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Title:
ENCAPSULATED MULTI-STAGE FILTER CARTRIDGE FOR A DRINKING WATER PREPARATION DEVICE, AND ASSOCIATED DRINKING WATER PREPARATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/213606
Kind Code:
A1
Abstract:
The disclosure relates to an encapsulated multi-stage filter cartridge (100) for a drinking water preparation device, which can be operated continuously and/or semi-continuously, for the treatment of water in households, gastronomy or the like. The multi-stage filter cartridge (100) has a reverse osmosis unit (RO) and a filtration unit (F) with at least one mechanical filter stage (F1, F2,…). The filtration unit (F) is fluidically connected to the reverse osmosis unit (RO) upstream of the latter via a filtrate line portion (L-F). The reverse osmosis unit (RO) and the filtration unit (F) are enclosed by an, in particular single, housing capsule (50) so as to be jointly encapsulated, in particular encapsulated in a sterile manner. A capsule connection unit (51) of the housing capsule (50) has, as outer connections, an untreated water inlet connection (61) for introducing water to the filtration unit (F) and also a permeate outlet connection (62) and a retentate outlet connection (63) for discharging water from the reverse osmosis unit (RO). Also proposed is an associated drinking water preparation device having the encapsulated multi-stage filter cartridge (100) according to the disclosure.

Inventors:
PETERSEN JENS (DE)
NAGEL ERIK (DE)
GLAUBITZ RENÉ (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/060734
Publication Date:
November 09, 2023
Filing Date:
April 25, 2023
Export Citation:
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Assignee:
INVI WATER GMBH (DE)
International Classes:
B01D61/02; B01D61/04; B01D61/08; C02F1/28; C02F1/44; C02F9/20
Foreign References:
US20060065601A12006-03-30
US20160175746A12016-06-23
US20180111091A12018-04-26
US10399021B22019-09-03
US4761295A1988-08-02
US20060065601A12006-03-30
DE102020128968A12022-05-05
DE69216718T1992-08-18
EP0529921A11993-03-03
Attorney, Agent or Firm:
WINTER, BRANDL - PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Multistufen- Filterpatrone (100) für eine kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbare Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (200) zur Wasseraufbereitung in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen mit:

- einer Umkehrosmose-Einheit (RO) und

- einer Filtrationseinheit (F) mit zumindest einer mechanischen Filterstufe, wobei die Filtrationseinheit (F) vorgeschaltet zu der Umkehrosmose-Einheit (RO) mit dieser über einen Filtrat-Leitungsabschnitt (L-F) fluidverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrosmose-Einheit (RO) und die Filtrationseinheit (F) von einer, insbesondere einzigen, Gehäusekapsel (50) gemeinsam gekapselt, insbesondere steril gekapselt, umschlossen sind, wobei eine, insbesondere einzige, Kapselanschlusseinheit (51) der Gehäusekapsel (50) als Außenanschlüsse einen Rohwasser-Eingangs-Anschluss (61) zur Wassereinleitung an die Filtrationseinheit (F) sowie einen Permeat-Ausgangs-Anschluss (62) und einen Retentat- Ausgangs-Anschluss (63) zur Wasserausleitung von der Umkehrosmose-Einheit (RO) aufweist.

2. Multistufen-Filterpatrone (100) nach Anspruch 1 , wobei die Umkehrosmose-Einheit (RO) und die Filtrationseinheit (F) zueinander beabstandet in der Gehäusekapsel (50) angeordnet sind, um ein Filtrat-Lumen (45) in dem Filtrat-Leitungsabschnitt (L-F) auszubilden.

3. Multistufen-Filterpatrone (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei:

- der Rohwasser-Eingangs-Anschluss (61) über einen Rohwasser-Leitungsabschnitt (L- 1) in der Gehäusekapsel (50) mit einer Rohwasser-Eintrittsseite der Filtrationseinheit (F) fluidverbunden ist; und/oder

- der Permeat-Ausgangs-Anschluss (62) über einen Permeat-Leitungsabschnitt (L-P) in der Gehäusekapsel (50) mit einer Permeat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit (RO), insbesondere mit einem inneren Umkehrosmose-Permeatrohr (32) der Umkehrosmose-Einheit (RO), fluidverbunden ist; und/oder

- der Retentat-Ausgangs-Anschluss (63) über einen Retentat-Leitungsabschnitt (L-R) in der Gehäusekapsel (50) mit einer Retentat-Austrittsseite (34) der Umkehrosmose-Einheit (RO) fluidverbunden ist.

4. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtrationseinheit (F) aufweist:

- eine Vielzahl reihengeschalteter mechanischer Filterstufen; und/oder

- zumindest eine erste mechanische Filterstufe (F1), die als ein zur mechanischen Abtrennung von Sedimentpartikeln aus dem Rohwasser eingerichtetes, insb. Vliesbett-, Faserbett- und/oder Schüttungsbett-förmiges, Sediment-Vorfilter ausgebildet ist; und/oder

- zumindest eine zweite mechanische Filterstufe (F2), die der ersten mechanischen Filterstufe (F1), insbesondere anliegend, nachgeschaltet und als ein, insb. granulatförmiges und/oder blockförmiges, Carbon-Tiefenfilter bzw. Aktivkohle-Tiefenfilter ausgebildet ist.

5. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die, insbesondere innere, Umkehrosmose-Einheit (RO) und die, insbesondere äußere, Filtrationseinheit (F) eine im Wesentlichen zylindrische, insbesondere konzentrische, Anordnung in einem gemeinsamen äußeren, im Wesentlichen zylindrischen Kapselkörper (52) der Gehäusekapsel (50) ausbilden.

6. Multistufen-Filterpatrone (100) nach Anspruch 5, wobei eine zylindrische Umkehrosmose-Außenumfangsfläche (31) der inneren Umkehrosmose-Einheit (RO) und eine zylindrische Filtrations-Innenumfangsfläche (21) der äußeren Filtrationseinheit (F) zueinander beabstandet das Filtrat-Lumen (45) in dem Filtrat-Leitungsabschnitt (L-F) ausbilden.

7. Multistufen-Filterpatrone (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Filtrat- Leitungsabschnitt (L-F) in einem dem Filtrat-Lumen (45) in Strömungsrichtung nachfolgenden Teilabschnitt umgelenkt ist, um in eine, der Kapselanschlusseinheit (51) gegenüberliegende, Umkehrosmose-Eintrittsstirnfläche (33) der inneren Umkehrosmose-Einheit (RO) einzumünden.

8. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine zylindrische Umkehrosmose-Innenumfangsfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit (RO) ein mittiges Permeatrohr (32) ausbildet, insbesondere um einen in Strömungsrichtung anfänglichen Teilabschnitt des Permeat-Leitungsabschnittes (L-P) auszubilden.

9. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei eine, der Umkehrosmose-Eintrittsstirnfläche (33) gegenüberliegende, retentatseitige Umkehrosmose- Austrittsstirnfläche (34) der inneren Umkehrosmose-Einheit (RO) in den Retentat- Leitungsabschnitt (L-R) ausmündet.

10. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei eine zylindrische Filtrations-Außenumfangsfläche der äußeren Filtrationseinheit (F) und eine zylindrische Kapselkörper-Innenumfangsfläche des Kapselkörpers (52) zueinander beabstandet einen ringspaltförmigen, in Strömungsrichtung letzten Teilabschnitt des Rohwasser- Leitungsabschnittes (L-1) ausbilden, insbesondere um im Betrieb eine Kreuzstrom-Anströmung entlang der zylindrischen Filtrations-Außenumfangsfläche auszubilden.

11. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kapselanschlusseinheit (51) als ein bzw. mit einem Schnellwechsel-Fitting, wie einem Bajonettverschluss oder dergleichen, eingerichtet ist.

12. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gehäusekapsel (50), insbesondere der Kapselkörper (52), im Wesentlichen aus einem, insbesondere thermoplastischen und/oder antibakteriell ausgerüsteten, Kunststoff besteht.

13. Multistufen-Filterpatrone (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer sterilen Umverpackung.

14. Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (200) zur kontinuierlich und/oder semikontinuierlich betreibbaren Trinkwasseraufbereitung in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen mit der Multistufen-Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter mit:

- einer Vorrichtungsanschlusseinheit (210), welche passend auf die Kapselanschlusseinheit (51) der Gehäusekapsel (50) ausgebildet und eingerichtet ist, insbesondere aufweisend: einen ersten Vorrichtungsanschluss, der passend auf den Rohwasser-Eingangs- Anschluss (61) zur Wassereinleitung an die Filtrationseinheit (F) eingerichtet ist, einen zweiten Vorrichtungsanschluss, der passend auf den Permeat-Ausgangs-Anschluss

(62) zur permeatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose-Einheit (RO) eingerichtet ist, und einen dritten Vorrichtungsanschluss, der passend auf den Retentat-Ausgangs-Anschluss

(63) zur retentatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose-Einheit (RO) eingerichtet ist;

- einer Förderpumpe, welche zum Aufbau eines für die bzw. in der Umkehrosmose- Einheit (RO) benötigten Förderdruckes oberhalb des natürlichen Osmose-Druckes zur Aktivierung der Umkehrosmose-Einheit (RO) ausgelegt und eingerichtet ist; - einem Vorlagebehälter (230) zur permeatseitigen Bereitstellung von gereinigtem Trinkwasser, welcher über ein Leitungsstück (220) mit dem zweiten Vorrichtungsanschluss fluidverbunden bzw. fluidverbindbar ist; und

- einer Trinkwasserausgabeeinheit (280).

15. Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (200) nach Anspruch 14, ferner mit:

- einer Betriebs-Steuerungsvorrichtung mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle; und/oder

- einer Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung (300) mit einer Steuereinheit und zumindest einem zur Bestimmung einer wässrigen Konzentration von gelösten Feststoffen eingerichteten Bestimmungsmittel, wie einem Leitfähigkeitssensor; und/oder

- einem Mittel zum Kühlen, insbesondere des Vorlagebehälters (230); und/oder

- einer Carbonisierungseinheit zum permeatseitigen Carbonisieren.

Description:
Gekapselte Multistufen-Filterpatrone für Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung und zugehörige Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine (insbesondere hermetisch und/oder steril) gekapselte Multistufen-Filterpatrone für eine kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbare Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mittels einer Umkehrosmose-Filterstufe in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen. Ferner wird eine zugehörige Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit der offenbarungsgemäßen gekapselten Multistufen-Filterpatrone offenbart.

Hintergrund

Die Verfügbarkeit von sauberem, reinen Trinkwasser stellt ein Grundbedürfnis des Menschen und anderer Lebewesen dar. In vielen Teilen der Erde mangelt es bekanntermaßen auch heutzutage daran. Jedoch kann eine hygienische Beeinträchtigung - die in jeder Trinkwasseranlage eintreten kann - im schlimmsten Fall nicht nur die Gesundheit, sondern auch das Leben gefährden. Eine Vielzahl technischer Problematiken stand u.a. im Zentrum der Fachdiskussionen im Zuge der Neufassung der deutschen Trinkwasserverordnung (BGBl. I S. 959), welche am 21. Mai 2001 in novellierter Fassung erlassen wurde und Begriffsbestimmungen sowie Schutzvorschriften für das Trinkwasser enthält.

Nicht zuletzt aufgrund allgemeiner globaler Trends im Zuge der städtebaulichen Verdichtung, des weltweiten Bevölkerungswachstums und/oder eines Strebens nach autarkem Wohnen mit einer weitgehenden Eigenversorgung mit notwendigen Lebensmitteln gibt es einen immer drängenderen Bedarf an technischen Lösungen für die direkte, lokale Versorgung mit reinem Trinkwasser für den täglichen Bedarf des einzelnen Menschen vor Ort.

Stand der Technik Im Stand der Technik sind vielfache Lösungen zur Reinigung von Wasser, insbesondere von Leitungswasser, bekannt. Insbesondere sind auch bereits Geräte bzw. Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen zur Verwendung in Haushalten, in der Gastronomie oder dergleichen in vielfachen Ausführungen im Handel erhältlich. Diese basieren zumeist auf verfahrenstechnisch bekannten Filter- bzw. Separationstechnologien, wobei insbesondere Umkehrosmose eingesetzt wird.

Marktverfügbare Umkehrosmose-(Haushalts-)Geräte bzw. Wasseraufbereitungsanlagen für Leitungswasser zur Trinkwasserbereitstellung sind mit mehreren separaten, sequentiell / hintereinander geschalteten / durchströmten, Filterkartuschen ausgestattet. Dabei sind die mehreren Filterkartuschen jeweilig einzeln nach einem herstellerseitig empfohlenen Wechselintervall, bspw. alle 6 Monate, zu wechseln.

US 2006/0 065601 A1 offenbart ein Wasserreinigungssystem mit einem Aktivkohlefilter und einem Umkehrosmosefilter in einer zweiteiligen Kartusche, wobei ein Kopfteil der Kartusche von einem Nutzer zu einem einfachen Filterwechsel abschraubbar ausgestaltet ist. Dies bedingt den Nachteil der Kontamination des Inneren der Kartusche, insbesondere der Filter, und des Risikos von anschließendem Fouling, Ausbildung von pathogenen Keimen wie Legionellen, usw. Ferner kann infolgedessen Leakage an der Verbindungsstelle des Kopfteils zu einem entsprechenden Bodenteil der Kartusche auftreten. Ferner lehrt die US 2006/0 065601 A1 , eine Öffnung in Form eines Retentat-Anschlusses in den Bodenteil bzw. in den Sumpf der Kartuschezu legen. Auch dies erhöht das Risiko von Kontamination und/oder Leakage. Ferner erschwert diese Ausgestaltung mit mehreren Anschlüssen sowohl in einem Bodenteil als auch in einem Kopfteil eine Montage / ein Einsetzen der Kartusche durch einen Nutzer. Zusätzlich kann dies zu mechanischen Verspannungen wie Verklemmen führen.

Deutsche Patentanmeldung DE 102020 128968 der vorliegenden Anmelderin offenbart eine Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit einer Trinkwasserreinheit- Steuerungsvorrichtung sowie ein zugehöriges Verfahren zur Steuerung bzw. automatischen Gewährleistung der Trinkwasserreinheit während einer Trinkwasseraufbereitung in einer kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbaren Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit einer Umkehrosmose-Einheit, zur Verwendung in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen. Dabei hat das gereinigte Wasser als die sequentiell geschalteten Reinigungsstufen bzw. Filtervorgänge eine erste Wasserreinigungseinheit (zum mechanisches Filtrieren von dispergierten Feststoffpartikeln) und eine nachfolgende zweite Wasserreinigungseinheit (Umkehrosmose-Einheit, eingerichtet, um einen von gelösten Feststoffen weiter gereinigten Permeatstrom zu erzeugen) passiert. Jedoch weisen, wie schematisch anhand der Figur 1 zum Stand der Technik veranschaulicht, herkömmliche Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen wie auch die vorgenannte gemäß der DE 102020 128968 separat ausgeführte / wechselbare bzw. angeordnete Wasserreinigungseinheiten in Form von einerseits einer Filtrations- Wechselkartusche (vgl. Bezugszeichen 1 in Fig. 1) und von andererseits einer Umkehrosmose- Wechselkartusche (vgl. Bezugszeichen 2 in Fig. 1) auf. Diese stehen bspw. über einen Verteilerkopf, eine Verrohrung, usw. in Fluidverbindung.

Ein erheblicher Nachteil ist dabei ein bisher hoher Platzbedarf der gesamten Baugruppe aus mehreren separaten Wasserreinigungseinheiten / Filterstufen / Wechselkartuschen. Dieser zieht direkt den Nachteil einer entsprechend vergrößerten Trinkwasserbereitstellungs- Vorrichtung nach sich. Infolgedessen verringert sich das Anwendungsspektrum für diese, sprich, viele herkömmliche Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen sind für platzbegrenzte Situationen wie kleine Küchen, Bürozeilen, Campingwagen schlichtweg zu raumeinnehmend und groß. Insbesondere limitiert der hohe Platzbedarf der gesamten Baugruppe, insb. bei Haushaltsgeräten, die Möglichkeit, auf eine Untertisch-Anlageneinheit zu verzichten. Letztere ist vielfach verbraucherseitig unerwünscht und/oder es kann der benötigte Platz für eine Untertischinstallation bspw. bereits anderweitig, wie bspw. durch einen unterhalb einer Küchenspüle am Leitungsnetz installierten Durchlauferhitzer, usw., vorrangig verwendet sein. Auch besteht ein verbraucherseitiger Wunsch nach schlanken Designs, insb. bei technischen Haushaltsgeräten. Desweiteren erschwert oder inhibiert der bisher hohe Platzbedarf der gesamten Baugruppe eine geeignete Verwendung als mobile Trinkwasserbereitstellungs- Vorrichtung, bspw. für Feldküchen, usw.

Weiter nachteilig zeigt sich bei den im Stand der Technik mehreren separaten Wechselkartuschen deren aufwendiger, zeitintensiver Wechsel / Austausch. Insofern muss in dem herstellerseitig empfohlenen Wechselintervall jede Wechselkartusche einzeln ausgetauscht werden.

Noch weiter nachteilig an vorgenannten bestehenden Systemen ist ein sicheres Hygiene- bzw. Sterilitätsmanagement. So wird die notwendige Hygiene bei herkömmlichen Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen zu wenig einbezogen. Insofern lässt sich im Stand der Technik schwer vermeiden, dass beim Wechsel / Austausch der mehreren separaten Wechselkartuschen Keime und Bakterien an / in diese bzw. das gesamte (Leitungs-/Filter- )System der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung gelangen. So kann bspw. ein einziger Hautkontakt alleine bereits dazu führen, dass eine ungewollte Kontamination des Systems stattfindet. Infolgedessen kann sich schnell ein Biofilm bzw. eine unerwünschte, ggf. sogar prohibitive bzw. pathogene, Verkeimung der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung, insb. der Umkehrosmose-Einheit, entwickeln.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein platzsparendes, kompaktes Wasserreinigungs-Filtersystem für eine Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit einer Umkehrosmose-Einheit bereitzustellen. Gleichzeitig dürfen dabei keine technischen Kompromisse hinsichtlich der Hauptfunktion der Wasserreinigung eingegangen werden. Sprich, es ist weiterhin in zuverlässiger Weise eine effektive Eliminierung von jeglichen Verunreinigungen aus Trinkwasser, insbesondere aus Leitungswasser, zu erzielen bzw. sicherzustellen. Auch besteht die Aufgabe, dabei eine ausreichend lange Standzeit weiterhin gewährleisten zu können bzw. diese sogar zu verbessern.

Insbesondere soll das Wasserreinigungs-Filtersystem eine derart kompakte / .schlanke' Bauweise aufweisen, um, mit Blick auf Haushaltswasserreinigungsgeräte, eine reine Auftisch- Bauweise der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung zu ermöglichen. D.h. es besteht dann die spezifische technische Aufgabe, auf eine (herkömmliche) Untertisch-Anlageneinheit zur Untertisch-Anordnung des Wasserreinigungs-Filtersystems mit der Umkehrosmose-Einheit verzichten zu können.

Eine weitere technische Aufgabe besteht darin, den Austausch / Wechsel der mehreren Wasserreinigungseinheiten / Filterstufen hinsichtlich deren Handhabung wesentlich zu vereinfachen, damit auch unabhängig von einem Anwender-Einfluss ausführbar zu gestalten.

Eine noch weitere technische Aufgabe besteht darin, eine (effektive) Standzeit der gegen Verunreinigung sensiblen Wasserreinigungseinheiten / Filterstufen bzw. sonstigen Anlagenteile weitestgehend zu erhöhen, um Reparatur- bzw. Ersatzteil- bzw. Verbrauchsmittelkosten möglichst gering zu halten. Insofern die Standzeit für gewisse Typen von Filtern, wie bspw. Kohlefilter, gemäß der o.a. Trinkwasserverordnung gesetzlich auf 6 Monate beschränkt ist, d.h. fallweise längere Standzeiten daher nicht zulässig sind, bezeichnet der Begriff insb. der effektiven Standzeit eine Standzeit / Nutzzeit ohne nennenswerten Abfall der Filterleistung innerhalb der herstellerseitig empfohlenen bzw. gesetzlich zulässigen Standzeit. Sprich, die Aufgabe bezieht sich darauf, einem unerwünschten Abfall eines Wirkungs-/ Trenngrades über eine gesamte Standzeit / Nutzzeit der Wasserreinigungseinheiten / Filterstufen hinweg entgegenzuwirken.

Diese vorgenannten Aufgaben werden gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung durch eine Multistufen-Filterpatrone für eine kontinuierlich und/oder semikontinuierlich betreibbare Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung durch eine die Multistufen-Filterpatrone aufweisende Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Somit können offenbarungsgemäß die vorstehend beschriebenen Nachteile aus dem Stande der Technik überwunden werden. Vorteilhafte Ausführungsformen, Weiterbildungen oder Varianten der vorliegenden Offenbarung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.

Dabei weist die Multistufen-Filterpatrone eine Umkehrosmose-Einheit und eine Filtrationseinheit auf. Die Filtrationseinheit weist zumindest eine mechanische Filterstufe auf. Dabei ist die Filtrationseinheit (zu) der Umkehrosmose-Einheit vorgeschaltet. Mit anderen Worten sind die Filtrationseinheit und (nachfolgend) die Umkehrosmose-Einheit reihengeschaltet / sequentiell angeordnet. Sprich, die Filtrationseinheit und (dazu stromabwärts / downstream) die Umkehrosmose-Einheit sind eingerichtet, um entlang einer Strömungsrichtung eines (Volumen-)Stroms zu reinigenden Wasser nacheinander durchströmt zu werden. Dabei steht die Filtrationseinheit mit der Umkehrosmose-Einheit über einen Filtrat- Leitungsabschnitt in Fluidverbindung.

Ferner weist die Multistufen-Filterpatrone offenbarungsgemäß eine, insbesondere einzige, Gehäusekapsel auf. Dabei sind die Umkehrosmose-Einheit und die Filtrationseinheit von der Gehäusekapsel gemeinsam gekapselt, insbesondere hermetisch und/oder steril umkapselt, umschlossen. Sprich, sowohl die Umkehrosmose-Einheit als auch die Filtrationseinheit sind in der gemeinsamen Gehäusekapsel angeordnet bzw. von dieser gekapselt umschlossen. Mit anderen Worten, sowohl die Umkehrosmose-Einheit als auch die Filtrationseinheit sind in die gemeinsame Gehäusekapsel zusammen gelegt, um nach außen hin bzw. von der Umgebung abgeschlossen bzw. (insbesondere steril) geschützt zu sein. Also bilden die Umkehrosmose- Einheit und die Filtrationseinheit zusammen / in Kombination eine integrale und nach außen gekapselte Multistufen-Einheit. Dabei weist die Gehäusekapsel eine, insbesondere einzige, Kapselanschlusseinheit auf. Die (insb. einzige) Kapselanschlusseinheit hat als Außenanschlüsse einen Rohwasser- Eingangs-Anschluss sowie einen Permeat-Ausgangs-Anschluss und einen Retentat-Ausgangs- Anschluss. Sprich, der Rohwasser-Eingangs-Anschluss, der Permeat-Ausgangs-Anschluss und der Retentat-Ausgangs-Anschluss sind (alle) in der bzw. durch die Kapselanschlusseinheit zu einer (räumlichen bzw. anlagentechnischen) Einheit, insbesondere benachbart, noch weiter bevorzugt aneinander anliegend, zusammengefasst. Der Rohwasser-Eingangs-Anschluss ist zur Wassereinleitung an die Filtrationseinheit ausgelegt und/oder eingerichtet. Der Permeat- Ausgangs-Anschluss ist zur permeatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose-Einheit ausgelegt und/oder eingerichtet. Der Retentat-Ausgangs-Anschluss ist zur retentatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose-Einheit ausgelegt und/oder eingerichtet.

Dabei weist der Begriff „gekapselt“ darauf hin, dass die Gehäusekapsel bzw. eine Außenwand / Wandung der Gehäusekapsel eine geschlossene (Ober-)Fläche ausbildet. Sprich, die Gehäusekapsel bzw. deren Außenwand / Wandung ist nur an einer (einzigen) Stelle, nämlich von (ausschließlich) der Kapselanschlusseinheit mit den bzw. allen Außenanschlüssen, unterbrochen bzw. durch die (einzige) Kapselanschlusseinheit (nach außen) fluidverbindbar. Insbesondere ist die Gehäusekapsel bzw. deren Außenwand / Wandung nicht durch einen Retentat-Ausgangs-Anschluss unterbrochen. Mit anderen Worten, ist in einem (unteren) Sumpfbereich der Multistufen-Filterpatrone bzw. der Gehäusekapsel kein Anschluss und/oder keine Öffnung, insbesondere kein Retentat-Ausgangs-Anschluss, gelegen

Insbesondere ist die Multistufen-Filterpatrone eingerichtet, um im montierten Zustand, insb. in eine Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung eingesetzt bzw. mit einer solchen fluidverbunden bzw. an eine solche angeschlossen, mit von dem Rohwasser-Eingangs- Anschluss zu dem Permeat-Ausgangs-Anschluss und zu dem Retentat-Ausgangs-Anschluss fließenden / geflossenen Wasser unter Ausbildung eines (gemeinsamen und/oder anschlussbezogen jeweiligen) Füllstandes befüllt zu sein. Dabei kann insbesondere die Multistufen-Filterpatrone eingerichtet sein, so dass der (jeweilige) Füllstand (des Wassers), insbesondere ein dem Retentat-Ausgangs-Anschluss zugehöriger jeweiliger Füllstand (eines Retentatstroms Wasser), im Bereich der (einzigen) Kapselanschlusseinheit und/oder in einem oberen Bereich der Multistufen-Filterpatrone und/oder oberhalb der Umkehrosmose-Einheit und der Filtrationseinheit liegt. Dabei bezeichnet die Richtungsangabe „oben“ bzw. „oberhalb“ eine gegen die schwerkraftbedingte Fließrichtung des Wassers gerichtete Richtung (im befüllten Zustand der Multistufen-Filterpatrone) und/oder eine auf eine Vertikalachse bezogene Richtung (im in der aufgestellten Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung montierten Zustand). Diese Gestaltung dient zum einen einem Schutz gegen Kontamination mit Keimen und idealerweise der Aufrechterhaltung einer Sterilität innerhalb der gekapselten Multistufen- Filterpatrone. Zum anderen erweist es sich als vorteilhaft, dass beim Wechsel / Austausch der Multistufen-Filterpatrone aus/in der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung ein Wasserverlust bzw. Auslaufen des Wassers verhindern werden kann. Idealerweise kann die Multistufen- Filterpatrone eingerichtet sein, einen Füllstand von Wasser innerhalb der Gehäusekapsel aufzuweisen bzw. beizubehalten, insb. bis (quasi, insb. bis 5 mm) unterhalb des Rohwasser- Eingangs-Anschlusses bzw. des Permeat-Ausgangs-Anschlusses bzw. Retentat-Ausgangs- Anschlusses.

Insbesondere kann, wie später beschrieben, die Kapselanschlusseinheit zur Aufnahme durch / von bzw. zum Anschluss an die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ausgelegt und/oder eingerichtet sein.

Ein wesentlicher Vorteil der Multistufen-Filterpatrone besteht darin, dass diese Lösung ansonsten schwerlich technisch zu vereinbarende, nämlich gegenläufige Ziele erreicht, insb. die hohe Wasserreinigungsleistung (nach Gesichtspunkten wie Volumenstrom, Abreichungsgrad / Trenngrad, Standzeit) bei gleichzeitig kompakter, raumsparender, damit anwenderfreundlicher Bauweise. Dieser Vorteil wird maßgeblich durch die kombinierte Anordnung der Filtrationseinheit, welche zur effektiven Wasserreinigung insb. (bzw. vereinfacht) im Mikrometerbereich von abzuscheidenden Grobpartikeln dient, mit nachfolgend der Umkehrosmose-Einheit, welche zur effektiven Wasserreinigung insb. (bzw. vereinfacht) im Nanometerbereich von abzuscheidenden Feinstpartikeln dient, in der (einzigen) gemeinsamen Gehäusekapsel erreicht.

Sprich, der Raumbedarf für jeweilige / separate Wechselkartuschen, wie im Stand der Technik, entfällt. Somit kann die demgegenüber signifikant kleinere gekapselte Multistufen- Filterpatrone in eine entsprechend kleinere Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung integriert werden. Damit kann sogar in einer besonders bevorzugten Ausführungsform (die Gegenstand eines weiter unten offenbarten Unteranspruchs ist) eine Untertisch-Anlageneinheit entfallen, d.h. eine reine Auftisch-Bauweise der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung wird möglich.

Zudem reduziert sich gemäß der kompakten Baugröße sowie dem Entfallen von Bauteilen (wie bspw. einem Verteilerrohr, usw.) der Materialbedarf von Bauteilen. Letzteres hat einen positiven Einfluss durch niedrigere Herstellkosten. Auch wird dadurch die Umweltbelastung erheblich reduziert. Gleichzeitig kann offenbarungsgemäß das Prinzip aufrechterhalten werden, der Umkehrosmose-Einheit zu deren Schutz vor Verschmutzung mit in dem zu reinigenden Rohwasser suspendierten (Feststoff-)Partikeln / Schwebstoffen eine mechanische Filtrationseinheit vorzuschalten. Mit anderen Worten führt die vorgeschlagene kompakte Gestaltung der Bauweise nicht zu einer Beeinträchtigung von Leistungsgrad sowie Standzeit der zentralen Umkehrosmose-Einheit.

Ferner kann gegenüber herkömmlichen Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen auf raumgreifende Verteilerköpfe usw. zwischen den jeweiligen / separaten Wechselkartuschen sowie auf eine Vielzahl von zugehörigen jeweiligen / separaten Wechselkartuschen-Aufnahmen verzichtet werden. Dies dient nicht nur einer zusätzlichen Materialersparnis, sondern reduziert auch die Wegstrecken durchströmter Leitungsteile. Demzufolge sind die Druckverluste über die gesamte Wasserreinigung hinweg, d.h. entlang des gesamten Strömungsweges über die Filtrationseinheit und sodann die Umkehrosmose-Einheit hinweg (insb. durch Rohrreibungsverluste), gesamthaft erheblich reduziert. Dies ermöglicht besonders vorteilhaft eine kleine Auslegung einer zugehörigen Förderpumpe. Insb. werden demzufolge selbst im Falle eines hohen transmembranen Druckverlustes der Umkehrosmose-Einheit Ausführungsvarianten denkbar, in welchen auf eine optionale weitere Förderpumpe zur Kompensation dieses transmembranen Druckverlustes gänzlich verzichtet werden kann. Dies dient einer weiteren Reduktion der Bauweise der quasi um die Multistufen-Filterpatrone als Kernstück der Wasserreinigung herum zu konstruierenden Trinkwasserbereitstellungs- Vorrichtung.

Ferner wird eine Exposition dieser inneren Bestandteile mit Wasserreinigungsfunktion(en) in der Gehäusekapsel durch deren (äußere) Kapselung vermieden. Somit wird eine Kontamination vermieden, so dass eine weitestgehende Keimfreiheit, insb. Sterilität, vorteilhaft ermöglicht wird. Mit einem Handgriff ist die (steril) gekapselte Multistufen-Filterpatrone einfach und sicher zu wechseln.

Als ein noch weiterer Vorteil ist eine erhebliche Vereinfachung der logistischen Lager-, Bestell- sowie Lieferabläufe zu nennen. Insofern ist nun nur noch ein Verbrauchsmittel anstatt gleich mehrerer regelmäßig in den vorgesehenen Wartungsintervallen zu wechseln. Dies betrifft eine sowohl herstellerseitig als auch verbraucherseitig günstige Vereinfachung sonstiger Komplexität.

Die Filtrationseinheit ist als eine erste Wasserreinigungseinheit zur Filtration eingerichtet / durchströmbar. Dabei bezeichnet der Begriff der (Vor) Filtration die (verfahrenstechnische Grundoperation) mechanische Abtrennung von in dem Eingangsstrom (Roh-)Wasser dispergierten bzw. in Suspension vorliegenden bzw. enthaltenen Feststoffpartikeln zu einem (vor)gefilterten Filtratstrom Wasser.

Insbesondere kann die Filtrationseinheit bzw. die zumindest eine mechanische Filterstufe (bzw. deren Material) frei von Weichmachern und/oder organischen Lösemitteln und dergleichen gesundheitsbedenklichen Additiven sein. Damit wird eine Rekontamination des Wassers vermieden.

Die Umkehrosmose-Einheit ist als eine zweite Wasserreinigungseinheit downstream / stromabwärts von der Filtrationseinheit angeordnet / durchströmbar, um den (vor)gefilterten Filtratstrom Wasser zu separieren. Demzufolge erfolgt das Separieren bzw. ein Split bzw. eine Aufteilung in einen Teilstrom eines von (zumindest einem) gelösten Feststoff(en) weiter gereinigten Permeatstroms (Trink-)Wasser und einen zugehörigen anderen Teilstrom eines Retentatstroms (Ab-)Wasser. Sprich, in der Umkehrosmose-Einheit wird der Filtratstrom Wasser zur Abtrennung des (zumindest einen) Feststoffes in zwei Teilströme (kontinuierlich) separiert bzw. gesplittet bzw. (auf)geteilt. Infolgedessen resultiert (bzw. strömt ab) zum einen ein weiter mittels Umkehrosmose (fein)gereinigter Permeatstrom als ein Teilstrom. Dieser eine Teilstrom strömt jenseits bzw. stromab der Umkehrosmose-Einheit, insb. einer Gegendruck- Diffusions-Membran, ab, weshalb er als Permeatstrom Wasser bezeichnet wird. Zum anderen resultiert (bzw. strömt ab) ein zugehöriger entsprechender Retentatstrom als ein anderer Teilstrom. Dieser andere Teilstrom verbleibt diesseits bzw. stromauf, einer Gegendruck- Diffusions-Membran der Umkehrosmose-Einheit, weshalb er als Retentatstrom Wasser bezeichnet wird.

Bilanziell folgert also aus dem aus dem Separieren bzw. Split bzw. der Aufteilung in zwei Teilströme, dass (quasi) der Retentatstrom Wasser in dem Maße bzw. um die Menge (Masse) an dem zumindest einen abgetrennten Feststoff angereichert ist, um den der Permeatstrom mittels Diffusion durch die Umkehrosmose-Einheit, insbesondere (Gegendruck-Diffusions- )Membran, abgereichert bzw. weiter (fein)gereinigt ist. Der um den zumindest einen abgetrennten Feststoff angereicherte Retentatstrom Wasser kann insbesondere verworfen werden, bspw. zu einem Abfluss, Siphon für gebrauchtes Wasser, abgeführt oder einer anderweitigen Wassernutzung, bspw. als Brauch-/ Putzwasser, zugeführt werden.

Bspw. kann, gemäß einer Herstellerangabe zu einer bevorzugten Gegendruck-Diffusions- Membran, im (stationären) Verlauf des Umkehrosmose-Vorgangs in der Umkehrosmose-Einheit der Retentatstrom Wasser ca. zwei Drittel des vorgefilterten Stroms Wassers bemessen. Dementsprechend steht ca. ein Drittel des Wassers des vorgefilterten Stroms Wassers als Permeatstrom nach Passage der Gegendruck-Diffusions-Membran zur Verfügung. Dabei ist der Permeatstrom hochverdünnt, insofern er nun nahezu vollständig aus Wassermolekülen besteht.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Umkehrosmose-Einheit in Form eines Hohlfasermoduls ausgebildet sein. Diese Variante erhöht die Trennleistung. Alternativ zu dem Hohlfasermodul kann vorzugsweise die Umkehrosmose-Einheit in Form eines bulkweise gepackten Umkehrosmosefilters ausgebildet sein. Diese Variante senkt die Kosten und erhöht die Robustheit. Dazu offenbart Patentdokument DE 69216718 bzw. EP 0529921 ein Beispiel, insofern hierin ein halbdurchlässiges Membranmodul in Form einer spiralförmig gewundenen halbdurchlässigen Membrankartusche vorgeschlagen ist, wobei die Membrankartusche ein zentrales Permeatrohr mit einer porösen Seitenwand sowie mindestens eine längliche, im allgemeinen flache rohrförmige Membranhülle, deren Inneres ein Permeat-Durchtrittsmaterial enthält, umfasst.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Umkehrosmose-Einheit bzw. die (Gegendruck-Diffusions-)Membran (bzw. deren Material) frei von Weichmachern und/oder organischen Lösemitteln und dergleichen gesundheitsbedenklichen Additiven sein. Damit wird eine Rekontamination des Wassers vermieden.

Vorliegend wird als (Vorgang der) Osmose der gerichtete Fluss von Teilchen durch eine selektiv-permeable und/oder semi-permeable Trennschicht bzw. der Umkehrosmose-Einheit, insbesondere der (Gegendruck-Diffusions-)Membran, bezeichnet. Durch Osmose gleicht sich, im zeitlichen Verlauf, eine Konzentration des zumindest einen gelösten Feststoffes in dem Wasser (bzw. Lösemittel) durch Stofftransportvorgänge über die Membran hinweg aus. Triebkraft der spontan ablaufenden Osmose ist der Unterschied zwischen den chemischen Potentialen des (zumindest einen) gelösten Feststoffes in den durch die Umkehrosmose- Einheit, insbesondere durch (Gegendruck-Diffusions-)Membran, getrennten Phasen des Wassers. Derjenige (zumindest eine) gelöste Feststoff bzw. diejenigen Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) der Komponenten, für welche(n) die Umkehrosmose-Einheit, insbesondere die (Gegendruck-Diffusions-)Membran, durchlässig ist, diffundiert bzw. diffundieren in Richtung ihres niedrigeren chemischen Potentials.

Als (Vorgang der) Umkehrosmose wird die Umkehrung bzw. Reversion des (Vorgangs der) Osmose mittels eines, vorzugsweise von extern angelegten, (Gegen-) Drucks. Eine Phase bzw. ein (Permeatstrom-seitiges) Kompartiment an Wasser (bzw. Lösemittel), in dem die Konzentration des (zumindest einen) gelösten Feststoffs verringert bzw. abgereichert bzw. (fein)gereinigt werden soll, ist durch die selektiv-permeable und/oder semi-permeable Trennschicht bzw. durch die Umkehrosmose-Einheit, insbesondere durch die (Gegendruck- Diffusions-)Membran, von der anderen Phase bzw. dem anderen (Retentatstrom-seitigen) Kompartiment an dem Wasser (bzw. Lösemittel), in dem die Konzentration des (zumindest einen) gelösten Feststoffs erhöht bzw. angereichert werden soll, separiert bzw. getrennt. Die andere Phase bzw. das anderen (Retentatstrom-seitige) Kompartiment der zweiten Wasserreinigungseinheit wird einem (Gegen-)Druck bzw. Umkehrosmose-Druck ausgesetzt, der höher sein muss als derjenige Osmose-Druck, der durch das treibende Potential (des Vorgangs) der Osmose zum Konzentrationsausgleich auf natürliche Weise bzw. physikalisch entsteht. Mit anderen Worten, tritt der Stofftransportvorgang bzw. die Diffusion über die Umkehrosmose-Einheit, insbesondere die (Gegendruck-Diffusions-)Membran, hinweg bei Vorliegen eines den natürlichen bzw. physikalischen Osmose-Druck übersteigenden (Mindest-) Gegendruckes ein.

Dadurch können die Wassermoleküle (die Moleküle des Lösemittels) gegen ihre „natürliche“ osmotische Ausbreitungsrichtung bzw. Diffusionsrichtung wandern bzw. (trans- membran) diffundieren. Sprich, der (Vorgang der) Umkehrosmose drückt die Wassermoleküle in die eine Phase bzw. das eine (Permeatstrom-seitige) Kompartiment, in dem der (zumindest eine) gelöste Feststoff bzw. die Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) weniger konzentriert vorliegen soll(en). Demzufolge findet in der einen Phase bzw. dem einen (Permeatstromseitigen) Kompartiment ein Verdünnungseffekt statt, welcher eine (Permeatstrom-seitige) Erhöhung des Reinheitsgrades des Wassers (bzw. Lösemittels) bewirkt.

Insbesondere, alternativ oder kumulativ, kann die Umkehrosmose-Einheit bzw. die (Gegendruck-Diffusions-) Membran eine Atomgittergröße entsprechend der Grösse des Wassermoleküls bzw. von ca. 0,275 Nanometern aufweisen. Dies bewirkt vorteilhaft, dass alle Moleküle des (zumindest einen) gelösten Feststoffs, die eine größere Ausdehnung als ein Wassermolekül haben, (nahezu) vollständig zurückgehalten werden können. Weiter bevorzugt kann die Umkehrosmose-Einheit dimensioniert / ausgelegt bzw. eingerichtet sein, so dass in der Umkehrosmose-Einheit (fein)gereinigtes Wasser, d.h. der Permeatstrom, eine wässrige Konzentration von gelösten Feststoffen nicht mehr als 20 ppm des (zumindest einen) Feststoffes, insbesondere nicht mehr als 8-10 ppm [d.h. 8-10 Fremdmoleküle des (zumindest einen) Feststoffes auf 1 Million Wassermoleküle], aufweist.

Dabei gibt die wässrige Konzentration von gelösten Feststoffen in dem Permeatstrom Wasser die Summe bzw. die Gesamtheit der in dem Wasser (wässrig bzw. hydrophil) gelösten Vielzahl an (zumindest einem) Feststoff(en) an. Insbesondere umfasst der Begriff des Feststoffes ein Salz, einen Mineralstoff (mitunter als „Mineral“ bezeichnet) und/oder ein Metall. Insofern kann die wässrige Konzentration als (sogenannter) TDS-Wert angegeben bzw. gemessen bzw. bestimmt bzw. vorgegeben werden. Dabei steht das Akronym TDS-Wert für englisch “Total Dissolved Solids”.

Vorliegend umfasst der Begriff des (zumindest einen) gelöste(n) Feststoff(s) im Wasser, insbesondere Leitungswasser bzw. Trinkwasser, alle hinsichtlich der Reinheit des Wassers relevanten Stoffe, insbesondere Spuren bzw. Rückstände davon. Demzufolge umfasst ein offenbarungsgemäß aus dem Wasser zu reinigender bzw. entfernter bzw. separierter bzw. abgetrennter Feststoff insbesondere: einen aufgrund eines anthropogenen Eintrages in die Umwelt bzw. in den Wasserkreislauf vorliegenden Feststoff, bspw. ein Medikament und/oder ein Pharmazeutikum, wie ein Antibiotikum und/oder ein Hormon; und/oder einen Agrarstoff, bspw. ein Düngemittel, ein Pestizid, ein Insektizid, etc.; und/oder ein (Mikro)-Plastik-Partikel; und/oder eine aus einer Verbringung wie einer Deponie immobilisierte Substanz, wie ein Schwermetailion und/oder radioaktives Ion. Weiterhin umfasst der Feststoff einen am Verbrauchsort aus einer Trinkwasser-Installation wie einer Rohrleitung stammenden Rückstand bzw. Inhaltsstoff aller Art, bspw. ein Kupferion und dergleichen, und/oder einen am Verbrauchsort aus einem Plastikschlauch bzw. -Tank wässrig bzw. hydrophil (aus)gelösten Plastikpartikel, ein Monomer und/oder einen Weichmacher. Noch weiter umfasst der Feststoff einen gesundheitsabträglichen Inhaltsstoff biologischen Ursprungs, insbesondere einen pathogenen Keim, bspw. ein Bakterium wie (eine) Legionelle(n) und/oder ein einem multiresistenten Stamm zuzuordnendes Bakterium, ein Virus, eine Schimmelspore bzw. Schimmelart, ein Prion, ein DNA-Fragment oder dergleichen. Sinngemäß umfasst der Feststoff auch ein (molekulares) Fragment und/oder Abbauprodukt oder sonstige Abwandlung der für den Feststoff vorgenannten Beispiele bzw. Ausführungsformen. Die vorstehende Liste ist also nicht abschließend aufzufassen.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise können die Umkehrosmose-Einheit und die Filtrationseinheit zueinander beabstandet in der Gehäusekapsel angeordnet sein, um ein Filtrat- Lumen in dem Filtrat-Leitungsabschnitt auszubilden. Dieses Gestaltungsmerkmal dient einer verfahrenstechnischen bzw. bilanziellen Entkopplung zum einen der Filtrationseinheit sowie zum anderen der Umkehrosmose-Einheit, d.h. es werden die verfahrenstechnische Freiheitsgrade erhöht. Ferner ergeben sich herstellungstechnische Vorteile hinsichtlich der Montage zum einen der Filtrationseinheit sowie zum anderen der Umkehrosmose-Einheit.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann der Rohwasser-Eingangs-Anschluss über einen Rohwasser-Leitungsabschnitt in der Gehäusekapsel mit einer Rohwasser-Eintrittsseite der Filtrationseinheit fluidverbunden sein. Der Rohwasser-Eingangs-Anschluss ist ausgelegt bzw. eingerichtet, einen Eingangsstrom (Roh-)Wasser in die Gehäusekapsel an die Filtrationseinheit einzuleiten. Der Rohwasser-Leitungsabschnitt ist ausgelegt bzw. eingerichtet, den eingeleiteten Eingangsstrom zu der Rohwasser-Eintrittsseite der Filtrationseinheit (bzw. in diese hinein) zu leiten. Dies erhöht vorteilhaft Freiheitsgrade hinsichtlich einer bedarfsgerechten verfahrenstechnischen Auslegung, der konkreten Konstruktion sowie der fertigungstechnischen Montage.

Dabei steht die Filtrationseinheit mit der Umkehrosmose-Einheit über einen Filtrat- Leitungsabschnitt in Fluidverbindung.

Dabei entspricht grundsätzlich der von der Filtrationseinheit bzw. über den Filtrat- Leitungsabschnitt in die Umkehrosmose-Einheit (bei deren Betrieb) eintretende (Gesamt)Strom, d.h. der Filtratstrom Wasser, bilanziell der Summe von beiden aus der Umkehrosmose-Einheit austretenden (Teil)Strömen, d.h. der Summe eines Permeatstroms (Trink-) Wasser (d.h. eines Nutzstroms gereinigten Trinkwassers) und eines Retentatstroms Wasser.

Der Fachmann versteht, dass, insb. bei Zugrundelegung der Kontinuitätsgleichung (für eine inkompressible Strömung im Falle des Wassers) sowie anderer hydrodynamischer Grundgleichungen, alle durchströmten Leitungsabschnitte sowie alle passierten Filterflächen- /volumina hinsichtlich ihrer konkreten Dimensionierung / Auslegung (insb. hinsichtlich jeweilig durchströmter Querschnittsflächen), insb. jeweilig zueinander, in einem jeweiligen bilanziellen bzw. funktionalen Zusammenhang stehen. Insbesondere in einem optionalen Fall, in welchem ein jeweiliger Leitungsabschnitt, insb. der Filtrat-Leitungsabschnitt, entlang eines Strömungsweges eine (stetige oder sprunghafte) Querschnittsänderung erfährt, ist das Vorgesagte zu berücksichtigen.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann der Permeat-Ausgangs-Anschluss über einen Permeat-Leitungsabschnitt in der Gehäusekapsel mit einer Permeat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit fluidverbunden sein. Insbesondere kann der Permeat-Ausgangs- Anschluss über den Permeat-Leitungsabschnitt mit einem inneren Umkehrosmose-Permeatrohr der Umkehrosmose-Einheit fluidverbunden sein. Der Permeat-Ausgangs-Anschluss ist ausgelegt bzw. eingerichtet, den (im Betrieb) aus der Umkehrosmose-Einheit austretenden Permeatstrom (Trink-)Wasser aus der Gehäusekapsel auszuleiten / herauszuführen. Der Permeat-Leitungsabschnitt bzw. das Umkehrosmose-Permeatrohr ist ausgelegt bzw. eingerichtet, den Permeatstrom (Trink-) Wasser von der Permeat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit zu dem Permeat-Ausgangs-Anschluss zu leiten bzw. über den Permeat-Ausgangs-Anschluss aus der Gehäusekapsel abzuleiten. Dies erhöht vorteilhaft Freiheitsgrade hinsichtlich einer bedarfsgerechten verfahrenstechnischen Auslegung, der konkreten Konstruktion sowie der fertigungstechnischen Montage.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann der Retentat-Ausgangs-Anschluss über einen Retentat-Leitungsabschnitt in der Gehäusekapsel mit einer Retentat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit fluidverbunden sein. Der Retentat-Ausgangs-Anschluss ist ausgelegt bzw. eingerichtet, den (im Betrieb) aus der Umkehrosmose-Einheit austretenden Retentatstrom (Ab-)Wasser aus der Gehäusekapsel auszuleiten / herauszuführen. Der Retentat- Leitungsabschnitt ist ausgelegt bzw. eingerichtet, den Retentatstrom (Ab-)Wasser von der Retentat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit zu dem Retentat-Ausgangs-Anschluss zu leiten bzw. über den Retentat-Ausgangs-Anschluss aus der Gehäusekapsel abzuleiten. Dies erhöht vorteilhaft Freiheitsgrade hinsichtlich einer bedarfsgerechten verfahrenstechnischen Auslegung, der konkreten Konstruktion sowie der fertigungstechnischen Montage.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Filtrationseinheit eine Vielzahl reihengeschalteter mechanischer Filterstufen aufweisen. Sprich, die Filtrationseinheit als eine erste Wasserreinigungseinheit zur mechanischen Abtrennung / (Vor)Filtration von in dem Eingangsstrom (Roh-)Wasser dispergierten bzw. in Suspension vorliegenden bzw. enthaltenen Feststoffpartikeln zu einem mechanisch (vor)gefilterten Filtratstrom Wasser, kann grundsätzlich in mehrere geeignete (Durchfluss-) Filterstufen unterteilt sein. Dabei ist es denkbar, dass die mehreren Filterstufen jeweilig als ein Oberflächenfilter oder als ein Tiefenfilter oder als ein Kuchenfilter ausgebildet sind. Beispielsweise kann eine Kombination eines Oberflächenfilters zur Vorabscheidung / zum Aussieben größerer Partikeln mit (nachgeschaltet) einem (durchströmten) Tiefenfilter zur weiteren Abscheidung verbliebener Partikeln bevorzugt sein. Auch kann es bevorzugt sein, dass die mehreren Filterstufen jeweilig auf Basis von unterschiedlichen (grenzflächen)physikalischen und/oder kolloidalchemischen und/oder chromatographischen Separationsprinzipien, wie beispielsweise Absorptions- und lonenaustauschmechanismen, ausgebildet sind. Dies erhöht das Spektrum bzw. die Breitenabdeckung an ausfilterbaren Stoffen bzw. Partikeln, insb. Toxinen, sowie von Kombinationen dieser. Ferner kann auf individuelle Typen von Rohwasser (bspw. kalkhaltiges, gechlortes, usw. Stadtwasser, Regenwasser, in der freien Natur verfügbares Wasser, usw.) eine maßgeschneiderte Filterstufenzusammensetzung getroffen bzw. vorgesehen werden.

Zum Beispiel kann ein Elektroadsorptions-Filter eine (alternativ oder kumulativ) bevorzugte Ausführungsform für ein (grenzflächen)physikalisches Separationsprinzip bzw. für die zumindest eine mechanische Filterstufe sein. Dabei umfasst das Elektroadsorptions-Filter ein elektroaktives Filtermaterial. Das ist das elektroaktive Filtermaterial stark positiv geladen und dadurch eingerichtet, um negativ geladene Teilchen, wie bspw. Bakterien und Protozoen, zu binden und aus dem zu reinigenden / filtrierenden (Roh-)Wasser zu entfernen. Da die meisten krankheitserregenden Erreger im Wasser aufgrund ihrer Zellwandstruktur negativ geladen sind, ergeben sich (additive) Vorteile für das Elektroadsorptions-Filter hinsichtlich der effektiven Abscheidung pathogener Keime.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Filtrationseinheit zumindest eine erste mechanische Filterstufe aufweisen. Dabei ist die (optionale) zumindest eine erste mechanische Filterstufe als ein zur mechanischen Abtrennung von Sedimentpartikeln aus dem Rohwasser eingerichtetes Sediment-Vorfilter ausgebildet. Insb. kann dabei das Sediment-Vorfilter in Form eines Vliesbetts, Faserbetts und/oder Schüttungsbetts ausgebildet sein. Dabei dient das (bzw. der) Sediment-Vorfilter insbesondere zur (Ab) Filterung von sichtbaren und/oder in Schwebe (thermodynamisch) suspendiert vorliegenden Feststoffen, welche insbesondere in einer Größenordnung von (Zehntel) Millimetern vorliegen. Insbesondere kann das Sediment-Vorfilter einen Trennschnitt bei ca. 5 Mikrometern, vorzugsweise bei ca. 2 Mikrometern, insb. bei ca. 1 Mikrometern, aufweisen bzw. filtrationstechnisch bewirken. Dies dient der Erhöhung von technischen Anforderungen wie Filterleistung / Trenngrad und Standzeit, insbesondere der somit vor Verblockung geschützten Umkehrosmose-Einheit.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Filtrationseinheit zumindest eine zweite mechanische Filterstufe aufweisen. Dabei ist die (optionale) zumindest eine zweite mechanische Filterstufe der ersten mechanischen Filterstufe nachgeschaltet bzw. entlang der Strömungsrichtung stromabwärts / downstream angeordnet. Insb. kann die zumindest eine zweite mechanische Filterstufe granulatförmig bzw. als ein Granulat / Partikelagglomerat und/oder blockförmig bzw. als ein Blockfilter ausgebildet sein. Insb. kann die zumindest eine zweite mechanische Filterstufe als ein Carbon-Tiefenfilter bzw. Aktivkohle-Tiefenfilter ausgebildet sein. Dabei bezeichnet der Begriff (Aktivkohle-) Blockfilter eine mittels eines Bindemittels verdichtete, insb. pressverdichtete, (Aktivkohle-) Filterpartikelzusammensetzung. Vorzugsweise liegt ein Leistungsgrad des Aktivkohlefilters bei einer (Ab)Filterung zu ca. 80% von dispergierten Feststoffpartikeln. Das Carbon-Tiefenfilter bzw. Aktivkohle-Tiefenfilter dient insbesondere zur (Ab)Filterung von mikrobiologischen Stoffen bzw. Lebendstoffen, insb. Bakterien und Viren, welche insbesondere in einer Größenordnung von Mikrometern vorliegen. Auch olfaktorische Komponenten wie unangenehm riechende hydrophobe Substanzen bzw. Spuren können auf diese Weise effektiv abgetrennt werden. Insbesondere vorteilhaft an Aktivkohle ist deren gesundheitsneutrale, d.h. physiologisch unschädliche bzw. sogar positive, gut verträgliche, Materialeigenschaft. Insbesondere kann die zweite mechanische Filterstufe an der ersten mechanischen Filterstufe anliegen; d.h. eine Strömungsaustrittsfläche der ersten mechanischen Filterstufe steht unmittelbar mit einer Strömungseintrittsfläche der zweiten mechanischen Filterstufe in Kontakt. Im Falle einer Vielzahl der ersten bzw. zweiten Filterstufe können jeweilige Paare aus zwei benachbarten bzw. nachfolgenden Filterstufen, wahlweise bevorzugt, beabstandet oder anliegend angordnet sein. Insbesondere kann die Filtrationseinheit mehrlagig ausgebildet sein, um die mehreren Filterstufen zu umfassen. Daraus ergeben sich herstellungstechnische Vorteile.

Weiter bevorzugt kann die erste Filterstufe als das Sediment-Vorfilter (vorzugsweise mit einem Trennschnitt bei ca. 5 Mikrometern, insb. bei ca. 1 Mikrometern) und die zweite Filterstufe als das Aktivkohle-Tiefenfilter, insb. als das Aktivkohle-Blockfilter, ausgeführt sein. Dadurch wird ein mögliches Optimum hinsichtlich einerseits hohem Reinigungsgrad sowie andererseits langer Standzeit bereitgestellt. Insbesondere kann die Aktivkohle optional natürlichen Ursprungs sein betreffen. Bspw. eine aus Kokosnusschalen gebackene Aktivkohle weist eine im Vergleich zu einer Standardaktivkohle viel größere innere Porenoberfläche und Anzahl an Aktivzentren auf. Dadurch wird eine ca. 25% Steigerung der Ergiebigkeit bzw. Filterleistung / Trenngrad erreicht, was zu einer weiteren Verbesserung der Wasserreinigung führt.

Dabei kann optional die Filtrationseinheit und/oder die zumindest eine erste mechanische Filterstufe und/oder die zumindest eine erste mechanische Filterstufe und/oder die Umkehrosmose-Einheit, jeweilig oder in zusammengefassten Stufen, von einem Käfig(gitter) und/oder von einer gelöcherten (z.B. gereckten, lasergelöcherten, usw.) bzw. permeablen Haltefolie, (z.B. gewebten, gewirkten, usw.) Schicht, usw., zumindest teilweise, außen umgeben bzw. eingefasst sein. Bspw. kann der äußere Käfig, usw. aus einem Thermoplasten gefertigt sein. Beispielsweise im Falle einer bevorzugten Ausführungsform für das Sediment-Vorfilter, aber nicht limitiert darauf, kann der äußere Käfig, usw. dazu dienen, besagtes Vliesbett, Faserbett bzw. Schüttungsbett zusammenzuhalten. Dies dient einer erhöhten Formstabilität sowohl bei der Herstellungsmontage der Multistufen-Filterpatrone als auch im durchströmten Filtrationsbetrieb.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann eine bevorzugte Ausführungsform einer (im Wesentlichen) zylindrischen, insbesondere konzentrischen, Anordnung in der Multistufen- Filterpatrone vorliegen. Dabei bilden vorzugsweise die, insbesondere innere, Umkehrosmose- Einheit und die, insbesondere äußere, Filtrationseinheit die zylindrische, insbesondere konzentrische, Anordnung in einem gemeinsamen äußeren, (im Wesentlichen) zylindrischen Kapselkörper der Gehäusekapsel aus. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch solche optionalen Merkmale, welche ohne direkten Bezug auf diese spezifisch bevorzugte Ausführungsform der zylindrischen Anordnung offenbart sind, mit dieser optional kombinierbar sind und vice versa, insoweit keine technischen Widersprüche auftreten. Die zylindrische, insbesondere konzentrische, Anordnung ermöglicht eine besonders formstabile, platzsparende / kompakte Bauweise. Insb. ergeben sich Vorteile zum einen hinsichtlich der Anordnung eigentlichen Filtermaterialien, zum anderen hinsichtlich der Anordnung der wasserführenden Leitungsabschnitte, was zu berücksichtigende strömungsdynamische Druckverhältnisse, benötigte Größen(relationen) von Filterflächen, usw. betrifft. Ferner ergeben sich herstellungstechnische Vorteile hinsichtlich der Montage der Anordnung zu der fertigen Gehäusekapsel. Zudem wird eine (optionale) zentral positionierte Anbindung der Kapselanschlusseinheit unterstützt.

Bei der besagten bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen- Filterpatrone können, kumulativ oder alternativ vorzugsweise, eine zylindrische Umkehrosmose- Außenumfangsfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit und eine zylindrische Filtrations- Innenumfangsfläche der äußeren Filtrationseinheit zueinander beabstandet das Filtrat-Lumen in dem Filtrat-Leitungsabschnitt ausbilden. Dieses Gestaltungsmerkmal dient einer verfahrenstechnischen bzw. bilanziellen Entkopplung zum einen der Filtrationseinheit sowie zum anderen der Umkehrosmose-Einheit, d.h. es werden die verfahrenstechnische Freiheitsgrade erhöht. Ferner ergeben sich herstellungstechnische Vorteile hinsichtlich der Montage zum einen der Filtrationseinheit sowie zum anderen der Umkehrosmose-Einheit.

Bei der besagten bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen- Filterpatrone kann, kumulativ oder alternativ vorzugsweise, der Filtrat-Leitungsabschnitt in einem dem Filtrat-Lumen in Strömungsrichtung nachfolgenden Teilabschnitt (derart) umgelenkt sein, um in eine, der Kapsel-Anschlusseinheit gegenüberliegende, Umkehrosmose- Eintrittsstirnfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit einzumünden. Insbesondere kann dabei die Umlenkung einen U-Turn (d.h. um 180 Winkelgrad) betreffen. Auch dies dient einer verfahrenstechnischen bzw. bilanziellen Entkopplung zum einen der Filtrationseinheit sowie zum anderen der Umkehrosmose-Einheit. Ferner wird die Anströmung der Umkehrosmose- Eintrittsstirnfläche durch den Filtratstrom Wasser optimiert.

Bei der besagten bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen- Filterpatrone kann, kumulativ oder alternativ vorzugsweise, eine zylindrische Umkehrosmose- Innenumfangsfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit ein mittiges Permeatrohr ausbilden. Insbesondere kann dabei das Permeatrohr einen in Strömungsrichtung anfänglichen Teilabschnitt des Permeat-Leitungsabschnittes auszubilden. Diese Überleitung vermeidet unnötige Schnittstellen und ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung / Bauweise.

Bei der besagten bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen- Filterpatrone kann, kumulativ oder alternativ vorzugsweise, eine, der Umkehrosmose- Eintrittsstirnfläche gegenüberliegende, retentatseitige Umkehrosmose-Austrittsstirnfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit in den Retentat-Leitungsabschnitt ausmünden. Dies dient einer besonders kompakten Anordnung / Bauweise.

Bei der besagten bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen- Filterpatrone können, kumulativ oder alternativ vorzugsweise, eine zylindrische Filtrations- Außenumfangsfläche der äußeren Filtrationseinheit und eine zylindrische Kapselkörper- Innenumfangsfläche des Kapselkörpers zueinander beabstandet einen ringspaltförmigen, in Strömungsrichtung letzten Teilabschnitt des Rohwasser-Leitungsabschnittes ausbilden. Insbesondere kann dabei der letzte Teilabschnitt des Rohwasser-Leitungsabschnittes eingerichtet sein, um im Betrieb eine tangentiale Anströmung (d.h. sogenannter Cross-Flow / Kreuzstrom) entlang der zylindrischen Filtrations-Außenumfangsfläche, d.h. in einer Longitudinalrichtung (bzw. parallel zu einer zylindrischen Axialachse), auszubilden. Bei einer Cross-Flow-Fahrweise ist vorteilhaft der negative Effekt eines möglichen Aufbaus eines sogenannten Filterkuchens minimiert, so dass der Wirkungsgrad der Filtration optimiert ist. Dies verbessert insb. die Standzeit der Filtrationseinheit.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Kapselanschlusseinheit als ein bzw. mit einem Schnellwechsel-Fitting, wie einem Gewinde-Verschluss, einem Bajonett-Verschluss oder dergleichen, eingerichtet sein. Dies dient einer unkomplizierten, schnellen, gleichzeitig (bspw. aufgrund von Rastmechanismen) dichtungssicheren Wechselbarkeit der Multistufen- Filterpatrone als Verbrauchsmittel gemäß den herstellerseitig vorgesehenen Wechselintervallen. Insb. kann damit auch ein nicht technisch geschulter bzw. sonderlich versierter Verbraucher selber auf einfache Weise eine neue Multistufen-Filterpatrone gegen eine (auf)gebrauchte einwechseln.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Gehäusekapsel, insbesondere der Kapselkörper, im Wesentlichen aus einem, insbesondere thermoplastischen und/oder antibakteriell bzw. antibiotisch, ausgerüsteten, Kunststoff bestehen. Bspw. kann dazu eine (Nano-)Silber-Ausrüstung, insb. -Beschichtung und/oder -Compoundierung, vorgesehen sein. Dies bewirkt den Vorteil von, im Vergleich zu (weiterhin denkbaren) kostenintensiven Edelstahlausführungen, attraktiven Herstellungskosten und gleichzeitiger Abtötung von pathogenen Erregern auf Oberflächen und/oder in den Wasserströmen. Insbesondere kann der Kunststoff, insb. Thermoplast, frei von Weichmachern und/oder organischen Lösemitteln und dergleichen gesundheitsbedenklichen Additiven sein. Damit wird eine unerwünschte Rekontamination des Wassers vorteilhaft vermieden.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Multistufen-Filterpatrone, insbesondere stückweise /jeweilig, in einer sterilen Umverpackung (um)verpackt sein bzw. vorliegen. Infolgedessen wird vorteilhaft einer Verkeimung im Vorfeld der Verwendung entgegengewirkt. Dies sichert insb. gegen das Risiko der Entwicklung von resistenten Bakterienstämmen bereits während einer Lagerzeit vorab der eigentlichen Verwendung durch den Verbraucher. Dabei erleichtert die kompakte Bauweise von zumindest zwei oder mehreren Wasserreinigungseinheiten / Komponenten zusammengefasst in einer umzuverpackenden Gehäusekapsel das herstellerseitige Umverpacken zu einem sterilen Produkt.

Gemäß dem vorgenannten zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung zur kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbaren Trinkwasseraufbereitung in Haushalten, Gastronomie oder dergleichen, welche die Multistufen-Filterpatrone gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist, vorgeschlagen. Dabei hat die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung weiter eine Vorrichtungsanschlusseinheit, eine Förderpumpe, einen Vorlagebehälter bzw. Trinkwassertank sowie eine Trinkwasserausgabeeinheit wie z.B. eine Armatur, einen Wasserhahn, usw. Dabei ist die Vorrichtungsanschlusseinheit passend auf die Kapselanschlusseinheit der Gehäusekapsel ausgebildet und eingerichtet.

Insbesondere kann dabei die Vorrichtungsanschlusseinheit einen ersten Vorrichtungsanschluss, einen zweiten Vorrichtungsanschluss und/oder einen dritten Vorrichtungsanschluss aufweisen. Dabei ist vorzugsweise der erste Vorrichtungsanschluss passend auf den Rohwasser-Eingangs-Anschluss zur Wassereinleitung an die Filtrationseinheit eingerichtet. Dabei ist vorzugsweise der zweite Vorrichtungsanschluss passend auf den Permeat-Ausgangs-Anschluss zur permeatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose- Einheit eingerichtet. Dabei ist vorzugsweise der dritte Vorrichtungsanschluss passend auf den Retentat-Ausgangs-Anschluss zur retentatseitigen Wasserausleitung von der Umkehrosmose- Einheit eingerichtet.

Dabei ist die Förderpumpe zum Aufbau eines für die bzw. in der Umkehrosmose-Einheit benötigten Förderdruckes oberhalb des natürlichen Osmose-Druckes (für Trinkwasser bei ca. 2 bar), insb. zwischen 3 und 30 bar, zur Aktivierung der Umkehrosmose-Einheit ausgelegt und eingerichtet. Eine solche Auslegung dient der stetigen, störungsfreien Zuverlässigkeit des (insb. automatischen) Wasserreinigungsbetriebs, wodurch nicht zuletzt den Bedürfnissen auch nichttechnischer Verbraucher entsprochen wird. Beispielsweise, kumulativ oder alternativ, kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung bzw. die Multistufen-Filterpatrone, insbesondere die Umkehrosmose-Einheit, für einen Wasserzulauf von Rohwasser / Stadtwasser / Leitungswasser aus dem Leitungsnetz zu einem Förderdruck bzw. Fließdruck von ca. 4 bis 8 bar, insbesondere bei einem Eingangsstrom bzw. Filtratstrom von bis ca. 20 Litern pro Stunde bzw. ca. 127 GPD (engl. für „gallons per day“) ausgelegt bzw. eingerichtet sein.

Dabei ist der Vorlagebehälter zur permeatseitigen Bereitstellung von gereinigtem Trinkwasser über ein Leitungsstück mit dem zweiten Vorrichtungsanschluss fluidverbunden bzw. fluidverbindbar.

Für den zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechend denjenigen, welche zuvor in Verbindung mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ausgeführt worden sind, sowie ggf. vice versa. Im Sinne einer Vermeidung von Wiederholungen wird weiter auf die zuvor getroffenen Begriffsdefinitionen verwiesen.

Insbesondere ergeben sich bei der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung mit der offenbarungsgemäßen Multistufen-Filterpatrone synergistische Vorteile. Insofern ermöglicht letztere erst eine besonders kleine Bauweise der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung. Sprich, ohne die offenbarungsgemäß weitestgehend kompakte bzw. signifikant verkleinernde Bauweise der Multistufen-Filterpatrone wäre auch eine gewünscht kompakte Bauweise der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung erst gar nicht darstellbar (bzw. nicht unter sinnvoller Beibehaltung einer für einen typischen Verbraucher-/Haushaltsbedarf angemessen hohen Wasserreinigungsleistung). Mit anderen Worten, kann die Trinkwasserbereitstellungs- Vorrichtung um die kompakte Multistufen-Filterpatrone auf allerkleinstem Raum ,herumgebaut‘ werden. Zusätzlich werden dadurch innovative .schlanke' technische Designs der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung ermöglicht, ohne deren technische Hauptfunktion, nämlich die der Wasserreinigung, zu kompromittieren.

Insofern die vorliegend offenbarte Multistufen-Filterpatrone auf die Verwendung in der kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbaren Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung ausgelegt bzw. dazu eingerichtet ist, ist damit gemeint, dass letztere im Wesentlichen bzw. hauptsächlich nicht batchweise bzw. pro einem einzelnen Batch betreibbar ist bzw. zu betreiben ist. Insbesondere bezieht sich der Begriff „kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich“ auf den Umstand, dass buchstäblich Wasser gereinigt wird, so wie es für einen Verbraucher aus der Leitung fließt. Dabei ist es für die Funktionsweise der offenbarungsgemäßen Multistufen- Filterpatrone bzw. Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung unerheblich, wenn der kontinuierliche Betrieb temporär unterbrochen bzw. abgeschaltet bzw. ausgesetzt werden kann bzw. wird. Insofern wird dies durch den Begriff „semi-kontinuierlich“ auch zum Ausdruck gebracht. Die Verwendungseignung impliziert für den Fachmann auch, dass die Multistufen-Filterpatrone für Anfahreffekte bspw. hinsichtlich eines (Strömungs-)Druckes, insb. von spontanen Druckanstiegen, ausgelegt ist, insbesondere hinsichtlich der Filtrationseinheit wie auch der Umkehrosmose-Einheit, ausreichend formstabil ausgeführt ist. Diese Merkmale vermindern die Betriebsstörungsanfälligkeit und tragen zu einer Robustheit bzw. Wartungsfreiheit außerhalb der vorgesehenen / herstellerseitig empfohlenen Filterwechselintervalle bei.

Vorzugsweise hat die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung einen Speiseleitungs- Anschluss für eine Einspeisung von Roh- / Stadtwasser, insb. eingerichtet für einen Hausanschluss bzw. eine Trinkwasserzuleitung beispielsweise für eine jeweilige Wohnpartei. Jedoch kann der Speiseleitungs-Anschluss, insbesondere im Falle von mobil eingesetzten Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtungen, wie beispielsweise im Falle von mobil eingesetzten Kantinen bzw. Kleinküchen, vorzugsweise an Bord eines Campingwagens, eines Flugzeugs und/oder eines Schiffes, auch eine Fluidverbindung zu einem größeren Vorratstank Wasser herstellen.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise können wasserführende Bauteile der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung, wie insbesondere das Leitungsstück und/oder der Vorlagebehälter bzw. Trinkwassertank, aus und/oder mit Oberflächen (ausschließlich) aus Edelstahl in Kontakt ausgebildet sein. Damit werden vorteilhaft etwaige Neukontaminationen, insbesondere von Plastikabrieb und/oder Fouling, insbesondere von biologischem Mikro- Fouling durch eine Bakterienansiedlung und/oder eine Algenansiedlung, von vorneherein vermieden. Insofern sei hier angemerkt, dass im Vergleich zu der offenbarungsgemäßen Multistufen-Filterpatrone in einer bevorzugten Kunststoffausführung (jedoch nicht limitierend) eine andere Abwägung technischer Nutzen unter dem Gesichtspunkt eines Verbrauchsmittels / eines Wechselteils zu treffen sein kann.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann zumindest ein Dichtmaterial wie bspw. ein O-Ring, vorzugsweise alle Dichtmaterialien, insoweit sie mit Wasser in Kontakt stehen, aus einem gegenüber Wasser inerten, insbesondere Langzeit-inerten und/oder nicht-Wasser- quellenden, Material bestehen. Dies verbessert die Dichtfunktion sowie die Standzeit der Dichtung(en). Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung, insb. das Leitungsstück, und/oder die Multistufen-Filterpatrone, insb. der Permeat- Leitungsabschnitt, ein der Umkehrosmoseeinheit nachgeschaltetes Nachfilter aufweisen. Dies kann vorteilhaft einer weiteren, insb. geschmacklichen, Neutralisation bzw. Trinkwasseraufbereitung dienen. Insbesondere können auf diese Weise etwaige, über den hochsensitiven Geruchssinn eines Verbrauchers ggf. noch wahrnehmbare, spezifische olfaktorische Spuren gänzlich eliminiert werden. Somit wird das Trinkwasser besonders zuverlässig als frisch wahrgenommen.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung eine Betriebs-Steuerungsvorrichtung mit einer (interaktiven) Mensch-Maschine-Schnittstelle, insb. mit einer Menuführung usw., aufweisen. Dies dient vorteilhaft einer konvenienten Bedienung durch einen Anwender bzw. den Verbraucher sowie einer für diesen transparent gemachten Wasserrreinigung.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung eine Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung mit einer Steuereinheit und zumindest einem zur Bestimmung einer wässrigen Konzentration von gelösten Feststoffen eingerichteten Bestimmungsmittel, wie einem Leitfähigkeitssensor aufweisen. Insbesondere kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung die Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung gemäß der im einleitenden Teil diskutierten und durch Verweis in die vorliegende Offenbarung ausdrücklich einbezogenen deutschen Patentanmeldung DE 102020 128968 der vorliegenden Anmelderin aufweisen. Dabei hat die Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung stromab des zweiten Vorrichtungsanschlusses ein Mittel zum Durchströmen mit dem von der Umkehrosmose-Einheit ausgeleiteten Permeatstrom Wasser, insbesondere das Leitungsstück, welches ein erstes zur Bestimmung einer ersten wässrigen Konzentration von gelösten Feststoffen eingerichtetes Bestimmungsmittel, insbesondere einen ersten Leitfähigkeitssensor, aufweist. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet: zu überprüfen, ob ein vorbestimmter, insbesondere konstanter, erster Soll-Wert für die erste wässrige Konzentration von gelösten Feststoffen in dem Permeatstrom Wasser erreicht, insbesondere unterschritten, wird, und im demgemäß negativen Falle, welcher auf einer Überschreitung des ersten Soll-Wertes durch die überprüfte erste wässrige Konzentration von gelösten Feststoffen basiert, den Permeatstrom Wasser zu verwerfen. Dabei kann die Steuereinheit zum Verwerfen insbesondere eingerichtet sein, den Permeatstrom Wasser aus der Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung auszuleiten. Gemäß oben genannter DE 10 2020 128968 wird vorteilhaft einem einzelnen Verbraucher wie einem Haushalt und/oder einem Gastronomiebetrieb eine Trinkwasser- Bereitstellungsvorrichtung, insb. als ein Haushaltsgerät, zur Verfügung gestellt, welche(s) das (Trink-) Wasser nicht nur vollständig reinigt, sondern das gereinigte Wasser nach den sequentiell geschalteten Reinigungsstufen bzw. Filtervorgängen erneut auf seine Qualität bzw. einen geeigneten bzw. gewünschten, d.h. vorbestimmten, Reinheitsgrad hin automatisch überprüft. D.h., nur in dem anderen Falle einer Bestimmung eines Unterschreitens bzw. Einhaltens des vorbestimmten Reinheitsgrades durch die Steuerung wird der Permeatstrom Wasser an einen Verbraucher freigegeben. Dies bewirkt den Vorteil, dass der Verbraucher nur verifiziert , insbesondere spurenfrei, reines Trinkwasser aus der darin offenbarten Trinkwasser- Bereitstellungsvorrichtung bezieht. Ferner erfolgt dies konvenient und quasi wie direkt aus dem Leitungshahn.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung ein Mittel zum Kühlen, insbesondere des Vorlagebehälters, aufweisen. Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung einer Carbonisierungseinheit zum permeatseitigen Carbonisieren aufweisen. Dies dient einer weiteren Konfektionierung für den Verbraucher auf dessen individuelle Wünsche hin.

Kumulativ oder alternativ vorzugsweise kann die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung als Auftisch-Kleinanlage, insbesondere als ein Haushaltsauftischgerät und/oder mit maximalen Maßen 400 mm Höhe und/oder 500 mm Breite und/oder 340 mm Tiefe, ohne eine zur Wasserreinigung eingerichtete Untertisch-Anlageneinheit ausgeführt sein. Bspw. kann insb. auf diese Weise ein Standard-Nischenmaß für Einbauküchen von 60 cm / 60 cm genutzt werden. Insb. kann aufgrund der Kompaktheit eine mobile Variante, bspw. für Outdoor-Einsatz, medizinische Einsätze, usw., denkbar sein. Dabei versteht der Fachmann, dass eine etwaige Stadtwasser-Verrohrung, Anschlussinstallation, Elektrokabelverlegung, usw. auch unter Tisch nicht unter den Begriff der zur Wasserreinigung eingerichteten Untertisch-Anlageneinheit fallen. Eine solche Bauweise ermöglicht aufgrund ihres geringen Platzbedarfes sowie vielfacher Stellmöglichkeiten in (Mini-)Küchen, hinter Theken, usw. ein erweitertes Anwendungsspektrum. Kurzum ist vorteilhaft, dass eine solche bevorzugte Ausführungsform problemlos in nahezu jede räumliche Situation / für vielfache bauliche Gegebenheiten (Wohn-, Arbeitsraum, usw.) passt. Zudem entfällt dadurch die von vielen Verbrauchern als technisch (zu) aufwendig empfundene U ntertisch- 1 nstal I ation .

Im Ergebnis unterstützt die Offenbarung insb. das technische Ziel, für immer mehr Verbraucher bzw. Haushalte einen Bezug zuverlässig gereinigten Trinkwasser sozusagen .direkt aus der eigenen Leitung' verfügbar zu machen. Damit wird die menschliche Gesundheit vor den nachteiligen Einflüssen, die sich aus etwaiger Verunreinigung von Trinkwasser aus einem Leitungsnetz ergeben, durch eine am Bezugspunkt selber, also autark, (weiter) erzeugte Wasserreinheit geschützt. Ferner besteht ein gravierender Nutzen der vorliegenden Offenbarung in einem Beitrag, durch eine entsprechende Reduktion von Transportlogistik an (pfand)flaschenweise abgefülltem Mineralwasser Klimaschutzziele besser erreichen zu können.

Insbesondere, jedoch nicht limitierend, richtet sich die Offenbarung auf einen Bedarf für das Segment der Kleinanlagen im Sinne der o.a. deutschen Trinkwasserverordnung, wonach selbst grosstechnische Wasserversorgungsanlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern nicht als Großanlagen zur Trinkwassererwärmung zählen, § 3 Nummer 12. Der Fachmann versteht jedoch ohne weiteres, dass vielerlei Einsatzgebiete der offenbarten Multistufen-Filterpatrone sowie demzufolge auch unterschiedlichste Baugrößen / Dimensionierungen für diese im Rahmen des vorliegend offenbarten Gegenstandes denkbar sind.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Anlagenschema einer Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung nach dem Stand der Technik mit sequentiell durchströmten separaten Wasserreinigungseinheiten in Form einer Filtrations-Wechselkartusche und einer Umkehrosmose-Wechselkartusche;

Fig. 2 einen Querschnitt einer gekapselten Multistufen-Filterpatrone gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Offenbarung, welche für eine kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbare Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung zur Wasseraufbereitung mittels einer Umkehrosmose-Filterstufe eingerichtet ist;

Fig. 3 eine perspektivische Aufsicht auf einem Halbschnitt der gekapselten Multistufen- Filterpatrone aus Fig. 2 (zu dieser um 180° gedreht) gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Offenbarung; und

Fig. 4 eine leicht perspektivische Seitenansicht (mit einem bereichsweisen Teilquerschnitt) einer zugehörigen Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (gemäß einem Ausführungsbeispiel der offenbarungsgemäßen Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung) mit der gekapselten Multistufen-Filterpatrone gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Offenbarung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung auf der Basis der zugehörigen Figuren 2 bis 4 beschrieben, wobei Figur 1 schematisch einen Stand der Technik wiedergibt. Daraus ergeben sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Offenbarung. Gleiche oder funktional äquivalente Merkmale sind in den einzelnen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Anlagenschema eines Wasserbehandlungssystems 200‘ als einer Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Dieses beinhaltet sequentiell durchströmte separate Wasserreinigungseinheiten, welche in Form (zumindest) einer (herkömmlichen) separat wechselbaren Filtrations-Wechselkartusche T (oder einer Vielzahl von solchen zur Abbildung mehrerer Filterstufen) als eine (herkömmliche) Umkehrosmose-Einheit R0‘ und einer (herkömmlichen) stromabwärts angeordneten separat wechselbaren Umkehrosmose-Wechselkartusche 2‘ als eine (herkömmliche) mechanische Filtrationseinheit F‘ gezeigt sind. Durch Passage der Filtrations-Wechselkartusche 1 wird ein von außen bereitgestellter Eingangsstrom (Roh-/Stadt-) Wasser V-1 zu einem von Grobpartikeln (vor)gefilterten Filtratstrom Wasser V-F. Anschließend tritt der Filtratstrom Wasser V-F zur Passage der Umkehrosmose-Wechselkartusche 2‘ in diese ein, so dass dieser ein von Feinstpartikeln / feinsten Verunreinigungen gereinigter Permeatstrom Wasser V-P als Nutzstrom Trinkwasser (als ein Teilstrom) (kontinuierlich) entnommen werden kann. Ferner tritt aus der Umkehrosmose-Wechselkartusche 2‘ ein Retentatstrom Wasser V-R (als anderer / verbleibender Teilstrom) aus, der um die abgetrennten Feinstpartikeln / feinsten Verunreinigungen aufkonzentriert ist. Ein Ablaufen des Retentatstroms (Ab-) Wasser V-R erfolgt über eine Ablaufdrossel 3‘, welche einer Entspannung von einem im Betrieb an die Umkehrosmose-Wechselkartusche 2‘ angelegten Umkehrosmosedruck, bspw. bei 3 bar, auf Umgebungsdruck bei ca. 1 bar dient.

Den korrespondierenden Darstellungen der Figuren 2 und 3 ist eine gekapselte Multistufen-Filterpatrone 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Offenbarung, welche für eine kontinuierlich und/oder semi-kontinuierlich betreibbare Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (vgl. Fig. 4) zur Wasseraufbereitung mittels einer Umkehrosmose-Filterstufe eingerichtet ist, zu entnehmen. Dabei zeigt Fig. 2 einen Querschnitt der gekapselten Multistufen-Filterpatrone 100 sowie Fig. 3 eine perspektivische Aufsicht auf einen Halbschnitt der gekapselten Multistufen-Filterpatrone 100. Lediglich in Figur 3 sind weiterhin, zur reinen Veranschaulichung der grundsätzlichen Funktionsweise sowie von theoretischen bzw. bei einem Wasserreinigungs-Betrieb auftretenden Strömungsrichtungen, kleine Pfeile eingezeichnet. Der Vollständigkeit halber sei jedoch darauf hingewiesen, dass sich der beanspruchte Gegenstand der gekapselten Multistufen-Filterpatrone 100 insb. auch auf einen nicht-eingebauten / trockenen Zustand im Sinne eines Verbrauchsmittels richtet.

Die gekapselte Multistufen-Filterpatrone 100 weist eine Umkehrosmose-Einheit RO und eine Filtrationseinheit F auf.

Ferner weist die Multistufen-Filterpatrone 100 eine Gehäusekapsel 50 auf. Dabei sind die Umkehrosmose-Einheit RO und die Filtrationseinheit F von der Gehäusekapsel 50 gemeinsam gekapselt umschlossen. Sprich, sowohl die Umkehrosmose-Einheit RO als auch die Filtrationseinheit F sind in der gemeinsamen Gehäusekapsel 50 angeordnet bzw. von dieser (gesamthaft / integral) gekapselt umschlossen.

Dabei weist die Gehäusekapsel 50 einen Kapselkörper 52, an dem eine äußere Kapselanschlusseinheit 51 (insb. zum Anschluss an die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung) angeordnet ist, auf. Zu Montagezwecken kann der Kapselkörper 52, insb. an einer der Kapselanschlusseinheit 51 gegenüberliegenden Seite, mit einem Kapseldeckel 53 verschließbar ausgeführt bzw. verschlossen sein. Dies dient dem einfachen Einbringen der Umkehrosmose-Einheit RO und der Filtrationseinheit F in die Gehäusekapsel 50.

Dabei ist die Filtrationseinheit F der Umkehrosmose-Einheit RO vorgeschaltet. Die Filtrationseinheit F und zu dieser stromabwärts / downstream die Umkehrosmose-Einheit RO können im Betrieb entlang einer Strömungsrichtung eines (Volumen-)Stroms zu reinigenden Wasser nacheinander durchströmt werden. Dazu stellt ein Filtrat-Leitungsabschnitt L-F eine Fluidverbindung von der Filtrationseinheit F zu der Umkehrosmose-Einheit RO her. In dem Filtrat-Leitungsabschnitt L-F kann ein von Grobpartikeln vorgefilterter Filtratstrom Wasser V-F von der Filtrationseinheit F fließen und in die Umkehrosmose-Einheit RO eintreten.

Die Filtrationseinheit F hierin weist eine erste mechanische Filterstufe F1 und eine zweite mechanische Filterstufe F2 (sowie ggf. eine dritte, vierte, usw.) auf: Vorzugsweise kann die erste Filterstufe F1 als ein Sediment-Vorfilter, bspw. wie ein Sieb, ausgeführt sein. Die erste Filterstufe F1 dient der Vorabfilterung von Sedimenten wie kleinen Schwebeteilchen und/oder von Mikropartikeln aus dem Eingangsstrom Wasser V-1; und/oder der Entfernung eines Großteils biologischer Verunreinigungen wie Bakterien und Viren. Dabei kann die erste Filterstufe F1 bspw. bis zu einer Partikelgröße von ca. 5 Mikrometern (5 pm) als Trennschnitt filtern. Das Sedimentfilter erfasst Rost, Sand und/oder andere grobe Partikeln, und schützt damit die zweite Filterstufe F2. Vorzugsweise kann die zweite Filterstufe F2 als ein Aktivkohle- (Block-) Filter ausgeführt sein. Die zweite Filterstufe F2, vorzugsweise das Aktivkohle-(Block-) Filter, ist eingerichtet, stromab bzw. nachgelagert kleinere Partikeln wie eine Asbestfaser bzw. gelöste Feststoffe wie Chlor und/oder ein Pestizid und/oder einen Teil eines Medikamentenrückstandes und/oder einen Teil von Mikroplastik zu entfernen. Auch kann kumulativ oder alternativ ein Ozonfilter eingesetzt werden.

In der Gehäusekapsel 50 sind die Umkehrosmose-Einheit RO und die Filtrationseinheit F zueinander beabstandet angeordnet, wodurch sie in dem Filtrat-Leitungsabschnitt L-F ein Filtrat-Lumen 45 ausbilden.

Insbesondere dient die Kapselanschlusseinheit 51 , wie später anhand der Figur 4 weiter verdeutlicht, zum Anschluss an eine Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 (Fig. 4). Dazu hat die Kapselanschlusseinheit 51 , wieder unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2, als Außenanschlüsse einen Rohwasser-Eingangs-Anschluss 61 sowie einen Permeat-Ausgangs- Anschluss 62 und einen Retentat-Ausgangs-Anschluss 63. Der Rohwasser-Eingangs- Anschluss 61 , der Permeat-Ausgangs-Anschluss 62 und der Retentat-Ausgangs-Anschluss 63 sind (optional) in einer axialen Richtung in Reihe angeordnet; alternativ können die Außenanschlüsse zueinander, insb. um Winkelsegmente um die Axialachse A, versetzt sein. Der Permeat-Ausgangs-Anschluss 62 ist (optional) aus Blickrichtung des Kapselkörpers 52 hinter den beiden anderen Außenanschlüssen, d.h. Rohwasser-Eingangs-Anschluss 61, Retentat-Ausgangs-Anschluss 63, angeordnet.

Über den Rohwasser-Eingangs-Anschluss 61 wird ein von außen bereitgestellter Eingangsstrom (Roh-) Wasser V-1 in die Gehäusekapsel 50 eingeleitet. Der Eingangsstrom (Roh-) Wasser V-1 fließt über einen Rohwasser-Leitungsabschnitt L-1 an eine Rohwasser- Eintrittsseite der Filtrationseinheit F bzw. der ersten Filterstufe F1 heran.

Im Betrieb der Umkehrosmose-Einheit RO treten aus dieser zum einen ein Permeatstrom (Trink-)Wasser V-P, der dem Nutzstrom gereinigten Trinkwassers enstpricht, und zum anderen ein Retentatstrom (Ab-)Wasser V-R als zwei, per aktiviertem Umkehrosmosedruck separierte, (Teil)Ströme aus. Bspw. kann der Betrieb der Umkehrosmose-Einheit RO Verunreinigungen größer als etwa 0,1 Nanometer, wie zum Beispiel Schwermetalle, Uran, Hormone, schädliche Chemikalien sowie organische und anorganische Verbindungen, entfernen.

Zum einen wird über den Permeat-Ausgangs-Anschluss 62 der Permeatstrom (Trink- )Wasser V-P permeatseitig von der Umkehrosmose-Einheit RO aus der Gehäusekapsel 50 aus- /abgeleitet. Der Permeatstrom (Trink-)Wasser V-P fließt über einen Permeat-Leitungsabschnitt L-P von einer Permeat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit RO zu dem Permeat- Ausgangs-Anschluss 62. Gemäß der in den Figuren 2 und 3 dargestellten spezifisch bevorzugten zylindrischen Ausführungsform der Multistufen-Filterpatrone 100 bildet eine zylindrische Umkehrosmose-Innenumfangsfläche der inneren Umkehrosmose-Einheit RO ein mittiges Permeatrohr 32 als die Permeat-Austrittsseite aus. Das Permeatrohr 32 fällt dabei mit einem in Strömungsrichtung anfänglichen Teilabschnitt des Permeat-Leitungsabschnittes L-P zusammen. Ein letzter Teilabschnitt des Permeat-Leitungsabschnittes L-P ist (optional) direkt stromaufwärts von dem Permeat-Ausgangs-Anschluss 62 als stirnseitige Beruhigungszone in Form eines Zylinderscheibenabschnittes, welcher im Wesentlichen einem Durchmesser der Kapsel-Anschlusseinheit entspricht, ausgebildet.

Zum anderen wird über den Retentat-Ausgangs-Anschluss 63 ein Retentatstrom (Abwasser V-R retentatseitig von der Umkehrosmose-Einheit RO aus der Gehäusekapsel 50 aus- /abgeleitet. Der Retentatstrom (Ab-)Wasser V-R fließt über einen Retentat-Leitungsabschnitt L- R von einer Retentat-Austrittsseite der Umkehrosmose-Einheit RO zu dem Retentat-Ausgangs- Anschluss 63.

Dabei entspricht grundsätzlich der von der Filtrationseinheit F bzw. über den Filtrat- Leitungsabschnitt L-F in die Umkehrosmose-Einheit RO bei deren Betrieb eintretende (Gesamt)Strom, d.h. der Filtratstrom Wasser V-F, bilanziell der Summe von beiden aus der Umkehrosmose-Einheit RO austretenden (Teil)Strömen, d.h. der Summe des (aus der Umkehrosmose-Innenumfangsfläche in das Permeatrohr 32 austretenden) Permeatstroms (Trink-)Wasser V-P, der dem Nutzstrom gereinigten Trinkwassers entspricht, und des Retentatstroms (Ab-)Wasser V-R. Der (bilanziell komplementäre) Retentatstrom Wasser V-R kann bspw. als unsauberes Brauchwasser anderweitig weiterverwendet werden.

Im Bereich der Kapsel-Anschlusseinheit 51 sind (optional) der Rohwasser- Leitungsabschnitt L-1, der Permeat-Leitungsabschnitt L-P und der Retentat-Leitungsabschnitt L-R gegeneinander mittels jeweiligen ersten O-Ringen 58, welche um die Axialachse A zentriert sind, in radialer Richtung jeweilig gegeneinander gedichtet. Gemäß der in den Figuren 2 und 3 dargestellten spezifisch bevorzugten Ausführungsform der Multistufen-Filterpatrone mit der (im Wesentlichen) zylindrischen, konzentrischen Anordnung wird diese zunächst im Zentrum in Form der inneren zylindrischen Umkehrosmose- Einheit RO (mit dem inneren Permeatrohr 32) um eine mittige Axialachse A der Multistufen- Filterpatrone 100 ausgebildet bzw. konstruktiv angelegt. Dabei kann die Umkehrosmose-Einheit RO an einer / ihrer zylindrischen Umkehrosmose-Außenumfangsfläche 31 von einer permeablen / porösen Haltefolie oder einer durchlässigen (z.B. gewebten, gewirkten, usw.) Schicht, usw., von außen eingefasst bzw. in Form einer äußeren zylindrischen Mantelfläche umschlagen sein.

Die Umkehrosmose-Einheit RO ist (optional) über das Permeatrohr 32 in der Axialachse A an der Gehäusekapsel 50 gelagert. Dazu ist das Permeatrohr 32 endseitig an zwei gegenüberliegenden (Umkehrosmose-) Lagerabschnitten 37 jeweils an der Gehäusekapsel 50 gelagert.

Eine äußere zylindrische Schicht in Form der Filtrationseinheit F umgibt einen inneren zylindrischen Kern in Form der Umkehrosmose-Einheit RO. Hierin beinhaltet die Filtrationseinheit F exemplarisch zwei als die zumindest eine / mehreren Filterstufe(n) F1, F2 in Form zylindrischer Lagen. Dabei bildet die erste Filterstufe F1 die äußere der zylindrischen Lagen und bildet die zweite Filterstufe F2 die innere der zylindrischen Lagen. Demnach ist die zylindrische Anordnung eingerichtet, um (im Betrieb) eine (im Wesentlichen, in Hauptrichtung) radiale Fluid-Passage durch die Filtrationseinheit F von außen nach innen zu bewirken.

Insofern hierin auch die Filtrationseinheit F bzw. die jeweiligen Filterstufen F1, F2 um die mittige Axialachse A der Multistufen-Filterpatrone 100 ausgebildet ist/sind, ist/sind diese zu der Umkehrosmose-Einheit RO bzw. zu dem Permeatrohr 32 konzentrisch angeordnet. Dies unterstützt insb. die (optionale) zentral positionierte Anbindung der Kapselanschlusseinheit 51 , welche gleichfalls longitudinal zu der mittigen Axialachse A ausgerichtet ist. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen, geht bei dem hierin gezeigten Übergangsbereich von dem Gehäusekörper 50 zu der Kapselanschlusseinheit 51 das Permeatrohr 32 um die Axialachse A in gerader Linie in den sich daran anschließenden weiteren Permeat-Leitungsabschnitt L-P über.

Hierin sind die innere Umkehrosmose-Einheit RO und die äußere Filtrationseinheit F zueinander radial beabstandet, was das Filtrat-Lumen 45 ringspaltförmig definiert. Der Ringspalt des Filtrat-Lumens 45 ist dabei mit einer Spaltbreite, welche zwischen der zylindrischen Umkehrosmose-Außenumfangsfläche 31 der inneren Umkehrosmose-Einheit RO und einer zylindrischen Filtrations-Innenumfangsfläche 21 der äußeren Filtrationseinheit F definiert ist, in dem Filtrat-Leitungsabschnitt L-F ausgebildet.

Der Filtratstrom Wasser V-F bzw. der Filtrat-Leitungsabschnitt L-F wird in einem Teilabschnitt, der stromabwärts von dem Filtrat-Lumen 45 ist, um einen U-Turn (d.h. um 180 Winkelgrad) umgelenkt. Dabei mündet der Filtrat-Leitungsabschnitt L-F in eine, der Kapselanschlusseinheit 51 gegenüberliegende, Umkehrosmose-Eintrittsstirnfläche 33 der inneren Umkehrosmose-Einheit RO ein. Dazu geht Filtrat-Leitungsabschnitt L-F in Strömungsrichtung von dem ringspaltförmigen Filtrat-Lumen 45 in ein um die Axialachse A zentriertes zylinderscheibenförmiges Vorlumen über. Dieses Vorlumen ist direkt angrenzend an die Umkehrosmose-Eintrittsstirnfläche 33.

Eine, der Umkehrosmose-Eintrittsstirnfläche 33 gegenüberliegende, retentatseitige Umkehrosmose-Austrittsstirnfläche 34 der inneren Umkehrosmose-Einheit RO mündet in den Retentat-Leitungsabschnitt L-R aus. Wie anhand der theoretischen Stromlinien in den Figuren 2 und 3 zu entnehmen, verläuft, bei dem hierin gezeigten Übergangsbereich von dem Gehäusekörper 50 zu der Kapselanschlusseinheit 51, der Retentat-Leitungsabschnitt L-R in einem ersten (Retentat-) Halbkreissegment um die Axialachse A in gerader Linie von der Umkehrosmose-Austrittsstirnfläche 34 bis zur Abwinklung um 90 Winkelgrad in den Retentat- Ausgangs-Anschluss 63. Ein zu dem ersten (Retentat-) Halbkreissegment komplementäres zweites (Rohwasser-) Halbkreissegment bildet im Bereich der Kapsel-Anschlusseinheit 51 einen axialen (in Eingangs-Strömungsrichtung im Wesentlichen anfänglichen) Teilabschnitt des Rohwasser-Leitungsabschnittes L-1 aus. In dem bzw. um den auf der Seite der Kaspel- Anschlusseinheit 51 angeordneten Lagerabschnitt 37 (zur Lagerung des Permatrohrs 32) ist der Permeat-Leitungsabschnitt L-P gegen den sich an die Umkehrosmose-Austrittsstirnfläche 34 anschließenden Retentat-Leitungsabschnitt L-R mittels einem zweiten (Umkehrosmose-Einheit- ) O-Ring 39 gedichtet.

Eine zylindrische Filtrations-Außenumfangsfläche der äußeren Filtrationseinheit F und eine zylindrische Kapselkörper-Innenumfangsfläche des Kapselkörpers 52 bilden zueinander beabstandet einen ringspaltförmigen, in Strömungsrichtung letzten Teilabschnitt des Rohwasser-Leitungsabschnittes L-1 aus. Dieser bildet ein ringspaltförmiges Filtereintrittszonen- Lumen 15 aus. Insbesondere entsteht im Betrieb in dem ringspaltförmigen Filtereintrittszonen- Lumen 15 eine Kreuzstrom-Anströmung (wie anhand der Pfeile angedeutet) entlang der zylindrischen Filtrations-Außenumfangsfläche. Die Gehäusekapsel 50 weist hierin einen zylindrischen Kapselkörper 52, der sich im schulterförmigen Übergangsbereich zu der Kapselanschlusseinheit 51 als einem Halsabschnitt der Gehäusekaspel (stufenartig) verjüngt. Die Kapselanschlusseinheit 51 definiert allgemein einen Abschnitt eines Verbindungsfittings. Die im Wesentlichen zylindrische Kapselanschlusseinheit 51 weist (optional) einen umlaufenden Kragen auf.

Beispielsweise kann die in den Figuren 2/3 bzw. 4 gezeigte Multistufen-Filterpatrone die folgenden Bemaßungen (größenordnungsmäßig) vorteilhaft aufweisen.

- eine Gehäusekapsel-Außendurchmesser D-1: 100 mm;

- eine Kapselanschlusseinheit-Höhe H-0: 40 mm;

- eine Kapselkörper-Höhe H-1: 200 mm;

(d.h. eine Gehäusekapsel-Gesamthöhe von 240 mm).

Dabei können insb. die inneren Komponenten folgende Bemaßungen

(größenordnungsmäßig) aufweisen:

- eine Umkehrosmose-Einheit-Außendurchmesser D-4: 45 mm;

- eine Umkehrosmose-Einheit-Höhe H-4: 150 mm;

- eine Filtrationseinheit-Außendurchmesser D-2: 90 mm;

- eine Filtrationseinheit-Innendurchmesser D-3: 50 mm;

- eine Filtrationseinheit-Höhe H-2: 170 mm.

Fig. 4 zeigt die zugehörige Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200, in bzw. an welche die gekapselte Multistufen-Filterpatrone 100 aus den Figuren 2 und 3 eingesetzt bzw. angeschlossen ist, anhand einer leicht perspektivischen Seitenansicht (mit einem bereichsweisen Teilquerschnitt oben rechts in der Abbildung, wie durch die freie Wellenlinie umrissen, welche den Blick auf den äußeren zylindrischen Kapselkörper 52 freigibt). Wie anhand der Figur 4 visualisiert, betrifft die darin exemplarisch gezeigte Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 ein kompaktes Haushaltsgerät in einem .schlanken' Auftisch-Design, d.h. in der Größenordnung bspw. einer Kaffeemaschine, eines Wassersprudlers, eines Universalküchengerätes, einer Mikrowelle, usw. Insofern erlauben die oben exemplarisch genannten, gegenüber dem Stand der Technik vergleichsweise kleinen, Bemaßungen der gekapselten Multistufen-Filterpatrone 100 deren Integration in die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 ohne Peripherie / Untertisch-Anlageneinheit.

Die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 vollführt die offenbarungsgemäße Trinkwasserreinigung unter Anschluss an einen Wasserzulauf von Rohwasser / Stadtwasser / Leitungswasser aus dem Leitungsnetz, bspw. aus einem haushaltsüblichen Wasserhahn (nicht gezeigt). Die Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung 200 ist optional mit einer Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung 300 eingerichtet, um die Trinkwasserreinigung zu steuern und/oder zu regeln.

Die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 weist dazu eine Vorrichtungsanschlusseinheit 210, eine Förderpumpe (nicht gezeigt), einen Trinkwassertank 230 als einen Vorlagebehälter sowie einen Wasserhahn 280 als eine Trinkwasserausgabeeinheit auf. Ein Verbraucher kann bspw. ein Trinwasserglas unter den Wasserhahn 280 stellen, um ein offenbarungsgemäß gereinigtes Trinkwasser zu genießen.

Dabei ist die Vorrichtungsanschlusseinheit 210 passend, d.h. als Gegenstück sowie hinsichtlich Positionierung(en), auf die Kapselanschlusseinheit 51 der Gehäusekapsel 50 [vgl. Fig. 2/3.] ausgebildet und eingerichtet. Dazu weist die Vorrichtungsanschlusseinheit 210 einen ersten, zweiten und dritten Vorrichtungsanschluss auf. Dabei passt der erste Vorrichtungsanschluss auf den Rohwasser-Eingangs-Anschluss [mit Bezugszeichen 61 ; der Kapselanschlusseinheit 51 der Gehäusekapsel 50; vgl. Fig. 2/3.]. Dabei passt der zweite Vorrichtungsanschluss auf den Permeat-Ausgangs-Anschluss [mit Bezugszeichen 62; der Kapselanschlusseinheit 51 der Gehäusekapsel 50; vgl. Fig. 2/3.]. Dabei passt der dritte Vorrichtungsanschluss auf den Retentat-Ausgangs-Anschluss [mit Bezugszeichen 63; der Kapselanschlusseinheit 51 der Gehäusekapsel 50; vgl. Fig. 2/3.]. Dabei kann die Multistufen- Filterpatrone 100 (optional) mit der (einzigen) Kapselanschlusseinheit nach oben (d.h. wenn mit Wasser befüllt, in einer gegen die schwerkraftbedingte Fließrichtung des Wassers gerichtete Richtung) in die Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung 200 eingesetzt sein. Dies dient dazu, beim Wechsel / Austausch der Multistufen-Filterpatrone 100 ein Auslaufen des Wassers zu verhindern bzw. idealerweise einen Füllstand von Wasser innerhalb der Gehäusekapsel 50, insb. bis (quasi, insb. bis 5 mm) unterhalb des Rohwasser-Eingangs-Anschlusses bzw. des Permeat-Ausgangs-Anschlusses bzw. Retentat-Ausgangs-Anschlusses ohne Wasserverlust beizubehalten.

Dabei bezieht der Vorlagebehälter 230 permeatseitiges, d.h. gereinigtes, Trinkwasser über ein Leitungsstück 220 via dem zweiten Vorrichtungsanschluss aus der gekapselten Multistufen-Filterpatrone 100, und zwar genauer gesagt via dem Permeat-Ausgangs-Anschluss [mit Bezugszeichen 62; der Kapselanschlusseinheit 51 der Gehäusekapsel 50; vgl. Fig. 2/3.]. Bezugszeichenliste

T Filtrations-Wechselkartusche (Stand der Technik)

2‘ Umkehrosmose-Wechselkartusche (Stand der Technik)

3‘ Ablaufdrossel (Stand der Technik)

15 Filtereintrittszonen-Lumen

21 Filtrations-Innenumfangsfläche

31 Umkehrosmose-Außenumfangsfläche

32 Permeatrohr

34 Umkehrosmose-Austrittsstirnfläche

37 Lagerabschnitt (Umkehrosmose-Einheit)

39 zweiter O-Ring (Umkehrosmose-Einheit)

45 Filtrat-Lumen

50 Gehäusekapsel

51 Kapselanschlusseinheit

52 Kapselkörper

53 Kapseldeckel

58 erster O-Ring (Kapselanschlusseinheit)

61 Rohwasser-Eingangs-Anschluss

62 Permeat-Ausgangs-Anschluss

63 Retentat-Ausgangs-Anschluss

100 Multistufen-Filterpatrone

200 Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung

200‘ Trinkwasserbereitstellungs-Vorrichtung (Stand der Technik)

210 Vorrichtungsanschlusseinheit

220 Leitungsstück

230 (T rinkwasser-) Vorlagebehälter

280 T rinkwasserausgabeeinheit

300 Trinkwasserreinheit-Steuerungsvorrichtung

A Axialachse

F mechanische Filtrationseinheit

F‘ mechanische Filtrationseinheit (Stand der Technik)

F1 erste Filterstufe

F2 zweite Filterstufe

L-1 Rohwasser-Leitungsabschnitt

L-F Filtrat-Leitungsabschnitt

L-P Permeat-Leitungsabschnitt L-R Retentat-Leitungsabschnitt

RO Umkehrosmose-Einheit („Reverse Osmosis“)

R0‘ Umkehrosmose-Einheit (Stand der Technik)

V-1 Eingangsstrom (Roh-)Wasser

V-F Filtratstrom Wasser

V-P Permeatstrom Wasser

V-R Retentatstrom Wasser

D-1 Gehäusekapsel-Außendurchmesser

D-2 Filtrationseinheit-Außendurchmesser

D-3 Filtrationseinheit-Innendurchmesser

D-4 Umkehrosmose-Einheit-Außendurchmesser

H-0 Kapselanschlusseinheit-Höhe

H-1 Kapselkörper-Höhe

H-2 Filtrationseinheit-Höhe

H-4 Umkehrosmose-Einheit-Höhe