Turbina Kaplan

Rotor Kaplan: pe laturi puteți vedea cele două secțiuni ale conductei spirale, apoi palele distribuitoare (în verde), rotorul central. Liniile albastre reprezintă liniile fluide. În partea de jos, mașina va continua cu tubul difuzor

Turbina Kaplan a fost inventată în 1913 de profesorul austriac Viktor Kaplan .

Este o turbină de reacție hidraulică care exploatează mici diferențe de înălțime, până la câteva zeci de metri, dar cu debite mari, de la 200/300 m³ / s în sus. Constructiv este o elice, unde lamele pot fi orientate, în funcție de variația debitului de apă, permițând menținerea unei eficiențe ridicate până la debite de 20-30% din debitul nominal. De obicei este echipat cu deflectoare statorice fixe care orientează fluxul. Performanța mașinii poate fi optimizată pentru o gamă mai largă decât debitul ideal prin intermediul unui sistem de orientare a deflectoarelor statorului, pe măsură ce debitul variază.

Lichidul ajunge la turbină datorită unui canal în formă de spirală care alimentează întreaga circumferință , apoi trece printr-un distribuitor care conferă fluidului o rotație rotitoare, esențială pentru transmiterea mișcării rotorului, unde fluxul deviat cu 90 ° îl lovește axial.

La evacuare, ca și pentru turbina Francis , este posibilă recuperarea energiei datorită difuzorului.

Caracteristici

Turbina Kaplan cuplată cu alternatorul

Rotor al unei turbine hidraulice Kaplan din anii 1950 expus la Muzeul Istoric al Motoarelor și Mecanismelor din Palermo .

Cu o turbină cu elice, reglarea este practic zero, deci poate funcționa doar pentru un anumit debit, motiv pentru care distribuitorul nu este nici măcar reglabil.

Cu turbina Kaplan, datorită orientării palelor rotorului, este posibil să se adapteze la debitul curent. Acest lucru se datorează faptului că fiecare reglare a distribuitorului corespunde unei orientări a lamelor și acest lucru îi permite să funcționeze cu o eficiență foarte mare (până la 90%) pe o gamă largă de debituri.

Domeniul de utilizare al turbinelor Kaplan lente atinge căderi maxime de aproximativ 80 m și debite de până la 50 m³ / s, suprapunându-se parțial câmpului de utilizare al turbinelor Francis rapide care ating picături mai mici de 10 m și debituri care pot depăși 300 m³ / s

Este obișnuit să folosiți împreună turbine cu elice și turbine Kaplan: turbinele cu elice vor funcționa la capacitate maximă și orice lichid în exces este destinat turbinelor Kaplan, indiferent de dimensiunea sa. Acest lucru reduce costurile de instalare, deoarece o turbină Kaplan este mai scumpă decât o turbină cu elice, astfel încât instalarea numai a turbinelor Kaplan ar fi mult mai scumpă.