Jsou to stroje, které mají za účel využitkovati práci vody a přenésti ji vhodným způsobem na stroje pracovní. Má-li se vody, tekoucí v potoku nebo v řece, užíti k pohonu v-ho m-ru, nelze tento postaviti přímo do toku vody, poněvadž voda působila by jen rázem a práce její využitkovala by se tímto způsobem jen velmi nedokonale, jak tomu jest např. při lodních mlýnech. Spád tekoucí vody bývá v délce toku obyčejně rozdělen nerovnoměrně a jest proto třeba, má-li se získati veliký spád na jednom místě, zvýšiti hladinu vody uměle. To děje se jezem, postaveným napříč řečiště, kterým se má voda jednak zadržeti, jednak její hladina zvýšiti. Před jezem odbočuje z řečiště menší kanál, který má co možno malý spád, a tím vede se voda nejkratší cestou k místu, na němž jest postaven motor; voda vtéká do motoru a padajíc až k hladině vody pod motorem, koná při tom práci, pohybujíc motorem. Voda pod motorem odvádí se druhým kanálem zpět do řečiště. Výška vodní hladiny (svrchní hladina), odkud se voda přivádí k motoru nad hladinou vody v místě (spodní hladina), nazývá se celkový spád H. Poněvadž dna kanálů svrchního i spodního mají samy spád, nevyužitkuje se motorem celý spád H, nýbrž jen jeho část h, měřená přímo u motoru při jeho chodu.
Na počátku svrchního kanálu jest stavidlo A, jímž lze přítok vody do tohoto kanálu částečně nebo úplně uzavříti a něco níže pod ním upravuje se někdy také kanál se stavidlem B, jímž lze při otevřeném stavidle A vypouštěti všechnu vodu neb aspoň její část, přitéká-li jí příliš veliké množství, přímo do řečiště. Těsně pod motorem nalézá se stavidlo S, jehož přivíráním nebo vytažením lze regulovati množství vody přitékající k motoru a jehož úprava bývá různá podle druhu motoru. Před tímto stavidlem jsou upraveny česle D, skládající se z dřevěných nebo železných tyčí, položených šikmo a dosti hustě vedle sebe, jež zamezují vniknutí hrubších nečistot, kusů dřeva apod. do motoru. Voda z řečiště nebo vodní nádržky může se přiváděti k motoru buď přirozeným neb umělým žlabem neb uzavřeným potrubím. Stěny i dno tohoto žlabu musí býti vždy hladké a bez překážek a zhotovují se buď ze dřeva, cihel nebo kamene, nemá-li materiál půdy dostatečné pevnosti. Je-li vzdálenost motoru od vodní nádržky nebo řečiště veliká a musí-li míti žlab větší spád - jak to bývá u turbin, k jichž pohonu užije se vody horských potoků, vede se voda potrubím plechovým.
Práce vody. Padá-li množství vody Q v kg za 1 sekundu z výšky h (spád v m), vykoná voda při tomto pádu práci (hrubou)
E = Q x h mkg
Této hrubé práce nevyužitkuje se však motorem nikdy celé, poněvadž její značná část se potřebuje k přemáhání odporu tření, odporu vzduchu atd., a protože se mimo to ztrácí část přitékající vody také přetékáním a předčasným výtokem z motoru dříve, nežli práci v motoru vykonala. Tyto ztráty činívají podle druhu motoru asi 10 – 45 % celé hrubé práce, tak že se motorem využitkuje a dále může přenésti jen její zbývající část Nu (v koň. silách), tj. užitečná práce vody, která činí podle dříve vytčených ztrát asi 90 – 55 % celé práce Na. Poměr obou prací nazývá se effektivní poměr a jest tedy 0,90 – 0,55. Voda působí ve v-ch m-rech svou váhou, rázem nebo pohybovou energií a tyto dělí se podle toho a pak podle tvaru a úpravy na vodní kola, turbíny a vodosloupné stroje.
I. Vodní kola jsou kola otáčející se jen zvolna kolem vodorovné osy a opatřená na obvodě řadou stejných lopatek nebo se čtyř stran uzavřených prostorů, tzv. korečků. Voda vstupuje do vodního kola jen na části vnějšího obvodu, která se nalézá právě proti vtoku a vytéká z něho při otáčení na témž obvodu. Podle polohy a úpravy vtoku rozeznávají se vodní kola na svrchní vodu – se zadním vtokem, se středním vtokem – a kola na spodní vodu, jež všechna mohou býti sestrojena buď celá ze dřeva nebo ze dřeva a železa nebo jen ze železa. Každé vodní kolo skládá se z kruhového věnce, opatřeného lopatkami nebo korečky, pak z náboje upevněného na hřídeli a z ramen, jež spojují věnec s nábojem.
A. Vodní kola na svrchní vodu jsou opatřena vždy korečky a tak upravena, že voda přivádí se k nim žlabem, který jest ukončen stavidlem S, jímž lze regulovati množství vody protékající na kolo. Voda vtéká pouze do několika korečků na nejvyšším místě kola a otáčí jím, působíc tu jen svou vlastní váhou. Točivý pohyb přenáší se velikým ozubeným kolem Z, naklínovaným na hřídel vodního kola, na menší ozubené kolo (pastorek) a na transmissi tak, že pohyb její jest rychlejší. Kol těchto užívá se pro spády 3 – 12 m při množství přitékající vody 50 – 800 l za 1 sek.
B. Vodní kolo se zadním dopadem liší se od předešlého tím, že hořejší hladina vody jest jen něco málo nad osou kola a voda vtéká do něho zakřivenými kulisami K několika otvory, jež lze zúžiti nebo zcela uzavříti stavidlem S. Pod stavidlem jest prohlubina, ve které se zachycují těžší nečistoty, přicházející s vodou (písek, kamení). Kulisy jsou tak zakřiveny, že vedou vodu ve správném úhlu do kola, aniž tato naráží na stěny korečkův, a rozstřikuje se. Voda působí v kole, jež jest opatřeno vždy korečky, jen vlastní váhou. Práce přenáší se dále ozubenými koly, z nichž větší kolo Z jest připevněno k ramenům vodního kola. Těchto kol užívá se tam, kde výška obou hladin vody jest během roku proměnlivá a je-li spád asi 5 – 8 m při množství vody 30 – 1300 l za 1 sek.
C. Vodní kolo se středním vtokem vyznačuje se tím, že voda dopadá na kolo něco málo pod jeho osou. Tato jest při tom vedena buď více zakřivenými pevnými kulisami K (kolo se středním dopadem), jež lze uzavříti stavidlem S a které jsou podobně upraveny jako u kola se zadním dopadem, anebo vede se voda do kola jen jednou pohyblivou kulisou K, přes kterou volně přepadá a již lze zvedati nebo spouštěti se stavidlem S (kolo s přepadem). Tato kola opatřují se pravidelně jen lopatkami, a aby voda neunikala z nich po stranách, musí býti kolo uloženo v dřevěném neb zděném žlabu, jehož postranní stěny přiléhají těsně ke kolu. Voda působí na lopatky váhou a rázem. Těchto kol užívá se při spádech 2,5 – 4,5 m a pro množství vody 300 – 2400 l za 1 sek. Sem náleží také kolo Züppingerovo, které jest opatřeno dlouhými lopatkami tak zakřivenými, že voda při vstupu do kola na ně nenaráží, ale působí jen pohybovou energii (tlakem). Tato kola stavějí se pro spády 0,5 – 2 m při množství vody 120 až 6000 l za 1 sek.
D. Vodní kola na spodní vodu jsou upravena tak, že voda vtéká na kolo dosti hluboko pod jeho osou a působí na jeho lopatky pohybovou energií neb i rázem. Nejlepší z nich jest kolo Ponceletovo, jehož lopatky jsou tak zakřiveny, že voda působí na ně jen pohybovou energií. Za tím účelem jest také stavidlo S postaveno šikmo pod úhlem 60o a voda vtéká do kola téměř ve výši spodní hladiny tak, že skoro celý spád h využitkuje se k získání pohybové energie. Tohoto kola užívá se při spádech 0,2 – 1,7 m a pro množství vody 100 – 4000 l za 1 sek. Sem náleží také kolo pro lodní mlýny, jež se postaví i s lodí přímo do toku řeky tak, že voda působí na lopatky jen rázem, tedy velmi nevýhodně.
Při všech vodních kolech ztrácí se část práce vykonané vodou tím, že voda naráží na stěny lopatek nebo korečkův aneb na vodu nalézající se již v nich, dále třením vody na stěnách kola i žlabu, protékáním a předčasným výtokem vody z kola, třením v čepech hřídele atd. Tyto ztráty činí asi 45 – 20 % celé práce vody, tak že se z ní vodními koly využitkuje a dále přenese jen asi 55 – 80 %. Nejlépe pracují kola na svrchní vodu, jichž efektivní poměr bývá = 0,60 až 0,80, nejhůře kola na spodní vodu s efektivním poměrem 0,55 – 0,60.
II. Vodosloupné stroje skládají se podobně jako parní stroje z válce a pístu, který se však pohybuje tlakem vody a střídavě v obou směrech. První stroje tohoto druhu byly sestrojeny brzy po tom, když Newcomen (1705) seznámil veřejnost se svým epochálním vynálezem – parním strojem; bylo to samozřejmé, že lze podobně jako tlaku páry užíti také tlaku vody k pohybu pístu. Prvních vodosloupných strojův užívalo se v Uhrách, Korutanech a v Sasku a udržely se velmi dlouho zvláště tam, kde bylo k dispozici sice jen velmi malé množství vody, ale přitékající z veliké výšky, jak tomu bývá v hlubších dolech, a kde nebylo třeba hnané stroje pohybovati příliš rychle. Voda působí v motoru buď jen po jedné straně pístu (stroje jednočinné) anebo střídavě po obou stranách pístu (stroje dvojčinné).
Vodosloupné stroje dělí se na stroje s pohybem jen přímočarým a na stroje s pohybem rotačním, mění-li se přímočarý pohyb pístu klikovým mechanismem v pohyb otáčivý.
Vodosloupné stroje veliké (na obr.) pohybují se poměrně volně (6 – 30 zdvihů za 1 min.) a užívalo se jich dříve velmi zhusta zvláště v dolech, k pohonu pump, výtažných strojů, ventilátorův atd.
Vodosloupných strojů malých lze užíti také v městech v maloprůmysle a poháněti je vodou z vodovodu. Nejznámější motor tohoto druhu jest Schmidův motor. Voda proudí hrdlem H, připojeným k vodnímu potrubí, a kanály a k1 a k2 do válce V střídavě na obě strany pístu P a tlačí na píst tak, že tento pohybuje se střídavě v obou směrech. Voda z druhé strany pístu odtéká při tom vždy kanály k1 nebo k2 a b do odváděcího potrubí. Pohyb pístu přenáší se pístní tyčí (ojnicí) přímo na kliku K a následkem toho kýve se válec stroje kolem dvou postranních čepů C. Tohoto pohybu válce jest zde užito zároveň ke střídavému otvírání kanálů k1 a k2, tj. k rozvádění tlakové vody na obě strany pístu. Tyto motory mají efekt asi 0,7 a sestrojují se jen do velikosti 1,5 koň. síly, neboť větší motory pracují nevýhodně a spotřebují mnoho vody.
