以螺桨形状的动轮(runner)取代一般叶轮(impeller)的涡轮机称为旋叶轮机，它是靠轴向流反作用力来使动轮转动的涡轮机（见下图），与一般靠流体的径向冲力使叶轮转动的原理略有不同。此类涡轮机适用于流量大而落差小的流体，其流体在通道内的速度很大，故可能发生孔蚀(cavitation)，因此流体的最大容许落差受到限制。一般的旋叶轮机之动轮桨叶的螺距系固定的，在1920年代初期，英国的工程师Kaplan以可变螺距桨叶(controllable-pitch propeller blades)取代传统的固定螺距桨叶(fixed-pitch propeller blades)而发明了Kaplan涡轮机，此种改良式的旋叶轮机之优点是转速保持不变，但其螺距却可随负荷的大小而调整之，故随时可控制在最佳效率条件下运转。