[0001] La présente invention concerne une installation de toilettes sanitaires du type évacuation
directe et rinçage sans effet de chasse ni syphon.
[0002] L'invention vise à réaliser une installation de WC évitant les inconvénients des
systèmes classiques fonctionnant par effet de chasse, lesquels nécessitent une quantité
importante d'eau à chaque utilisation.
[0003] L'invention vise notamment à permettre la mise en place d'installations de toilettes
sanitaires dans des conditions et circonstances ne permettant pas de disposer d'une
réserve importante d'eau par exemple et notamment sur des véhicules routiers ou ferroviaires
de même que dans des habitations mobiles (caravanes, mobilhome, embarcations habitables
etc..).
[0004] On a décrit dans la demande de brevet français n
o 87.1935 au nom de la demanderesse une installation de toilettes de WC du type spécifié
et visant à éviter et pallier les inconvénients des systèmes traditionnels, qi'il
s'agisse de toilettes à effet de chasse (grosse consommatrice d'une quantité d'eau
claire et nécessitant un raccordement à un système de tout-à-l'égoût) ou des WC du
type chimique (manipulation d'agents toxiques, d'une efficacité limitée dans le temps,
laissant subsister des odeurs résiduelles désagréables et nécessitant également le
stockage des effluents traités).
[0005] Dans le cadre du dispositif connu, tel que décrit dans la demande de brevet français
précité, on a prévu une évacuation par une quantité dosée et limitée d'eau sous forte
pression.
[0006] La présente invention vise à développer les possibilités d'installations sanitaires
du type WC à évacuation directe et rinçage sous pression notamment dans le cas d'installations
mises en place sur des véhicules routiers ou ferroviaires disposant généralement d'une
alimentation en air comprimé graissé de 6 à 8 bars.
[0007] L'installation selon l'invention permet en effet de bénéficier des avantages du rinçage
sous pression qui permet d'obtenir un nettoyage de l'installation entre deux utilisations,
à partir d'une quantité d'eau limitée et de l'ordre de 25 cl.
[0008] L'invention permet de réaliser un système fonctionnant de façon entièrement automatique,
le cycle d'évacuation et de rinçage étant déclanché par une simple pression digitale
de l'utilisateur, sans cependant nécessiter le recours à une énergie électrique.
[0009] L'installation de l'invention utilise exclusivement tant comme source d'énergie de
puissance que comme source d'énergie de régulation l'air comprimé puisé dans l'équipement
général du véhicule et qui permet de commander l'ensemble du cycle sans consommation
d'électricité, et par conséquent dans des conditions d'une totale sécurité et d'une
parfaite fiabilité.
[0010] A cet effet l'invention concerne un ensemble de toilettes sanitaires du type à évacuation
directe et rinçage sans effet de chasse ni syphon, les toilettes étant constituées
d'une cuvette de forme générale troncônique comportant au niveau de sa petite base
en position inférieure une trappe, commandée par un vérin pneumatique, pour communication
intermittante avec un conduit d'évacuation, et la cuvette comporte encore au moins
une buse de projection d'eau de rinçage et d'évacuation et provenant d'une chambre
de mise sous pression, et l'installation est caractérisée en ce que elle est reliée
à une source d'énergie constituée d'une source d'air comprimé communiquant d'une part
avec la chambre de mise sous pression pour assurer l'alimentation sous haute pression
des buses (9, 9′) de rinçage et d'évacuation et d'autre part avec le vérin pneumatique
(15) de manoeuvre de la trappe (14), cette mise en communication étant assurée par
un distributeur (28) à registre pneumatique apte à assurer la régulation et la commande
du cycle d'évacuation comportant les phases synchronisées en premier lieu d'ouverture
de la trappe et de projection d'eau sous pression et en second lieu de fermeture de
la trappe et arrêt de la projection d'eau, et en ce que à cet effet le distributeur
(28) est relié à un premier contacteur, constitué d'un contacteur manuel (47) en position
accessible à l'utilisateur et propre à assurer le déplacement du registre en assurant
initialement la mise en communication de la source d'air comprimé (25) avec la chambre
(31) de mise sous pression de l'eau de rinçage et d'évacuation ainsi que la communication
de la source d'air comprimé (25) avec une première entrée du vérin de manoeuvre de
la trappe en assurant la mise en position d'ouverture de cette dernière.
[0011] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la descriptif
qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation plus particulière
présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 donne une vue en coupe longitudinale de la cuvette de l'installation selon
l'invention.
La figure 2 montre un schéma des circuits pneumatiques assurant la commande du cycle
d'évacuation.
[0012] Selon la figure 1 on voit que l'installation est constituée essentiellement d'une
cuvette 1, de forme générale tronconique, reposant sur sa petit base 2.
[0013] Cette cuvette sera avantageusement réalisée en polyester armé de fibres de verre
coloration blanc sanitaire.
[0014] La cuvette est elle-même encastrée dans un bloc formant carter 3 qui englobe la cuvette
ainsi que l'ensemble de commande 4 (illustré en détail à la Figure 2) et montée sur
rails 5 reposant sur le socle du carter 6.
[0015] Le socle 6 pourra avantageusement reposer sur le plancher du local par l'intermédiaire
de silentblocs 7, 7′, pour éviter les transmissions de vibrations.
[0016] En sa partie supérieure la cuvette comporte un rebord orienté vers l'intérieur et
constitué avantageusement par le prolongement de la face horizontale supérieure du
carter 3 comportant à cet effet une solution de continuité sensiblement elliptique
et correspondant à la grande base de la cuvette 1.
[0017] Sous ce rebord 8 sont abritées les buses de projection au nombre de quatre et dont
trois buses sont représentées sur les dessins sous les références 9, 9′, 9˝.
[0018] Et le pourtour de la cuvette comporte lui-même de façon connue un double abattant
constitué de la lunette 10 et du couvercle 11.
[0019] Sur la partie arrière de la face supérieure du carter, en arrière de la cuvette,
est prévu par exemple un plan incliné 12 recevant le bouton 13 du contacteur 47 assurant
la commande du cycle d'évacuation et de rinçage dans les conditions qui seront décrites
ci-après.
[0020] La base 2 de la cuvette comporte une trappe de fermeture 14 du type "vanne à pelle"
et manoeuvrée dans un plan sensiblement horizontal par un vérin pneumatique 15.
[0021] En dessous la trappe, l'installation comporte une conduite verticale constituant
le départ pour évacuation et la collection des effluents aboutissant à une cuve de
stockage qui pourrait être disposée à l'intérieur du carter 3 et qui dans l'exemple
réalisé est située en dessous du plancher 16 de l'installation, cette cuve 17 étant
reliée à la conduite d'évacuation inférieure 18 par le manchon de communication 19.
[0022] La cuve de stockage 17 comporte elle-même en partie inférieure une sortie formée
d'un tuyau souple 21 pour l'évacuation intermittente des effluents stockés entre deux
périodes de vidange.
[0023] Une mise à l'air libre est prévue en 20.
[0024] L'installation est elle-même reliée à une réserve d'eau claire 22 comportant une
crépine d'aspiration 23 à l'extrémité du tube plongeur 24 et alimentant l'ensemble
de régularion représenté à la Figure 2.
[0025] Enfin, l'ensemble est alimenté en énergie sous forme d'air comprimé depuis la conduite
25 aboutissant au bloc de régulation et de commande de la figure 2 et relié a une
source d'air comprimé graissée 6 à 8 bars, disponible sur le véhicule.
[0026] On voit que l'installation peut fonctionner mécaniquement sans utilisation d'énergie
électrique donc sans risque lié à la présence de conduites et circuits électriques
en milieu humide et avec une parfaite fiabilité.
[0027] Le fonctionnement du bloc de commande de pneumatique est illustré à la Figure 2.
[0028] Ce bloc monté de préférence sur un plateau coulissant sur rails, de façon à permettre
aisément son entretien et sa maintenance, est alimenté en air comprimé 6 à 8 bars
par la conduite 25 précédemment décrite et en eau claire par la conduite 24.
[0029] Une conduite 26 sert à l'évacuation de l'air comprimé en retour et elle aboutit à
la base de la cuve de stockage 17 où elle débouche par la buse 27 en permettant par
le jeu de turbulences la répartition homogène des effluents au sein de la cuve.
[0030] L'air comprimé depuis la conduite d'alimentation 25 aboutit au distributeur 28 du
type à registre coulissant et permettant la répartition et la distribution intermittente
de l'air comprimé moteur vers les organes de manoeuvre.
[0031] Le distributeur comporte ainsi deux sorties alternatives de l'air sous pression,
à savoir une première sortie 29 et une seconde sortie 30.
[0032] La seconde sortie 30 aboutit à une seconde entrée (non représentée) du vérin double
effet 15 de commande pneumatique de la trappe 14.
[0033] Ce vérin double effet assure, lorsqu'il est alimenté par sa seconde entrée par la
canalisation 30, le retour de la trappe et le maintien de cette trappe vers sa position
de fermeture.
[0034] Alternativement, lorsque la conduite 30 n'est pas mise sous pression, le distributeur
est apte à envoyer l'air comprimé sous pression dans la conduite 29 qui aboutit elle-même
aux deux sous-conduites 29a et 29b ainsi alimentées simultanément.
[0035] Tandis que l'alimentation de la conduite 30, assurant la fermeture de la trappe,
correspond à la position de repos du distributeur, l'installation étant en position
inactive, l'alimentation de la conduite 29 correspond à l'initiation du cycle d'évacuation
et de rinçage.
[0036] A cet effet la conduite 29a, aboutissant à la première entrée du vérin double effet
15, assure la rétraction de la trappe 14 et par conséquent l'ouverture de la base
de la cuvette en vue de l'évacuation des effluents.
[0037] Dans le même temps la conduite 29b aboutit à la chambre de mise sous pression 31
et permet d'assurer l'évacuation sous forte pression de la dose d'eau 32 contenue
dans cette chambre.
[0038] A cet effet, la chambre 31 est alimentée en eau claire par la conduite 33 qui permet
à la fois la réception de l'eau depuis la conduite 24 dans la phase d'aspiration,
à travers le clapet de non retour 34 ; tandis que cette même conduite 33 permet l'évacuation
de l'eau sous pression vers la conduite 35 aboutissant aux buses de projection 9,
9′ et 9˝, avec interposition du clapet de non retour 36.
[0039] Pour commander les phases d'aspiration et de refoulement, la chambre 31 comporte
un piston 39 divisant la chambre en deux capacités, à savoir une capacité 38 disposée
sur la face arrière du piston et communiquant précisément avec l'arrivée d'air comprimé
29b.
[0040] Tandis que la capacité 38′, correspondant à la face avant du piston 39, constitue
la réserve d'eau 32.
[0041] Le piston 39 est solidaire d'une tige 40 débordant à l'extérieur de la chambre et
comportant un ressort hélicoïdal 41 monté à la périphérie et coaxialement à ladite
tige ; le ressort 41 étant comprimé entre la butée arrière 42 solidaire de l'extrémité
terminale de la tige 40 et la butée avant 43 constituée par la paroi correspondante
de la chambre 31.
[0042] Coopérant avec la butée 42 est disposé un contacteur de fin de course 44 relié d'une
part par la conduite pneumatique 45 à la source d'alimentation en air comprimé 25
et d'autre part par la conduite pneumatique 46 au distributeur.
[0043] Et la poussée exercée par la butée 42 sur le contacteur 44 permet la mise en communication
de la conduite de sortie 46 avec la conduite d'entrée 45 en envoyant par conséquent
au distributeur une impulsion pneumatique correspondant au positionnement de fin de
course de la butée 42 et donc du piston 39 à l'intérieur de la chambre 31.
[0044] Enfin, le distributeur est relié à un contacteur manuel 47 de commande de début du
cycle, ce contacteur étant commandé par la pression digitale de l'utilisateur sur
le bouton 13.
[0045] Ce contacteur est relié par une conduite d'entrée pneumatique 48 à la source d'air
comprimé ; cette alimentation est obtenue par le répartiteur 37 alimentant depuis
la conduite 25 d'une part le distributeur d'autre part le contacteur 44 par la conduite
45 et enfin le contacteur manuel 47 par la conduite 48.
[0046] Le contacteur manuel 47 est relié à son tour au distributeur par la conduite pneumatique
de sortie 49.
[0047] La pression exercée sur le bouton 13 assure la mise en communication de la conduite
d'entrée 48 avec la conduite de sortie 49, alors qu'elles sont normalement isolées
en position de repos de l'ensemble ; il résulte de cette mise en contact une impulsion
pneumatique initiale adressée au distributeur qui commande le début du cycle d'évacuation
et de rinçage.
[0048] Le fonctionnement de l'ensemble peut aisément se déduire de la description qui précède.
[0049] Sous l'action du contacteur manuel 47 une impulsion initiale est adressée au distributeur
qui déplace le registre et assure l'envoi de la pression d'air comprimé par la conduite
29 d'une part vers la seconde entrée du vérin double effet de la trappe en assurant
l'ouverture de cette dernière, par l'intermédiaire de la conduite 29a ; et dans le
même temps la conduite 29b transmet la pression pneumatique dans la capacité 38 en
assurant ainsi le déplacement du piston 39 qui refoule l'eau 32 à travers les conduites
33, le clapet de non retour 36 et la conduite 35 vers les buses de rinçage 9, 9′,
9˝.
[0050] Ainsi en début du cycle de fonctionnement après utilisation de la cuvette, l'opérateur
déclenche par une simple manoeuvre, sans recours à une énergie électrique de commande,
d'une part l'ouverture de la trappe et en même temps la projection d'une eau sous
forte pression le long des parois de la cuvette.
[0051] La forte pression de l'eau permet d'obtenir un effet immédiat d'évacuation et de
rinçage à partir d'une quantité d'eau limitée qui peut ne pas dépasser 25 cl.
[0052] Tandis que pendant toute cette phase d'évacuation le vérin double effet 15 maintient
la trappe en position d'ouverture.
[0053] Le cycle d'ouverture et d'évacuation se limite à une période de quelques secondes,
par exemple 5 à 6 secondes.
[0054] La commande de fin de cycle est assurée automatiquement lorsque toute la réserve
d'eau 32 a été évacuée sous pression vers les buses ; cette fin du cycle est détectée
par le contacteur 44 sur lequel vient porter la butée 42, correspondant alors au positionnement
du piston 39 en fin de course lorsque sensiblement toute l'eau a été évacuée.
[0055] Le contacteur assurant la mise en communication de la conduite d'entrée 45 et de
la conduite de sortie 46 permet l'envoi d'une impulsion pneumatique vers le distributeur
28 qui renvoie le registre vers sa position initiale.
[0056] C'est-à-dire que le flux pneumatique est coupé tant au niveau de la conduite 29a
qu'au niveau de la conduite 29b (la chambre 31 n'est plus alimentée en air comprimé).
[0057] Au contraire la conduite 30 reçoit alors le flux pneumatique qui est reporté sur
la première entrée du vérin double effet 15 en assurant ainsi le retour de la trappe
vers sa position de fermeture et le maintien de cette trappe en position fermée.
[0058] Le déplacement du piston 39 s'est fait sous la pression pneumatique développée dans
la capacité 38, contre l'action du ressort 41 ; lorsque la chambre 38 n'est plus alimentée
en air comprimé, la force du ressort de rappel prévaut et entraîne vers l'arrière
le piston 39 qui est ramené à sa position initiale ; et dans ce mouvement le piston
provoque l'appel et l'aspiration de la quantité d'eau 32 , puisque dans cette phase
le clapet de non retour 36 est en position fermée tandis que le clapet de non retour
34 est en position d'ouverture ; on obtient ainsi automatiquement le rappel du piston
et l'aspiration d'une quantité parfaitement dosée d'eau de rinçage en vue de l'utilisation
future et en position d'attente dans la chambre de mise sous pression 31.
[0059] Selon une forme de réalisation avantageuse le registre du distributeur est prévu
de telle façon qu'il provoque, sous l'action du contacteur 44, dans un premier temps,
le rappel de la trappe dans sa position de fermeture tandis que l'interruption de
l'alimentation en eau sous pression est retardée de quelques fractions de secondes
; on obtient ainsi en fin de cycle la fermeture préalable de la trappe tandis qu'une
quantité minime d'eau continue à être déversée depuis les buses, ce qui assure le
maintien d'un film d'eau sur la paroi de la trappe ; on obtient ainsi une parfaite
étanchéité de la cuvette par rapport aux odeurs d'une part, tandis que le maintien
d'un film d'eau contribue à assurer la propreté du fond de la cuvette en évitant la
formation de dépôt.
[0060] Selon une variante non représentée le bloc de pilotage et de régulation pneumatique
sera regroupé dans un coffret déporté par rapport à l'appareil et au bloc cuvette
; le coffret peut être disposé extérieurement et à proximité immédiate du bloc cuvette
et on libère ainsi la base du bloc cuvette pour y loger éventuellement le réservoir
d'effluents alors intégré à l'appareil.
1 - Toilettes sanitaires, du type à évacuation directe et rinçage sans effet de chasse
ni siphon, les toilettes étant constituées d'une cuvette (1) de forme générale troncônique
comportant au niveau de sa petite base en position inférieure une trappe (14), commandée
par un vérin pneumatique (15), pour communication intermittante avec un conduit d'évacuation,
et la cuvette comporte encore au moins une buse (9) de projection d'eau de rinçage
et d'évacuation et provenant d'une source de liquide de rinçage sous pression, l'installation
étant reliée à une source d'énergie constituée d'une source d'air comprimé, caractérisées
en ce que cette source d'air comprimé est apte à communiquer d'une part avec une chambre
de mise sous pression (31) pour assurer l'alimentation sous haute pression des buses
(9, 9′) de rinçage et d'évacuation et d'autre part avec le vérin pneumatique (15)
de manoeuvre de la trappe (14), cette mise en communication étant assurée par un distributeur
(28) à registre pneumatique apte à assurer la régulation et la commande du cycle d'évacuation
comportant les phases synchronisées en premier lieu d'ouverture de la trappe et de
projection d'eau sous pression et en second lieu de fermeture de la trappe et arrêt
de la projection d'eau, et en ce que à cet effet le distributeur (28) est relié à
un premier contacteur, constitué d'un contacteur manuel (47) en position accessible
à l'utilisateur et propre à assurer le déplacement du registre en assurant initialement
la mise en communication de la source d'air comprimé (25) avec la chambre (31) de
mise sous pression de l'eau de rinçage et d'évacuation ainsi que la communication
de la source d'air comprimé (25) avec une première entrée du vérin de manoeuvre de
la trappe en assurant la mise en position d'ouverture de cette dernière.
2 - Toilettes sanitaires selon la revendication 1 et caractérisées en ce que le distributeur
(28) est en outre relié à un second contacteur (44) apte, en fin du cycle d'évacutation,
à assurer le retour du registre vers sa position de repos en isolant d'une part la
source d'air comprimé (25) par rapport à la chambre (31) de mise sous pression et
en assurant d'autre part la communication de cette source d'air sous pression (25)
avec une seconde entrée du vérin de manoeuvre (15) de la trappe assurant le retour
et le maintien de cette dernière en position fermée.
3 - Toilettes sanitaires selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisées
en ce que le premier contacteur (47) constitué d'un contacteur manuel, est disposé
extérieurement au distributeur sur la partie haute de l'installation pour être facilement
accessible à l'utilisateur, et ce contacteur manuel (47) est lui-même relié par deux
conduits pneumatiques (48, 49) d'une part au distributeur (28) et d'autre part à la
source d'air comprimé (25), les deux conduits étant isolés l'un de l'autre dans la
position de repos du contacteur et le contacteur est apte, sous la poussée digitale
de l'utilisateur, à mettre en communication les deux conduits en envoyant ainsi au
distributeur une impulsion pneumatique propre à assurer le déplacement du registre
vers la position d'activation et d'initiation du cycle avec mise en communication
de la source d'air comprimé avec la chambre de mise sous pression de l'eau d'une part
et d'autre part mise en communication de ladite source d'air comprimé avec la première
entrée du vérin de manoeuvre de la trappe pour la mise en position d'ouverture de
cette dernière.
4 - Toilettes sanitaires selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisées en
ce que ledit second contacteur (44) est associé à la chambre (31) de mise sous pression
et comporte des moyens de détection de la fin de l'évacuation de la phase d'eau (32)
contenue dans ladite chambre, ce contacteur étant relié par deux conduits pneumatiques
(43, 46) d'une part à la source d'air comprimé (25) et d'autre part au distributeur
(28), les deux conduits étant isolés l'un de l'autre dans la position de repos du
contacteur correspondant à une situation au moins partiellement remplie de la chambre
de mise sous pression, tandis que le contacteur assure la mise en communication des
deux conduits après détection de la situation sensiblement vide d'eau de la chambre
de mise sous pression, en provoquant par une impulsion pneumatique ainsi initiée,
le retour du registre vers sa position de repos avec par conséquent isolement de la
chambre (31) de mise sous pression par rapport à la source d'air comprimé (25) et
mise en communication de ladite source d'air comprimé avec la seconde entrée du vérin
pneumatique provoquant le retour et le maintien de la trappe en position fermée.
5 - Toilettes sanitaires selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisées en ce
que le distributeur (28) est apte à provoquer un décalage entre la fermeture initiale
de la trappe (14) et l'arrêt de la pression dans la chambre (31) de mise sous pression,
intervenant avec un faible retard, de sorte qu'une quantité limitée d'eau continue
à être déversée depuis la ou les buses de projection après fermeture de la trappe,
en assurant ainsi le maintien d'un film d'eau à la base de la cuvette avec isolement
de cette dernière.
6 - Toilettes sanitaires selon la revendication 5, caractérisées en ce que la chambre
(31) de mise sous pression est constituée d'un cylindre contenant un piston (39) séparant
ladite chambre en deux capacités, soit une capacité sèche (38) en arrière du piston
communiquant, par l'intermédiaire du distributeur, avec la source d'air comprimé (25),
et assurant ainsi le déplacement du piston contre l'action d'un organe de rappel (41)
et une capacité (38) réceptrice de l'eau, en avant du piston, communiquant, avec interposition
de clapets de non retour (34, 36), avec une source d'eau d'une part et avec les buses
de projection d'eau dans la cuvette d'autre part, de sorte que le déplacement du piston
sous l'action de l'air comprimé sur sa face arrière, provoque la mise sous pression
de l'eau par la face avant du piston, alimentant ainsi les buses de projection, le
retour du piston provoqué par ledit organe de rappel assurant en sens inverse le remplissage
à nouveau de ladite chambre.
7 - Toilettes sanitaires selon la revendication 5 caractérisées en ce que le piston
(39) comporte une tige (40) reliée à sa face arrière et débordant au dehors de ladite
chambre (31), étant disposée coaxialement à la chambre cylindrique, cette tige comporte
un ressort hélicoïdal (41) concentrique et extérieur à la tige et travaillant à la
compression, le ressort étant bloqué entre une première butée (42) à l'extrémité extérieure
de la tige et une seconde butée (43) contre la paroi de la chambre cylindrique, ladite
première butée étant apte, dans la position extrême de fin de course du piston, correspondant
à la fin de l'évacuation de l'eau, à actionner mécaniquement le second contacteur
(44) initiant la fin du cycle avec fermeture de la trappe et arrêt de la projection
d'eau.
8 - Toilettes sanitaires selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisées en ce
que le distributeur (28) est avantageusement relié par un conduit de retour (28) de
l'air à une cuve de stockage (17) des effluents, dont le flux d'air engendre ainsi
la répartition homogène au sein de la cuve.
9 - Toilettes sanitaires selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisées en ce
que la cuvette (1) comporte une pluralité de buses (9, 9′) notamment au nombre de
4, alimentées depuis la chambre (31) de mise sous pression, lesdites buses étant réparties
et disposées sur le pourtour supérieur de la cuvette de façon à projeter un jet sous
pression balayant l'ensemble des parois tronconiques de cette dernière.