APPARATUS FOR THE TREATMENT OF POTABLE WATER

APPAREIL POUR LE TRAITEMENT DE L'EAU POTABLE

English Abstract

Enter It is known that most potable water distributed by various means is contaminated (see Appendix 1, 2, 3). Precipitation is the sole source of all the soft water we use. Water falling as precipitation is virtually pure (H2O). As it flows over the earth, it is contaminated by innumerable unknown pollutant materials and substances (to date, 111 have been identified; see Appendix 1). It should be borne in mind that water is the UNIVERSAL SOLVENT. Treating water that is contaminated by several of these pollutants, as occurs in many cases, involves the use of many techniques, methods and apparatus and over 100 different chemical products, since the removal of each pollutant requires the appropriate processes and chemicals. Despite all this, in most cases the end product is not absolute, immaculate and perfectly healthy. In this invention, precipitation is collected before it can be contaminated by contact with the earth. After the precipitation is collected in a collector (I) (see DN 1), it flows through the filter (4) and as it flows through the perforated bottom (6) of the gutter (3), it collects in the decantation tank (5). When the tank (5) is full, water runs out via the overflow (7) and feed tube (10), then the tap (13), filter (14), the GAC and sand filter (15), and the tap (19), and then collects in the holding tank (22). While the valve (40) is at its highest point (40a), the treated water flows out the outlet (62) and untreated water coming from the outlet (21) flows into the holding tank (22) and remains there momentarily until the RP (53) and the lower cylinder (33) are empty. At that point the valve (41) with all of its attached elements (48, 55, 49, 34, 38, 39) lower and as a result: Outlet (62) is closed - Outlet (32) is closed - Outlet (74) of the holding tank (22) is opened (see DN 9) - The keyboard (38) turns the T tap (37) 90 degrees and connects the tube (27) from the container (18) with the dosage regulator (23) and the dosage regulator (23), which has been pre-set, is filled with the mineral solution and it remains there for subsequent injection into the water of the RP (53) when the treated water starts to flow out via the outlet (62) to the storage tank (165) (see DN 7, Image). - The keyboard (39) turns the tap (57), thereby connecting the tube (51) from the container (46) with the dosage regulator (50) and the chlorine solution fills the pre-set dosage regulator (50) and it remains there for subsequent injection when the treated water flows out the outlet (62) of the RP (53) (see DN 7, Image). When the lower cylinder (33) and the RP (53) are empty the water in the holding tank (22) and the water from the pipe (21) drains out via the outlet (74) (see DN 9) into the RP (53) and starts to fill it. In this manner, the water level in the RP (53) rises and, when it reaches the holes (26) in the upper cylinder (31), it flows into the upper cylinder (31) and starts to fill it. When the water level in this cylinder (31) exceeds the upper level of the tubes (30), it flows out via these tubes into the lower cylinder (33) and starts to fill it, and as a result: The water level in the cylinder (33) rises and immerses the piston (34). The immersed piston (34) develops an upward force of 14 kg. This force lifts the valve (41) and all of its attached elements (48, 55, 49, 34, 38, 39). The joint (40) reaches its highest point (40a) The keyboard (38) returns 90 degrees and connects the dosage regulator (23) with the open outlet (71) of the T tap (37) and the mineral solution stored in the regulator (23) flows into the water in the RP (53) (see DN 7, DBCF) The keyboard (39), making a 90-degree turn, connects the regulator (50) with the open outlet (71) of the T tap (57) and the chlorine solution flows into the treated water and maintains the required PPM of chlorine that was pre-set (see DN 7, DBCF) While water is flowing out of the RP (53) and cylinder (33), the valve and joint (40) remain at their position (40a) and the outlet (62) stays open. 11 - When all the water has drained out of the RP (53), the ball (60) drops and the water in the lower cylinder (33) flows out through the tube (56) and, since the piston (34) is no longer being held up by Archimedean buoyant force, it descends and causes all the elements (48, 55, 49, 34, 38, 39) to descend at the same time, and the treatment cycle repeats in the same manner. In this manner, the water collected as rain is virtually pure, flows through the different filters and into the RP (53). In the RP (53), the highly mineralized solution containing carefully selected minerals gives the desired taste and PPM to the treated water, which flows into the storage tank (165). Also, the chlorine solution is added to the treated water from the RP (53) to achieve the desired pre-set PPM in the water flowing into the storage tank (165). Since contact time is quite long, the water is totally disinfected and ready to drink. The water treated by this invention offers advantages over that treated by other processes, including: 1. All undesirable salts and minerals are eliminated. 2. Water hardness near zero. 3. Good taste. 4. Near-distilled water quality (where this is a requirement). 5. Mineral and chlorine levels (PPM) can be adjusted easily. 6. Minimum equipment maintenance. 7. Daily supervision not required. 8. Negligible production costs. 9. No trace quantities of chemicals. 10. No humus, as the rainwater is collected before coming into contact with plant material on the land, and that precludes the formation of trihalomethanes (THM) from chlorine-based disinfectants. Consequently, adverse effects on human health resulting from the use of chlorine are avoided (see Appendix 4, line 20). 11. No fecal-originated parasites (from humans or animals), e.g., cryptosporidia, giardia lamblia, coliform bacteria. 12. Contamination by organic matter is very rare, so a minimum quantity of disinfectant is required to achieve maximum effectiveness (filter 15 containing sand and GAC). 13. The only limitation is the annual volume of precipitation when below 300 mm.

French Abstract

On sait bien que la plus part des eaux potables distribuées de differents façons. sont
contaminées (voir annex 1, 2, 3) L'unique source de toutes les eaux douces que nous
utilisons n'est que les precipitations. Les eaux des precipitations sont presque pures
(H2O). Elles seront contaminées en se rependant sur la terre par des innombrables et
innommables matières et substances polluantes (de nos jours on en compte 111, voir
annex 1). N'oublions pas que l'eau est un SOLVANT UNIVERSEL. Le traitement de
ces eaux contarninées par plusieurs de ces polluants, ce qui est bien des cas. exige une
miltitude de techniques et de multiples methodes et appareillages et plus de cent
sortes de produits chimiques, car élimination de chaque polluant exige un procedé et
de produits chimiques appropriés. Malgré ça la plupart des cas les resultats ne sont
pas irreprochables, immaculés et parfaitement sains.

Dans la presente invention. on collecte des eaux des precipitations avant qu'elles
soient contarninees, en se repandant sur la terre. L'eau, ainsi collectée. par
recevocollecteur (I) (voir DN 1) se dirige vers le filtre (4) et en passant par le fond
pertoré (6) de gouttière (3) se jette dans la cuvette de decantation (5). Quand ce
cuvette (5) se remplisse, l'eau se verse, par trop-plein (7) dans le tube d'alimentaion
(10) et puis passant par le robinet (13), le filtre (14), le filtre (G.A.C plus sable) (15)
et le robinet (19) elle se jette dans le reservoir d'arrêt (22) Pendant que le clapet (40)
est dans son apogee (40a). l'eau traitee sorte de la sortie (62) et l'eau à traiter




provenant de la sortie (21) se jettant dans le reservoir d'arrêt (22) et y reste.
momentanement, jusqu'à ce que le R.P. (53) et le cylindre inferieur (33) se vident. A
ce moment là le clapet (41), avec tous ses éléments solidaires (48-55-49-34-38-39),
descendent et par consequence:

~ La sortie (62) sera fermée
~ La sortie (32) sera fermée
~ La sortie (74) du reservoir d'arrêt (22) sera ouverte (voir DN 9)
~ Le clavier (38) tourne le robinet "T"(37) de 90° et communique le tube
(27) de recipiant (18) avec le doseur (23) et le doseur (23), prereglé,
sera rempli de la solution mineralisée et elle y reste stockée pour être
injectée dans l'eau du R.P. (53) au moment où cet eau traitée
commence à sortir. par la sortie (62) vers le reservoir de stockage
(165) (voir DN 7, Image).
~ Le clavier (39) fait tourner le robinet (57) et, de même le tube (51) du
recipiant (46) se communique avec le doseur (50) et la solution chlorée
remplit ce doseur prereglé (50) et elle y reste stockée pour être injectée
au moment où l'eau traitée sorte de la sortie (62) de R.P. (53) (voir DN
7 Image).

Quand le cylindre inferieur (33) et le R.P. (53) se vident l'eau stockée dans le
reservoir d'arrêt (22) et l'eau provenant du tuyau (21) se jettent, par sortie (74) (voir
DN 9), dans le R.P. (53) et commencent à le remplir. Comme ça, le niveau de l'eau




dans le R.P (53) commence a monter et atteindre le niveau des trous (26) du cylindre
superieur (31) et, par ces trous (26) l'eau se verse dans le cylindre superieur (31) et
commence, egalement, à le remplir. Une fois, le niveau de l'eau dans ce cylindre (31)
depasse le niveau superieur des tubes (30), par ces tubes l'eau se verse dans le
cylindre inferieur (33) et commence à le remplir, par consequence:

Le niveau de l'eau. dans le cylindre (33) monte et immerge le
piston (34).
Le piston immergé (34) developpe une force de 14 kg vers le haut.
Cette force fait monter le clapet (41) et tous ses éléments solidaires
(48-55-49-34-38-39).
L'articulation (40) se positionne ddans son apogée (40a)
Le clavier (38) fait un retour de 90° et communique le doseur (23)
avec la sortie libre (71) du robinet "T" (37) et la solution
mineralisée, stockée dans ce doseur (23), se jette dans l'eau du
R.P. (53) (voir DN 7, DBCF)
Le clavier (39) en taisant un retour de 90° communique le doseur
(50) avec la sortie libre (71) du robinet "T" (57) et la solution
chlorée se jette dans l'eau traitée el assure le P.P.M. de chlore
voulu et prereglé (voir DN 7, DBCF)
Durant la sortie de l'eau du R.P (53) et le cylindre (33) le clapet et
l'articulation (40) restent en leur apoaee (40a) et la sortie (62) reste
ouverte.


11
~ Dès que l'eau du R.P. (53) se vide. le ballon (60) descend et l'eau
du cylindre inferieur (33) sorte par le tube (56) et le piston (34),
n'étant plus sous l'effet du force Arichmed, descende et fait
descendre, en même temps tous les éléments (48-55-49-34-38-39)
et le cycle du traitment recommence et continue ainsi de suite.

De cette façon l'eau colectée des pluies est presque pure, passe par les differents
filtres et se jette dans le R.P. (53). Dans ce R.P. (53) la solution fortement mineralisée
avec des mineraux strictement et convenablement choisis, va donner le goût et le
P.P.M. desirés à l'eau traitée qui se dirige vers le reservoir de stockage (165). Et
d'autre part, la solution chlorée s'ajoute à l'eau traitée du R.P. (53) pour assurer le
P.P.M. voulu et prereglé dans l'eau traitée qui se dirige vers le reservoir de stockage
(165). Puisque le temps de contacte est assez long, l'eau devienne strictement
desinfecté et prête à consommer.

L'eau traitée au moyen de cet invention a des avantages par rapport aux autres
procedures dont certains sont:
1. Elimination de tous les sels et mineraux non-desirés
2. Degré de dureté de l'eau proche à zero
3. Saveur desirée
4. Preparation de l'eau traitée à l'état presque distillé (si certains
usages l'exigent)



5. Facilité de changement et choix de concentration des mineraux et
chlore (P.P.M.)
6. Le minimum d'entretien de l'appareillage
7. Pas de surveillance quotidienne
8. Prix de revient insignifiant
9. Pas de traces des differents produits chimiques
10. Pas de humus car l'eau collectée ne passe pas par des terres
vegetales, ce qui exclue la formation de Trihalomethanes (THM's)
à cause d'usage de desinfectants de base de chlore. Donc
l'utilisation du chlore n'affecte absolument pas la santé des
consommateurs (voir annex 4 ligne 20)
11. Pas de parasites d'origine fécale (humaine et animale), comme
Cryptosporidium. Giardia-Lamblia, Coliform Bacteria, etc. . .
12. Très rare matières organiques, donce avec le minimum de
desinfectant on aura le maximum efficacité (filtre 15 formé de
sable et G.A.C,)
13. La seule restriction est la qualité annuelle de precipitation quand
elle est au dessous de 300 mm.

Claims

31
REVENDICATIONS
Les specifités de cet invention que je revendique sont de trois catégories:
a) Idée créatrice et les resultats qui en decoulent
b) Mechanisme des éléments, la technique et la conception de chaque piece et la
correlation entre les éléments constitutifs de L'APPAREIL DE BASE et leur
synergie qui peuvent être resolue de differentes façons.
c) Series des appareillages qui peuvent deriver de L'APPAREIL DE BASE. en y
ajoutant quelques instruments mecaniques ou éléctriques.

a) L'IDÉE CRÉATRICE

Ça sera très facile si nous nous posons les questions suivantes:
~ Quelle est l'origine des eaux douces que nous disposons sur notre
planète?
Nous n'avons qu'a repondre: "elle n'est que l'eau distillée des
precipitations à l'état presque pure (H2O).
~ Donc, comment elle se contamine?
La reponse est evidente: "l'eau étant un SOLVANT UNIVERSEL, en se
repandant sur la terre, plus elle court plus elle rencontre, sur son chemin
des innomrables et innommables matières et substances polluantes et elle
les dissout et s'en charge. (De nos jours on en compte III, voir annex 1).
~ L'eau, ainsi contaminée, peut être traitée et devenir potable?
On a essayé de differentes façons, en utilisant de multiples techniques et
procedures et de plusieurs produits chimiques, malheureusement, on n'est


32
pas arrivé à une solution immaculée. irreprochable et parfaitement saine.
Même dans certains cas la purification des eaux ainsi contaminées est trop
difficile voir inextricable.
~ Quelle sont la qualité et la nature des eaux distribuées de differentes
façons que nous les consommons actuellement?
Malheureusement. LA PLUPART DES EAUX DISTRIBUÉES DE
DIFFERENTES FAÇONS EST CONTAMINÉE (voir annexes 1, 2 et 3).


Ces questions suscitent, en moi, l'idée de collecter les eaux des precipitations, avant
d'être contatminées en se repandant sur la terre. Voila comment cet idée se forme et
se confirme.

Puisque l'eau ainsi collectée n'est presque pas polluée donc son traitement sera très
facile et n'exige pas de varietés de produits chimiques, qu'ils sont en soi même une
sorte de polluante. Donc, de cette façons la preparation de l'eau potable est saine et
beaucoup plus facile, beaucoup plus rassurante et moins onereuse.


Cette idée confirmée par les realités aboutit a l'invention du present appareillage
dont je revendique les carateristiques de ses organes et ses éléments constitutif sous
tous les aspects et formes qui peuvent aboutir aux mêmes buts.


33

b) MECHANISME DES ÉLÉMENTS
~ Le principe et la façon de collecter des eaux de precipitations sur tous les aspects
et formes qui s'aboutissent au même but.
~ Principe du cuvette de decantation et le systeme graduel de traitement physique
des eaux collectées.
~ Principe du systeme de desinfection et mineralisation par poudre ou par solution,
et la technique de ses éléments et leurs specificités sous n'importe quels formes et
aspects.
~ Choix et dosages de variété des mineraux pour donner des differentes saveurs à
l'eau traitée et leur standardisation
~ Systeme de l'usage de la force Archimed (cylindre 31 et 33, piston 34 et leur
synergie). La techinique et la specificité de chaque élément de ce systeme.
~ Les specificités et le mecanisme de chaque organe ou élément (nommés en liste
des éléments constitutifs de l'appareillage) qui aboutissent aux mêmes buts sous
n'importe quelle forme ou quel aspect.
Exemple: Les robinets "T" (37) et (57) avec leur technique specifique ou le
reservoir d'arrêt (22) ou bien le cylindre superieur (31) avec leur but approprié
et leur techinique astucieuses ou bien la fonction de l'axe central (55) et le disque
(49) et le mouvement de l'axe exterieur (48) etc..

Puisque chaque operation ou fonction de chaque organe ou chaque élément de cet
appareillage peut se réaliser sous differentes formes et differents aspects pour arriver
aux mêmes buts. Donc, les differentes formes et manières et differents aspects des


34
éléments et organes qui pourraient être conçus ou presentés, faisant les mêmes
fonctions et assurant les mêmes buts que les éléments et les organes constitutifs du
present appareillage (1-166) ainsi bien que les dessins (voir TN 1, DN 1, G. DN 1,
CoupeBB.DN 2, DN 3, DN 4, DN 5, DN6, DN 7, G.DN 7, DN 8, DN 9, DN 10, G.
DN 10, DN 11 et G. DN 11) sont aussi inclus dans mes revendications.

c) SERIE DES APPAREILLAGES DERIVÉS DE L'APPAREIL DE BASE
En ajouttant certains instruments mecaniques ou éléctriques à L'APPAREIL DE
BASE, on pourrait avoir une serie des appareillages plus performants que
L'APPAREIL DE BASE.


Ces appareillages, munis d'un ou plusieurs les dits instruments pour ameliorer ou
augmenter leur performance, sont inclus dans mes revendications.

Exemple: On ajoute une éléctropompe entre le tube (10) et le filtre G.A.C. (15)

pour assurer une pression d'eau adéquate: le rendement de l'appareillage

s'augmentera et en même temps on pourrait utiliser le filtre compacte de carbon

activé à la place du filtre G.A.C. (15), composer de Granula Activated Carbon plus

du sable qui a une resistance hydraulique insignificante. Ou remplacer le systeme de

desinfection par un chlorinateur eléctrique ou utiliser le rayon U.V. (rayon ultra

violet) ou brancher une éléctropompe immergée pour fonctionnement aromatique de

d'appareillage ou donner un potentiel au reservoir de stockage de l'eau traitée ou

utiliser certaine commande éléctrique, etc...





Image

Description

' CA 0221193S 1997-08-19


MEMOIRE DESCRIPTIF:


Nous savons bien qu'on a l'habitude de traiter les eaux des lacs. des fontaines. des
rivières ou bien des eaux souterraines et parfois l'eau de la mer pour satisfaire les
besoins des consomateurs. de plus en plus exiaeants7 en eau potable Seul la
précipitation~ ce "DON du CEL". alimente les sources des eaux douces énumerées

cl-dessus.


Si nous étudions les énonces des corporations des etablissments et des entreprises
concernés; nous constatons qu'on a mis en oeuvre une multitude de techniques et des
multiples methodes et appareilla~es en usant plus de 100 sortes de produits chimiques
pour le traitment des eaux Malheureusement aucun de ces processus n'est pas arrivé
a une solution immaculée, irreprochable et pairfaitment saine C'est bien évident, les
innombrables matières et substances polluantes. d'ori~ine ve~etale, animale
minerale industrielle fecale chimique. aaricole. toxique. micro-or~anismes
patho~enes etc que l'eau pure de la pluie, en se repandant sur la terre les dissout et
s'en char(Je; plus elle court plus elle rencontre~ sur son chemin les innommables
matières polluantes. tout simplement~ n'oublions pas que l'eau est un SOLVANT
l ~NIVERSEL




Le traitement d'une eau polluée d'une. deux ou trois matières polluantes~ pourrait ètre
relativement facil et rassurant Mais dès que le nombre des substances et matieres
polluantes, dans une eau au~mente, ce qui est malheureusement bien des cas son


CA 0221193S 1997-08-19
1~

traitment devient de plus en plus compliqué. difficile et inextricable.Car le traitement
de chacune de ces matières polluantes éxi~e un processus specifique et des produits
chimique appropriés. De nos jours, on liste 111 matières et substances polluantes
dans l'eau (voir annex 1).




Voila pourquoi, les énoncés de E.P.A. et les autres établissements et les autorités
concernés confirment que: LA PLUPART DES EAIJX POTABLES, DISTRIBIJEES
DE DIFFERENTES FAÇONS? EST CONTAMINEE (voir annex 1, 2 et 3).




Les études des enonces precités suscitent en moi l'idee de collecter des eaux de pluies
avant qu'elles soient polluées en se repandant sur la terre. Pour realiser cet idée j'ai
procede à l'invention de l'appareilla~e suivant qui collecte des eaux de precipitations~
les filtre les mineralise et les desinfecte strictement et puis les stocke pretes a
consommer.




L appareillaoe suivant dont je l'appelé "APPAREIL de BASE" est conçu pour
s adapter à n'importe quel endroit car il est indepndant de toutes sortes d'ener~ies;
simplement la quantite annuelle de precipitation conditionne l'installation et l usaoe
de cet APPAREIL DE BASE. Afin qutil puisse s'installer et fonctionner
convenablement où l'electricite n est pas disponible; ~'APPAREIL de BASE est le
plus simple et moins equipé que ses descendances munies de certains élements

electriques comme: (moteur-pompe. unité de desinfection ultraviolet "U.V.'?. système
d'ozonisation. système de chlorination etc. . . ). Bien sûr ces derniers. plus equipés et


CA 0221193~ 1997-08-19
1'

dependants d'éléctricité. sont plus performants que leur ancetre "L'APPAREIL de
BASE."




Je vais d'abord? decrire L'APPAREIL de BASE pour avoir une connaissance
générale de ses éléments constitutifs et leur fonctiennement et puis une explication
technique et detaillee de cet appareil accompagnée des dessins et les calculs en
details: et enfin on aura quelques exemples des equipements éléctriques qu'on pourra
ajouter à L'APPAREIL DE BASE pour avoir une conception de série des appareils
qui puissent en decouler.




Pratiquement L'APPAREIL DE BASE se compose de trois parties distinctes dont:
(voirDN 1)
Recevocollecteur des precipitations ( 1 à 10).
II-Machine principale ( I 1 à 164)
III-Resevoir de stoc~age. (165 et 166)




Les parties I et III sont tres simples a comprendre ou a construire elles ne demandent
pas une technologie poussee. Par contre la partie II (machine pricipale 11 à 164)
demande une certaine technologie moyenne pour la comprendre ou la construire. Je
vais les decrire en evoquant les referances numeriques de ses éléments constitutifs
des trois parties? pour avoir une connaissance generale et necessaire qui facilite

l?explication technique et la comprehension des dessins et le fonctionnement des
élements et leur svnergie.


CA 0221193S 1997-08-19
' 16

P ~RTE I-RECEVOCOLLECTEUR DES PRECIPITATIONS t I à l 0)




Cette partie (I) se compose d'un plan oblique ou hori~ontal étanche (1) muni d'un
~rillage inoxidable et fin (2) (par exemple, le versant d'un toit, etc ) A travers de ce
~,rilla~e (2) l'eau de la pluie, facillement, coule vers la ~outtière (3), sans que les
grosses particules, comme les feuilles mortes, puissent y penetrer Et puis, de là. elle
passe à travers du filtre simple (4), formé du meme grilla~e precité (2~, rempli de
sable avec une ~ranulemetrie adéquate, et puis elle penetre, à travers la surface
perforée (6) de la gouttière (3) et se jette dans la cuvette de decantation (~) Cette
cuvette (5) munie d'un grilla~e fin (8), presque verticale qui ne laisse pas les
particules macroscopiques eventuellement suspendues dans l'eau, s'acheminer vers le
trop-plein (7) L'eau~ ainsi passée de la grille (8), se verse, par le trop-plein (7) dans la
conduite ( 10) pour passer à travers la machine principale ( 1 1 à 164) et subir le
traitement necessaire Dans la cuvette (5), les particules hasardeuses, solides et
lourdes, se precipitent, immediatement au fond de la cuvette conique (5) et les
particules hasardeuses moins denses. suspendues dans l'eau, les suivent un peu plus
lentement Si. par le hasard, les dites particules s'echapent du filtre (4) se
precipiteront au fond de la cuvette (5) et par là elles s'accumuleront au-dessus du
robinet ( 1 1 ); dans cet eventualité en ouvrant ce robinet ( I I ) les particules seront
évacuées dans le svstème d'é~oût (42) par le tube (9) (voir DNI, DN. et coupe BB)




Si l'eau de la pluie, ainsi collectée, continue à alimenter l'appareil par le tuyau (10) à
sa pleine capacité. Ia performance de la machine principale sera, en maximume.


CA 0221193~ 1997-08-19
' 17

~ 00 litres/heure ce qui éxige une surface importante de captaoe de pluie. Mais les
iL'acteurs dominants de la determination des surfaces minirllumes necessaires du
recevocollecteur (1~ pour une quantité voulue de l'eau sont:




a-Le volume d'eau tombé. annuellement. ce qu'on le montre en
millimetre de hauteur/par m .
b-La quantité de l'eau à traiter
c-Le climat et la nature de plan de recevocollecteur ( 1 )




En me basant sur les données suivantes, j'ai dressé le tableau (T.N. 1~ qui nous
permet de trouver, tàcilement, les sur~'aces minimumes dont nous avons besoin pour
les diverses quantités d'eau voulues, relatives au~ diverses conditions locales. Les
données precitées de base sont .
-Besoin quotidien d'une personne 4 litres par jour 1500 litres par
an.
-Le montant total des precipitation annuelles dont 75% alimemtent
l'appareil et les 2~~,/o restants s evaporent ou imbibent le
- recevocollecteur ou bien sortent par le draina_e ~ et 11! etc
-Nombre des personnes qui dertermine la quantité de l'eau a
traiter.
-Les decimaux des surfaces calculés sont arrondis en un chiffre.

' CA 0221193S 1997-08-19


Tennant compte les données precitées vous trouvez ci-après le tableau (TNI) des
sur~'aces adéquates du recevocollecteur ( I ).




La colonne droite du tableau ~T.N. I) numerote les lignes de 1 à '~2 et la ligne Z en
bas du tableau, numerote les colonnes de I à 19 dont les chif~res de la colonne I
representent les nombres des personnes à qui on doit assurer l'eau potable et la
colonne2 la quantite de l'eau qu'une personne aura, annuellement besoin: (1500 litres
=365 x 4 litres). Les chifres des colonnes 3 à 19 montrent les surfaces minimumes
necessaires de recevocollecteur (1) en fonction des donnees du tableau Par e~emple;
la precipitation annuelle totale d'une region soit lOOOmm la surt'ace minimume de
recevocollecteur (1) sera ~m~ pour assurer l'eau potable de 4 personnes (croixement
de la ligne 8 et la colonne 9).




.~ttention: les surt'aces des recevocollecteurs indiquées sur le tableau ~T.N I )
representent des surfaces projectees du plateau des recevocollecteurs.




PREPARATION OU CONSTRUCTION DU RECEVOCOLLECTEUR ~1 A 10):
Pour le plateau du bassin versant de recevocollecteur ~1 ) on pourrai arranger le
versant d'un toit avec sa ~outtière (3) (les couvertures avec des versants en tole tuile
ou similaire sont preferables ), ou bien, à la ri~ueur, construire un recevocollecteur
simple et approprie à notre besoin. Dans la gouttière (3), sur les deux limites de ce
versant ( 1 ) on installe deux petites barrieres, fo~ a~ll deux petits deversoirs (3a) pour
maintenir l'eau dans certain niveau au dessus du filtre simple (4). Ce filtre simple ~4)

- CA 0221193'7 1997-08-lg
1~

se compose d'un long sac t'ait de la même urille (2) et rempli de sable avec une
;,ranulometrie (3 à 10 mm environ.). L'eau ainsi accumulée dans la gouttière (3)
passe à travers de ce filtre (4) et le fond perforé (6) et puis se jette dans la cuvette de
decantation (5) (voir DNl et coupe BB). Cette cuvette (5) peut avoir la forme et les
dimensions variées afin de s'adapter à l'endroit et l'empleur du recevocollecteur (1).
Pour avoir une idée de cette cuvette; (voir DN2) qui vous donnent. en mème-temps
les diametres des tubes. Le choix des materiaux et materiels et leur fixation sera
adapté à la situation spécifique de 17endroit.


CA 0221193F7 1997-08-19
2()


PARTIE II - MACHrNE PRINCIPALE (11-164!




Cette partie II est le noyau central de l'appareilla~,e, dans laquelle les operations
principales du traitement de l'eau se realisent. Elle se constitue de differents elements
dont je vais les e~pliquer, en évoquant leur numero de reference ~voir D~r 1)




L'eau de pluie collectée par le recevocollecteur (1) se diri~,e par la conduite (10) et
passe par le robinet "3-way" (13) (similaire aux robinets Apollo series 70-600/900)
pourtraverser le filtre (14) (inline W.Y.E. filter RBY-30~X ou similaire). De là, elle
passe par le filtre (15) (G.A.C. Granulat Activated Carbon) et se jette, par le tuvau
(21), dans le reservoir d'arret (22). Ce reservoir d'arret (Z) sert à retenir,
momentanement. l'eau de la pluie prevenant du tuyau (21) pendant que l'eau traitée
de R.P. (53) s'evacue par la sortie (62) (comme ça on evite le melan~e de l'eau traitée
et l'eau a traiter). De cette t'açon, l'eau passe à tra~rers du robinet (63) (simiiaire au~;
robinets 13 et 19~ et se jette dans le reservoir de stocka~,e (165) par la conduite (64).
Pendant que le R.P. (53) et le cylindre inferieur (33) restent vides; I'ensemble des
éléments (4~- 19-55) et le clapet (41), étant solidaires, restent é~alement decendus et
immobiles. Comme ça le disque (49), se reposant et appuyant sur le bouton (67)~ tient
le clapet (69) élevé et l'eau accumulee dans le reservoir d'arrèt (22) se jette dans le
reservoir principal (53) pour le remplir (voir DNI, DN 3, DiY ~ et D~ 9). De cette
façon i'eau accumulée dans le reservoir d'arret (2'') et l'eau provenant du tuyau (21)
commencent à remplir le reservoir principal (53).


- CA 02211935 1997-08-19
~1


Notons bien dès que le clapet (69) s'ouvre~ le clapet ~41) ferme simultanement la
sor~ie (~2). En bref, la descente du disque (49) et ses éléments solidaires ont pour
consequence:
r Le R P. (53) et cylindre inferieur ~33~ étant vides:
r Le piston (34) et ses éléments solidaires descendent et restent
immobiles
r Le disque (49) en appuyant sur le bouton (67) tient ouvert le clpaet
(69) (voir DN 8 et DN 9)
Le clapet (41) ferme la sortie (6~) du R P (53)
Le clapet (32) ferme la sortie de l'eau du cylindre superieur (31)
(voir DN 4).
r L'eau. préalablement retenue dans le reservoir d'arret ('''') et l'eau
proveneant du tu~au ~'~l) commencent à remplir le R.P. (53) (voir
DN 9).




Puisque nous avons appris la fonction et l'utilité du reservoir d'arret ~ ) nous allons
etudier le remplissa~e du R P. (5~) et ses consequences.




LE REMPLISSAGE DU R.P. (53) ET SES CONSEQUENCES




Comme nous avons dit~ des que le R. P. (53) et le cylindre inferieur (33) deviennent
vides l'ensembles des éléments solidaires ~49-~4---18-55) avec le clapet (41) sous


CA 0221193~ 1997-08-19
2'

I'effet de leur propre poid (environ 6 k'J) descendent Par consequence. Ie clapet (69)
s'ouvre et le clapet (41) ferme la sortie (62) L7eau de la pluie se jette, par le tuyau
(21~ dans le reservoir d'arrèt (22) et puis se deverse par 170uverture du clapet (69)
dans le R P (53) et commence à le remplir Comme ça? Ie niveau de l'eau dans le R
P (53) monte et dès qu'il depasse le niveau superieur des trous (26) I'eau se deverse,
par ces trous, dans le cylindre superieur (31) dont le clapet (32) est toujour fermé De
cette façon. Ie cylindre superieur (31) commence a etre rempli Dès que le niveau de
17eau dans le cylindre (31) depasse le niveau superieur des tubes (30), par là l?eau se
verse dans le cylindre inferieur (33) (voir DN1, DN4 et coupe DD) De cette façon le
cvlindre inferieur (33) commence à etre rempli Au fur et à mesure que le niveau
d'eau dans ce clyindre (33) monte, le piston (34) solidaire avec l'aYe (48) et
l'ensemble des éléments (49-55-41-38-39)? sous l'effet de force Arichmed~ developpe
une poussée d'environ 14 k~ vers le haut (voir DN5. coupe EE) Cette force fait
monté le clapet (41), le disque (49) et le clapet (3'~), faisant couler l'eau? contenue
dans le cylindre superieur. (31) dans le cvlindre inferieur (33) pour completer son
remp~issa e Comme ça Ie piston (34) sera completement nové et la force Arichmed
appliqué sur le piston ~34), touche son niveau maximum (14 k~ environ) Donc? Ia
fonction du cvlindre superieur (31) avec ses éléments constitutifs (3?-30-26) est de




Completer le remplisa_e du cvlindre inferieur ~33)
Noyer completement le piston (34) et assurer le developpement
maximum de la pousée vers le haut (14 k~) pour lever le clapet
(4 I ) et ouvrir la sortie (62) En meme temps, l'articulation (40), en


' CA 0221193=, 1997-08-19


arrivant a son apo~ée (40a). fait sa course complete en tournant les
robinets (37 et 57) de 90~.
Assurer le fonctionement ininterompu de l'appareil.
Le cvlindre superieur (31) nous donne une très ~Jrande marge de
reglage de l'appareil qui facilite, 2enereusement, mis au point et
l'usa~e de l'appareil.




Puisque nous connaissons déjà la fonction et l'utilité du reservoir d'arret (22) et le
cylindre superieur (31) donc nous allons decrire le cylindre inferieur (33) et le piston
(34) et leurs fonctions (voir DNl et DNS). Le cylindre inferieur (33) est un tube
arrondi avec un diametre interieur d'environ 300 mm. Le piston (34) est e_.alement un
tube arrondi d'un diametre e?~terieur d'environ 280 mm, mais hermetiquement fermé.
Ce piston (34), avec un diametre de 28 cm et une hauteur de 23 cm~ solidaire avec
l'axe (48) et les éléments (55-49-24 et le clapet 41). nous donne une volume de:



Vp=~'~8/2) X 7~ X 23=14155 cm3 ~ 14 litres




Ce volume "Vp" du piston (34) developpera une force de 14 k~, vers le haut. quand il
sera noyé dans l'eau du cylindre (33) La force e~lcace qui poussera, vers le haut,
I'ensemble des éléments (41-38-39-55-34-48-49- et 24) avec leur poid total de 6 k~
sera (~oir DNI et DNS):

14 - 6=8 k~

CA 0221193~ 1997-08-19
~1

Au fur et a mesure que le c~lindre inferieur (~3) se remplisse la poussée Arichmed~
s'augmente jusqu'à ce qu'elle domine la pression de l'eau sur le clapet (41) et le
poids des éléments precités (6 kg) et à ce moment là l'ensemble les dits eléments sera
poussé vers le haut et par consequence
Le clapet (41) se lève
L'articulation (40) monte à son apooée (40a)
Les leviers (~8-~9~ font tourner les robinets (~7 et 57)
Le clapet (~2) lie à l'élément (24) monte et ouvre la sortie (~2)
La pression du disque (49) sur le bouton ~67) sera suprimée et le
clapet (69) ferrne la sortie de l'eau de reservoir d'arrèt f22) (voir
DN8, coupe GG)
L'eau du R P (5~) sorte de la sortie (6~)
L eau du cvlindre inferieur (~3) reste retenue car sa sortie (58) est
hermetiquement bouchee par le ballon (60) qui sous l'effet de force
Arichmed monte dans son tube de ~uida_e (s9! Par consequence.
I'articulation (40! et le dis~lue (49! avec ses elements solidaires
resteront en haut à leur apogee (40a) et ca jusqu'a ce que l'eau de
- R P (5~) sorte et le ballon (59) descend et ouvre la sortie ~58! du
tube (~6). et le cylinder inferieur (~) se vide Donc le piston (~4)
avec tous ses élements soiidaires, sous l'effet de leur propre poid.
descend et de nouveau:
~~ Le clapet (41) tèrme la sortie (6~)

CA 0221193S 1997-08-19


~. Le clapet ~69~ se lève et ouvre la sortie de l'eau du
reservoir d'arret (22) pour qu'elle alimente et remplisse
de nouveau le R. P (5~)
~: Le dispositif (2~) descend et le clapet (32) ferme la
sortie de l'eau du cylindre superieur (~1) Et l'appareil
devient prêt pour repeter le cycle des operations de
traitement suivant et ainsi de suite.




Jusqu'ici, dans cette partie II. nous avons decrit et compris les fonctions et les utilités
des organes suivants:
Serie des filtres mecaniques (~-6-8-14) et le filtre (15) "Granulat
Activated Carbon" (G.A.C.
Le reservoir d'arrèt
Le cvlindre superieur (~1
Le cylindre inferieur (~4)
Le piston ~4~
Les éléments solidaires avec le piston (~4)
Le dispositif de vidange du cylindre inferieur (~). tube (56) et le
ballon (60).



Maintenant, pour completer la description de cette partie (II). nous allons étudier le
sy,steme de desinfection par solution chlorée ou autres desinfectants et le systeme de
de mineralisation par la solution minseralisée. par de minerau~ convenablement et


CA 0221193~ 1997-08-19
26

strictement choisis. de sorte que la varieté de nos choix puisse satifaire les gouts. Ies
re~,imes et la saveur recherchee par les differents consommateurs les plus exi~eants




~e svsteme de chlorination et mineralisation de cet appareil se compose de
Recipient (46) contenant la solution de chlore
'7 ReGipiellt (1~) contenant la solution mineralisée
r Tubes flexibles d'aeration (44 et 45) et les tubes d'alimentation des
solutions chloree et solution mineralisée (51-52 et 27-2~)
Doseur (50! de solution chloree
Doseur (23) de solution mineralisée
Robinet T '3-way" (57~ pour la solution chlore
Robinet T "3-way" (37) pour la solution mineralisée
Levier (39) faisant tourner le robinet (57) de solution chlorée
Levier (3~) faisant tourner le robinet (37) de solution mineralisée




Le fonctionnement de ce svsteme (voir D N 6 et DN 7) se realise avec le mouvement
de l'articulation (40) fixée, en bas, sur l'a~e central (SS) (voir D N 6). Quand le R P
(53) et le cylindre (33) deviennent vides le disque (49) et ses éléments solidaires
descendent et l'articulation (40) se trouve à son point le plus bas. comme le montre le
chifre de re~erence (40) Dans cette situation de l'articulation (40), le robinet (57)
communique le tube (S l) avec le tube (52) ~voir DN7, EB~ ) Par consequence. Ia
solution de chlore conteunue dans le recipient ~46). arrive et remplisse le doseur ~50
Le tube fle~;ible (45) evacue, en meme temps, I'air du dosseur (50~ et facilite l'entrée


CA 0221193~ 1997-08-19
27

de la solution chlorée dans la partie prereglee du doseur (50). Et ladite solution
chlorée y attend pour ètre injectee dans l'eau de la R. P. (53) pour assurer le P PM
voulu et predeterminé du chlore dans l'eau traitee.




De meme le robinet (37) communique le tube (2~) avec le tube (27) (voir DN7~
D~F) et la solution mineralisée, contenue dans le recipiant (1~), remplit le doseur
(23). La concentration des mineraux voulus, qualitativement et quantitativement
predeterminée. donne la saveur desirée à l'eau ainsi traitée. En diversifiant la
combinaison des mineraux on pourrait donner de differents goùts et saveurs à l'eau de
pluie ainsi traitée et meme on pourrait eliminer certains mineraux, comme sodium.
calcium etc... pour que l'eau soit compatible avec état de sante de certains
consommateurs qui doivent strictement suivre le regime alimentaire prescrit par leurs
medcins. De plus on pourrait suprimer tous les mineraux pour avoir une eau presque
distilée si certains usa_es l'exioent. De cette façon la solution chlorée et la solution
mineralisée, avec la concentration et le dosage voulus et predeterminés attendent
dans les doseurs (''3 et ~0) pour être injectées dans l'eau de R. P. (53) au moment ou
l'eau commence à sortir de la sortie ~62) vers le reservoir de stockage (165).
~ous avons bien appris le remplissage des doseurs ('73 et 50) pendant que le R. P.
(5~) et le cylindre (3~) deviennent vides. Maintenant~ nous allons montrer comment
les solutions stockees dans les doseurs (2~ et 50) s'injectent dans l'eau du R. P. (53)
au moment ou celle-ci commence à sortir de la sortie (62).


' CA 0221193', 1997-08-19


~ous avons vu dans le R P (53) des que le niveau d'eau dépasse le niveau superieur
des trous (26) I'eau se verse, par ces trous dans le cylindre superieur (31) et
commence à le remplir, quand le niveau de l'eau dans ce cylindre (31) dépasse le
niveau superieur des tubes (30) I'eau se deverse. par ces tubes (30)? dans le cylindre
inferieur (33) et le remplit A ce moment la, sous l'effet de force Arichmed (14 1~
environ), le piston (34) pousse le disque (49) et ses éléments solidaires vers le haut et
?ar consequence
Le clapet (41) ouvre la sortie (62)
Le clapet (32) ouvre la sortie du cylindre superieur (31)
r Le clapet (69~ ferme la sortie d'eau du reservoir d'arret ~22)
L'eau du R P (53) commence à sortir de la sortie ~62)
L'articulation (40) se positionne à son apogée (40a) en faisant
tourner. par levier (39) le robinet (57) de 90~ à ce moment là.le
tube ~51) du recipient de la solution chlorée (46) sera fermé et le
robinet T "3-way" (57) communiquera le tube (52) à sa sortie libre
~71) et de mème le robinet (37) ~'erme le tuyau de la soiution
mineralisée (28) et communique le tube (27) de doseur ~23) à sa
- sortie libre (71) du robinet "3-w-ay" (37) et la solution s'injecte
dans l eau du R P ~53) pour la desinfecter et mineraliser
convenablement (voir DN6 et DN7)

CA 0221193~ 1997-08-19


PARTE III




Comme nous l'avons dit cette partie n'est qu'un reservoir de stockage de l'eau
potable ayant une capacité adequate avec le volume d'eau à traiter tenant compte les
repartitions des precipitations annuelles des regions sur les jours et les mois de
l~année Le cvcle de repartition annuelle de precipitation de chaque local
conditionne la capacite de reservoir de stockage (165) plus la repartition est dispersée
uniformement sur les jours et les mois de l'année plus la capacité de reservoir de
stockage se diminue Si par exemple. dans une region pendant 3 mois (juillet. aout et
septembre) la precipitation soit nulle ou insignifiante la capacité du reservoir de
stockage sera (3+2)/12=5/12 consomation annuelle dont ~/1'' correspond au reserve
habituel qu'on doit prevoir Plus generalement. on prend la plus longue durée des
jours consecutifs secs (sans precipitation~ dans un cycle de 365 jours (soit J) pour une
consomation annuelle d'une famille soit. par e~emple. "L" litres La capacité du
reservoir de stockage se calcule comme suite




C= (J+60~ X L
365




C=capcité de stocka e à instaler
J=les plus grands nombre de jours secs consecutifs d'un cycle de 365 jours de l'annee

~0=correspnd aux deu~ mois de consommation habituelle à prevenir
L=la consommation annuelle envisagée


CA 02211935 1997-08-19
3()

Par exemple. une famille de 5 personnes avec une consommation annuelle de 7500
litres (voir TNI colonne I et 2) dont le plus grand nombre de jours secs consecutifs
(sans precipitation significative) est de 95. La capacité de reservoir de stockage à
installer devient:
C~5= ~J+60) x L = (95+60) x L = 155 x 7500 = 3185 litres _ 3 m~
36j ,65 ,65
Pour la mème famille avec le plus _rand nombre de jours secs consecutifs de 25. Ia
capacité de reservoir de stockage devient:
C ~= (J+60) x L = 85 x 7500 = 1746 litres = 1 7 m~
~65 365
Ce reservoir de stockage (165), muni d'un robinet à usage de consommation, peut-
être des citernes appropriées pour stockage de l'eau potable ou, a la rigueur utiliser
les recipiants P V C speciaux Si la capacite du reservoir de stockage devient trop
importante on pourrait ie construire avec du beton fait de gravier et du ciment
appropriés a une telle usa_e.

Representative Drawing