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Die
vorliegende Erfindung betrifft Wasserfilter, insbesondere in einem
Kühlschrank
montierte Wasserfilter.
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Nachdem
sich in den letzten Jahren in der Öffentlichkeit die Erkenntnis über die
Vorteile des Trinkwassers und insbesondere des hochreinen Wassers
durchgesetzt hat, ist es zu einem starken Anstieg des Verkaufs und
des Angebots von Geräten zur
Filtrierung des Haushaltswassers gekommen. Gleichzeitig sind im
Kühlschrank
montierte Wasserspender und automatische Eiswürfelbereiter kostengünstiger
geworden und haben weitere Verbreitung erlangt. Als Reaktion auf
diese Tatsache hat es Versuche gegeben, Wasserfilter in Haushaltskühlschränke einzubauen,
um eine Versorgung mit gefiltertem Wasser zur direkten Ausgabe über den
Wasserspender des Kühlschranks
zu ermöglichen,
oder zur Verwendung in der Herstellung von Eiswürfeln durch einen automatischen
Eiswürfelbereiter.
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In
US-Patent Nr. 5.135.645 wird
ein Versuch zum Einbau eines Wasserfilters in einen Kühlschrank offenbart.
Das Patent '645
lehrt die Montage des Wasserfilters in einem Abteil, das über eine
Tür von der
Innenseite des Kühlabteils
zugänglich
ist. Der Filter ist als austauschbare Patrone ausgebildet, die einen
zylindrischen Körper
besitzt, von dem sich Einlass- und Auslassleitungen erstrecken.
Ein Ventil wird mit einem manuellen Schalter, durch Entfernen der
Filterpatrone, durch Öffnen
der Kühlschranktür oder durch Öffnen der
Filterabteiltür
betätigt,
um die Wasserversorgung zum Filter zu unterbrechen. Es entsteht
der Eindruck, dass das im Patent '645 offenbarte Filtriersystem insofern
unerwünscht
ist, als die Filterpatrone mechanisch aus den Wasserleitungen ausgebaut
werden muss, um ersetzt werden zu können; dies kann sich für den Benutzer
als schwierig erweisen. Es entsteht auch der Eindruck, dass das
Verbergen der Filterpatrone den Benutzer dazu bringen kann, das
periodische Austauschen der Patrone zu vergessen. Es entsteht auch
der Eindruck, dass die im System '645 benötigten Schalter und Ausschaltventile
zusätzliche
Produktionskosten für
den Kühlschrank
mit sich bringen, die ein prohibitives Ausmaß erreichen können, ausgenommen
die teuersten Kühlschrankmodelle.
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In
US-Patent Nr. 4.571.953 wird
ein Kühlschrank
mit einer Wasserfiltriereinheit offenbart. Die Wasserfiltriereinheit
umfasst ein paar Kammern oder Filter, in die das Leitungswasser
einfließt
und welche das gefilterte Wasser einem Ausgaberohr zuführen, das
sich von einer Oberseite des Kühlschrank
erstreckt. Der Kühlschrank '953 ist grundsätzlich auf die
Bereitstellung von gefiltertem Kaltwasser ausgelegt und bietet nicht
ausreichend Speicherplatz für
einen Haushaltskühlschrank.
Vergleiche auch
US-Patent Nr.
4.859.320 und
4.808.302 .
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In
US-Patent Nr. 5.083.442 wird
ein mit einem Umkehrosmose-Wasserreinigungssystem kombinierter Kühlschrank
offenbart. Das Reinigungssystem ist außerhalb des Kühlabteils
angebracht. Im
US-Patent Nummer
3.982.406 ist ebenfalls ein externes Filtriersystem für einen
Kühlschrank
vorgesehen.
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Trotz
der in den genannten Patenten exemplifizierten Fortschritte besteht
nach wie vor Bedarf nach einem Wasserfiltriersystem für einen
Haushaltkühlschrank,
das von innerhalb des Kühlabteils
leicht zugänglich
ist.
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Das
erwähnte
Problem wird mit dem Kühlschrank
der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch
1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden
uneingeschränkt
in den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 6 bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes
Wasserfiltriersystem für
einen Haushaltskühlschrank.
Das System umfasst eine Wasserfilteranordnung, die leicht von innerhalb eines
Kühlabteils
des Kühlschranks
zugänglich
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Wasserfilteranordnung im Kühlabteil untergebracht. Eine
Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser erstreckt sich durch ein Gehäuse des
Kühlschranks
und in das Kühlabteil
hinein und ist mit einem Einlass der Wasserfilteranordnung verbunden.
Eine Zufuhrleitung für gefiltertes
Wasser erstreckt sich von der Wasserfilteranordnung und in das Gehäuse hinein
und ist mit einem Auslass der Wasserfilteranordnung verbunden und
in Flüssigkeitsverbindung
mit einem Spender für gefiltertes
Wasser.
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Ferner
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Gehäuse
eine Mehrzahl isolierter Wände,
einschließlich
einer Seitenwand, einer oberen Wand und einer Rückwand. Im Kühlabteil
ist eine Innenwand untergebracht, die von der Rückwand des Gehäuses nach
vorne zu beabstandet ist. Vorzugsweise umfasst die Wasserfilteranordnung
einen Montagewinkel, der an einer der Rück- und Seitenwände des
Gehäuses
an einer Stelle angrenzend an die obere Wand und zwischen der Innenwand
und der Rückwand
befestigt ist.
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Ferner
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die Wasserfilteranordnung eine austauschbare Filterpatrone
und ein Filtergehäuse
mit einem ersten Gehäuseteil
und einem zweiten Gehäuseteil, die
zusammenwirkend eine Kammer zur Unterbringung der Filterpatrone
begrenzen. Die Filterpatrone ist vorzugsweise vom ersten und zweiten
Gehäuseteil
getrennt und kann von der Filteranordnung entfernt werden, wenn
das erste und zweite Gehäuseteil voneinander
getrennt sind. Das erste Gehäuseteil kann
den Einlass umfassen, durch den ungefiltertes Wasser in die Kammer
eindringt, und den Auslass, durch den gefiltertes Wasser aus der
Kammer austritt. Der Kühlschrank
kann ferner auch eine zweite Innenwand umfassen, die sich zwischen
der Innenwand und der Rückwand
des Gehäuses
erstreckt, wobei die zweite Innenwand eine Öffnung begrenzt, durch die
sich das erste Gehäuseteil
erstreckt, und wobei das erste Gehäuseteil mit dem Montagewinkel einstöckig integriert
verbunden ist.
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Ferner
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind das erste und das zweite Gehäuseteil trennbar und flüssigkeitsdicht aneinander
befestigt, wobei das zweite Gehäuseteil
einen Teil des ersten Gehäuseteils
radial umschließen
kann. Das zweite Gehäuseteil
besitzt vorzugsweise einen schalenförmigen Bodenteil, von dem sich
eine im allgemeinen zylindrische Wand aufwärts erstreckt, wobei eine Unterseite der
zylindrischen Wand eine Innenoberfläche mit einem Gewinde besitzt,
die in Schraubverbindung mit einer Gewinde-Außenoberfläche des ersten Gehäuseteils
steht, um das erste und zweite Gehäuseteil mit einander zu verbinden.
Das zweite Gehäuseteil kann
ein verfügbares
Volumen besitzen, das ausreicht, alles Wasser innerhalb der Kammer
aufzunehmen, um Verschüttungen
auf ein Mindestmaß zu
beschränken,
wenn das erste und zweite Gehäuseteil voneinander
getrennt werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Mehrzahl isolierter
Wände und
eine schwenkbar am Gehäuse
montierte und mit den Wänden
zur Begrenzung eines Kühlabteils
zusammenwirkende Tür.
Eine Wasserfilteranordnung ist an einer der Wände befestigt und im Kühlabteil
untergebracht. Ein Heizelement ist im Kühlabteil und angrenzend an
die Wasserfilteranordnung untergebracht. Das Heizelement kann zur Erwärmung der
Wasserfilteranordnung betrieben werden, um ein Einfrieren des in
der Wasserfilteranordnung enthaltenen Wassers zu verhindern.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kühlschrank ein Gehäuse mit
einer Mehrzahl isolierter Wände
und eine Tür,
die schwenkbar am Gehäuse
montiert ist und im Zusammenwirken mit den Wänden ein Kühlabteil begrenzt. Innerhalb
des Kühlabteils
ist eine Abschirmung untergebracht, die mindestens einen Teil eines Filterabteils
begrenzt. Die Wasserfilteranordnung ist am Gehäuse befestigt und im Kühlabteil
untergebracht. Eine Zufuhrleitung für ungefiltertes Wasser verläuft durch
das Gehäuse
zur Filteranordnung. Eine Zufuhrleitung für gefiltertes Wasser verläuft von der
Filteranordnung in das Gehäuse.
Die Filteranordnung umfasst einen ersten Abschnitt, der innerhalb des
Filterabteils untergebracht ist, und einen zweiten Abschnitt, der
sich vom Filterabteil erstreckt. Der erste Abschnitt ist in Flüssigkeitsverbindung
mit der Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser und der Zufuhrleitung für gefiltertes Wasser. Vorzugsweise
umfasst die Wasserfilteranordnung ein Filtergehäuse und einen Filter, wobei
das Filtergehäuse
ein erstes Gehäuseteil
und ein zweites Gehäuseteil
umfasst, die zusammenwirkend eine Kammer begrenzen, in der der Filter
untergebracht ist. Das erste Gehäuseteil
kann einen Einlass enthalten, der mit der Zufuhrleitung für ungefiltertes
Wasser verbunden ist, und einen Auslass, der mit der Zufuhrleitung
für gefiltertes
Wasser verbunden ist.
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Diese
und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Haushaltskühlschranks, der eine Filteranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils des Haushaltskühlschranks
und der Filteranordnung der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Frontaufrissansicht der Filteranordnung und eines Teils des
Kühlschranks;
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4 ist
eine Draufsicht der am Kühlschrank befestigten
Filteranordnung;
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5 ist
eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Filteranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine Frontaufrissansicht eines oberen Teils des Filtergehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Draufsicht des oberen Teils des in 6 dargestellten
Filtergehäuses;
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8 ist
eine Draufsicht eines unteren Teils des Filtergehäuses gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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9 ist
eine Querschnittansicht der Filteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine schematische Darstellung eines Wasserversorgungskreislaufs
für einen
Haushaltskühlschrank,
der die Filteranordnung der vorliegenden Erfindung enthält;
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11 ist
eine schematische Darstellung eines Regelkreises für den in 10 dargestellten Wasserversorgungskreislauf;
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12 ist
schematische Darstellung eines ersten alternativen Regelkreises
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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13 ist
eine schematische Darstellung eines zweiten alternativen Regelkreises
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bezug
nehmend auf die Zeichnung und insbesondere auf 1 ist
ein Kühlschrank 20 dargestellt,
der eine Filteranordnung 22 gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält.
Der dargestellte Kühlschrank
umfasst ein Gehäuse 24 mit
einer Mehrzahl isolierter Wände.
Am Gehäuse 24 sind
schwenkbar eine Gefrierabteiltür 26 und
eine Kühlschranktür 28 befestigt,
die mit dem Gehäuse
zusammenwirkend ein (nicht dargestelltes) Gefrierabteil und ein
Kühlabteil 30 begrenzen.
Der dargestellte Kühlschrank 20 ist in
der Fachwelt allgemein als "Side-by-side-Kühlschrank" bekannt.
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Es
ist natürlich
vorgesehen, dass die Filteranordnung 22 der der vorliegenden
Erfindung auch in anderen Kühlschranktypen
anwendbar ist, beispielsweise in solchen, in denen das Gefrier-
und das Kühlabteil
vertikal voneinander abgesetzt sind. Obwohl die nachstehende Diskussion
auf den Einbau der Filteranordnung in einen Kühlschrank beruht, der, wie
in 1 und in 10 schematisch
dargestellt, einen automatischen Eiswürfelbereiter 32 und
einen an der Gefrierabteiltür
montierten Eis- und Wasserspender 34 besitzt, ist es doch
offensichtlich, dass die Filteranordnung auch in Kühlschränken verwendet
werden kann, die keinen automatischen Eiswürfelbereiter besitzen, und
auch in Kühlschränken, in denen
der Eis- und/oder Wasserspender nicht von außerhalb des Kühlschranks
zugänglich
ist.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Kühlabteil 30 im Allgemeinen
rechteckig konfiguriert und besitzt eine Reihe von Ablageflächen 36,
die darin zur Lagerung von Lebensmitteln angebracht sind. An einem oberen,
hinteren Abschnitt das Kühlabteils
ist eine Abschirmung 38 vorgesehen, an der unterschiedliche
(nicht dargestellte) Regler zur Einstellung der Betriebsbedingungen
des Kühlschranks 20 angebracht sein
können.
Die Filteranordnung 22 ist teilweise verborgen und von
der Abschirmung 38 umgeben, wie in 2-3 dargestellt.
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Die
Abschirmung 38 umfasst einen Vorderwand 38a, eine
Seitenwand 38b, eine Trennwand 38c und eine Bodenwand 38d,
die mit einer Rückwand 48 des
Gehäuses 24 zusammenwirken,
um ein Filterabteil 39 zu begrenzen, das einen Teil der
Filteranordnung 22 aufnimmt. Die Bodenwand 38d begrenzt
eine Öffnung,
durch die sich die Filteranordnung 22 erstreckt, wie dargestellt.
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An
den Innenflächen
der vorderen, der seitlichen und der Trennwände 38a, 38b, 38c ist
ein elektrisches Widerstandsheizelement 41 vom Dünnschichttyp
angebracht, das dazu dient, die Abschirmung 38, die Luft
im Filterabteil 39, die Filteranordnung 22 und
die im Filterabteil 39 vorhandenen Wasserleitungen zu erwärmen. So
verhindert das Heizelement 41 das Einfrieren des Wassers
in der Filteranordnung 22 und in den zugehörigen Wasserleitungen,
wie aus der nachstehenden Diskussion hervorgehen wird.
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Bezug
nehmend auf 2-9 umfasst die
Filteranordnung 22 ein Filtergehäuse 40 und eine austauschbare
Filterpatrone 42. Das Filtergehäuse 40 umfasst ein
erstes Gehäuseteil 44 und
ein zweites Gehäuseteil 46.
Das erste Gehäuseteil
ist vorzugsweise an der Rückwand 48 des
Gehäuses 24 befestigt,
und insbesondere an einer rückseitigen
und oberen Ecke des Gefrierabteils 30 angebracht. Das erste Gehäuseteil 44 ist
allgemein im Filterabteil 39 untergebracht und ragt nach
unten durch die Öffnung
in der Bodenwand 38d der Abschirmung, wie dargestellt.
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Das
erste Gehäuseteil 44 umfasst
einen Hauptkörper 50,
von dem sich ein Montagewinkel 52, ein Auslassöffnungsanschluss 54 und
ein Einlassöffnungsanschluss 56 integriert
erstrecken. Der Montagewinkel 52 ist über eine Reihe von Verbindungsstegen 58 integriert
mit dem Hauptkörper 50 verbunden, wie
dargestellt. Ein Paar Montageöffnungen 60 ist
im Montagewinkel 52 ausgebildet, um die Anbringung des
Winkels an der Rückwand 48 des
Gehäuses 24 mittels
mechanischer Befestigungselemente, wie beispielsweise (nicht dargestellter)
Schrauben, zu ermöglichen.
Es versteht sich von selbst, dass auch andere Mittel zur mechanischen
Anbringung verwendet werden können,
um das erste Gehäuseteil 44 am Kühlschrankgehäuse 24 zu
befestigen, ohne vom Geltungsbereich und Prinzip der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Einschnapp- oder Bajonettverbindungen
anstelle herkömmlicherer
mechanischer Befestigungselemente verwendet werden.
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Wie
am besten in 5-7 und 9 dargestellt,
ist der Hauptkörper 50 des
erstes Gehäuseteils 44 im
allgemeinen schalenförmig,
so dass er an seiner Unterseite 62 offen und an seiner
Oberseite 64 mit einer Abschlusswand 66 geschlossen
ist und eine im allgemeinen zylindrische Seitenwand 68 besitzt.
Der Auslassöffnungsanschluss 54 ragt
von der Abschlusswand 66 vor und ist allgemein koaxial
mit der Seitenwand 68 des Hauptkörpers 50 des ersten Gehäuseteils
angeordnet. Der Einlassöffnungsanschluss 56 ragt
ebenfalls von der Abschlusswand 66 vor, ist allerdings
radial von der gemeinsamen Achse der Seitenwand 68 und
des Auslassöffnungsanschlusses 54 beabstandet,
wie dargestellt.
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Die
Dicke der Seitenwand 68 des Hauptkörpers 50 des ersten
Gehäuseteils
nimmt mit ihrer Erstreckung nach unten von der Abschlusswand 66 weg
schrittweise zu. Die äußere Peripherie
der Seitenwand 68 ist graduell geneigt, während der
Innendurchmesser im allgemeinen konstant ist, wie dargestellt.
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An
der Unterseite 62 des Hauptkörpers 50 umfasst die
Seitenwand 68 einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt 70 reduzierter
Dicke, eine außen
umlaufende Rille 71 und eine nach unten weisende, ringförmige Oberfläche 72.
Die außen
umlaufende Rille 71 nimmt einen O-Ring 73 auf.
Der Gewindeabschnitt 70 und der O-Ring 73 wirken
mit dem zweiten Gehäuseteil 46 so
zusammen, dass eine flüssigkeitsdichte
Verbindung des zweiten Gehäuseteils 46 mit
dem ersten Gehäuseteil 44 möglich ist, wie
nachstehend näher
beschrieben.
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Die
Abschlusswand 66 des Hauptkörpers 50 des ersten
Gehäuseteils
besitzt eine Montagering 74, der von einer Innenfläche derselben
nach unten vorragt. Der Montagering 74 ist koaxial mit
dem Auslassöffnungsanschluss 54 angeordnet
und wirkt mit einem Auslassanschluss 76 der Filterpatrone 42 zusammen,
um den Filterpatronenauslass dicht mit dem ersten Gehäuseteil 44 zu
verbinden und ungefiltertes Wasser daran zu hindern, die Filterpatrone 42 zu
umgehen, wie aus der nachstehenden Diskussion hervorgehen wird.
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Wie
am besten in 5, 8 und 9 dargestellt,
umfasst das zweite Gehäuseteil 46 einen schalenförmigen unteren
Abschnitt 78 und eine aufrecht stehende, allgemein zylindrische
Seitenwand 80, die durch einen kurzen Kegelstumpfabschnitt 82 verbunden
sind. Auf dem zweiten Gehäuseteil 46 ist eine
Reihe äußerer Rippen 84 ausgebildet,
um den Zugriff des zweites Gehäuseteils
durch den Benutzer zu verbessern, wie dies für den Benutzer nötig ist,
um das zweite Gehäuseteil 46 im
Verhältnis
zum ersten Gehäuseteil 44 beim
Zusammenbauen und Auseinandernehmen zu drehen.
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Der
schalenförmige
Abschnitt 78 des zweiten Gehäuseteils besitzt ebenfalls
eine Reihe von Rippen 86, die an einer inneren Oberfläche desselben
ausgebildet sind, um die Anbringung und den Halt der Filterpatrone 42 während des
Zusammensetzens zu verbessern. Die Rippen 86 besitzen einen ersten
Teil 86a und einen zweiten Teil 86b. Die ersten Teile 86a der
Rippen 86 begrenzen eine horizontale Auflagefläche für die Filterpatrone 42.
Die zweiten Teile 86b erstrecken sich von den ersten Teilen 86a aufwärts und
begrenzen vertikale Oberflächen,
die die Filterpatrone 42 radial umgeben und tragen.
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Die
Seitenwand 80 des zweiten Gehäuseteils 46 besitzt
einen unteren oder ersten Abschnitt 88 und eine oberen
oder zweiten Abschnitt 90, wie am besten in 9 dargestellt.
Der erste Abschnitt 88 ist relativ dicker als der zweites
Abschnitt 90 und besitzt eine mit einem Gewinde versehene
innere Oberfläche 92,
eine nach oben weisende, ringförmige
Fläche 93 und
eine ringförmige
Verschlussfläche 94.
Die innere Gewindefläche 92 steht
mit dem Außengewindeabschnitt 70 des
ersten Gehäuseteils 44 in
Schraubverbindung. Die nach oben weisende ringförmige Oberfläche 93 des
zweiten Gehäuseteils 46 ist
angrenzend an die nach unten weisende ringförmige Oberfläche 72 des
ersten Gehäuseteils
angeordnet. Die ringförmige
Verschlussfläche 94 steht
in Wirkverbindung mit dem O-Ring 73, um eine flüssigkeitsdichte
Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 44, 46 zu
schaffen.
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Wie
in 5 und 9 dargestellt, umfasst die Filterpatrone 42 einen
zylindrischen Filterkörper 96 und
obere und untere Verschlusskappen 98, 100. Die
oberen und unteren Verschlusskappen 98, 100 decken
die ringförmigen
Enden des Filterkörpers 96 ab
und erstrecken sich über
eine kurze Distanz entlang der zylindrischen Seiten des Filterköpers 96,
wie in 9 dargestellt.
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Aus
der oberen Verschlusskappe 98 steht der Auslassanschluss 76 nach
oben vor. Der Auslassanschluss 76 ist allgemein koaxial
mit dem Filterkörper 96 angeordnet
und erstreckt sich in den nach unten gerichteten Montagering 74,
der von der Abschlusswand 66 des ersten Gehäuseteils
bereit gestellt wird. Der Auslassanschluss 76 ist vorzugsweise mit
einer außen
umlaufenden Rille versehen, in die ein O-Ring 102 eingelegt
ist, um die obere Verschlusskappe 98 der Filterpatrone 42 am
ersten Gehäuseteil 44 dicht
zu befestigen, wodurch verhindert wird, dass ungefiltertes Wasser
die Filterpatrone umgeht, wie oben erwähnt.
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Die
untere Verschlusskappe 100 ist in Wirkverbindung mit den
Rippen 86, die sich von der inneren Oberfläche des
schalenförmigen
Abschnitts 78 des zweites Gehäuseteils 46 erstrecken,
und wird von diesen getragen. Die ersten Teile 86a der
Rippen 86 stehen in Wirkverbindung mit der kreisförmigen Bodenfläche der
unteren Verschlusskappe 100 und unterstützen vertikal die Filterpatrone 42.
Die zweiten Teile 86b der Rippen umgeben radial die untere
Verschlusskappe 100 und richten die Filterpatrone 42 radial
aus.
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Beim
Zusammenbau gehen die Rippen 86, wie nachstehend beschrieben,
eine Wirkverbindung mit der unteren Verschlusskappe 100 ein,
um die Filterpatrone 42 zu halten, während das zweite Gehäuseteil 46 auf
das erste Gehäuseteil 44 geschraubt wird.
Die Rippen 86 dienen dazu, die Filterpatrone 42 richtig
zu positionieren und auszurichten, so dass der Auslassanschluss 76 in
den Montagering 74 eingefügt wird.
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Der
zylindrische Filterkörper 96 ist
vorzugsweise aus mehreren Materialien konstruiert, einschließlich eines
Innenzylinders aus komprimiertem oder extrudiertem Kohlenstoff 104,
einer Zwischenschicht aus Faserwatte 106 und einer äußeren Maschenverpackung 108.
Eine Längsbohrung 110 verläuft über die
Länge des
Filterköpers 96 und
ist Fluidverbindung mit dem Auslassanschluss 76 und dem Auslassöffnungsanschluss 54.
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Durch
den Einlassöffnungsanschluss 56 wird Wasser
in eine Kammer 111 eingeführt, die durch den ersten und
zweiten Gehäuseteil
begrenzt ist und in der die Filterpatrone 42 untergebracht
ist. Das ungefilterte Wasser wird gefiltert, während es durch den Filterköper 96 radial
einwärts
und in Richtung der Längsbohrung 110 fließt. Das
gefilterte Wasser fließt danach
durch die Bohrung 110 aufwärts, durch den Auslassanschluss 76 und
durch den Auslassöffnungsanschluss 54 hinaus.
Es ist selbstverständlich vorgesehen,
dass andere Arten oder Typen von Filterpatronen mit der bevorzugten
und illustrierten Filterpatrone 42 ausgetauscht werden
können,
ohne vom Geltungsbereich und Prinzip der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Während der
Zusammensetzung und während
das erste Gehäuseteil 44 an
der Rückwand 48 des
Gehäuses 24 befestigt
ist, wird die Filterpatrone 42 in das erste Gehäuseteil 44 so
eingeführt,
dass sich der Auslassanschluss 76 in den Montagering 74 erstreckt,
der von der Abschlusswand 66 des ersten Gehäuseteils
bereit gestellt wird, und dass der O-Ring 102 auf flüssigkeitsdichte
Weise in eine abdichtende Wirkverbindung mit einer inneren Oberfläche des
Montagerings 74 tritt. Danach wird das zweites Gehäuseteil 46 auf
das erste Gehäuseteil 44 geschraubt.
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Da
das zweites Gehäuseteil 46 vollkommen auf
das erste Gehäuseteil 44 geschraubt
wird, gehen die Innenrippen 86 des zweites Gehäuseteils
mit der unteren Verschlusskappe 100 der Filterpatrone eine Verbindung
ein, um die Filterpatrone 42 in Längsrichtung und radial zu stützen und
um den Auslassanschluss 76 der Filterpatrone weiter in
den Montagering 74 hinein zu drücken. Zudem wird die ringförmige Verschlussfläche 94 des
zweiten Gehäuseteils
in Dichtverbindung mit dem O-Ring 73 gebracht, der vom
ersten Gehäuseteil 44 bereit
gestellt wird, wie oben kurz beschrieben.
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Als
Alternative dazu kann die Filterpatrone 42 auch zuerst
in das zweite Gehäuseteil 46 eingeführt werden,
so dass die untere Verschlusskappe 100 von den Innenrippen 86 des
zweiten Gehäuseteils
radial und in Längsrichtung
gehalten wird. Die zweiten Teile 86b der Rippen 86 dienen
dazu, die Filterpatrone 42 vertikal und radial auszurichten,
so dass nach einer nachfolgenden Schraubverbindung des ersten und
des zweiten Gehäuseteils 44, 46 der Auslassanschluss 76 der
Filterpatrone koaxial am Montagering 74 des ersten Gehäuseteils
ausgerichtet und in denselben eingeführt ist und dass der O-Ring 102 auf
dem Auslassanschluss 76 auf flüssigkeitsdichte Art und Weise in
Dichtverbindung mit der Innenfläche
des Montagerings 74 geht.
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Die
oben beschriebene Wasserfilteranordnung 22 ist zur Verwendung
als Teil eines Wasserfiltrier- und Spendersystems 112 vorgesehen,
wie es in 10 schematisch dargestellt ist.
Das Filtrier- und Spendersystem 112 umfasst – zusätzlich zu
der oben beschriebenen Wasserfilteranordnung 22 – erste
und zweite Reglerventile 114, 116, einen Tank 118 für gefiltertes
Wasser, den automatischen Eiswürfelbereiter 32 und
den kombinierten Eis-/Wasserspender 34.
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Das
erste Reglerventil 114 ist in Wasserströmungsrichtung gesehen der Wasserfilteranordnung 22 vorgelagert
und regelt die Zuführung
ungefilterten Wassers in die Wasserfilteranordnung 22.
Das erste Reglerventil 114 hat einen Eingang 120 und
erste und zweite Ausgänge 126, 127,
die von Schaltmagneten 126a bzw. 127a geöffnet und
geschlossen werden (11).
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Das
erste Reglerventil 120 ist über eine Haushaltswasserleitung 122 mit
einer Haushaltswasserquelle verbunden. Der erste und zweite Ausgang 126, 127 sind über eine
Zufuhrleitung 124 für
ungefiltertes Wasser mit dem Einlassöffnungsanschluss 56 verbunden.
Die Zufuhrleitung 124 für
ungefiltertes Wasser liegt innerhalb der isolierten Rückwand 48 des
Gehäuses
und erstreckt sich, wie in 2-4 dargestellt,
eine kurze Distanz in das Filterabteil 39 oder ragt in
dieses hinein.
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Eine
Zufuhrleitung 128 für
gefiltertes Wasser erstreckt sich vom Auslassöffnungsanschluss 54 des ersten
Gehäuseteils 44 zu
einem Eingang 130 des zweiten Reglerventils 116.
Wie die Zufuhrleitung 124 für ungefiltertes Wasser, liegt
auch die Zufuhrleitung 128 für gefiltertes Wasser innerhalb
der Rückwand 48 des
isolierten Gehäuses
und erstreckt sich eine kurze Distanz in das Filterabteil 39 oder
ragt in dieses hinein (2-4).
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Das
zweite Reglerventil 116 besitzt erste und zweite Ausgänge 132, 134,
die von Schaltmagneten 132a bzw. 134a geöffnet und
geschlossen werden (11). Der erstes Ausgang 132 ist
mit dem Wassertank 118 über
eine erste Leitung 136 in Flüssigkeitsverbindung, und der
zweite Ausgang 134 ist über
eine zweite Leitung 138 mit dem Eiswürfelbereiter 32 verbunden.
Vorzugsweise besitzt der zweite Ausgang 134 des zweites
Reglerventils 116 einen Durchlaufring zur Regelung des
Wasserstroms in den Eiswürfelbereiter 32,
um ein kontrolliertes Befüllen
desselben zu gewährleisten,
wie in der Fachwelt gut bekannt.
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Ein
Ausgang des Wassertanks 118 ist über eine dritte Leitung 140 auch
mit dem Eis-/Wasserspender 34 verbunden. Der Eiswürfelbereiter 32 versorgt
den Eis-/Wasserspender 34 über eine Rinne 142 mit
Eis, wie in der Fachwelt gut bekannt. Der Eis-/Wasserspender 34 umfasst
einen Wasserspenderschalter 34a. Der Eiswürfelbereiter 32 besitzt
einen Schalter 32a.
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Bezug
nehmend auf 11, wird der Wasserspenderschalter 34a,
wenn der Eis-/Wasserspender 34 zur Ausgabe von Wasser betätigt wird,
geschlossen, wodurch wiederum der erste Schaltmagnet 132a des
ersten Reglerventils mit Strom versorgt wird, um den ersten Schaltmagnet 132a und
damit die erste Ausgänge 126 bzw. 132 des
Reglerventils zu öffnen.
Das Öffnen
der ersten Ausgänge 126, 132 ermöglicht das
Einströmen
ungefilterten Wassers in die Filteranordnung 22 und das
Einströmen
gefilterten Wassers in den Kaltwassertank 118 und aus dem Eis-/Wasserspender 34.
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Wenn
der automatische Eiswürfelbereiter 32 Wasser
zur Herstellung von weiterem Eis benötigt, wird der Schalter 32a des
Eiswürfelbereiter
geschlossen, wodurch wiederum der zweite Schaltmagnet 127a des
ersten Reglerventils und der zweite Schaltmagnet 134a des
zweites Reglerventils mit Strom versorgt werden, um die zweiten
Ausgänge 127 bzw. 134 der
Reglerventile zu öffnen.
Das Öffnen
der zweiten Ausgänge 126b, 132b ermöglicht das
Strömen ungefilterten
Wassers in die Filteranordnung 22 und das Strömen gefilterten
Wassers in den Eiswürfelbereiter 32.
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Ein
erster alternativer Regelkreis ist in 12 dargestellt.
Dieser ist zur Verwendung mit einem (nicht dargestellten) alternativen
ersten Reglerventil geeignet. Das alternative erste Reglerventil
unterscheidet sich vom oben beschriebenen ersten Reglerventil 114 darin,
dass es nur einen einzelnen Ausgang besitzt, der von einem Schaltmagnet 126a' geregelt wird.
Der erste alternative Regelkreis umfasst zusätzlich zu dem oben beschriebenen
zweiten Reglerventil 116 und dem alternativen ersten Reglerventil
zweipoligen Eiswürfelbereiterschalter 32b mit ersten
und zweiten Kontakten 32b', 32b'' und einen zweipoligen Wasserspenderschalter 34b mit
ersten und zweiten Kontakten 34b', 34b''.
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Das
Schließen
des Wasserspenderschalters 34b schließt den ersten und zweiten Kontakt 34b', 34b'' und versorgt den Schaltmagnet 126a' des alternativen
ersten Reglerventils und den ersten Schaltmagnet 132a des
zweiten Reglerventils mit Strom, um damit den Ausgang des alternativen
erstes Reglerventils und den ersten Ausgang 132 des zweites Reglerventils 116 zu öffnen und
das Strömen
von ungefiltertem Wasser in die Filteranordnung 22 und
das Strömen
von gefiltertem Wasser in den Kaltwassertank 118 und aus
dem Eis-/Wasserspender 34 zu
ermöglichen.
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Gleichermaßen schließt das Schließen des Eiswürfelbereiterschalters 32b die
ersten und zweiten Kontakte 32b', 32b'' und
versorgt den Magnetschalter 126a' des alternativen ersten Reglerventils und
den zweiten Magnetschalter 134a des zweiten Reglerventils
mit Strom, um den Ausgang des alternativen ersten Reglerventils
und den zweiten Ausgang 134 des zweiten Reglerventils 116 zu öffnen und
damit das Strömen
von ungefiltertem Wasser in die Filteranordnung 22 und
das Strömen
von gefiltertem Wasser zum Eiswürfelbereiter 32 zu
ermöglichen.
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In 13 ist
ein zweiter alternativer Regelkreis dargestellt. Der Regelkreis
umfasst zusätzlich zu
dem zweiten Reglerventil 116 und dem oben beschriebenen
alternativen ersten Reglerventil einen einpoligen Eiswürfelbereiterschalter 32c,
einen einpoligen Wasserspenderschalter 34c und ein Relais 143.
Das Relais 143 besitzt eine erste Relaisspule 145,
die einen ersten Relaiskontakt 145a regelt und eine zweite
Relaisspule 147, die einen zweiten Relaiskontakt 147a regelt.
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Wenn
der Wasserspenderschalter 34c geschlossen wird, wird der
erste Schaltmagnet 132a des zweiten Reglerventils 132 erregt,
um den ersten Ausgang 132 des zweiten Reglerventils zu öffnen. Die
erste Relaisspule 145 wird erregt, um den ersten Kontakt 145a zu
schließen
und den Magnetschalter 126a' des
alternativen ersten Reglerventils mit Strom zu versorgen und damit
das alternative erste Reglerventil zu öffnen. So strömt ungefiltertes
Wasser in die Filteranordnung 22, und gefiltertes Wasser
strömt
in den Kaltwassertank 118 und aus dem Eis-/Wasserspender 34 hinaus.
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Wenn
der Eiswürfelbereiterschalter 32c geschlossen
wird, wird gleichermaßen
der zweite Magnetschalter 134a des zweiten Reglerventils 116 erregt,
um den zweiten Ausgang 134 des zweites Reglerventils zu öffnen. Die
zweite Relaisspule 147 wird erregt, um den zweiten Kontakt 147a zu
schließen und
den Magnetschalter 126a' des
alternativen ersten Reglerventils mit Strom zu versorgen und damit das
alternative erste Reglerventil zu öffnen. Damit strömt ungefiltertes
Wasser in die Filteranordnung 22 und gefiltertes Wasser
in den Eiswürfelbereiter 32.
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Auf
jeden Fall (das heißt
unabhängig
davon, ob der Wasserspender 34 oder der Eiswürfelbereiter 32 mit
Wasser versorgt wird) wird das erste Reglerventil 114 vorzugsweise
geschlossen, bevor das zweite Reglerventil 116 geschlossen
wird. Insbesondere bevorzugt wird das erste Reglerventil 114 etwa eine
Sekunde vor dem zweiten Reglerventil 116 geschlossen. Ein
verzögertes
Schließen
des zweiten Reglerventils 116 im Verhältnis zum ersten Reglerventil 114 führt zu einer
Senkung des Wasserdrucks auf die Wasserfilteranordnung 22 und
verringert damit die Gefahr einer Fehlfunktion der Filteranordnung,
das Stärkenerfordernis
von Dichtungen und Bestandteilen der Filteranordnung und damit die
sich daraus ergebenden Kosten der Filteranordnung. Das verzögerte Schließen des
zweiten Reglerventils 116 erleichtert zudem das Auseinandernehmen
des Filtergehäuses 40 durch
Entfernen des zweiten Gehäuseteils 46 vom
ersten Gehäuseteil 44,
indem die durch den Wasserdruck verursachte Spannung auf der Filteranordnung 22 verringert
wird.
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Wie
aus den vorangehenden Beschreibungen hervorgeht, erfolgt der Zugriff
auf die Filterpatrone 42 für einen Austausch durch einfaches
Drehen des zweiten Gehäuseteils 46,
um das zweite Gehäuseteil 46 vom
ersten Gehäuseteil 44 abzuschrauben. Im
Zuge eines solchen Austauschs wirken der schalenförmige untere
Abschnitt 78 und die Seitenwand 80 des zweiten
Gehäuseteils
zusammen, um ein Gefäß zu begrenzen,
dessen verfügbares
Volumen ausreicht, um die Filterpatrone 42, das Wasser
in der Filteranordnungskammer 111 sowie jegliches Wasser
in der Zufuhrleitung 124 für ungefiltertes Wasser und
in der Zufuhrleitung 128 für gefiltertes Wasser aufzunehmen
und zu enthalten. Auf diese Weise wird ein Austreten oder Verschütten von
Wasser in das Kühlabteil 30 während des
Austauschs der Filteranordnung eliminiert oder auf ein Minimum reduziert. Nachdem
die verbrauchte Filteranordnung 42 entfernt ist, wird auf
die oben beschriebene Weise eine neue Filterpatrone eingebaut.
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Mehrere
alternative Mittel können
dazu verwendet werden, um den Benutzer davon zu verständigen,
dass die Filterpatrone 42 ersetzt werden muss. Die einfachste
und billigste Methode ist die Herabsetzung der Strömungsrate
des Wassers während
der Abgabe, zu der es kommt, wenn die Filterpatrone verstopft ist.
Andere, kompliziertere Vorrichtungen, wie Zeitwarnsysteme oder Vorrichtungen
zur Überwachung
des Strömungsraten-
und Druckabfalls im Filter mit den zugehörigen Anzeigen können ebenfalls
verwendet werden.
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Es
ist zu beachten, dass die Filteranordnung 22 ohne eine
Filterpatrone 46 verwendet werden kann, wenn eine Versorgung
mit gefiltertem Wasser nicht gewünscht
ist. Dies wäre
beispielsweise der Fall, wenn der Haushalt über einen Filter für das gesamte
Leitungswasser verfügt,
etwa einen Haushalts-Umkehrosmosefilter.
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Aufgrund
der Position der Wasserfilteranordnung 22 an einem oberen
hinteren Abschnitt das Kühlabteils 30,
wobei es sich tendenziell um den wärmsten Abschnitt das Kühlabteils
handelt, des Wasserdrucks an der Filteranordnung 22 und
der kurzen im Filterabteil 39 exponierten Strecke der Zufuhrleitung 124 für ungefiltertes
Wasser und der Zufuhrleitung 128 für gefiltertes Wasser hat das
Wasser in der Filteranordnungskammer 111 und in den Wasserleitungen 124, 128 nicht
die Tendenz einzufrieren. Indessen ist im dargestellten und bevorzugten
Ausführungsbeispiel
das Heizelement 41 vorgesehen, um das Risiko, dass das
Wasser in der Filteranordnung 22 und in den Wasserleitungen 124, 128 im Kühlabteil 30 friert,
noch vollständiger
auszuschließen.
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Wie
oben kurz erwähnt,
handelt es sich bei dem dargestellten und bevorzugten Heizelement 41 um
ein elektrisches Widerstandsheizelement vom Dünnschicht- oder Streifentyp,
das an den Innenflächen
der vorderen, seitlichen und Trennwände 38a, 38b, 38c der
Abschirmung angebracht ist. Das Heizelement 41 ist vorzugsweise
mit dem (nicht dargestellten) Kompressor des Kühlschranks verdrahtet, so dass
das Heizelement aktiviert wird, wenn der Kühlschrankkompressor in Betrieb
ist, um dem Kühlabteil 30 Kaltluft
zuzuführen.
Folglich erwärmt
das Heizelement 41 die Abschirmung 38 und die
Luft im Filterabteil 39 zur gleichen Zeit, zu der Kaltluft
in das Kühlabteil 30 eingeführt wird,
und erwärmt
damit das Wasser in der Filteranordnung 22 in der Zufuhrleitung 124 für ungefiltertes
Wasser und in der Zufuhrleitung 128 für gefiltertes Wasser.
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Das
Heizelement 41 kann alternativ auch automatisch auf Bedarfsbasis, über einen
Thermostat oder ein anderes Reglermittel, das die Luft- oder Wassertemperatur
prüft,
aktiviert werden – es
kann auch periodisch oder gleichzeitig mit anderen Zyklen des Kühlschranks 20,
etwa dem Abtauzyklus, aktiviert werden.
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Zwar
wird in diesem Dokument das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung dargestellt und beschrieben, es versteht sich aber, dass
daran zahlreiche Modifikationen, Umstellungen, Änderungen und Ersetzungen von
Teilen vorgenommen werden können,
ohne vom Geltungsbereich und Prinzip der vorliegenden Erfindung,
wie in den angehängten
Patentansprüchen
definiert, abzuweichen. Beispielsweise wird in Erwägung gezogen, den
Strömungsweg
des Wassers in der Filteranordnung 22 so zu ändern, dass
ungefiltertes Wasser in die Längsbohrung 110 im
Filterkörper 96 eingeführt wird
und radial auswärts
in die Kammer 111 zu einem axial versetzten Auslass fließt. Alternativ
dazu kann ungefiltertes Wasser in die Filterkammer 111 außerhalb
einer Filterpatrone eingeführt
werden und vertikal aufwärts
durch den Patronenboden zu einem axial ausgerichteten Auslass fließen.
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Es
besteht auch die – obwohl
aufgrund der Platzbeschränkungen
im Kühlabteil 30 nicht
bevorzugte – Möglichkeit,
das zweite oder untere Gehäuseteil
fest am Gehäuse 24 zu
befestigen und das erste oder obere Gehäuseteil abnehmbar am zweiten Gehäuseteil
zu befestigen, um die Wahrscheinlichkeit von Wasserverschüttungen
beim Ersetzen der Filterpatrone zusätzlich und vollkommen zu eliminieren.
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Es
wird auch in Erwägung
gezogen, die Filterpatrone 42 in Schraubverbindung am ersten
oder zweiten Gehäuseteil 44, 46 zu
befestigen, um eine positivere Ausrichtung und Abdichtung derselben
zu ermöglichen,
oder die Filterpatrone integriert mit dem entfernbaren zweiten (oder
ersten) Gehäuseteil auszubilden.
Folglich ist der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht
ausschließlich
auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt,
das hier dargestellt und beschrieben ist, sondern umfasst zahlreiche
andere Vorrichtungen, die von den nachstehenden Patentansprüchen erfasst
sind.