b'\n_START_ARTICLE_\nKaplan-turbiini\n_START_PARAGRAPH_\nKaplan-turbiini on potkurityyppinen vesiturbiini, jossa on s\xc3\xa4\xc3\xa4tyv\xc3\xa4t juoksusiivet. Sen kehitti it\xc3\xa4valtalainen professori Viktor Kaplan vuonna 1913._NEWLINE_Kaplan-turbiini oli jatkokehityst\xc3\xa4 aiemmin k\xc3\xa4yt\xc3\xb6ss\xc3\xa4 olleeseen Francis-turbiiniin. Sen keksiminen mahdollisti tehokkaan voimantuotannon voimalaitoksilla, joissa on matala putouskorkeus. Lis\xc3\xa4ksi Kaplan-turbiinilla on Francis-turbiinia parempi hy\xc3\xb6tysuhde osakuormilla._NEWLINE_Kaplan-turbiini on Suomen yleisin turbiinityyppi ja sit\xc3\xa4 k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n laajasti koko maailmassa matalan putouskorkeuden ja suhteellisesti suuren virtaaman vesivoimalaitoksissa. Tiett\xc3\xa4v\xc3\xa4sti ensimm\xc3\xa4inen Kaplan-turbiini otettiin Suomessa k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6\xc3\xb6n vuonna 1925 Hiitolanjoen Kangaskosken voimalaitoksessa.\n_START_SECTION_\nKehitys\n_START_PARAGRAPH_\nViktor Kaplan haki ensimm\xc3\xa4ist\xc3\xa4 patenttia s\xc3\xa4\xc3\xa4dett\xc3\xa4v\xc3\xa4siipiselle potkuriturbiinille vuonna 1912. Kaupallista sovellusta jouduttiin kuitenkin odottelemaan viel\xc3\xa4 monta vuotta, koska Kaplan ei kyennyt ratkaisemaan uuden turbiinin kavitaatio-ongelmia. Vuonna 1919 Kaplan rakensi koeturbiinin Pod\xc4\x9bbradyyn, T\xc5\xa1ekkoslovakiaan, mutta 1922 h\xc3\xa4n keskeytti tutkimuksen terveydellisten syiden vuoksi._NEWLINE_Vuonna 1922 Voith esitteli 1100 hv (noin 800 kW) suuruisen Kaplan-turbiinin vesivoimalaitoksille. Siit\xc3\xa4 alkoi Kaplan-turbiinin kaupallinen menestys ja laaja hyv\xc3\xa4ksynt\xc3\xa4 markkinoilla.\n_START_SECTION_\nToimintaperiaate\n_START_PARAGRAPH_\nKaplan-turbiini on reaktioturbiini, joka tarkoittaa, ett\xc3\xa4 virtaava vesi muuttaa painettaan kulkiessaan turbiinin l\xc3\xa4pi ja samalla se luovuttaa energiansa turbiinin siipien liikuttamiseen._NEWLINE_Spiraalinmuotoinen tuloputki kiertyy turbiinin ymp\xc3\xa4rille ja kapenee loppua kohden. Vesi ohjautuu tangentiaalisesti johtosolukkeiden l\xc3\xa4pi potkurinmuotoiselle juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4lle saaden sen py\xc3\xb6rim\xc3\xa4\xc3\xa4n._NEWLINE_Vesi ohjautuu turbiinista alas imuputkeen. Imuputki on muotoiltu siten, ett\xc3\xa4 vesi hidastuu ja virtaa tasaisesti ulos turbiinista. N\xc3\xa4in ollen pois virtaava vesi sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4\xc3\xa4 mahdollisimman v\xc3\xa4h\xc3\xa4n liike-energiaa joten turbiinin k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6\xc3\xb6n j\xc3\xa4\xc3\xa4 vastaavasti enemm\xc3\xa4n turbiiniin tulevan veden energiasta (muutettavaksi esim. s\xc3\xa4hk\xc3\xb6energiaksi)._NEWLINE_Turbiinin ei ole v\xc3\xa4ltt\xc3\xa4m\xc3\xa4t\xc3\xb6nt\xc3\xa4 olla alaveden alapuolella, kunhan imuputki on koko ajan t\xc3\xa4ynn\xc3\xa4 vett\xc3\xa4. Kuitenkin, mit\xc3\xa4 korkeammalla turbiini on, sit\xc3\xa4 enemm\xc3\xa4n alapuolinen vesimassa imee juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4n siipi\xc3\xa4. Imu ja siit\xc3\xa4 seuraava paineenalenema voi aiheuttaa kavitointia. T\xc3\xa4m\xc3\xa4 on muodostunut merkitt\xc3\xa4v\xc3\xa4ksi ongelmaksi mm. Suomessa vanhoja laitoksia saneerattaessa. T\xc3\xa4ll\xc3\xb6in halutaan hyvin usein koneiston tehoa lis\xc3\xa4t\xc3\xa4 joka puolestaan edellytt\xc3\xa4\xc3\xa4 rakennusvirtaaman kasvattamista. Kavitaatio voi, pidemp\xc3\xa4\xc3\xa4n jatkuessaan tai toistuvasti esiintyess\xc3\xa4\xc3\xa4n, aiheuttaa vakavat vauriot turbiinille. Avainasia kavitaation v\xc3\xa4ltt\xc3\xa4misess\xc3\xa4 on, suunnittelun ohella, turbiinin j\xc3\xa4rkev\xc3\xa4 ajo jolloin sit\xc3\xa4 ei ajeta pitki\xc3\xa4 aikoja kavitaatiovaarallisella tehoalueella._NEWLINE_Juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4n siipikulman s\xc3\xa4\xc3\xa4t\xc3\xb6 toteutetaan normaalisti generaattorin yl\xc3\xa4puolella olevalla \xc3\xb6ljynjakopes\xc3\xa4ll\xc3\xa4, joka ohjaa paine\xc3\xb6ljy\xc3\xa4 akselin sis\xc3\xa4\xc3\xa4n poratusta rei\xc3\xa4st\xc3\xa4 / reiist\xc3\xa4 juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4n napaan. Siipikulman s\xc3\xa4\xc3\xa4t\xc3\xb6 mahdollistaa hyv\xc3\xa4n hy\xc3\xb6tysuhteen eritt\xc3\xa4in laajalle k\xc3\xa4ytt\xc3\xb6alueelle niin putouskorkeuden kuin virtaamankin suhteen. Kaplan-turbiinin hy\xc3\xb6tysuhde on tyypillisesti yli 90%.\n_START_SECTION_\nMuunnokset\n_START_PARAGRAPH_\nKaplan-turbiini on yleisin potkurityyppinen turbiini, mutta monia muitakin variaatioita on olemassa:_NEWLINE_Potkuriturbiini on toimintaperiaatteeltaan kuten Kaplan, mutta siin\xc3\xa4 ei ole s\xc3\xa4\xc3\xa4dett\xc3\xa4vi\xc3\xa4 juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4n siipi\xc3\xa4. Niit\xc3\xa4 k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n pieniss\xc3\xa4 laitoksissa, joissa halpa hankintahinta on t\xc3\xa4rke\xc3\xa4. Kokoluokka on normaalisti paristakymmenest\xc3\xa4 satoihin kilowatteihin._NEWLINE_Bulb- tai putkiturbiinit on suunniteltu asennettavaksi suoraan vesiteihin. Iso bulb-turbiini asennetaan putkeen, jossa on generaattori, johtopy\xc3\xb6r\xc3\xa4 ja juoksupy\xc3\xb6r\xc3\xa4. Putki- ja bulb-turbiineilla on kokonaan aksiaalinen rakenne, kun taas Kaplan-turbiinilla on radiaalinen johtopy\xc3\xb6r\xc3\xa4._NEWLINE_Pit-turbiinit ovat bulb-turbiinin erikoismuoto, jossa on vaihdelaatikko. Sen seurauksena generaattori ja "turbiinikapseli" ovat pienempi\xc3\xa4._NEWLINE_S- turbiini on aksiaalinen turbiini, mutta generaattori asennetaan vesiteiden ulkopuolelle. T\xc3\xa4m\xc3\xa4 saavutetaan siten, ett\xc3\xa4 vesiteiss\xc3\xa4 on S-muotoinen mutka, jonka sein\xc3\xa4m\xc3\xa4st\xc3\xa4 turbiinin akseli kytket\xc3\xa4\xc3\xa4n ulkopuolella olevaan generaattoriin.'