DE4024289A1 - Chargenweise arbeitende wasserreinigungskartusche mit schwerkraftzufuehrung und einer mehrzahl von betten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserreinigungsanordnung mit un­ ter dem Einfluß von Schwerkraft arbeitender Wasserzuführung, insbesondere eine Trinkwasserreinigungs- und Desodorierungs­ anordnung zur Reduzierung von Blei, Chlor, Aluminium und ande­ ren Substanzen aus Wasserchargen zum häuslichen Verzehr in Nahrungsmitteln oder Getränken.

Der Gegenstand der Erfindung hat zahlreiche Anwendungsbereiche wie z.B. in Verbindung mit Kaffeekannen, Teekannen, Suppen­ töpfen, Soßenpfannen, großvolumigen Abgabebehältern und dgl. Der Einfachheit halber werden alle diese und vergleichbare An­ ordnung im Folgenden als Kannen bezeichnet.

In Leitungswasser wird eine zunehmende Zahl von Verunreinigun­ gen festgestellt, die dessen Geschmack negativ beeinflussen oder gesundheitsschädlich sind. Blei und andere Schwermetalle, gefährliche Chemikalien und giftige Spurenelemente werden häu­ fig als Verunreinigungen von Trinkwasser vorgefunden. Der Bleigehalt kann zu geistigen Behinderungen bei Kindern füh­ ren. Neuerdings sind Berichte bekannt geworden, wonach eine Verbindung zwischen der Alzheimer′schen Krankheit und einem Aluminiumgehalt bestehen könnte. Zusätzlich zu Metallen wird in Trinkwasser häufig Chlor vorgefunden, welches durch staat­ liche oder örtliche Wasserwerke zum Abtöten von Bakterien dem Trinkwasser beigesetzt wird. Darüber hinaus verleihen Spuren­ verunreinigungen dem Wasser häufig einen aggressiven Geschmack oder Geruch beim Entnehmen aus der Wasserleitung, welcher sich in Speisen oder Getränken, die unter Verwendung solchen Lei­ tungswassers hergestellt wurden, fortsetzt. Diese Probleme haben sich noch dadurch verschlimmert, daß in zunehmendem Maße Verunreinigungen im Grundwasser vorgefunden werden.

Eines der am meisten Sorgen bereitenden Probleme ist derzeit die Entfernung von Blei, Chlor, Aluminium und anderen Substan­ zen aus dem Trinkwasser. Blei gelangt unter anderem über Löt­ verbindungen in das Trinkwasser, welche zur Herstellung von Leitungsverbindungen verwendet werden. Das Bleilot kann von fertig installierten Häusern ohne substantielle Kosten in Kauf zu nehmen nicht entfernt werden. Chlor sollte aus dem Quell­ wasser nicht entnommen werden, es sei denn kurz vor dem Ge­ brauch, da es permanent zum Abtöten von Bakterien zur Vermei­ dung von epidemischen Krankheiten und Seuchen erforderlich ist. Es ist deshalb erforderlich, kostengünstige Einrichtungen bereitzustellen, um den Bleigehalt, das Chlor, das Aluminium und andere Verunreinigungen aus dem Trinkwasser vor dem menschlichen Verzehr desselben oder vor dessen Verwendung für Nahrungsmittel und Getränke zu entfernen.

Da es äußerst wahrscheinlich erscheint, daß diese und andere Verunreinigungen in dem verfügbaren Trinkwasser für den Haus­ gebrauch für Nahrungsmittel und Getränke noch viele Jahre vor­ handen sein werden, ist es wichtig, eine Wasserfilteranordnung für den häuslichen Gebrauch zu schaffen. Derartige Systeme zur Wasserreinigung bei Zuführung des Wassers unter Einfluß der Schwerkraft sind aus den US-Patenten 46 86 037 und 45 04 389 bekannt.

Es gibt viele Zeiten und Orte, wo gefiltertes Wasser an Orten erforderlich ist, wo nicht die üblichen in Abhängigkeit von dem Wasserdruck arbeitenden Filter vorhanden sind. Beispiels­ weise kann der Wunsch bestehen, eine relativ kleine Menge ge­ filterten Wassers zur Zubereitung einer Tasse Tee oder Kaffee an einem Strand oder in einem Hof zur Verfügung zu haben. An solchen Orten ist es wünschenswert, die Notwendigkeit von unter Druck stehendem Wasser zu vermeiden und den Filtervor­ gang ausschließlich unter dem Einfluß der Schwerkraft durch­ zuführen. Beispielsweise kann eine Person, welche gegen Verun­ reinigungen empfindlich ist, während einer Reise das Filtern von verunreinigtem Wasser wünschen. Weiterhin gibt es eine ganze Reihe von Gelegenheiten, wo kleinere Mengen gefilterten Wassers benötigt werden.

Das US-Patent 43 06 971 zeigt eine Ausführungsform einer char­ genweise unter dem Einfluß von Schwerkraft arbeitenden Filter­ anordnung für relativ kleine Mengen, welche zu einem derarti­ gen Zweck verwendet werden kann. Das US-Patent 47 49 484 stellt ein Beispiel für ein Filtersystem unter Heranziehung der Schwerkraft für relativ große Mengen dar. Allerdings zeigt keines dieser Patente eine Filteranordnung, welche zur Reduk­ tion von Verunreinigungen wie Blei, Aluminium und dgl. geeig­ net ist. Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einem kosten­ günstigen Filtersystem, welches diese und ähnliche Verunreini­ gungen bei kleinen Mengen von Wasser für Speisen und Getränke reduzieren kann.

Zahlreiche Filterelemente sind üblicherweise in austauschbaren Kartuschen angeordnet, die nach Verbrauch ersetzt werden kön­ nen und in einer geeigneten Vorrichtung angeordnet sind, die z.B. an einem Wasserhahn angebracht wird. Diese bekannten Fil­ terkartuschen arbeiten in Abhängigkeit von dem Wasserleitungs­ druck, um eine Durchflußrate einzustellen, mit der das Wasser durch den Filter fließt. Wenn dementsprechend solche Systeme in einem mit Schwerkraft arbeitenden System ohne Leitungsdruck verwendet werden, ist der Wasserdurchfluß in der Regel zu nie­ drig, um eine gute Filtrierung zu erreichen, da die Verweil­ zeit für das Wasser, welches durch den Filter geht, sehr wich­ tig für eine gute Filtrierung ist.

Dementsprechend können Filter, welche für den Anschluß an un­ ter Druck stehende Wasserleitungen bestimmt sind, nicht unbe­ dingt in Anordnungen eingesetzt werden, welche mit Schwerkraft arbeiten, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen. Darüber hinaus sind die meisten dieser Filter nicht so ausge­ legt, daß sie hohe Grade von bestimmten Verunreinigungen, ins­ besondere Blei, Aluminium, Chlor und dgl. eliminieren können.

Eine weitere Überlegung besteht darin, daß bestimmte Verunrei­ nigungen die Tendenz haben können, den Wasserdurchfluß durch ein Filterbett zu reduzieren und damit auch dessen Gebrauchs- Lebensdauer. Dementsprechend besteht auch ein Bedarf an einem Wasserfiltrationssystem, welches eine austauschbare Filterkar­ tusche aufweist, welche eine vollständigere Reinigung ermög­ licht und darüber hinaus eine längere Betriebs-Lebensdauer aufweist.

Dementsprechend soll gemäß der Erfindung ein neues und verbes­ sertes, kostengünstiges, ausschließlich mit Schwerkraft arbei­ tendes Filtersystem geschaffen werden, welches sich zur Reduk­ tion von Verunreinigungen, wie speziell Blei, Aluminium, Chlor und dgl. eignet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein sol­ ches System mit austauschbaren Filterkartuschen von einfachem Aufbau und kostengünstiger Konstruktion zu versehen, welche eine verlängerte Betriebs-Lebensdauer aufweisen. Weiterhin sollen derartige Systeme mit austauschbaren Kartuschen verse­ hen werden können, welche in Verbindung mit bestehenden Kaf­ feemaschinen und dgl. eingesetzt werden können. Ein solches System soll weiterhin die Möglichkeit eröffnen, sowohl große als auch kleine Mengen chargenweis unter dem Einfluß von Schwerkraft zu verarbeiten.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erstellung kleiner gefilterter Chargen ein Behälter vorgesehen ist, der an einen trichterartigen Behälter erinnert, in wel­ chen eine mehrstufige Wasserreinigungsfilterkartusche einsetz­ bar ist. Ein derartiges System eignet sich für viele schwer­ kraftabhängig arbeitende Anordnungen, wie Töpfe, Kannen, Kaf­ feemaschinen und dgl. Zur erfindungsgemäßen Filtrierung großer Chargen umfaßt ein unter dem Einfluß der Schwerkraft arbeiten­ des Zuführsystem zwei Abteilungen, vorzugsweise spritzgebla­ sene Container. Ein oberes Abteil enthält Rohwasser, ein darunterliegendes gefiltertes Wasser. Eine Filterkartusche ist in einer Zwischenwand zwischen den beiden Abteilen angeordnet, so daß das Wasser beim Durchfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft von dem oberen in den unteren Behälter gefiltert wird.

Die Filterkartusche weist ein Bett von deionisierendem (ionen­ austauschendem) Harz gefolgt von einem weiteren Bett Aktiv­ kohle auf, wobei diese voneinander getrennt sind. Die Trennung wird mittels eines speziellen Sammelmaterials bewerkstelligt. Ionische Verunreinigungen, einschließlich Blei, Aluminium und andere metallische Verunreinigungen, werden entfernt, wenn das Wasser durch das deionisierende Bett fließt. Das Aktivkohle­ bett eliminiert organische und andere nichtionische Bestand­ teile ebenso wie Geschmacks- oder Geruchskomponenten, welche durch deionisierende Harze eingebracht werden. Eine Vielzahl von vor- und nachgeordneten Materialien hinsichtlich der Fil­ terung, die durchlässig sind und zur Trennung und insbesondere Sammlung dienen, können verwendet werden, um spezielle Stoffe aufzufangen und auch das Durchflußmuster des Wassers durch die Kartusche zu steuern, so daß die Unversehrtheit der Filter­ betten gewährleistet ist. Diese durchlässigen Materialien sind so ausgewählt, daß sie unter dem Einfluß der Schwerkraft eine angemessene Durchflußrate gewährleisten.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen unter dem Einfluß von Schwerkraft arbeitenden Tropf-Kaffeema­ schine,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines trichterartig geformten Behälters zur chargenweisen Filterung und einer mehrstufigen Wasserreinigungs­ kartusche,

Fig. 3 eine Ansicht einer Modifizierung der Ausführungsform nach Fig. 2, welche abgestufte Wandungen aufweist, um eine Anpassung an eine Mehrzahl von Kannengrößen zu ermöglichen sowie einen äußeren Kragen, um ein Ver­ schieben der Filterkartusche zu verhindern,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Filterkar­ tusche,

Fig. 5 eine Aufsicht des Filters nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht von unten des Filters nach Fig. 4,

Fig. 7 einen Querschnitt des Inneren einer Kaffeemaschine nach Anspruch 1, welche so ausgebildet ist, daß die erfin­ dungsgemäße Kartusche in der Kaffeemaschine selbst an­ geordnet werden kann,

Fig. 8 einer perspektivische Ansicht eines großvolumigen, chargenweise unter dem Einfluß der Schwerkraft arbei­ tenden Systems und

Fig. 9 einen vereinfachten vertikalen Schnitt des Filter­ systems nach Fig. 8.

In Fig. 1 ist eine Kaffeemaschine 10 als Beispiel für herkömm­ liche derartige Anordnungen dargestellt. Die wesentlichen Ele­ mente einer solchen Anordnung sind eine Kanne 12, ein Wasser­ behälter 14, ein Heizelement 16, auf welchem die Kanne ruht, ein belieibiges Wasserheizelement (welches nicht dargestellt ist), eine Auslaßöffnung 22 und ein Kaffeefilter 24. In den Wasserbehälter 14 wird Wasser gegossen, wo es durch ein Heiz­ element erhitzt werden kann, wenn ein Vorheizen des Wassers erforderlich ist. Das Wasser gelangt von dem Behälter 14 durch den Auslaß 22 in den Filter 24 mit dem Kaffee und dann durch den gemahlenen Kaffee, der sich am Boden des Filters befindet. Unter dem Einfluß der Schwerkraft gelangt der Kaffee dann in die Kanne 12 und wird dort gesammelt. Das Heizelement 16 hält den Kaffee auf Trinktemperatur. Eine derartige herkömmliche Kaffeemaschine weist keine Einrichtung zum Filtern des Wassers auf.

Eine solche Kaffeemaschine ist nur ein Exemplar aus einer Vielzahl von Anwendungsfällen, wo es wünschenswert sein kann, eine relativ kleine Charge gefilterten Wassers verfügbar zu haben. Man kann sich leicht vorstellen, daß es eine Vielzahl vergleichbarer Anwendungsfälle, wie z.B. zur Herstellung von Tee, von Suppen od. dgl. gibt. Ein herausragendes Charakteri­ stikum dieser Art von Wasserverwendung besteht darin, daß nur eine relativ kleine Menge gefilterten Wassers, wie z.B. 1 bis 12 Tassen, gebraucht werden.

Die meisten chargenweise arbeitenden Filter sind so ausgelegt, daß sie relativ große Wassermengen zur Verfügung stellen. Dem­ entsprechend sind die Filter relativ groß und mühsam in der Handhabung und müssen zwischen den jeweiligen Verwendungen ge­ sondert aufgehoben werden. Ein zweites Charakteristikum von relativ kleinen Mengen gefilterten Wassers besteht darin, daß der Benutzer den Aufwand an Mühe minimieren möchte, der erfor­ derlich ist, um das Wasser zu filtern.

Beispielsweise kann es für einen Benutzer unangenehm sein, we­ sentliche Zeit darauf zu verwenden, einen Filter an der Was­ serleitung zu befestigen. Manchmal kann eine Kanne verwendet werden, um Kaffee zuzubereiten, während ein anderes Mal das gefilterte Wasser für die Verwendung in einer Teekanne oder einer Soßenpfanne vorgesehen sein kann. Dementsprechend sollte ein derartiges Filtersystem für kleine Mengen für ganz unter­ schiedliche Größen und Arten von Behältern geeignet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein trichterartiger Behälter 26 (Fig. 2) vorgesehen, der mit einem Halteteil 28 versehen ist, an welches eine Filterkartusche 30 angehängt werden kann. Der Öffnungswinkel (Winkel A) des Trichters ist so gewählt, daß er in die Öffnung einer Kanne, einer Teekanne, eines kleinen Soßenbehälters od.dgl. paßt, so daß die Verwendung für jeden beliebigen Behälter möglich ist, indem bei einem geeigneten Durchmesser ein einfaches Aufsetzen auf den Behälter möglich ist. Ein solcher trichterförmiger Be­ hälter 26 paßt vielleicht nicht auf alle kleinen Soßengefäße od.dgl., aber er paßt im wesentlichen auf alle Kannen für Tee und Kaffee, wie sie in Verbindung mit Kaffeemaschinen übli­ cherweise verwendet werden.

Im einzelnen kann der trichterförmige Behälter 26 (Fig. 2) eine runde Abdeckung 32 mit einer Öffnung 34 zum Einführen unbehandelten Wassers aufweisen. Die Abdeckung kann sich zur Öffnung 34 zu verjüngen, um das Einfüllen zu erleichtern. Die Öffnung 34 ist so dargestellt, daß hierdurch das Wasser auf die Seite des Trichters 26 und weg von der Kartusche geleitet wird, so daß das Wasser die Kartusche nicht mit dem vollen Leitungsdruck beaufschlagt. Das auf die Oberseite 32 oder di­ rekt in den Trichterbehälter 26 geschüttete Wasser gelangt unter dem Einfluß der Schwerkraft durch den trichterförmigen Behälter und aus dem Boden über die Filterkartusche 30. Durch die trichterförmige Ausgestaltung des Behälters 26 wird eine verhältnismäßig kleine Auflagefläche erreicht, die auf dem oberen Rand 36 einer Kanne 12 oder eines anderen Behälters zu liegen kommt. Der Trichterwinkel (Winkel A) wird auf der Basis üblicher Kannen für Kaffeemaschinen und dgl. ausgewählt.

Der Durchmesser einer Öffnung 38 wird so gewählt, daß sie die Filterkartusche 30 aufnehmen und halten kann, welche - wie bei 39 dargestellt - eine sich radial nach außen erstreckende Kan­ te aufweist, wobei die Oberkante 40 in eine sich verjüngende Öffnung paßt, so daß die Oberseite des Filters 30 mit der Oberseite des Halteteils 28 fluchtet oder unterhalb dieser zu liegen kommt, so daß ein einwandfreier Abfluß gewährleistet ist.

Der obere vorstehende Rand 40 der Kartusche macht es möglich, daß dieser auf dem entsprechend geneigten Rand der Öffnung 38 zu liegen kommt und dort gehalten wird. Die Unterseite des Trichters weist zwei konzentrische Kragenabschnitte 42, 44 auf, welche sowohl zur mechanischen Verstärkung und zur Ausrichtung des trichterförmigen Behälters 26 und zur mechanischen Stabi­ lisierung des Filters 30 dienen, wenn der Trichter mit seinem Außenrand 40 in der Öffnung 38 hängt.

Vorzugsweise fallen alle Oberflächen am Boden des Behälters 26 nach unten ab, um einen problemlosen Durchfluß zu ermöglichen. Dementsprechend gelangt das in den Behälter 26 geschüttete Wasser durch den Filter 30 durch dessen Boden 46 in die Kanne 12, wo es gesammelt wird.

Die Konstruktion einer bevorzugten Filterkartusche 30 ist in Fig. 2 und in den Fig. 4 bis 6 der amerikanischen Patentan­ meldung 07/2 84 256 vom 14.12.1988 dargestellt. Eine mehrstu­ fige Wasserreinigungskartusche umfassend die erfindungsgemäßen Merkmale umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 50 mit einem oberen Einlaß 52 und einem unteren Auslaß 54 in den oberen bzw. unte­ ren Gehäuseenden, wie in Fig. 2, 4 dargestellt, wobei auch andere Anordnungen des Einlasses und Auslasses denkbar sind. Ein bevorzugtes Gehäuse 50 ist flüssigkeitsundurchlässig und mit Ausnahme des Einlasses 52 und des Auslasses 54 vollständig geschlossen, welche zur Vermeidung von Verunreinigungen bei der Herstellung verschlossen werden können. Um das Entfernen des Filters zu erleichtern, kann ein Griff 55 vorgesehen sein.

In der Kartusche kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Anzahl faserartiger Filter- und Adsorptionsmedien 56 bis 60 vorgesehen sein, deren Grenzflächen senkrecht zu der Längs­ achse des zylindrischen Gehäuses verlaufen. Diese Filtermedien umfassen vorzugsweise am weitesten stromaufwärts (d.h. nächst des Einlasses 52) eine oder zwei durchlässige Vorfilterschei­ ben 56, welche körniges Material zurückhalten. Der oder diese Filter 56 können Scheiben sein, die aus Polyäthylen, Polyester, Vlies oder anderem geeignetem Fasermaterial herge­ stellt sind, welches hinreichend kleine Poren aufweist, um diese körnigen Verunreinigungen zurückzuhalten. Ein ähnlicher durchlässiger Filter 60 ist vorzugsweise an dem stromabwärts gelegenen Ende (d.h. Ende des Auslasses 54) angeordnet und so ausgelegt, daß er gegebenenfalls vorhandene zusätzliche Parti­ kel auffängt.

Eine Filterporosität, welche kleiner als 100 µm ist, kann zu einem nicht ausreichend schnellen Durchfluß führen, wenn die Wasserzufuhr ausschließlich über Schwerkraft erfolgt. Dement­ sprechend müssen, um die Schwerkraft zum Durchdrücken des Was­ sers ausreichen zu lassen, die Trennfilter sehr porös sein, vorzugsweise über 100 µm. Zur Erzielung einer optimalen Lei­ stung unter Verwendung der genannten Kohlepartikel und des Ionenaustauschharzes bei einer akzeptablen Filterzeit sollten alle Filtereinlagen 56, 58 und 60 eine Porosität im Bereich von 150 bis 250 µm aufweisen. Dies ist eine höhere Porosität als Filtereinsätze aufweisen, welche in Wasserleitungsfilterkar­ tuschen angeordnet sind.

Zwischen den Vor- und Nachfiltern 56 und 60 ist ein Hohlraum ausgebildet, welcher in zwei Betten oder Abteile 62 und 64 von vorzugsweise etwa gleichem Volumen aufgeteilt ist. Diese Auf­ teilung wird mittels eines durchlässigen Trennfilters 58 be­ werkstelligt, welcher ebenfalls aus Polyäthylen, Polyester, Vlies oder einem ähnlichen Fasermaterial bestehen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abteil 62 stromauf­ wärts von dem Trennfilter 58 angeordnet und umfaßt ein erstes Reinigungsbett aus deionisierendem Harz. Das stromabwärts ge­ legene Abteil 64 umfaßt vorzugsweise ein zweites Reinigungs­ bett aus körniger Aktivkohle.

Die bevorzugte Filterausgestaltung sollte 50% deionisierendes Harz (in Bett 62) und 50% Aktivkohle (in Bett 64) umfassen. Allerdings sind die Reduktionseigenschaften hinsichtlich Blei, Aluminium und vergleichbaren Bestandteilen durch das Harz immer noch akzeptabel wenn auch nur 20% deionisierendes Harz in dem Bett 62 und 80% Kohle in dem Bett 64 vorhanden ist. Darüber hinaus ist auch eine Filterkartusche mit 100% Aktiv­ kohle und ohne Harz akzeptabel, wobei eine solche Kartusche allerdings dann nicht in der Lage ist, Aluminium, Blei und dgl. zu entfernen. Ein solcher nur Kohlenstoff umfassender Filter weist ein einziges Bett 64 unter Verzicht auf die mit­ tige Trennwand 58 auf. Vorzugsweise sind das Harz und der Kohlenstoff wie in der amerikanischen Patentanmeldung 07/2 84 256 beschrieben ausgebildet. Ein auch geeigneter und äqui­ valenter Aktivkohlentyp wird unter der Handelsbezeichnung "TOG" von der Firma "Calgon" mit einer Körnung von 20 × 50 mesh angeboten.

Der einfließende Wasserstrom sollte vorzugsweise erst durch das Bett mit deionisierendem Harz und dann durch das Aktiv­ kohlebett fließen. Diese Reihenfolge wird bevorzugt, damit das Aktivkohlebett Gerüche und Geschmackskomponenten entfernen kann, welche durch das Harz bedingt sind. Allerdings unter reinen Wasserreinigungsgesichtspunkten funktioniert die um­ gekehrte Reihenfolge (d.h. Aktivkohle zuerst und dann erst Harz) in gleicher Weise, wenn es nicht auf Geruch oder Ge­ schmack ankommt, die durch das Harz bedingt sein mögen. In manchen Fällen kann auch ein einziges Bett verwendet werden, welches aus einem Gemisch von deionisierendem Harz und Aktiv­ kohle gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Ko­ stenaufwand für die zentrale Trennwand 58 gespart. Allerdings ist die Betriebsdauer und Leistungsfähigkeit ohne einen der­ artigen zentralen Filter 58 niedriger als mit einem solchen Filter 58, da dieser den Wasserdurchfluß dispergiert und damit die Wahrscheinlichkeit einer Kanalbildung vermindert.

Die Oberseite (Fig. 5) des Gehäuses 50 weist eine Vielzahl von Öffnungen wie die Öffnungen 66 auf, um das einströmende Wasser gleichmäßiger zu verteilen und an den niedrigen Druck aufgrund der Schwerkraftzuführung anzupassen. In gleicher Weise weist die Unterseite (Fig. 6) eine Mehrzahl von Öffnungen 68 zur gleichmäßigen Verteilung des Wassers auf. Vorzugsweise sind die oberen und unteren Öffnungen gegeneinander versetzt. Diese Verteilung der Öffnungen wirkt einer Kanalbildung in den Fil­ terbetten 62, 64 entgegen.

Die gleichen Filter können in ganz unterschiedlichen Gehäusen untergebracht werden. Beispielsweise weist in Fig. 3 das Ge­ häuse eine im wesentlichen trichterförmige Konfiguration auf mit abgestuften Abschnitten im Bereich 70, um eine Mehrzahl von abgestuften Durchmessern zu schaffen, welche in Öffnungen unterschiedlicher Größe an Kannen, Teetassen, Soßenbehältern und dgl. passen. Es wurde festgestellt, daß eine Struktur 68 für die meisten derzeit benutzten Kannen geeignet ist, wenn der Öffnungswinkel A im Bereich von 25 bis 45° liegt, vorzugs­ weise bei 35° Die Durchmesser der Stufen im Bereich 70 soll­ ten etwas kleiner sein als die Durchmesser der Kannenöffnun­ gen, welche zur Aufnahme der jeweiligen Stufe dienen. Die Durchmesser sollten um einen solchen Betrag kleiner sein, daß aus der Kanne Luft entweichen kann.

Die Unterseite 71 des Teils 68 fällt nach unten mit einem Win­ kel B schräg ab um einen vollständigen Abfluß sicherzustellen. Die Steigung (Winkel B) kann in jedem geeigneten Bereich lie­ gen, wobei jedoch eine Steigung bis zu 10° akzeptabel ist und eine Steigung von 3° bevorzugt wird. Der äußere Kragen 42 er­ streckt sich nach unten über die Filterkartusche 30 hinaus, um ein Verrutschen der Kartusche zu verhindern.

Der Bereich 72 ist als beidseitige Vertiefung ausgebildet, um auf diese Weise Griffe zum Anheben der Anordnung 68 zu schaffen.

Die Anordnung 68 nimmt einen Filter in der vorstehend in Ver­ bindung mit Fig. 2 beschriebenen Weise auf.

Die Trichterkonfigurationen, wie sie in Fig. 2 und Fig. 3 dar­ gestellt sind, dienen dazu, kleine Chargen von Wasser zu fil­ tern, bevor das Wasser in die Öffnung 14 einer Kaffeemaschine, wie in Fig. 1 dargestellt, gegossen wird. Es kann aber auch vorteilhaft sein, eine erfindungsgemäße Kartusche innerhalb einer Kaffeemaschine anzuordnen. Für eine solche Anordnung im Inneren kann eine Modifikation vorgesehen sein, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, wobei der Filter in den Boden des Was­ serbehälters 73 einer Kaffeemaschine eingepaßt ist. Der Filter 50 mündet in ein Wasserreservoir 75 mit einem trichterartigen Bodenabfluß in einen Gummischlauch 77 od. dgl., welcher das ge­ filterte Wasser innerhalb der Kaffeemaschine weiterleitet.

In Fig. 8 und 9 ist eine Filteranordnung für größere Volumina dargestellt, welche mit Schwerkraft arbeitet.

Vorzugsweise weist ein spritzgegossenes Gehäuse 74 (Fig. 8) zwei Abteilungen auf, wobei ein oberes und unteres Abteil 76 bzw. 78 durch einen Bereich 80 getrennt sind, welcher eine fe­ ste Auflagefläche für einen Filter bildet. Eine Einfüllkappe 82 ist an der Oberseite des oberen Abteils 76 und ein Zapfhahn 84 ist im Bereich des Bodens des unteren Abteils des Gehäuses vorgesehen.

Wenn das Gehäuse 74 auf dem Fach eines Kühlschrankes angeord­ net werden soll, muß es weit genug zurückgeschoben werden, damit die Tür geschlossen werden kann, was in der Regel bedeu­ tet, daß der Zapfhahn 84 über einer Fachabteilung zu liegen kommt und nicht wirksam benutzt werden kann. Um Wasser aus dem Behälter zu entnehmen, ist es notwendig, den Behälter nach vorne zu ziehen, damit der Zapfhahn über der Vorderkante der Fachabteilung zu liegen kommt und Wasser in eine Tasse od.dgl. abgeben kann. Dementsprechend ist ein Griff 86 vorgesehen, um das Vorziehen des Gehäuses 74 zu erleichtern. Darüber hinaus erleichtert ein Griff 86 das Tragen der Vorrichtung, wenn die­ se mit Wasser gefüllt ist.

Ein Lüftungsschlauch 88 (Fig. 9) mit einem kleinen Loch 90 ist an einer geeigneten Stelle des Gehäuses 74 vorgesehen, damit Luft aus dem unteren Abteil 78 entweichen kann, wenn Wasser unter dem Einfluß der Schwerkraft von dem oberen zu dem unte­ ren Abteil abfließt. Vorzugsweise ist die Belüftungsöffnung 90 auf der Seite des Schlauchs 88 vorgesehen, so daß die Wahr­ scheinlichkeit reduziert wird, daß Verunreinigungen in den Schlauch und in das gefilterte Wasser in der Abteilung 78 ge­ langen. Eine geeignete (nicht dargestellte) Abdeckung kann über die Oberseite des Schlauches 88 gestülpt werden, um Ver­ unreinigungen zu verhindern und die Sauberkeit aufrechtzuer­ halten. Eine Belüftungsöffnung 91 ist im oberen Abteil 36 in der Nähe der Oberseite des Schlauchs 88 vorgesehen, um den Eintritt von Luft in das obere Abteil zu ermöglichen, wenn Wasser in das untere Abteilung abfließt. Vorzugsweise ist die Belüftungsöffnung 91 in dem angehobenen Teil des Behälters angeordnet, so daß sie über der Wasseroberfläche zu liegen kommt in einem Bereich, welcher mechanisch geschützt ist, und zwar in der Nähe des Schlauches 88, ohne von diesem verdeckt zu sein. Eine geeignete Abdeckung kann vorgesehen sein, um einen wasserdichten Verschluß zu gewährleisten, während der Behälter transportiert wird.

Die Abdeckung 82 überdeckt eine Öffnung 92, welche oberhalb des Filters 50 positioniert ist. Der Durchmesser der Öffnung 92 ist groß genug, daß eine Person in das obere Abteil 76 langen und den Griff 55 erfassen kann, um den Filter zu ent­ fernen und zu ersetzen. Eine Ringdichtung 94 dichtet das Fil­ tergehäuse 50 gegen das Gehäuse 74 ab, so daß verhindert wird, daß unbehandeltes Wasser um den Filter herum in das untere Abteil 78 gelangt.

Da spritzgegossene Flaschen eine erhebliche Flexibilität auf­ weisen, wird eine steife Hülse 96 mit einer Rastlippe 98 in die Öffnung zwischen den Abteilungen gedrückt. Auf diese Weise­ hat der Filter 50 einen festen und zuverlässigen Sitz. Der Boden des oberen Abteils verläuft zum Filtersitz gebildet durch die Hülse 96 hin, um einen vollständigen Abfluß aus dem oberen Abteil zu gewährleisten. Dementsprechend sollte sich die Hülse 96 nicht über den sich verjüngenden Bereich hinaus erstrecken.

Claims (23)

1. Chargenweise arbeitende Wasserfilteranordnung mit Schwer­ kraftzuführung umfassend eine erste Kammer zur Aufnahme von unbehandeltem Wasser und eine zweite Kammer zur Aufnahme ge­ filterten Wassers, ein Filtergehäuse mit einer Mehrzahl von Wasserfilterbetten zwischen diesen Kammern zum Filtern des unbehandelten Wassers, wobei in den Betten Einrichtungen zur Reduzierung von Blei, Aluminium, Chlor und ähnlichen Verunrei­ nigungen vorgesehen sein, und Einrichtungen, um diese Kammern und Filteranordnungen so zu halten, daß das Wasser unter dem Einfluß der Schwerkraft von der ersten Kammer durch das Fil­ tergehäuse in die zweite Kammer gelangen kann.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei die obere Kammer durch einen im wesentlichen trichterförmigen Behälter gebildet ist, welcher so dimensioniert ist, daß er in geeignete Öffnun­ gen unterschiedlicher Arten und Größen von Kannen paßt.

3. Filteranordnung nach Anspruch 2, wobei der im wesentlichen trichterförmige Behälter eine abgestufte Außenwand aufweist, wobei jede der Abstufungen einen Durchmesser aufweist, der sich vom Durchmesser anderer Abstufungen unterscheidet, so daß für jede praktisch vorkommende Behälteröffnung eine geeignete Abstufung zur Verfügung steht.

4. Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zwei­ ten Kammern obere bzw. untere Abteilungen eines einheitlichen Behälters sind, und wobei eine Einfüllöffnung an der Oberseite der oberen Abteilung und eine Auslaßanordnung am Boden der un­ teren Abteilung vorgesehen ist, und wobei zwischen dem oberen und unteren Abteil eine Trennwand angeordnet ist, und das Fil­ tergehäuse durch die Trennwand gehalten wird.

5. Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Kammer relativ zueinander vertikal angeordnet sind, wobei we­ nigstens eine Trennwand zwischen diesen einen Boden der obe­ ren, vertikal angeordneten Kammer bildet, und wobei das Fil­ tergehäuse in einer Halteöffnung in dieser Trennwand angeord­ net ist.

6. Filteranordnung nach Anspruch 5, wobei die Halteöffnung und eine Oberseite des Filters komplementäre Vorsprünge bzw. Aus­ nehmungen aufweisen, so daß die Oberseite des Filtergehäuses in der Trennwand aufgenommen wird und die Oberseite des Fil­ ters sich nicht nach oben über die Trennwand hinaus erstreckt.

7. Filteranordnung nach Anspruch 5, wobei die Trennwand schräg nach unten verläuft, um alles Wasser aus der ersten Kammer ab­ fließen zu lassen, wobei das Filtergehäuse am untersten Punkt des schräg verlaufenden Abschnitts angeordnet ist und wobei die Halteöffnung und eine Oberseite des Filters komplementäre Vorsprünge bzw. Ausnehmungen aufweisen, so daß das Filterge­ häuse in der Trennwand bündig aufgenommen ist und die Ober­ seite des Filters über die Trennwand nicht hinaussteht.

8. Filteranordnung nach Anspruch 4 umfassend ein Rohr, welches sich von dem Inneren des unteren Abteils zu einem äußeren Punkt erstreckt, welcher im Bereich der Oberseite und außer­ halb des oberen Abteils ist.

9. Filteranordnung nach Anspruch 4, wobei das obere Abteil we­ nigstens einen Abschnitt aufweist, welcher eine Oberseite be­ sitzt, welche oberhalb anderer Oberseiten oben an dem oberen Abteil liegt, wobei eine Belüftungsöffnung in einer Seite des Behälters im Bereich dieser Oberfläche angeordnet ist.

10. Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei die Oberseite des Filtergehäuses einen nach oben stehenden Handgriff aufweist, um das Entfernen und Austauschen des Filtergehäuses zu er­ leichtern.

11. Behälter mit einer entfernbaren, mehrstufigen Wasserreini­ gungskartusche zur chargenweisen Behandlung von Wasser unter dem Einfluß von Schwerkraft, wobei Behälter und Kartusche um­ fassen
einen nichtporösen, im wesentlichen trichterförmigen Behälter mit einem relativ weiten oberen Abschnitt, der sich zu einem unteren Abschnitt hin verjüngt;
eine zentrale Öffnung in einer Unterseite des unteren Ab­ schnitts, wobei die Kanten dieser Öffnung so ausgebildet sind, daß sie eine Wasserreinigungskartusche aufnehmen und halten können,
wobei die Wasserreinigungskartusche ein nichtporöses, voll­ ständig geschlossenes Äußeres aufweist mit Einlaßöffnungen an der Oberseite zur Aufnahme des Zuflusses von unbehandeltem Wasser und Auslaßeinrichtungen an der Unterseite als Auslaß für behandeltes Wasser,
wobei das Gehäuse ein erstes Reinigungsbett mit einem deioni­ sierendem Medium im Bereich der Einlaßöffnung aufweist, das Gehäuse ein zweites Reinigungsbett mit Aktivkohle im Be­ reich der Auslaßöffnung und von dem ersten Bett durch einen porösen Filter getrennt aufweist, wobei das zweite Bett im Bereich der Auslaßöffnung angeordnet ist, und
wobei das unbehandelte Wasser durch die Schwerkraft von der Einlaßöffnung durch das erste Reinigungsbett aus deionisie­ rendem Medium, den porösen Filter und dann durch das zweite Reinigungsbett aus Aktivkohle und schließlich im gereinigten Zustand durch die Auslaßöffnung in einen Vorratsbehälter ge­ führt wird.

12. Behälter nach Anspruch 11, umfassend wenigstens drei Fil­ ter für körnige Bestandteile am Einlaß, am Auslaß und zwischen dem ersten und zweiten Bett.

13. Behälter nach Anspruch 12, wobei der poröse Filter zwi­ schen dem ersten und zweiten Bett den Wasserstrom dispergiert um die Wahrscheinlichkeit einer Kanalbildung im letzten der Reinigungsbetten zu reduzieren.

14. Behälter nach Anspruch 11, umfassend eine Abdeckung für den trichterförmigen Behälter, wobei die Abdeckung schräg auf eine Einfüllöffnung zu verläuft.

15. Behälter nach Anspruch 14, wobei die Einfüllöffnung sich im Bereich einer Seitenkante der Abdeckung befindet und der abgeschrägte Teil das Wasser, welches durch die Öffnung läuft, auf eine Seite des trichterförmigen Behälters leitet, so daß der Filter vor einem direkten Kontakt von unter Leitungsdruck befindlichem Wasser geschützt wird.

16. Wasserfilteranordnung für kleine Mengen umfassend eine austauschbare Kartusche mit einem Filtermaterial aufnehmenden Gehäuse zur Entfernung von Verunreinigungen aus dem Wasser, wobei das Gehäuse nicht porös ist und eine Oberkante zur Hal­ terung der Kartusche aufweist, sowie einen Behälter, mit einer schräg verlaufenden Unterseite, welche in eine Öffnung mündet, welche einen Rand zur Aufnahme und zum Halten der Oberkante aufweist, wobei die Oberseite des so gehalterten Filtergehäu­ ses nicht höher liegt als die geneigte Unterseite, wobei die Kartusche sich von der Unterseite weg erstreckt und wobei der Behälter eine Außenkontur aufweist, welche mit einem Winkel sich verjüngt, welcher es möglich macht, den Behälter in eine Vielzahl von Kannen einzusetzen und die Kartusche zu haltern, wenn sie so eingesetzt wird, so daß die Kartusche sich immer oberhalb der Kanne befindet, um gefiltertes Wasser in die Kanne unter Schwerkrafteinfluß einzuleiten.

17. Filteranordnung nach Anspruch 16, wobei die Oberkante und ein Halterand so zusammenwirken, daß die Kartusche nicht über das Innere des Bodens des Behälters vorsteht, wobei im wesent­ lichen sämtliches Wasser in dem Behälter aus diesem in die Kartusche abfließt.

18. Filteranordnung nach Anspruch 16, wobei der Behälter einen Abschnitt mit einer abgestuften äußeren Konfiguration auf­ weist, wobei jede der Stufen einen Durchmesser hat, der sich von den Durchmessern der anderen unterscheidet, um den Behäl­ ter in unterschiedliche Arten und Größen von Kannen einsetzen zu können.

19. Filteranordnung mit einem einheitlichen Gehäuse mit einem oberen Abteil und einem unteren Abteil, die durch eine Wand mit einer Öffnung getrennt sind, wobei ein Gehäuse einen mehr­ bettigen Filter umfaßt, welches in die Öffnung eingesetzt wer­ den kann, um Wasser zu filtern, welches von dem oberen Abteil durch das Gehäuse zu einem unteren Abteil fließt, wobei das Gehäuse einen Handgriff zum Einsetzen und Entfernen des Gehäu­ ses in dieser Öffnung aufweist, wobei eine Einfüllöffnung an der Oberseite des oberen Abteils derart angeordnet ist, daß eine Person durch diese Öffnung fassen und den Griff ergreifen kann, wobei ein Auslaßhahn am unteren Abteil angeordnet ist, um gefiltertes Wasser zu entnehmen, und wobei Einrichtungen im unteren Abteil vorgesehen sind, um einen Luftausgleich mit der Umgebung herbeizuführen.

20. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1, 11, 16 oder 19, wobei das Filtergehäuse ein Material zur Entfernung von Blei aus dem Wasser umfaßt.

21. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1, 11, 16 oder 19, wobei das Gehäuse ein Material zur Entfernung von Alu­ minium aus dem Wasser aufweist.

22. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1, 11, 16 oder 19, wobei das Gehäuse ein deionisierendes Kunstharzbett um­ faßt.

23. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1, 11, 16 oder 19, wobei das Gehäuse körnige Aktivkohle, ionenaustauschendes Harz und einen porösen Filter dazwischen aufweist, wobei der poröse Filter den Wasserdurchfluß dispergiert um die Wahr­ scheinlichkeit einer Kanalbildung in dem letzten Bett zu re­ duzieren.