예술
뷰티 및 웰니스
공예
문화 및 역사
엔터테인먼트
환경
음식 및 음료
역공학
과학
스포츠
기술
웨어러블

The Kaplan Turbine: A Propeller in a Pipe, With Blades That Turn
The Pelton wheel suits high heads and small flows, the Francis turbine the middle. At low heads — a river weir, a tidal barrage, a few metres of fall — the water must pass in enormous volume, and the right runner is a propeller in a pipe.
A fixed propeller only works well at one flow. Viktor Kaplan, in Brno, made the blades turn in the hub, patented in Austria from 1912–13, so that the blade angle follows the flow and the efficiency stays high as the river rises and falls. The first commercial installation ran in 1918.
This rung works out why the blades must turn, and builds a small pipe turbine whose blade pitch you can set.
중급
About 5 hours
안내
1
1
Why the blades must turn
Why the blades must turn
Jupyter 노트북 불러오는 중…
2
2
Build a pipe turbine with settable blades
Build a pipe turbine with settable blades
Print a four-bladed runner 70 mm across whose blades are separate parts, each on a short pin in the hub, with a set screw so each blade's angle can be fixed at 15°, 25° or 35°. The runner fits inside a 75 mm PVC pipe on a shaft carried by a printed spider bearing, and drives a hobby motor used as a generator, sealed outside the pipe through an O-ring gland.
Upstream of the runner, fit a ring of fixed guide vanes printed to give the water a little swirl — the wicket gate of a real Kaplan.
이 단계의 재료:
PVC 파이프1 개
PVC 배관 부속 모음1 세트
PETG 필라멘트120 g
Hobby Motor - Gear1 개
오링 모음 키트1 키트
강 봉재1 개필요한 도구:
FDM 3D 프린터
파이프 커터
육각 렌치 세트
디지털 캘리퍼스 6인치3
3
Find the best blade angle at two flows
Find the best blade angle at two flows
Feed the pipe from the submersible pump in a bucket, with a ball valve to set the flow; time a measuring jug at the outlet to know the flow. Load the generator with a 330 Ω resistor and read the voltage; power is V² ÷ R.
At full flow, try each blade angle and note the power. Then close the valve to about half flow and try each again. The best angle at half flow is flatter than at full flow — exactly what a Kaplan runner's blade-turning gear does automatically.
이 단계의 재료:
물20 리터
황동 볼 밸브1 개
330 옴 저항1 개필요한 도구:
수중 펌프
양동이
계량 저그
스톱워치
멀티미터
디지털 회전 속도계4
4
History and context
History and context
**Viktor Kaplan**, professor at the German Technical University in Brno, patented the propeller turbine with adjustable runner blades in Austria in 1912–13; the first installation went into service in 1918. His US patent number is not asserted here — it could not be read from a primary source — and the mechanism is fully documented.
Kaplan turbines and their fixed-blade relatives run most low-head hydro plants, and the bulb turbine — a Kaplan runner with the generator in a pod inside the water passage — runs tidal barrages.
**Honest limits.** At low head the machine is large and slow for its power. Kaplan runners are prone to cavitation (the NPSH problem of the centrifugal pump rung, in reverse). And the blade-turning mechanism inside the hub must stay watertight for decades.
재료
10- 1 개플레이스홀더
- 1 세트플레이스홀더
- 120 g플레이스홀더
- Hobby Motor - Gear10% 수수료1 개₩34
- 1 키트플레이스홀더
- 1 개플레이스홀더
- 1 개플레이스홀더
- 20 리터플레이스홀더
- 1 개플레이스홀더
- 1 개플레이스홀더
필요 도구
10- 플레이스홀더
- 파이프 커터10% 수수료플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
- 플레이스홀더
예상 총액
만든 사람이 산 것. 가격이 없는 재료는 구매하는 곳에서 구하면 됩니다.
관련 블루프린트
이 블루프린트들은 지식을 공유합니다 — 기술, 재료 또는 원리
CC0 퍼블릭 도메인
이 블루프린트는 CC0로 공개되었습니다. 어떤 목적으로든 자유롭게 복사, 수정, 배포 및 사용할 수 있습니다.
제품 구매를 통해 메이커를 지원하세요. 판매자가 설정한 메이커 커미션 을 받거나, 이 블루프린트의 새로운 반복을 만들어 연결로 포함시킬 수 있습니다.




