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Die
vorliegende Erfindung betrifft Wasserfilter, insbesondere in einem
Kühlschrank
montierte Wasserfilter.
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In
den letzten Jahren hat die Öffentlichkeit zunehmend
die Vorteile des Trinkwassers zu schätzen gelernt, insbesondere
hochreinen Trinkwassers. Entsprechend haben auch der Verkauf und
das Angebot von Haushaltswasserfiltervorrichtungen stark zugenommen.
Gleichzeitig wurden in einem Kühlschrank
montierte Wasserspender und automatische Eiszubereiter zunehmend
erschwinglich und weiter verbreitet. Als Reaktion auf diese Tatsache
gab es Versuche, Wasserfilter in Haushaltskühlschränken einzubauen, um eine Zufuhrleitung
für gefiltertes Wasser
für die
direkte Abgabe über
den Kühlschrank-Wasserspender
oder zur Herstellung von Eiswürfeln
in einem automatischen Eiswürfelbereiter zu
schaffen.
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In
U.S.-Patent Nr. 5.135.645 wird
ein Versuch offenbart, einen Wasserfilter in einem Kühlschrank
einzubauen. Das '645
Patent lehrt den Einbau eines Wasserfilters in einem Abteil, das über eine Tür von der
Innenseite des Kühlabteils
zugänglich
ist. Der Filter ist als austauschbare Patrone ausgebildet, mit einem
zylindrischen Körper,
aus dem sich die Einlass- und Auslassleitungen erstrecken. Durch
einen manuellen Schalter, durch Entfernen der Filterpatrone, Öffnen der
Kühlschranktür oder durch Öffnen der Filterkammertür wird ein
Ventil betätigt,
um die Wasserzufuhr zum Filter zu unterbrechen. Es zeigt sich, dass
das im '645 Patent
offenbarte Filtriersystem insofern wenig wünschenswert ist, als die Filterpatrone für den Austausch
von den Wasserleitungen mechanisch demontiert werden muss, was sich
für den
Benutzer. als schwierig herausstellen kann. Es zeigt sich auch,
dass das Verbergen der Filterpatrone den Benutzer dazu veranlassen
könnte,
auf den regelmäßigen Austausch
der Patrone zu vergessen. Zudem entsteht der Eindruck, dass die
vom '645 System
benötigten
Schalter und Absperrventile für
den fertigen Kühlschrank
zusätzliche
Herstellungskosten verursachen, wodurch dieser zu teuer wird, ausgenommen für die teuersten
Kühlschrankmodelle.
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Das
U.S.-Patent Nr. 4.571.953 offenbart
einen Kühlschrank
mit einer Wasserfiltereinheit. Die Wasserfiltereinheit umfasst ein
Paar Kammern oder Filter, die Leitungswasser aufnehmen und gefiltertes Wasser
an ein Ausgaberohr liefern, das sich von einer Oberseite des Kühlschranks
erstreckt. Der '953 Kühlschrank
ist hauptsächlich
auf die Bereitstellung einer Zufuhr von gefiltertem Kaltwasser abgestellt und
hält nicht
ausreichend Speicherplatz bereit, wie dies für einen Haushaltskühlschrank
erforderlich ist. Vgl. auch
U.S.-Patent
Nr. 4.859.320 und
4.808.302 .
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In
U.S.-Patent Nr. 5.083.442 wird
ein Kühlschrank
in Kombination mit einem Umkehrosmose-Wasserreinigungssystem offenbart.
Das Reinigungssystem ist außerhalb
des Kühlabteils
angeordnet.
U.S.-Patent Nr. 3.982.406 schafft
auch ein äußeres Filtriersystem
für einen
Kühlschrank.
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Trotz
der in den genannten Patenten exemplifizierten Fortschritte besteht
weiterhin Bedarf an einem Wasserfiltriersystem für einen Haushaltskühlschrank,
der von Innerhalb des Kühlabteils
leicht zugänglich
ist.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Wasserfiltriersystem
für einen
Haushaltskühlschrank.
Das System umfasst eine Wasserfilterbaugruppe, die von innerhalb
eines Kühlabteils
des Kühlschranks
leicht zugänglich
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Kühlschrank
ein Gehäuse
mit einer Mehrzahl von isolierten Wänden und einer Tür, die an
dem Gehäuse
schwenkbar montiert ist und mit den Wänden zusammenwirkt, um ein
Kühlabteil
zu begrenzen. Eine Abschirmung ist in dem Kühlabteil angeordnet und begrenzt
einen Abschnitt einer Filterkammer. Eine Wasserfilterbaugruppe ist
an dem Gehäuse
befestigt und in dem Kühlabteil
angeordnet und ist mit einer Zufuhrleitung für ungefiltertes Wasser ausgerüstet, die
sich durch das Gehäuse
zu der Filterbaugruppe erstreckt. Eine Zufuhrleitung für gefiltertes
Wasser erstreckt sich. von der Filterbaugruppe und in das Gehäuse hinein.
Die Filterbaugruppe umfasst einen erstem Abschnitt, der in der Filterkammer
angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der sich von der Filterkammer
erstreckt, wobei der erste Abschnitt in Fluidverbindung mit der
Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser und der Zufuhrleitung für gefiltertes Wasser steht.
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Weiterhin
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Innenwand im Kühlabteil angeordnet und von der
Rückwand
des Gehäuses
nach vorne zu beabstandet. Vorzugsweise umfasst die Wasserfilterbaugruppe
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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Weiterhin
umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung
die Wasserfilterbaugruppe eine austauschbare Filterpatrone und ein
Filtergehäuse
mit einem ersten Gehäuseteil
und einem zweiten Gehäuseteil, die
zusammenwirken, um eine Kammer zur Aufnahme der Filterpatrone zu
begrenzen. Vorzugsweise ist die Filterpatrone vom ersten und zweiten
Gehäuseteil
getrennt und kann von der Filterbaugruppe abgenommen werden, wenn
der erste und zweite Gehäuseteil
von einander getrennt werden. Der 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 des weiteren 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 der erste Gehäuseteil erstreckt
und wobei der erste Gehäuseteil
integriert mit dem Montagewinkel verbunden ist.
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In
weiterer Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung sind der erste und zweite Gehäuseteil
trennbar auf fluiddichte Weise miteinander verbunden, wobei der
zweite Gehäuseteil
einen Abschnitt des ersten Gehäuseteils
radial umschließt. Der zweite
Gehäuseteil
hat vorzugsweise einen schalenförmigen
unteren Abschnitt, von dem sich eine im allgemeinen zylindrische
Wand aufwärts
erstreckt, wobei ein unterer Bereich der zylindrischen Wand eine
innere Gewindefläche
aufweist, die eine Schraubverbindung mit einer. äußeren Gewindefläche des
ersten Gehäuseteils
eingeht, um den ersten und zweiten Gehäuseteil miteinander zu verbinden. Der
zweite Gehäuseteil
kann ein verfügbares
Volumen aufweisen, das ausreicht, um Wasser in der Kammer aufzunehmen,
um Verschüttungen
beim Trennen des ersten vom zweiten Gehäuseteil auf ein Minimum zu
beschränken.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Mehrzahl isolierter
Wände,
einer schwenkbar am Gehäuse
montierten Tür,
die mit den Wänden
zusammenwirkt, um ein Kühlabteil
zu begrenzen. Eine Wasserfilterbaugruppe ist an einer der Wände befestigt und
innerhalb des Kühlabteils
angeordnet. Ein Heizelement ist im Kühlabteil und angrenzend an
die Wasserfilterbaugruppe angeordnet. Das Heizelement dient dazu,
die Wasserfilterbaugruppe zu erwärmen,
um das Frieren des in der Wasserfilterbaugruppe 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 einer schwenkbar am Gehäuse
montierten Tür,
die mit den Wänden
zusammenwirkt, um ein Kühlabteil
zu begrenzen. Innerhalb des Kühlabteils
ist eine Abschirmung angeordnet, die mindestens einen Abschnitt der
Filterkammer begrenzt. Die Wasserfilterbaugruppe ist am Gehäuse befestigt
und innerhalb des Kühlabteils
angeordnet. Eine Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser erstreckt sich durch das Gehäuse zur
Filterbaugruppe. Eine Zufuhrleitung für gefiltertes Wasser erstreckt
sich von der Filterbaugruppe in das Gehäuse. Die Filterbaugruppe umfasst
einen ersten Abschnitt, der in der Filterkammer angeordnet ist,
und einen zweiten Abschnitt, der sich von der Filterkammer erstreckt. Der
erste Abschnitt ist in Fluidverbindung mit der Zufuhrleitung für ungefiltertes
Wasser und der Zufuhrleitung für
gefiltertes Wasser. Die Wasserfilterbaugruppe umfasst vorzugsweise
ein Filtergehäuse
und einen Filter, wobei das Filtergehäuse einen ersten Gehäuseteil
und einen zweiten Gehäuseteil
umfasst, die zusammenwirken, um eine Kammer zu begrenzen, in der
der Filter angeordnet ist. Der erste Gehäuseteil kann einen Einlass
umfassen, der mit der Zufuhrleitung für ungefiltertes Wasser verbunden
ist, und einen Auslass, der mit der Zufuhrleitung für Filterwasser
verbunden ist.
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Diese
und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen
beschrieben:
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1 ist
eine perspektivische Darstellung eines Haushaltskühlschranks
mit einer Filterbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des Haushaltskühlschranks
und der Filterbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Frontaufrissansicht der Filterbaugruppe und eines Abschnitts
des Kühlschranks;
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4 ist
eine Draufsichtdarstellung der am Kühlschrank befestigten Filterbaugruppe;
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5 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Filterbaugruppe
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 Draufsichtdarstellung des in 6 dargestellten
oberen Teils des Filtergehäuses;
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8 ist
eine Draufsichtdarstellung eines unteren Teils des Filtergehäuses gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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9 ist
eine Querschnittansicht der Filterbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine schematische Darstellung eines Wasserversorgungskreislaufs
für einen
Haushaltskühlschrank
mit der Filterbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine schematische Darstellung eines Kontrollkreislaufs für den in 10 dargestellten Wasserversorgungskreislauf;
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12 ist
eine schematische Illustration eines ersten alternativen Kontrollkreislaufs
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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13 ist
eine schematische Darstellung eines zweiten alternativen Kontrollkreislaufs
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bezug
nehmend auf die Figuren, insbesondere auf 1, ist ein
Kühlschrank 20 mit
einer Filterbaugruppe 22 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Der dargestellte Kühlschrank
umfasst ein Gehäuse 24 mit
einer Mehrzahl isolierter Wände. Eine
Gefrierfachtür 26 und
a Kühlschranktür 28 sind schwenkbar
am Gehäuse 24 montiert
und wirken mit dem Gehäuse
zusammen, um ein (nicht dargestelltes) Gefrierabteil und ein Kühlabteil 30 zu
begrenzen. Der dargestellte Kühlschrank 20 ist
als "Side-by-Side"-Kühlschrank
bekannt.
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Es
wird natürlich
in Erwägung
gezogen, dass die Filterbaugruppe 22 der vorliegenden Erfindung auch
in anderen Kühlschrank-Typen
verwendbar ist, etwa in solchen, in denen die Gefrier- und Kühlabteile vertikal
voneinander versetzt sind. Obwohl die nachstehend Diskussion auf
den Einbau einer Filterbaugruppe in einen Kühlschrank abgestellt ist, der – wie in 1 und
schematisch in 10 dargestellt – einen
automatischen Eiszubereiter 32 und einen an der Gefrierfachtür montierten
Eis- und Wasserspender 34 umfasst, so ist es doch offensichtlich,
dass die Filterbaugruppe auch in Kühlschränken verwendet werden könnte, die
keinen automatischen Eiszubereiter enthalten, und in Kühlschränken, in
denen der Eis- und/oder Wasserspender von außerhalb des Kühlschranks
nicht zugänglich
sind.
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Wie
in 1 dargestellt, weist das Kühlabteil 30 allgemein
eine rechteckige Form auf und besitzt eine Reihe von darin montierten
Ablagen 36 zur Lagerung von Lebensmitteln. In einem oberen,
hinteren Abschnitt des Kühlabteils
ist eine Abschirmung 38 vorgesehen, an der unterschiedliche
(nicht dargestellte) Regler zur Einstellung der Betriebsbedingungen
des Kühlschranks 20 angebracht
sein können. Die
Filterbaugruppe 22 ist teilweise von der Abschirmung 38 verborgen
und umgeben, wie in 2–3 illustriert.
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Die
Abschirmung 38 umfasst eine Frontwand 38a, eine
Seitenwand 38b, eine Trennwand 38c und eine Bodenwand 38d,
die zusammenwirken, um mit einer Rückwand 48 des Gehäuses 24 eine
Filterkammer 39 zu bilden, die einen Abschnitt der Filterbaugruppe 22 aufnimmt.
Die Bodenwand 38d begrenzt eine Öffnung, durch die sich die
Filterbaugruppe 22 erstreckt, wie dargestellt.
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Ein
elektrisches Dünnschicht-Widerstands-Heizelement 41 ist
an den Innenflächen
der vorderen, seitlichen und Trennwände 38a, 38b, 38c befestigt
und dient der Erwärmung
der Abschirmung 38, der Luft in der Filterkammer 39,
der Filterbaugruppe 22 und der Wasserleitungen in der Filterkammer 39.
So verhindert das Heizelement 41 das Einfrieren des Wassers
in der Filterbaugruppe 22 und in den zugeordneten Wasserleitungen,
wie aus der nachstehenden Diskussion hervorgehen wird.
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Bezug
nehmend auf 2–9, umfasst die
Filterbaugruppe 22 ein Filtergehäuse 40 und eine austauschbare
Filterpatrone 42. Das Filtergehäuse 40 umfasst einen
ersten Gehäuseteil 44 und
einen zweiten Gehäuseteil 46.
Der erste Gehäuseteil
ist vorzugsweise an der Rückwand 48 des
Gehäuses 24 befestigt
und ist insbesondere vorzugsweise in einer hinteren und oberen Ecke
des Kühlabteils 30 angeordnet.
Der erste Gehäuseteil 44 ist
allgemein in der Filterkammer 39 enthalten und ragt abwärts durch
die Öffnung
in der Bodenwand 38d der Abschirmung vor, wie illustriert.
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Der
erste Gehäuseteil 44 umfasst
einen Hauptkörper 50,
von dem sich integriert ein Montagewinkel 52, ein Auslassöffnungsanschluss 54 und
ein Einlassöffnungsanschluss 56 erstrecken.
Der Montagewinkel 52 ist mittels einer Reihe von Verbindungsstegen 58 integriert
mit dem Hauptkörper 50 verbunden,
wie dargestellt. Im Montagewinkel 52 ist ein Paar Montageöffnungen 60 ausgebildet,
um das Anbringen des Winkels an der Rückwand 48 des Gehäuses 24 mit
mechanischen Befestigungselementen, wie beispielsweise (nicht dargestellten)
Schrauben, zu ermöglichen.
Es versteht sich, dass auch andere Mittel für die mechanische Befestigung
zur Anbringung des ersten Gehäuseteils 44 am
Kühlschrankgehäuse 24 verwendet
werden können,
ohne vom Geltungsbereich und von den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnten Einschnapp- oder Bajonett-Verbindungen anstelle
der herkömmlichen
mechanischen Befestigungselemente verwendet werden.
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Wie
am besten in 5–7 und 9 dargestellt,
ist der Hauptkörper 50 des
ersten Gehäuseteils 44 allgemein
schalenförmig,
offen an der Unterseite 62 und geschlossen an der Oberseite 64 durch
eine Abschlusswand 66, mit einer im allgemeinen zylindrischen
Seitenwand 68. Der Auslassöffnungsanschluss 54 ragt
von der Abschlusswand 66 vor und ist allgemein koaxial
zur Seitenwand 68 des ersten Gehäuseteil-Hauptkörpers 50 angeordnet. Der
Einlassöffnungsanschluss 56 ragt
ebenfalls von der Abschlusswand 66 vor, ist aber radial
von der gemeinsamen Achse der Seitenwand 68 und des Auslassöffnungsanschlusses 54 beabstandet,
wie illustriert.
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Die
Seitenwand 68 des ersten Gehäuseteil-Hauptkörpers 50 wird
mit ihrer Erstreckung nach unten, von der Wand 66 weg führend, allmählich dicker.
Der Außenumfang
der Seitenwand 68 ist graduell geneigt, während der
Innendurchmesser allgemein konstant ist, wie illustriert.
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An
der Unterseite 62 des Hauptkörpers 50 umfasst die
Seitenwand 68 einen Abschnitt 70 mit reduzierter
Dicke und Außengewinde,
eine außenumfängliche
Nut 71 und eine nach unten weisende ringförmige Fläche 72.
In der außenumfänglichen
Nut 71 ist ein O-Ring 73 aufgenommen. Der Gewindeabschnitt 70 und
der O-Ring 73 wirken mit dem zweiten Gehäuseteil 46 zusammen,
um eine fluiddichte Verbindung des zweiten Gehäuseteils 46 mit dem
ersten Gehäuseteil 44 zu
ermöglichen,
wie nachstehend näher
beschrieben.
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Die
Abschlusswand 66 des ersten Gehäuseteil-Hauptkörpers 50 besitzt
einen Montagering 74, der von einer Innenfläche desselben
nach unten vorragt. Der Montagering 74 ist koaxial zum
Auslassöffnungsanschluss 54 angeordnet
und wirkt mit einem Auslassanschluss 76 der Filterpatrone 42 zusammen,
um den Filterpatronenauslass am ersten Gehäuseteil 44 abzudichten
und ungefiltertes Wasser daran zu hindern, die Filterpatrone 42 zu
umfließen, wie
aus der nachstehenden Diskussion hervorgehen wird.
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Wie
am besten in 5, 8 und 9 dargestellt,
umfasst der zweite Gehäuseteil 46 einen schalenförmigen unteren
Abschnitt 78 und eine aufrecht stehende, im allgemeinen
zylindrische Seitenwand 80, die mit einem kurzen kegelstumpfförmigen Abschnitt 82 verbunden
sind. Am zweiten Gehäuseteil 46 ist
eine Reihe äußerer Rippen 84 ausgebildet, um
die Griffigkeit des zweiten Gehäuseteils
für den Benutzer
zu erhöhen,
die bei der Montage und Demontage zum Drehen des zweiten Gehäuseteils 46 in Relation
zum ersten Gehäuseteil 44 erforderlich
ist.
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Der
schalenförmige
Abschnitt 78 des zweiten Gehäuseteils weist ebenfalls eine
Reihe von Rippen 86 auf, die an einer Innenfläche desselben
ausgebildet sind, um die Anbringung und den Halt der Filterpatrone 42 bei
der Montage zu erleichtern. Die Rippen 86 umfassen einen
ersten Teil 86a und einen zweiten Teil 86b. Der
erste Teil 86a der Rippen 86 begrenzt eine horizontale
Tragfläche
für die
Filterpatrone 42. Der zweite Teil 86b erstreckt
sich aufwärts vom
ersten Teil 86a und begrenzt vertikale Flächen, die
die Filterpatrone 42 radial stützen und umgeben.
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Die
Seitenwand 80 des zweiten Gehäuseteils 46 umfasst
einen unteren oder ersten Abschnitt 88 und einen oberen
oder zweiten Abschnitt 90, wie am besten in 9 dargestellt.
Der erste Abschnitt 88 ist relativ dicker als der zweite
Abschnitt 90 und umfasst eine innere Gewindefläche 92,
eine aufwärts weisende
ringförmige
Oberfläche 93 und
eine ringförmige
Dichtfläche 94.
Die innere Gewindefläche 92 wird
vom äußeren Gewindeabschnitt 70 des
ersten Gehäuseteils 44 in
Schraubverbindung aufgenommen. Die aufwärts weisende ringförmige Oberfläche 93 des
zweiten Gehäuseteils 46 ist
angrenzend an die nach unten weisende ringförmige Oberfläche 72 des
ersten Gehäuseteils
angeordnet. Die ringförmige Dichtfläche 94 verbindet
sich mit dem O-Ring 73, um zwischen den Gehäuseteilen 44, 46 eine
fluiddichte Verbindung herzustellen.
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Wie
in 5 und 9 dargestellt, umfasst die Filterpatrone 42 einen
zylindrischen Filterkörper 96 und
obere und untere Abschlusskappen 98, 100. Die
oberen und unteren Abschlusskappen 98, 100 decken
die ringförmigen
Enden des Filterkörpers 96 ab
und erstrecken sich eine kurze Distanz entlang den zylindrischen
Seiten des Filterkörpers 96,
wie in 9 dargestellt.
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Der
Auslassanschluss 76 ragt aus der oberen Abschlusskappe 98 nach
oben vor. Der Auslassanschluss 76 ist allgemein koaxial
am Filterkörper 96 angeordnet
und erstreckt sich in den nach unten reichenden Montagering 74,
der an der ersten Gehäuseteil-Abschlusswand 66 vorgesehen
ist. Der Auslassanschluss 76 weist vorzugsweise eine außenumfängliche
Nut auf, in der ein O-Ring 102 aufgenommen ist, um die
obere Abschlusskappe 98 der Filterpatrone 42 abdichtend
am ersten Gehäuseteil 44 zu befestigen,
und hindert damit ungefiltertes Wasser daran, die Filterpatrone
zu umgehen, wie bereits festgestellt.
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Die
untere Abschlusskappe 100 ist in Verbindung mit den Rippen 86,
die sich aus der Innenfläche des
schalenförmigen
Abschnitts 78 des zweiten Gehäuseteils 46 erstrecken,
und wird von diesen gehalten. Die ersten Teile 86a der
Rippen 86 greifen in die kreisförmige Bodenfläche der
unteren Abschlusskappe 100 ein und tragen zum vertikalen
Halt der Filterpatrone 42 bei. Die zweiten Teile 86b der
Rippen umgeben radial die untere Abschlusskappe 100 und richten
die Filterpatrone 42 radial aus.
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Wie
nachstehend näher
beschrieben, greifen die Rippen 86 während der Montage in die untere
Abschlusskappe 100 ein, um die Filterpatrone 42 zu
tragen, während
der zweite Gehäuseteil 46 auf
den ersten Gehäuseteil 44 geschraubt
wird. Die Rippen 86 dienen der richtigen Positionierung
und Anpassung der Filterpatrone 42, so dass der Auslassanschluss 76 in
den Montagering 74 eingeführt wird.
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Der
zylindrische Filterkörper 96 ist
vorzugsweise eine aus mehreren Materialien zusammengesetzte Konstruktion,
mit einem Innenzylinder aus komprimiertem oder extrudiertem Kohlenstoff 104,
einer Zwischenschicht aus Faserwatte 106 und einer äußeren Maschenumhüllung 108.
Durch die Länge des
Filterkörpers 96 verläuft eine
Längsbohrung 110 und
ist in Fluidkommunikation mit dem Auslassanschluss 76 und
dem Auslassöffnungsanschluss 54.
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Das
Wasser wird durch den Einlassöffnungsanschluss 56 in
eine Kammer 111 eingeführt,
die durch den ersten und zweiten Gehäuseteil begrenzt ist und in
der die Filterpatrone 42 angeordnet ist. Das ungefilterte
Wasser wird gefiltert, während
es radial einwärts
durch den Filterkörper 96 und
auf die Längsbohrung 110 zu
fließt.
Das gefilterte Wasser strömt dann
aufwärts
durch die Bohrung 110, durch den Auslassanschluss 76 und
aus dem Auslassöffnungsanschluss 54.
Es versteht sich, dass andere Arten oder Modelle von Filterpatronen
gegen die bevorzugte und illustrierte Filterpatrone 42 ausgetauscht
werden können,
ohne vom Geltungsbereich und den Prinzipien der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Während der
Montage und mit dem ersten Gehäuseteil 44 an
der Rückwand 48 des
Gehäuses 24 befestigt,
wird die Filterpatrone 42 in den ersten Gehäuseteil 44 so
eingeführt,
dass sich der Auslassanschluss 76 in den Montagering 74 erstreckt,
der von der Abschlusswand 66 des ersten Gehäuseteils bereitgestellt
wird, und sich die O-Ring-102 Dichtung mit einer Innenfläche des
Montagerings 74 auf fluiddichte Weise verbindet. Danach
wird der zweite Gehäuseteil 46 auf
den ersten Gehäuseteil 44 geschraubt.
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Wenn
der zweite Gehäuseteil 46 vollständig auf
den ersten Gehäuseteil 44 geschraubt
ist, greifen die Innenrippen 86 des zweiten Gehäuseteils
in die untere Abschlusskappe 100 der Filterpatrone ein,
um die Filterpatrone 42 in Längsrichtung und radial zu stützen, und
zwingen den Filterpatrone-Auslassanschluss 76 weiter
in den Montagering 74 hinein. Zudem wird die ringförmige Dichtfläche 94 des
zweiten Gehäuseteils
in abdichtende Verbindung mit dem O-Ring 73 gebracht, der
vom ersten Gehäuseteil 44 bereitgestellt
wird, wie oben kurz beschrieben.
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Alternativ
dazu kann die Filterpatrone 42 auch zuerst in den zweiten
Gehäuseteil 46 eingeführt werden,
so dass die untere Abschlusskappe 100 von den Innenrippen 86 des
zweiten Gehäuseteils
radial und in Längsrichtung
gestützt
wird. Die zweiten Teile 86b der Rippen 86 dienen
der vertikalen und radialen Ausrichtung der Filterpatrone 42,
so dass nach einer nachfolgenden Schraubverbindung des ersten und zweiten
Gehäuseteils 44, 46 der
Auslassanschluss 76 der Filterpatrone koaxial am Montagering 74 des ersten
Gehäuseteils
ausgerichtet und in diesen eingeführt ist und der O-Ring 102 auf
der Auslassanschluss-76-Dichtung eine fluiddichte Verbindung
mit der Innenfläche
des Montagerings 74 eingeht.
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Die
oben beschriebene Wasserfilterbaugruppe 22 ist zur Benutzung
als Teil eines Wasserfilterungs- und Abgabesystems 112 vorgesehen,
wie in 10 schematisch illustriert.
Das Filterungs- und Abgabesystem 112 umfasst neben der
oben beschriebenen Wasserfilterbaugruppe 22 erste und zweite
Reglerventile 114, 116, einen Tank 118 für gefiltertes
Wasser, den automatischen Eiszubereiter 32 und den kombinierten
Eis-/Wasserspender 34.
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Das
erste Reglerventil 114 ist in Richtung der Wasserströmung relativ
stromaufwärts
der Wasserfilterbaugruppe 22 angeordnet und regelt die
Versorgung der Wasserfilterbaugruppe 22 mit ungefiltertem Wasser.
Das erste Reglerventil 114 hat einen Eingang 120 und
erste und zweite Ausgänge 126, 127, die
von Elektromagneten 126a bzw. 127a geöffnet und
geschlossen werden (11).
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Der
erste Reglerventileingang 120 ist über einer Wasserversorgungsleitung 122 mit
einer Haushaltsleitungswasserquelle verbunden. Die ersten und zweiten
Ausgänge 126, 127 sind über eine
Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser 124 mit dem Einlassöffnungsanschluss 56 verbunden.
Die Zufuhrleitung für ungefiltertes
Wasser 124 liegt innerhalb der Rückwand 48 des isolierten
Gehäuses
und erstreckt sich oder ragt eine kurze Distanz in die Filterkammer 39 hinein,
wie in 2-4 illustriert.
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Eine
Zufuhrleitung für
gefiltertes Wasser 128 erstreckt sich vom Auslassöffnungsanschluss 54 des ersten
Gehäuseteils 44 zu
einem Eingang 130 des zweiten Reglerventils 116.
Wie die Zufuhrleitung für ungefiltertes
Wasser 124, liegt die Zufuhrleitung für gefiltertes Wasser 128 innerhalb
der Rückwand 48 des
isolierten Gehäuses
und erstreckt sich oder ragt eine kurze Distanz in die Filterkammer 39 hinein (2–4).
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Das
zweite Reglerventil 116 hat erste und zweite Ausgänge 132, 134,
die von Elektromagneten 132a bzw. 134a geöffnet und
geschlossen werden (11). Der erste Ausgang 132 ist über einen
ersten Kanal 136 in Fluidverbindung mit dem Wassertank 118,
und der zweite Ausgang 134 ist über einen zweiten Kanal 138 mit
dem Eiszubereiter 32 verbunden. Vorzugsweise umfasst der
zweite Ausgang 134 des zweiten Reglerventils 116 eine "Durchflussscheibe" zur Regelung des
Wasserdurchflusses in den Eiszubereiter 32, um eine kontrollierte
Befüllung
desselben zu gewährleisten,
wie in der Fachwelt bekannt.
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Ein
Ausgang des Wassertanks 118 ist über einen dritten Kanal 140 auch
mit dem Eis-/Wasserspender 34 verbunden. Der Eiszubereiter 32 führt dem
Eis-/Wasserspender 34 über
einen Schacht 142 Eis/Wasser zu, wie in der Fachwelt gut
bekannt. Der Eis-/Wasserspender 34 umfasst einen Wasserspenderschalter 34a.
Der Eiszubereiter 32 umfasst einen Schalter 32a.
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Wir
nehmen Bezug auf 11. Wenn der Eis-/Wasserspender 34 betätigt wird,
um Wasser auszugeben, wird der Wasserspenderschalter 34a geschlossen,
wodurch wiederum der erste Elektromagnet 132a des ersten
Reglerventils mit Strom versorgt wird, um den ersten Elektromagnet 132a des Reglerventils
zu öffnen,
so dass die ersten Ausgänge 126, 132 des
Reglerventils geöffnet
werden. Das Öffnen
der ersten Ausgänge 126, 132 erlaubt
den Strom von ungefiltertem Wasser in die Filterbaugruppe 22 und
den Strom von gefiltertem Wasser in den Kaltwassertank 118 und
aus dem Eis-/Wasserspender 34.
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Wenn
der automatische Eiszubereiter 32 Wasser benötigt, um
mehr Eis herzustellen, wird der Eiszubereiterschalter 32a geschlossen,
wodurch wiederum der zweite Elektromagnet 127a des ersten Reglerventils
und der zweite Elektromagnet 134a des zweiten Reglerventils
mit Strom versorgt. werden, um die zweiten Ausgänge 127, 134 der
Reglerventile zu öffnen.
Das Öffnen
der zweiten Ausgänge 126b, 132b erlaubt
den Strom von ungefiltertem Wasser in die Filterbaugruppe 22 und
den Strom von gefiltertem Wasser in den Eiszubereiter 32.
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In 12 ist
ein erster alternativer Regelkreis dargestellt, der zur Verwendung
mit einem (nicht dargestellten) alternativen ersten Reglerventil geeignet
ist. Das alternative erste Reglerventil unterscheidet sich vom oben
beschriebenen ersten Reglerventil 114 insofern als es nur einen
einzigen Ausgang hat, der durch einen Elektromagnet 126a' kontrolliert
wird. Der erste alternative Regelkreis umfasst neben dem oben beschriebenen
zweiten Reglerventil 116 und dem alternativen ersten Reglerventil
einen Eiszubereiter-Umschalter 32b mit
ersten und zweiten Kontakten 32b', 32b'' und
einen Wasserspender-Umschalter 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 Elektromagnet 126a' des alternativen
ersten Reglerventils und den ersten Elektromagnet 132a des
zweiten Reglerventils mit Strom, um damit den alternativen ersten
Reglerventilausgang und den ersten Ausgang 132 des zweiten
Reglerventils 116 zu öffnen
und den Strom ungefilterten Wassers in die Filterbaugruppe 22 und
den Strom gefilterten Wassers in den Kaltwassertank 118 und
aus dem Eis-/Wasserspender 34 zu erlauben.
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Gleicherweise
schließt
das Schließen
des Eiszubereiterschalters 32b den ersten und zweiten Kontakt 32b', 32b'' und versorgt den Elektromagnet 126a' des alternativen
ersten Reglerventils und den zweiten Elektromagnet 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 den Strom ungefilterten Wassers in die Filterbaugruppe 22 und
den Strom gefilterten Wassers in den Eiszubereiter 32 zu
erlauben.
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In 13 ist
ein zweiter alternativer Regelkreis dargestellt. Der Kreis umfasst
neben dem zweiten Reglerventil 116 und dem oben beschriebenen
alternativen ersten Reglerventil einen einpoligen Eiszubereiter-Schalter 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 ist, wird der
erste Elektromagnet 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 Elektromagneten 126a' des
alternativen ersten Reglerventils mit Strom zu versorgen und damit
das alternative erste Reglerventil zu öffnen. So fließt ungefiltertes
Wasser in die Filterbaugruppe 22 und gefiltertes Wasser
fließt
in den Kaltwassertank 118 und aus dem Eis-/Wasserspender 34 hinaus.
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Wenn
dem gemäß der Eiszubereiterschalter 32c geschlossen
ist, wird der zweite Elektromagnet 134a des zweiten Reglerventils 116 erregt,
um den zweiten Ausgang 134 des zweiten Reglerventils zu öffnen. Die
zweite Relaisspule 147 wird erregt, um den zweiten Kontakt 147a zu
schließen
und den Elektromagnet 126a' des
alternativen ersten Reglerventils mit Strom zu versorgen und damit
das alternative erste Reglerventil zu öffnen. So fließt ungefiltertes
Wasser in die Filterbaugruppe 22 und gefiltertes Wasser
in 'den Eiszubereiter 32.
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In
jedem Fall (d. h. gleichgültig,
ob der Wasserspender 34 oder der Eiszubereiter 32 mit
Wasser versorgt wird) wird das erste Reglerventil 114 vorzugsweise
geschlossen, bevor das zweite Reglerventil 116 geschlossen
wird. Mehr bevorzugt wird das erste Reglerventil 114 etwa
eine Sekunde vor dem Schließen
des zweiten Reglerventils 116 geschlossen. Ein Verzögern des
Schließens
des zweiten Reglerventils 116 im Verhältnis zum ersten Reglerventil 114 reduziert
den Wasserdruck auf die Wasserfilterbaugruppe 22 und damit
die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Filterbaugruppe und der
erforderlichen Stärke
der Dichtungen und Teile der Filterbaugruppe sowie auch die Kosten
der Filterbaugruppe. Das verzögerte
Schließen
des zweiten Reglerventils 116 erleichtert auch die Demontage
des Filtergehäuses 40 durch
Entfernen des zweiten Gehäuseteils 46 vom
ersten Gehäuseteil 44,
indem die Wasserdruck-induzierte Spannung auf der Filterbaugruppe 22 reduziert
wird.
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Wie
aus dem Voranstehenden hervorgehen sollte, wird der Zugriff auf
die Filterpatrone 42 zum Austauschen derselben durch einfaches
Drehen des zweiten Gehäuseteils 46 erreicht,
um den zweiten Gehäuseteil 46 vom
ersten Gehäuseteil 44 abzuschrauben.
Während
eines solchen Austauschs wirken der schalenförmige untere Abschnitt 78 des zweiten
Gehäuseteils
und die Seitenwand 80 zusammen, um einen Behälter zu
bilden, dessen verfügbares
Volumen ausreicht, die Filterpatrone 42, das Wasser in
der Filterbaugruppenkammer 111 sowie Wasser innerhalb der
Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser 124 und der Zufuhrleitung für gefiltertes
Wasser 128 aufzunehmen und zu enthalten. Auf diese Weise
werden Undichtheiten oder Verschüttungen von
Wasser in das Kühlabteil 30 während des
Filterpatronenaustauschs beseitigt oder minimiert. Nachdem die verbrauchte
Filterpatrone 42 entfernt worden ist, wird auf die oben
beschriebene Art und Weise eine neue Filterpatrone eingesetzt.
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Zur
Verständigung.
des Benutzers von der Notwendigkeit eines Austauschs der Filterpatrone 42 stehen
mehrere unterschiedliche Mittel zur Verfügung. Am einfachsten und kostengünstigsten
ist die Reduzierung der Strömungsrate
des Wassers während
der Abgabe, die stattfindet, wenn die Filterpatrone verstopft wird.
Andere, etwas ausgefeiltere Vorrichtungen, wie beispielsweise Zeitalarme
oder Kontrolleinrichtungen für
den Abfall der Durchflussrate und des Drucks am Filter mit entsprechenden
Anzeigen können
ebenfalls verwendet werden.
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Es
ist festzustellen, dass die Filterbaugruppe 22 ohne eine
Filterpatrone 46 verwendet werden kann, wenn eine Zufuhrleitung
für gefiltertes
Wasser nicht erwünscht
ist. Das wäre
beispielsweise der Fall, wenn der Haushalt mit einem Filter für das gesamte Leitungswasser
ausgestattet ist, etwa mit einem Haushalts-Umkehrosmosefilter.
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Aufgrund
des Ortes der Wasserfilterbaugruppe 22 am oberen hinteren
Abschnitt des Kühlabteils 30,
bei dem es sich tendenziell um den wärmsten Abschnitt des Kühlabteils
handelt, des Wasserdrucks an der Filterbaugruppe 22 und
der kurzen Erstreckungen der Zufuhrleitung für ungefiltertes Wasser 124 und
der Zufuhrleitung für
gefiltertes Wasser 128 im exponierten Zustand in der Filterkammer 39 zeigen das
Wasser innerhalb der Filterbaugruppenkammer 111 und die
Wasserleitungen 124, 128 keine Neigung zum Einfrieren.
In dem illustrierten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dennoch
das Heizelement 41 vorgesehen, um das Risiko des Wassereinfrierens
in der Filterbaugruppe 22 und in den Wasserleitungen 124, 128 innerhalb
des Kühlabteils 30 noch
weiter gehend zu eliminieren.
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Wie
bereits kurz festgehalten, ist das illustrierte und bevorzugte Heizelement 41 ein
elektrisches Dünnschicht-
und Streifen-Widerstandsheizelement und an den Innenflächen der
vorderen, seitlichen und Trennwände 38a, 38b, 38c der
Abschirmung befestigt. Das Heizelement 41 ist vorzugsweise
mit dem (nicht dargestellten) Kühlschrankkompressor
verdrahtet, so dass das Heizelement aktiviert wird, wenn der Kühlschrankkompressor
in Betrieb ist, um das Kühlabteil 30 mit
kalter Luft zu versorgen. Folglich erwärmt das Heizelement 41 die
Abschirmung 38 und die Luft in der Filterkammer 39,
während
gleichzeitig Kaltluft in das Kühlabteil 30 eingeführt wird,
wodurch das Wasser innerhalb der Filterbaugruppe 22, der
Zufuhrleitung für
ungefiltertes Wasser 124 und der Zufuhrleitung für gefiltertes
Wasser 128 erwärmt
wird.
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Das
Heizelement 41 kann auch über einen Thermostat automatisch
nach Bedarf aktiviert werden, oder andere Regler, welche die Luft-
oder Wassertemperatur messen, können
periodisch oder gleichzeitig mit anderen Zyklen des Kühlschranks 20, etwa
dem Abtauzyklus, aktiviert werden.
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Zwar
wird hier das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, doch versteht
sich von selbst, dass daran zahlreiche Modifikationen, Umstellungen, Änderungen
und Austausche von Teilen vorgenommen werden können, ohne von Geltungsbereich
oder den Prinzipien der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert
sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Strömungsweg
des Wassers in der Filterbaugruppe 22 so geändert werden
kann, dass ungefiltertes Wasser in die Längsbohrung 110 innerhalb
des Filterkörpers 96 eingeführt wird
und radial auswärts
in die Kammer 111 zu einem axial versetzten Auslass strömt. Oder
ungefiltertes Wasser kann in die Filterkammer 111 außerhalb
einer Filterpatrone eingeführt
werden und vertikal aufwärts
durch den Patronenboden zu einem axial ausgerichteten Ausgang strömen.
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Es
ist auch vorstellbar, wenngleich nicht bevorzugt, den zweiten oder
unteren Gehäuseteil
aufgrund von räumlichen
Beschränkungen
im Kühlabteil 30 fest
am Gehäuse 24 zu
montieren und den ersten oder oberen Gehäuseteil am zweiten Gehäuseteil abnehmbar
anzubringen, um die Wahrscheinlichkeit von Wasserverschüttungen
während
eines Filterpatronentauschs komplett auszuschließen.
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Es
wird auch erwogen, dass die Filterpatrone 42 am ersten
oder zweiten Gehäuseteil 44, 46 festgeschraubt
ist, um eine positivere Ausrichtung und Abdichtung derselben zu
schaffen, oder dass die Filterpatrone integriert mit dem abnehmbaren
zweiten (oder ersten) Gehäuseteil
ausgebildet ist. Folglich ist der Geltungsbereich der vorliegenden
Erfindung nicht allein auf das hier dargestellte und beschriebene,
bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
umfasst zahlreiche andere Vorrichtungen, die in den Bedeutungsbereich
der nachfolgenden Ansprüche
fallen.