JP2003514647A

JP2003514647A - 液体用濾過装置

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Publication number: JP2003514647A
Application number: JP2001534721A
Authority: JP
Inventors: ホフマン，ウーヴェ; ヴェイラオシュ，デトレフ; レダー，アーンスト
Original assignee: ブリタゲーエムベーハー
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2003-04-22
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: AU778251B2; DE50007316D1; JP4974129B2; PL198897B1; AU2347101A; EP1230166B1; CA2389998A1; EP1230166A2; ES2225287T3; WO2001032560A3; RU2241522C2; ZA200203132B; IL149232A0; DE19952757A1; ATE272576T1; WO2001032560A2; PL355417A1; CA2389998C; US6841067B1; IL149232A

Abstract

(57)【要約】この液体用濾過装置（１）は濾過材（４）を充填した濾過容器（２）を含み、濾過容器の底（３）が液体用の少なくとも１つの篩状吐出し口を有し、さらに蓋（５）を含み、この蓋が内部容積（Ｖ_ｉ）を予め決定し、液体用の少なくとも１つの吸込口（８）と１つの逃散空気用排気口（１０）とを備えかつ液密に濾過容器（２）に結合されている。篩状編織布（１２）が濾過容器（２）と蓋（５）との間に配置されている。濾過容器の濾過材充填高さが異なる場合でも粒径約２００μｍの粒子に対して確実な動作と良好な保持作用とを保証するために、篩状編織布（１２）は蓋（５）の内部容積（Ｖ_ｉ）内に突出する少なくとも１つの成形部（１３）を有し、これにより編織布（１２）のうち濾過容器（２）から最も遠く離れた部分（１４）の両側に空気を見いだすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、液体用濾過装置であって、濾過材を充填した濾過容器を含み、濾過
容器の底が液体用の少なくとも１つの篩状吐出し口を有し、また蓋を含み、この
蓋が内部容積を予め決定し、液体用の少なくとも１つの吸込口と１つの逃散空気
用排気口とを備えかつ液密に濾過容器に結合されており、濾過容器と蓋との間に
篩状編織布が配置されているものに関する。

【０００２】さらに本発明は第２実施形態において、液体用濾過装置であって、少なくとも
部分的に濾過材を充填した内部容積（Ｖ_ｉ）の濾過室を有し、この濾過室が液体
用の少なくとも１つの吸込口と吐出し口とを有し、吸込口と吐出し口との間に篩
状成形体が配置され、この成形体が濾過室の壁と一緒に容積Ｖ_ｕを形成し、この
容積内に濾過材があるものに関する。

【０００３】上記濾過装置は公知であり、水を濾過するのに利用され、濾過材としてイオン
交換器および／または活性炭が使用される。公知の濾過装置はカートリッジの形
状を有し、カートリッジの縦中心線が好ましくは垂直に配置され、濾過容器の蓋
は上に、また底は下にあり、液体、好ましくは被濾過水は上から蓋に流入し、下
の底で濾過容器から流出する。液体、好ましくは被濾過水は上から吸込口に流入
し、下の底で吐出し口を通して濾過室から流出する。公知の濾過装置は浄水装置
のそのために設けられた漏斗に挿入され、この漏斗は濾過済み液体用捕集容器ま
たは集合容器に取付けられ、好ましくは、取外し可能な蓋で上から閉鎖される。
利用者は例えば水道水を上から漏斗に注入し、水道水は濾過装置を通過後、食品
調製、好ましくはお茶精製等のための集合容器において使用することができる。

【０００４】極力効果的な濾過のため、または水精製のためにも、主に水である濾過装置内
に流入する液体を極力大きな濾過材表面積を提供し、または極力強力かつ包括的
な吸着活動を液体が受けるように強いるのが望ましい。知られているように、濾
過材としての粒質物の場合、個々の濾過粒子の粒径が小さければ小さいほど一層
大きな作用表面積が得られる。濾過材中に約２００μｍ以下の粒子が存在するこ
とがある。通過する被濾過液体に提供される作用表面積がこうして好ましいこと
に大きい。しかしこの利点に結び付いている欠点として、このごく小さな粒質粒
子の幾つかが蓋の吸込口を通過し、そして底側に特別の措置が講じられていない
場合底の吐出し口を通過し、こうして濾過装置から流出する。その場合一部では
液体表面を浮遊する粒子、例えば黒色活性炭粒子が利用者に不快感を与え、望ま
しくない。

【０００５】プラスチックから射出成形される例えば２００μｍまでの小孔径の平らな篩織
布がすでにあり、この篩織布は実験的に濾過容器または濾過室の上面と下面で濾
過材を保持するために配置するよう試みられた。この種の篩を液体が通過すると
きこれまで説明不可能な程度に諸困難が発生した。

【０００６】上で述べた液体用濾過装置は旧来の装置に比べてすでに濾過容器と蓋との間に
篩状編織布を有し、例えば約２００μｍ幅の小さな粒質粒子も蓋の吸込口から流
出できない。底側措置がここでは検討されず、それゆえに改善や新規な措置は蓋
の口にのみ向けられかつ関係している。上記種類の公知濾過装置では好ましい実
施例において篩状編織布として織布インサートが使用され、この織布インサート
は濾過容器内に突出しなければならない。１実施形態において公知織布部品は湾
曲し、それゆえに鉛直方向でさらに下方に濾過容器内に突出している。公知の濾
過装置で編織布を利用することによる保持能力の決定的向上と良好な流量は、編
織布が濾過材に接触しているときには常に保証されていた。一方で編織布と他方
で濾過容器内の濾過材とのこの接触がもはや存在していないとき諸問題が不利な
ことに発生した。

【０００７】濾過容器の上縁によって想定することのできる平面に沿って蓋は濾過容器で液
密に閉鎖される。ほぼこの想定平面の領域で濾過容器と蓋との間に平らな編織布
を配置すると流れの問題は解決できないことが認識された。この問題は、被濾過
液体中に浸漬された蓋の上に過度に高い液柱がなく、重力による液体の圧力が過
度に大きくないとの事実によって説明された。さらに液体の表面張力が既知であ
り、特に篩孔が小さい場合にこの表面張力が否定的に作用し、蓋の下方でごく小
さな空気背圧でも液体の通過を阻止するのに十分である。織物技術において湿潤
フィルムによる孔の閉鎖は「帆形成」と呼ばれる。平らな編織布の使用がそこで
は助けとはなりえなかった。そのため、上で指摘した種類の公知濾過装置では編
織布が前記平面から下方に濾過容器内にまたは濾過材の方向に突出している。

【０００８】多くの問題がこうしてすでに解決された。濾過容器に「殆ど縁まで」、すなわ
ち８５％または９５％まで、濾過材を充填すると、この突出した布部品が濾過材
に接触することになり、これによりこの個所で表面張力が破られ、その結果、液
体はここで流れ始め、蓋の下の万一の空気クッションを押し出し、こうして液柱
の圧力に対する万一の背圧をかなり低減し、最後には除去する。被濾過液体は問
題なく濾過材内を流れることができ、濾過材の小さな粒子は優れた仕方で保持さ
れる。

【０００９】濾過材が乾燥している場合、濾過容器内で濾過材レベルが上から下へと低下し
、その結果、下向きに湾曲した布部品との接触が欠落し、こうして公知濾過装置
は機能しなくなる。公知の濾過装置を大量生産する場合、濾過容器内での濾過材
の配量が公差をもって行われることもある。その場合、若干の事例で布と濾過材
との間の接触がやはり欠落する。過度に多くの濾過材を濾過容器に注入すると、
硬水の場合、濾過容器と蓋とからなる濾過カートリッジが破裂するほどに強い膨
張が起きることがある。過度に少ない濾過材を注入すると、編織布との希望する
接触が危うくなる。さらに、濾過材の充填高さに左右されることなく濾過装置の
問題のない動作が要望される。

【００１０】そこで本発明の課題は、先に指摘した種類の濾過装置をさらに改良して、ａ）粒径約２００μｍの粒子に対する編織布の保持作用を維持しながら、ｂ）濾過容器の濾過材充填高さが異なる場合でも、濾過材内で液体貫流の減速が
除去され、こうして問題のない貫流と通気が保証され、ｃ）特に充填高さが低い場合に確実な動作が保証されているようにすることであ
る。

【００１１】「確実な動作」とは問題のない貫流と通気のことである。

【００１２】この課題は本発明によれば第１実施形態において、編織布のうち濾過容器から
最も遠く離れた部分の両側で大部分の動作時に空気が存在するように、篩状編織
布が蓋の内部容積内に突出する少なくとも１つの成形部を有することによって解
決される。つまり本発明は、上記により公知の濾過装置の従来の措置とは相反す
る教示を提案する。特に、編織布は少なくとも一定割合が上方に蓋内にまたは蓋
の内部容積内に突出すべきである。つまり、濾過容器と蓋との間の前記平面から
篩状編織布のこの成形部は上方に蓋内に突出すべきである。

【００１３】この突出の程度は、この教示によれば、上側で布の最高点領域に空気から空気
への通路があるように選定されねばならない。本発明による濾過装置は重力で動
作する。公知の濾過装置におけると同様に被浄化液体、例えば水はカートリッジ
として構成される濾過装置の上方で上から漏斗に注入され、水は濾過カートリッ
ジの濾過容器内の濾過材を通して下方に、その上にある水柱（重さ、重力）を通
過し、下方に捕集缶内に流出する。捕集缶、カートリッジ、濾過容器、蓋の長手
方向は、そして漏斗の長手方向も、重力動作式濾過装置の場合一般にほぼ垂直線
上にある。しかしこの軸線および装置全体を傾ける場合にもこの濾過装置は問題
のない動作を保証し、傾ける場合前記軸線は垂直線または垂線に対して或る角度
に配置されている。いずれにしても、編織布のうち濾過容器から最も遠く離れた
部分が「上」にあり、濾過装置の構造、形状および動作を具体的に説明するため
に蓋内の編織布の最も高い個所または上側個所または領域にも言及される。重力
動作式装置とは異なり、ここで詳しくは検討しない圧力動作式装置もある。

【００１４】つまり蓋内の編織布部分にその両側で、すなわち布の内部と布の外側とに（た
だし両方の場合とも蓋の内部に）、例えば空気クッションの態様で空気があると
、液体と空気との圧力均衡が生じることによって空気クッションを除去しながら
空気の逃散は意外なことに防止される。むしろ、最も上に、すなわち濾過容器か
ら下方に最も遠く離れた流出空気部分に、布内部の空気から編織布外部の空気へ
の通路がある。この措置は、蓋の外側にある液体の高さにかかわりなく適用され
る。つまり最初に換気が必要である場合、空気は問題なくこの空気／空気通路を
通して上に、前記均衡が現れるまで流出し、上側で蓋の上壁の下の空気空間が比
較的小さくなり、被浄化液体を上から下へと通過させるのにもはや排気が付加的
に必要ではない。例外的に上側布部分の溢流が起きる場合でも、この濾過装置は
問題なく機能する。濾過容器の濾過材充填レベルが異なる場合でもこの事情が妥
当することが判明した。これはさまざまに構成された濾過装置にあてはまるが、
しかし特に、さまざまな濾過材高さにおいて通常の家庭用濾過装置の同じ外部幾
何学にあてはまる。つまり、濾過容器内の充填レベルがどのようであるか、濾過
材が乾燥しているか否か、または濾過容器が膨脹によって濾過容器と蓋との間の
前記平面を超えて「過充填」されているか否かにかかわりなく、公知事例におけ
るよりもはるかに多くの事例において新規な濾過装置の問題のない機能は保証さ
れている。本発明による構成および配置で編織布が使用されると、編織布が濾過
材に接触していない場合でも、濾過・篩動作は問題なく機能する。上から濾過容
器内に突出する編織布離間部分が十分に大きく、蓋も十分に大きい場合、膨脹に
よって引き起こされるあらゆる濾過材容積増大は有害な圧力を発生することなく
受容される。

【００１５】すでに公知濾過装置の蓋は、そしてまさに本発明の第１実施形態による蓋は、
その内部容積が濾過容器容積の約３０％となるような大きさに構成されている。
しかし普通、膨脹する濾過材を受容するのに必要とされる補助容積は約１０％に
すぎない。それゆえに、蓋内に突出する成形部が提供する内部容積は濾過容器内
の濾過材容積の約５％以上であるなら十分である。

【００１６】本発明の第１実施形態により、上側で蓋内にある離間布部分と排気口が吸込口
の最も高い末端より上に配置されていると有利である。この措置を理解するため
に、上側の濾過容器と下側の蓋との間の水平面を再び想定すると、新たな水平面
は最も高い吸込口の最も高い末端を通過して、濾過容器と蓋との間の水平面と平
行に延びる。その場合上側布部分がこの新たな平面より上にあることが確保され
ていると、特別確実な動作が得られる。すなわち、被浄化液体は吸込口内を問題
なく下方に流れる一方、結果として押しのけられる空気は問題なく上方に流れる
ことができる。その際、排気口がこの想定水平面の上にあることも確保しておか
ねばならないであろう。これらの措置は上側布部分で空気／空気通路をやはり促
進し、充填時、主動作時にも、また生水がゆっくりと漏斗から流れ落ちる濾過動
作最後ごろにも、問題のない動作を保証する。これらの措置は蓋の単数または複
数の吸込口に妥当し、吸込口のさまざまな構造、例えば蓋の下縁から上へと条溝
状に垂直に延びる構造にも妥当する。

【００１７】好ましい蓋形状はほぼ円筒側面状の（小さな円錐台形状斜面を有する）下側領
域を有し、この領域で周面に相互距離を置いて若干数の吸込口、例えば４つの吸
込口が配置されている。濾過容器の外周長にほぼ等しい外周長を有する蓋のこの
下側大容積領域に上側で円錐台形移行面が環状に続いており、この移行面は蓋の
逆杯部分の幅広周縁に接続される。蓋のこの杯部分内で蓋の底が「蓋の上壁」を
形成しており、そこに少なくとも１つの逃散空気用排気口が、好ましくは２つの
排気口が距離を置いて、含まれている。

【００１８】望ましくは、本発明の第１実施形態により、編織布は蓋の内部容積内に突出す
る成形部が少なくとも部分的に湾曲している。編織布は鐘、ドーム、半球、円錐
断片等の形状とすることができる。しかし編織布の形状は角、尖端、稜も有する
ことができ、蓋内に突出する成形部は立方体、角錐体、直方体等の形状とするこ
とができる。編織布はこれらの措置によって安価に、工業的に問題なく、例えば
射出成形されるリングまたはリブ等の費用のかかる取付具なしに構成される。付
加的射出成形用金型を省くことによって製造は明らかに一層容易かつ安価となる
。

【００１９】本発明の第１実施形態の他の有利な構成において編織布の突出成形部は球形キ
ャップの形状を有し、下側外部領域で濾過容器の上縁と蓋の下縁とに固着され、
好ましくは溶着されている。球形キャップは厳密に数学的／幾何学的に見るべき
ではなく、編織布は好ましくは上側領域に球冠形状、つまり球形キャップの形状
を有し、下側領域では張り出すように成形しておくことができる。円錐台形領域
を続けておくことができる。編織成形部は１つの平面、稜または尖端で蓋内に突
出することもできる。濾過材を充填した空間が主として濾過容器領域にあり、し
かし上記条件によって多かれ少なかれ蓋内にも延びることができ、側壁と篩とに
よって完全に閉じ込められてカプセル封入されることは、布を蓋の下縁に固着す
ることによって確保されている。篩状編織布の孔はこの「篩空間」の外側で比較
的小さな粒子の流出も防止するのに十分な小ささである。さらに、液体は編織布
を通して流入および／または流出することができる。

【００２０】本発明の第１実施形態によれば、好ましくはさらに、編織布が織布、編布、不
織布またはプラスチック成形部品であり、布の孔径が好ましくは５０μｍ〜３０
０μｍ、好ましくは８０μｍ〜２００μｍである。編織布はさまざまな材料、好
ましくはプラスチックから製造しておくことができる。その際、プラスチック糸
を使用することができ、または成形体全体を成形しておくことができる。例えば
、ポリエステルプラスチックの熱成形によってこのような編織布は作製すること
ができる。本発明によれば編織布のあらゆる構造が考えられる。布の製造後、布
は最初その全面にわたって同一構造を有し、またほぼ同じ孔径も有する。例えば
平らな編織布を再成形する場合、本発明の教示によれば、構造が本質的に変化す
るのではなく、つまり編織布が２０〜３０％を超えて伸びまたは歪むことのない
ことを確保しなければならない。他方で、例えば正方形から平行四辺形に移行す
るとき生じるような僅かな角度のずれは許容されている。また折目も、最初平ら
な布を角や隅のある形状に成形するときしばしば不可避であるので、この文脈に
おいて許容されている。確保しておかねばならないのは、角や隅の他に布の構造
が本質的には、すなわち２０または３０％を超えては変化しておらず、例えば孔
径がこの規模で増大してはいない点だけである。つまり編織布の篩効果は成形後
も維持されねばならないであろう。液体の通過を危うくするほどに小さな孔径を
編織布が全面に有すべきではないであろう。

【００２１】望ましくはさらに、第１実施形態において本発明によれば流体断面積の比Ａ：
Ｂ：Ｃ：Ｄは約±５０％の公差を有して１：２：１０：２０にほぼ等しく、ここ
でＡ＝蓋の排気口の総自由流路断面積、Ｂ＝蓋の液体吸込口の総自由流路断面積、Ｃ＝上側で蓋内にある布部分の孔の排気に役立つ投影総自由流路断面積、Ｄ＝布の環状下側外被部分の孔の液体用総自由流路断面積である。

【００２２】本発明の特別好ましい実施形態は、その濾過容器が１４０ｍｌの容積を有する
濾過装置を使用する。例えば逆杯形状の拡張下部と長細上部とを有する実施例に
よる上記蓋がこのような濾過容器に取付けられ、液体用吸込口が拡張下部に配置
され、逃散空気用排気口が蓋の上底に配置されている場合、特別好ましい実施形
態においてＡ＝２４ｍｍ^２、Ｂ＝６６ｍｍ^２、Ｃ＝３００ｍｍ^２、Ｄ＝６８０ｍｍ^２である。

【００２３】自由断面積Ａは蓋の２つの排気口を加算することによって得られる。自由断面
積Ｂは蓋の下側幅広領域の４つの液体用吸込口から得られる。上側編織布部分の
空気用投影自由流路断面積Ｃの場合、布の開口濾過面積の算術平均値は約４２．
５％とされた。ここでスパンは約３０％〜約６５％である。

【００２４】面積Ｄ、すなわち比較的直径の大きい下側編織布領域の液体用自由流路面積は
、布の開口濾過面積の算術平均値が約４２．５％と仮定された。ここでも約３０
％〜約６５％のスパンが妥当する。

【００２５】本発明が教示するこの比または個別比、例えばＡ：Ｂ＝１：２等を守ると、一
方で問題のない通気、他方で液体の貫流が保証されている。編織布孔の上記寸法
比は貫流問題を回避することを可能とし、その場合大きな作用面（小さな粒子）
を有するきわめて効率的な濾過材を使用することができ、小さな粒子が口を通り
抜けまたは流れ過ぎるのを危惧する必要はなかろう。

【００２６】編織布の成形後に蓋を編織布に脱離不可能に接合すると製造上有利であること
がある。例えば射出成形業者は蓋を射出成形し、編織布を形成し、これら両方の
部品を互いに液密に接合、例えば溶着することができる。この中間製品（編織布
を有する蓋）は次に充填設備へと提供することができ、そこで中間製品はマガジ
ン内で入手可能であり、自動閉鎖装置によって把持され、次に充填済み濾過容器
に載置してこれに接合される。この場合自動装置も製造業者スタッフも、個々の
織布インサートにかかわりあってこれを特別な慎重さで輸送し配置する必要はな
い。蓋は濾過インサートを閉鎖するためにいずれにしても正しく位置決めされね
ばならず、また編織布が脱離不可能に蓋に接合されている場合特別の組立工程が
付加的に必要ではない。

【００２７】本発明の第１実施形態によれば有利にはさらに、上側で蓋内にある離間布部分
は蓋の上壁から距離を置いて配置されている。蓋の上壁の下に空気空間を構成す
ることはこうして特別良好に達成することができる。一方で前記布部分と他方で
蓋の上壁の内側表面との間の距離は好ましい実施例において２ｍｍである。その
場合一方で濾過材用最大膨脹空間が編織布中に得られ、同時に、上側で蓋内にあ
る離間布部分は乾燥保持されており、そこには空気から空気への通路が存在して
いる。

【００２８】本発明によれば、編織布によって提供される内部容積は濾過材充填容積の５％
以上とすることもできる。すでに述べたように、濾過容器に濾過材を１００％充
填すると加湿時に約１０％の容積膨脹が起きることがある。濾過材の約１０％の
容積は編織布空間内で、蓋の下縁の想定水平面として先に決定された平面より上
で発生しかつそこで膨張することができる。普通、濾過容器は濾過材が１００％
充填されるのではなく、膨脹性イオン交換器のみで確実になるのでもない。いず
れにしても濾過材用に十分な膨脹空間が与えられている。それゆえに、本発明に
より設定されたデータが、保証された確実な動作のために提案されている。これ
により、有利なことに、公知の濾過装置とは異なり水の貫流が損なわれることは
排除される。

【００２９】好ましくはさらに、本発明によれば上側で蓋内にある離間布部分は少なくとも
上側領域に疎水性材料または疎水化材料を有する。例えばポリエステルから製造
される編織布は親水性を有し、つまり液体、主に水に対して一定の親和性を有す
る。このような成分は疎水化されねばならないであろう。上側布部分に疎水性成
分または疎水化成分を備える本発明による措置によって、湿潤後および液体抽出
後に編織布のメッシュまたは孔は開いたままとなる。疎水性成分はこの編織布部
分に撥水性をもたらす。蓋の内部で空気から空気への通路が求められる領域に疎
水性成分は設けておくべきであろう。この領域は一般に、上側で蓋内にあって濾
過容器から最も遠く離れた布部分である。排気用自由流路断面積Ｃ＝３００ｍｍ ^２の前記特殊な好ましい実施形態の場合、例えばこの面積Ｃを疎水化することが
できよう。このように大きな面積に疎水性成分を備えると濾過装置の機能信頼性
に役立つ。

【００３０】例外的事例において、水が上側編織布部分に触れ、または濾過初期段階のとき
短時間溢れて帆形成によって孔を閉じようとすることが起きることがある。本発
明による疎水化の結果、濾過装置から排出されるべき空気はほとんど支障なく水
中を通過する。

【００３１】空気が隣接媒体（水および／または空気）に流れ込むのを妨げるのは、密着す
る水ではなく、編織布孔内の帆である。

【００３２】本発明の第１実施形態の他の有利な１構成において液体通過用吸込口の領域で
下側編織布部分に親水性部分を備えると、これは明らかに被濾過液体の流れを促
進する。液体用吸込口を補足してこの下側領域において編織布は、布を一層親水
性とする物質で処理することもできる。これらの物質は、プラスチックの表面に
影響を及ぼす液体とすることができる。

【００３３】本発明によればさらに、再成形させて蓋内に突出する固有安定性構造部を形成
しかつ液体用濾過装置の蓋に固着するのにウェブ状の平らな編織布を使用すると
特別有利である。固有安定性または形状安定性である編織布を選択すると有利で
ある。希望する孔径を有するこのような布は塑性変形可能である。この場合この
ような編織布のドーム状または鐘状湾曲部は自己保持性を有する。その都度選択
された特定の形状は、例えば直方体も、この形状において全体として安定性を維
持する。この形状安定性は、布の作製に使用する糸の太さ、糸本数、結束方法お
よび糸材料によって調節することができる。プラスチックの熱成形によって製造
可能な織布も編織布として選択することができる。布の角度安定性と伸び安定性
についてはすでに言及された。平らな編織布を例えば直方体または鐘形状へと成
形することによって折目が生じても、折目は固有安定性を有して、一度設けられ
た個所に希望に応じて残される。

【００３４】この再成形前、例えば熱成形によって製造された平らな編織成形体は枚葉また
はウェブの態様で製造することができる。編織布はロールから引き出して希望す
る形状に再成形し、例えば鐘、直方体とすることができる。その場合この編織布
の孔またはメッシュは成形後も大きな伸びまたは歪みなしに維持される。その結
果、篩効果が保証されたままとなる。

【００３５】編織布を（鐘または直方体等の形状に）再成形後、布は適宜に裁断されまたは
打ち抜かれ、周面が例えば超音波によって蓋の外側下縁に（その自由開口端で）
溶着される。

【００３６】他の製造方法として、編織布はロールから引き出し後にまずウェブ形状で保持
され、次に保持する間に再成形され、保持する間にこの形状で蓋に挿入され、次
にその下側外縁を溶着され、その後に打ち抜かれる。

【００３７】濾過装置の働きが本発明によって損なわれることはない。小さな濾過材粒子に
対する編織布の保持作用が維持される。濾過容器が部分的にのみ充填され、すな
わち僅かに充填されているだけの場合でも、濾過材内で液体貫流の減速は排除さ
れている。意外なことに、機能するために編織布が濾過材と常に物理的に接触し
ていることはもはや重要ではない。本発明による濾過装置では編織布と濾過材と
の接触が欠落している場合でも、濾過装置の機能はなお完全に維持される。他方
で濾過容器全体に濾過材が充填されて、従来の装置において約１０〜最高２０％
の膨脹によって液体の貫流が減速されるとしても、または機器の破裂で流出しう
るとしても、こうした不利な効果はやはり本発明によって排除されている。

【００３８】一方で下側蓋領域の液体用吸込口と他方で蓋の上壁の空気用排気口との間の圧
力差（静圧）によって、空気は常に上側で逃散し、下側で液体が流入し、その逆
ではないように確保されている。上側で蓋内にある空気空間内の空気圧力が常に
大きく、空気は上方に押し出されるが、液体は上側で排気口内に押し込まれたり
または流入することはない。

【００３９】従来の濾過装置とは異なり、本発明によれば蓋の上壁の排気口がきわめて大き
く選択されている。好ましい１実施形態では例えば、それぞれ幅１．５ｍｍ、長
さ８ｍｍの２つの条溝状排気口が設けられている。これにより、液体が下から供
給されるとき、蓋の上壁の下にある圧力でこれらの口から空気が常に流出するこ
とが確保されている。

【００４０】平らな編織布の両側に空気が存在しまたは帆形成が防止されているとき、空気
は編織布を通して下から上へと蓋の内部を通過することができる。

【００４１】上側編織布部分での帆形成は疎水性成分によって防止される。つまりこの場合
に傾動によってまたはその他の理由から液体がこの上側編織布部分のメッシュま
たは孔に達した場合でも、これらの孔は濾過装置をまっすぐに立てたのち開口し
たままとなる。

【００４２】本発明の第２実施形態において、篩状成形体が少なくとも部分的に移動可能で
あり、２つの端位置とその間にある中間位置とを占めることができ、第１端位置
から第２端位置へと移行するとき容積（Ｖ_ｕ）が差容積ΔＶだけ低減されること
によって、課題は解決される。篩状成形体が移動可能に配置されている結果、濾
過材を収容する容積（Ｖ_ｕ）は希望する要件に適合させることができる。濾過カ
ートリッジの破裂はこの措置によって効果的に防止される。というのも、濾過材
がごく強く膨張しても、軟質形成体が第１位置近傍の位置を占め、濾過材を収容
する容積（Ｖ_ｕ）が増大することになるだけであるからである。

【００４３】篩状成形体は、希望する篩機能を果しかつ十分に移動可能であるなら基本的に
あらゆる対象物とすることができる。しかしここで特別好ましくは篩状布が使用
される。というのもそれは簡単に製造することができ、省スペースで濾過室内に
配置することができるからである。

【００４４】布は基本的に任意のあらゆる形状を有することができ、例えばまったく平らに
配置しておくことができるのではあるが、それでもなお、好ましい１実施形態で
は布縁を通る基準面の面積が実際の布面積よりも小さくされている。これにより
、布が少なくとも１方向で基準面を越えて湾曲していることが保証されている。
主に編織布の基準面から突出する成形体部分は好ましくは球形キャップの形状を
有する。球形キャップは厳密に数学的／幾何学的に見るべきではなく、編織布は
好ましくは球冠形状または丸みのある鍋形状を有し、半径方向外側領域では張り
出すように成形しておくことができる。成形部は１つの平面、稜または尖端で基
準面から突出することもできる。篩状成形部の孔は、容積（Ｖ_ｕ）、いわゆる「
篩空間」から比較的小さな粒子の流出も防止するのに十分な小ささである。それ
にもかかわらず液体は布を通して流入および／または流出することができる。

【００４５】しかも布の拡大された面積は、被濾過液体用通過面積が大きくなり、迅速な濾
過が可能となる利点を有する。

【００４６】濾過装置の好ましい１実施形態では、濾過室が少なくとも１つの逃散空気用排
気口を有し、この排気口が吸込口と同じ側で篩状成形体に配置されている。少な
くとも濾過操作の最初にはたいてい空気が濾過室内にあるので、前記排気口はこ
の空気が排気口を通して迅速に逃散できるようにし、特に濾過操作の最初に貫流
は減速されない。

【００４７】本発明による利点が少なくとも部分的にはごく小さな差容積ΔＶによっても達
成されるとしても、それでもなお特別好ましい実施形態では、差容積が濾過室の
濾過材充填容積の少なくとも１％、好ましくは少なくとも５％、特別好ましくは
少なくとも１０％である。

【００４８】選択的に、差容積は容積Ｖ_ｕの少なくとも１％、好ましくは少なくとも５％、
特別好ましくは少なくとも１０％となるように選択することもできる。篩状成形
体の前記最低移動性の結果として、濾過材充填高さが著しく変動する場合でも本
発明による濾過装置は正常に機能する。

【００４９】例えば篩状成形体の特殊な付形の結果として、先に触れた帆形成は限定的にの
み現れる。好ましい実施形態において、篩状成形体が少なくとも第２端位置にお
いて濾過材の相応に調整された表面および／または他の部材に接触することによ
って、帆形成は防止される。篩状成形体が濾過材の表面に接触する結果、接触面
の領域で帆が破れ、液体はほとんど支障なく篩成形体を横断することができる。
自明のことであるが、一方で篩状成形体と他方で濾過材表面との前記接触は篩状
成形体と他の部材との接触に取り替えることもできる。この他の部材とは例えば
、実質的に濾過室の中心に取付けられる棒とすることができ、少なくとも第２端
位置においてこの棒が篩状成形体に接触し、接触個所で帆が破かれる。さらにこ
の他の部材が有する利点として、濾過材充填高さが極端に低い場合でも、または
濾過材が欠落している場合でさえ、篩状成形体の第２端位置において液体帆が接
触によって破かれることが確保されている。一般に篩状成形体と濾過材との接触
によって、篩状成形体と他の部材との接触によるよりも大きな接触面積が達成さ
れるので、部材は好ましくは、濾過室の濾過材充填がごく少ない場合にのみ篩状
成形体に接触でき、それ以外のすべての場合には濾過材充填レベル以下に配置さ
れるように配置される。

【００５０】本発明の第２実施形態の他の特別好ましい解決では、篩状布が第１端位置にお
いて第２端位置のときとは逆方向に基準面から突出する。好ましくは、基準面か
ら離間した布部分は第１端位置のとき濾過室または蓋の壁に接触しない。一般に
全濾過操作の間濾過材から実質的に離間した濾過室部分内に気泡または空気クッ
ションがあるので、第１端位置における前記特徴の結果、基準面から最も遠く離
れた布部分の両側に空気がある。篩状布の少なくとも小領域内に空気から空気へ
の通路が形成される結果、この領域内では帆形成が効果的に防止される。

【００５１】本発明による濾過装置は好ましくは重力動作式であり、成形体の第１端位置の
とき成形体の少なくとも一部は第２端位置のときよりも高い位置にある。しかし
自明のことであるが、本発明による濾過装置は圧力動作式でも利用することがで
きる。「一層高い」または「一層低い」とはこの場合流れ方向に関してのもので
あり、実質的に被濾過液体の流れ方向に成形体が移動するとき成形体は下方に移
動する。

【００５２】基準面から離間した布部分と排気口が、第１端位置のとき吸込口の最も高い末
端より上に配置されている実施形態が特別好ましい。これにより、事実上全濾過
操作の間排気口付近に空気クッションが生じ、第１端位置のとき布がそのなかに
入り込み、布の少なくとも一部で空気から空気への通路が生じることが保証され
る。

【００５３】編織布は好ましくは織布、編布、繊維織布、不織布またはプラスチック成形部
品からなり、好ましくは５０μｍ〜３００μｍ、好ましくは８０μｍ〜２００μ
ｍ範囲の孔径を有する。

【００５４】すでに示唆したように、篩状布は第１端位置のとき上向きに湾曲しており、ほ
ぼ全濾過操作の間少なくとも部分的に、排気口の領域に生じる空気クッション内
に布が入り込み、布の最高個所の領域内に空気から空気への通路が生じる。本発
明による濾過装置は好ましくは、流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが約±５０％、
好ましくは約±２５％の公差で１：２：１０：２０にほぼ等しくなるように構成
され、ここでＡ＝濾過室の排気口の総自由流路断面積、Ｂ＝濾過室の液体吸込口の総自由流路断面積、Ｃ＝第１端位置における布孔の排気に役立つ総自由流路断面積、Ｄ＝第１端位置における実質環状の下側布部分の孔の液体用総自由流路断面積
である。

【００５５】本発明の特別好ましい実施形態は、その濾過室が約１５０〜２００ｍｌの容積
を有する濾過装置を使用する。液体用吸込口は、好ましくは逃散空気用排気口の
下方で、真空室の蓋の上床に配置されている。特殊な好ましい実施形態において
Ａはほぼ２４ｍｍ^２、Ｂはほぼ６６ｍｍ^２、Ｃはほぼ３００ｍｍ^２、Ｄはほぼ６
８０ｍｍ^２である。

【００５６】自由断面積Ａは蓋の全排気口を加算することによって得られる。自由断面積Ｂ
はすべての液体用吸込口から得られる。上側布部分の空気用自由流路断面積Ｃの
場合、布の開口濾過面積の算術平均値は約４２．５％とされた。ここでスパンは
約３０％〜約６５％である。

【００５７】面積Ｄ、すなわち比較的直径の大きい下側編織布領域の液体用自由流路断面積
は、布の開口濾過面積の算術平均値が約４２．５％と仮定された。ここでも約３
０％〜約６５％のスパンが妥当する。

【００５８】本発明が教示するこの比または個別比、例えばＡ：Ｂ＝１：２等を守ると、一
方で問題のない通気、他方で液体の貫流が保証されている。編織布孔の上記寸法
比は貫流問題を回避することを可能とし、その場合大きな作用面（小さな粒子）
を有するきわめて効率的な濾過材を使用することができ、小さな粒子が口を通り
抜けまたは流れ過ぎるのを危惧する必要はなかろう。すでに触れたように、本発
明によればさらに、上側で蓋内にある離間布部分は第１端位置のとき蓋または濾
過室の上壁から距離を置いて配置されている。蓋または濾過室の上壁の下に空気
空間を構成することはこうして特別良好に達成することができる。一方で前記布
部分と他方で蓋の上壁の内側表面との間の距離は好ましい実施形態において約２
ｍｍである。その場合一方で濾過材用最大膨脹空間がいわゆる篩空間内にあり、
同時に、濾過室の上側領域内にある離間布部分は乾燥保持されており、そこには
空気から空気への通路が存在している。

【００５９】特別好ましくは、本発明による濾過装置の第２実施形態は親水性部分を備えた
篩状成形体を有する。親水性部分は、篩状成形体のハイドロスタチック液圧が特
定値以下に低下するや篩状成形体の完全湿潤が起き、先に触れた帆形成が現れる
ことを保証する。発生する圧力差によって、好ましくは、篩状成形体は後流する
液体の重量によって第１端位置から第２端位置の方向に移動して濾過材表面また
は相応する部材のいずれかに接触することになる。帆形成は接触によって再び破
かれ、液体はいまや篩状成形体を通して流出することができる。

【００６０】このために篩状成形体は軟質材料および／または弾性材料から製造される。主
に編織布用に使用される糸の太さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍ
である。

【００６１】本発明によればさらに、再成形させて少なくとも部分的に移動可能な篩状成形
部を形成しかつ液体用濾過装置の濾過室の内面に固着するのにウェブ状の平らな
軟質布および／または弾性布を使用すると特別有利である。この再成形前、例え
ば熱成形によって製造される平らな編織構造体は枚葉またはウェブの態様で製造
することができる。編織布はロールから引き出して希望する形状に再成形し、例
えば鐘、直方体とすることができる。その場合この編織布の孔またはメッシュは
成形後も大きな伸びまたは歪みなしに維持される。結果として篩効果が保証され
たままとなる。

【００６２】編織布を（鐘または直方体等の形状に）再成形後、布は適宜に裁断されまたは
打ち抜かれ、周面が例えば超音波によって蓋の外側下縁に（その自由開口端で）
溶着される。

【００６３】第２実施形態による本発明によって濾過装置の働きが損なわれることは何らな
い。小さな濾過材粒子に対する編織布の保持作用は維持され、それにもかかわら
ず、濾過容器が部分的にのみ充填され、すなわち僅かに充填されているだけの場
合でも、濾過装置内の液体貫流が減速されることは排除されている。

【００６４】本発明のその他の利点、特徴、応用の可能性は、添付図面と合わせて好ましい
実施形態の以下の説明から明らかとなる。図面において図１〜図１１は第１実施
形態を示す。

【００６５】

【実施例】

全体に符号１とした本発明の２つの実施形態による液体用濾過装置は、漏斗
２１の下側鞘状部２０内に嵌着される。漏斗は上から捕集缶２２に挿入され、捕
集缶はその背面に取っ手２３を、またその前面に注ぎ口蓋２５付き注ぎ口２４を
有する。僅かに湾曲したかぶせ部２６が上から漏斗２１に取付けられて粉塵粒子
等が漏斗２１の内部に落ち込むのを防止する。このかぶせ部２６は突起２７を介
して手動で取り外すことができる。図１と図１２とに全体が示された装置は最初
に生水２８が充填され、この水は湾曲矢印２９に従って下方に濾過装置１内に流
入し、矢印３０に従って下側で濾過装置から流出して捕集缶２２内に集められる
。

【００６６】全体を符号１とした濾過装置が図２と図１３とに基づいて以下で詳細に説明さ
れる。

【００６７】下側の中心に鞘２０を備えた漏斗２１は濾過装置１、とりわけ濾過容器２を収
容し、容器の底３は液体、水用のここには図示しない吐出し口を有し、水は重力
によって矢印３０に沿って下方に流出することができる。横断面がここでは濾過
装置１の中心に通してあり、ここには図示しない吐出し口を切断面の前と後とに
想定しなければならない。濾過容器２は濾過材４が充填されている。上側領域に
おいて濾過装置１は蓋５を含む。蓋は第１実施形態の場合に関して図１１で拡大
されているが、他の実施形態に関してそれ自体取り出して見ることもできる。蓋
５の下縁６に沿って蓋が濾過容器２の上縁に結合されており、濾過容器２の上縁
は蓋５の下縁６に一致する。

【００６８】漏斗鞘２０の縦軸線に一致する濾過装置１の縦軸線７が垂線上、すなわち鉛直
線上にある場合、濾過装置の重力式動作は最大に機能する。このことは、捕集缶
２２を水平面上に置くことによって容易に達成される。その結果、「上」位置と
「下」位置が生じる。蓋５は濾過装置１の上に、濾過容器２はさらに下に設けら
れているのがわかる。図２または図１３の組立状態において濾過容器２の上縁と
蓋５の下縁６とを水平面が通っていると想定することができ、この水平面が濾過
材４の容積を蓋内部の内部容積Ｖ_ｉまたはＶ_ｄから分離する。蓋の下縁を通る、
図１１にはっきり認めることのできるこの平面に至るまでの蓋内部の空間全体が
蓋５のこの内部容積Ｖ_ｉまたはＶ_ｄである。

【００６９】蓋５はその下側幅広部分の周面に４つの水（液体）用条溝状吸込口８を備えて
いる。４つの吸込口はそれぞれ蓋５の周面に相互に９０°の距離でずらして設け
られている。蓋５の拡張下部のうち吸込口間にある部分環状面はいずれの場合も
閉鎖されている。

【００７０】蓋５の上側長細部分が上側で逆杯の形で続いており、相互に距離を置いて配置
される２つの逃散空気用排気口１０が蓋５の上壁９に見られる。湾曲矢印１１は
、主に液体が条溝８を通って流入するときに、これらの排気口１０を通って流出
する空気を示している。

【００７１】符号１２とした篩状布が濾過容器２と蓋５との間に取付けられており、この篩
状布は図１３〜図１８の第２実施形態において濾過容器の内部容積Ｖ_ｉを２つの
部分容積Ｖ_ｏおよびＶ_ｕに分割する。図１〜図１０の図示第１実施形態と図１２
〜図１５の動作状態においてこの篩状布は鐘形状を有する。この鐘は蓋５の内部
容積Ｖ_ｉまたはＶ_ｄ内に突出する成形部１３である。図１〜図１０に示す実施形
態では、編織布１２全体が蓋５の内部空間内に上向きに突出するので、編織布１
２全体が湾曲されてそれがそのまま突出成形部１３となる。例えば図１７に示す
ような第２実施形態における別の動作状態では、篩状布１２はその固有安定性が
ごく小さいことに起因して下方に濾過材４上に「折り返され」または沈み込み、
濾過材４の充填容積に応じてせいぜいその前記鐘形状を、蓋５の下縁６を中心と
して鏡像的に再び占める。図１６と図１８には、その上端位置と下端位置の間で
の編織布１２の中間状態が示してある。

【００７２】図１〜図１１による本発明の第１実施形態では、編織布１２のうちさらに下に
配置される濾過容器２から最も遠く離間した部分が符号１４とされている。これ
は布１２または突出成形部１３の最も高い個所の周りの領域である。この上側離
間布部分は蓋５の上壁９の内側表面から明らかに距離を置かれている。編織布の
上側部分１４においてその内側にも外側にも、すなわち編織布１２の両側に空気
が存在するように、編織布１２は成形部１３の態様で上向きに蓋５内に突出する
。さまざまな動作状態に対応してさまざまな空気空間がここに示されており、図
１と図２では（充填状態に応じて）なおきわめて大きな空気空間が符号ａで示さ
れている。図１と図２のこの空気空間ａは編織布１２または突出成形部１３の内
側にも外側にもある。

【００７３】水用吸込口８の最も高い末端１５は水平面１６によって互いに結合されている
。こうした事情が明らかとするように、まったく上側で蓋５の上壁９に設けられ
る排気口１０も布１２の上側部分１４も、吸込口８の最も高い末端１５を通るこ
の上記水平面１６の上方に配置されている。

【００７４】図１１の実施形態において編織布１２は確かに一体に構成しておくことができ
るのではあるが、しかしここに示した特別な実施形態では編織布が２部分構成で
あり、すなわち環状篩成形体１７からなる。この成形体は下側蓋部分の円錐台形
状側面全体の周りに延びており、結果として液体用吸込口８の後に配置されてい
る。布１２のこの環状篩成形体１７から離れて、布１２の円盤状篩成形体１８が
上側で蓋５の上壁９から距離を置いて位置しており、この円盤状篩成形体１８は
実質平らであり、排気口１０に対する篩機能を担当する。図１１の実施形態の篩
成形体１７、１８は両方とも蓋５に溶着しておくことができる。

【００７５】図１、図３〜図５による第１実施形態の動作をまず最初に説明する。この実施
形態は、濾過容器２が濾過材４で完全に充填され、例えばこうして１４０ｍｌの
濾過材容積が予め与えられていることを特徴としている。図１の動作状態時に漏
斗２１に水が充填される。水は湾曲矢印２９に従って４つの吸込口８から濾過カ
ートリッジ（濾過装置）１の内部に流入する。いまや濾過材４の上方に水位１９
が増加し、約１秒後に図１に示す高さに達する。同時に、空気が湾曲矢印１１に
従って上方に排気条溝１０を通して逃散する。これは濾過材４よりも上にある空
気である。濾過カートリッジ１内の空気圧が濾過カートリッジ１外部の生水２８
の圧力よりも大きいので、水が外側から排気口１０を通って濾過カートリッジに
流入することはない。

【００７６】編織布１２の上側部分１４が吸込口８よりも上、すなわち吸込口８の最も高い
末端１５を通る水平面１６よりも上に配置されていることがわかる。その結果、
ここで示された鐘状の編織布の上半分から液体は即座に溢れ出ることができない
。これによりカートリッジ状濾過装置１内で最適な排気効果が達成される。

【００７７】図３に示してあるのはまだ確かに充填動作状態ではあるが、しかしここでは開
始から約３秒後である。蓋５内の水位１９はいまや図１、図２の水位と比較して
一層高くなっている。この水位１９は編織布１２の内側でも外側でも、ただし蓋
５の内部で広がっている。水位１９の位置が図３では蓋５の上壁９から約３ｍｍ
下に上昇している。図３の空気空間ｂがごく小さくなっているのがわかる。その
一方で、濾過容器２の底部では濾過材４がやはり水で完全に溢れている。下側で
は図示した滴３１の態様で水が濾過装置１から流出し、濾過装置はやはり下側に
射出成形布を備えている。水は下側で捕集缶２２に集められる。

【００７８】図４は、漏斗２１内の水位３２が図１〜図３と比較してかなり低いレベルに低
下しているので排出動作状態を示している。しかし蓋５内の水位１９は図３の状
態（充填）と比較して変化していない。水位３２が上壁９のレベルよりも下にあ
ることから蓋５の上壁９の上側排気口１０がもはや水で覆われていないという事
実の結果、空気空間ｂ（図３）は縮小することができる。蓋内の水位１９の距離
が図４でも３ｍｍで示してあるが、この距離は１ｍｍに縮小することができる。
しかし常にそうであるのではない。それゆえに図４には空気空間のこの縮小が図
示されてはいない。図５もやはり排出動作状態を示しているが、しかしここでは
排出動作状態が図４の状態と比較してさらに進展している。漏斗２１内の水位３
２’は図４の水位３２よりも低い。水位３２’はいまやすでに蓋５の下側部分で
水吸込口８の最も高い末端１５よりも下である。その結果、空気は排気口１０を
通るだけでなく水用の吸込口８上側部分も通って、すなわち編織布１２の内側で
も外側でも、漏斗２１内の空間から蓋５の内部容積Ｖ_ｉ内に流入することができ
る。開口１０、特に付加的に開口８を通る空気のこの付加的な流入によって、蓋
１５内の水位３２’の急速な低下がもたらされる。しかしながら、図５は蓋５内
の水位がすでに蓋外側の漏斗２１内の水位３２’と同等の水位である状態を示し
ている。

【００７９】図６〜図１０は本発明による濾過装置１の第２実施形態を示しおり、そこでは
濾過容器２は半分〜３分の２が濾過材４で充填されているだけである。図１〜図
５の実施形態において濾過材の充填容積が１４０ｍｌであると仮定すると、図６
〜図１０による第２実施形態における充填容積は９５ｍｌである。

【００８０】図６は充填開始から２秒後の充填動作をやはり示している。漏斗２１は水位３
２に達する水がやはり充填される。濾過装置１内の水滴３２によって示された水
は、濾過カートリッジとして構成された濾過装置１の内側に４つの吸込口８を通
って流入する。たった９５ｍｌの濾過材４を充填することによって、濾過材は濾
過容器２内の充填レベル３４に達する。水位３２’’はこの充填レベル３４より
も上で濾過容器２内で増加する。同時に、濾過装置１内の濾過材４よりも上にあ
る空気は矢印１１に従って蓋５の上壁９の上側排気口１０を通って逃散する。

【００８１】濾過容器２の上側部分と蓋５とによる空気空間ｃの圧力は蓋５外側の水圧より
も大きい。その結果、水が排気口１０を通り蓋５の上壁９を通って外側から蓋内
に流入することはない。編織布１２、すなわち鐘状突出成形部１３の大部分はさ
らに水用吸込口８よりも上にあるので、液体は上側編織布１２部分から即座に「
溢れ出る」ことができない。その結果、最適な排気がカートリッジ状濾過装置１
内にもたらされる。

【００８２】図７は約４秒後の充填動作状態を示す。たった約９５ｍｌの小さい充填容積に
よって、濾過容器２からの水の流出が、濾過材４がどのくらい乾燥／湿っている
かに応じて、既に起こりうり、その一方で水位３２’’は篩容器内で増加して蓋
５内で篩容器よりも上になる。これは図７では見ることができない。

【００８３】濾過材４の充填レベル３４よりも上の空間では、水位は下から上方に増加する
が、ここではこのことが水位３２’’の位置で図７に示されている。編織布１２
の上側部分または突出成形部１３の上側部分は吸込口８を通って流入する水が触
れられることはない。濾過容器２から最も遠く離れた部分１４、すなわち編織布
１２の突出成形部１３の最も高い個所１４は、したがって両側に小さな空気空間
を有するので、空気から空気への通路と、したがって優れた空気排出が編織布１
２内側からこれの外側（全て蓋５の内側）に存在する。最適な通気はしたがって
カートリッジ状濾過装置１の内側で生じる。

【００８４】図８、図９、および図１０は第１実施形態の図３、図４、および図５と比較さ
れることになる。第１実施形態のより大量の濾過材４は別として、その他の点で
は動作状態は同じである。

【００８５】最後に第１実施形態の図１１が蓋５を示しており、この蓋の上側領域に、蓋５
の上壁９から２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍの距離を置いて、編織布１２
の一部として疎水性円盤状篩成形体１８が挿入して固着されている。親水性を有
する編織布１２の環状篩成形体１７が蓋の下側領域で吸込口８の背後に取付けら
れている。図１〜図１０の実施形態と同様の作用原理がやはり図１１のドームを
用いて達成可能である。

【００８６】図１２〜図１８による第２実施形態が以下説明される。

【００８７】篩状布１２の縁は符号３５とされた基準面を形成する。篩状成形体の第１端位
置において布１２のうち基準面３５から最も遠く離れた部分は符号３７とされて
いる。これは布１２の最も高い個所付近の領域である。上向きに折り返された布
１２のこの離間部分は、明らかに、蓋５の上壁９の内側表面と布１２の領域３７
との間に距離が生じるように配置されている。このことは上側編織布部分３７に
おいて内側と外側の両方、すなわち編織布１２の両側に空気が存在するように布
１２が蓋５内に上向きに突出することを保証する。例として、図１２と図１３で
は濾過カートリッジ内の空気から構成される中空空間が３６で示されている。囲
まれた空気空間のサイズは、やはり以下で明らかとなるように、濾過装置の動作
状態に依存する。図１２と図１３から明らかとなるように、この動作状態におけ
る空気空間３６は編織布１２の内側と外側の両方である。

【００８８】水用吸込口８の最も高い末端３８は水平面１６によって互いに結合されている
。こうした事情が明らかとするように、まったく上側で蓋５の上壁９に設けられ
る排気口１０も、布１２の上側部分３７も、吸込口８の最も高い末端３８を通る
水平面１６よりも上に配置されている。

【００８９】図１２〜図１８の本発明による濾過装置のこの第２実施形態の動作が以下に述
べられる。濾過動作を開始するために生水２８がまず漏斗２１内に注入される。
この動作状態は図１２と図１３に示されている。水は湾曲矢印２９に従って４つ
の吸込口８を通って濾過装置（濾過カートリッジ）１の内側に流入する。水位１
９は濾過材４よりも上に生じ、濾過動作の開始時に急速に上昇する。生水２８が
漏斗２１内に注入されて約３秒後、水位１９は図１２に示された高さに達する。
その結果、濾過カートリッジ１内で圧力が僅かに増加して、濾過カートリッジ内
に当初含まれていた空気が湾曲矢印１１に従って通気条溝１０を通って上方に逃
散することが保証される。吸込口が排気口１０よりも下に配置されているという
事実によって、濾過カートリッジ１内部の空気圧は濾過カートリッジ１の外側の
排気口１０の高さの生水２８の静圧よりも大きい。したがって水が排気口１０を
通って外側から濾過カートリッジ内に入り込むことはない。

【００９０】すでに述べたように、篩状布の第１端位置において、吸込口８よりも上、すな
わち吸込口８の最も高い末端３８によって決定される水平面１６よりも上に上側
部分３７が配置される。それゆえに、この動作状態でも生水が篩状布から完全に
溢れ出ることはない。むしろ、編織布１２の上側部分３７は空気空間３６の内側
に残っており、空気から空気への通路がここに残存する。篩状成形体１２の上側
部分３７はカートリッジ状濾過装置１内部に最適な通気をもたらす。

【００９１】図１２と図１３に示された動作状態は篩状布１２が完全に乾燥している場合充
填開始後すぐに達成される。本発明による濾過装置のさらなる動作状態が図１４
に示されている。この図示状況は濾過動作の開始から約５秒が経過しており、す
なわち図１２に示した状況から約２秒後に生じる状況が図１４に示してある。明
らかとなるように、蓋５内の水位１９は図１２、図１３の水位と比較していまや
上昇している。この水位１９は篩状布１２を通って広がっているので、篩状布１
２の内側とこれの外側との両方に広がるが、蓋５の内側であり、すなわちこの状
態においてもやはり空気クッションまたは空気空間が存在しており、それはさら
にこの図において指定番号３６を有する。この動作状態における水位１９の位置
は蓋５の上壁９から約３ｍｍ下のレベルに上昇している。空気空間３６は図１２
、図１３の空気空間３６と比較してかなり縮小している。この動作状態では、濾
過材４は水が完全に浸透しているので、下側領域に符号３１で示した滴態様の水
が吐出し口を通して濾過装置１から流出する。水は捕集缶２２内に集められる。

【００９２】図１５では本発明による濾過装置の他の動作状態を見ることができる。その間
に漏斗２１はほとんど空になっている。したがって漏斗２１内の水位３２は図１
２、図１４と比較してかなり低いレベルに低下している。蓋５内の水位１９は図
１４の状態と比較してほとんど変化していない。水位３２が上壁９のレベルより
も下にあるので蓋５の上壁９の上側排気口１０がもはや水で塞がれていないとい
う事実により、空気から空気への通路が排気口に生じ、空気空間３６は充填の速
度に応じて短時間でさらに縮小することができる。しかしすべての動作状態にお
いて少なくとも小さな空気空間３６は残存する。空気空間の前記継続縮小は必ず
しも常に観測可能ではないので、これは図１５には示されていない。

【００９３】最後に、図１６はフィルタ２１が既に完全に空である動作状態を示している。
この状態において生水はなお濾過カートリッジ１内部にある。濾過容器１内の水
位４１は図１５の水位３２と比較して著しく落ちている。この動作状態では水位
４１は蓋５の下側部分の水吸込口８の最も高い末端３８よりも既に下である。そ
の結果、漏斗２１の漏斗容積からの空気は排気口１０と吸込口８の両方を通って
蓋５の内部容積Ｖ_ｄ内に流入できる。これにより水位４１の下降が加速される。
編織布１２はそれが疎水作用を有するように製造されている。したがって被濾過
水に接触する編織布１２の表面全体が湿っている。液体において既知の表面張力
と連動して湿潤は編織布１２の孔内に湿潤膜を形成するように作用する。これは
織物技術において「帆形成」と呼ばれる。

【００９４】篩状織物の個々の孔はこの「帆形成」によってほとんど密閉される。このよう
な帆は一般的に水が完全に流出した後であっても比較的長い期間、例えば約３０
分保持することができるので、編織布１２は濾過カートリッジ内の空気の循環を
妨げる閉鎖鐘を形成する。

【００９５】濾過容器１内の水位４１が充填材の上縁の方向に落ち続けた場合、減少した圧
力が編織布の底に生じるので、柔軟篩状布１２がほとんど崩壊し、低下している
水位４１と共に下向きに流れ方向に運ばれる。この状態は図１６に線図形式で示
されている。

【００９６】幾つかの実施形態では篩状成形体１２が先の動作状態の間に既に低下すること
ができることは言うまでもない。これは濾過動作を幾分減速させるが、本発明に
よる目的はしたがってやはり達成される。

【００９７】最後に、図１７は濾過操作終了後の最終状態を示している。編織布１２はいま
や下向きに湾曲して濾過材４の表面に接触している。濾過材の充填高さに応じて
接触面とすることもできる接触個所がここでは符号３９とされている。

【００９８】この接触３９に基づいて、篩状布１２の孔の十分に多くの数の帆が破かれ、空
気および水の残流が充填材４内に支障なく移行するために、開放孔の総面積から
なる自由断面積が生じる。

【００９９】濾過材が位置する部分容積の、移動する篩状布によって生じる容積変化が湿気
の変化に基づいた濾過材の膨張に適合すべきであることは明らかである。

【０１００】最後に、図１８はやはり濾過動作の開始を示している。図１８は図１８におい
て篩状布１２がまだ湿っているという点で図１２とは実質的に異なるので、編織
布１２の孔の大部分が帆形成によって閉じられている。

【０１０１】編織布１２は当初、図１７に示したように濾過材４となお接触している。含水
率の上昇によって気密バリアが生じて、濾過装置１内の残余空気が濾過材４を通
って吐出し口から流出することを防ぐようになるまで、水４０はこの接触個所３
９を通して濾過材４内に流れる。

【０１０２】したがって、図１７の密閉された篩状布１２の下方に超過圧力が発生する。篩
状布１２は図１８からわかるようにこの超過圧力によって上方に押され、図１２
に示した第１端位置に戻る。

【０１０３】漏斗２１内の生水の強い静圧上昇によって篩状布１２内の帆が破れ、図１２で
すでに説明した動作状態が実質的に復旧する。動作状態の上記順序がいまや繰返
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】システム全体内に配置された本発明による濾過装置の横断面図であり、この濾
過装置は濾過カートリッジそのものであり、約１秒後の動作状態が示してある。

【図２】図１と同じ動作状態における本発明による濾過装置（濾過カートリッジ）の横
断面拡大図である。

【図３】図１と同様の、ただし例えば充填３秒後の動作状態における図示である。

【図４】排出動作状態における同様の図である。

【図５】やはり排出動作状態における同様の図である。

【図６】濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充
填２秒後の動作状態における図１と同様の断面図である。

【図７】濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充
填４秒後の動作状態における図６と同じ断面図である。

【図８】濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充
填６秒後の動作状態における図７と同様の断面図である。

【図９】濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、他の実施
形態における図４と同様の排出動作状態における同様の横断面図である。

【図１０】濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、図５の第
１実施形態の図示に類似した（濾過容器が部分的に充填されただけの第２実施形
態における）排出動作状態における濾過装置のやはり同様の横断面図である。

【図１１】他の実施形態による濾過装置の蓋の横断面拡大図である。

【図１２】第２実施形態について、システム全体内に配置された濾過カートリッジの態様
の濾過装置の第１動作状態における横断面図である。

【図１３】図１２のカートリッジ態様の濾過装置の横断面拡大図である。

【図１４】第２動作状態におけるシステム全体の横断面図である。

【図１５】第３動作状態におけるシステム全体の横断面図である。

【図１６】第４動作状態におけるシステム全体の横断面図である。

【図１７】第５動作状態におけるシステム全体の横断面図である。

【図１８】第６動作状態におけるシステム全体の横断面図である。

【符号の説明】

１濾過装置２濾過容器３濾過容器底４濾過材５蓋６蓋５の下縁７濾過装置の縦軸線８液体用吸込口９蓋の上壁１０排気口１１空気の流れる方向の湾曲矢印１２篩状布１３突出成形部１４離間上側編織布部分１５吸込口８の最も高い末端１６１５を通る水平面１７編織布の環状篩成形体１８編織布の円盤状篩成形体１９蓋５の水位２０漏斗の鞘状部２１漏斗２２捕集缶２３捕集缶の取っ手２４注ぎ口２５注ぎ口蓋２６湾曲かぶせ部２７突起２８生水２９湾曲矢印（流入方向）３０矢印（流出方向）３１流出水滴３２漏斗２１上部の水位３２’ 漏斗２１底部の水位３２’’ 濾過容器内の水位３３濾過装置内の水滴３４濾過容器内の充填レベル３５基準面３６空気空間３７基準面から最も離れて位置する篩状布の部分３８吸込口の最も高い末端３９接触個所または接触面４０流入している生水４１濾過容器内の水位ａ図１による蓋内の一層大きな空気空間ｂ図３による蓋内の小さな空気空間ｃ図６による濾過装置内の空気空間Ｖ_ｉ蓋の内部容積Ｖ_ｕ下側部分容積Ｖ_ｏ上側部分容積

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者レダー，アーンストドイツ国ハーンハイム 55278 アルトストラーセ１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体用濾過装置（１）であって、濾過材（４）を充填した濾
過容器（２）を含み、濾過容器の底（３）が液体用の少なくとも１つの篩状吐出
し口を有し、また蓋（５）を含み、この蓋が内部容積（Ｖ_ｉ）を予め決定し、液
体用の少なくとも１つの吸込口（８）と１つの逃散空気用排気口（１０）とを備
えかつ液密に濾過容器（２）に結合されており、濾過容器（２）と蓋（５）との
間に篩状編織布（１２）が配置されるものにおいて、編織布（１２）のうち濾過
容器（２）から最も遠く離れた部分（１４）の両側で大部分の動作時に空気が存
在するように、篩状編織布（１２）が蓋（５）の内部容積（Ｖ_ｉ）内に突出する
少なくとも１つの成形部（１３）を有することを特徴とする濾過装置。
【請求項２】上側で蓋（５）内にある布（１２）離間部分（１３）と排気
口（１０）とが吸込口（８）の最も高い末端（１５）より上に配置されることを
特徴とする、請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】蓋（５）の内部容積（Ｖ_ｉ）内に突出する編織布（１２）成
形部（１３）が少なくとも部分的に湾曲していることを特徴とする、請求項１ま
たは２記載の濾過装置。
【請求項４】編織布（１２）の突出成形部（１３）が球形キャップの形状
を有し、かつ下側外部領域で濾過容器（２）の上縁と蓋（５）の下縁（６）とに
固着されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の濾過装置
。
【請求項５】編織布（１２）が織布、編布、不織布、またはプラスチック
成形部品であり、布（１２）の孔径が好ましくは５０μｍ〜３００μｍ、好まし
くは８０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいず
れか１項記載の濾過装置。
【請求項６】流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが約±５０％の公差を有して
１：２：１０：２０にほぼ等しく、ここでＡ＝蓋（５）の排気口（１０）の総自由流路断面積Ｂ＝蓋（５）の液体吸込口（８）の総自由流路断面積Ｃ＝上側で蓋（５）内にある布（１２）部分（１３）の孔の排気に役立つ投影
総自由流路断面積Ｄ＝布（１２）の環状下側外被部分の孔の液体用総自由流路断面積であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項７】上側で蓋（５）内にある布（１２）離間部分（１３）が蓋（
５）の上壁（９）から距離を置いて配置されることを特徴とする、請求項１〜６
のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項８】編織布（１２）によって提供される内部容積（Ｖ_ｉ′）が濾
過容器（２）内の濾過材（４）充填容積の５％以上であることを特徴とする、請
求項１〜７のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項９】上側で蓋（５）内にある布（１２）離間部分（１３）が少な
くとも上側領域に疎水性材料または疎水化材料を有することを特徴とする、請求
項１〜８のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項１０】液体通過用吸込口（８）の領域で下側編織布（１２）部分
が親水性部分を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項記載の濾
過装置。
【請求項１１】再成形させて蓋（５）内に突出する固有安定性成形部（１
３）を形成しかつ液体用濾過装置（１）の蓋（５）に（符号６で）固着すること
へのウェブ状平編織布（１２）の使用。
【請求項１２】液体用濾過装置（１）であって、少なくとも部分的に濾過
材（４）を充填した濾過室（２）を有し、この濾過室が液体（２８）用の少なく
とも１つの吸込口（８）と１つの吐出し口（３０）とを有し、吸込口（８）と吐
出し口（３０）との間に篩状成形体（１２）が配置され、この成形体が濾過室（
２）の壁とで容積（Ｖ_ｕ）を形成し、この容積内に濾過材（４）があるものにお
いて、篩状構造体（１２）が少なくとも部分的に移動可能であり、２つの端位置
とその間の中間位置とを占めることができ、第１端位置から第２端位置へと移行
するとき容積（Ｖ_ｕ）が容積差ΔＶだけ低減されることを特徴とする濾過装置。
【請求項１３】篩状成形体（１２）が布、好ましくは編織布であることを
特徴とする、請求項１２記載の濾過装置（１）。
【請求項１４】布（１２）縁を通る基準面（３５）の面積が実際の布（１
２）面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１３記載の濾過装置（１）。
【請求項１５】濾過室（２）が少なくとも１つの逃散空気用排気口（１０
）を有し、この排気口が吸込口（８）と同じ側で篩状構造体（１２）に配置され
ることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１６】容積差ΔＶが濾過室（２）の濾過材（４）充填容積の少な
くとも１％、好ましくは少なくとも５％、特別好ましくは少なくとも１０％であ
ることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１７】容積差ΔＶが容積Ｖ_ｕの容積の少なくとも１％、好ましく
は少なくとも５％、特別好ましくは少なくとも１０％であることを特徴とする、
請求項１２〜１６のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１８】篩状成形体（１２）が少なくとも第２端位置において濾過
材（４）の相応に調整された表面および／または他の部材と接触することを特徴
とする、請求項１２〜１７のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１９】基準面（３５）から離間した布（１２）部分（３７）が第
１端位置のとき濾過室（２）の壁に接触しないことを特徴とする、請求項１４〜
１８のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２０】濾過装置（１）が重力で動作し、成形体（１２）の第１端
位置のとき成形体（１２）の少なくとも１部が第２端位置のときよりも高い位置
にあることを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか１項記載の濾過装置（１
）。
【請求項２１】基準面（３５）から離間した布（１２）部分と排気口（１
０）が、第１端位置のとき吸込口（８）の最も高い末端より上に配置されている
ことを特徴とする、請求項２０記載の濾過装置（１）。
【請求項２２】編織布（１２）が織布、編布、繊維織布、不織布、または
プラスチック成形部品であり、布（１２）の孔径が好ましくは５０μｍ〜３００
μｍ、特別好ましくは８０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする、請
求項１３〜２１のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２３】流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが約±５０％、好ましくは
約±２５％の公差を有して１：２：１０：２０にほぼ等しく、ここでＡ＝濾過室（２）の排気口（１０）の総自由流路断面積Ｂ＝濾過室（２）の液体吸込口（８）の総自由流路断面積Ｃ＝第１端位置における布（１２）孔の排気に役立つ総自由流路断面積Ｄ＝第１端位置における実質環状の下側布（１２）部分の孔の液体用総自由流
路断面積であることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項記載の濾過装置（１
）。
【請求項２４】篩状成形体（１２）が親水性部分を有することを特徴とす
る、請求項１２〜２３のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２５】編織布（１２）の糸の太さが５〜１００μｍ、好ましくは
１０〜６０μｍであることを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか１項記載
の濾過装置（１）。
【請求項２６】成形体（１２）が軟質材料および／または弾性材料から製
造されることを特徴とする、請求項１２〜２５のいずれか１項記載の濾過装置（
１）。
【請求項２７】液体用濾過装置（１）の濾過室内で固着するよう予定され
た篩状可動成形部を形成するために再成形することへのウェブ状平軟質布および
／または弾性布（１２）の使用。