Brevet FR2661204A1 — publié le 19911025

La présente invention concerne un système de toilette à dé- pression comprenant un nombre relativement faible de toilettes et une cuve de collecte des eaux usées, une canal i qa 1-ion d'évacuation des eaux usées placée en c O Eminication ouverte avec ladite cuve et raccordant chacune desdites toilettes à ladite cuve, une valve normalement fermée d'évacuation des eaux usées raccordant chaque toilette à la canalisa- tion d'évacuation des eaux usées, et des moyens de création d'une dé- pression servant à produire un vide partiel dans ladite cuve et dans ladite canalisation d'évacuation des eaux usées, ledit vide partiel étant créé uniquetent lorsque, dans une toilette, on introduit une im- pulsion de chasse, qui possède une amplitude entraînant le transport effectif des eaux usées depuis l'une quelconque desdites toilettes en direction de la cuve Les systèmes de toilette à dépression sont utili- sés depuis de nombreuses années Étant donné qu'elles re- quièrent une quantité nettement plus faible d'eau de lavage que les systèmes de toilette classiques utilisant l'action de la pesanteur et utilisent des canalisations et des rac- cords de faible calibre, ils se sont avérés particulière- ment utiles dans des applications au transport de passa- gers, comme par exemple dans un avion, dans des bateaux et dans des trains, mais sont de plus en plus utilisés dans des projets d'habitations domestiques. De façon classique, un système de toilette à dé- pression comprend un certain nombre de toilettes recevant des eaux usées, qui sont raccordées chacune par l'intermé- diaire d'une valve d'évacuation des eaux usées à un tuyau d'évacuation des eaux usées, à l'intérieur duquel peut être appliquée une pression nettement inférieure à celle régnant dans les toilettes Les canalisations d'évacuation des eaux usées débouchent dans une cuve de collecte des eaux usées, d'o les eaux usées sont évacuées au bout d'un certain in- tervalle de temps d'utilisation du système Pour faciliter le vidage des toilettes et améliorer les conditions de pro- preté et d'hygiène, les cuvettes des toilettes sont lavées avec une eau de rinçage introduite dans la cuvette en liai- son avec 1 'évacuation du contenu en eaux usées de la cu- vette, dans la canalisation d'évacuation des eaux usées. Pour obtenir une évacuation satisfaisante des eaux usées à partir des toilettes et garantir un transport efficace des eaux usées dans les canalisations d'évacuation des eaux usées jusqu'au réservoir de collecte, un niveau spécifique de vide est requis dans les canalisations d'évacuation des eaux usées Ce niveau de vide est normale- ment inférieur, d'au moins environ 40 k Pa, à la pression atmosphérique Dans un système de toilette à dépression élevée, tel que celui décrit dans le fascicule de brevet US 4 184 506, un vide partiel constant est maintenu en perma- nence dans la canalisation d'évacuation des eaux usées. Dans de petits systèmes, qui comprennent uniquement une ou deux toilettes, comme cela est décrit dans le fascicule de brevet US 4 297 751, le volume auquel une dépression doit être appliquée, est relativement petit Dans ce cas, le vide nécessaire peut être produit de façon satisfaisante en liaison avec chaque cycle d'évacuation des eaux usées et de lavage L'invention concerne des systèmes d'évacuation des eaux usées à faible dépression avec production intermit- tente d'un vide. Habituellement, les moyens de création de la dé- pression fonctionnaient tant que cela était nécessaire pour produire ou, dans le cas de systèmes de dimensions impor- tantes, pour maintenir le niveau spécifique de vide requis. Dans un petit système, les moyens de création de la dépres- sion commencent à fonctionner lors du déclenchement d'un cycle de lavage Un dispositif de mesure du vide garantit que la création de la dépression se poursuit jusqu'à ce que le vide désigné soit atteint La durée de cet intervalle de temps de fonctionnement varie en fonction du volume en dé- pression du système. Dans un système comportant le tuyau d'évacuation des eaux usées raccordé selon une liaison ouverte à la cuve de collecte des eaux usées, le volume en dépression dépend du niveau du liquide présent dans la cuve Plus le système à des dimensions réduites, plus les variations relatives du volume en dépression sont importantes étant donné que le volume de la cuve est important par rapport au volume du tuyau d'évacuation des eaux usées Dans de petits systèmes de ce type, le vide optimum permettant d'obtenir une éva- cuation satisfaisante des eaux usées à partir des toilettes et à garantir son transport efficace dans la canalisation d'évacuation des eaux usées en direction de la cuve de col- lecte n'est pas constant, mais varie en fonction du volume libre en dépression disponible qui, comme cela a été expli- qué précédemment, varie en fonction du niveau du liquide dans la cuve de collecte Pour un faible niveau du liquide dans la cuve (volume important en dépression), il est né- cessaire d'avoir un vide plus faible, et pour un niveau élevé du liquide dans la cuve (faible volume en dépres- sion), il est nécessaire d'avoir un vide plus important (l'expression "vide plus important" désigne une pression absolue plus faible, tandis que l'expression "vide plus faible" désigne une pression absolue supérieure) Par conséquent, le niveau de vide constant produit dans un sys- tème de toilette à dépression classique n' est pas la solu- tion optimale pour de petits systèmes du type mentionné. Pour résoudre le problème consistant à obtenir en permanence un niveau optimum de vide, on pourrait utiliser un système de commande sensible au niveau du liquide dans la cuve de collecte, pour régler la période de fonctionne- ment des moyens de production de la dépression Cependant, un tel système de commande permettant de modifier les du- rées de fonctionnement serait onéreux et ne serait pas en- tièrement fiable, en raison de sa complexité C'est pour- quoi le problème est de concevoir un système de toilette à faible dépression du type mentionné, dans lequel le niveau du vide produit pour chaque cycle d'évacuation des eaux usées de lavage n'est pas constant, mais est adapté aux va- riations du volume en dépression, sans aucun accroissement inutile du coût d'un tel système ni aucune réduction de sa fiabilité La solution apportée par l'invention tient au fait que les moyens de production du vide sont équipés de moyens permettant d'activer et d'exécuter leur fonction d'une manière maintenant sensiblement constante la durée de fonctionnement desdits moyens de production du vide Des recherches ont montré que cette simple mesure garantit au- tomatiquement que le niveau du vide pour chaque évacuation des eaux usées est égal ou proche de l'optimum pour le vo- lume libre réel en dépression du système Par conséquent, une durée constante de fonctionnement des moyens de produc- tion du vide fournit en permanence, dans un système du type mentionné, une possibilité de maintien automatique du vide à un niveau qui fournit le fonctionnement le plus efficace du système. Pour établir la durée de fonctionnement constante la plus favorable des moyens de création de la dépression, la manière la plus appropriée consiste à faire fonctionner les moyens de création de la dépression du système alors que la canalisation d'évacuation des eaux usées et la cuve de collecte sont vides, et d'observer l'intervalle de temps nécessaire pour obtenir un niveau de vide approprié pour le transfert des eaux usées La pratique a révélé que, dans un petit système de toilette à dépression tel que celui dé- crit, un niveau de vide situé normalement au moins 22 k Pa au-dessous de la pression atmosphérique fournit normalement des résultats satisfaisants La durée de fonctionnement né- cessaire pour atteindre ce niveau de vide lorsque la cuve est vide peut être utilisée en tant que valeur de base pour le réglage de l'installation de ce système particulier pour produire en permanence, indépendamment du niveau du liquide de la cuve de collecte, le vide optimum de fonctionnement pour le système. Des expériences montrent que les dimensions les plus satisfaisantes de la cuve de collecte pour un système conforme à l'invention, qui comprend une ou deux toilettes, sont comprises entre 120 et 600 litres et de préférence entre 200 et 500 litres Normalement, les moyens de créa- tion de la dépression doivent posséder une capacité de pro- duction du vide requis en 6 secondes ou moins, et de préfé- rence en pas plus de 4 secondes En outre, pour que le sys- tème puisse fonctionner d'une manière efficace, il est es- sentiel qu'une cuve de collecte d'une capacité de l'ordre de 120 à 200 litres ne soit pas normalement remplie à plus de 80 % de son volume, qu'une cuve d'une contenance de 200 à 300 litres ne soit pas remplie à plus de 85 % et qu'une cuve d'une capacité supérieure à 300 litres ne soit pas remplie à plus de 90 %. Pour garantir qu'il existe un volume libre suffi- sant disponible pour faire fonctionner le système efficace- ment, on doit avoir un volume libre total d'au moins 30 litres dans le système de canalisations d'évacuation des eaux usées entre les valves d'évacuation des eaux usées des toilettes et la cuve de collecte et audessus du niveau maximal admissible du liquide dans la cuve La longueur de la canalisation d'évacuation des eaux usées entre les valves d'évacuation des eaux usées et la cuve de collecte doit être égale au maximum à 20 mètres, et de préférence au maximum à 15 mètres Il est recommandé que la canalisation des eaux usées possède un diamètre intérieur libre compris entre 40 et 70 mm et de préférence entre 44 et 65 mm Ceci garantit que les eaux usées sont évacuées d'une manière sa- tisfaisante par les canalisations tout en évitant simulta- nément la création d'un volume libre important inutile dans les canalisations, devant être vidé par les moyens de pro- duction du vide. La cuve de collecte est équipée de préférence d'un système d'alarme servant à délivrer un avertissement lorsque le niveau du liquide qu'il contient atteint le point critique pour cette taille de cuve, de sorte qu'on peut la vider avant que le fonctionnement du système n'en soit affecté de façon nuisible. On va décrire ci-après l'invention de façon plus détaillée en référence au dessin annexé, dont la figure unique montre une illustration schématique d'un système de toilette à dépression conforme à l'invention. Le système de toilette à dépression représenté sur le dessin est conçu pour être installé dans des moyens de transport de passagers, comme par exemple un véhicule ferroviaire ou analogue Il comprend une toilette possédant une cuvette 1 raccordée à une canalisation d'évacuation des eaux usées 3 par l'intermédiaire d'une valve 2, normalement fermée, d'évacuation des eaux usées Le tuyau 8 d'évacuation des eaux usées débouche, par l'intermédiaire d'un séparateur d'air 4, dans une cuve de collecte 5, qui comporte une jauge d'alarme 6 indiquant par exemple le mo- ment o la cuve de collecte 5 est remplie à un degré qui requiert un vidage La cuve de collecte 5 peut être vidée par application d'une aspiration à la canalisation 7. Les moyens de création de la dépression sont constitués par un éjecteur 8 qui crée un vide dans la cana- lisation 3 et dans la canalisation 5 par l'intermédiaire d'un filtre 9 L'éjecteur 8 est alimenté en air comprimé qui est envoyé par un réseau 17 par l'intermédiaire d'une électrovanne télécommandée 10 L'air délivré par le système d'air comprimé 17 est également envoyé par l'intermédiaire d'une autre électrovanne télécommandée 11 à une unité 12 qui met en pression de l'eau de rinçage délivrée par la ca- nalisation d'eau 15 et l'envoie à la cuvette 1 des toi- lettes Un bouton de vidange 13 installé sur la paroi du compartiment des toilettes est raccordé à une unité de com- mande 14 qui active les différentes fonctions du système. Pour faire démarrer le système, on -actionne le bouton de chasse 13, qui envoie une impulsion à l'unité de commande 14, qui ouvre l'électrovanne 10 permettant à l'air comprimé de traverser l'éjecteur 8, ce qui produit en quelques secondes un vide partiel dans la cuve de collecte et dans la canalisation 3 d'évacuation des eaux usées. L'électrovanne 10 reste ouverte pendant un intervalle de temps réglé, pendant lequel un niveau de vide qui est fonc- tion du niveau du liquide dans le réservoir de collecte 5, est produit A l'instant fixe du cycle de fonctionnement, l'électrovanne 11 s'ouvre en permettant l'envoi de l'eau au dispositif de mise en pression 12 qui, à son tour, envoie de l'eau sous pression à la cuvette 1 des toilettes Une autre électrovanne 16 s'ouvre et libère l'envoi d'air com- primé à la valve 2 d'évacuation des eaux usées, qui ouvre cette valve en permettant un refoulement des eaux usées, sous l'effet de la pression atmosphérique, dans la canali- sation 3 d'évacuation des eaux usées et son envoi, à cette pression, à la cuve de collecte 5. D'autres toilettes, auxquelles sont associées des canalisations et un autre appareillage, peuvent être rac- cordées à la cuve de collecte 5 et aux moyens 8 de création de la dépression Cependant, le système ne convient pas pour un système comprenant un nombre élevé de toilettes Le nombre maximum de toilettes dans un système est normalement quatre et de préférence seulement deux Une valve antire- tour 18 est prévue dans le tube d'évacuation 19 à proximité de la cuve de collecte 5, pour maintenir le vide établi dans cette cuve. L'invention n'est pas limitée à la forme de réa- lisation décrite, mais des variations et modifications peu- vent y être apportées dans le cadre des revendications an- nexées. REVENDICATIONS 1 Système de toilette à dépression comprenant un nombre relativement faible de toilettes et une cuve de col- lecte des eaux usées, une canalisation d'évacuation des eaux usées placée en communication ouverte avec ladite cuve et raccordant chacune desdites toilettes à ladite cuve, une valve normalement fermée d'évacuation des eaux usées rac- cordant chaque toilette à la canalisation d'évacuation des eaux usées, et des moyens de création d'une dépression ser- vant à produire un vide partiel dans ladite cuve et dans ladite canalisation d'évacuation des eaux usées, ledit vide partiel étant créé uniquement lorsque, dans une toilette, on introduit une impulsion de chasse, qui possède une am- plitude entraînant le transport effectif des eaux usées de- puis l'une quelconque desdites toilettes en direction de la cuve, caractérisé en ce que les moyens de création de la dépression ( 8,17,10) sont équipés de moyens servant à activer et ré- gler cette fonction d'une manière maintenant sensiblement constante la durée de fonctionnement desdits moyens de création de dépression pour chaque cycle normal de fonc- tionnement vidant la toilette, ce qui établit un niveau de vide partiel qui varie en fonction du volume total libre présent au-dessus de la surface du liquide dans la cuve et dans la ou les canalisations d'évacuation des eaux usées( 3). 2 Système de toilette à dépression selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que ledit système comprend au maximum quatre toilettes, de préférence au maximum deux toilettes. 3 Système de toilette à dépression selon la re- vendication i ou 2, caractérisé en ce que la durée de fonc- tionnement des moyens de création de la dépression sont ré- glés de manière à fournir un niveau de vide inférieur d'au moins 22 k Pa à la pression atmosphérique, lorsque la cana- lisation d'évacuation des eaux usées et la cuve de collecte sont vides. 4 Système de toilette à dépression -selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de création de la dépression possèdent une capacité de création de la dépression fournissant une durée de fonctionnement égale au maximum à 6 secondes et de pré- férence égale au maximum à 4 secondes. Système de toilette à dépression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite cuve de collecte des eaux usées possède un volume compris entre 120 et 600 litres et de préférence compris entre 200 et 500 litres. 6 Système de toilette à dépression selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation sont agencés de manière à délivrer un signal d'alarme avant ou lorsqu'environ 80 % du volume d'une cuve de collecte des eaux usées, d'une conte- nance de 100 à 200 litres, environ 85 % du volume d'une cuve d'une contenance de 200 à 300 litres et environ 90 % du volume d'une cuve d'une contenance supérieure à 300 litres sont remplis par les eaux usées. 7 Système de toilette à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il existe un volume libre total d'au moins 30 litres au-dessus d'un niveau maximal admissible du liquide dans ladite cuve de collecte des eaux usées et dans le système de canalisations d'évacuation des eaux usées entre les valves d'évacuation des eaux usées des toilettes et la cuve. 8 Système de toilette à dépression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de la canalisation d'évacuation des eaux usées ( 3) entre la valve d'évacuation des eaux usées de l'une quelconque des toilettes et la cuve de collecte des eaux usées est égale au maximum à 20 mètres et de préférence au maximum à 15 mètres%. 9 Système de toilette à dépression -selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur libre de la canalisation d'évacuation des eaux usées ( 3) est compris entre 40 et 70 mm et de préférence entre 44 et 65 mm.