contenue dans l'appareil. Il convient de rappeler, que toutes les opérations commandées manuellement par l'utilisateur, à partir du distributeur 25, sont transmises au châssis de relayage 23 qui, en retour, alimente la pompe 4, les électro-vannes 15, 21, 6, 7 8, ainsi qu'une électro-vanne pilote 34 qui commande la vanne 21, avec l'eau froide comme fluide moteur. Les décharges du distributeur 25 et de l'électro-vanne 34 sont regroupées dans la liaison 35 des conduites au bac tampon 16. La position des différents organes est donnée dans le tableau figurant dans l'annexe 1, dans lequel, To désigne la température de consigne, To+ la température correspondant au contact maximum de organe de détection 9, To la température correspondant au contact minimum de cet organe de détection, to le temps nécessaire à l'homogenéisation de la température du circuit -après fermeture des vannes 6 et 7, po la pression de déclenchement du manostat 18, p la pression au refoulement de la pompe Les schémas ci-dessous concernent le principe général du fonctionnement de l'appareil de douche. Bien entendu, ce schéma pourrait comporter plusieurs variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, et selon la figure 3, la température pendant la première phase, est réglée par une vanne mélangeuse 36, pilotée de façon à régler T = To au niveau de l'élé- ment sensible 37. Selon la figure 4, la température pendant la seconde phase est maintenue constante au moyen-d'une resistance électrique 38, pilotée dans les mêmes conditions que la vanne 8. On pourrait prévoir deautres variantes, non représentées sur les figures. Par exemple, le réchauffage et le stockage de l'eau chaude pourraient autre inclus dans le circuir de recirculation et régulation, ce qui supprimerait l'ar rivée dleau chaude 4. Une autre possibilité, consisterait à remplacer le distributeur 25 et les contacts manomètriques 30, 31 et 32par une commande mécanique comportant une tringlerie isolante ou un cible isolant sous gaine isolante, manoeuvrée depuis la cabine de douche A, et établissant, par l'intermédiaire d'un récepteur approprié situé dans le circuit de recirculation et régulation, les contacts électriques correspondant à chacune des trois phases. On pourrait aussi introduire, entre les phases de remplissage et de recyclage, une phase d'attente pendant laquelle la température pourrait autre contrôlée manuellement, avant que la douche ne soit envoyée sur l'utilisateur. A N N E X E 1 Phase 1 Phase 2 Phase 3 remplissage recyclage vidange Pompe 4 marche marche marche si p po vanne de distribution 21 vers compartiment 18 vers compartiment 19 vers compartiment 18 vanne d'aiguillage 15 vers pomme de douche vers pomme de douche vers bac de vidange 16 vanne eau chaude grand débit 7 ouverte si T To- fermée fermée vanne eau chaude petit débit 8 ouverte si T To- R E V E N D I C A I I O N S 1.- Appareil de douche caractérisé en ce qutil se compose d'une cabine de douche comportant un bac à douche et une pomme de douche, ainsi que dtun circuit de recirculation et régulation susceptible de récupérer l'eau tombée dans le bac à douche pour la réintroduire dans la cabine de douche par la pomme de douche, dans des conditions prédéterminées de température et de pression. 3,- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de recirculation et régulation se compose d'une conduite principale constituée par une conduite d'arrivée d'eau reliée à la pomme de douche et une conduite de retour comportant une pompe de circulation- susceptible de récupérer l'eau tombée dans le bac à douche pour laréintroduire dans la conduite d'arrivée d'eau, de conduites secondaires susceptibles d'introduire de l'eau chaude ou froide provenant d'un réseau extérieur dans la conduite principale à laquelle elles sont reliées par l'intermédiaire de vannes d'introduction dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par des organes de détection de la température qui détectent la température de l'eau circulant dans la conduite principale et la comparent à une température de consigne prédéterminée, ainsi que d'une conduite de vidange reliée à la conduite principale par l'in termediaire d'une vanne d'aiguillage. 3.- Appareil selon -la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite de vidange comporte un bac tampon. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les organes de détection de la température se composent d'un thermomètre ou d'un thermostat à contact minimum et maximum. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la conduite secondaire d'introduction d'eau chaude se subdivise en sa partie aval, en deux conduites reliées chacune à une vanne d'introduction et susceptibles de fournir de l'eau chaude dans la conduite principale à des débits différents en fonction de la différence existant entre la température de l'eau qui circule dans cette conduite principale et la température de consigne. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caracterise en ce que la conduite principale comporte un thermomètre ou un thermostat de sécurite susceptible de provoquer l'arret de la pompe de circulation et la fermeture des vannes d'introduction d'eau chaude. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pomme de douche comporte deux compartiments dont l'un délivre un Jet d'eau sous pres- ion dirigé vers l'utilisateur, tandis que autre délivre un jet tangent aux parois de la cabine de façon quiil n'y ait pas de contact entre ce jet et la personne qui s'apprête à prendre sa douche, l'eau provenant de la conduite d'arrivée étant envoyée dans l'un ou l'autre de ces compartiments par l'intermédiaire d'une vanne de distribution. 8.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la conduite dlarrivée d'eau est munie d'une vanne de décharge permettant de régler le débit d'eau arrivant dans la pomme de douche. 9.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le circuit de recirculation et régulation comporte un circuit de commande se composant d'organes hydrauliques associés à des organes électriques et commandés manuellement par l'intermédiaire d'un distributeur placé dans la cabine de douche, la cabine de douche ne comportant que des organes hydrauliques afin de satisfaire les règles de sécurité. 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de commande du circuit de recirculation et régulation, comporte un châssis de relayage qui reçoit les informations transmises par le distributeur et les organes de détection et commande en retour les vannes du circuit. 11.- Procédé mis en oeuvre par l'utilisation de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérise. en ce que, dans une première phase, on introduit de l'eau dans l'appareil, puis on la met en circulation, on l'ajuste en température et on la pulvérise dans la cabine de telle sorte qu'il n'y ait pas de contact entre le jet et la personne qui s'apporte à prendre sa douche, mais que l'air contenu dans la cabine soit réchauffé et humidifié de façon à ne plus constituer un consommateur d'énergie calo:-ifique important dans la phase suivante, dans une seconde phase, on maintient l'eau en circulation, en circuit fermé, et on dirige le jet sur l'utilisateur, et dans une troisième phase, on evacue l'eau utilisée de l'appareil.