DE3936611A1 - Haushalts-wasserfiltervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserfiltervorrichtung mit einem oben angeordneten Rohwasserbehälter, in dem bodenseitig eine Filterpatrone, die von oben nach unten durchströmbar ist, austauschbar eingesetzt ist, der abstromseitig ein Filterwasser-Aufnahmebehälter nachgeordnet ist und die ein Filtermaterial enthält, dessen Filterkapazität einem Vielfachen einer Aufnahmekapazität der beiden genannten Behälter entspricht.

Aus DE 37 12 284 C2 ist eine Wasserfiltervorrichtung für den Haushaltsgebrauch bekannt, dessen obenliegender Rohwasserbehälter bedarfsweise jeweils mit ungefiltertem Rohwasser gefüllt wird, das dann die bodenseitig eingesetzte Filterpatrone, die geeignete Filtematerialien, z. B. Aktivkohle und/oder Ionentauscherharze, für die vorliegenden Wasserverunreinigungen enthält, von oben nach unten durchströmt. Das gefilterte Wasser läuft in einen unter dem Filterauslauf angeordnete Aufnahmebehälter. Nach dem Gebrauch enthält das Filter Feuchtigkeit und nachgezogene Luft, die i. a. Keime enthält, welche mit der Feuchtigkeit auf den Filterpartikeln, die eine sehr große Aktivoberfläche haben, zu einer schnellen Entwicklung und Vermehrung der Keime zu Bakterien, Pilzen und anderen Mikrolebewesen führen. Diese gelangen bei einer späteren Benutzung des Filters, i. a. ist eine bis zu 100-fachen Benutzung vorgesehen, in das Filterwasser und können bei dessen Verwendung u. U. Gesundheitsschäden verursachen. Außerdem wird bei jeder Filterbenutzung zuerst die im Filterkörper zwischen den Filterpartikeln vorhandenen Luft durch ungefilterte Flüssigkeit verdrängt, was relativ schnell geschieht, und dann erst erfolgt eine langsame, durch den Strömungswiderstand der Flüssigkeit bestimmte, Flüssigkeitsströmung, bei der eine vollständige Filterung erbracht wird. Der Vorlauf, also der erste Auslauf, ist deshalb nur unvollständig gereinigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wasserfilteranordnung zu offenbaren, die eine bessere, stets gleichbleibende Filterung erbringt und das Wachstum und die Abgabe von Mikrolebewesen verhindert.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zu der Filterpatrone Sperrmittel ein- und/oder ausgangsseitig angeordnet sind, die deren Leerlaufen verhindern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Da erfindungsgemäß das Filter stets mit Flüssigkeit gefüllt bleibt, ist diese bei Nichtgebrauch des Filters von höchster Filterreinheit, und somit können sich evtl. im Filter abgefangenen Keime nicht entwickeln oder vermehren; es fehlt an dem dazu notwendigem Luftzutritt. Bei einer erneuten Inbetriebnahme tritt Wasser höchster Reinheit sofort gebrauchsfähig aus.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, daß die Filterpatrone in einer Kammer angeordnet ist, deren Auslauf höher als die Filteroberkante liegt. Dadurch bleibt nach völligem Auslaufen des Rohwassers aus dem oberen Behälter eine Restmenge im Filter und in der dieses umgebenden Kammer. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß durch den hochliegenden Auslauf der Auffangbehälter neben dem Filter und der Kammer anzuordnen ist, wodurch die Gesamtvorrichtung eine geringe Bauhöhe und hohe Standfestigkeit hat. Der Rohwasserbehälter ist vorteilhaft sich über den Auffangbehälter erstreckend ausgebildet, so daß auch die Gerätegrundfläche relativ klein ist. Als Auffangbehälter läßt sich eine handelsübliche Kaffekanne einer Kaffeemaschine verwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der ersten Kammer mehrere Kammern mit weiteren Filtern strömungsmäßig nacheinander geschaltet, nachgeordnet sind und diese Kammern nebeneinander liegen und der Auslauf der letzten Kammer oberhalb des Einlaufes des ersten Filters liegt, so daß alle Kammern und Filter stets mit Flüssigkeit gefüllt bleiben. Hierdurch ist es möglich, die Filter nach einem Teilgebrauch gegen die Stromrichtung zu vertauschen, wobei jeweils nur das abstromseitige Filter durch ein neues ersetzt wird und das einstromseitigen, am längsten genutzte und am stärksten belastete Filter, eliminiert wird, so daß eine optimale Ausnutzung der Filterleistung und eine höchste Filterungsqualität gewährleistet ist. Selbst etwa eintrittsseitig auftretende Keimbelastungen werden in der Filterkaskade abgefangen.

Es sind Kaskadenanordnungen derart vorgesehen, daß alle Filter von oben nach unten durchströmt werden oder daß die Richtung jeweils wechselt, wobei drei Filter bevorzugt sind.

Es sind die Filterkammern nebeneinander in einer Reihe oder auf einem Kreis angeordnet, was zu einer flachen oder einer kompakten runden Bauweise führt. Der Rohwasserbehälter erstreckt sich vorteilhaft über alle Kammern, so daß er bei guter Ausnutzung der Grundfläche niedrig gehalten ist, wenn er für die im Haushalt üblich gebrauchten Wassermengen ausgelegt ist.

Außer für einen Filtertausch mit gegenstrommäßiger Umsetzung läßt sich das Mehrfiltergerät auch für den Einsatz unterschiedlicher spezifischer Filterpatronen verwenden, von dem z. B. eine mit Aktivkohle und die andere mit verschiedenen Ionentauschern gefüllt sind.

Als besonders vorteilhaft hat sich die strömungsmäßige Folge der Filter derart ergeben, daß zuerst ein schwach saurer Ionentauscher, der die Wasserhärte senkt und die Schwermetalle weitgehend absorbiert, eingesetzt ist, danach ein spezifischer Ionentauscher, der Nitrat aus dem Wasser entfernt, und dann ein Aktivkohlefilter nachgeschaltet ist, das Chlor, Geruchs- und Geschmacksstoffe sowie andere Schadstoffe, z. B. PCB und CKW, entfernt. Hierdurch bleibt vorteilhaft das Chlor, das gewöhnlich im Leitungswasser enthalten ist, in den ersten beiden Stufen entkeimend wirksam.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Filtervorrichtung ist dadurch gegeben, daß zustromseitig des Filters ein Schwimmerventil angeordnet ist, das dann, wenn der Rohwasserbehälter leergelaufen ist, sich auf eine Dichtung absenkt und das Nachströmen von Luft verhindert. Der Auslaufstutzen des Filters ist dabei so ausgestaltet, daß keine Luft zurücksteigt sondern er durch einen Meniskus der Flüssigkeit abgeschlossen bleibt.

Vorteilhaft sind das Schwimmerventil und der speziell gestaltete Auslauf direkt in dem Gehäuse der Filterpatrone angeordnet, so daß derartige Filterpatronen als ein eigenständiges Handelsgut zu verbreiten und in vorhandene Durchlauffiltervorrichtungen nachrüstbar sind.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1 bis 6 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung mit einer Filterpatrone im Vertikalschnitt;

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung mit einer Filterkaskade im Vertikalschnitt;

Fig. 3 zeigt eine Doppelfiltervorrichtung vertikal geschnitten;

Fig. 4 zeigt eine alternative 3-Filtervorrichtung vertikal geschnitten;

Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf eine weitere 3-Filtervorrichtung;

Fig. 6 zeigt eine Filterpatrone mit Schwimmerventil im Vertikalschnitt.

Fig. 1 zeigt eine sehr einfache Filtervorrichtung mit einem obenliegenden Rohwasserbehälter (1), in den bodenseitig eine Filterpatrone (2) für axialen Durchlauf auswechselbar dicht eingesetzt ist. Die Filtrpatrone (2) hat einen umlaufenden Dichtwulst (20), der allseitig zum Boden des Rohwasserbehälters (1) abdichtet. Weiterhin hat sie obenseitig Entlüftungs- und Zulauföffnungen (21) und bodenseitig siebartig Austrittsöffnungen, so daß das körnige Filtermaterial darüber gehalten ist. Die Vorrichtung kann zur Aufnahme handelsüblicher Filterpatronen ausgelegt sein.

Die Filterpatrone (2) ist von einer Kammer (3) umgeben, die obenseitig, oberhalb des Niveaus der oberen Filterschicht, einen Auslauf (4) hat, der seitlich in einen Auslaufstutzen (41) geführt ist, der sich über dem Auffanggefäß (5) befindet, das als gläserne Kanne ausgebildet ist und auf einer Standplatte (6) angeordnet ist, die sich unten seitlich der Kammer (3) erstreckt. Der Rohwasserbehälter (1) erstreckt sich vom Filter (2) aus seitlich über das Auffanggefäß (5) und die Standplatte (6), so daß es relativ niedriger als das Auffanggefäß (5) bei gleicher Kapazität ist. Das Filter (2) ist in seiner Filterkapazität und Größe so ausgelegt, daß eine Wasserfüllung des oberen Gefäßes (1) in wenigen Minuten das Filter durchläuft und 50 bis 100 Durchläufe bei hoher Filterungsqualität je nach Wasserqualität mit einer Filterpatronenfüllung erfolgen können. Der Auslaufstutzen (41) ist so weit oder nach unten geweitet ausgestaltet, daß er keinen Saughebereffekt bewirkt und ein Luftaustausch in dem Auslaufbereich (4) besteht. Dadurch bestimmt die Höhenlage des Auslaufs (4) das Flüssigkeitsmindestniveau.

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Dreifachfilterkaskade. Der Rohwasserbehälter (1A) nimmt bodenseitig die erste Filterpatrone (2A) auf, die untenseitig zu einer Kammer (3A) geöffnet ist, von der sie umgeben ist, die obenseitig zu einer zweiten Filterpatrone (3B) führt, die zu einer zweiten, der ersten benachbarten, Kammer (3B) führt und von dieser umgeben ist. Diese führt obenseitig zu einer dritten Filterpatrone (2C), die untenseitig in eine dritte Kammer (3C) führt, die obenseitig den Auslauf (4A) aufweist, die zum Auslaufstutzen über ein Auffanggefäß (5) führt. Die drei Kammern (3A, 3B, 3C) sind als ein topfartiges Kammergefäß (61) mit Zwischenwänden hergestellt, auf deren oberen Rand (60) der Rohwasserbehälter (1A) mit einer umlaufenden Dichtfalz unverschieblich und abgedichtet ruht. Nach Abnahme des Behälters (1A) lassen sich die beiden darunter angeordneten Filterpatronen (2D, 2C) austauschen. Diese schließen mit ihren umlaufenden Dichtwülsten gegen die Kammerwände ab.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung der Vorrichtung im Schnitt. Diese ist mit zwei Filterpatronen (2D, 2E) bestückt, von denen die eine von oben nach unten und die andere umgekehrt durchströmt werden. Dadurch sind beide Filterpatronen (2D, 2E) von einer gemeinsamen Kammer (3D) umgeben, und oberhalb der zweiten Filterpatrone (2E) ist die zweite abstromseitige Kammer (3E) gelegen, die in den Auslauf (4D) führt. Dieser liegt oberhalb des Filtereinlaufs des ersten Filters (2D). Die abstromseitige Kammer (3E) ist bodenseitig im Rohwasserbehälter (1D) angeordnet und von einem zu öffnenden Deckel (62) nach oben abgeschlossen, so daß durch diesen die zweite Filterpatrone (2E) zugänglich und auswechselbar ist.

Fig. 4 zeigt eine Ergänzung einer dritten Filterpatrone (2F) zu der vorbeschriebenen Anodnung, die ebenfalls unter dem Kammerdeckel (63) zugänglich angeordnet ist und untenseitig in eine dritte Kammer (3F) führt, die obenseitig in den Auslauf (4F) führt. Die untenliegenden Kammern (3D′, 3F) sind mittels einer vertikalen Trennwand (64) gebildet, die das topfartige Kammergefäß (65) teilt. Die obenliegende Kammer (3E′) ist in dem Rohwassergefäß (1F) bodenseitig durch eine niedrige Trennwand (66) gebildet, auf deren Rand der Kammerdeckel (63) dicht aufliegt. Diese Deckeldichtung (67) wirkt ventilartig, so daß in dieser Kammer (3E′) zu Beginn der ersten Inbetriebnahme die in den Filterpatronen enthaltene Luft und evtl. später dort freiwerdende Gase nach oben entweichen können, das Rohwasser aber dort von oben nicht eintreten kann. Vorteilhaft ist der Kammerdeckel (63) deshalb von unten gesehen konvex ausgestaltet, so daß die Luft, zu dem höher gelegenen Dichtrand (67) aufsteigend, durch diesen vollständig entweicht. Somit wird dort keine Keimentwicklung durch Luft begünstigt.

Die lineare Anordnung der drei Filter nebeneinander ergibt vorzugsweise eine flache Gestalt der Gefäße (1F, 65).

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführung einer Dreifilteranordnung in Aufsicht, wobei die übereinanderstehenden Gefäße (1G, 65′) außen im wesentlichen zylindrisch gestaltet sind. Die Filterpatronen (2G, 2H, 2I) sind in Zylindersektoren und/oder Zylinderabschnitten angeordnet, die durch Kammertrennwände (64′, 66′), die sich gemäß Fig. 4 nach unten (strichpunktiert dargestellt) bzw. nach oben erstrecken, gebildet sind. Der etwa halbkreisförmige Kammerdeckel, der auf der oberen Kammerwand (66′) und einen Randabsatz (67′) dichtend aufzulegen ist, ist in der Figur entfernt. Der Abfluß (46) ist seitlich aus der zuletzt zu durchströmenden Kammer herausgeführt. Die Auffanggefäße sind in den Fig. 3 bis 5 nicht dargestellt, da handelsübliche Töpfe und Kannen geeigneter Kapazität und Höhe dort unterstellbar sind.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführung der erfinderischen Vorrichtung, und zwar mit einer Filterpatrone (8), die in den vorbeschriebenen und auch in handelsüblichen Vertikal-Durchlauffiltervorrichtungen einsetzbar ist. Diese Filterpatrone (8) hat ein Gehäuse (80) mit einem Dichtrand (86), mit einem untenseitigem Auslauf (70) und mit einem obenseitigen Deckel (81) mit Zulauföffnungen (85) in einem hochgezogenen Dom (82). Erfindungsgemäß ist in dem Dom (82) eine Schwimmerventilkugel (83), auf einem Dichtring (84) liegend, als Sperrmittel eingebracht. Sinkt das Zulaufwasserniveau in die Nähe des Dichtringes (84) ab, so liegt die Ventilkugel (83) auf diesem abdichtend auf, und bei höherem Niveau schwimmt die leichte Kugel (83) auf und gibt den Wasserzufluß zum Filtermaterial (88) frei.

Weiterhin ist der untenseitige Auslauf (70) innenseitig als ein nach unten gerichteter zylindrischer oder nach unten leicht verjüngter enger Stutzen ausgebildet, so daß zwar Flüssigkeit dort austreten kann, aber Luft nicht hineinsteigt, sondern die Flüssigkeit, jeweils wenn sie durch den Ventilverschluß drucklos ist, mit einem Menikus abschließt. Auf diese Weise wird bei geschlossenem Ventil (83, 84) die Flüssigkeit in der Filterzone (88) festgehalten. Dort ist das Filtergranulat zwischen Gittern und/oder Vliesen (89) eingeschlossen. Der Rohwasseraufnahmebehälter (1′) ist durch das Filter (8) unten dicht abgeschlossen. Oberhalb des Auffangbehälters (5′) ist eine Entlüftung (51) angebracht.

In einer weiteren Ausführung ist der Filterdeckel (81) mit dem Ventil (83, 84) Teil des Rohwassergefäßes (1), so daß er jeweils nicht mit der Filterpatrone (8) anzutauschen ist, sondern nur der untere Filterkörper (80) mit dem Filtermaterial (88) zu wechseln ist.

Claims (14)

1. Wasserfiltervorrichtung mit einem oben angeordneten Rohwasserbehälter (1, 1A, 1D, 1G, 1′), in dem bodenseitig eine Filterpatrone (2, 2A-2I, 8), die von oben nach unten durchströmbar ist, austauschbar eingesetzt ist, der abstromseitig ein Filterwasser-Aufnahmebehälter (5, 5′) nachgeordnet ist und die Filtermaterial enthält, dessen Filterkapazität einem Vielfachen einer Aufnahmekapazität der beiden genannten Behälter entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Filterpatrone (2, 2A- 2I, 8) Sperrmittel (3, 4; 3A-3C, 4A; 3D, 3E, 4D; 64, 66, 4F; 64′, 66′, 4G; 83, 84, 70) ein- und/oder ausgangsseitig angeordnet sind, die deren Leerlaufen verhindern.

2. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (2, 2A-2I) abstromseitig in eine Kammer (3, 3A-3D) führt, und als das Sperrmittel deren Abfluß (4, 4A-4G) über dem höchstgelegenen Filtermaterial liegt.

3. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (3, 3A-3D) jeweils die Filterpatrone (2, 2A-2E) umgibt.

4. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Filterpatronen (2A-2C) in der Vorrichtung enthalten sind und jweils von einer Kammer (3A-3C) umgeben sind, die nebeneinander angeordnet sind und die kaskadenartig von der ersten Kammer (3A) einlaufseitig zur zweiten Filterpatrone (2B) und von der zweiten Kammer (3B) ausgangseitig ggf. einlaufseitig zur dritten Filterpatrone (2C) und die letzte Kammer auslaufseitig zu dem Abfluß (4A) verbunden sind, und daß das Rohwassergefäß (1A) mit einem unteren Dichtrand (60) auf einem die Kammern (3A, 3B, 3C) beinhaltenden Kammergefäß (61) abdichtend aufsitzt.

5. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3D) der strommäßig ersten Filterpatrone (2D) untenseitig mit der zweiten Filterpatrone (2E) und diese obenseitig durch die zweite Kammer (3E) zum seitlich gelegenen Abfluß (4D) verbunden sind.

6. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Kammer (3E′) und dem Abfluß (4F) eine dritte Filterpatrone (2F) angeordnet ist, die untenseitig in eine dritte Kammer (3F) führt, aus der obenseitig der Abfluß (4F) seitlich herausgeführt ist.

7. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (3E, 3E′) durch einen Deckel (62, 63) oberhalb der darunter eingesetzten Filterpatrone(n) (2E, 2F) abgedeckt ist.

8. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (63) von unten gesehen konvex ist und er randseitig nach oben ventilartig luftdurchlässig aufliegt.

9. Wasserfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Filterpatronen (2A-2F) mit den umgebenden Kammern (3A-3F) in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und das Kammergefäß (61, 65) einen annähernd rechteckigen Querschnitt hat.

10. Wasserfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatronen (2G, 2H, 2I) in einem Dreieck versetzt zueinander angeordnet sind und die Kammern als Zylinderabschnitte und/oder Zylindersektoren in dem als ein vertikal stehender Zylinder ausgebildeten Rohwassergefäß (16) und in dem als ein weiterer vertikal stehender Zylinder ausgebildeten Kammergefäß (65′) durch sich nach oben und/oder unten erstreckende Kammertrennwände (66′, 64′) gebildet sind.

11. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohwasserbehälter (1′) als das Sperrmittel ein Schwimmerventil (83, 84) angeordnet ist, dem das Filtermaterial (88) darunter liegend nachgeordnet ist, unter dem ein Auslaufstutzen (70) angeordnet ist, der so ausgebildet ist, daß darin drucklos enthaltene Flüssigkeit untenseitig mit einem Meniskus abschließt und den Stutzen (70) dadurch kein aufsteigender Luftstrom passiert.

12. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmerventil (83, 84) als ein Kugelventil ausgebildet ist, das sich bodenseitig in einem Dom (82) befindet, der seitliche Zustromöffnungen (85) aufweist.

13. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dom (82) auf einem Deckel (81) der Filterpatrone (8) angeordnet ist und der Auslaufstutzen (70) bodenseitig der Filterpatrone (8) angeordnet ist und das Filtermaterial (88) zwischen Gittern und/oder Vliesen (89) nach oben und unten eingeschlossen ist.

14. Wasserfiltervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpatrone (8) in handelsübliche Filtervorrichtungen passend gestaltet ist.