Unité sanitaire
La présente invention concerne une unité sanitaire destinée à la gestion de la distribution d'eau pour le balayage d'évacuation d'une cuvette de water-closet.
Dans les habitations, résidences et hôtels, ou encore plus généralement dans un complexe immobilier quelconque, les installations sanitaires consomment une grande quantité d'eau courante prélevée directement sur le réseau d'alimentation en eau. En milieu urbain, la quantité d'eau courante utilisée et ainsi évacuée vers les égouts se chiffre par millions de litres et de cette quantité, près de 80 % sont consommés par les installations sanitaires, dont la moitié est utilisée pour le balayage des cuvettes de water-closets. Cette consommation d'eau courante est assortie d'un prix de plus en plus élevé pour les consommateurs car l'eau courante est devenue un produit excessivement coûteux.
Indépendamment de son coût élevé, la distribution d'eau est d'ailleurs parfois critique dans certaines zones habitées ou certaines zones résidentielles à occupation saisonnière. De plus, il existe des régions du monde qui ne disposent pas de grandes réserves d'eau naturelle. Et même dans les contrées normalement riches en nappes aquifères se posent régulièrement des problèmes d'approvisionnement en eau lors de longues périodes de sécheresse. Les spécialistes climatologues prévoient déjà que cette situation risque de devenir de plus en plus fréquente et critique au cours des prochaines décennies.
Il est dès lors primordial de pouvoir distribuer l'eau de manière rationnelle et surtout de pouvoir la consommer d'une manière raisonnable, sinon avec économie. Et d'autre part, if importe à cet effet que les habitations, résidences, complexes hôteliers et autres lieux analogues puissent être aménagés ou réaménagés suivant une conception rationnelle qui permette d'économiser l'eau. D'une façon générale, les eaux sanitaires sont déversées directement dans une conduite de collecte commune qui les évacuent vers un réseau d'égouts. Non seulement, ce rejet d'eaux sanitaires représente une consommation élevée d'eau provenant du réseau de distribution, mais encore les eaux ainsi rejetées contiennent-elles également de nombreux produits résiduels qui polluent l'environnement.
Outre la quantité d'eau courante utilisée pour l'hygiène corporelle, une grande quantité d'eau courante est également utilisée dans les chasses d'eau équipant les waterclosets. Une économie importante en eau peut être réalisée en utilisant pour le balayage des cuvettes de toilettes les eaux résiduaires récupérées dans les autres équipements sanitaires de l'habitation ou d'un complexe résidentiel ou hôtelier et de n'utiliser pour les cuvettes de toilettes de l'eau courante que lorsqu'il n'y a plus d'eaux résiduaires disponibles.
Il est déjà connu de récupérer des eaux résiduaires pour effectuer le balayage d'une cuvette de water-closet. Les eaux résiduaires sont collectées dans un réservoir de stockage que l'on raccorde au réservoir de chasse d'eau habituel équipant les waterclosets. Un système de ce genre impose des travaux de plomberies souvent coûteux et l'installation de tuyauteries souvent gênantes. Aucune solution n'a jusqu'à présent été proposée pour assurer une gestion rationnelle et optimisée de la distribution d'eau pour le balayage d'évacuation d'une cuvette de water-closet en intégrant un recyclage d'eaux résiduaires dans un ensemble sanitaire pour toilettes et en tenant compte de problèmes de fiabilité et de salubrité.
L'invention vise à apporter une solution rationnelle et efficace au problème général de la distribution et de l'utilisation d'eau destinées aux toilettes dans une habitation ou un immeuble quelconque.
Un but de l'invention est de proposer une unité sanitaire qui optimise la distribution d'eau destinée pour effectuer le balayage d'évacuation d'une cuvette de water-closet par une intégration rationnelle d'un système économiseur d'eau.
Un autre but de l'invention est de proposer une unité sanitaire qui maintient automatiquement une parfaite salubrité des installations et préserve efficacement l'environnement.
Un autre but encore de l'invention est de proposer une unité sanitaire pour toilettes dont le fonctionnement et l'entretien peuvent être programmés en fonction des exigences de l'utilisateur ou de l'utilisation des toilettes.
Un autre but encore de l'invention est de proposer une unité sanitaire pour toilettes qui incorpore un système économiseur d'eau et peut être installée facilement dans une pièce d'habitation ou un local de dimensions courantes.
Un autre but encore de l'invention est de proposer une unité sanitaire pour toilettes qui incorpore un système économiseur d'eau et qui peut être aménagée facilement dans une pièce d'habitation ou un local d'un immeuble existant sans nécessiter de travaux de plomberie importants et coûteux.
Ces buts sont obtenus avec une unité sanitaire constituée d'une armoire colonne dans laquelle est monté un système économiseur d'eau agencé pour gérer de manière optimale la distribution de l'eau destinée au balayage d'évacuation d'une cuvette de water-closet.
Une pompe refoulante, mise en marche automatiquement lorsque des eaux sanitaires résiduaires sont disponibles à la sortie d'évacuation d'une baignoire ou d'un autre équipement sanitaire, envoie ces eaux résiduaires dans un réservoir équipé d'une chasse d'eau connectée au conduit d'entrée de balayage d'une cuvette de W-C. Avant leur déversement dans le réservoir, ces eaux résiduaires sont assainies dans un filtre qui en élimine les savonnées et détritus emportés qu'elles ont entraînés. Le réservoir contient ainsi normalement des eaux sanitaires résiduaires et tant que cette réserve d'eaux résiduaires est suffisante, ce sont ces eaux résiduaires qui sont utilisées pour le balayage d'évacuation de la cuvette de W-C.
Un détecteur surveille en permanence le niveau d'eaux résiduaires contenues dans le réservoir et lorsqu'un niveau minimum prédéterminé est atteint, il commande automatiquement l'ouverture temporaire d'une vanne d'arrêt commandée, normalement fermée, de manière à introduire dans le réservoir une certaine quantité d'eau fraîche prélevée à un réseau de distribution. Le réservoir a une capacité qui permet de constituer une réserve d'eaux résiduaires suffisante pour effectuer un grand nombre de balayages d'évacuation d'une cuvette de W-C sans faire appel à de l'eau courante coûteuse du réseau de distribution. Ce n'est que lorsque la réserve d'eaux résiduaires contenue dans le réservoir est insuffisante que le balayage d'évacuation de la cuvette de W-C utilise temporairement de l'eau fraîche.
Dès que la réserve d'eaux résiduaires devient suffisante, vanne d'arrêt se trouve automatiquement fermée. Il en résulte une réduction considérable de la consommation d'eau coûteuse et une économie appréciable pour l'utilisateur.
Une vanne de rinçage est connectée à la chasse d'eau pour actionner celle-ci manuellement et/ou en réponse à un signal de commande afin de chasser une quantité d'eau prédéterminée et d'effectuer un balayage ou rinçage de la cuvette de W-C. Le signal de commande pour l'ouverture de la vanne de rinçage est produit automatiquement et périodiquement par un dispositif de commande programmable suivant un programme pré-établi réglable en fonction des besoins réels dans chaque cas individuel.
Le dispositif de commande contrôle également en permanence l'état du système et gère le fonctionnement de celui-ci en vue d'éviter ou de pallier toute défaillance et de maintenir une parfaite propreté et une salubrité optimale de la cuvette de W-C au fur et à mesure de son utilisation et/ou après une période d'inutilisation prédéterminée tout en assurant une consommation d'énergie minimale.
En cas d'arrêt momentané de la pompe ou en cas d'obstruction éventuelle de l'arrivée d'eaux résiduaires, le dispositif de contrôle et de commande assure l'ouverture de la vanne d'admission d'eau courante afin que le réservoir soit, en fonction des besoins, alimenté en eau prélevée sur le réseau de distribution d'eau courante. Ceci assure une grande fiabilité de fonctionnement de l'installation. Dès que des eaux résiduaires sont disponibles, le dispositif de contrôle et de commande rétablit automatiquement le fonctionnement en mode normal, c'est-à-dire en mode avec économiseur d'eau de manière à assurer une utilisation économique. Est ainsi assuré un fonctionnement optimal, fiable et économique de l'installation.
L'unité sanitaire suivant l'invention constitue une unité compacte qui facilite et simplifie les raccordements et l'implantation des conduites d'eau dans une construction, ainsi que l'aménagement des locaux. De plus, elle incorpore un système économiseur d'eau intégré, qui ne demande pas de travaux de plomberie importants et coûteux.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de l'exposé qui suit, accompagné de dessins.
Brève description des dessins La figure 1 montre une vue en perspective d'une unité sanitaire suivant l'invention;
Les figures 2 et 3 montrent, à plus grande échelle, un exemple d'aménagement interne pour l'unité sanitaire de la figure 1 ; La figure 4 est un schéma fonctionnel général du système de commande et de gestion de la distribution d'eau dans l'unité sanitaire suivant l'invention La figure 5 représente, à échelle agrandie, un exemple de boîte collectrice pour collecter les eaux résiduaires d'une baignoire ou d'une douche afin d'alimenter une unité sanitaire suivant l'invention.
Description d'un mode de réalisation de l'invention
Se reportant à la figure 1, on voit représenté schématiquement un exemple de réalisation d'une unité sanitaire suivant l'invention avec une cuvette de water-closet suspendue. L'unité sanitaire 11 est constituée d'une colonne, de forme générale parallélépipédique, dans laquelle est monté l'ensemble d'un système économiseur d'eau pour assurer la commande de la distribution d'eau pour le balayage d'évacuation de la cuvette de W-C 12. Il est bien entendu que la forme et la présentation de la colonne et de la cuvette de toilettes ne sont pas limitées à l'exemple illustré.
L'intérieur de la colonne 11 est représenté à plus grande échelle aux figures 2 et 3. Dans l'exemple de réalisation illustré, la structure intérieure de la colonne comprend un bâti 31 auquel sont fixés des étrésillons 32 formant un support pour un réservoir 13. Celui-ci peut avoir une forme et des dimensions quelconques. L'étrésillon 32 visible sur la figure 2 sert également à la fixation de la cuvette de W-C suspendue, du conduit
14 d'amenée d'eau pour le balayage d'évacuation de la cuvette et du conduit 30 d'évacuation des eaux usées de la cuvette. Le conduit 14 d'amenée d'eau de balayage de la cuvette est raccordé à la sortie d'un mécanisme de chasse d'eau 15 monté dans le bas ou au bas du réservoir. Le mécanisme de chasse d'eau, connu en soi, est actionné à partir d'un bouton-poussoir 16 accessible sur la face frontale de la colonne
(voir figure 1).
Dans la partie inférieure de la colonne est montée une pompe refoulante 18 pour alimenter le réservoir 13 avec des eaux sanitaires récupérées à l'orifice d'évacuation des eaux résiduaires d'au moins un équipement sanitaire extérieur.
Un schéma fonctionnel général du système de distribution et d'économie d'eau inclus dans l'unité sanitaire suivant l'invention est présenté à la figure 4. L'arrivée d'eau de la pompe 18 est raccordée à une conduite 17 pour l'amenée d'eaux résiduaires récupérées à la sortie d'évacuation d'un ou plusieurs équipement sanitaires tels que baignoire et cabine de douche. La récupération des eaux sanitaires résiduaires se fait dans une boîte collectrice 33 afin de régulariser le flux et la conduite d'amenée de ces eaux est avantageusement constituée d'un faisceau de tubes parallèles afin d'assurer un flux laminaire, en particulier lorsque la pompe doit recevoir les eaux évacuées lors de la vidange d'une baignoire.
Lorsque la boîte collectrice contient une quantité d'eaux résiduaires, elle délivre cellesci à la pompe 18 qui les envoie vers le réservoir 13 par une conduite 19. Celle-ci est avantageusement constituée également d'un faisceau de tubes ou canaux parallèles de manière à rendre l'écoulement des eaux sanitaires laminaire et régulier. La capacité du réservoir 13 est choisie pour pouvoir contenir la quantité d'eau collectée normalement lors de la vidange d'une baignoire. Un capteur 21 mesure le débit d'eaux résiduaires acheminées vers le réservoir.
Les eaux résiduaires sont amenées vers le haut du réservoir 13 et déversées dans un filtre 22 pour assurer une épuration primaire de ces eaux résiduaires, neutraliser les savonnées et retenir les résidus divers entraînés par ces eaux collectées. Le filtre peut par exemple être un filtre biologique à cartouche interchangeable (connu en soi) ou un filtre auto-nettoyant. Une variante d'exécution consiste à monter le filtre à l'extérieur du réservoir. Dans le haut du réservoir 13 est prévue une sortie 23 pour déverser le tropplein éventuel dans une conduite d'évacuation vers les égouts. Un panneau amovible est prévu dans le haut du réservoir pour permettre l'accès au filtre. Le réservoir 13 comporte également un tube 20 pour permettre l'évacuation d'air lorsque le réservoir s'emplit d'eau.
A l'intérieur du réservoir 13 pénètre également un tube 24 pour une amenée d'eau fraîche. Ce tube d'amenée 24 est raccordé à la sortie d'une vanne d'arrêt 25 ayant son entrée raccordée par un tuyau 26 à un point d'arrivée d'eau courante du réseau de distribution d'eau. La vanne 25 est normalement fermée. Elle s'ouvre lorsque la quantité d'eau contenue dans le réservoir 13 est insuffisante.
Le réservoir 13 contient ainsi normalement des eaux résiduaires acheminées via la pompe 18 et ce sont ces eaux résiduaires qui sont utilisées normalement pour le balayage d'évacuation la cuvette de W-C 12, sans consommation d'eau de distribution coûteuse. Par contre, lorsque le niveau des eaux résiduaires récupérées dans le réservoir 13 est insuffisant pour assurer un balayage correct de la cuvette 12, la vanne d'arrêt commandée 25 s'ouvre temporairement et introduit automatiquement une quantité d'eau courante de distribution.
Le niveau d'eau dans le réservoir 13 est contrôlé en permanence par un détecteur de niveau d'eau 28. Celui-ci peut être constitué d'un dispositif quelconque : dispositif mécanique à flotteur, dispositif optique, magnétique ou tout autre dispositif approprié. La vanne d'arrêt 25 s'ouvre automatiquement en réponse à un signal de commande
101 produit lorsque le niveau de la réserve d'eau dans le réservoir 13 est inférieur à un niveau prédéterminé. Ce n'est donc que lorsque la quantité d'eaux résiduaires contenues dans le réservoir est insuffisante pour assurer un balayage d'évacuation de la cuvette 12 que la vanne d'arrêt s'ouvre temporairement et permet l'introduction d'une quantité d'eau fraîche d'appoint dans le réservoir 13. Le reste du temps, lorsque la réserve d'eaux sanitaires est suffisante, la vanne 25 est maintenue fermée.
La commande de l'ouverture de la vanne d'arrêt 25 est régie par le détecteur de niveau d'eau 28. Selon son mode de réalisation, le détecteur de niveau d'eau produit un signal de commande qui se trouve appliqué à l'entrée de commande de la vanne d'arrêt ou bien il agit directement et mécaniquement sur la vanne d'arrêt comme dans le cas d'un flotteur.
La capacité du réservoir est choisie suffisamment grande pour pouvoir recevoir la quantité d'eaux sanitaires évacuées normalement par une baignoire. Une telle réserve d'eaux résiduaires permet de nombreux balayages de la cuvette de W-C, ce qui conduit à une réduction considérable de consommation d'eau coûteuse et des économies financières appréciables pour les utilisateurs.
En outre, la filtration des eaux résiduaires dans le filtre 22 assure un assainissement primaire des eaux avant leur utilisation pour le balayage de la cuvette de W-C et leur rejet vers les égouts, ce qui contribue à la préservation de l'environnement.
Dans les eaux résiduaires recueillies peut être introduit périodiquement un produit sélectionné pour désinfecter l'installation et / ou éviter le dépôt de tartre. Un tel produit peut être distribué automatiquement dans les eaux résiduaires par un distributeur 40 avec une périodicité déterminée en fonction du débit d'eaux résiduaires déversées dans le réservoir 13, c'est-à-dire au fur et à mesure de l'utilisation d'eaux sanitaires. Une distribution ponctuelle par commande manuelle peut également être prévue pour des circonstances particulières.
Suivant une autre particularité de l'invention, une vanne de commande de rinçage 27 est associée au mécanisme de chasse d'eau 15 afin de commander les opérations de balayage ou rinçage de la cuvette de W-C. Cette vanne s'ouvre temporairement par commande manuelle de l'utilisateur et/ou en réponse à un signal de commande 102 comme il sera décrit plus loin. Lorsque la vanne 27 s'ouvre, elle introduit dans la chasse d'eau une quantité d'eau prédéterminée pour effectuer un balayage de la cuvette de W-C. Le signal de commande pour la vanne de rinçage 27 est produit par un dispositif de contrôle et de commande 29 qui peut avantageusement être agencé pour produire ce signal périodiquement suivant un programme pré-établi réglable.
Cette possibilité est particulièrement intéressante après une longue période d'inutilisation des toilettes, Ceci permet de conserver un état de propreté et de salubrité, quel que soit le degré d'utilisation des toilettes.
Le dispositif de contrôle et de commande 29 contrôle en permanence l'état du système et gère son fonctionnement en vue d'éviter ou de pallier toute défaillance et de maintenir une parfaite salubrité de l'installation tout en assurant une consommation d'énergie minimale. Un tel dispositif peut être constitué d'un automate programmable quelconque agencé et connecté de manière appropriée pour assurer les fonctions requises. Un tel automate est usuellement doté de diverses lampes témoins indiquant l'état des organes surveillés.
Cet automate programmable peut être programmé pour commander périodiquement la vanne de rinçage 27 précitée afin d'effectuer une opération de rinçage spéciale comme indiqué plus haut. Il peut aussi, lorsque cette option est prévue, commander automatiquement l'introduction d'un produit d'assainissement ou anti-tartre, par exemple, dans les eaux résiduaires amenées vers le réservoir. Une dose de produit se trouve alors introduite par un distributeur 40 en fonction du débit d'eaux résiduaires acheminées vers le réservoir. Le capteur 21 mentionné précédemment envoie à l'automate un signal 103 représentant le débit mesuré et en réponse à ce signal, l'automate peut commander la distribution de la dose de produit appropriée.
En outre, l'automate 29 peut être agencé pour recevoir en permanence des signaux de contrôle des détecteurs d'eaux résiduaires (non représentés), de la pompe 18 et des vannes d'arrêt 25 et de rinçage 27 afin de détecter toute défaillance ou anomalie de fonctionnement dans le système d'amenée d'eaux résiduaires et maintenir à tout moment au moins une réserve minimale d'eau courante pour assurer un balayage d'évacuation de la cuvette.
D'autre part, l'automate programmable peut avantageusement être agencé pour commander une opération de désodorisation automatique des toilettes afin d'évacuer les odeurs viciées. Lorsqu'un détecteur de présence humaine est prévu, et produit un signal indiquant une présence physique dans les toilettes, en réponse à ce signal du détecteur, l'automate 29 met alors en route un dispositif d'aération approprié quelconque pour chasser ou aspirer les odeurs vers l'extérieur ou les évacuer par le conduit d'évacuation de la cuvette de W-C 12.
Suivant les conditions de fonctionnement, et en réponse aux signaux de contrôle qu'il reçoit en permanence du système, l'automate 29 est agencé et organisé pour produire automatiquement divers signaux de commande destiné à assurer à tout moment le fonctionnement correct du système.
En cas d'arrêt momentané de la pompe 18 ou en cas d'obstruction éventuelle de l'arrivée d'eaux résiduaires, l'automate de contrôle et de commande 29 assure donc l'ouverture de la vanne d'arrêt 25 afin que le réservoir 13 soit, en fonction des besoins, alimenté en eau prélevée sur le réseau de distribution d'eau courante. Ceci assure une grande fiabilité de fonctionnement de l'installation. Dès que des eaux résiduaires sont disponibles, le dispositif de contrôle et de commande rétablit automatiquement le fonctionnement en mode normal, c'est-à-dire en mode avec économiseur d'eau dans lequel ce sont les eaux résiduaires qui sont utilisées pour le balayage d'évacuation de la cuvette de W-C. Est ainsi assuré un fonctionnement optimal, fiable et économique de l'installation.
Ces contrôles et commandes automatiques assurées dans l'ensemble sanitaire suivant l'invention assurent un fonctionnement économique optimal de l'installation avec une grande fiabilité tout en maintenant une salubrité optimale de l'installation sanitaire.
Outre l'avantage d'inclure un système économiseur d'eau avantageux et fiable, l'unité sanitaire suivant l'invention présente l'intérêt de pouvoir être réalisée en une unité compacte facile à installer et à raccorder sur place, sans travaux de plomberie importants et sans devoir prévoir des tuyauteries spéciales généralement peu esthétiques et souvent gênantes.
Comme mentionné plus haut, l'unité sanitaire suivant l'invention peut être alimentée avec des eaux résiduaires recueillies à la sortie d'évacuation d'une baignoire, cabine de douche ou autre équipement sanitaire. Les eaux sanitaires résiduaires sont collectées dans une boîte collectrice qui assure un flux régulier. La figure 5 illustre un exemple de réalisation de boîte collectrice. L'espace intérieur de la boîte collectrice 33 est divisé par une paroi en un compartiment collecteur 35 et un compartiment tampon 37 qui communiquent entre eux par un orifice 36 pratiqué dans la paroi séparant les deux compartiments. L'entrée 34 du compartiment collecteur 35 se raccorde à la sortie d'évacuation d'eaux résiduaires d'un équipement sanitaire. Le compartiment tampon 37 est muni d'un flotteur qui contrôle le niveau des eaux contenues dans ce compartiment.
La sortie 38 se raccorde à la conduite qui achemine les eaux résiduaires vers la pompe 18. La sortie 39 sert à l'évacuation d'un trop plein. Une telle boîte collectrice peut être facilement aménagée dans le socle d'une cabine de douche ou en dessous de la crépine d'évacuation d'une salle de douche. Pour raccorder l'entrée 34 de la boîte collectrice à l'orifice d'évacuation d'une baignoire, on peut avantageusement utiliser une conduite aménagée en un faisceau de tubes ou canaux parallèles de manière à rendre l'écoulement des eaux de bain laminaire et régulier.
Il est entendu que le mode de réalisation décrit dans ce qui précède et illustré sur les dessins joints n'est donné qu'à titre d'exemple. Diverses variantes d'exécution peuvent y être apportées tout en bénéficiant des avantages de l'invention. L'enveloppe de la colonne peut par exemple présenter l'un ou l'autre compartiment de rangement et/ou des panneaux ou portes donnant accès aux dispositifs techniques du système de distribution ainsi qu'à l'automate programmateur.
Revendications
1- Unité sanitaire destinée à la distribution d'eau pour le balayage d'évacuation d'une cuvette de water-closet, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une colonne
(11) dans laquelle est monté un système économiseur d'eau, celui-ci comprenant un réservoir (13) pour contenir une réserve d'eau et dans lequel débouchent une première arrivée d'eau (19) et une deuxième arrivée d'eau (24), une pompe (18) connectée à ladite première arrivée d'eau (19) pour alimenter le réservoir (13) avec des eaux résiduaires provenant d'un équipement sanitaire extérieur, un détecteur de niveau d'eau (28) pour contrôler le niveau de la réserve d'eaux résiduaires contenue dans le réservoir (13), une vanne d'arrêt (25) pour commander la deuxième arrivée d'eau (24), ladite vanne d'arrêt étant normalement fermée et s'ouvrant temporairement en fonction du niveau d'eau dans le réservoir (13) afin d'introduire une quantité prédéterminée d'eau courante fraîche dans ledit réservoir, et un mécanisme de chasse d'eau (15)
connecté à un orifice de sortie du réservoir (13) pour fournir l'eau de balayage à une cuvette de W-C (12)