Brevet FR2744744A1 — publié le 19970814

DESCRIPTION Le titre de cette invention est : Toilettes à consommation d'eau réduite par une conception asymétrique de la cuvette et procédé de génération du rinçage et d'évacuation. La présente invention conceme un dispositif pour éconorniser l'eau de nettoyage des toilettes dites "à l'anglaise" (par opposition à celles "à la turque" ou "à la romaine" à posture accroupie) qui utilisent l'eau courante, (à l'heure actuelle l'eau des toilettes représente 1/2 à 2/3 de la consommation en eau courante des ménages dans les pays occidentaux) Les principes généraux de conception des toilettes les plus répandues dites "à l'anglaise"' en usage actuellement partout dans le monde, se basent sur la relation de 4 éléments faisant fonctionner cellesci. Ces éléments sont : la forme de la cuvette, et plus particulièrement de son fond, la conception du siphon (orifice et tubulure) le positionnement de la surface de l'eau stagnante du fond de la cuvette, la (les) paroi(s) de la cuvette qui réceptionnent les détritus. L'observation concernant le fonctionnement de ces 4 élémentsparamètres constituait pour l'inventeur la base d'une nouvelle conception de toilettes consommant moins d'eau courante pour le nettoyage et l'évacuation des déchets. L'objectif principal de cette invention est la réduction de la consommation de l'eau nécessaire au nettoyage des toilettes. En effet la réduction de la consommation d'eau (allant de 9 à 16 litre à l'heure actuelle), peut résulter de deux interventions; premièrement l'amélioration de la robinetterie et du système siphonnant des chasses dans et à la sortie du réservoir et / ou d'une conception articulée des différents composants de la cuvette, à savoir: 1. la forme des parois, de l'orifice et du siphon ainsi que 2. des interrelations entre l'eau stagnante du fond de la cuvette qui la bouche et l'eau dynamique de nettoyage des parois et 3. le positionnement du corps vis-à-vis du siège et de la cuvette. Partant de ces observations l'invention se construit sur plusieurs paramètres et les éléments de réponses à ceux-ci. 1- Les détritus doivent toucher les parois à proximité de l'eau du fond en laissant le moins de traces, leur chute étant amortie par les parois , qui doivent les guider rapidement vers le fond. - Dans la présente invention deux éléments concourent à répondre à cette exigence - la forme de l'abattant calant le corps et limitant les points de chute - les formes des parois arrières. 2- Hormis les toilettes à injection et à aspiration, dans les cuvettes à l'anglaise il existe une relation du aie (de fonction et en synchronisation d'entrée en action) entre les "deux" eaux des toilettes. L'eau stagnante du fond de la cuvette issue de la chasse précédente et I'eau dynamique de la chasse de l'utilisation. Dans ces dispositifs l'eau de nettoyage issue de la chasse "heurte" l'eau stagnante et perd son énergie cinétique jusqu'au moment où par effet de remplissage, le mouvement naturel d'aspiration siphonique s'amorce et crée un mouvement dynamique d'écoulement. Certains procédés qui créent un tourbillon de nettoyage en amont nécessitent d'une part l'usage de beaucoup d'eau et, de l'autre entre en concurrence avec 11 eau du fond même après l'amorçage du siphon et empêchent en général son fonctionnement normal, ainsi l'ensemble des détritus n'est souvent pas évacué en une seule fois. La présente invention répond à cette contradiction en donnant à l'eau de nettoyage un mouvement (stable et continu) préalable à ltasplration par la création d'un début de tourbillonnement, les filets d'eau orientés pour ce mouvement heurtent l'eau stagnante du fond en biais. Elle la met ainsi en action tourbillonnante avant même la création naturel du tourbillon due au remplissage et l'amorçage du siphon. Le procédé consiste à anticiper ce tourbillon siphonique naturel, en synchronisant le maximum de ces deux "eau (de nettoyage et d'embouchure). Partant de ces principes, pour atteindre les objets décrits ci dessus, l'invention a consisté à redessiner la cuvette (tant les parois que le fond) en introduisant deux nouveautés en vue de favoriser cette synchronisation de moments hydrauliques; La forme en spirale des parois et l'emplacecent asymétrique de l'orifice du siphon qui la prolonge. Ainsi cette conception novatrice caractérisée par la forme de l'intérieur de la cuvette formée par des parois en "segments sphériques coniques" permet l'orientation et par conséquence la dynamisation maximale de l'eau de nettoyage issue de la chasse et drainée par la cavité du rebord. Ce dispositif permet en même temps de "pousser" les déchets rapidement dans le siphon dont une partie a tendance dans les toilettes actuelles à rester en surface par le jeu des tourbillons non orientés ou trop tournants -tourbillonnants. Enfin, afin de parfaire l'effet créé par ce procédé, le tracé du siphon est modifié. La courbure de la pipe de sortie est conçue en continuité avec celle de la cuvette en spirale asymétrique pour faciliter I'amorçage et l'entraînement rapide. La languette, qui n'est autre que le premier segment sphérique des parois, descend suffisamment pour correspondre à cette forme en aval et ne pas être découverte. L'orifice du siphon ainsi conçu est pousse loin en arrière et masqué sous le bord postérieur de la cuvette. Par conséquent, la présente invention a pour objet la conjugaison des quatre éléments; la forme des parois de la cuvette, la création d'une charge dirigée et "tourbillonnante" dans l'orifice du siphon entraînant le contenu de la cuvette, l'eau canalisée par les formes des parois et du siphon remplissant le siphon et créant le vide qui produit une aspiration et, le rinçage par tourbillonnement qui continu, créé par les filets d'eau qui arrivent après l'amorçage du siphon, confère de meilleures propriétés d'autoenettoyage dans la cuvette. On atteint ces objets ainsi que d'autres objets de la présente invention avec un ensemble en une pièce formé par une cuvette, un réservoir extérieur d'alimentation dans le rebord de la cuvette, ce réservoir alimentant la cuvette à partir d'une source extérieure de fourniture d'eau, un canal d'écoulement dans un rebord continu s'étendant sur la périphérie de la cuvette qui définit une cavité intérieure, le profil des parois internes de la cuvette pour produire un rinçage par un mouvement dirigé-synchronisé des filets d'eau à l'intérieur de la cuvette, un orifice situé d'un côté de l'axe de symétrie du siège, le siphon dont la forme en spirale prolonge la forme dessinée globalement par le fond de la cuvette. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représentation générale en plan, en association d'une part avec un réservoir extérieur typique d'eau et, de l'autre, en association avec un siège abattant de conception ergonomique, la flèche X est une représentation schématique de l'écoulement de l'eau à travers la fente circulaire de décharge débouchant vers les parois de la cuvette et orienté par celles-ci selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe verticale en longueur de la figure 1 suivant le plan vertical AA, représentant la cavité de rebord et le fond profilé de la cuvette. La figure 3 est une vue en coupe verticale en longueur de la figure 1 suivant le plan vertical BB, représentant les segments sphériques de la paroi intérieure de la cuvette et l'embouchure du siphon et de la pipe de sortie; La figure 3 est une vue en coupe verticale en largeur de la figure 1 suivant le plan vertical CC représentant la cavité de rebord et le fond profilé de la cuvette ainsi que l'embouchure du siphon en élévation de vue, en association avec un siège abattant de conception ergonomique dessiné en pointillé; En figures 1,2,3,4, on a représenté des toilettes (I) en céramique vitrifiée selon un mode de réalisation préféré.Elles comportent une cuvette (2) dont la paroi intérieure (11) est composée de segments sphériques (12) présentant un profil de forme spiroïdale asymétrique, un orifice (4) du siphon désaxé par rapport à l'axe de symétrie du siège, un moyen d'alimentation (6) en eau extérieur à la cuvette (2) et un abattant (3) de conception ergonomique. Le moyen pour produire le rinçage et un effet de chasse à action siphonique comprend un aménagement asymétrique de la paroi inteme par plusieurs segments de paroi (12) composant la surface (11) intérieure de la cuvette (2). En figures 2,3,4, on a représenté la forme des parois intemes (12) dont la surface est profilée sous forme de segments sphériques assemblés bord à bord qui dessinent de très légères saillies (14). En partant de la première paroi (13) du fond arrière, la cuvette (2) comporte 6 surfaces de paroi (12) en forme de segments sphériques. La forme des surfaces (12) change et les pentes augmentent d'un segment sphérique (12) à l'autre pour devenir quasiment verticale à la dernière. Cette forme (11) (12) de la cuvette (2) peut aussi se caractériser dans une autre variante en une surface structurellement identique mais déclinée dans une version à profil uni sans saillies. (14). La figure 2 représente plus clairement la forme de la paroi intérieure de la cuvette (11) en segments ajustés (12) qui dessine vers le bas de la cuvette (2) L'orifice du siphon (41 celui-ci est poussé le plus loin en arrière et presque masqué sous le bord postérieur (13) de la cuvette (2) La figure 1 représente la cuvette (2) comprenant un orifice d'alimentation (5) dans le rebord reliant la cuvette (2) à une source extérieure d'alimentation en eau (6) représenté en pointillé Les coupes 2,3,4, représentent le rebord creux (8) qui s'étend pratiquement sur la périphérie de la cuvette en définissant une cavité intérieure (9) et comportant un passage de décharge formant une fente continue (10) disposé sur le côté intérieur du rebord à l'intérieur de la cuvette, de sorte que l'eau s'écoulant à partir de la source extérieure (6) pour entrer dans le réservoir du rebord (8) communique avec la cavité (9) du rebord par l'intermédiaire d'un canal d'écoulement (7). Le canal circulaire (10) commence ainsi par la canalisation du réservoir de chasse (6), se termine avec une ouverture vers la dernière paroi de la cuvette. Cette fente de décharge (10) peut suivant le mode de production et la conception des moules comporter, soit des trous (dont les emplacements correspondent au début des surfaces en segments sphériques des parois), soit une fente formée par la forme de la paroi intérieure verticale du rebord (8), permettant l'écoulement de l'eau de chasse engagée dans le canal (7). La représentation schématique des flèches X illustre le mouvement circulaire de l'eau par le canal (7) qui dirige l'eau à partir de la source de réservoir de chasse vers le côté de la cavité du rebord. L'eau se décharge du canal pour entrer dans la cuvette, d'abord dans la partie centrale correspondant à la première paroi (13) avant d'entamer son mouvement circulaire unidirectionnel produit à l'intérieur de la cavité du rebord (10), débouchant sur les parois en pétales (12) qui lui donneront le sens d'écoulement et de rinçage guidés par les segments de surface d'où le développement d'un début du mouvement tourbillonnant au fond de la cuvette, La charge et la vitesse du mouvement tourbillonnant à l'intérieur de la cuvette (2) sont définies par la forme des parois (12) et l'utilisation unidirectionnelle de la cavité du rebord (10) pour l'écoulement de l'eau et l'orientation des trous et/ou des fentes par lesquels l'eau est déchargée pour rincer les parois latérales (12) de la paroi intérieure (11) de la cuvette (2). La figure 1 ainsi que la figure 3 donnent en détail le fond de la cuvette (2) qui dessine un siphon en spirale (15) débouche sur la pipe de sortie, l'orifice du siphon (4) étant désaxé par rapport à l'axe de symétrie de la cuvette. La figure 4 représente en élévation la forme en spirale du "cou" du siphon (15) qui prolonge la forme spiroïdale de la cuvette (2) avant de déboucher vers la tubulure de sortie. La figure 4 illustre en pointillé un siège abattant (3) de forme ergonomique, fixé par charnières à la cuvette (2) et garni de tampons en caoutchouc Celui-ci permet une pression abdominale optimale et limite les positions d'assise et cale les axes du corps par rapport aux parois postérieures (13) de la cuvette (2). afin qu'il y ait peu de contacts entre le déchets et les parois. Cet élément sous cette forme apporte un plus à l'invention mais ne constitue pas l'élément sine qua non. D'autres variantes peuvent être déclinées dans des versions à profils variables. n est important de signaler que l'invention représente une conception générique et technique de l'intérieur de la cuvette qui peut être intégré dans les différentes déclinaisons de toilettes dans les différentiations relevant de l'usage et des publics (toilettes domestiques ou publiques) et des approches artistiques. Dans la forme de réalisation selon les figures 1,2,3,4, les parois ont été conçues en segments sphériques avec de légères saillies Selon les modes particuliers de réalisation et, selon les variantes non illustrées les parois peuvent été conçues en segments sphériques, avec ou sans saillies ou en surface unie, surface reprenant le même mouvement en spirale (cyclonique). A titre d'exemple non limitatif, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la cuvette aura des dimensions de l'ordre de 36 cm pour la largeur, 52 cm pour la longueur et de 34 cm pour la profondeur. REVENDICATIONS 1 - Toilettes (1) . conçues pour produire un rinçage par un mouvement orienté des filets d'eau provenant d'un moyen d'alimentation (6) en eau extérieur, caractérisées en ce qu'elles comprennent une cuvette (2) présentant un orifice du siphon (4) désaxé par rapport à l'axe de symétrie de celle-ci, la paroi intérieure (11) de ladite cuvette présentant un profil de forme composée de segments sphériques (12) de sorte que se produise à la fois le rinçage et l'action shiphonique e 2- Toilettes (1) selon la revendication l, caractérisées en ce que la paroi interieure (11) de la cuvette est constituée de parois intemes (12) profilés sous forme de segments sphériques/caiiques "assemblés bord à bord" dessinant de très légères saillies (14) 3-Toilettes (1) selon la revendication 2, caractérisées en ce que la forme de la paroi intérieure de la cuvette (11) en segments dessine vers le bas de la cuvette (2) I'orifice du siphon (4), celui-ci est poussé le plus loin en arrière et presque masqué sous le bord postérieur (13) de la cuvette (2) 4- Toilettes (1) selon la revendication 3, caractérisées en ce que la cuvette (2) comporte un orifice d'alimentation (5) dans le rebord reliant la cuvette (2) à une source extérieure d'alimentation en eau (6), 5- Toilettes (1) selon la revendication 4. caractérisées en ce que la cuvette (2) comprend un rebord creux (8) qui s'étend pratiquement sur sa périphérie en définissant une cavité intérieure (9) et comportant un passage de décharge formant un canal circulaire (10) disposée sur le côté intérieur du rebord à l'intérieur de la cuvette, de sorte que l'eau s'écoulant à partir de la source extérieure (6) pour entrer dans le réservoir du rebord (8) communique avec la cavité (9) du rebord par l'intermédiaire d'un canal d'écoulement (7). 6- Toilettes (1) selon la revendication 5, caractérisées en ce que le canal circulaire (10) commence par la canalisation du réservoir de chasse (6) et se termine avec une ouverture vers la dernière paroi de la cuvette. 7- Toilettes (1) selon la revendication 6, caractérisées en ce que le canal d'écoulement (7) est unidirectionnel de sorte qu'il dirige l'eau à partir de la source de réservoir de chasse vers le côté de la cavité du rebord (8) opposé à celui de orifice du siphon (4). 8 - Toilettes (1) selon la revendication 7 caractérisées en ce que le fond de la cuvette (2) qui dessine un siphon en spirale (15) débouche sur la pipe de sortie, 9 - Toilettes (1) selon la revendication 8, caractérisées en ce que la forme en spirale du "cou" du siphon (15) prolonge la forme spiroïdale de la cuvette (2) avant de déboucher vers la tubulure de sortie 10 - Procédé pour créer une action siphonique par effet de chasse tourbillonnant et produire un rinçage par mouvement dirigé afin d'éliminer les déchets de toilettes (1) en utilisant un volume moins important d'eau, comportant une cuvette (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:: (a) introduire de l'eau à partir d'une source extérieure d'alimentation dans une cavité (10) ménagée à l'intérieur d'un rebord (8) qui s'étend pratiquement sur la périphérie de la cuvette; (b) orienter l'eau entrant dans la cavité du rebord dans un seul sens; (c) décharger l'eau se trouvant dans la cavité pour la faire entrer dans la cuvette. 8 Procédé selon la revendication lO, caractérisé en ce que le profil des parois canalisent l'eau afin que l'eau qui remplit le siphon soit animée d'un mouvement tournant et que ce mouvement onenté et tourbillonnant pousse le contenu de la cuvette