FR2964423A1 - Dispositif d'optimisation des performances dynamiques et mecaniques de turbines et pompes destinees entre autre a l'usage de recyclage d'eau usee - Google Patents

Dispositif d'optimisation des performances dynamiques et mecaniques de turbines et pompes destinees entre autre a l'usage de recyclage d'eau usee Download PDF

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Abstract

Dispositif d'optimisation des performances dynamiques et mécaniques de turbines et pompes destinées entre autre à l'usage de recyclage d'eau usée, au moyen d'une démultiplication, d'une roue libre, d'un volant d'inertie, et d'un système permettant l'augmentation de la pression des fluides entrants. L'invention concerne un dispositif mécanique et autonome de recyclage (1) de fluides tels que les eaux dites grises d'une habitation, l'eau de pluie ou similaire, comportant un bac de récupération (2) et des moyens de recirculation (3) de cette eau usée. Tout particulièrement lesdits moyens de recirculation (3) comportent au moins une turbine (4) prévue pour être montée sur un réseau de fluide sous pression forcée et conçue apte à entraîner au moins une pompe (5) pour la recirculation de cette eau usée.

Description

- 1 -
L'invention concerne un dispositif d'optimisation des performances dynamiques et mécaniques des pompes et turbines mécaniques en vue d'une utilisation potentielle et optimale de l'acheminement et le recyclage d'eaux usées, telles que les eaux dites grises d'une habitation, l'eau de pluie ou similaire, comportant un bac de récupération et des moyens de recirculation de cette eau usée. La présente invention entre dans le domaine plus particulier des pompes et turbines mécaniques en vue entre autre de l'acheminement et de la réutilisation des eaux grises pour un usage, notamment, affecté aux réservoirs de chasse d'eau de toilettes ou pour l'arrosage extérieur. Dans le domaine des récupérateurs d'eau, il est connu de récupérer les eaux usées, de type eaux grises ou eaux de pluie, à l'aide d'un bac récupérateur adapté. Une pompe raccordée à ce bac permet le transport de l'eau vers les lieux de réutilisation, que ce soit dans les toilettes, pour l'arrosage extérieur ou autres. Dans ce cas il est nécessaire de disposer d'une alimentation en énergie électrique pour le fonctionnement de la pompe. Dans des cas très rares, il est possible de concevoir des installations fonctionnant par gravité. Évidemment, les possibilités de réutiliser l'eau usée sont souvent dans ces conditions très limitées. En particulier, cette eau ne peut être remontée au niveau des réservoirs des chasses d'eau de toilettes et elle ne peut être recyclée, habituellement que pour l'arrosage.
La présente invention se propose de répondre à l'inconvénient de ces installations existantes faisant systématiquement appel à une alimentation en énergie extérieure, électrique ou autre. C'est dans le cadre d'une première démarche inventive qu'il a été imaginé d'exploiter une énergie disponible dans une habitation et qui n'est pas valorisée à ce jour. Dans le cadre d'une seconde démarche inventive on a pensé se servir, en tant qu'énergie, de la pression du réseau d'un fluide sous pression que l'on peut trouver dans un local quelconque, en particulier du réseau d'alimentation en eau potable. 2964423 - 2 - Dans le cadre d'une troisième démarche inventive il a été imaginé d'optimiser le fonctionnement de la pompe et de la turbine au moyen d'un système permettant d'augmenter la pression du fluide entrant, ainsi que de conserver un fonctionnement actif limité 5 dans le temps, de la pompe après l'arrêt de la turbine. Ainsi, l'invention concerne un dispositif adapté technologiquement à la circulation des fluides dont le recyclage d'eaux usées, telles que les eaux dites grises d'une habitation, l'eau de pluie ou similaire. 10 Dans ce dernier cas, le dispositif comporterait un bac de récupération et des moyens de recirculation de cette eau usée, caractérisés par le fait que lesdits moyens de recirculation comportent au moins une première turbine prévue pour être montée sur un réseau de fluides sous pression et conçue apte à entraîner 15 au moins une pompe pour la recirculation de cette eau usée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, et dans le cas d'une affectation au recyclage des eaux grises, le dispositif comporte au moins un autre réservoir placé à un niveau au-dessus dudit bac de récupération d'eau usée, dans lequel celle- 20 ci est prévue apte à être refoulée par l'intermédiaire desdits moyens de recirculation. Selon encore une autre caractéristique de l'invention et toujours dans le cas d'une affectation au recyclage des eaux grises, le dispositif comporte au moins un système d'épuration 25 raccordé audit bac de récupération et dans lequel est récupérée l'eau usée avant de se déverser dans ce dernier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte au moins un bac épurateur du type décanteur et/ou à filtration intégrée dans lequel est récupérée l'eau usée, 30 ce même bac épurateur étant raccordé audit bac de récupération, éventuellement au travers d'un bac dégraisseur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, ladite première turbine est raccordée à un mécanisme de démultiplication, d'un embrayage et d'un mécanisme de roue libre 35 couplé à un volant d'inertie entraînant ladite pompe. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la turbine et la pompe sont montées en rotation dans une chambre - 3 - étanche conçue apte à être raccordée à au moins une entrée et à au moins une sortie, selon le cas, sur le réseau du fluide sous pression ou sur une canalisation en sortie dudit bac de récupération pour la recirculation de l'eau usée.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description de détail qui va suivre en se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se 10 référant au dessin ci-joint dans lequel : - la figure 1 est un schéma fonctionnel en coupe conforme à la présente invention ; - La figure 2 est le schéma de l'embrayage ; - La figure 3 est une représentation des moyens de 15 recirculation. La présente invention a trait à un dispositif mécanique adapté aux pompes et turbines en vue d'en augmenter les performances. Ce dispositif est plus particulièrement conçu pour le recyclage des eaux dites grises d'une habitation, l'eau de 20 pluie ou similaire. Dans le cas de cette affectation, le dispositif de recyclage (1) comporte un bac de récupération (2) de cette eau usée et des moyens de recirculation (3) de celle-ci afin de la transporter jusqu'à un lieu où cette eau peut être réutilisée, par exemple 25 dans les chasses d'eau de toilettes ou similaire. Tout particulièrement ces moyens de recirculation (3) comportent une turbine (4), avantageusement placée dans une chambre étanche (12) et reliée au réseau d'eau usée sous pression au moyen d'une pièce d'étranglement (14) dont la fonction consiste 30 à augmenter le niveau de pression du fluide entrant. Tout particulièrement elle est prévue pour être montée sur un réseau de fluide sous pression dans le but d'entraîner une pompe (5) pour la recirculation de l'eau usée. Ces turbines (4), et pompe (5) peuvent être du type à palettes (6). En particulier, 35 dans le cas de la pompe (5), les palettes (6) peuvent être du type télescopique, dites coulissantes. 2964423 - 4 - Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, lors de la rotation de ladite pompe (5), celle-ci reprend le contenu dudit bac de récupération (2) pour le refouler au travers d'une canalisation (7) adaptée dans un réservoir (8) placé à un niveau 5 au dessus dudit bac de récupération (2) d'eau usée, préférentiellement à un niveau au-dessus du lieu de réutilisation de l'eau usée. Cela permet par la suite d'exploiter cette eau par simple gravité, par exemple pour assurer son déversement dans un réservoir de chasse d'eau de toilettes .
Avantageusement, la canalisation (7) reliant le bac de récupération (2) au réservoir (8) peut être équipée d'un clapet anti-retour afin d'empêcher que l'eau ne retourne dans le bac de récupération (2). Selon une autre particularité de l'invention, la turbine (4), et la pompe (5) des moyens de recirculation (3) sont raccordées à un système de démultiplication (9) et (9'), à un système d'embrayage (12) et (13), et une roue libre 10 supportant un volant d'inertie (11). Ce système permet de ne pas contrarier la circulation du fluide sous pression dans le réseau sur lequel est placée la turbine (4) et dont il a exploité l'énergie et cela lorsque le débit ou la pression y sont faibles ; ainsi l'embrayage n'entre pas en action et n'entraîne pas la pompe. À ce propos, dans une habitation ce fluide sous pression sera préférentiellement l'eau du réseau d'alimentation en eau potable. Sur un site industriel il peut être exploité pour tout autre type de réseau de fluide sous pression que l'on trouve sur place. Pour en revenir à la démultiplication, celle-ci peut résulter du choix adéquat de la dimension de la turbine (4), et de la pompe (5) et ce pour augmenter la vitesse de rotation du mécanisme de la pompe entraîné par l'intermédiaire du mécanisme d'embrayage. Dans le mode de réalisation plus particulièrement visible dans la figure 1, le mécanisme de démultiplication (9) et (9') relie les axes (18) et (18') sur lesquels sont montés la turbine (4), ainsi que la pompe (5), le mécanisme d'embrayage (12) et 2964423 - 5 - {13), ainsi qu'une roue libre (10), le volant d'inertie (11) relié à un axe (18'). Par ce mécanisme de démultiplication (9) et (9'), de l'embrayage (12) et (13), de la roue libre (10) et du volant 5 d'inertie (11), et sous l'action de la pression du fluide sur les pales (6) et circulant dans le réseau sur lequel est montée la turbine (4), celui-ci actionne la pompe (5) à une vitesse de rotation supérieure. Lors de l'arrêt de fonctionnement de la turbine (4), la 10 pompe (5) continue de tourner momentanément grâce au mécanisme de roue libre (10) et sous l'action du volant d'inertie (11). La turbine (4), et la pompe (5) sont montées en rotation et isolées l'une de l'autre dans une chambre étanche (19) et (20) interdisant tout contact entre le fluide entrant sous pression et 15 les eaux grises. La chambre étanche (19) de la turbine (4) est raccordée au réseau de fluide sous pression par une entrée dotée d'un étranglement (15) qui permet augmenter la pression du fluide entrant et par une sortie (15'). La chambre étanche (20) de la pompe (5) est, quant à elle, reliée d'une part à la sortie du bac 20 de récupération (2) par une entrée (16) et, d'autre part au réservoir (8), placé au-dessus, par une sortie (17). À chaque utilisation de l'eau sous pression, il y a donc circulation synchrone de l'eau usée ayant été stockée dans le bac de récupération (2).
25 Selon un mode de réalisation préférentiel, et en cas d'une utilisation affectée au recyclage de l'eau grise, le dispositif 1 selon l'invention comporte encore un bac de dégraissage (18) et/ou un bac épurateur (19') placé en amont de ce bac de récupération (2), permettant, éventuellement, de débarrasser les eaux grises ou 30 autres récupérées, d'une partie au moins des graisses qu'elles contiennent, voire aussi de certaines saletés entraînées, ceci de manière à ne pas boucher les canalisations utilisées par la suite par l'eau usée recyclée. Dans un mode d'exécution avantageux, le bac épurateur (19) 35 peut être du type décanteur et/ou à filtration intégré. A noter que sur le réservoir (8) peut encore être raccordé une alimentation du réseau de distribution d'eau. Cela permet de garantir dans tous les cas l'alimentation de ce réservoir, et donc le fonctionnement des installations en aval, comme les chasses des toilettes, notamment en cas de maintenance ou de panne du dispositif 1 selon l'invention, voire en cas de manque d'eau usée à recycler. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1) Dispositif d'optimisation des performances dynamiques et mécaniques de turbines et pompes pour l'usage du recyclage entre autre, d'eaux usées telles que les eaux dites grises d'une habitation, l'eau de pluie ou similaire, comportant un bac de récupération (2) et des moyens de recirculation (3) de cette eau usée caractérisé par le fait que lesdits moyens de recirculation (3) comportent au moins une turbine (4) prévue pour être montée sur un réseau de fluide sous pression et conçue apte à entraîner au moins une pompe (5) au moyen d'une démultiplication, d'un embrayage (12) et (13) d'une roue libre (10') et d'un volant d'inertie (11), pour la recirculation de cette eau usée.
  2. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un autre réservoir (8) placé à un niveau au-dessus dudit bac de récupération (2) d'eau usée dans lequel celle-ci est prévue apte à être refoulée par l'intermédiaire desdits moyens de recirculation (3).
  3. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un bac de dégraissage (18) raccordé audit bac de récupération (2) et dans lequel est récupérée l'eau usée avant de se déverser dans ce dernier.
  4. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte encore au moins un bac épurateur (19') du type décanteur et/ou à filtration intégrée dans lequel est récupéré l'eau usée, ce même bac épurateur (19') étant raccordé au dit bac de récupération (2).
  5. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que ladite turbine (4) est raccordée à un système de démultiplication (9) et (9'), d'un embrayage (12) et (13), d'une roue libre (10) et d'un volant d'inertie (11) à ladite pompe (5).
  6. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la turbine (4), et la pompe (5) sont montées en rotation dans deux chambres étanches (19) et (20) conçues aptes à être raccordées à au moins une entrée (15, 16) et à au moins une sortie (15', 17) sur, selon le cas, le réseau de fluide sous pression ou sur une canalisation en sortie dudit bac de récupération pour la recirculation de l'eau usée.
  7. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un moyen d'augmenter la pression de la circulation du fluide entrant dans la chambre de la turbine grâce à un étranglement (14) qui minore le diamètre du conduit d'arrivée d'eau sous pression et ainsi augmente cette dernière.15
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