Pelton fikk patent på sitt hjul med bøtter som kløyver strålen i oktober 1880. Pelton var fremdeles i arbeid med gruvevirksomhet da han eksperimenterte med hurdy-gurdy-hjulet, og oppdaget ved en tilfeldighet det som gjorde at ettertiden har gitt hans navn til turbinen. Det hadde seg slik at et hurdy-gurdy-hjul som var av Knights konstruksjon hadde blitt slitt, dermed satt ikke hjulet lenger helt fast på akslingen. Dermed ble hjulet forskjøvet noen få centimeter til siden, noe som gjorde at strålen ikke lenger traff senter av bøttene. Imidlertid viste det seg at når strålen ikke traff senter av bøttene, greide hjulet å dra stampemøllen det var tilknyttet betydelig raskere. Det som skjedde når strålen treffer bøtten usentrert var at den ble avbøyd i en «u-sving». Med denne 180 hastighetsendringen utnyttes prinsippet som i fysikken kalles impuls.