توربین کاپلان

قسمت اصلی توربین کاپلان را یک چرخ گردان که دارای چندین پروانه بزرگ قابل تنظیم و یا غیر قابل تنظیم بر روی قسمت توپی خود می باشد، تشکیل می دهد. پره های غیر قابل تنظیم با یک زاویه ثابت بر روی چرخ گردان محکم می باشند، در حالیکه پره های متحرک قابل تنظیم، توسط پیستونهایی که با روغن کار می کنند و در درون چرخ گردان قرار گرفته اند، قابلیت تغییر زاویه نسبت به بدنه چرخ گردان را دارا  می باشد. عمل تنظیم پره ها در وضع مطلوب از طریق مکانیزم گاورنر انجام می گردد. با تغییر زاویه  پره های متحرک، میزان آب جاری شده تغییر می کند و بدین ترتیب قدرت مکانیکی اعمال شده به محور توربین تغییر می یابد. اجزای دیگر این توربین را پره های هدایت، که در جای خود ساکن ولی قابل تنظیم می باشند، و نیز ظرف حلزونی شکلی، که برای ورود آب به توربین و لوله مکش که برای خروج اب از توربین در نظر گرفته شده اند، تشکیل می دهد. جریان آب در توربین کاپلان در امتداد محور چرخ گردان می باشد و بنابراین همیشه به طور محوری با پره های متحرک برخورد می کند. آب با سرعت زیاد پس از عبور از پره های هدایت و قبل از برخورد به پره های متحرک، جهت محوری پیدا می کند تا حداکثر انرژی خود را به پره های متحرک انتقال نماید.

توربینهای کاپلان به دو صورت محور عمودی و محور افقی( توربینهای لوله ای)، با توجه به ارتفاع ریزش آب مورد استفاده قرار می گیرند. توربینهای کاپلان با محور عمودیبرای ارتفاعهای تا حدود 65 متر مناسب می باشند. در صورت استفاده از این نوع توربینها، ژنراتور و دیگر تجهیزات نیروگاه را می توان بر روی سطح بالای توربین نصب نمود، که این امر، تعمیرات و نگهداری از تجهیزات را به آسانی مهیا می سازد. توربینهای با محور افقی که برای ارتفاع های بسیار کم (حداکثر تا 25 متر) مناسب می باشند، به دو نوع عمده توربین بالب و توربین تیوب تقسیم می گردند.در توربین بالب ژنراتور در امتداد محور توربین و در داخل یک محفظه مقاوم در برابر ورود آب، قرار می گیرد. از آنجائی که کل محفظه در مسیر جریان آب قرار می گیرد و توسط آب احاطه می گردد، تعمیرات و نگهداری ژنراتور با مشکل همراه می باشد. در توربین تیوب به منظور دسترسی بهتر به ژنراتور، ژنراتور را در خارج از مسیر آب قرار می دهند و انرژی چرخشی توربین از طریق یک محور بلند و یک جعبه دنده به محور زنراتور منتقل می شود.