DE102006013261B4

DE102006013261B4 - Wasserfilter

Info

Publication number: DE102006013261B4
Application number: DE102006013261A
Authority: DE
Inventors: Beat Aregger; Ruedi Gasser
Original assignee: elfo AG
Current assignee: elfo AG
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: US20070221570A1; DE102006013261A1; US7871528B2

Abstract

Wasserfilter,
– mit einem Behälter (1), der einen Boden (4) und einen Deckel (7) aufweist,
– wobei im Deckel (7) mehrere Einlässe (8.1, 8.2, 8.3) vorgesehen sind,
– wobei im Boden (4) wenigstens ein Auslass (5) vorgesehen ist, und
– wobei im Behälter (1) mehrere spiralförmige Kanäle (3.1–3.6) vorgesehen sind, über die die Einlässe (8.1, 8.2, 8.3) mit dem Auslass (5) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfilter, um Wasser, insbesondere Trinkwasser, zu reinigen und aufzubereiten.
Technisches Gebiet
Mit Hilfe des Wasserfilters kann die eingeleitete Flüssigkeit, wie beispielsweise Trinkwasser, demineralisiert und entkarboniert und feine Partikel können herausgefiltert werden.
Stand der Technik
Aus dem europäischen Patent EP 0 054 082 B1 ist eine Vorrichtung zur Wasserreinigung bekannt, die einen mit Reinigungsmittel gefüllten Behälter aufweist. Im Behälter ist eine Trennwand vorgesehen, durch die das Wasser auf einer spiralförmigen Bahn vom Einlass zum Auslass geleitet wird.
Des Weiteren ist aus der Druckschrift US 2 037 332 ein Wasserfilter zur Aufbereitung von Wasser für das Waschen von Wäsche bekannt. Der Wasserfilter weist dazu eingangsseitig zwei Anschlüsse auf, die mit einem Wasserhahn für Warmwasser und einem Wasserhahn für Kaltwasser verbunden werden. Beide Anschlüsse werden eingangsseitig im Wasserfilter zusammengeführt.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Wasserfilter anzugeben, mit dem in kurzer Zeit viel Wasser gefiltert werden kann und zudem die Filterung mit hoher Qualität erfolgt.
Zudem sollen die Betriebseigenschaften des Wasserfilters, wie beispielsweise die Durchlaufzeit, über einen längeren Zeitraum hin konstant gehalten werden.
Die Aufgabe wird durch ein Wasserfilter mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Wasserfilter umfasst einen Behälter, der einen Boden und einen Deckel aufweist, wobei im Deckel mehrere Einlässe und im Boden ein Auslass vorgesehen sind. Im Behälter befinden sich spiralförmige Kanäle, über welche die Einlässe mit dem Auslass verbunden sind.
Dadurch lässt sich die Verweildauer des zu filternden Wassers im Wasserfilter reduzieren und der Durchsatz erhöhen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters verbindet jeder der Kanäle jeweils einen der Einlässe mit dem Auslass. Damit wird erreicht, dass die Kanäle über die Einlässe jederzeit gleichmäßig mit Wasser versorgt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters verbindet jeder der Kanäle jeweils einen der Einlässe mit jeweils einem der Auslässe. Damit wird erreicht, dass die Kanäle über die Einlässe jederzeit gleichmäßig mit Wasser versorgt werden und die Durchlaufzeit des Wassers reduziert wird.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters befindet sich in den Kanälen granulatförmiges Filtermaterial.
Darüber hinaus können bei dem erfindungsgemäßen Wasserfilter zwischen den Kanalwänden eine oder mehrere Rippen vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass das granulatförmiges Filtermaterial daran gehindert wird durch die Strömung des Wassers mitgeschwemmt zu werden und sich in der Nähe des Auslasses anzuhäufen. Insbesondere wenn das granulatförmige Filtermaterial nass wird, kann es aufquellen. Wenn das Filtermaterial sich über den gesamten Querschnitt des Kanals angehäuft hat und aufquellt, steigt die Dichte in diesem Bereich und der Strömungswiderstand wird größer. Durch die Rippen wird für eine über die Betriebsdauer des Wasserfilters gleichmäßige Verteilung des granulatförmigen Filtermaterials gesorgt. Dadurch bleibt die Durchlaufzeit über einen langen Zeitraum hin konstant und eine Verstopfung des Kanals beziehungsweise der Kanäle wird vermieden.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen, dass bei dem erfindungsgemäßen Wasserfilter die Einlässe und der Auslass jeweils ein Sieb zum Zurückhalten des Filtermaterials aufweisen. Dadurch kann das Filtermaterial als Schüttgut unmittelbar in den Kanal beziehungsweise die Kanäle geschüttet werden. Eine zusätzliche Umhüllung des Filtermaterials ist nicht notwendig.
Bei dem Wasserfilter können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Einlässe äquidistant verteilt sein. Dadurch wird sichergestellt, dass unabhängig von der Einbaulage, das heißt der Orientierung des Wasserfilters im Gerät jederzeit eine ausreichende Wasserzufuhr zum Wasserfilter gewährleistet ist.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wasserfilters ist das Sieb im Auslass angeordnet und an den Boden angeformt. Das Anformen kann beispielsweise durch Einspritzen, Einpressen oder Einschalen erfolgen.
Die Einlässe können bei dem erfindungsgemäßen Wasserfilter am Rand des Deckels angeordnet sein.
Bei einer zusätzlichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wasserfilters weist der Boden ein Gefälle auf. Dadurch wird erreicht, dass am Ende des Filtervorgangs das restliche Wasser aus dem Wasserfilter läuft. Zudem wird durch das Gefälle im Boden die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers vergrößert, so dass der Durchsatz steigt.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wasserfilters ist der Deckel eben. Dies ermöglicht eine kleine und kompakte Bauform des Wasserfilters.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann bei dem Wasserfilter der Deckel am Behälter angeformt sein. Das Anformen kann durch Anschweißen, Einspritzen oder dergleichen erfolgen. Dadurch wird auf eine einfache Art und Weise sichergestellt, dass das granulatförmige Filtermaterial nicht durch ein versehentliches Öffnen des Wasserfilters herausfallen kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Behälter des erfindungsgemäßen Wasserfilters zylinderförmig ausgebildet.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Wasserfilter in einem Haushaltsgerät, insbesondere in einer Kaffee-, Tee- oder Süßgetränkemaschine, einem Entsafter, einem Bügeleisen, einer Spülmaschine, einer Waschmaschine oder einem Wasserreinigungsgerät verwendet werden. Zudem kann das erfindungsgemäße Wasserfilter in einem freistehenden Wasserspender oder einem Wasserspender, der Teil eines Kühlschranks ist, Verwendung finden. Das Wasserfilter kann auch an eine Wasserleitung angeschlossen werden. Zudem kann das Wasserfilter auch in einem Luftbefeuchter oder einem Luftreiniger verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von 8 Figuren weiter erläutert.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters im Querschnitt.
2 zeigt die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand.
3 zeigt die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht mit Deckel.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters im Querschnitt.
5 zeigt die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand.
6 zeigt die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht mit Deckel.
7 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand.
8 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand.
9 zeigt die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters im Querschnitt und in der Draufsicht im geöffneten Zustand. Der in 1 dargestellte Querschnitt ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-A, welche in 2 gezeigt ist. Das Wasserfilter umfasst einen zylinderförmigen Behälter 1, in dem drei spiralförmige verlaufende Kanalwände 2.1, 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Die Kanalwände 2.1, 2.2 und 2.3 bilden mit dem Boden 4 und dem Deckel 7 des Behälters 1 drei spiralförmige Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3. In den Kanälen 3.1, 3.2 und 3.3 befindet sich granulatförmiges Filtermaterial 11, wobei die Befüllung der Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 in 1 lediglich beispielhaft dargestellt ist. Wie in 3 gezeigt, befinden sich im Deckel 7 drei Einlässe 8.1, 8.2 und 8.3. Das zu filternde Wasser wird über den ersten Einlass 8.1 in den ersten Kanal 3.1, über den zweiten Einlass 8.2 in den zweiten Kanal 3.2 und über den dritten Einlass 8.3 in den dritten Kanal 3.3 und von dort durch das granulatförmige Filtermaterial 11 in Richtung eines im Boden 4 befindlichen Auslasses 5 geleitet.
Der Behälter 1 kann aus einem spritzfähigen Kunststoff hergestellt sein. Die Kanalwände 2.1, 2.2 und 2.3 sind bei der ersten Ausführungsform an den Boden 4 und die Außenwand des Behälters 1 angeformt. Damit ist eine hohe Stabilität gegeben. Statt dessen ist es aber auch möglich die Kanalwände 2.1, 2.2 und 2.3 an den Deckel 7 anzuformen.
Im Boden 4 befindet sich im Auslass 5 ein Sieb 6, um das granulatförmige Filtermaterial 11 zurück zu halten. Zum gleichen Zweck befindet sich auch in den Einlässen 8.1, 8.2 und 8.3 des Deckels 7 jeweils ein Sieb 9.1, 9.2 und 9.3. Die Maschenweite der Siebe 6, 9.1, 9.2 und 9.3 ist an die Körnung des Filtermaterials 11 angepasst und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm. Die Siebe können statt Maschen auch Löcher mit Öffnungen im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm aufweisen. Die Siebe 6, 9.1, 9.2 und 9.3 können eingepresst oder angeformt sein. Die Siebe 6, 9.1, 9.2 und 9.3 können auch als Gewebe oder Flies ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind die Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 gleichmäßig bis zu einer definierten Füllhöhe mit dem Filtermaterial 11 befüllt. Weil das Filtermaterial 11 im nassen Zustand aufquellen kann, sind die Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 nicht gänzlich mit dem Filtermaterial 11 gefüllt. Wären die Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 vollständig mit Filtermaterial 11 gefüllt, würde, wenn das Filtermaterial 11 aufquillt, die Dichte und damit auch der Strömungswiderstand zunehmen, so dass dann das Wasser langsamer durch die Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 fließen würde.
Die Aufbereitung des Wassers erfolgt mit Hilfe des granulatförmigen oder körnigen Filtermaterials 11. Als Filtermaterial 11 kann beim erfindungsgemäßen Wasserfilter ein Gemisch aus Ionenaustauschern und Aktivkohle dienen.
Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters weist der Boden 4 des Behälters 1 ein Gefälle mit einem Winkel α auf, der vorzugsweise im Bereich von 1° bis 10° liegt. Dadurch wird erreicht, dass auch gegen Ende des Filtervorgangs das restliche Wasser aus dem Wasserfilter läuft. Zudem wird durch das Gefälle im Boden 4 die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers vergrößert, so dass der Durchsatz steigt.
In den 4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters im Querschnitt und in der Draufsicht im geöffneten Zustand gezeigt. Der in 4 dargestellte Querschnitt ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-A, welche in 5 gezeigt ist. Der dazugehörige Deckel 7 ist in 6 dargestellt. Die in den 4, 5 und 6 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass im Behälter 1 zwischen den Kanalwänden 2.2 und 2.3 mehrere Rippen 10.1 vorgesehen sind. Zudem sind zwischen den Kanalwänden 2.1 und 2.2 mehrere Rippen 10.2 angeordnet. Zwischen den Kanalwänden 2.1 und 2.3 befinden sich ebenfalls Rippen 10.3. Die Rippen 10.1, 10.2 und 10.3 sind an den Boden 4 des Behälters 1 angeformt. Mit Hilfe der Rippen 10.1 und 10.2 wird verhindert, dass das granulatförmige Filtermaterial 11 durch die Strömung des Wassers mitgeschwemmt wird und sich in der Nähe des Auslasses 5 anhäuft. Die Strömung des Wassers ist in 5 mit Pfeilen dargestellt. Wenn das Filtermaterial 11 sich über den gesamten Querschnitt des Kanals angehäuft hat und im nassen Zustand aufquillt, steigt die Dichte in diesem Bereich im Kanal und der Strömungswiderstand wird größer. Durch die Rippen 10.1 und 10.2 wird dafür gesorgt, dass das granulatförmige Filtermaterial 11 über die Betriebsdauer des Wasserfilters gleichmäßig in den Kanälen 3.1 bis 3.3 verteilt bleibt. Dadurch bleibt die Durchlaufzeit des Wassers über einen langen Zeitraum hin konstant und eine Verstopfung des Kanals beziehungsweise der Kanäle wird vermieden. Im übrigen entspricht die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform.
Die Rippen 10.1 und 10.2 können die Form eines Kammes aufweisen oder als Schwellen, Schlitze, Stege oder nasenförmig ausgebildet sein. Sie können wahlweise an den Boden 4 oder den Deckel 7 angeformt sein oder in die Kanäle 3.1 bis 3.3 eingesetzt werden. Die Anzahl der Rippen 10.1 und 10.2 richtet sich unter anderem nach der Körnigkeit des Filtermaterials 11, nach der Anzahl der Kanäle sowie nach der Menge und Strömungsgeschwindigkeit des Wassers.
In 7 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand dargestellt. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform dadurch, dass im Behälter 1 lediglich eine spiralförmige Kanalwand 2.4 vorgesehen ist, so dass auch nur ein Kanal 3.4 entsteht. Die dritte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Befüllung des Behälters 1 mit dem granulatförmigen Filtermaterial 11 einfach ist. Zudem ist die Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Fläche hoch.
8 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von vorigen Ausführungsformen dadurch, dass im Behälter 1 zwei spiralförmige Kanalwände 2.5 und 2.6 vorgesehen sind, die zwei Kanäle 3.5 und 3.6 bilden. Die vierte Ausführungsform hat den Vorteil, dass das granulatförmige Filtermaterial 11 im Wasserfilter über einen längeren Zeitraum gleichmäßig verteilt bleibt.
Die Bezugszeichen S1 bis S16 kennzeichnen einzelne Segmente und dienen dazu die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsformen deutlicher erkennbar zu machen.
9 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasserfilters in der Draufsicht im geöffneten Zustand. Von den oben genannten Ausführungsformen unterscheidet sich die in 9 gezeigte Ausführungsform dadurch, dass drei Auslässe 5.1, 5.2 und 5.3 vorgesehen sind, in denen jeweils ein auslassseitiges Sieb 6.1, 6.2 und 6.3 angeordnet ist, so dass für jeden Kanal 3.1 bis 3.3 jeweils ein eigener Auslass zur Verfügung steht. Somit mündet der Kanal 3.1 in den Auslass 5.1 mit dem Sieb 6.1, der Kanal 3.2 in den Auslass 5.2 mit dem Sieb 6.2 und der Kanal 3.3 in den Auslass 5.3 mit dem Sieb 6.3. Mit Hilfe eines Stutzens oder einer Trennwand 12 werden die einzelnen Kammern oder Kanäle 3.1, 3.2 und 3.3 im Zentrum des Wasserfilters voneinander getrennt.
Die Kanalwände können, wie in den 1 bis 8 gezeigt, als Polygone geformt sein. Sie können aber auch rund geformt sein.
Die Durchlaufzeit des Wassers ist bei der ersten und zweiten Ausführungsform (1 bis 6) am kürzesten und bei der in 7 gezeigten dritten Ausführungsform am längsten. Bei der dritten Ausführungsform gemäß 8 liegt die Durchlaufzeit dazwischen.
Die Durchlaufzeit kann bei den beschriebenen Ausführungsformen durch die Größe und Form der Einlässe 8.1 bis 8.3 und des Auslasses 5 sowie durch die Körnung des Filtermaterials 11 beeinflusst werden.
Der Durchmesser des Wasserfilters hängt von den technischen Rahmenbedingungen ab. In einer Ausführungsform liegt der Durchmesser bei 11 cm.
Durch die in den 1 bis 8 dargestellte Formgebung des Wasserfilters ist es möglich das Wasserfilter in horizontaler Lage einzusetzen.
Das Wasserfilter kann beispielsweise in Haushaltsgeräten und Haushaltsmaschinen, wie Kaffee-, Tee-, Süßgetränkemaschinen, Entsaftern, Bügeleisen, Spülmaschinen, Waschmaschinen, Wasserreinigungsgeräten und Wasserspendern, in Luftbefeuchtern und Luftreinigern verwendet werden. Das Wasserfilter kann sowohl im Gastronomiebereich als auch in privaten Haushalten verwendet werden.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

1: Behälter
2.1–2.6: Kanalwände
3.1–3.6: Kanäle
4: Boden
5: Auslass
5.1–5.3: Auslässe
6: auslassseitiges Sieb
6.1–6.3: auslassseitige Siebe
7: Deckel
8.1: Einlass
8.2: Einlass
8.3: Einlass
9.1: einlassseitiges Sieb
9.2: einlassseitiges Sieb
9.3: einlassseitiges Sieb
10.1: Rippen
10.2: Rippen
10.3: Rippen
11: Filtermaterial
12: Trennwand
S1–S16: Segment Nummer 1 bis 16

Claims

Wasserfilter, – mit einem Behälter (1), der einen Boden (4) und einen Deckel (7) aufweist, – wobei im Deckel (7) mehrere Einlässe (8.1, 8.2, 8.3) vorgesehen sind, – wobei im Boden (4) wenigstens ein Auslass (5) vorgesehen ist, und – wobei im Behälter (1) mehrere spiralförmige Kanäle (3.1–3.6) vorgesehen sind, über die die Einlässe (8.1, 8.2, 8.3) mit dem Auslass (5) verbunden sind.
Wasserfilter nach Patentanspruch 1, wobei jeder der Kanäle (3.2–3.6) jeweils einen der Einlässe (8.1–8.3) mit dem Auslass (5) verbindet.
Wasserfilter nach Patentanspruch 1, wobei jeder der Kanäle (3.2–3.6) jeweils einen der Einlässe (8.1–8.3) mit jeweils einem der Auslässe verbindet.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei sich in den Kanälen (3.1–3.6) granulatförmiges Filtermaterial (11) befindet.
Wasserfilter nach Patentanspruch 4, wobei zwischen den Kanalwänden (2.4–2.6) Rückhaltemittel (10.1, 10.2, 10.3) zum Zurückhalten des Filtermaterials (11) vorgesehen sind.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, wobei die Einlässe (8.1–8.3) und der Auslass (5) jeweils ein Sieb (9.1–9.3, 6) zum Zurückhalten des Filtermaterials (11) aufweisen.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Einlässe (8.1–8.3) äquidistant verteilt sind.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Einlässe (8.1, 8.2, 8.3) am Rand des Deckels (7) angeordnet sind.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei der Boden (4) ein Gefälle aufweist.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei der Deckel (7) eben ist.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei der Deckel (7) am Behälter (1) angeschweißt ist.
Wasserfilter nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, wobei der Behälter (1) zylinderförmig ausgebildet ist.
Verwendung des Wasserfilters nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, in einem Haushaltsgerät, insbesondere in einer Kaffee-, Tee- oder Süßgetränkemaschine, einem Entsafter, einem Bügeleisen, einer Spülmaschine, einer Waschmaschine, einem Wasserspender, einem Wasserreinigungsgerät, einem Luftbefeuchter oder einem Luftreiniger.