DE2546881C2 - Wasserfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfilter mit pulverisierter Aktivkohle, umfassend ein Gehäuse mit einer am Wassereinlaß liegenden Eingangsfilterschicht, einer am Wasserauslauf liegenden Ausgangsfilterschicht und einer zwischen diesen Filterschichten liegenden Zwischenfilterschicht.

Es ist schon seit langem bekannt, Wasserhähne, beispielsweise Wasserhähne im Haushalt, in Restaurants, in Büros und andere Trinkwasserausflüsse mit Wasserfiltervorrichtungen zu versehen, so daß der Benutzer sicher war, aus dem Wasserhahn trinkbares Wasser zu Trink- und Kochzwecken zu entnehmen. Es rind eine Vielzahl von Lösungen dafür vorgeschlagen worden. Jedoch ist die grundliegende Schwierigkeil bis heute darin zu erblicken, daß eine solche Filtervorrichtung einerseits das Wasset filtern muß, so daß dessen Trinkbarkeit erhöht wird, und andererseits eine ausreichende lange, wirksame Filterung bewirken muß, so daß nicht dauernd ein Auswechseln erforderlich ist.

Im Laufe der Zeit wurden die Probleme jedoch größer, weil die Richtlinien für das, was als trinkbares Wasser anzusehen ist, ständig erhöht wurden.

Je strenger die Richtlinien wurden, desto größer waren die Anforderungen, die an eine Filtervorrichtung bezüglich der Wirksamkeit der Filterung gestellt wurden. Dadurch wurde jedoch das Problem, eine relativ lange Filterlebensdauer zu schaffen, noch schwerer zu lösen, insbesondere, da die Kosten niedrig gehalten werden sollten, um eine wirtschaftliche, für den Hausgebrauch einsetzbare Einrichtung zu schaffen.

Durch die gattungsbildende CH-PS 1 68 721 ist dann ein Wasserfilter mit pulverisierter Aktivkohle bekanntgeworden, das in einem patronenartigen Gehäuse dicht hinter dem Wassereinlaß eine Eingangsfilterschicht, danach eine Zwischenfilterschicht und vor dem Wasserauslaß eine Ausgangsfilterschicht enthält. Dieses Wasserfilter enthält auch bereits pulverisierte Aktivkohle.

Das zuletzt genannte Wasserfilter hat aber den Nachteil, daß die pulverisierte Aktivkohle, wenn sie zwecks großer absorbierender Oberfläche sehr fein verteilt ist, leicht in die nächstfolgende Filterschicht verschleppt wird und die Poren derselben verstopft. Dadurch sinkt der Durchsatz und damit die wirksame Lebensdauer des Wasserfilters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorgenannte bekannte Filter so weiterzuentwickeln, daß bei geringer Porengröße der Filter einerseits eine Abscheidung suspendierter Teilchen und Bakterien einer gewissen Größe erreicht wird, daß aber andererseits sehr fein verteilte pulverisierte Holzkohle verwendet wird, die dennoch die nächstfolgenden Filterschichten nicht verstopft, so daß die Lebensdauer eines solchen Wasserfilters dadurch nicht herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aktivkohle in der Eingangsfilterschicht enthalten ist, daß die Ausgangsfilterschicht durch eine poröse Membran mit einer Porengröße von 0.2 bis 0,5 μΐη gebildet ist und daß die Zwischcnfilterschicht eine Porengröße hat, die kleiner als die Partikelgröße der Aktivkohle und größer als die Porengröße der Ausgangsfilterschicht ist, jedoch 1 μιτι nicht unterschreitet.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt und beansprucht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. I einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Wasserfilter, das in einem Gehäuse untergebracht und an einem Wasserhahn befestigt ist; F i g. 2 einen Schnitt längs der I inie 2-2 ir. F i g. !, F 1 g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1; F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1;

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht der mit dem Wasserfilter versehenen Filterpatrone, die zum Teil aufgebrochen dargestellt ist und

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Filterpatrone in einem größeren Maßstab. >

Das Wasserfilter ist in einer Wasserfiltervorrichtung untergebracht. Diese Wasserfiltervorrichtung umfaßt einen etwa rohrförmigen Kanal 2, der -in seinem oberen Ende einen mit Innengewinde versehenen Kragen 4 besitzt, mit dem die Vorrichtung auf das untere Ende eines Wasserhahnes 6 aufschraubbar ist. Hier niuß erwähnt werden, daß moderne Wasserhähne mit einer Auflockeiungseinrichtung versehen sind, die auf das untere Ende des Wasserhahns aufgeschraubt ist. Daher ist es einfach, diese Einrichtung vom Wasserhahn :■> abzuschrauben und an deren Stelle den Kragen 4 auf den Wasserhahn anstelle der abgeschraubten Einrichtung aufzuschrauben. Das untere Ende des Kanals 2. an dem das Wasser aus der Vorrichtung austritt, trägt einen mit Außengewinde versehenen Kragen 8. auf den die :o Aufiockerungseinrichlung 10 nach dein Abschrauben vom Wasserhahn wieder aufgeschraubt werden kann.

Ist die WasserfiltervOrrich'ung in der vorbeschriebenen Weise am Ende des Wasserhahnes befestigt, dann fluchtet der rohrförmige Kanal 2 mit dem Ende des :'. Wasserhahnes, so dal? das aus diesem austretende Wasser gezwungen ist. in den Kanal einzuströmen.

Der Kanal 2 umfaßt einen Bereich 12 mit relativ geringem Durchmesser und einen Bereich 14 am unteren Ende mit relativ großem Durchmesser. Der i<i Bereich 12 geringen Durchmessers des Kanals ist von einer ringförmigen Wasserfilterkammer 16 umgden, deren unteres axiales Ende dem Bereich 14 großen Durchmessers des Kanals 2 benachbart ist. Eine Vielzahl radial verlaufender Öffnungen 18, die in Form von j-, geneigten Nuten in die untere Begrenzungswand der Filierkammer 16 eingebracht sind, stellen eine Verbindung zwischen dem inneren axialen Ende dieser Kaminer und dc:n Bereich 14 großen Durchmessers di-s Kanals 2 dar. In gle'cher Weise erstrecken sich eine -■■, Vielzahl von Öffnungen 20 radial, die in Form von joneigten Nuten in die oberen Begren/ungswand der i iiierkammer 16 eingebracht sind, und bilden eine Verbindung /wischen dem Kanal am oberen Ende im Bereich 12 geringen Durchmessers und dem oberen r. axialen Ende der Fiiterkammer 16.

Eine mil Innengewinde versehene Hülse 19 ist auf ein Außengewinde auf dem Bereich großen Durchmessers 14 des Kanals aufgeschraubt und kann daher durch Dreiien aufwärts und abwärts axial /um Bereich großen vi Durchmessers 14 des Kanals 2 bewegt werden. In der Hülse 19 ist durch eine Wand 22, die von einer Vielzahl von Öffnungen 23 zum Durchtritt des Wassers durchbrochen ist, ein aufwärts gerichteter Vorsprung 24 in der Mitte der Hülse vorgesehen, dessen oberes Ende v> eine durch eine Schraube 26 daran befestigte konisch gestaltete nachgiebige Unterlegscheibe 28 aus Gummi oder dergleichen trägt, die mil einem entsprechend geneigten Konus 30 am unteren Ende des Bereiches 12 geringen Durchmessers des Kanals 2 verschen ist und t>o mit der konischen Unterlegscheibe 28 zusammenwirkt. Wenn die Hülse 19 beispielsweise in die Richtung gedreht wird, durch die eine axiale Aufwärtsbewegung gegenüber dem Bereich 14 großen Durchmessers des Kanals bewirkt wird, dann legt sich die Unterlegscheibe »< an das untere Ende des Bereiches 12 geringen Durchmessers des Kanals und unterbindet somit den Durchfluß des Wassers von dem Bereich 12 geringen Durchmessers des Kanals di^rekt in den Bereich großen Durchmessers. Diese Anordnung bildet ein Ventil, das im vorbeschriebenen, geschlossenen Zustand den Durchfluß des Wassers direkt vom Kanalbereich 12 zum Kanalbereich J4 unterbindet, so daß das aus dem Wasserhahn austretende Wasser gezwungen ist, vom Bereich 12 geringen Durchmessers des Kanals durch die Öffnungen 20 in und durch die Filterkammer 16 und dann vom unteren axialen Ende der Filterkammer durch die Öffnungen IS in den Bereich 14 großen Durchmessers des Kanals zu fließen und von dort aus aus dem unteren Ende des Kanals 2 auszuströmen. Wenn die Hülse hingegen in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, so daß sich das durch die Unterlegscheibe 28 gebildete Ventil öffnet, dann kann das Wasser aus dem Wasserhahn direkt vom Bereich geringen Durchme'.sers des Kanals in dessen Bereich großen Durchmessers strömen und unier Umgehung der Filterkammer 16 auszutreten. Durch diese Konstruktion ist ein einfaches und wirksames Mittel geschaffen, das einerseits ein Umfließen der Filterkammer möglich macht, wenn filtriertes Wasser nicht gewünscht wird, und andererseits das Wasser durch die Filterkammer leitet, wenn gefiltertes, trinkbares Wasser erforderlich ist.

Die axialen Enden der Filterk. inier 1(J. nämlich das obere axiale Ende 32 und das untere axiale Ende 34. sind durch Gewinde 36 lösbar miteinander verbunden. Auf diese Weise kann die Filterkammer 16 durch Trennen der beiden axialen Enden voneinander eine auswechselbare Filterpatrone 38 aufnehmen, wie diese in F i g. 4 und 5 sowie in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt ist. Es is; klar, daß anstelle der Gewindeverbindung jede andere dem gleichen Zweck dienende VerbinduiiL' der beiden axialen Enden der Kammer verwendet werden kann. So kann beispielsweise ein Bajonettverschluß vorgesehen sein.

Die in Fig. 5 und b in Einzelheiten dargestellte Filterpatrone umfaßt ein ringförmiges Gehäuse 40, dessen oberes axiales Ende offen ist und dem E'iitritt von Wasser in das Gehäuse dient, während das andere, untere axiale Ende durch eine ringscheibenartige Wand gebildet ist. die Öffnungen zum Austnt! des Wassers aus dem Gehäuse aufweist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Gehäuse aus Kunststoff und die untere Wand 42 ist gitterartig ausgebildet. Das axial obere Ende des Gehäuses ist am äußeren Rand mit einem sich radial auswärts erstrckkenden Flansch 44 und mit einem radial einwärts gerichteten Rand versehen. An dem auswärts gerichteten äußeren Flansch 44 liegt, wie in F i g. 1 gezeigt, ein aus Gummi oder dergleichen gefertigter Dichtungsring an, der in der der Filterpatrone zugewandten Seite des axialen oberen Endes 32 der Filterkammer 16 vorgesehen ist und zusammen mit dem Flansch eine Dichtung bildet. Das obere Ende des Bereiches geringen Durchmessers 12 des Kanals 2 ist in gleicher Weise mit einer aus Gummi oder dergleichen bestehenden weichelastischen Dichtung 49 versehen, die mit einer Unterseite des einwärts gerichteten Flansches 46 zusammenwirkt. Das Gehäuse 40 ist so bemessen, daß es eng in die Filterkammer 16 hineinpaßt, wie der F i g. 1 zu entnehmen ist.

In dem ringförmigen Gehäuse 40 der Filterpatrone 38 ist, dem oberen axial offenen Ende des Gehäuses benachbart, eine Eingangsfilterschicht 50 vorgesehen, die pulverisierte Aktivkohle enthält. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht

die Eingangsfilterschichi 50 aus drei Einzclschiehten. |ede dieser Schichten besteht aus einer faserige : Malte, die mit Aktivkohlepartikeln imprägniert ist. Die Aktivkohlepartikel haben eine Größe von 20 μ und die Porengröße der Eingangsfilterschicht 50 liegi zwischen , 20 und 50 μ. Es wird darauf hingewiesen, daß unter dieser Porengrößenangabe die Mindesigröße der Partikel zu verstehen sind, die von der Filterschicht festgehalten werden.

Wenn also die Porengröße der Schicht mit 20 μ in angegeben ist, so können Partikel, die größer als 20 μ sind, die Filterschicht nicht mehr passieren. Die faserige Matte besteht aus Fasern, Polyester. Das Fasermaterial ist verwebt. Der Grund, weshalb mehrere Schichten verwendet werden, besteht darin, daß dann die ■ ι günstigste Stärke der Schicht, die etwa /wischen 2,5 und 5 mm liegt, bei gleichzeitig erreichter optimaler Imprägnierung und Festlegung der Aktivkohlepartikel in der faserigen Basis der Schicht erreicht wird.

Der durchbrochenen Bodenwand 42 des Gehäuses 40 :n benachbart, jedoch nicht an dieser anliegend, ist eine Ausgangsfilterschicht 52 aus einem porösen Werkstoff vorgesehen, die eine Stärke von unter 250μηι und eine Porengröße unter 0,5 μ hat. Die Ausgangsfilterschicht 52 ist hier ein unitärer Film aus einem Kopolymer von r> Akrylnitril und Polyvinylchlorid, der die vorerwähnte Porosität besitzt. Der Film besteht aus verwebten Fasern aus Polyester. Die Zwischenfilterschicht 54 hat eine Porengröße von unter 10 μ, also weniger als die Partikelgröße der aktivierten Holzkohlepartikel in der Schicht 50', jedoch größer als die Porengröße der Schicht 52. Die S'ärke der Zwischenfilterschicht 54 liegt unter 800 μ. Die Funktion der Zwischenfilterschicht 54 besteht darin, ?u verhindern, daß relativ große Partikel die Ausgangsfilterschicht 52 erreichen. Es sollen also <5 weder Aktivkohlepartikel, die aus der Schicht 50 ausgewaschen sind, noch Asbest oder andere Partikel durchlaufen, die aus dem Wasser selbst stammen. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn diese Vorkehrung nicht getroffen, wird, also wenn relativ große Partikel ·«> nicht daran gehindert werden, die Ausgangsfilterschicht 52 zu erreichen, diese Filterschicht schnei! verstopft wird und damit die Filterpatrone eine relativ kurze Lebensdauer hat. also ein häufiger Austausch erforderlich ist. Durch die Anordnung der Zwischenfilterschicht -ti wird die Lebensdauer der Filterpatrone, durch die gefiltertes Wasser erzeugt wird, dessen Reinheit und Frische derjenigen von Queliwasser nahekommt, wesentlich erhöht.

Die Zwischcnfilterschicht 54 muß nicht aus faserigem Werkstoff bestehen, sondern kann auch ein unitärer Film sein, der die gleiche odc: ähnliche ZuEap.imensetzung und Dicke wie die Schicht 52 hat. jedoch eine größere Porengröße.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs-Beispiel ist zwischen der durchbrochenen unteren Wand 42 des Gehäuses 40 und der Aiisgangsfihersehicht 52 eine weitere Schicht 56 aus verfilzten Polyesterfasern mit Poren von etwa 15 μ vorgesehen. Der Hauptzweck dieser Schicht 56 ist es. sicherzustellen, daß der maximale Filterbereich der Ausgangsfilterschicht 52 zum Filtern von Wasser benutzt wird, d. h. die Funktion der Schicht 56 besteht darin, physikalisch die Ausgangsfilterschicht 52 von dem die Bodenwand der Filterpatrone bildenden Gitter zu trennen, so daß weniger vom gesamte". Filterbereich der Schicht 52 durch den Bereich blockiert wird, an dem diese Schicht anliegt.

Um den Bereich und das Volumen des Strömungsweges zwischen der Bodenwand des Gehäuses der Filterpatrone und der Bodenwand der Filterkammei, die die Filterpatrone aufnimmt, zu erhöhen, ist die untere Seite der Bodenwand des Gehäuses der Filterpatrone mit kleinen, im Abstand voneinander liegenden, abwärts gerichteten Vorsprüngen 66 versehen, wodurch das Gitter, das die Bodenwand des Gehäuses der Filterpatrone bildet, in einem Abstand von der inneren Oberfläche der Bodenwand der Filterkammer gehalten werden. Die Vorsprünge können auch anders geformt, beispielsweise als kurze Rippen ausgebildet sein.

Wie am besten der F i g. 5 der Zeichnung entnommen werden kann, ist die Bodenwand des Gehäuses 40 der Filterpatrone bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mit inneren und äußeren Umfangsflanschen 58 und 60 versehen. Die Bodenschicht 60 paßt zwischen diese Flansche und die Schicht 52 sowie die Schicht 50 haben einen etwas größeren Außendurchmesser und einen kleineren Innendurchmesser, so daß sie sich von der Innenwand zur Außenwand des Gehäuses 40 oberhalb der Flansche erstrecken. Die Stärke der Schicht 56 liegt zwischen Ί 00 und 300 μ.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der äußere Rand der Filterschicht 52 auf der Oberfläche des Flansches 60 und der innere Rand der Schicht 52 auf der Oberfläche des Flansches 58 abgedichtet, so daß eine wasserdichte Abdichtung zwischen der Schicht 52 und dem Gehäuse der Filterpatrone erreicht ist. Diese innere und äußere Abdichtung wird durch einen Kleber bewirkt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erhält schließlich das offene Ende der Filterpatrone oberhalb der die Aktivkohle tragenden Eingangsfilterschicht 50 eine poröse Schicht 62 mit gleicher Porengröße, Stärke und Konstruktion, wie die Schicht 56. Eine solche Schicht dient hauptsächlich zum Schutz der die Aktivkohle tragenden Eingangsfilterschicht 50 während der Behandlung der Filterpatrone vor ihrem Einsetzen in das Gehäuse der Wasserfiltervorrichiune.

Die Schicht 62 wirkt darüber hinaus in erster Linie zum Ausfiltern von großen Partikeln aus dem Wasser, bevor diese die Eingangsfilterschicht 50 erreichen, was wiederum die Lebensdauer des Filters erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Wasserfilter mit pulverisierter Aktivkohle, umfassend ein Gehäuse mit einer am Wassereinlaß liegenden Eingangsfiherschicht, einer am Wasser- --, auslaß liegenden Ausgangsfilterschicht und einer zwischen diesen Filterschichten liegenden Zwischenfilterschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle in der Eingangsfilterschicht (50) enthalten ist, daß die Ausgangsfilter- i< > Schicht durch eine poröse Membran (52) mit einer Porengröße von 0,2 bis 0,5 μιτι gebildet ist und daß die Zwischenfilierschicht (54) eine Porengröße hat, die kleiner als die Partikelgröße der Aktivkohle und größer als die Porengröße der Ausgangsfilterschicht ι ·-, ist, jedoch 1 μΐη nicht unterschreitet.

2. Wasserfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der Holzkohlepartikel zwischen 5 und 50 μ liegt.

3. Wasserfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsfiherschicht (50) mehrere Teilschichten umfaßt, deren jede aus mit Partikeln aktivierter Holzkohle imprägniertem faserigem Werkstoff besteht.

4. Wasserfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgangsfilterschicht (52) und dem Wasserauslaß eine poröse Schicht (56) angeordnet ist, deren Porengröße mindestens so groß wie die Porengröße der Zwischenfilterschicht (54) ist. jo

5. Wasserfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eingangsfiherschicht (50) auf der der Zwischenfilterschicht abgewandten Seite eine poröse Schicht (62) angeordnet ist, deren Porengröße größer als r> diejenige der Zwischenfilterschicht ist.

6. Wasserfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das in Form einer Patrone ausgebildet ist, die auswechselbar in eine ringförmige Filterkammer einer Wasserfiltervorrichtung einlegbar ist, dadurch gekennzeichnci, daß das Gehäuse (40) des Wasserfilters ringförmig gestaltet ist, eine radial innere und eine radial äußere Seitenwand umfaßt, wobei der Einlaß in das Gehäuse an dessen einem axialen Ende ausgebildet ist, das zur Bildung des Einlasses für das zu filternde Wasser offen ist, und wobei der Auslaß des Gehäuses am anderen axialen Gehäuseende vorgesehen und durch eine mit Öffnungen versehene Bodenwand (42) gebildet ist, wobei die Öffnungen den Auslaß für das Wasser aus dem Filter bilden.

7. Wasserfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Bodenwand (42) des Gehäuses (40) eine Vielzahl von Vorsprüngen (66) aufweist, die die Bodenwand (42) in einem Abstand von der benachbarten Wand der Filterkammer halten, wenn die Patrone in diese eingelegt ist.