WO2020115629A1 - Système de cuvette de toilette pressurisée à faible consommation d'eau - Google Patents

Système de cuvette de toilette pressurisée à faible consommation d'eau Download PDF

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WO2020115629A1
WO2020115629A1 PCT/IB2019/060342 IB2019060342W WO2020115629A1 WO 2020115629 A1 WO2020115629 A1 WO 2020115629A1 IB 2019060342 W IB2019060342 W IB 2019060342W WO 2020115629 A1 WO2020115629 A1 WO 2020115629A1
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flap
toilet bowl
receptacle
water
evacuation
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Antar CHERRARA
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/012—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system combined with movable closure elements in the bowl outlet
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D3/00—Flushing devices operated by pressure of the water supply system flushing valves not connected to the water-supply main, also if air is blown in the water seal for a quick flushing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/01—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system using flushing pumps

Definitions

  • the invention relates generally to the field of sanitation and the evacuation of human excrement. More particularly, the invention relates to a pressurized toilet bowl system which notably allows a significant reduction in the consumption of water for cleaning and evacuating manure.
  • Gravity-flush toilet bowls are well known in the art and are used for the most part in domestic as well as collective installations.
  • This type of toilet bowl has a number of drawbacks, including a significant consumption of water for cleaning and evacuation of manure, a noise nuisance which is prolonged with the filling of the water tank and technical specifications of installation in terms of diameters and slopes of the exhaust ducts which may prove to be restrictive.
  • Water consumption is reduced substantially with the above mentioned evacuation technique and can be less than 1.5 liters of water.
  • this solution requires an intermediate storage tank into which the excrement and the dirty cleaning water are sucked.
  • the evacuation operation is very noisy due to the strong suction generated at the opening of the evacuation hatch.
  • the establishment and permanent maintenance of the vacuum in the exhaust pipe consume a significant amount of energy.
  • the document GB1053375A proposes a pressurized bowl device in which a single pump ensures, at very distinct times, a function of pressurizing the cleaning water of the receptacle and a function of pressurizing the air in the receptacle.
  • the production of such a device appears to be more economical than that proposed by document WO2008 / 092208A1.
  • such an arrangement does not allow optimization of the operation and durability of the device.
  • the invention relates to a toilet bowl system comprising a toilet bowl, an articulated flap, a controllable flap with sealed closure, the flap being arranged at the level of an outlet for discharging manure from a receptacle portion of the toilet bowl, and means for cleaning the receptacle portion with water.
  • the system also comprises means for leaktight closing of a flap arranged so as to allow a tight closing with the flap of an upper opening of the receptacle part, and means for compressing charged air. a pressurization of the hermetically closed receptacle part, the pressurization intervening prior to a command to open the hatch and to evacuate said excrement by suction through the excretion outlet.
  • the leaktight closing means of a flap comprise a seal arranged on the flap and bearing against an edge of the upper opening of the receptacle part when the flap is folded over the upper opening.
  • the means for leaktight closing of the flap comprise a locking device preventing a lifting of the flap after the latter has been folded over the upper opening, the locking device being activated for the entire duration of the pressurization and evacuation of the excrement by suction through the excretion outlet.
  • the locking device comprises a sensor arranged so as to detect an effective flap of the flap on the upper opening.
  • the air compression means comprise an electric air compressor supplying a compressed air circuit arranged in the receptacle part.
  • the compressed air circuit comprises a first plurality of nozzles distributed in the receptacle part and delivering the compressed air.
  • the water cleaning means comprise an electric water pump supplying a pressurized water cleaning circuit arranged in the receptacle part.
  • the pressure water cleaning circuit comprises a second plurality of nozzles distributed in the receptacle part and delivering the pressurized water.
  • the toilet bowl system also comprises an electronic control circuit managing a control process based on a plurality of delay times determining the control of the flap tight sealing means, the cleaning means to water, air compression means and the hatch.
  • At least the receptacle part of the toilet bowl is made of stainless steel.
  • the toilet bowl is produced in a hybrid form and comprises a ceramic body and the receptacle part which is made of stainless steel.
  • Fig.1 is a perspective view showing a particular embodiment of a toilet bowl system according to the invention.
  • Fig.2 is a block diagram of the toilet bowl system in Fig.1.
  • Fig.3 is a functional algorithm of the process for controlling the toilet bowl system in Fig.1.
  • Fig.4 is a functional timing diagram of the ordering process for the toilet bowl system in Fig.1.
  • a specific embodiment 1 of a toilet bowl system according to the invention is now described by way of example.
  • FIG. 1 The general architecture of the toilet bowl system 1 is shown in Figs. 1 and 2.
  • the toilet bowl system 1 essentially comprises a toilet bowl 2, a flap 3, a water pump 4, an air compressor 5, an electronic control circuit 6 and a unit low voltage power supply 7.
  • the toilet bowl 2 is of the type placed on the ground.
  • a basin of the suspended type may also be provided in other embodiments of the invention.
  • the toilet bowl 2 will be made of stainless steel, either entirely or partially.
  • stainless steel of grade "304" can be used for the production of toilet bowl 2, but not exclusively.
  • the toilet bowl 2 can be produced in a hybrid form comprising a traditional ceramic part and a stainless steel part.
  • the body of the toilet bowl 2 can be made of ceramic and its receptacle receiving the droppings can be made of stainless steel.
  • the toilet bowl 2 here comprises an outlet outlet 21 of the horizontal type.
  • the tests carried out by the inventive entity have shown that the horizontality of the outlet of the toilet bowl is compatible with a good operation of the operation for flushing out the excrement in a toilet bowl system according to the invention.
  • a bowl with a vertical outlet can also be used.
  • a bowl incorporating a siphon in its discharge outlet can be used in certain applications of the invention.
  • the toilet bowl 2 comprises means ensuring a hermetic closure of its receptacle 20.
  • the hermetic closure of the receptacle 20 is necessary for the pressurization thereof during the operation of flushing the excrement.
  • the hermetic closure of the receptacle 20 is obtained by means of an evacuation hatch 22, with sealed closure, which is arranged at the level of the evacuation outlet 21 of the toilet bowl 2 and by sealing means equipping the flap 3.
  • the discharge hatch 22 shown diagrammatically in FIG. 2, is electrically controlled in opening / closing. In its rest position, as shown in FIG. 2, the evacuation hatch 22 sealingly closes the evacuation outlet 21.
  • the evacuation hatch 22 as well as the various other electrical devices included in the toilet bowl system 1 are controlled and / or supplied electrically with a low safety voltage VBT.
  • VBT is a direct voltage of 12 Volt.
  • the voltage VBT is supplied by the low voltage power supply unit 7 which is connected to the power supply sector.
  • a circular joint seal 30 equips the flap 3 and is provided to ensure the tight closure of the upper opening of the receptacle 20. Pressing the circular seal 30 against an upper edge 23 of the receptacle 20 produces the desired seal.
  • Flap locking means are provided in the invention for locking the flap 3 in its folded position and thus retains the sealed closure of the upper opening of the receptacle 20.
  • the locking means flap are formed by two electric latches 24 and their respective strike plates 31.
  • the electric latches 24 are embedded in the upper edge 23 and arranged symmetrically on either side of the receptacle 20.
  • the closing strikes 31 are fixed on the flap 3, at positions of correspondence with the respective electric latches 24.
  • At least one of the electric locks 24 will here include a sensor (not shown) intended to detect the engagement of the closing strike 31 in the electric lock and, correspondingly, an effective flap of the flap 3 on the edge 23 of the bowl toilet 2.
  • the flap locking means 31, 24 guarantee that the flap 3 is kept in the folded position, with sufficient pressing force on the seal 30 to obtain the seal. Once the flap 3 folded down by the user and the strikes 31 engaged in the electric latches 24, the latter are actuated in closing so as to block the strikes 31, thus preventing the flap 3 from being lifted for the entire duration of the manure hunting operation. Without the seat locking means 31, 24, provided in the invention, a lifting of the seat 3 could occur due to the force exerted by the pressurization of the receptacle 20 or due to an untimely action of the user.
  • the toilet bowl 2 also has a pressure water cleaning circuit and a compressed air circuit.
  • the pressurized water cleaning circuit comprises a plurality of nozzles 25 which are connected to a pressurized water pipe 25a.
  • the compressed air circuit includes a plurality of nozzles 26 which are connected to a compressed air line 26a.
  • the nozzles 25, 25, and the pipes 25a, 26a are located on the upper part of the receptacle 20.
  • the pipes 25a, 26a are arranged on an outer periphery of the receptacle 20.
  • the pipes 25a, 26a can be made of stainless steel or with a plastic material adapted to the pressures used. With stainless steel pipes, it will be possible to fix these directly by welding to the wall of receptacle 20 also made of stainless steel. In addition, stainless steel nozzles will also allow connection by welding to their respective pipes.
  • the pipes 25a and 26a of the pressurized water and compressed air cleaning circuits are connected respectively to the water pump 4 and to the air compressor 5.
  • the water pump 4 is typically a low voltage electric water pump.
  • the water pump 4 is supplied by an AE water inlet coming from a water distribution network.
  • the water pump 4 makes it possible to obtain sufficient water pressure at the outlet of the nozzles 25 for effective cleaning of the wall of the receptacle 20.
  • a self-priming water pump with automatic suction, with integrated pressure regulation, of the type of those, under 12 Volt, used in small pleasure boats or so-called passenger vehicles. camping car ".
  • This type of pump has the advantages of quiet operation, good robustness which extends its service life and being available at a reasonable cost.
  • a water pump providing a pressure on the order of 30 to 45 PSI (2 to 3 Bar approximately) and a flow rate on the order of 4 to 5 liters / min will be suitable for most applications.
  • the air compressor 5 is typically a low voltage electric air compressor.
  • the air compressor 5 provides compression of the atmospheric air AA.
  • the compressed air arrives at the nozzles 26 through the pipe 26a and is delivered by the latter in the receptacle 20.
  • the compressed air delivered by the nozzles 26 allows the receptacle 20 to be pressurized, after the airtight closure of the latter thanks to the flap 30 folded and locked and to the discharge hatch 22 closed.
  • the opening of the evacuation hatch 22 causes a strong vacuum which draws in the water cleaning agent and droppings through the exhaust outlet 21.
  • an air compressor under 12 Volt, of the piston type capable of supplying a pressure of the order of 100 to 150 PSI (approximately 7 to 10 Bar) will be used with a flow of the order of 25 to 40 liters / min. Higher pressure and air flow performance will reduce the time required to pressurize receptacle 20.
  • the type of air compressor mentioned above is widely marketed, in particular for portable air compressors used in the inflation of automotive tires and has the advantage of being available at a reasonable cost. Means of soundproofing may be provided to reduce the noise pollution induced by the air compressor.
  • the electronic control circuit 6 ensures automatic operation of the toilet bowl system 1, by adequately controlling the various electrical devices of the system after actuation by the user of a push button 40 for flushing control.
  • control process comprises eight functional stages referenced S1 to S8.
  • Step S1 is a conditional step intended for the detection of an AP press on the push button 40 by the user.
  • AP "1”
  • O1 activated
  • O1 "1”
  • Step S2 is another conditional step intended to verify that the flap 3 has been folded down by the user.
  • Information AR (cf. FIG. 2) delivered by a sensor of one of the electric locks 24 allows the electronic control unit 6 to detect an effective flap of the flap 3.
  • the emission of light and / or sound information, with an indicator light and / or a buzzer type vibrator may be controlled by the electronic control unit 6 to signal the user, a certain time after pressing the push button 40, the flap 3 has not been folded down or has not been correctly pressed against the edge 23 of the receptacle 20 to obtain a correct seal.
  • Step S3 corresponds to the control for locking the flap 3.
  • the receptacle 20 is then hermetically closed, the discharge hatch 22 being closed in its rest position. The process then continues with step S4.
  • Step S4 corresponds to the pressure cleaning command of the receptacle 20.
  • the delay time T2 is adjusted so as to obtain a complete cleaning of the wall of the receptacle 20.
  • the process continues with step S5.
  • Step S5 corresponds to the pressure control of the receptacle 20.
  • the delay time T3 is adjusted so as to obtain the desired pressurization of the receptacle 20. This pressure must be sufficient to guarantee a complete evacuation of the droppings when the evacuation hatch is opened 22.
  • the delay time T3 is completed, the process continues with step S6.
  • Step S6 corresponds to the command to open the evacuation hatch 22.
  • a strong depression is created in the receptacle 20 with the opening of the evacuation hatch 22. This depression causes the suction of the droppings and the dirty cleaning water towards the evacuation outlet 21.
  • the delay time T4 is adjusted so as to keep the evacuation hatch 22 open long enough to guarantee a complete evacuation of the excrement and of the dirty cleaning water towards the evacuation outlet 21.
  • Step S7 corresponds to the command to pour a small quantity of residual water into the receptacle 20.
  • control electronics 6 to the water pump 4 and activates it for a time delay T5, visible in Fig. 4.
  • the delay time T5 is adjusted so as to pour into the receptacle 20, closed by the discharge hatch 22, a small desired quantity of residual water. This small amount of residual water remains at the bottom of the receptacle 20 and will have the function of opposing the adhesion of the droppings to the discharge hatch 22 the next time the toilet bowl system 1 is used.
  • Step S8 corresponds to the end of the delay time T1.
  • the toilet bowl system 1 then becomes available for future use.
  • the invention could be carried out in a variant in a more economical and ecological form, by sacrificing the comfort provided by the electric air compressor and by replacing the latter with a manual air pump.
  • steps S4 and S5 may in certain cases be executed in parallel or with partial recovery, by launching them simultaneously or by launching the step S5 before the end of the time delay T2 of step S4.

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Abstract

Le système comprend une cuvette de toilette (2), un abattant articulé (3) à fermeture étanche et une trappe commandable à fermeture étanche (22) qui est agencée au niveau d'une sortie d'évacuation (21) d'un réceptacle (20) de la cuvette. Conformément à l'invention, le système comprend un compresseur d'air électrique (5) et une pompe à eau électrique (4) alimentant respectivement un circuit d'air comprimé (26, 26a) et un circuit de nettoyage à l'eau sous pression (25, 25a) qui comprennent chacun une pluralité de buses (26, 25) réparties dans le réceptacle.

Description

SYSTÈME DE CUVETTE DE TOILETTE PRESSURISÉE À FAIBLE CONSOMMATION D’EAU
L’invention concerne de manière générale le domaine de l’assainissement et de l’évacuation des déjections humaines. Plus particulièrement, l’invention concerne un système de cuvette de toilette pressurisée autorisant notamment une réduction sensible de la consommation d’eau de nettoyage et d’évacuation des déjections.
Les cuvettes de toilette à évacuation gravitaire par chasse d’eau sont bien connues dans l’état de la technique et sont très majoritairement utilisées aussi bien dans les installations domestiques que dans les installations collectives. Ce type de cuvette de toilette présente un certain nombre d’inconvénients, dont une consommation importante d’eau de nettoyage et d’évacuation des déjections, une nuisance sonore qui se prolonge avec le remplissage du réservoir d’eau et des spécifications techniques d’installation en termes de diamètres et de pentes des conduits d’évacuation qui peuvent s’avérer contraignantes.
Un progrès a été réalisé ces dernières années sur la consommation d’eau, avec l’adjonction de dispositifs de chasse d’eau permettant à l’utilisateur de choisir un volume de chasse adapté au besoin. Cependant, la consommation d’eau reste importante et peut atteindre une dizaine de litres environ pour l’évacuation des déjections et le nettoyage de la cuvette.
Il est connu également des cuvettes de toilette à évacuation sous vide. Cette technique d’évacuation sous vide trouve une application privilégiée dans les cuvettes de toilette des avions. L’évacuation des déjections et de l’eau de nettoyage souillée fait appel à ici une forte dépression qui est produite dans le réceptacle de la cuvette par l’ouverture d’une trappe d’évacuation.
La consommation d’eau est réduite de manière substantielle avec la technique d’évacuation sous vide susmentionnée et peut être inférieure à 1,5 litre d’eau. Cependant, cette solution requiert un réservoir de stockage intermédiaire dans lequel sont aspirés les déjections et l’eau de nettoyage souillée. L’opération d’évacuation est très bruyante du fait de la forte aspiration générée à l’ouverture de la trappe d’évacuation. De plus, l’établissement et le maintien permanent de la dépression dans le conduit d’évacuation consomment une quantité énergie importante.
Par le document WO2008/092208A1, il est connu un dispositif de cuvette pressurisée dans lequel la mise en pression du réceptacle de la cuvette est assurée au moyen d'un réservoir d'air comprimé. Une pompe à air est utilisée pour remplir le réservoir d'air comprimé. Le réservoir d'air comprimé est volumineux et impacte la compacité du dispositif. De plus, le coût d'un tel réservoir n'est pas négligeable.
Le document GB1053375A propose un dispositif de cuvette pressurisée dans lequel à une seule pompe assure, à des moments bien distincts, une fonction de mise en pression de l’eau de nettoyage du réceptacle et une fonction de mise en pression de l’air dans le réceptacle. La réalisation d'un tel dispositif apparaît comme étant plus économique que celle proposée par le document WO2008/092208A1. Cependant, un tel agencement n’autorise pas une optimisation du fonctionnement et de la durabilité du dispositif.
Il est souhaitable de fournir un système de cuvette de toilette d’un type nouveau qui apporte des réponses aux inconvénients susmentionnés de la technique antérieure, et qui réponde mieux aux préoccupations environnementales actuelles et aux objectifs de développement durable en réduisant au plus juste nécessaire les consommations d’eau et d’énergie.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un système de cuvette de toilette comprenant une cuvette de toilette, un abattant articulé, une trappe commandable à fermeture étanche, la trappe étant agencée au niveau d’une sortie d’évacuation de déjections d’une partie formant réceptacle de la cuvette de toilette, et des moyens de nettoyage à l’eau de la partie formant réceptacle. Conformément à l’invention, le système comprend également des moyens de fermeture étanche d’abattant agencés de façon à permettre une fermeture étanche avec l’abattant d’une ouverture supérieure de la partie formant réceptacle, et des moyens de compression d’air chargés d’une mise en pression de la partie formant réceptacle fermée hermétiquement, la mise en pression intervenant préalablement à une commande d’ouverture de la trappe et à une évacuation desdites déjections par aspiration à travers la sortie d’évacuation de déjections.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, les moyens de fermeture étanche d’abattant comprennent un joint d’étanchéité agencé sur l’abattant et venant en appui contre un bord de l’ouverture supérieure de la partie formant réceptacle lorsque l’abattant est rabattu sur l’ouverture supérieure.
Selon une autre caractéristique particulière, les moyens de fermeture étanche d’abattant comprennent un dispositif de verrouillage interdisant une levée de l’abattant après que celui-ci ait été rabattu sur l’ouverture supérieure, le dispositif de verrouillage étant activé pendant toute la durée de la mise en pression et l’évacuation des déjections par aspiration à travers la sortie d’évacuation de déjections.
Selon encore une autre caractéristique particulière, le dispositif de verrouillage comporte un capteur agencé de façon à détecter un rabat effectif de l’abattant sur l’ouverture supérieure.
Selon encore une autre caractéristique particulière, les moyens de compression d’air comprennent un compresseur d’air électrique alimentant un circuit d’air comprimé agencé dans la partie formant réceptacle.
Selon encore une autre caractéristique particulière, le circuit d’air comprimé comprend une première pluralité de buses réparties dans la partie formant réceptacle et délivrant l’air comprimé.
Selon encore une autre caractéristique particulière, les moyens de nettoyage à l’eau comprennent une pompe à eau électrique alimentant un circuit de nettoyage à l’eau sous pression agencé dans la partie formant réceptacle.
Selon encore une autre caractéristique particulière, le circuit de nettoyage à l’eau sous pression comprend une deuxième pluralité de buses réparties dans la partie formant réceptacle et délivrant l’eau sous pression.
Selon encore une autre caractéristique particulière, le système de cuvette de toilette comprend également un circuit électronique de commande gérant un processus de commande basé sur une pluralité de durées de temporisation déterminant la commande des moyens de fermeture étanche d’abattant, des moyens de nettoyage à l’eau, des moyens de compression d’air et de la trappe.
Selon encore une autre caractéristique particulière, au moins la partie formant réceptacle de la cuvette de toilette est en acier inoxydable.
Selon encore une autre caractéristique particulière, la cuvette de toilette est réalisée sous une forme hybride et comprend un corps en céramique et la partie formant réceptacle qui est en acier inoxydable.
D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La Fig.1 est une vue en perspective montrant une forme de réalisation particulière d’un système de cuvette de toilette selon l’invention.
La Fig.2 est un schéma fonctionnel du système de cuvette de toilette de la Fig.1.
La Fig.3 est un algorithme fonctionnel du processus de commande du système de cuvette de toilette de la Fig.1.
La Fig.4 est un chronogramme fonctionnel du processus de commande du système de cuvette de toilette de la Fig.1.
En référence aux Figs.1 à 4, il est maintenant décrit à titre d’exemple une forme de réalisation particulière 1 d’un système de cuvette de toilette selon l’invention.
L’architecture générale du système de cuvette de toilette 1 est montrée aux Figs.1 et 2.
Comme visible aux Figs.1 et 2, le système de cuvette de toilette 1 comprend essentiellement une cuvette de toilette 2, un abattant 3, une pompe à eau 4, un compresseur d’air 5, un circuit électronique de commande 6 et une unité d’alimentation électrique à basse tension 7.
Dans cet exemple de réalisation, la cuvette de toilette 2 est du type posé au sol. Une cuvette du type suspendu pourra aussi être prévue dans d’autres réalisations de l’invention.
De préférence, la cuvette de toilette 2 sera réalisée en acier inoxydable, soit en totalité, soit partiellement. Ainsi, l’acier inoxydable de nuance « 304 » pourra être utilisé pour la réalisation de la cuvette de toilette 2, mais pas exclusivement.
On notera que l’utilisation de l’acier inoxydable en tant que matériau de réalisation pour la cuvette de toilette 2 apporte un certain nombre d’avantages, notamment en termes de propriétés mécaniques et de possibilité de soudage. La cuvette de toilette 2 doit être suffisamment résistante mécaniquement pour supporter la forte pression qui lui est imposée pendant l’opération de chasse des déjections. Par ailleurs, l’acier inoxydable présente aussi des avantages en termes de nettoyage, d’entretien et d’élimination des odeurs.
Pour limiter son coût économique et bénéficier néanmoins des avantages apportés par l’acier inoxydable, la cuvette de toilette 2 pourra être réalisée sous une forme hybride comprenant une partie en céramique traditionnelle et une partie en acier inoxydable. Ainsi, par exemple, le corps de la cuvette de toilette 2 pourra être en céramique et son réceptacle recevant les déjections pourra être en acier inoxydable.
Comme visible à la Fig.2, la cuvette de toilette 2 comprend ici une sortie d’évacuation 21 du type horizontal. Les essais réalisés par l’entité inventive ont montré que l’horizontalité de la sortie de la cuvette est compatible avec un bon fonctionnement de l’opération de chasse des déjections dans un système de cuvette de toilette selon l’invention. On notera qu’une cuvette avec une sortie d’évacuation du type vertical pourra également être utilisée. Par ailleurs, on notera également qu’une cuvette incorporant un siphon dans sa sortie d’évacuation pourra être utilisée dans certaines applications de l’invention.
Conformément à l’invention, la cuvette de toilette 2 comporte des moyens assurant une fermeture hermétique de son réceptacle 20. La fermeture hermétique du réceptacle 20 est nécessaire pour la mise en pression de celui-ci lors de l’opération de chasse des déjections.
La fermeture hermétique du réceptacle 20 est obtenue grâce à une trappe d’évacuation 22, à fermeture étanche, qui est agencée au niveau de la sortie d’évacuation 21 de la cuvette de toilette 2 et à des moyens d’étanchéité équipant l’abattant 3.
La trappe d’évacuation 22, représentée schématiquement à la Fig.2, est commandée électriquement en ouverture/fermeture. Dans sa position de repos, comme montré à la Fig.2, la trappe d’évacuation 22 ferme de manière étanche la sortie d’évacuation 21.
On notera ici que la trappe d’évacuation 22 ainsi que les différents autres dispositifs électriques inclus dans le système de cuvette de toilette 1 sont commandés et/ou alimentés électriquement avec une basse tension de sécurité VBT. Typiquement la tension VBT est une tension continue de 12 Volt. La tension VBT est fournie par l’unité d’alimentation électrique à basse tension 7 qui est connectée au secteur d’alimentation électrique.
De manière classique, comme visible aux Figs.1 et 2, l’abattant 3 est articulé sur la cuvette de toilette 2 et ferme, dans sa position rabattue, l’ouverture supérieure du réceptacle 20. Conformément à l’invention, un joint circulaire d’étanchéité 30 équipe l’abattant 3 et est prévu pour assurer la fermeture étanche de l’ouverture supérieure du réceptacle 20. L’appui du joint circulaire d’étanchéité 30 contre un bord supérieur 23 du réceptacle 20 produit l’étanchéité recherchée.
Des moyens de verrouillage d’abattant sont prévus dans l’invention pour verrouiller l’abattant 3 dans sa position rabattue et conserve ainsi la fermeture étanche de l’ouverture supérieure du réceptacle 20. Dans cette forme de réalisation, les moyens de verrouillage d’abattant sont formés par deux verrous électriques 24 et leurs gâches de fermeture 31 respectives. Les verrous électriques 24 sont encastrés dans le bord supérieur 23 et disposés symétriquement de part et d’autre du réceptacle 20. Les gâches de fermeture 31 sont fixées sur l’abattant 3, à des positions de correspondance avec les verrous électriques 24 respectifs. Au moins un des verrous électriques 24 comprendra ici un capteur (non représenté) destiné à détecter l’engagement de la gâche de fermeture 31 dans le verrou électrique et, corrélativement, un rabat effectif de l’abattant 3 sur le bord 23 de la cuvette de toilette 2.
Les moyens de verrouillage d’abattant 31, 24, garantissent un maintien de l’abattant 3 en position rabattue, avec une force d’appui suffisante sur le joint 30 pour l’obtention de l’étanchéité. Une fois l’abattant 3 rabattu par l’utilisateur et les gâches 31 engagées dans les verrous électriques 24, ces derniers sont actionnés en fermeture de manière à bloquer les gâches 31, interdisant ainsi une levée de l’abattant 3 pendant toute la durée de l’opération de chasse des déjections. Sans les moyens de verrouillage d’abattant 31, 24, prévus dans l’invention, une levée de l’abattant 3 pourrait se produire du fait de la force exercée par la mise en pression du réceptacle 20 ou du fait d’une action inopportune de l’utilisateur.
La cuvette de toilette 2 comporte également un circuit de nettoyage à l’eau sous pression et un circuit d’air comprimé. Le circuit de nettoyage à l’eau sous pression comprend une pluralité de buses 25 qui sont raccordées à une canalisation d’eau sous pression 25a. Le circuit d’air comprimé comprend une pluralité de buses 26 qui sont raccordées à une canalisation d’air comprimé 26a.
Comme bien visible à la Fig.2, les buses 25, 25, et les canalisations 25a, 26a, sont situées sur la partie haute du réceptacle 20. Dans cette forme de réalisation, les canalisations 25a, 26a, sont agencées sur un pourtour extérieur du réceptacle 20. Par exemple, les canalisations 25a, 26a, pourront être réalisées en acier inoxydable ou avec un matériau plastique adaptée aux pressions utilisées. Avec des canalisations en acier inoxydable, il sera possible de fixer celles-ci directement par soudage à la paroi du réceptacle 20 également en acier inoxydable. De plus, des buses en acier inoxydable autoriseront aussi un raccordement par soudure à leurs canalisations respectives.
Les canalisations 25a et 26a des circuits de nettoyage à l’eau sous pression et d’air comprimé sont raccordées respectivement à la pompe à eau 4 et au compresseur d’air 5.
La pompe à eau 4 est typiquement une pompe à eau électrique à basse tension. La pompe à eau 4 est alimentée par une entrée d’eau AE provenant d’un réseau de distribution d’eau. La pompe à eau 4 permet l’obtention d’une pression d’eau suffisante en sortie des buses 25 pour un nettoyage efficace de la paroi du réceptacle 20.
De préférence, il sera fait appel une pompe à eau auto-amorçante, à aspiration automatique, avec une régulation de pression intégrée, du type de celles, sous 12 Volt, utilisées dans les petits bateaux de plaisance ou les véhicules de tourisme aménagés dits « camping-car ». Ce type de pompe présente les avantages d’un fonctionnement silencieux, d’une bonne robustesse qui prolonge sa durée de vie et d’être disponible à un coût raisonnable. Une pompe à eau fournissant une pression de l’ordre de 30 à 45 PSI (2 à 3 Bar environ) et un débit de l’ordre 4 à 5 litres/mn conviendra à la plupart des applications.
Le compresseur d’air 5 est typiquement un compresseur d’air électrique à basse tension. Le compresseur d’air 5 assure une compression de l’air atmosphérique AA. L’air comprimé arrive jusqu’aux buses 26 à travers la canalisation 26a et est délivré par celles-ci dans le réceptacle 20. L’air comprimé délivré par les buses 26 permet une mise en pression du réceptacle 20, après la fermeture hermétique de ce dernier grâce à l’abattant 30 rabattu et verrouillé et à la trappe d’évacuation 22 fermée.
Dans la présente l’invention, une fois que le réceptacle 20 est correctement pressurisé, avec l’abattant 30 rabattu et verrouillé et la trappe 22 fermée, l’ouverture de la trappe d’évacuation 22 provoque une forte dépression qui aspire l’eau de nettoyage souillée et les déjections à travers la sortie d’évacuation 21.
De préférence, il sera fait appel un compresseur d’air, sous 12 Volt, du type à piston capable de fournir une pression de l’ordre de 100 à 150 PSI (7 à 10 Bar environ) avec un débit de l’ordre de 25 à 40 litres/mn. Des performances de pression et de débit d’air supérieures permettront de réduire la durée nécessaire pour la mise en pression du réceptacle 20. Le type de compresseur d’air susmentionné est largement commercialisé notamment pour les compresseurs d’air portatifs utilisés dans le gonflage des pneumatiques des véhicules automobiles et présente l’avantage d’être disponible à un coût raisonnable. Des moyens d’insonorisation pourront être prévus pour atténuer la nuisance sonore induite par le compresseur d’air.
Le circuit électronique de commande 6 assure un fonctionnement automatique du système de cuvette de toilette 1, en commandant de manière adéquate les différents dispositifs électriques du système après un actionnement par l’utilisateur d’un bouton-poussoir 40 de commande de chasse.
Le processus de commande exécuté par le circuit électronique de commande 6 est maintenant décrit ci-dessous en référence plus particulièrement aux Figs.3 et 4.
Comme bien visible à la Fig.3, le processus de commande comprend huit étapes fonctionnelles référencées S1 à S8.
L’étape S1 est une étape conditionnelle destinée à la détection d’un appui AP sur le bouton-poussoir 40 par l’utilisateur. Lorsqu’un appui est détecté, AP= « 1 », la sortie O1 est activée, O1 = « 1 », et le processus se poursuit par l’étape S2.
Dans le cas contraire, AP = « 0 », c’est la sortie N1 qui est activée, N1 = « 1 », et le processus reste bouché sur l’étape S1 en attente d’un appui AP = « 1 ».
L’étape S2 est une autre étape conditionnelle destinée à vérifier que l’abattant 3 a bien été rabattu par l’utilisateur. Une information AR (cf. Fig.2) délivrée par un capteur d’un des verrous électriques 24 permet à l’unité électronique de commande 6 de détecter un rabat effectif de l’abattant 3. Lorsque le rabat de l’abattant 3 est validé par l’information AR = « 1 », la sortie O2 est activée, O2 = « 1 », et le processus se poursuit par l’étape S3.
Dans le cas contraire, AR = « 0 », c’est la sortie N2 qui est activée, N2 = « 1 », et le processus reste bouché sur l’étape S2 en attente du rabat, AR = « 1 », de l’abattant 3 par l’utilisateur.
Dans certaines applications, l’émission d’une information lumineuse et/ou sonore, avec un voyant lumineux et/ou un vibreur de type « buzzer », pourra être commandée par l’unité électronique de commande 6 pour signaler à l’utilisateur, un certain temps après un appui sur le bouton-poussoir 40, que l’abattant 3 n’a pas été rabattu ou n’a pas été correctement pressé contre le bord 23 du réceptacle 20 pour l’obtention d’une étanchéité correcte.
L’étape S3 correspond à la commande de verrouillage de l’abattant 3. Dans cette étape S3, une commande de verrouillage d’abattant CD1 = « 1 » est transmise par l’unité électronique de commande 6 vers les verrous électriques 24 et actionne la fermeture de celle-ci pendant une durée de temporisation T1, visible à la Fig.4, qui correspond à la durée de l’opération de chasse des déjections. Le réceptacle 20 est alors hermétiquement fermé, la trappe d’évacuation 22 étant fermée dans sa position de repos. Le processus se poursuit ensuite par l’étape S4.
L’étape S4 correspond à la commande de nettoyage sous pression du réceptacle 20. Dans cette étape S4, une commande de nettoyage sous pression CD2 = « 1 » est transmise par l’unité électronique de commande 6 vers la pompe à eau 4 et actionne celle-ci pendant une durée de temporisation T2, visible à la Fig.4. La durée de temporisation T2 est réglée de façon à obtenir un nettoyage complet de la paroi du réceptacle 20. Lorsque la durée de temporisation T2 est achevée, le processus se poursuit par l’étape S5.
L’étape S5 correspond à la commande de mise en pression du réceptacle 20. Dans cette étape S5, une commande de mise en pression CD3 = « 1 » est transmise par l’unité électronique de commande 6 vers le compresseur d’air 5 et actionne celui-ci pendant une durée de temporisation T3, visible à la Fig.4. La durée de temporisation T3 est réglée de façon à obtenir la mise en pression voulue du réceptacle 20. Cette pression doit être suffisante pour garantir une évacuation complète des déjections lors de l’ouverture de la trappe d’évacuation 22. Lorsque la durée de temporisation T3 est achevée, le processus se poursuit par l’étape S6.
L’étape S6 correspond à la commande d’ouverture de la trappe d’évacuation 22. Dans cette étape S6, une commande d’ouverture de trappe d’évacuation CD4 = « 1 » est transmise par l’unité électronique de commande 6 vers la trappe d’évacuation 22 et actionne l’ouverture de celle-ci pendant une durée de temporisation T4, visible à la Fig.4. Une forte dépression est créée dans le réceptacle 20 avec l’ouverture de la trappe d’évacuation 22. Cette dépression provoque l’aspiration des déjections et de l’eau de nettoyage souillée vers la sortie d’évacuation 21. La durée de temporisation T4 est réglée de façon à maintenir la trappe d’évacuation 22 ouverte suffisamment longtemps pour garantir une évacuation complète des déjections et de l’eau de nettoyage souillée vers la sortie d’évacuation 21. Lorsque la durée de temporisation T4 est achevée, la commande d’ouverture de trappe d’évacuation CD4 est désactivée, CD4 = « 0 », et la trappe d’évacuation 22 revient alors à sa position de fermeture. Le processus se poursuit ensuite par l’étape S7.
L’étape S7 correspond à la commande de déversement d’une petite quantité d’eau résiduelle dans le réceptacle 20. Dans cette étape S7, une commande de déversement de quantité d’eau résiduelle CD5 = « 1 » est transmise par l’unité électronique de commande 6 vers la pompe à eau 4 et actionne celle-ci pendant une durée de temporisation T5, visible à la Fig.4. La durée de temporisation T5 est réglée de façon à déverser dans le réceptacle 20, fermé par la trappe d’évacuation 22, une petite quantité voulue d’eau résiduelle. Cette petite quantité d’eau résiduelle reste au fond du réceptacle 20 et aura pour fonction de s’opposer à une adhérence des déjections sur la trappe d’évacuation 22 lors d’une prochaine utilisation du système de cuvette de toilette 1.
L’étape S8 correspond à la fin de la durée de temporisation T1. La commande de verrouillage d’abattant CD1 commute à un état inactif, CD1 = « 0 » et les verrous électriques 24 libèrent l’abattant 3. Le système de cuvette de toilette 1 devient alors disponible pour une prochaine utilisation.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes qui entrent dans la portée des revendications ci-annexées.
Ainsi, par exemple, l’invention pourra être réalisée en variante sous une forme plus économique et écologique, en sacrifiant le confort apporté par le compresseur d’air électrique et en remplaçant celui-ci une pompe à air manuelle.
Par ailleurs, le processus de commande pourra être optimisé selon les applications. Ainsi, par exemple, afin de réduire la durée totale de l’opération de chasse des déjections, les étapes S4 et S5 pourront dans certains cas être exécutées en parallèle ou avec un recouvrement partiel, en lançant celles-ci simultanément ou en lançant l’étape S5 avant la fin de la durée de temporisation T2 de l’étape S4.

Claims (7)

  1. Système de cuvette de toilette (1) comprenant une cuvette de toilette (2), un abattant articulé (3), une trappe commandable à fermeture étanche (22), ladite trappe (22) étant agencée au niveau d’une sortie d’évacuation de déjections (21) d’une partie formant réceptacle (20) de ladite cuvette de toilette (2), des moyens de nettoyage à l’eau (4, 25, 25a) de ladite partie formant réceptacle (20), des moyens de fermeture étanche d’abattant (30, 24, 31) agencés de façon à permettre une fermeture étanche avec ledit abattant (3) d’une ouverture supérieure de ladite partie formant réceptacle (20), et des moyens de compression d’air (5, 26, 26a) chargés d’une mise en pression de ladite partie formant réceptacle (20) fermée hermétiquement, ladite mise en pression intervenant préalablement à une commande d’ouverture (CD4, T4) de ladite trappe (22) et à une évacuation desdites déjections par aspiration à travers ladite sortie d’évacuation de déjections (21), dans lequel lesdits moyens de compression d’air comprennent un compresseur d’air électrique (5) alimentant un circuit d’air comprimé (26, 26a) agencé dans ladite partie formant réceptacle (20) et comprenant une première pluralité de buses (26) réparties dans ladite partie formant réceptacle (20) et délivrant l’air comprimé, et lesdits moyens de nettoyage à l’eau comprennent une pompe à eau électrique (4) alimentant un circuit de nettoyage à l’eau sous pression (25, 25a) agencé dans ladite partie formant réceptacle (20) et comprenant une deuxième pluralité de buses (25) réparties dans ladite partie formant réceptacle (20) et délivrant l’eau sous pression.
  2. Système de cuvette de toilette selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture étanche d’abattant comprennent un joint d’étanchéité (30) agencé sur ledit abattant (3) et venant en appui contre un bord (23) de ladite ouverture supérieure de ladite partie formant réceptacle (20) lorsque ledit abattant (3) est rabattu sur ladite ouverture supérieure.
  3. Système de cuvette de toilette selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture étanche d’abattant comprennent un dispositif de verrouillage (31, 24) interdisant une levée dudit abattant (3) après que celui-ci ait été rabattu sur ladite ouverture supérieure, ledit dispositif de verrouillage (31, 24) étant activé pendant toute la durée (T1) de ladite mise en pression et ladite évacuation desdites déjections par aspiration à travers ladite sortie d’évacuation de déjections (21).
  4. Système de cuvette de toilette selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de verrouillage (31, 24) comporte un capteur (AR) agencé de façon à détecter un rabat effectif dudit abattant (3) sur ladite ouverture supérieure.
  5. Système de cuvette de toilette selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend également un circuit électronique de commande (6) gérant un processus de commande basé sur une pluralité de durées de temporisation (T1 à T5) déterminant la commande desdits moyens de fermeture étanche d’abattant (30, 24, 31), desdits moyens de nettoyage à l’eau (4, 25, 25a), desdits moyens de compression d’air (5, 26, 26a) et de ladite trappe (22).
  6. Système de cuvette de toilette selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’au moins ladite partie formant réceptacle (20) de ladite cuvette de toilette (2) est en acier inoxydable.
  7. Système de cuvette de toilette selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite cuvette de toilette (2) est réalisée sous une forme hybride et comprend un corps en céramique et ladite partie formant réceptacle (20) qui est en acier inoxydable.
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