(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体用濾過装置（１）であって、濾過材（４）を充填した濾過容器（２）を含み、濾過容器の底（３）が液体用の少なくとも１つの篩状吐出し口を有し、また蓋（５）を含み、この蓋が内部に空間（Ｖｉ）を予め有しており、液体用の少なくとも１つの吸込口（８）と１つの逃散空気用排気口（１０）とを備えかつ液密に濾過容器（２）に結合されており、濾過容器（２）と蓋（５）との間に篩状布（１２）が配置されるものにおいて、布（１２）のうち濾過容器（２）から最も遠く離れた部分（１４）の両側で大部分の動作時に空気が存在するように、篩状布（１２）が蓋（５）の空間（Ｖｉ）内に突出する少なくとも１つの成形部（１３）を有し、
前記吸込口（８）と前記篩状吐出し口との間に前記篩状布（１２）が配置されており、この篩状布（１２）と前記濾過容器（２）の壁とが、前記濾過材（４）を充填するための空間（Ｖｕ）を形成していることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
蓋（５）内において上側にある布（１２）の成形部（１３）と排気口（１０）とが吸込口（８）の最も高い末端（１５）より上に配置されることを特徴とする、請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
蓋（５）の空間（Ｖｉ）内に突出する布（１２）成形部（１３）が少なくとも部分的に湾曲していることを特徴とする、請求項１または２記載の濾過装置。
【請求項４】
布（１２）における突出した成形部（１３）が球形キャップの形状を有し、かつ成形部（１３）の下側に位置する外縁が濾過容器（２）の上縁と蓋（５）の下縁（６）とに固着されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項５】
布（１２）が織布、編布、不織布、またはプラスチック成形部品であり、布（１２）の孔径が５０μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項６】
流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが±５０％の公差を有して１：２：１０：２０に等しく、ここで
Ａ＝蓋（５）の排気口（１０）の総自由流路断面積
Ｂ＝蓋（５）の液体吸込口（８）の総自由流路断面積
Ｃ＝蓋（５）内において上側にある布（１２）の成形部（１３）の排気孔の総自由流路断面積
Ｄ＝布（１２）の下側に位置する環状の外縁部分の液体流通孔の総自由流路断面積
であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項７】
蓋（５）内において上側にある布（１２）の成形部（１３）が蓋（５）の上壁（９）から距離を置いて配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項８】
布（１２）によって提供される空間（Ｖｉ′）が濾過容器（２）内の濾過材（４）充填容積の５％以上であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項９】
蓋（５）内において上側にある布（１２）の成形部（１３）が少なくとも上側領域に疎水性材料または疎水化材料を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項１０】
液体通過用吸込口（８）の領域で布（１２）の下側部分が親水性部分を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項記載の濾過装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項記載の液体用濾過装置（１）において、布（１２）を、再成形させて蓋（５）内に突出する固有安定性成形部（１３）を形成し、かつ蓋（５）に固着する、布（１２）の使用方法。
【請求項１２】
液体用濾過装置（１）であって、少なくとも部分的に濾過材（４）を充填した濾過室（２）を有し、この濾過室が液体（２８）用の少なくとも１つの吸込口（８）と１つの吐出し口（３０）とを有し、吸込口（８）と吐出し口（３０）との間に篩状成形体（１２）が配置され、この篩状成形体（１２）と、前記濾過材（４）を充填した濾過室（２）の壁と、の間に空間（Ｖｕ）が形成されており、篩状成形体（１２）が少なくとも部分的に移動可能であり、２つの端位置とその間の中間位置とを占めることができ、第１端位置から第２端位置へと移行するとき空間（Ｖｕ）が容積差ΔＶだけ低減されることを特徴とする濾過装置。
【請求項１３】
篩状成形体（１２）が布であることを特徴とする、請求項１２記載の濾過装置（１）。
【請求項１４】
布（１２）縁を通る基準面（３５）の面積が実際の布（１２）面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１３記載の濾過装置（１）。
【請求項１５】
濾過室（２）が少なくとも１つの逃散空気用排気口（１０）を有し、この排気口が吸込口（８）と同じ側で篩状成形体（１２）に配置されることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１６】
容積差ΔＶが濾過室（２）の濾過材（４）充填容積の少なくとも１％であることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１７】
容積差ΔＶが空間Ｖｕの容積の少なくとも１％であることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１８】
篩状成形体（１２）が少なくとも第２端位置において濾過材（４）の表面および／または他の部材と接触することを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項１９】
基準面（３５）から離間した布（１２）部分（３７）が第１端位置のとき濾過室（２）の壁に接触しないことを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２０】
濾過装置（１）が重力で動作し、成形体（１２）の第１端位置のとき成形体（１２）の少なくとも１部が第２端位置のときよりも高い位置にあることを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２１】
基準面（３５）から離間した布（１２）部分と排気口（１０）が、第１端位置のとき吸込口（８）の最も高い末端より上に配置されていることを特徴とする、請求項２０記載の濾過装置（１）。
【請求項２２】
布（１２）が織布、編布、繊維織布、不織布、またはプラスチック成形部品であり、布（１２）の孔径が５０μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１３〜２１のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２３】
流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが±５０％の公差を有して１：２：１０：２０に等しく、ここで
Ａ＝濾過室（２）の排気口（１０）の総自由流路断面積
Ｂ＝濾過室（２）の液体吸込口（８）の総自由流路断面積
Ｃ＝第１端位置における布（１２）の排気孔の総自由流路断面積
Ｄ＝第１端位置における布（１２）の下側に位置する環状の外縁部分の液体流通孔の総自由流路断面積
であることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２４】
篩状成形体（１２）が親水性部分を有することを特徴とする、請求項１２〜２３のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２５】
布（１２）の糸の太さが５〜１００μｍであることを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【請求項２６】
成形体（１２）が軟質材料および／または弾性材料から製造されることを特徴とする、請求項１２〜２５のいずれか１項記載の濾過装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液体用濾過装置であって、濾過材を充填した濾過容器を含み、濾過容器の底が液体用の少なくとも１つの篩状吐出し口を有し、また蓋を含み、この蓋が内部容積を予め決定し、液体用の少なくとも１つの吸込口と１つの逃散空気用排気口とを備えかつ液密に濾過容器に結合されており、濾過容器と蓋との間に篩状編織布が配置されているものに関する。
【０００２】
さらに本発明は第２実施形態において、液体用濾過装置であって、少なくとも部分的に濾過材を充填した内部容積（Ｖｉ）の濾過室を有し、この濾過室が液体用の少なくとも１つの吸込口と吐出し口とを有し、吸込口と吐出し口との間に篩状成形体が配置され、この成形体が濾過室の壁と一緒に容積Ｖｕを形成し、この容積内に濾過材があるものに関する。
【０００３】
上記濾過装置は公知であり、水を濾過するのに利用され、濾過材としてイオン交換器および／または活性炭が使用される。公知の濾過装置はカートリッジの形状を有し、カートリッジの縦中心線が好ましくは垂直に配置され、濾過容器の蓋は上に、また底は下にあり、液体、好ましくは被濾過水は上から蓋に流入し、下の底で濾過容器から流出する。液体、好ましくは被濾過水は上から吸込口に流入し、下の底で吐出し口を通して濾過室から流出する。公知の濾過装置は浄水装置のそのために設けられた漏斗に挿入され、この漏斗は濾過済み液体用捕集容器または集合容器に取付けられ、好ましくは、取外し可能な蓋で上から閉鎖される。利用者は例えば水道水を上から漏斗に注入し、水道水は濾過装置を通過後、食品調製、好ましくはお茶精製等のための集合容器において使用することができる。
【０００４】
極力効果的な濾過のため、または水精製のためにも、主に水である濾過装置内に流入する液体を極力大きな濾過材表面積を提供し、または極力強力かつ包括的な吸着活動を液体が受けるように強いるのが望ましい。知られているように、濾過材としての粒質物の場合、個々の濾過粒子の粒径が小さければ小さいほど一層大きな作用表面積が得られる。濾過材中に約２００μｍ以下の粒子が存在することがある。通過する被濾過液体に提供される作用表面積がこうして好ましいことに大きい。しかしこの利点に結び付いている欠点として、このごく小さな粒質粒子の幾つかが蓋の吸込口を通過し、そして底側に特別の措置が講じられていない場合底の吐出し口を通過し、こうして濾過装置から流出する。その場合一部では液体表面を浮遊する粒子、例えば黒色活性炭粒子が利用者に不快感を与え、望ましくない。
【０００５】
プラスチックから射出成形される例えば２００μｍまでの小孔径の平らな篩織布がすでにあり、この篩織布は実験的に濾過容器または濾過室の上面と下面で濾過材を保持するために配置するよう試みられた。この種の篩を液体が通過するときこれまで説明不可能な程度に諸困難が発生した。
【０００６】
上で述べた液体用濾過装置は旧来の装置に比べてすでに濾過容器と蓋との間に篩状編織布を有し、例えば約２００μｍ幅の小さな粒質粒子も蓋の吸込口から流出できない。底側措置がここでは検討されず、それゆえに改善や新規な措置は蓋の口にのみ向けられかつ関係している。上記種類の公知濾過装置では好ましい実施例において篩状編織布として織布インサートが使用され、この織布インサートは濾過容器内に突出しなければならない。１実施形態において公知織布部品は湾曲し、それゆえに鉛直方向でさらに下方に濾過容器内に突出している。公知の濾過装置で編織布を利用することによる保持能力の決定的向上と良好な流量は、編織布が濾過材に接触しているときには常に保証されていた。一方で編織布と他方で濾過容器内の濾過材とのこの接触がもはや存在していないとき諸問題が不利なことに発生した。
【０００７】
濾過容器の上縁によって想定することのできる平面に沿って蓋は濾過容器で液密に閉鎖される。ほぼこの想定平面の領域で濾過容器と蓋との間に平らな編織布を配置すると流れの問題は解決できないことが認識された。この問題は、被濾過液体中に浸漬された蓋の上に過度に高い液柱がなく、重力による液体の圧力が過度に大きくないとの事実によって説明された。さらに液体の表面張力が既知であり、特に篩孔が小さい場合にこの表面張力が否定的に作用し、蓋の下方でごく小さな空気背圧でも液体の通過を阻止するのに十分である。織物技術において湿潤フィルムによる孔の閉鎖は「帆形成」と呼ばれる。平らな編織布の使用がそこでは助けとはなりえなかった。そのため、上で指摘した種類の公知濾過装置では編織布が前記平面から下方に濾過容器内にまたは濾過材の方向に突出している。
【０００８】
多くの問題がこうしてすでに解決された。濾過容器に「殆ど縁まで」、すなわち８５％または９５％まで、濾過材を充填すると、この突出した布部品が濾過材に接触することになり、これによりこの個所で表面張力が破られ、その結果、液体はここで流れ始め、蓋の下の万一の空気クッションを押し出し、こうして液柱の圧力に対する万一の背圧をかなり低減し、最後には除去する。被濾過液体は問題なく濾過材内を流れることができ、濾過材の小さな粒子は優れた仕方で保持される。
【０００９】
濾過材が乾燥している場合、濾過容器内で濾過材レベルが上から下へと低下し、その結果、下向きに湾曲した布部品との接触が欠落し、こうして公知濾過装置は機能しなくなる。公知の濾過装置を大量生産する場合、濾過容器内での濾過材の配量が公差をもって行われることもある。その場合、若干の事例で布と濾過材との間の接触がやはり欠落する。過度に多くの濾過材を濾過容器に注入すると、硬水の場合、濾過容器と蓋とからなる濾過カートリッジが破裂するほどに強い膨張が起きることがある。過度に少ない濾過材を注入すると、編織布との希望する接触が危うくなる。さらに、濾過材の充填高さに左右されることなく濾過装置の問題のない動作が要望される。
【００１０】
そこで本発明の課題は、先に指摘した種類の濾過装置をさらに改良して、
ａ）粒径約２００μｍの粒子に対する編織布の保持作用を維持しながら、
ｂ）濾過容器の濾過材充填高さが異なる場合でも、濾過材内で液体貫流の減速が除去され、こうして問題のない貫流と通気が保証され、
ｃ）特に充填高さが低い場合に確実な動作が保証されているようにすることである。
【００１１】
「確実な動作」とは問題のない貫流と通気のことである。
【００１２】
この課題は本発明によれば第１実施形態において、編織布のうち濾過容器から最も遠く離れた部分の両側で大部分の動作時に空気が存在するように、篩状編織布が蓋の内部容積内に突出する少なくとも１つの成形部を有することによって解決される。つまり本発明は、上記により公知の濾過装置の従来の措置とは相反する教示を提案する。特に、編織布は少なくとも一定割合が上方に蓋内にまたは蓋の内部容積内に突出すべきである。つまり、濾過容器と蓋との間の前記平面から篩状編織布のこの成形部は上方に蓋内に突出すべきである。
【００１３】
この突出の程度は、この教示によれば、上側で布の最高点領域に空気から空気への通路があるように選定されねばならない。本発明による濾過装置は重力で動作する。公知の濾過装置におけると同様に被浄化液体、例えば水はカートリッジとして構成される濾過装置の上方で上から漏斗に注入され、水は濾過カートリッジの濾過容器内の濾過材を通して下方に、その上にある水柱（重さ、重力）を通過し、下方に捕集缶内に流出する。捕集缶、カートリッジ、濾過容器、蓋の長手方向は、そして漏斗の長手方向も、重力動作式濾過装置の場合一般にほぼ垂直線上にある。しかしこの軸線および装置全体を傾ける場合にもこの濾過装置は問題のない動作を保証し、傾ける場合前記軸線は垂直線または垂線に対して或る角度に配置されている。いずれにしても、編織布のうち濾過容器から最も遠く離れた部分が「上」にあり、濾過装置の構造、形状および動作を具体的に説明するために蓋内の編織布の最も高い個所または上側個所または領域にも言及される。重力動作式装置とは異なり、ここで詳しくは検討しない圧力動作式装置もある。
【００１４】
つまり蓋内の編織布部分にその両側で、すなわち布の内部と布の外側とに（ただし両方の場合とも蓋の内部に）、例えば空気クッションの態様で空気があると、液体と空気との圧力均衡が生じることによって空気クッションを除去しながら空気の逃散は意外なことに防止される。むしろ、最も上に、すなわち濾過容器から下方に最も遠く離れた流出空気部分に、布内部の空気から編織布外部の空気への通路がある。この措置は、蓋の外側にある液体の高さにかかわりなく適用される。つまり最初に換気が必要である場合、空気は問題なくこの空気／空気通路を通して上に、前記均衡が現れるまで流出し、上側で蓋の上壁の下の空気空間が比較的小さくなり、被浄化液体を上から下へと通過させるのにもはや排気が付加的に必要ではない。例外的に上側布部分の溢流が起きる場合でも、この濾過装置は問題なく機能する。濾過容器の濾過材充填レベルが異なる場合でもこの事情が妥当することが判明した。これはさまざまに構成された濾過装置にあてはまるが、しかし特に、さまざまな濾過材高さにおいて通常の家庭用濾過装置の同じ外部幾何学にあてはまる。つまり、濾過容器内の充填レベルがどのようであるか、濾過材が乾燥しているか否か、または濾過容器が膨脹によって濾過容器と蓋との間の前記平面を超えて「過充填」されているか否かにかかわりなく、公知事例におけるよりもはるかに多くの事例において新規な濾過装置の問題のない機能は保証されている。本発明による構成および配置で編織布が使用されると、編織布が濾過材に接触していない場合でも、濾過・篩動作は問題なく機能する。上から濾過容器内に突出する編織布離間部分が十分に大きく、蓋も十分に大きい場合、膨脹によって引き起こされるあらゆる濾過材容積増大は有害な圧力を発生することなく受容される。
【００１５】
すでに公知濾過装置の蓋は、そしてまさに本発明の第１実施形態による蓋は、その内部容積が濾過容器容積の約３０％となるような大きさに構成されている。しかし普通、膨脹する濾過材を受容するのに必要とされる補助容積は約１０％にすぎない。それゆえに、蓋内に突出する成形部が提供する内部容積は濾過容器内の濾過材容積の約５％以上であるなら十分である。
【００１６】
本発明の第１実施形態により、上側で蓋内にある離間布部分と排気口が吸込口の最も高い末端より上に配置されていると有利である。この措置を理解するために、上側の濾過容器と下側の蓋との間の水平面を再び想定すると、新たな水平面は最も高い吸込口の最も高い末端を通過して、濾過容器と蓋との間の水平面と平行に延びる。その場合上側布部分がこの新たな平面より上にあることが確保されていると、特別確実な動作が得られる。すなわち、被浄化液体は吸込口内を問題なく下方に流れる一方、結果として押しのけられる空気は問題なく上方に流れることができる。その際、排気口がこの想定水平面の上にあることも確保しておかねばならないであろう。これらの措置は上側布部分で空気／空気通路をやはり促進し、充填時、主動作時にも、また生水がゆっくりと漏斗から流れ落ちる濾過動作最後ごろにも、問題のない動作を保証する。これらの措置は蓋の単数または複数の吸込口に妥当し、吸込口のさまざまな構造、例えば蓋の下縁から上へと条溝状に垂直に延びる構造にも妥当する。
【００１７】
好ましい蓋形状はほぼ円筒側面状の（小さな円錐台形状斜面を有する）下側領域を有し、この領域で周面に相互距離を置いて若干数の吸込口、例えば４つの吸込口が配置されている。濾過容器の外周長にほぼ等しい外周長を有する蓋のこの下側大容積領域に上側で円錐台形移行面が環状に続いており、この移行面は蓋の逆杯部分の幅広周縁に接続される。蓋のこの杯部分内で蓋の底が「蓋の上壁」を形成しており、そこに少なくとも１つの逃散空気用排気口が、好ましくは２つの排気口が距離を置いて、含まれている。
【００１８】
望ましくは、本発明の第１実施形態により、編織布は蓋の内部容積内に突出する成形部が少なくとも部分的に湾曲している。編織布は鐘、ドーム、半球、円錐断片等の形状とすることができる。しかし編織布の形状は角、尖端、稜も有することができ、蓋内に突出する成形部は立方体、角錐体、直方体等の形状とすることができる。編織布はこれらの措置によって安価に、工業的に問題なく、例えば射出成形されるリングまたはリブ等の費用のかかる取付具なしに構成される。付加的射出成形用金型を省くことによって製造は明らかに一層容易かつ安価となる。
【００１９】
本発明の第１実施形態の他の有利な構成において編織布の突出成形部は球形キャップの形状を有し、下側外部領域で濾過容器の上縁と蓋の下縁とに固着され、好ましくは溶着されている。球形キャップは厳密に数学的／幾何学的に見るべきではなく、編織布は好ましくは上側領域に球冠形状、つまり球形キャップの形状を有し、下側領域では張り出すように成形しておくことができる。円錐台形領域を続けておくことができる。編織成形部は１つの平面、稜または尖端で蓋内に突出することもできる。濾過材を充填した空間が主として濾過容器領域にあり、しかし上記条件によって多かれ少なかれ蓋内にも延びることができ、側壁と篩とによって完全に閉じ込められてカプセル封入されることは、布を蓋の下縁に固着することによって確保されている。篩状編織布の孔はこの「篩空間」の外側で比較的小さな粒子の流出も防止するのに十分な小ささである。さらに、液体は編織布を通して流入および／または流出することができる。
【００２０】
本発明の第１実施形態によれば、好ましくはさらに、編織布が織布、編布、不織布またはプラスチック成形部品であり、布の孔径が好ましくは５０μｍ〜３００μｍ、好ましくは８０μｍ〜２００μｍである。編織布はさまざまな材料、好ましくはプラスチックから製造しておくことができる。その際、プラスチック糸を使用することができ、または成形体全体を成形しておくことができる。例えば、ポリエステルプラスチックの熱成形によってこのような編織布は作製することができる。本発明によれば編織布のあらゆる構造が考えられる。布の製造後、布は最初その全面にわたって同一構造を有し、またほぼ同じ孔径も有する。例えば平らな編織布を再成形する場合、本発明の教示によれば、構造が本質的に変化するのではなく、つまり編織布が２０〜３０％を超えて伸びまたは歪むことのないことを確保しなければならない。他方で、例えば正方形から平行四辺形に移行するとき生じるような僅かな角度のずれは許容されている。また折目も、最初平らな布を角や隅のある形状に成形するときしばしば不可避であるので、この文脈において許容されている。確保しておかねばならないのは、角や隅の他に布の構造が本質的には、すなわち２０または３０％を超えては変化しておらず、例えば孔径がこの規模で増大してはいない点だけである。つまり編織布の篩効果は成形後も維持されねばならないであろう。液体の通過を危うくするほどに小さな孔径を編織布が全面に有すべきではないであろう。
【００２１】
望ましくはさらに、第１実施形態において本発明によれば流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄは約±５０％の公差を有して１：２：１０：２０にほぼ等しく、ここで
Ａ＝蓋の排気口の総自由流路断面積、
Ｂ＝蓋の液体吸込口の総自由流路断面積、
Ｃ＝上側で蓋内にある布部分の孔の排気に役立つ投影総自由流路断面積、
Ｄ＝布の環状下側外被部分の孔の液体用総自由流路断面積である。
【００２２】
本発明の特別好ましい実施形態は、その濾過容器が１４０ｍｌの容積を有する濾過装置を使用する。例えば逆杯形状の拡張下部と長細上部とを有する実施例による上記蓋がこのような濾過容器に取付けられ、液体用吸込口が拡張下部に配置され、逃散空気用排気口が蓋の上底に配置されている場合、特別好ましい実施形態において
Ａ＝２４ｍｍ２、
Ｂ＝６６ｍｍ２、
Ｃ＝３００ｍｍ２、
Ｄ＝６８０ｍｍ２である。
【００２３】
自由断面積Ａは蓋の２つの排気口を加算することによって得られる。自由断面積Ｂは蓋の下側幅広領域の４つの液体用吸込口から得られる。上側編織布部分の空気用投影自由流路断面積Ｃの場合、布の開口濾過面積の算術平均値は約４２．５％とされた。ここでスパンは約３０％〜約６５％である。
【００２４】
面積Ｄ、すなわち比較的直径の大きい下側編織布領域の液体用自由流路面積は、布の開口濾過面積の算術平均値が約４２．５％と仮定された。ここでも約３０％〜約６５％のスパンが妥当する。
【００２５】
本発明が教示するこの比または個別比、例えばＡ：Ｂ＝１：２等を守ると、一方で問題のない通気、他方で液体の貫流が保証されている。編織布孔の上記寸法比は貫流問題を回避することを可能とし、その場合大きな作用面（小さな粒子）を有するきわめて効率的な濾過材を使用することができ、小さな粒子が口を通り抜けまたは流れ過ぎるのを危惧する必要はなかろう。
【００２６】
編織布の成形後に蓋を編織布に脱離不可能に接合すると製造上有利であることがある。例えば射出成形業者は蓋を射出成形し、編織布を形成し、これら両方の部品を互いに液密に接合、例えば溶着することができる。この中間製品（編織布を有する蓋）は次に充填設備へと提供することができ、そこで中間製品はマガジン内で入手可能であり、自動閉鎖装置によって把持され、次に充填済み濾過容器に載置してこれに接合される。この場合自動装置も製造業者スタッフも、個々の織布インサートにかかわりあってこれを特別な慎重さで輸送し配置する必要はない。蓋は濾過インサートを閉鎖するためにいずれにしても正しく位置決めされねばならず、また編織布が脱離不可能に蓋に接合されている場合特別の組立工程が付加的に必要ではない。
【００２７】
本発明の第１実施形態によれば有利にはさらに、上側で蓋内にある離間布部分は蓋の上壁から距離を置いて配置されている。蓋の上壁の下に空気空間を構成することはこうして特別良好に達成することができる。一方で前記布部分と他方で蓋の上壁の内側表面との間の距離は好ましい実施例において２ｍｍである。その場合一方で濾過材用最大膨脹空間が編織布中に得られ、同時に、上側で蓋内にある離間布部分は乾燥保持されており、そこには空気から空気への通路が存在している。
【００２８】
本発明によれば、編織布によって提供される内部容積は濾過材充填容積の５％以上とすることもできる。すでに述べたように、濾過容器に濾過材を１００％充填すると加湿時に約１０％の容積膨脹が起きることがある。濾過材の約１０％の容積は編織布空間内で、蓋の下縁の想定水平面として先に決定された平面より上で発生しかつそこで膨張することができる。普通、濾過容器は濾過材が１００％充填されるのではなく、膨脹性イオン交換器のみで確実になるのでもない。いずれにしても濾過材用に十分な膨脹空間が与えられている。それゆえに、本発明により設定されたデータが、保証された確実な動作のために提案されている。これにより、有利なことに、公知の濾過装置とは異なり水の貫流が損なわれることは排除される。
【００２９】
好ましくはさらに、本発明によれば上側で蓋内にある離間布部分は少なくとも上側領域に疎水性材料または疎水化材料を有する。例えばポリエステルから製造される編織布は親水性を有し、つまり液体、主に水に対して一定の親和性を有する。このような成分は疎水化されねばならないであろう。上側布部分に疎水性成分または疎水化成分を備える本発明による措置によって、湿潤後および液体抽出後に編織布のメッシュまたは孔は開いたままとなる。疎水性成分はこの編織布部分に撥水性をもたらす。蓋の内部で空気から空気への通路が求められる領域に疎水性成分は設けておくべきであろう。この領域は一般に、上側で蓋内にあって濾過容器から最も遠く離れた布部分である。排気用自由流路断面積Ｃ＝３００ｍｍ２の前記特殊な好ましい実施形態の場合、例えばこの面積Ｃを疎水化することができよう。このように大きな面積に疎水性成分を備えると濾過装置の機能信頼性に役立つ。
【００３０】
例外的事例において、水が上側編織布部分に触れ、または濾過初期段階のとき短時間溢れて帆形成によって孔を閉じようとすることが起きることがある。本発明による疎水化の結果、濾過装置から排出されるべき空気はほとんど支障なく水中を通過する。
【００３１】
空気が隣接媒体（水および／または空気）に流れ込むのを妨げるのは、密着する水ではなく、編織布孔内の帆である。
【００３２】
本発明の第１実施形態の他の有利な１構成において液体通過用吸込口の領域で下側編織布部分に親水性部分を備えると、これは明らかに被濾過液体の流れを促進する。液体用吸込口を補足してこの下側領域において編織布は、布を一層親水性とする物質で処理することもできる。これらの物質は、プラスチックの表面に影響を及ぼす液体とすることができる。
【００３３】
本発明によればさらに、再成形させて蓋内に突出する固有安定性構造部を形成しかつ液体用濾過装置の蓋に固着するのにウェブ状の平らな編織布を使用すると特別有利である。固有安定性または形状安定性である編織布を選択すると有利である。希望する孔径を有するこのような布は塑性変形可能である。この場合このような編織布のドーム状または鐘状湾曲部は自己保持性を有する。その都度選択された特定の形状は、例えば直方体も、この形状において全体として安定性を維持する。この形状安定性は、布の作製に使用する糸の太さ、糸本数、結束方法および糸材料によって調節することができる。プラスチックの熱成形によって製造可能な織布も編織布として選択することができる。布の角度安定性と伸び安定性についてはすでに言及された。平らな編織布を例えば直方体または鐘形状へと成形することによって折目が生じても、折目は固有安定性を有して、一度設けられた個所に希望に応じて残される。
【００３４】
この再成形前、例えば熱成形によって製造された平らな編織成形体は枚葉またはウェブの態様で製造することができる。編織布はロールから引き出して希望する形状に再成形し、例えば鐘、直方体とすることができる。その場合この編織布の孔またはメッシュは成形後も大きな伸びまたは歪みなしに維持される。その結果、篩効果が保証されたままとなる。
【００３５】
編織布を（鐘または直方体等の形状に）再成形後、布は適宜に裁断されまたは打ち抜かれ、周面が例えば超音波によって蓋の外側下縁に（その自由開口端で）溶着される。
【００３６】
他の製造方法として、編織布はロールから引き出し後にまずウェブ形状で保持され、次に保持する間に再成形され、保持する間にこの形状で蓋に挿入され、次にその下側外縁を溶着され、その後に打ち抜かれる。
【００３７】
濾過装置の働きが本発明によって損なわれることはない。小さな濾過材粒子に対する編織布の保持作用が維持される。濾過容器が部分的にのみ充填され、すなわち僅かに充填されているだけの場合でも、濾過材内で液体貫流の減速は排除されている。意外なことに、機能するために編織布が濾過材と常に物理的に接触していることはもはや重要ではない。本発明による濾過装置では編織布と濾過材との接触が欠落している場合でも、濾過装置の機能はなお完全に維持される。他方で濾過容器全体に濾過材が充填されて、従来の装置において約１０〜最高２０％の膨脹によって液体の貫流が減速されるとしても、または機器の破裂で流出しうるとしても、こうした不利な効果はやはり本発明によって排除されている。
【００３８】
一方で下側蓋領域の液体用吸込口と他方で蓋の上壁の空気用排気口との間の圧力差（静圧）によって、空気は常に上側で逃散し、下側で液体が流入し、その逆ではないように確保されている。上側で蓋内にある空気空間内の空気圧力が常に大きく、空気は上方に押し出されるが、液体は上側で排気口内に押し込まれたりまたは流入することはない。
【００３９】
従来の濾過装置とは異なり、本発明によれば蓋の上壁の排気口がきわめて大きく選択されている。好ましい１実施形態では例えば、それぞれ幅１．５ｍｍ、長さ８ｍｍの２つの条溝状排気口が設けられている。これにより、液体が下から供給されるとき、蓋の上壁の下にある圧力でこれらの口から空気が常に流出することが確保されている。
【００４０】
平らな編織布の両側に空気が存在しまたは帆形成が防止されているとき、空気は編織布を通して下から上へと蓋の内部を通過することができる。
【００４１】
上側編織布部分での帆形成は疎水性成分によって防止される。つまりこの場合に傾動によってまたはその他の理由から液体がこの上側編織布部分のメッシュまたは孔に達した場合でも、これらの孔は濾過装置をまっすぐに立てたのち開口したままとなる。
【００４２】
本発明の第２実施形態において、篩状成形体が少なくとも部分的に移動可能であり、２つの端位置とその間にある中間位置とを占めることができ、第１端位置から第２端位置へと移行するとき容積（Ｖｕ）が差容積ΔＶだけ低減されることによって、課題は解決される。篩状成形体が移動可能に配置されている結果、濾過材を収容する容積（Ｖｕ）は希望する要件に適合させることができる。濾過カートリッジの破裂はこの措置によって効果的に防止される。というのも、濾過材がごく強く膨張しても、軟質形成体が第１位置近傍の位置を占め、濾過材を収容する容積（Ｖｕ）が増大することになるだけであるからである。
【００４３】
篩状成形体は、希望する篩機能を果しかつ十分に移動可能であるなら基本的にあらゆる対象物とすることができる。しかしここで特別好ましくは篩状布が使用される。というのもそれは簡単に製造することができ、省スペースで濾過室内に配置することができるからである。
【００４４】
布は基本的に任意のあらゆる形状を有することができ、例えばまったく平らに配置しておくことができるのではあるが、それでもなお、好ましい１実施形態では布縁を通る基準面の面積が実際の布面積よりも小さくされている。これにより、布が少なくとも１方向で基準面を越えて湾曲していることが保証されている。主に編織布の基準面から突出する成形体部分は好ましくは球形キャップの形状を有する。球形キャップは厳密に数学的／幾何学的に見るべきではなく、編織布は好ましくは球冠形状または丸みのある鍋形状を有し、半径方向外側領域では張り出すように成形しておくことができる。成形部は１つの平面、稜または尖端で基準面から突出することもできる。篩状成形部の孔は、容積（Ｖｕ）、いわゆる「篩空間」から比較的小さな粒子の流出も防止するのに十分な小ささである。それにもかかわらず液体は布を通して流入および／または流出することができる。
【００４５】
しかも布の拡大された面積は、被濾過液体用通過面積が大きくなり、迅速な濾過が可能となる利点を有する。
【００４６】
濾過装置の好ましい１実施形態では、濾過室が少なくとも１つの逃散空気用排気口を有し、この排気口が吸込口と同じ側で篩状成形体に配置されている。少なくとも濾過操作の最初にはたいてい空気が濾過室内にあるので、前記排気口はこの空気が排気口を通して迅速に逃散できるようにし、特に濾過操作の最初に貫流は減速されない。
【００４７】
本発明による利点が少なくとも部分的にはごく小さな差容積ΔＶによっても達成されるとしても、それでもなお特別好ましい実施形態では、差容積が濾過室の濾過材充填容積の少なくとも１％、好ましくは少なくとも５％、特別好ましくは少なくとも１０％である。
【００４８】
選択的に、差容積は容積Ｖｕの少なくとも１％、好ましくは少なくとも５％、特別好ましくは少なくとも１０％となるように選択することもできる。篩状成形体の前記最低移動性の結果として、濾過材充填高さが著しく変動する場合でも本発明による濾過装置は正常に機能する。
【００４９】
例えば篩状成形体の特殊な付形の結果として、先に触れた帆形成は限定的にのみ現れる。好ましい実施形態において、篩状成形体が少なくとも第２端位置において濾過材の相応に調整された表面および／または他の部材に接触することによって、帆形成は防止される。篩状成形体が濾過材の表面に接触する結果、接触面の領域で帆が破れ、液体はほとんど支障なく篩成形体を横断することができる。自明のことであるが、一方で篩状成形体と他方で濾過材表面との前記接触は篩状成形体と他の部材との接触に取り替えることもできる。この他の部材とは例えば、実質的に濾過室の中心に取付けられる棒とすることができ、少なくとも第２端位置においてこの棒が篩状成形体に接触し、接触個所で帆が破かれる。さらにこの他の部材が有する利点として、濾過材充填高さが極端に低い場合でも、または濾過材が欠落している場合でさえ、篩状成形体の第２端位置において液体帆が接触によって破かれることが確保されている。一般に篩状成形体と濾過材との接触によって、篩状成形体と他の部材との接触によるよりも大きな接触面積が達成されるので、部材は好ましくは、濾過室の濾過材充填がごく少ない場合にのみ篩状成形体に接触でき、それ以外のすべての場合には濾過材充填レベル以下に配置されるように配置される。
【００５０】
本発明の第２実施形態の他の特別好ましい解決では、篩状布が第１端位置において第２端位置のときとは逆方向に基準面から突出する。好ましくは、基準面から離間した布部分は第１端位置のとき濾過室または蓋の壁に接触しない。一般に全濾過操作の間濾過材から実質的に離間した濾過室部分内に気泡または空気クッションがあるので、第１端位置における前記特徴の結果、基準面から最も遠く離れた布部分の両側に空気がある。篩状布の少なくとも小領域内に空気から空気への通路が形成される結果、この領域内では帆形成が効果的に防止される。
【００５１】
本発明による濾過装置は好ましくは重力動作式であり、成形体の第１端位置のとき成形体の少なくとも一部は第２端位置のときよりも高い位置にある。しかし自明のことであるが、本発明による濾過装置は圧力動作式でも利用することができる。「一層高い」または「一層低い」とはこの場合流れ方向に関してのものであり、実質的に被濾過液体の流れ方向に成形体が移動するとき成形体は下方に移動する。
【００５２】
基準面から離間した布部分と排気口が、第１端位置のとき吸込口の最も高い末端より上に配置されている実施形態が特別好ましい。これにより、事実上全濾過操作の間排気口付近に空気クッションが生じ、第１端位置のとき布がそのなかに入り込み、布の少なくとも一部で空気から空気への通路が生じることが保証される。
【００５３】
編織布は好ましくは織布、編布、繊維織布、不織布またはプラスチック成形部品からなり、好ましくは５０μｍ〜３００μｍ、好ましくは８０μｍ〜２００μｍ範囲の孔径を有する。
【００５４】
すでに示唆したように、篩状布は第１端位置のとき上向きに湾曲しており、ほぼ全濾過操作の間少なくとも部分的に、排気口の領域に生じる空気クッション内に布が入り込み、布の最高個所の領域内に空気から空気への通路が生じる。本発明による濾過装置は好ましくは、流体断面積の比Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄが約±５０％、好ましくは約±２５％の公差で１：２：１０：２０にほぼ等しくなるように構成され、ここで
Ａ＝濾過室の排気口の総自由流路断面積、
Ｂ＝濾過室の液体吸込口の総自由流路断面積、
Ｃ＝第１端位置における布孔の排気に役立つ総自由流路断面積、
Ｄ＝第１端位置における実質環状の下側布部分の孔の液体用総自由流路断面積である。
【００５５】
本発明の特別好ましい実施形態は、その濾過室が約１５０〜２００ｍｌの容積を有する濾過装置を使用する。液体用吸込口は、好ましくは逃散空気用排気口の下方で、真空室の蓋の上床に配置されている。特殊な好ましい実施形態においてＡはほぼ２４ｍｍ２、Ｂはほぼ６６ｍｍ２、Ｃはほぼ３００ｍｍ２、Ｄはほぼ６８０ｍｍ２である。
【００５６】
自由断面積Ａは蓋の全排気口を加算することによって得られる。自由断面積Ｂはすべての液体用吸込口から得られる。上側布部分の空気用自由流路断面積Ｃの場合、布の開口濾過面積の算術平均値は約４２．５％とされた。ここでスパンは約３０％〜約６５％である。
【００５７】
面積Ｄ、すなわち比較的直径の大きい下側編織布領域の液体用自由流路断面積は、布の開口濾過面積の算術平均値が約４２．５％と仮定された。ここでも約３０％〜約６５％のスパンが妥当する。
【００５８】
本発明が教示するこの比または個別比、例えばＡ：Ｂ＝１：２等を守ると、一方で問題のない通気、他方で液体の貫流が保証されている。編織布孔の上記寸法比は貫流問題を回避することを可能とし、その場合大きな作用面（小さな粒子）を有するきわめて効率的な濾過材を使用することができ、小さな粒子が口を通り抜けまたは流れ過ぎるのを危惧する必要はなかろう。すでに触れたように、本発明によればさらに、上側で蓋内にある離間布部分は第１端位置のとき蓋または濾過室の上壁から距離を置いて配置されている。蓋または濾過室の上壁の下に空気空間を構成することはこうして特別良好に達成することができる。一方で前記布部分と他方で蓋の上壁の内側表面との間の距離は好ましい実施形態において約２ｍｍである。その場合一方で濾過材用最大膨脹空間がいわゆる篩空間内にあり、同時に、濾過室の上側領域内にある離間布部分は乾燥保持されており、そこには空気から空気への通路が存在している。
【００５９】
特別好ましくは、本発明による濾過装置の第２実施形態は親水性部分を備えた篩状成形体を有する。親水性部分は、篩状成形体のハイドロスタチック液圧が特定値以下に低下するや篩状成形体の完全湿潤が起き、先に触れた帆形成が現れることを保証する。発生する圧力差によって、好ましくは、篩状成形体は後流する液体の重量によって第１端位置から第２端位置の方向に移動して濾過材表面または相応する部材のいずれかに接触することになる。帆形成は接触によって再び破かれ、液体はいまや篩状成形体を通して流出することができる。
【００６０】
このために篩状成形体は軟質材料および／または弾性材料から製造される。主に編織布用に使用される糸の太さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜６０μｍである。
【００６１】
本発明によればさらに、再成形させて少なくとも部分的に移動可能な篩状成形部を形成しかつ液体用濾過装置の濾過室の内面に固着するのにウェブ状の平らな軟質布および／または弾性布を使用すると特別有利である。この再成形前、例えば熱成形によって製造される平らな編織構造体は枚葉またはウェブの態様で製造することができる。編織布はロールから引き出して希望する形状に再成形し、例えば鐘、直方体とすることができる。その場合この編織布の孔またはメッシュは成形後も大きな伸びまたは歪みなしに維持される。結果として篩効果が保証されたままとなる。
【００６２】
編織布を（鐘または直方体等の形状に）再成形後、布は適宜に裁断されまたは打ち抜かれ、周面が例えば超音波によって蓋の外側下縁に（その自由開口端で）溶着される。
【００６３】
第２実施形態による本発明によって濾過装置の働きが損なわれることは何らない。小さな濾過材粒子に対する編織布の保持作用は維持され、それにもかかわらず、濾過容器が部分的にのみ充填され、すなわち僅かに充填されているだけの場合でも、濾過装置内の液体貫流が減速されることは排除されている。
【００６４】
本発明のその他の利点、特徴、応用の可能性は、添付図面と合わせて好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなる。図面において図１〜図１１は第１実施形態を示す。
【００６５】
【実施例】
全体に符号１とした本発明の２つの実施形態による液体用濾過装置は、漏斗２１の下側鞘状部２０内に嵌着される。漏斗は上から捕集缶２２に挿入され、捕集缶はその背面に取っ手２３を、またその前面に注ぎ口蓋２５付き注ぎ口２４を有する。僅かに湾曲したかぶせ部２６が上から漏斗２１に取付けられて粉塵粒子等が漏斗２１の内部に落ち込むのを防止する。このかぶせ部２６は突起２７を介して手動で取り外すことができる。図１と図１２とに全体が示された装置は最初に生水２８が充填され、この水は湾曲矢印２９に従って下方に濾過装置１内に流入し、矢印３０に従って下側で濾過装置から流出して捕集缶２２内に集められる。
【００６６】
全体を符号１とした濾過装置が図２と図１３とに基づいて以下で詳細に説明される。
【００６７】
下側の中心に鞘２０を備えた漏斗２１は濾過装置１、とりわけ濾過容器２を収容し、容器の底３は液体、水用のここには図示しない吐出し口を有し、水は重力によって矢印３０に沿って下方に流出することができる。横断面がここでは濾過装置１の中心に通してあり、ここには図示しない吐出し口を切断面の前と後とに想定しなければならない。濾過容器２は濾過材４が充填されている。上側領域において濾過装置１は蓋５を含む。蓋は第１実施形態の場合に関して図１１で拡大されているが、他の実施形態に関してそれ自体取り出して見ることもできる。蓋５の下縁６に沿って蓋が濾過容器２の上縁に結合されており、濾過容器２の上縁は蓋５の下縁６に一致する。
【００６８】
漏斗鞘２０の縦軸線に一致する濾過装置１の縦軸線７が垂線上、すなわち鉛直線上にある場合、濾過装置の重力式動作は最大に機能する。このことは、捕集缶２２を水平面上に置くことによって容易に達成される。その結果、「上」位置と「下」位置が生じる。蓋５は濾過装置１の上に、濾過容器２はさらに下に設けられているのがわかる。図２または図１３の組立状態において濾過容器２の上縁と蓋５の下縁６とを水平面が通っていると想定することができ、この水平面が濾過材４の容積を蓋内部の内部容積ＶｉまたはＶｄから分離する。蓋の下縁を通る、図１１にはっきり認めることのできるこの平面に至るまでの蓋内部の空間全体が蓋５のこの内部容積ＶｉまたはＶｄである。
【００６９】
蓋５はその下側幅広部分の周面に４つの水（液体）用条溝状吸込口８を備えている。４つの吸込口はそれぞれ蓋５の周面に相互に９０°の距離でずらして設けられている。蓋５の拡張下部のうち吸込口間にある部分環状面はいずれの場合も閉鎖されている。
【００７０】
蓋５の上側長細部分が上側で逆杯の形で続いており、相互に距離を置いて配置される２つの逃散空気用排気口１０が蓋５の上壁９に見られる。湾曲矢印１１は、主に液体が条溝８を通って流入するときに、これらの排気口１０を通って流出する空気を示している。
【００７１】
符号１２とした篩状布が濾過容器２と蓋５との間に取付けられており、この篩状布は図１３〜図１８の第２実施形態において濾過容器の内部容積Ｖｉを２つの部分容積ＶｏおよびＶｕに分割する。図１〜図１０の図示第１実施形態と図１２〜図１５の動作状態においてこの篩状布は鐘形状を有する。この鐘は蓋５の内部容積ＶｉまたはＶｄ内に突出する成形部１３である。図１〜図１０に示す実施形態では、編織布１２全体が蓋５の内部空間内に上向きに突出するので、編織布１２全体が湾曲されてそれがそのまま突出成形部１３となる。例えば図１７に示すような第２実施形態における別の動作状態では、篩状布１２はその固有安定性がごく小さいことに起因して下方に濾過材４上に「折り返され」または沈み込み、濾過材４の充填容積に応じてせいぜいその前記鐘形状を、蓋５の下縁６を中心として鏡像的に再び占める。図１６と図１８には、その上端位置と下端位置の間での編織布１２の中間状態が示してある。
【００７２】
図１〜図１１による本発明の第１実施形態では、編織布１２のうちさらに下に配置される濾過容器２から最も遠く離間した部分が符号１４とされている。これは布１２または突出成形部１３の最も高い個所の周りの領域である。この上側離間布部分は蓋５の上壁９の内側表面から明らかに距離を置かれている。編織布の上側部分１４においてその内側にも外側にも、すなわち編織布１２の両側に空気が存在するように、編織布１２は成形部１３の態様で上向きに蓋５内に突出する。さまざまな動作状態に対応してさまざまな空気空間がここに示されており、図１と図２では（充填状態に応じて）なおきわめて大きな空気空間が符号ａで示されている。図１と図２のこの空気空間ａは編織布１２または突出成形部１３の内側にも外側にもある。
【００７３】
水用吸込口８の最も高い末端１５は水平面１６によって互いに結合されている。こうした事情が明らかとするように、まったく上側で蓋５の上壁９に設けられる排気口１０も布１２の上側部分１４も、吸込口８の最も高い末端１５を通るこの上記水平面１６の上方に配置されている。
【００７４】
図１１の実施形態において編織布１２は確かに一体に構成しておくことができるのではあるが、しかしここに示した特別な実施形態では編織布が２部分構成であり、すなわち環状篩成形体１７からなる。この成形体は下側蓋部分の円錐台形状側面全体の周りに延びており、結果として液体用吸込口８の後に配置されている。布１２のこの環状篩成形体１７から離れて、布１２の円盤状篩成形体１８が上側で蓋５の上壁９から距離を置いて位置しており、この円盤状篩成形体１８は実質平らであり、排気口１０に対する篩機能を担当する。図１１の実施形態の篩成形体１７、１８は両方とも蓋５に溶着しておくことができる。
【００７５】
図１、図３〜図５による第１実施形態の動作をまず最初に説明する。この実施形態は、濾過容器２が濾過材４で完全に充填され、例えばこうして１４０ｍｌの濾過材容積が予め与えられていることを特徴としている。図１の動作状態時に漏斗２１に水が充填される。水は湾曲矢印２９に従って４つの吸込口８から濾過カートリッジ（濾過装置）１の内部に流入する。いまや濾過材４の上方に水位１９が増加し、約１秒後に図１に示す高さに達する。同時に、空気が湾曲矢印１１に従って上方に排気条溝１０を通して逃散する。これは濾過材４よりも上にある空気である。濾過カートリッジ１内の空気圧が濾過カートリッジ１外部の生水２８の圧力よりも大きいので、水が外側から排気口１０を通って濾過カートリッジに流入することはない。
【００７６】
編織布１２の上側部分１４が吸込口８よりも上、すなわち吸込口８の最も高い末端１５を通る水平面１６よりも上に配置されていることがわかる。その結果、ここで示された鐘状の編織布の上半分から液体は即座に溢れ出ることができない。これによりカートリッジ状濾過装置１内で最適な排気効果が達成される。
【００７７】
図３に示してあるのはまだ確かに充填動作状態ではあるが、しかしここでは開始から約３秒後である。蓋５内の水位１９はいまや図１、図２の水位と比較して一層高くなっている。この水位１９は編織布１２の内側でも外側でも、ただし蓋５の内部で広がっている。水位１９の位置が図３では蓋５の上壁９から約３ｍｍ下に上昇している。図３の空気空間ｂがごく小さくなっているのがわかる。その一方で、濾過容器２の底部では濾過材４がやはり水で完全に溢れている。下側では図示した滴３１の態様で水が濾過装置１から流出し、濾過装置はやはり下側に射出成形布を備えている。水は下側で捕集缶２２に集められる。
【００７８】
図４は、漏斗２１内の水位３２が図１〜図３と比較してかなり低いレベルに低下しているので排出動作状態を示している。しかし蓋５内の水位１９は図３の状態（充填）と比較して変化していない。水位３２が上壁９のレベルよりも下にあることから蓋５の上壁９の上側排気口１０がもはや水で覆われていないという事実の結果、空気空間ｂ（図３）は縮小することができる。蓋内の水位１９の距離が図４でも３ｍｍで示してあるが、この距離は１ｍｍに縮小することができる。しかし常にそうであるのではない。それゆえに図４には空気空間のこの縮小が図示されてはいない。図５もやはり排出動作状態を示しているが、しかしここでは排出動作状態が図４の状態と比較してさらに進展している。漏斗２１内の水位３２’は図４の水位３２よりも低い。水位３２’はいまやすでに蓋５の下側部分で水吸込口８の最も高い末端１５よりも下である。その結果、空気は排気口１０を通るだけでなく水用の吸込口８上側部分も通って、すなわち編織布１２の内側でも外側でも、漏斗２１内の空間から蓋５の内部容積Ｖｉ内に流入することができる。開口１０、特に付加的に開口８を通る空気のこの付加的な流入によって、蓋１５内の水位３２’の急速な低下がもたらされる。しかしながら、図５は蓋５内の水位がすでに蓋外側の漏斗２１内の水位３２’と同等の水位である状態を示している。
【００７９】
図６〜図１０は本発明による濾過装置１の第２実施形態を示しおり、そこでは濾過容器２は半分〜３分の２が濾過材４で充填されているだけである。図１〜図５の実施形態において濾過材の充填容積が１４０ｍｌであると仮定すると、図６〜図１０による第２実施形態における充填容積は９５ｍｌである。
【００８０】
図６は充填開始から２秒後の充填動作をやはり示している。漏斗２１は水位３２に達する水がやはり充填される。濾過装置１内の水滴３２によって示された水は、濾過カートリッジとして構成された濾過装置１の内側に４つの吸込口８を通って流入する。たった９５ｍｌの濾過材４を充填することによって、濾過材は濾過容器２内の充填レベル３４に達する。水位３２’’はこの充填レベル３４よりも上で濾過容器２内で増加する。同時に、濾過装置１内の濾過材４よりも上にある空気は矢印１１に従って蓋５の上壁９の上側排気口１０を通って逃散する。
【００８１】
濾過容器２の上側部分と蓋５とによる空気空間ｃの圧力は蓋５外側の水圧よりも大きい。その結果、水が排気口１０を通り蓋５の上壁９を通って外側から蓋内に流入することはない。編織布１２、すなわち鐘状突出成形部１３の大部分はさらに水用吸込口８よりも上にあるので、液体は上側編織布１２部分から即座に「溢れ出る」ことができない。その結果、最適な排気がカートリッジ状濾過装置１内にもたらされる。
【００８２】
図７は約４秒後の充填動作状態を示す。たった約９５ｍｌの小さい充填容積によって、濾過容器２からの水の流出が、濾過材４がどのくらい乾燥／湿っているかに応じて、既に起こりうり、その一方で水位３２’’は篩容器内で増加して蓋５内で篩容器よりも上になる。これは図７では見ることができない。
【００８３】
濾過材４の充填レベル３４よりも上の空間では、水位は下から上方に増加するが、ここではこのことが水位３２’’の位置で図７に示されている。編織布１２の上側部分または突出成形部１３の上側部分は吸込口８を通って流入する水が触れられることはない。濾過容器２から最も遠く離れた部分１４、すなわち編織布１２の突出成形部１３の最も高い個所１４は、したがって両側に小さな空気空間を有するので、空気から空気への通路と、したがって優れた空気排出が編織布１２内側からこれの外側（全て蓋５の内側）に存在する。最適な通気はしたがってカートリッジ状濾過装置１の内側で生じる。
【００８４】
図８、図９、および図１０は第１実施形態の図３、図４、および図５と比較されることになる。第１実施形態のより大量の濾過材４は別として、その他の点では動作状態は同じである。
【００８５】
最後に第１実施形態の図１１が蓋５を示しており、この蓋の上側領域に、蓋５の上壁９から２〜１０ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍの距離を置いて、編織布１２の一部として疎水性円盤状篩成形体１８が挿入して固着されている。親水性を有する編織布１２の環状篩成形体１７が蓋の下側領域で吸込口８の背後に取付けられている。図１〜図１０の実施形態と同様の作用原理がやはり図１１のドームを用いて達成可能である。
【００８６】
図１２〜図１８による第２実施形態が以下説明される。
【００８７】
篩状布１２の縁は符号３５とされた基準面を形成する。篩状成形体の第１端位置において布１２のうち基準面３５から最も遠く離れた部分は符号３７とされている。これは布１２の最も高い個所付近の領域である。上向きに折り返された布１２のこの離間部分は、明らかに、蓋５の上壁９の内側表面と布１２の領域３７との間に距離が生じるように配置されている。このことは上側編織布部分３７において内側と外側の両方、すなわち編織布１２の両側に空気が存在するように布１２が蓋５内に上向きに突出することを保証する。例として、図１２と図１３では濾過カートリッジ内の空気から構成される中空空間が３６で示されている。囲まれた空気空間のサイズは、やはり以下で明らかとなるように、濾過装置の動作状態に依存する。図１２と図１３から明らかとなるように、この動作状態における空気空間３６は編織布１２の内側と外側の両方である。
【００８８】
水用吸込口８の最も高い末端３８は水平面１６によって互いに結合されている。こうした事情が明らかとするように、まったく上側で蓋５の上壁９に設けられる排気口１０も、布１２の上側部分３７も、吸込口８の最も高い末端３８を通る水平面１６よりも上に配置されている。
【００８９】
図１２〜図１８の本発明による濾過装置のこの第２実施形態の動作が以下に述べられる。濾過動作を開始するために生水２８がまず漏斗２１内に注入される。この動作状態は図１２と図１３に示されている。水は湾曲矢印２９に従って４つの吸込口８を通って濾過装置（濾過カートリッジ）１の内側に流入する。水位１９は濾過材４よりも上に生じ、濾過動作の開始時に急速に上昇する。生水２８が漏斗２１内に注入されて約３秒後、水位１９は図１２に示された高さに達する。その結果、濾過カートリッジ１内で圧力が僅かに増加して、濾過カートリッジ内に当初含まれていた空気が湾曲矢印１１に従って通気条溝１０を通って上方に逃散することが保証される。吸込口が排気口１０よりも下に配置されているという事実によって、濾過カートリッジ１内部の空気圧は濾過カートリッジ１の外側の排気口１０の高さの生水２８の静圧よりも大きい。したがって水が排気口１０を通って外側から濾過カートリッジ内に入り込むことはない。
【００９０】
すでに述べたように、篩状布の第１端位置において、吸込口８よりも上、すなわち吸込口８の最も高い末端３８によって決定される水平面１６よりも上に上側部分３７が配置される。それゆえに、この動作状態でも生水が篩状布から完全に溢れ出ることはない。むしろ、編織布１２の上側部分３７は空気空間３６の内側に残っており、空気から空気への通路がここに残存する。篩状成形体１２の上側部分３７はカートリッジ状濾過装置１内部に最適な通気をもたらす。
【００９１】
図１２と図１３に示された動作状態は篩状布１２が完全に乾燥している場合充填開始後すぐに達成される。本発明による濾過装置のさらなる動作状態が図１４に示されている。この図示状況は濾過動作の開始から約５秒が経過しており、すなわち図１２に示した状況から約２秒後に生じる状況が図１４に示してある。明らかとなるように、蓋５内の水位１９は図１２、図１３の水位と比較していまや上昇している。この水位１９は篩状布１２を通って広がっているので、篩状布１２の内側とこれの外側との両方に広がるが、蓋５の内側であり、すなわちこの状態においてもやはり空気クッションまたは空気空間が存在しており、それはさらにこの図において指定番号３６を有する。この動作状態における水位１９の位置は蓋５の上壁９から約３ｍｍ下のレベルに上昇している。空気空間３６は図１２、図１３の空気空間３６と比較してかなり縮小している。この動作状態では、濾過材４は水が完全に浸透しているので、下側領域に符号３１で示した滴態様の水が吐出し口を通して濾過装置１から流出する。水は捕集缶２２内に集められる。
【００９２】
図１５では本発明による濾過装置の他の動作状態を見ることができる。その間に漏斗２１はほとんど空になっている。したがって漏斗２１内の水位３２は図１２、図１４と比較してかなり低いレベルに低下している。蓋５内の水位１９は図１４の状態と比較してほとんど変化していない。水位３２が上壁９のレベルよりも下にあるので蓋５の上壁９の上側排気口１０がもはや水で塞がれていないという事実により、空気から空気への通路が排気口に生じ、空気空間３６は充填の速度に応じて短時間でさらに縮小することができる。しかしすべての動作状態において少なくとも小さな空気空間３６は残存する。空気空間の前記継続縮小は必ずしも常に観測可能ではないので、これは図１５には示されていない。
【００９３】
最後に、図１６はフィルタ２１が既に完全に空である動作状態を示している。この状態において生水はなお濾過カートリッジ１内部にある。濾過容器１内の水位４１は図１５の水位３２と比較して著しく落ちている。この動作状態では水位４１は蓋５の下側部分の水吸込口８の最も高い末端３８よりも既に下である。その結果、漏斗２１の漏斗容積からの空気は排気口１０と吸込口８の両方を通って蓋５の内部容積Ｖｄ内に流入できる。これにより水位４１の下降が加速される。編織布１２はそれが疎水作用を有するように製造されている。したがって被濾過水に接触する編織布１２の表面全体が湿っている。液体において既知の表面張力と連動して湿潤は編織布１２の孔内に湿潤膜を形成するように作用する。これは織物技術において「帆形成」と呼ばれる。
【００９４】
篩状織物の個々の孔はこの「帆形成」によってほとんど密閉される。このような帆は一般的に水が完全に流出した後であっても比較的長い期間、例えば約３０分保持することができるので、編織布１２は濾過カートリッジ内の空気の循環を妨げる閉鎖鐘を形成する。
【００９５】
濾過容器１内の水位４１が充填材の上縁の方向に落ち続けた場合、減少した圧力が編織布の底に生じるので、柔軟篩状布１２がほとんど崩壊し、低下している水位４１と共に下向きに流れ方向に運ばれる。この状態は図１６に線図形式で示されている。
【００９６】
幾つかの実施形態では篩状成形体１２が先の動作状態の間に既に低下することができることは言うまでもない。これは濾過動作を幾分減速させるが、本発明による目的はしたがってやはり達成される。
【００９７】
最後に、図１７は濾過操作終了後の最終状態を示している。編織布１２はいまや下向きに湾曲して濾過材４の表面に接触している。濾過材の充填高さに応じて接触面とすることもできる接触個所がここでは符号３９とされている。
【００９８】
この接触３９に基づいて、篩状布１２の孔の十分に多くの数の帆が破かれ、空気および水の残流が充填材４内に支障なく移行するために、開放孔の総面積からなる自由断面積が生じる。
【００９９】
濾過材が位置する部分容積の、移動する篩状布によって生じる容積変化が湿気の変化に基づいた濾過材の膨張に適合すべきであることは明らかである。
【０１００】
最後に、図１８はやはり濾過動作の開始を示している。図１８は図１８において篩状布１２がまだ湿っているという点で図１２とは実質的に異なるので、編織布１２の孔の大部分が帆形成によって閉じられている。
【０１０１】
編織布１２は当初、図１７に示したように濾過材４となお接触している。含水率の上昇によって気密バリアが生じて、濾過装置１内の残余空気が濾過材４を通って吐出し口から流出することを防ぐようになるまで、水４０はこの接触個所３９を通して濾過材４内に流れる。
【０１０２】
したがって、図１７の密閉された篩状布１２の下方に超過圧力が発生する。篩状布１２は図１８からわかるようにこの超過圧力によって上方に押され、図１２に示した第１端位置に戻る。
【０１０３】
漏斗２１内の生水の強い静圧上昇によって篩状布１２内の帆が破れ、図１２ですでに説明した動作状態が実質的に復旧する。動作状態の上記順序がいまや繰返される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  システム全体内に配置された本発明による濾過装置の横断面図であり、この濾過装置は濾過カートリッジそのものであり、約１秒後の動作状態が示してある。
【図２】  図１と同じ動作状態における本発明による濾過装置（濾過カートリッジ）の横断面拡大図である。
【図３】  図１と同様の、ただし例えば充填３秒後の動作状態における図示である。
【図４】  排出動作状態における同様の図である。
【図５】  やはり排出動作状態における同様の図である。
【図６】  濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充填２秒後の動作状態における図１と同様の断面図である。
【図７】  濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充填４秒後の動作状態における図６と同じ断面図である。
【図８】  濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、例えば充填６秒後の動作状態における図７と同様の断面図である。
【図９】  濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、他の実施形態における図４と同様の排出動作状態における同様の横断面図である。
【図１０】  濾過装置に濾過材が２／３弱充填された他の実施形態を示しており、図５の第１実施形態の図示に類似した（濾過容器が部分的に充填されただけの第２実施形態における）排出動作状態における濾過装置のやはり同様の横断面図である。
【図１１】  他の実施形態による濾過装置の蓋の横断面拡大図である。
【図１２】  第２実施形態について、システム全体内に配置された濾過カートリッジの態様の濾過装置の第１動作状態における横断面図である。
【図１３】  図１２のカートリッジ態様の濾過装置の横断面拡大図である。
【図１４】  第２動作状態におけるシステム全体の横断面図である。
【図１５】  第３動作状態におけるシステム全体の横断面図である。
【図１６】  第４動作状態におけるシステム全体の横断面図である。
【図１７】  第５動作状態におけるシステム全体の横断面図である。
【図１８】  第６動作状態におけるシステム全体の横断面図である。
【符号の説明】
１      濾過装置
２      濾過容器
３      濾過容器底
４      濾過材
５      蓋
６      蓋５の下縁
７      濾過装置の縦軸線
８      液体用吸込口
９      蓋の上壁
１０    排気口
１１    空気の流れる方向の湾曲矢印
１２    篩状布
１３    突出成形部
１４    離間上側編織布部分
１５    吸込口８の最も高い末端
１６    １５を通る水平面
１７    編織布の環状篩成形体
１８    編織布の円盤状篩成形体
１９    蓋５の水位
２０    漏斗の鞘状部
２１    漏斗
２２    捕集缶
２３    捕集缶の取っ手
２４    注ぎ口
２５    注ぎ口蓋
２６    湾曲かぶせ部
２７    突起
２８    生水
２９    湾曲矢印（流入方向）
３０    矢印（流出方向）
３１    流出水滴
３２    漏斗２１上部の水位
３２’  漏斗２１底部の水位
３２’’  濾過容器内の水位
３３    濾過装置内の水滴
３４    濾過容器内の充填レベル
３５    基準面
３６    空気空間
３７    基準面から最も離れて位置する篩状布の部分
３８    吸込口の最も高い末端
３９    接触個所または接触面
４０    流入している生水
４１    濾過容器内の水位
ａ      図１による蓋内の一層大きな空気空間
ｂ      図３による蓋内の小さな空気空間
ｃ      図６による濾過装置内の空気空間
Ｖｉ    蓋の内部容積
Ｖｕ    下側部分容積
Ｖｏ    上側部分容積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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