Została skonstruowana, przez austryjackiego inżyniera Viktora Kaplana w 1912r.
Odmiana turbiny śmigłowej. Kształt łopat podobny jest do śrub okrętowych, będących ich napędem, dzięki czemu siła naporu łopat na wirnik jest większa, co przekłada się na więcej generowanej mocy.
Jest to turbina reakcyjna – ciśnienie wody przed wirnikiem turbiny jest większe od atmosferycznego; w czasie przepływu jego wartość ulega zmianie

Budowa

Zasadniczo składa się z wirnika wraz z regulowanymi łopatkami , kierownicy, rury ssącej oraz regulowanych (przestawianych) łopatek kierowniczych.

• wirnik jest elementem w którym następuje przemiana energii wody na energię mechaniczną
• kierownica – reguluje dopływ wody do wirnika
• rura ssąca – po przejściu, przez wirnik, woda za jej pomocą uchodzi na zewnątrz; umożliwia odzyskanie znacznej części energii wody
• łopatki kierownicze – służą regulacji pracy turbiny ( strumienia wody i kierunku jej przepływu)
• regulowane łopatki wirnika *

*Zastosowanie nastawnych łopatek wirnik polega na możliwości zmiany kąta łopat w czasie ich pracy, co przekłada się na możliwość regulacji otrzymywanej mocy i dużo większy zakres wysokich sprawności.
Tak więc w tym typie turbiny mamy do czynienia z dwoma regulowanymi zespołami; wirnikiem i kierownicą.

Zasada działania

Doprowadzenie i ujście wody realizowane jest podobnie jak w turbinie Francisa.

Woda płynąca przez kierownicę uzyskuje właściwy kierunek w stosunku do łopatek wirnika, zwiększając swoja prędkość przepływu. W wirniku energia statyczna ciśnienia wody zostaje bezpośrednio przetworzona na pracę mechaniczną dzięki działaniu sił reakcji hydrodynamicznej, działających na jego łopatki, które są wywołane siłą naporu przepływającej wody.
Następnie , po przepłynięciu, przez łopatki wirnika woda opuszczając go trafia do rury ssącej.

Różnice w odniesieniu do turbiny Francisa

• W turbinie Kaplana mamy do czynienia z dwoma regulowanymi zespołami; wirnikiem i kierownicą. Natomiast w Francisie regulowanym elementem były tylko łopatki kierownicy. ( w skrócie kierownicy )
• Największa różnica dotyczy wirnika, którego łopatki są nastawialne ,a ich liczba wynosi od 3 do 10, podczas gdy w turbinie Francisa łopatki wirnika nie są nastawialne, a ich liczba może wynosić nawet kilkanaście.

• Ponadto w turbinie Kaplana dużą wagę przykłada się do ukształtowania rury ssawnej gdyż jej kształt wpływa w wysokim stopniu na sprawność turbiny.

• Turbiny te przewyższają szybkobieżnością turbiny Francisa, a także odróżniają się od nich większymi sprawnościami przy napełnieniach częściowych ( tj. przy przepływie wody stanowiącym tylko część max. przełyku* turbiny).

Zastosowanie

Wykorzystuje się ją w spadach wynoszących 1,5m do 80m ( przy większych wysokościach obserwuje się negatywne działanie zjawiska kawitacji tj. utraty ciągłości przepływu cieczy ).
W dzisiejszych czasach są to turbiny stosowane w zasadzie we wszystkich nowo powstałych elektrowniach wodnych.

Zalety

Charakteryzują się świetnymi właściwościami regulacyjnymi dzięki możliwości
jednoczesnego właściwego ustawienia zarówno łopatek kierowniczych, jak i
wirujących. Pozwala to na dostosowanie pracy turbiny do zmiennych (np. przy innym obciążeniu – przełyku, pozwalając na praktycznie nie zmienione sprawności.

Maksymalna moc pojedynczej turbiny to nawet 200 MW.
W ostatnich latach rozpowszechniona została turbina rurowa (odmiana turbiny Kaplana w obudowie rurowej).
Jest tańsza w produkcji niż tradycyjny Kaplan, a także minimalizuje straty hydrauliczne (dzięki uproszczeniu części przepływowej )
W kwestii MEW, turbina ta jest najkorzystniejszym rozwiązaniem konstrukcyjnym.

Dodatkowo konstrukcja sprawia iż może ona być wykorzystywana jako turbina i jako pompa, co daje ogromne możliwości zastosowań tej turbiny w elektrowniach pływowych.