Brevet FR2771430A1 — publié le 19990528

PERFECTIONNEMENTS AUX INSTALLATIONS SANITAIRES MUNIES DE SIPHON La présente invention concerne le domaine des installations sanitaires et plus particulièrement du type munies de système à siphon, ainsi qu'un procédé de nettoyage et rinçage de telles installations. Les dispositifs d'évacuation d'installations sanitaires comportent généralement un siphon constitué d'un tuyau recourbé en U permettant de créer une réserve d'eau permanente empêchant le passage des mauvaises odeurs. Or, les siphons de ce type fonctionnent à la vitesse d'écoulement de l'eau par gravitation : la durée de cycle de lavage de l'installation est donc relativement longue. De plus, la forme en U du siphon entraîne souvent un retour après évacuation d'eaux usées ou de matières résiduelles, à la base de l'installation reliée au siphon. Elle freine également le passage de celles-ci; les parois du siphon ne sont pas nettoyées de manière satisfaisante. Par ailleurs, les installations de type cuvette suspendue nécessitent un réservoir de chasse généralement caché à l'aide d'une cloison. De ce fait, I'accès au dispositif de commande de nettoyage de la cuvette ainsi que la réparation ou maintenance, nécessitent des accès au travers de la cloison. Le fonctionnement des installations connues requiert une consommation importante en eau et implique des installations encombrantes, complexes et onéreuses. Enfin, les tuyaux formant les siphons présentent un diamètre relativement grand pour permettre un fort débit et le passage d'une grande quantité d'eau. II en résulte une surface à nettoyer et un encombrement important, une difficulté de manipulation et intervention accrue, I'utilisation de tuyaux de diamètre spécifique par rapport aux tuyaux plus couramment utilisés de diamètre nettement inférieur (par exemple à la sortie de baignoires), une limitation du débit d'évacuation. Dans ce contexte, la présente invention permet de pallier à tous ces inconvénients et propose des installations sanitaires permettant d'améliorer évacuation et nettoyage des parois, d'accélérer l'évacuation des matières résiduelles et eaux usées, d'éviter après évacuation, le retour d'une partie de ces matières et/ou de l'eau usée dans le siphon, d'assurer un nettoyage faisant disparaître la totalité desdites matières, d'économiser les quantités d'eau utilisées lors de chacune des opérations de nettoyage, de simplifier la forme de l'installation et réduire son encombrement, de supprimer amorçage ou désamorçage du siphon, d'utiliser des tuyaux de siphon de plus petit diamètre. A cette fin, selon l'invention, I'installation sanitaire du type cabinet d'aisance, évier ou similaire, comprenant notamment un contenant apte à être alimenté en eau à partir d'une source d'alimentation, et relié à un dispositif d'évacuation des eaux usées du type siphon, sous la forme d'un conduit, est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour créer et projeter un jet formé d'un mélange liquide et gazeux, apte à rejoindre le courant d'évacuation des eaux usées. De manière avantageuse, la direction dudit jet est sensiblement colinéaire à l'axe de l'extrémité du conduit du dispositif d'évacuation, associée au contenant et sensiblement perpendiculaire à la direction de l'écoulement des eaux usées au fond du contenant. Selon une forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens comportent une chambre de dépression permettant le mélange du fluide liquide et du fluide gazeux. La chambre de dépression est constituée d'un canal de faible diamètre et d'axe sensiblement colinéaire à l'axe de l'extrémité du conduit du dispositif d'évacuation associée au contenant. Lesdits moyens de création et projection d'un jet incluent: une buse de projection d'eau débouchant dans la partie amont de la chambre de dépression, dont la partie aval débouche dans le fond du contenant; une prise d'air sous la forme d'un trou pratiqué au niveau de la paroi latérale de la chambre de dépression. De manière avantageuse, le conduit du dispositif d'évacuation est de forme courbe sensiblement continue, sans point d'inflexion. La présente invention concerne également un procédé de nettoyage d'installation caractérisé par les étapes suivantes: a) déclenchement du cycle de nettoyage par des moyens de commande adaptés; b) remplissage du contenant depuis un premier niveau (A) jusqu'à un deuxième niveau (B); c) vidage du contenant; d) remplissage du contenant jusqu'au premier niveau (A). Le remplissage et la mise en fonction des étapes respectives b), d) et c) sont réalisés à partir de deux électrovannes. Le déclenchement du cycle par l'utilisateur ouvre l'électrovanne de remplissage, en ce que une fois le contenant rempli jusqu'au niveau B, I'électrovanne de remplissage se ferme et l'électrovanne de nettoyage s'ouvre, et en ce que une fois le contenant vide, 'électrovanne de nettoyage se ferme et l'électrovanne de remplissage s'ouvre jusqu'à ce que l'eau ait atteint le niveau (A). L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, se rapportant à des exemples illustratifs et non limitatifs de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente une vue en coupe latérale d'un cabinet d'aisance pourvu d'un dispositif d'évacuation selon l'invention. La présente invention s'applique aux installations comportant: un contenant, une source d'alimentation en eau dudit contenant, un dispositif d'évacuation des eaux usées et matières résiduelles provenant dudit contenant. L'invention est donc susceptible de s'appliquer, par exemple, aux cabinets d'aisance, éviers, baignoires, douches, bidets, Dans ce qui suit, la présente invention est décrite en application à un cabinet 1 d'aisance. Le cabinet 1 d'aisance est disposé au-dessus du sol 2 considéré comme horizontal. Les termes supérieur et haut qualifient un éloignement plus important du sol que les termes respectivement inférieur et bas . Comme le montre la figure 1, le cabinet 1 d'aisance comporte une cuvette 3 (contenant) apte à être alimentée à partir du réseau d'eau urbain (source d'alimentation). L'écoulement d'eau assure le nettoyage des parois 4 de la cuvette 3 et le rejet des matières déposées à l'intérieur de celle-ci. L'évacuation des eaux usées et matières résiduelles est effectuée à partir d'une canalisation 5 de vidange branchée au niveau d'une ouverture 6 inférieure d'écoulement prévue à la base de la cuvette 3. La canalisation 5 de vidange débouche sur le tout-à-l'égout 7 par l'intermédiaire d'un siphon 8. La canalisation 5 de vidange prolonge l'ouverture 6 inférieure d'écoulement de la cuvette vers le bas et est considérée comme formant partiellement le fond de la cuvette 3. La canalisation 5 est recourbée de manière que l'axe de l'une de ses extrémités soit quasi-perpendiculaire à l'axe de l'autre extrémité, I'axe de l'ouverture 6 inférieure d'écoulement étant quasiperpendiculaire à celui de l'extrémité du siphon 8 raccordée à la canalisation. Selon la présente invention, il est prévu des moyens 9 permettant de créer et projeter un jet composé d'un mélange de gaz et liquide dans le siphon 8 de l'installation, transversalement à l'écoulement des eaux usées issues de la cuvette 3. La projection d'un tel mélange a pour effet entre autres de pulvériser et réduire les matières passant devant ledit jet en particules de petite taille et de favoriser le glissement de celles-ci sur la surface intérieure du siphon. Selon la forme de réalisation représentée à la figure 1, lesdits moyens 9 de projection liquide/gaz et dans le présent exemple eau/air comprennent une buse 10, une prise d'air Il et une chambre de dépression 12. La chambre 12 de dépression est de forme cylindrique et d'axe colinéaire à l'axe de I'extrémité 13 du siphon jointe à la canalisation 5 de vidange, dite entrée 13 du siphon. L'une des extrémités 14 de la chambre 12 de dépression, dite extrémité 14 de sortie, débouche dans la canalisation 5 de vidange. La buse 10 est raccordée à l'autre extrémité 15 dite extrémité 15 d'entrée. Elle est reliée par un tuyau 16 d'alimentation au réseau d'eau urbain et est destinée à propulser de manière brutale un jet d'eau dans l'axe de la chambre 12 de dépression et donc dans celui de l'entrée 13 du siphon 8. Comme mentionné précédemment, I'axe de l'ouverture 6 inférieure d'écoulement de la cuvette 3 est quasi-perpendiculaire à celui de l'entrée 13 du siphon : le jet d'eau provenant de la buse 10 est projeté transversalement à l'écoulement des eaux usées et matières résiduelles vers le fond de la cuvette 3 de manière quasi-perpendiculaire. La pulvérisation des matières est de ce fait plus efficace. La buse 10 présente un étranglement 17 intérieur permettant de créer un jet d'eau de faible diamètre, de fort débit et de direction déterminée (direction de l'axe de l'entrée 13 du siphon 8). L'une des fonctions de la chambre 12 de dépression est de canaliser et diriger le jet d'eau dans la direction de l'axe de l'entrée 13 du siphon 8. La prise d'air 11 est constituée d'un trou dans la paroi latérale de la chambre 12 de dépression. Un tuyau 18 de prise d'air dont l'extrémité aval est associée à la prise 11 d'air relie le volume intérieur de la chambre 12 de dépression à l'air ambiant. Le tuyau 18 de prise d'air débouche, par son extrémité aval, dans la chambre 12 de dépression au niveau du trou dans sa surface latérale, perpendiculairement à son axe; I'extrémité amont est raccordée à un orifice 19 traversant prévu dans le cabinet 1, de l'intérieur de celui-ci vers le local dans lequel il est disposé. Comme montré sur la figure, I'orifice 19 est pratiqué dans la partie 20 supérieure arrière latérale du cabinet 1. La chambre 12 de dépression a également pour fonction de permettre, à la mise en fonction de la buse 10, le mélange de l'eau provenant du réseau d'alimentation et de l'air ambiant du local. La chambre 12 de dépression permet de mélanger liquide et gaz au moment de la projection du mélange dans le siphon 8. Le mélange eau/air est susceptible d'être réalisé selon au moins deux formes de réalisation distinctes. Selon la première forme de réalisation représentée sur la figure, le mélange de l'eau avec l'air est réalisé en aval de la projection d'eau par la buse 10. Une deuxième forme de réalisation non représentée consiste à projeter un mélange de liquide et de gaz directement à partir d'un atomiseur, pulvérisateur ou autre. La solution présentée précédemment a l'avantage d'être moins complexe et moins onéreuse puisqu'elle ne fait intervenir aucun système de gaz sous pression. II est à noter dans le présent exemple de réalisation que le liquide et le gaz projetés sont respectivement de l'eau et de l'air. D'autres fluides sont susceptibles d'être projetés et notamment par exemple des liquides désinfectants, de désobstruction,... Le siphon 8 vers lequel le jet de liquide et gaz est projeté, peut être constitué d'un conduit présentant tout type de forme connue et notamment en U. De préférence et comme montré sur la figure unique, le siphon 8 est constitué d'un conduit 21 conformé de manière à suivre une courbe régulière, sensiblement continue, sans point d'inflexion de façon à accélérer le courant d'évacuation des eaux usées et supprimer tout obstacle à celui-ci. Les siphons de ce type sont décrits dans une demande de brevet déposée le même jour que la présente demande, par le présent déposant. Le conduit 21 du siphon 8 est enroulé sur lui-même et suit une ligne directrice qui se croise au moins une fois (une fois dans la forme de réalisation illustrée) sur elle-même en un point 22 de croisement. II se présente sous la forme d'au moins une boucle 23 (une boucle unique dans la forme de réalisation représentée). De manière avantageuse, la boucle 23 se rapproche au maximum de la forme d'un anneau pour présenter une courbure très régulière. Selon des formes de réalisation du siphon 8 de ce type, le conduit 21 présente une forme en hélice ou en spirale. L'absence de point d'inflexion permet d'offrir au courant d'évacuation une surface régulière sans changement brutal de direction. La forme du siphon 8 en boucle permet d'accélérer ou ralentir le courant d'évacuation de manière régulière sans à coup. Le débit obtenu par la forme du siphon 8, permet l'utilisation de conduit 21 de diamètre inférieur (environ 40 mm) au diamètre standard utilisé (environ 100 mm). La réduction du diamètre permet d'accélérer le débit d'évacuation, de réduire nettement l'encombrement du siphon 8, d'en faciliter l'accès, la manipulation et donc le changement, de donner à des siphons utilisés pour les sanitaires un diamètre inférieur aux diamètres standards utilisés dans les autres installations, telles que par exemple les baignoires. Un adaptateur 24 assure la liaison entre le conduit 21 de faible diamètre constituant le siphon 8 de l'invention, et l'ouverture 6 inférieure d'écoulement de diamètre plus important et plus précisément entre l'entrée 13 du siphon 8 et l'extrémité de la canalisation 5 de vidange associée à l'entrée 13. Le conduit 21 du siphon 8 est susceptible de présenter tout type de diamètre par exemple entre 2 cm et 15 cm. Le rayon de courbure Rc du conduit 21 est très sensiblement supérieur au rayon interne R de ce dernier, pour obtenir un débit accru d'évacuation. Le rayon de courbure Rc mesure par exemple entre une et dix fois le rayon R du conduit 2. La concavité 25 du conduit 21 située à l'extrémité opposée dans la direction de la droite passant par le point de croisement 22 et le centre de la boucle 23 aux extrémités du conduit 21 ou encore la concavité 25 de la boucle 23 tournée vers le point de croisement 22, est tournée soit vers le haut (non représentée), soit vers le bas (figure unique). En d'autres termes, la boucle 23 formée par le conduit 21 du siphon 8 est entièrement située en-dessous ou au-dessus de la droite passant par les extrémités horizontales du conduit 21. La régularité de forme du siphon 8 rend l'efficacité des formes de réalisation utilisées indifférenciées. Les directions des axes du conduit 21, au niveau de ses deux extrémités, sont colinéaires l'une par rapport à l'autre (non représentée) et selon une autre forme (figure unique) non colinéaires. Les directions des axes du conduit 21 au niveau de chacune de ses extrémités sont susceptibles d'être à l'horizontale, c'est-à-dire parallèles au sol, à la verticale ou à l'oblique par rapport à celui-ci, dans une direction respectivement identique ou différente sur un même plan ou sur un plan différent, en des niveaux verticaux identiques ou différents. Les caractéristiques géométriques du siphon 8 sont choisies suivant l'installation dans laquelle celui-ci est intégré et les degrés de performance souhaités. Le siphon 8 est constitué de tout type de matériau utilisé dans l'état de la technique. Dans la présente forme de réalisation, la boucle 23 du conduit 21 est de concavité 25 tournée vers le point de croisement 22 tournée vers le bas, et est entièrement disposée au-dessus de la droite passant par les extrémités du conduit 21. De cette manière, le courant d'évacuation est légèrement ralenti par la montée de la boucle 23, puis à nouveau accéléré dans la deuxième partie. Dans ce cas de figure, aucune matière résiduelle n'est susceptible de remonter dans l'installation à la vue de l'utilisateur. L'entrée 13 du siphon 8 est située à un niveau inférieur par rapport à sa sortie. L'entrée 13 du siphon 8 liée à la canalisation 5 est légèrement à l'oblique par rapport à l'horizontale et plus précisément inclinée vers le bas, compte tenu de l'inclinaison correspondante de ladite canalisation 5, c'est-à-dire de la configuration générale de l'installation, et plus précisément du cabinet 1. Compte tenu du fait que la boucle 23 du siphon 8 est située au-dessus de la droite passant par les extrémités du conduit 21 : il est prévu un logement 26 de forme complémentaire à celle du siphon 8. Le logement 26 a pour avantage d'améliorer l'esthétique de l'installation, de réduire l'encombrement, de protéger le siphon à l'image d'une jante et notamment contre toute déformation possible et garantir la régularité de son profil; un système de fixation du siphon 8 est prévu pour éviter tout affaissement de celui-ci. Ainsi, une bague 27 fixée au cabinet 1 entoure la périphérie la plus haute du conduit 21 et consolide ainsi sa tenue. La projection violente du jet provenant de la chambre 12 de dépression dans le siphon 8 accélère le débit du courant d'évacuation, compte tenu d'une part du mélange liquide/gaz projeté, et d'autre part de la forme particulière du siphon. Les moyens 9 de projection liquide/gaz améliore l'efficacité du nettoyage et de l'évacuation des cabinets par rapport à ceux utilisés à ce jour. L'action synergique desdits moyens 9 et de la forme particulière du siphon 8 améliore encore cette efficacité. II en résulte une évacuation totale des eaux usées et matières résiduelles, sans retour possible de celles-ci, au fond de la cuvette 3 et une surface nette et sans dépôt sur les parois intérieures du fond de la cuvette 3, de la canalisation 5 et du siphon 8. De plus, I'évacuation est beaucoup plus rapide que celle obtenue avec des cabinets de type connu. Le cycle de nettoyage dure seulement environ 15 secondes. Les nuisances telles que par exemple le bruit, provoquées par le nettoyage et l'évacuation de la cuvette sont donc considérablement réduites. II est réalisé une économie d'eau substantielle. Des moyens 28 de commande gèrent le fonctionnement de l'alimentation en eau de la cuvette 3 et celle de la buse 10. Lesdits moyens 28 sont constitués d'électrovannes 29, 30 contrôlées à partir d'un boîtier 31 de commande électronique muni d'une temporisation sous la forme par exemple d'une horloge programmable permettant le fonctionnement ou l'arrêt desdites électrovannes 29, 30. Le boîtier 31 de commande est relié: - d'une part, à une première électrovanne 29 de remplissage, destinée à permettre de déclencher ou stopper l'alimentation en eau du réseau de la cuvette 3. L'alimentation est effectuée à partir d'un distributeur 32 fixé sur la partie 33 arrière du bord interne supérieur de la cuvette 3. Ledit distributeur est relié par une conduite 34 au réseau urbain d'eau courante avec interposition de ladite électrovanne 29 de remplissage; d'autre part, à une deuxième électrovanne 30 de nettoyage destinée à alimenter en eau la buse 10 de projection. Le boîtier 31 de commande est intégré au cabinet 1 d'aisance, par exemple comme illustré à la figure 1, dans un compartiment 35 rapporté et prolongeant vers le haut la partie arrière du cabinet 1. II est actionné à partir de moyens mécaniques ou électriques non représentés, déclenchés par bouton, levier ou autre de tout type connu accessible à l'utilisateur. Le cabinet d'aisance fonctionne de la manière suivante : en-dehors des périodes d'utilisation, la réserve d'eau contenue dans le siphon 8 est telle que le niveau d'eau dans la cuvette atteigne un premier niveau A. L'utilisateur pour amorcer le nettoyage et l'évacuation des matières résiduelles et eaux usées de la cuvette, appuie sur un premier bouton ou autre prévu à cet effet. Le bouton déclenche la mise en fonction du boîtier 31 électronique. Le boîtier 31 électronique gère alors trois étapes successives : Dans un premier temps, il actionne la première électrovanne 29 de remplissage pour permettre l'écoulement d'eau dans la cuvette 3 au moyen du distributeur 32 jusqu'à atteindre un deuxième niveau B. Des moyens supplémentaires de détection tels que capteurs, de tout type connu, sont susceptibles d'être prévus en plus de la temporisation pour garantir les transitions d'une étape à la suivante au moment voulu. Dans un deuxième temps, lorsque le deuxième niveau B est atteint, le boîtier 31 électronique provoque la fermeture de la première électrovanne 29 de remplissage et de préférence simultanément, I'ouverture de la deuxième électrovanne 30 de nettoyage. Il est à souligner qu'aucune opération d'amorçage ou désamorçage du siphon n'est prévue, compte tenu de la prise 11 d'air dans la chambre 12 de dépression. La projection d'eau sous pression dans la chambre 12 de dépression provoque une forte dépression et le mélange avec l'air. Le jet d'eau/air est canalisé et dirigé vers l'entrée 13 du siphon 8 traversant le fond de la cuvette constitué notamment par la canalisation 5. Les matières déposées dans cette dernière ou se déplaçant vers celle-ci sont pulvérisées et propulsées dans le siphon 8 vers le tout-à-l'égout 7. Une fois la cuvette 3 vide, la deuxième électrovanne 30 de nettoyage se ferme et simultanément la première électrovanne 29 provoque le remplissage de ia cuvette jusqu'à atteindre le premier niveau A. Le niveau A atteint, la cuvette 3 est prête pour l'amorçage d'un nouveau cycle d'utilisation. Les moyens de détection mentionnés plus haut, sont susceptibles de détecter l'arrivée de l'eau dans la cuvette, au niveau B, au niveau A, I'absence d'eau dans la cuvette, et de transmettre ces informations au boîtier 31 de commande. Les moyens 28 de commande comprennent de manière supplémentaire un système de marche forcée des moyens 9 de projection non représentés. Le boîtier 31 de commande gère le fonctionnement du système. II est actionné à partir de moyens mécaniques ou électriques, déclenchés par bouton, levier ou autre de tout type connu, accessible à l'utilisateur et différent de celui utilisé pour la mise en route du cycle de nettoyage et évacuation de la cuvette 3. Le système de marche forcée permet de déboucher le cabinet 1 suite par exemple à l'utilisation de celui-ci malgré une coupure momentanée d'eau. L'utilisateur, en appuyant de manière continue sur le deuxième bouton prévu pour l'actionnement du système provoque la mise en marche forcée des moyens 9 de projection par ouverture de l'électrovanne 30 de nettoyage. Lorsque le cabinet est désengorgé, I'utilisateur libère le bouton et le boîtier 31 de commande ferme ladite électrovanne 30. Le système de marche forcée montre la puissance des moyens 9 de projection aptes à eux seuls à nettoyer, évacuer et désobstruer le cabinet 1. REVENDICATIONS 1- Installation sanitaire du type cabinet d'aisance, évier ou similaire, comprenant notamment un contenant (3) apte à être alimenté en eau à partir d'une source d'alimentation, et relié à un dispositif d'évacuation des eaux usées du type siphon, sous la forme d'un conduit (21), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (9) pour créer et projeter un jet formé d'un mélange liquide et gazeux, apte à rejoindre le courant d'évacuation des eaux usées. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la direction dudit jet est sensiblement colinéaire à l'axe de l'extrémité du conduit (21) du dispositif d'évacuation, associée au contenant (3). 3 - Installation selon l'une revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la direction dudit jet est sensiblement perpendiculaire à la direction de l'écoulement des eaux usées au fond du contenant (3). 4 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens (9) comportent une chambre (12) de dépression permettant le mélange du fluide liquide et du fluide gazeux. 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la chambre (12) de dépression est constituée d'un canal de faible diamètre et d'axe sensiblement colinéaire à l'axe de l'extrémité du conduit (21) du dispositif d'évacuation associée au contenant (3). 6 Installation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que lesdits moyens (9) de création et projection d'un jet incluent: une buse (10) de projection d'eau débouchant dans la partie amont de la chambre (12) de dépression, dont la partie aval débouche dans le fond du contenant (3); une prise d'air (11) sous la forme d'un trou pratiqué au niveau de la paroi latérale de la chambre (12) de dépression. 7 - installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conduit (21) du dispositif d'évacuation est de forme courbe sensiblement continue, sans point d'inflexion. 8 - Procédé de nettoyage d'installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par les étapes suivantes: a) déclenchement du cycle de nettoyage par des moyens (28) de commande adaptés; b) remplissage du contenant (3) depuis un premier niveau (A) jusqu'à un deuxième niveau (B); c) vidage du contenant; d) remplissage du contenant jusqu'au premier niveau (A). 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le remplissage et la mise en fonction des étapes respectives b), d) et c) sont réalisés à partir de deux électrovannes (29, 30). 10- Procédé selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le déclenchement du cycle par l'utilisateur ouvre l'électrovanne (29) de remplissage, en ce que une fois le contenant rempli jusqu'au niveau B, I'électrovanne (29) de remplissage se ferme et l'électrovanne (30) de nettoyage s'ouvre, et en ce que une fois le contenant vide, I'électrovanne (30) de nettoyage se ferme et l'électrovanne (29) de remplissage s'ouvre jusqu'à ce que l'eau ait atteint le niveau (A).