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Preisgekrönte Erfindung: Rotierende Wasserströmung schont Kraftwerksturbinen

Patent der TU Wien unter den besten Erfindungen des Jahres 2011: Der „Axialzyklon“ verbessert Speicherkraftwerke und gewinnt einen Preis des Österreichischen Patentamtes.

Im Rohr wird der Wasserstrom in Rotation versetzt, die Partikel werden abgeschieden.

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Im Rohr wird der Wasserstrom in Rotation versetzt, die Partikel werden abgeschieden.

Im Rohr wird der Wasserstrom in Rotation versetzt, die Partikel werden abgeschieden.

Im Rohr wird der Wasserstrom in Rotation versetzt, die Partikel werden abgeschieden.

Durch lange Druckrohre wird in einem Speicherkraftwerk das Wasser zur Turbine geleitet (Wikimedia, GNU-Lizenz, Softeis)

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Durch lange Druckrohre wird in einem Speicherkraftwerk das Wasser zur Turbine geleitet (Wikimedia, GNU-Lizenz, Softeis)

Durch lange Druckrohre wird in einem Speicherkraftwerk das Wasser zur Turbine geleitet (Wikimedia, GNU-Lizenz, Softeis)

Durch lange Druckrohre wird in einem Speicherkraftwerk das Wasser zur Turbine geleitet (Wikimedia, GNU-Lizenz, Softeis)

Die Urkunde der TU-Preisträger

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Die Urkunde der TU-Preisträger

Die Urkunde der TU-Preisträger

Die Urkunde der TU-Preisträger

In den Druckrohren eines Speicherkraftwerkes stürzt das Wasser hunderte Meter hinab, bevor es unten eine Turbine antreibt. Selbst kleine Schmutzpartikel im Wasser können den Verschleiß an der Turbine dramatisch erhöhen. An der TU Wien wurde daher ein Spezialrohr entwickelt, das die Wasserströmung in Rotation versetzt, Partikel aus dem Wasser abscheidet und somit die Lebensdauer von Turbinen deutlich erhöht. Diese Idee wurde patentiert und nun vom Österreichischen Patentamt als eine der besten österreichischen Erfindungen des Jahres 2011 mit dem zweiten Preis - dem silbernen INVENTUM 2011 ausgezeichnet. Die TU Wien war die einzige Universität, die es mit einer Erfindung auf die Shortlist von INVENTUM 2011 schaffte.

Abnützungen durch winzige Partikel
Normalerweise lässt man das Wasser im Speicherkraftwerk zuerst durch eine Beruhigungsstrecke fließen, in der sich Steine und Sedimente absetzen. Doch kleinere Partikel mit weniger als 0,2 mm Durchmesser bleiben dennoch im Wasser - und sie sind noch immer groß genug um Schaden anzurichten. „Es gibt Kleinwasserkraftwerke, bei denen die Turbinen alle paar Monate ausgetauscht werden müssen“, berichtet Eduard Doujak, der Erfinder vom Institut für Energietechnik und Thermodynamik der TU Wien. Die Abnützungen verursachen hohe Reparaturkosten und senken die Leistung des Kraftwerks.

Rotierende Wasserströmung
An der TU Wien wurde daher ein sogenannter „Axialzyklon“ entwickelt: In einem speziell geformten Rohr wird der Wasserstrom in Rotation versetzt. Partikel höherer Dichte werden dadurch nach außen gedrückt und können dort abgeschieden werden. Die Idee ist einfach, erforderte aber aufwändige Forschungsarbeiten: „Wir haben das Strömungsverhalten einerseits am Computer simuliert und andererseits in einem Versuchsrohr im Labor gemessen“, sagt Eduard Doujak. Beides war notwendig um letztendlich herauszufinden, bei welchen Strömungsparametern der Abscheidungseffekt am besten funktioniert, nun zeigt der Prototyp im Labor das gewünschte Verhalten. Mit Unterstützung des „Forschungs und Transfersupport“ der TU Wien wurde die Erfindung im Vorjahr zum Patent angemeldet. Mitgewirkt haben außerdem Leopold Binder und Bernd Windholz.

INVENTUM 2011
Zum ersten Mal vergab das österreichische Patentamt heuer gemeinsam mit dem Bohmann Verlag Preise für die besten Erfindungen des Jahres. Mit der Auszeichnung „INVENTUM 2011“ sollen die Personen aus Industrie und akademischer Forschung vor den Vorhang geholt werden, deren Ideen es ermöglichen, neue Wege in der technischen Forschung und Entwicklung zu beschreiten. Bei der Preisverleihung am 26.01. durfte Edouard Doujak den INVENTUM in silber entgegennehmen. Dass die TU Wien heuer als einzige Universität ganz vorne unter den bestplazierten Innovationen mit dabei ist, beweist wie anwendungsnah akademische Forschung sein kann.



Kurz-CV:
E. Doujak arbeitet seit 1995 als Universitätsassistent an der Technischen Universität Wien am Institut für Energietechnik und Thermodynamik / FB Strömungsmaschinen. Zu seinen Schwerpunkten zählen sowohl Forschung und Entwicklung im Bereich hydraulischen Strömungsmaschinen, im speziellen das Design von Pumpturbinen und Pumpspeicheranlagen, als auch Revitalisierung und Erneuerung von alten Wasserkraftanlagen.


Nähere Informationen:
Ass.Prof. Eduard Doujak
Institut für Energietechnik und Thermodynamik
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
+43-1-58801-302404
eduard.doujak@tuwien.ac.at