Brevet FR2984377A1 — publié le 20130621

TOILETTES A BASSE CONSOMMATION D'EAU L'invention concerne des toilettes à basse consommation d'eau. La consommation d'eau dans de nombreuses installations a fortement augmenté avec l'arrivée de nouveaux appareils destinés à faciliter la vie des consommateurs. De plus, les modifications du climat ont tendance à réduire la quantité d'eau disponible dans les nappes phréatiques tout en imposant une besoin en eau plus important par exemple pour les agriculteurs. L'eau est, de fait, reconnue comme étant une ressource dont la consommation excessive engendrera de nombreux problèmes écologiques et alimentaires dans le futur. En conséquence, il devient de plus en plus important d'économiser l'eau d'une part pour des raisons purement financières, celle-ci se raréfiant, son coût augmente en proportions, et, d'autre part, pour des raisons écologiques. Parmi les appareils du quotidien consommant de l'eau, les toilettes, ou WC, font partie des éléments indispensables. Ces dernières fonctionnent sur le principe d'une chasse d'eau libérant une réserve d'eau destinée à être mélangée aux matières à évacuer. Afin de limiter l'eau consommée, un système connu consiste à prévoir deux boutons poussoirs libérant chacun une quantité d'eau adaptée à la situation. Un premier bouton peut ainsi libérer un « petit » volume d'eau, de 3 litres par exemple, alors qu'un second bouton libère un « grand » volume d'eau, par exemple de 6 ou 9 litres. Si de tels systèmes permettent de prévoir une quantité prédéfinie d'eau à déverser en fonction du type de matière à évacuer, ils ne permettent pas d'optimiser l'évacuation de ces dernières. En effet, ces dispositifs connus ne font qu'adapter la quantité d'eau à la situation sans optimiser l'utilisation de l'eau déversée par le système d'évacuation à proprement parler. Dans ces dispositifs, l'eau est généralement libérée par simple gravité, et, bien que la quantité d'eau soit adaptée aux différents types de matières à évacuer, seule la « grande » quantité d'eau déversée permet d'en assurer l'évacuation. La consommation d'eau utilisée pour évacuer chaque type de matière demeure ainsi importante et bien supérieure à celle qui pourrait être juste nécessaire et suffisante. La présente invention vise donc à réduire la quantité d'eau utilisée par des toilettes tout en assurant une évacuation complète et optimale des matières contenues dans la cuvette. Dans la suite de la description, les qualificatifs « supérieur », « inférieur », « haut » et « bas » d'un élément du dispositif sont utilisés dans le cadre d'une installation normale du dispositif, c'est-à-dire relatif à une notion d'installation du dispositif sur un sol plat horizontal avec une ouverture supérieure de la cuvette parallèle audit sol au dessus de celui-ci. L'invention a pour objet un dispositif de toilettes WC comportant : - une cuvette, elle-même comportant un bol muni d'une ouverture supérieure et d'un fond de réception de matière à évacuer ; - un siphon composé de deux parties successives, à rayons de courbure opposés, à savoir : o une première partie du siphon comportant une ouverture débouchant sur le fond du bol et présentant un premier rayon de courbure ; o une seconde partie présentant un rayon de courbure de concavité opposée à celle de la première partie, et reliée en amont à la première partie et en aval à un réseau d'évacuation ; - au moins une arrivée d'eau débouchant en partie haute dudit bol, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau comporte un conduit de jet d'eau principal incliné selon un axe parallèle à une tangente d'une paroi avant interne de la première partie du siphon au niveau de l'ouverture de ce dernier, le jet d'eau épousant la courbure de la paroi interne avant de la première partie du siphon. Le dispositif selon l'invention comporte les éléments usuels de l'art antérieur, c'est-à-dire une cuvette composée d'un bol servant de réceptacle aux matières fécales et associé à un siphon via une ouverture dans le fond dudit bol. Le siphon présente deux parties courbes consécutives, une première partie présentant l'ouverture dans le fond du bol et une seconde partie reliée à l'évacuation. La première partie présente une courbe selon un premier rayon de courbure de forme générale en « U » alors que la seconde partie présente un second rayon de courbure et présente une forme usuelle avec une courbure inverse à la première partie et formant un sommet limitant l'évacuation de l'eau maintenue dans la première partie. La première partie est destinée à servir de réserve d'eau et de zone de réception des matières à évacuer. La deuxième partie est destinée à empêcher l'eau située dans la première partie d'être évacuée si il n'y a pas d'adjonction d'eau dans la première partie, typiquement si l'on ne tire pas la chasse d'eau. Un jet d'eau permettant d'évacuer les matières présentes dans la première partie du siphon est obtenu par gravité ou à l'aide de tout autre dispositif connu de l'homme de l'art. Ce jet d'eau est déversé directement dans la cuvette via une arrivée d'eau. Selon l'invention, le jet d'eau arrive au niveau de l'ouverture de la première partie du siphon parallèlement à une tangente d'une surface interne avant de ladite première partie du siphon au niveau de l'ouverture du siphon. Cette arrivée tangentielle assure que le jet d'eau épouse les courbes du siphon et, avec une pression suffisante du jet, entraîne l'eau et les matières qu'il rencontre sur sa trajectoire directement dans le siphon vers l'évacuation en épousant la courbe de la surface interne de la première partie du siphon. Typiquement, entre le point de contact initial entre le jet d'eau et la paroi interne de la première partie du siphon d'une part et la seconde partie du siphon d'autre part, l'axe du jet d'eau est tangentiel à la paroi interne inférieure de la première partie du siphon. La coopération entre le jet d'eau et la courbe de la première partie du siphon permet un besoin réduit d'eau en provenance du jet, par rapport à l'art antérieur, pour évacuer les matières, le jet étant orienté dans la première partie du siphon selon la courbure interne de ladite première partie et épousant cette courbure sans rupture brusque de son axe de projection. De préférence, le jet d'eau est en contact tangentiel avec la paroi interne avant de la première partie du siphon au niveau de l'ouverture de ladite première partie, c'est-à-dire que le contact initial entre le jet d'eau et la paroi interne avant de la première partie du siphon a lieu dès l'ouverture de ladite première partie. Ce contact tangentiel dès l'ouverture du siphon assure une coopération immédiate et optimale entre le jet d'eau et la paroi interne du siphon. Cette coopération immédiate permet l'évacuation des matières dès l'entrée du siphon sans amoindrir la force du jet par la présence d'un écart entre l'axe du jet et la courbe de la première partie du siphon. Avantageusement, le siphon et le bol sont reliés par une zone de jonction 20 de forme conique dont le diamètre maximal correspond à la base du bol et dont le diamètre minimal correspond à l'ouverture de la première partie du siphon. Cette forme particulière de la zone de jonction entre le bol et le siphon 25 permet d'orienter, par gravité, les matières à évacuer vers l'ouverture de la première partie du siphon, c'est-à-dire à l'endroit même où le jet d'eau rencontre la paroi interne avant de la première partie du siphon. La zone de jonction ainsi réalisée associée à la coopération entre le jet et la courbure de la première partie du siphon assure donc d'une part la présence des matières à évacuer sur la trajectoire du jet d'eau et d'autre part l'évacuation de ces matières de manière optimale. Dans un perfectionnement, le bol comporte au niveau de son ouverture supérieure un rebord interne formant une rigole interne. Cette rigole est alimentée en eau par l'arrivée d'eau et débouche par débordement sur le contour interne du bol. Pour cela, l'arrivée d'eau comporte au moins un orifice latéral d'alimentation de la rigole. Ce perfectionnement permet d'alimenter en eau la rigole et de déverser par débordement de l'eau sur le contour interne du bol de la cuvette. Le débordement depuis la rigole, associé à la forme de la zone de jonction entre le bol et le siphon, complète l'entraînement des matières à évacuer vers le siphon, l'eau débordant de la rigole entraînant les matières situées dans le bol vers la zone de jonction puis dans ledit siphon. Avantageusement, l'arrivée d'eau comporte également un orifice d'évacuation d'eau inférieur débouchant contre une paroi interne arrière du bol. Cette évacuation débouchant contre la paroi interne arrière du bol assure l'évacuation des matières à évacuer situées sous l'arrivée d'eau, c'est-à-dire à un endroit ou l'eau débordant de la rigole ne peut normalement pas se déverser de par la présence de l'arrivée d'eau. Afin d'améliorer encore l'évacuation des matières, le siphon présente une surface interne lisse et sans aspérité ainsi que, pour chacune de ses parties, un rayon de courbure régulier limitant ainsi la résistance s'opposant au jet d'eau principal dans le siphon. Cette absence d'aspérités et le fait que le rayon de courbure est sensiblement constant, c'est-à-dire sans présenter d'angle ou de changement de direction abrupt, permet au jet d'eau principal d'épouser au mieux la courbe du siphon et de conserver une puissance apte à évacuer les matières sans nécessiter une grande quantité d'eau. De préférence, la première partie du siphon se développe sur un angle de 180° avec un rayon de courbure constant sur ces 180 °. Afin d'en augmenter l'efficacité, le jet d'eau principal est d'axe centré sur l'ouverture du siphon au niveau de sa première partie. Ce jet d'eau présente une pression dynamique du jet d'eau principal d'au moins 0,006 MPa. Cette caractéristique du jet permet d'une part une bonne coopération entre ledit jet et la surface interne de la première partie du siphon et une puissance suffisante pour assurer rapidement et efficacement l'évacuation de toutes les matières présentes dans le siphon d'autre part, celles-ci étant « éjectées » depuis l'ouverture de la première partie du siphon vers la seconde partie du siphon sous la pression du jet. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue en coupe de profil de toilettes selon l'invention ; - La figure 2 représente une vue du dessus d'une cuvette selon l'invention ; - Les figures 3A et 3B représentent des vue en coupe d'une arrivée d'eau selon l'invention telle que présentes en figure 1 ou 2 et respectivement de profil ou de face. 2 9843 77 8 Une liste des références utilisées ci-après dans la description et dans les figures qui s'y rattache est donnée ci après : 1. Toilettes WC 5 2. Bol 3. Ouverture supérieure du bol 2 4. Fond du bol 2 5. Partie supérieure du bol 2 6. Siphon 10 7. Première partie du siphon 6 8. Ouverture du siphon 6 débouchant dans le fond 4 9. Seconde partie du siphon 6 10. Evacuation 11.Centre du rayon de courbure de la première partie 7 du 15 siphon 6 12.Centre du rayon de courbure de la seconde partie 9 du siphon 6 13. Niveau maximal d'eau retenu dans la première partie 7 du siphon 6 20 14. Sommet de la paroi interne 15 délimitant le niveau 13 15. Conduit inférieur de l'arrivée d'eau 16 16.Arrivée d'eau 17. Conduit principal de l'arrivée d'eau 16 18. Jet d'eau principal 25 19. Axe du jet 18 20.Axe du conduit 17 21. Tangente à la paroi 22 22. Paroi interne avant de la première partie 7 du siphon 6 23. Branche comportant l'ouverture 8 du profil en « U » de la 30 première partie 7 du siphon 6 24. Zone de jonction entre le siphon 6 et le bol 2 25. Jointure entre la zone de jonction 24 et le bol 2 26. Jointure entre la zone de jonction 24 et le siphon 6 27. Point de contact entre le jet 18 et la paroi 22 28. Angle entre l'axe 19 et la tangente 29 au point de contact 27 29. Tangente à la paroi interne avant 22 au point de contact 27 30. Rebord interne de la partie supérieure 5 du bol 2 31. Rigole formée par le rebord 30 32. Contour interne du bol 2 33. Conduit latéral de l'arrivée d'eau 16 La figure 1 représente une vue en coupe de profil de toilettes selon l'invention. Des toilettes WC 1 comportent une cuvette munie d'un bol 2 comportant une ouverture 3 et un fond 4. L'ouverture 3 est située sur la partie supérieure 5 du bol 2 de manière à recevoir les matières à évacuer via cette ouverture 3. Le fond 4 est lui destiné à servir de réceptacle auxdites matières. Afin d'évacuer ces matières, le fond 4 est relié à un siphon 6 divisé en deux parties consécutives. Une première partie 7 du siphon 6 comporte une ouverture 8 débouchant dans le fond 4 du bol 2. Cette première partie 7 est directement reliée à la seconde partie 9 du siphon 6 qui est elle- même reliée à une évacuation 10. Les première et seconde parties du siphon 6 ont des formes générales de tubes courbés aux courbures opposées. La première partie 7 présente à une extrémité amont l'ouverture 8 et est reliée à son autre extrémité, en aval, à la seconde partie 9 du siphon 6. La seconde partie 9 du siphon 6 débouche en aval directement dans l'évacuation 10. La première partie 7 du siphon 6 présente une courbure autour d'un centre 11 situé au dessus de ladite première partie 7. La courbure de la seconde partie 9 du siphon 6 s'effectue elle autour d'un centre 12 situé sous ladite seconde partie 9. De préférence, la première partie 7 du siphon 6 à une courbure de 180° sous la forme générale d'un « U », dont l'ouverture est tournée obliquement vers le haut. La seconde partie 9 du siphon 6 est réalisée, par exemple, sous la forme d'un coude d'environ 120° dont la concavité est tournée vers le bas et dont la portion aval est horizontale. La première et la seconde partie du siphon sont conçues de manière à ce que l'eau contenue dans la première partie 7 du siphon 6 ne puisse accéder directement à l'évacuation 10. Typiquement, l'eau déversée dans le siphon 6 remplit la première partie 7 jusqu'à un niveau horizontal 13 correspondant au niveau inférieur 14 de la portion aval de la seconde partie 9. Lorsque de l'eau est déversée dans le siphon 6 alors que l'eau dans la première partie 7 est déjà au niveau 13, c'est-à-dire au niveau 14 de la partie inférieure de la seconde partie 9, l'eau en surplus (ainsi que les matières transportées par cette eau supplémentaire) débordent du niveau 14 et sont évacuées par l'évacuation 10. Cette eau supplémentaire est fournie par une arrivée d'eau 16 intégrée et débouchant en partie haute 5 du bol 2. Cette arrivée d'eau 16 est reliée par exemple à un robinet d'alimentation ou à une réserve d'eau située au dessus de la cuvette 2 ou encastrée dans un mur. L'arrivée d'eau 16 comporte un conduit 17 principal qui produit un jet d'eau 18 se déversant directement dans le bol 2. Le jet d'eau 18 produit par l'arrivée d'eau 16 est concentré autour de son axe 19 et la pression du jet 18 est telle qu'il garde tout au long de son trajet jusqu'au siphon 6 une direction rectiligne d'axe 19 stable. Selon l'invention, le conduit 17 est incliné selon un axe 20 parallèle à une tangente 21 d'une paroi interne avant 22 de la première partie 7 du siphon 6 au niveau de son ouverture 8. Schématiquement, si l'on considère que la première partie 7 du siphon 6 a une forme générale de « U », une branche 23 du « U » débouchant par l'ouverture 8 dans sur le bol 2 a un axe parallèle à l'axe 20 du conduit 17. Ainsi, l'axe 19 du jet 18 est parallèle à l'axe médian du « U » formé par la première partie 7 du siphon 6. Un jet 18 a, par exemple, un diamètre de 20 mm et une inclinaison de 35° par rapport à un axe vertical. L'axe 19 du jet d'eau 18 est également parallèle à l'axe de la branche 23. De préférence, le jet d'eau 18 est en contact tangentiel avec la paroi interne 22 de la première partie 7 du siphon 6 au niveau de l'ouverture 8. Cette concordance des axes (19 du jet et de l'axe de la branche 23) permet au jet 18 d'épouser la courbe de la paroi interne 22 et ainsi de suivre un cheminement suivant cette courbe. Cette paroi 22 présente une courbure régulière et sans aspérité, lisse, qui dirige le jet 18 vers la seconde partie 9 du siphon 6 sans déperdition de force importante. Ainsi, les matières rencontrées par le jet 18 sont d'abord broyées / déchiquetées, puis directement entrainées par celui-ci vers la seconde partie 9 du siphon 6 sans qu'il soit nécessaire de les « noyer » sous une grande quantité d'eau pour assurer leur entraînement vers la seconde partie 9 du siphon 6. Afin d'assurer un impact sur les matières suffisant pour les entraîner par le jet 18, ce dernier est produit par l'arrivée d'eau sous la forme d'un jet concentré autour de son axe 19, à une pression dynamique minimale de 0,006 MPa . La caractéristique de concentration du jet 18 évite une dispersion qui limiterait tant la bonne coopération avec la paroi avant interne 22 de la première partie 7 du siphon 9 que l'impact sur les matières à évacuer. La pression du jet 18 permet d'une part d'impacter les matières pour s'assurer de leur entraînement dans le siphon 6 et d'autre part garantit une puissance du jet 18 suffisante pour entraîner ces matières le long de la première partie 7 jusqu'à la seconde partie 9 du siphon 6. Le siphon et le bol sont avantageusement reliés par une zone de jonction 24. Cette zone de jonction 24 présente une forme conique dont le plus grand diamètre est jointif 25 avec le fond 4 du bol 2 alors que le plus petit diamètre est jointif 26 avec l'ouverture 8 de la première partie 7 du siphon 6. Cette zone de jonction 24 conique guide, par gravité, les matières à évacuer vers l'ouverture 8 de la première partie 7 du siphon 6. Ce positionnement des matières situées dans l'axe du jet d'eau 18 concentrique et puissant ainsi que la coopération de ce jet 18 et de la paroi interne 22 permet une évacuation sûre avec une consommation optimale d'eau des matières à évacuer. Le jet d'eau 18 peut être tangent à la paroi interne avant 22 dès la jointure 26 entre la zone de jonction 24 et la première partie 7 du siphon 6. Si ce n'est pas le cas, un contact 27 entre le jet d'eau 18 et la paroi interne avant 22 de cette première partie 7 du siphon 6 peut se réaliser de telle sorte que l'axe 19 du jet 18 présente un léger angle 28 avec une tangente 29 à la paroi interne avant 22 au niveau de ce contact 27. Cet angle 28 est par exemple de l'ordre de 35°. Un tel angle n'impose qu'une légère contrainte au jet 18 diminuant sa puissance de manière non significative. Ainsi, le jet 18 conserve une puissance apte à entrainer les matières le long de la paroi interne 22 de la première partie 7 du siphon 6. Dans le cas ou l'axe 19 présente un angle avec la tangente 29, le jet 18 peut être centrée dans l'ouverture 8 afin d'impacter les matières qui ne seraient pas situées sur la face avant de l'ouverture 8. Cependant, pour conserver une bonne coopération entre le jet 18 et la paroi interne 22, l'angle 28 est de préférence inférieur à 35° au point de contact 27. Les parois internes du siphon 6 présentent avantageusement une surface lisse et régulière, sans aspérité, ainsi que dans chacune de ses parties, un rayon de courbure régulier limitant ainsi la résistance s'opposant au jet 18. Cette absence d'aspérités et la régularité du rayon de courbure, c'est-à-dire sans présenter d'angle ou de changement de direction brut, permet au jet d'eau 18 principal d'épouser au mieux la courbe du siphon 6 et de conserver une puissance apte à évacuer les matières sans nécessiter l'adjonction d'une grande quantité d'eau supplémentaire. De préférence, la première partie 7 du siphon 6 se développe sur un angle de 180° avec un rayon de courbure constant sur ces 180°. Dans un perfectionnement, le bol 2 comporte au niveau de son ouverture 3 supérieure un rebord interne 30 formant une rigole interne 31. Cette rigole 31 est alimentée en eau par l'arrivée d'eau 16 et débouche par débordement sur le contour interne 32 du bol 2. Pour cela, l'arrivée d'eau comporte au moins un conduit latéral 33 d'alimentation de la rigole 31. La figure 2 représente une vue du dessus d'une cuvette selon l'invention. Ainsi que visible sur la figure 2, la rigole 31 se développe sur tout le contour de l'ouverture 3 du bol 2 à l'exception de l'endroit où est localisée l'arrivée d'eau 16. L'eau débordant de la rigole 31 se déverse donc dans le bol 2 afin d'évacuer les matières quelle que soit leur localisation dans le bol 2. Les figures 3A et 3B représentent des vue en coupe d'une arrivée d'eau selon l'invention telle que présente en figure 1 ou 2 et respectivement de profil ou du dessus. L'arrivée d'eau comporte, en plus du conduit 17 principal délivrant le jet 18 d'eau principal, deux conduites latérales 33 alimentant la rigole 31 et une conduite inférieure 15 permettant de déverser de l'eau dans le bol 2 directement en dessous le l'arrivée d'eau 16. Les deux conduites latérales 33 permettent avantageusement d'alimenter la rigole 31 de chaque coté de l'arrivée d'eau 16 simultanément, procurant ainsi un débordement régulier par une alimentation équilibrée de la rigole 31. La conduite inférieure 15 permet de déverser de l'eau dans le bol 2 là ou la rigole 31 ne peut le faire de par la présence de l'arrivée d'eau 16.5 REVENDICATIONS1. Dispositif de toilettes WC (1) comportant : - une cuvette, elle-même comportant un bol (2) muni d'une ouverture (3) supérieure et d'un fond (4) de réception de matière à évacuer ; - un siphon (6) composé de deux parties successives, à rayons de courbure opposés, à savoir : o une première partie (7) du siphon comportant une ouverture (8) débouchant sur le fond (4) du bol (2) et présentant un premier rayon de courbure ; o une seconde partie (9) présentant un rayon de courbure de concavité opposée à celle de la première partie, et reliée en amont à la première partie et en aval à un réseau d'évacuation (10) ; - au moins une arrivée d'eau (16) débouchant en partie haute (5) dudit bol (2), caractérisé en ce que l'arrivée d'eau comporte un conduit (17) de jet d'eau (18) principal incliné selon un axe (20) parallèle à une tangente (21) d'une paroi interne avant (22) de la première partie (7) du siphon (6) au niveau de l'ouverture (8) de ce dernier, le jet d'eau (18) épousant la courbure de la paroi interne avant (22) de la première partie (7) du siphon 6 depuis un point de contact (27) avec la paroi interne avant (22) jusqu'à la seconde partie (9) du siphon. 2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le jet d'eau (18) est en contact (27) tangentiel avec la paroi interneavant (22) de la première partie (7) du siphon (6) au niveau de l'ouverture (8) de ladite première partie. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le siphon et le bol sont reliés par une zone de jonction (24) de forme conique dont le diamètre maximal correspond à la base (25) du bol et dont le diamètre (26) minimal correspond à l'ouverture (8) de la première partie du siphon. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bol comporte au niveau de son ouverture supérieure (5) un rebord (30) interne formant une rigole interne (31), ladite rigole étant alimentée en eau par l'arrivée d'eau. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rigole débouche par débordement sur le contour (32) interne du bol (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau comporte au moins un orifice latéral (33) d'alimentation de la rigole. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau comporte un orifice d'évacuation d'eau inférieur (15) débouchant contre une paroi interne arrière du bol. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le siphon présente une courbe interne sans aspérité et continue. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie du siphon se développe sur un angle de 180°. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un axe (19) du jet (18) présente un angle (28) inférieur à35° avec une tangente (29) à la paroi interne avant (22) au niveau du point de contact (27) entre ledit jet (18) et ladite paroi interne avant (22).