Francis-turbiinin toimintamekanismi
Turbiini koostuu ulommasta spiraalimaisesta kotelosta, jota seuraa joukko kiinteitä siipiä, joita kutsutaan tukisiipiksi. Seuraavaksi tulee joukko liikkuvia siipiä, joita kutsutaan ohjaussiipiksi, sitten joukko keskellä sijaitsevia siipiä, joita kutsutaan juoksuputkeksi, ja lopuksi ulostuleva kanava, jota kutsutaan vetoputkeksi.
Virtaus tulee Francis-turbiiniin spiraalimaisen kotelon kautta. Kotelon poikkileikkauspinta-alan pienentäminen varmistaa, että virtaus saapuu turbiinin keskiosaan tasaisella nopeudella koko kehän alueella.
Virtaus kulkee seuraavaksi kahden siipiparin läpi ennen kuin se saapuu jakokanavaan, nimittäin ulompien tukisiipien ja sisempien ohjaussiipien. Tukisiivet ovat kiinteitä ja auttavat ohjaamaan vettä jakokanavaa kohti. Ne auttavat myös vähentämään pyörteitä tulovirtauksessa.
Tukisiipien ja juoksuputken välissä olevilla ohjaussiivillä on tärkeämpi rooli. Ne säätelevät virtausnopeutta tehontarpeen perusteella. Tehontarve kuitenkin vaihtelee ajan myötä. Ohjaussiivet säätelevät veden virtausnopeutta ja varmistavat, että tehontuotanto on synkronoitu kysynnän kanssa. Lisäksi ohjaussiivet säätelevät juoksuputken lapoihin suuntautuvaa virtauskulmaa. Ne pyrkivät varmistamaan, että tulovirtauskulma on optimaalinen, jotta vesivoima saadaan hyödynnettyä mahdollisimman tehokkaasti.