גנרטור הידרואלקטרי לאנרגיה חלופית 500 קילוואט גנרטור טורבינות הידרואלקטריות של פרנסיס באוזבקיסטן

הגדרת טורבינת פרנסיס היא שילוב של טורבינת אימפולס וטורבינת תגובה, שבה הלהבים מסתובבים באמצעות כוח התגובה והאימפולס של המים הזורמים דרכם, ומייצרים חשמל בצורה יעילה יותר. טורבינת פרנסיס משמשת לייצור חשמל לרוב בתחנות כוח הידרואלקטריות בקנה מידה בינוני או גדול.
ניתן להשתמש בטורבינות אלו עבור גובהי ספיקה נמוכים עד 2 מטרים ועד לגובה של 300 מטרים. בנוסף, טורבינות אלו מועילות מכיוון שהן פועלות באותה מידה כאשר הן ממוקמות אופקית כמו כאשר הן ממוקמות אנכית. המים הזורמים דרך טורבינת פרנסיס מאבדים לחץ, אך נשארים פחות או יותר באותה מהירות, כך שהיא תיחשב לטורבינת תגובה.

תיאור תרשים הרכיבים העיקריים של כל טורבינת פרנסיס הוא כדלקמן.

מעטפת ספירלית
המארז הספירלי הוא תווך הכניסה של המים לטורבינה. ​​המים הזורמים מהמאגר או הסכר עוברים דרך צינור זה בלחץ גבוה. להבי הטורבינות ממוקמים בצורה מעגלית, מה שאומר שהמים הפוגעים בלהבי הטורבינה צריכים לזרום בציר המעגלי לצורך פגיעה יעילה. לכן נעשה שימוש במארז הספירלי, אך עקב התנועה המעגלית של המים, הם מאבדים את לחץם.
כדי לשמור על אותו לחץ, קוטר המארז מצטמצם בהדרגה, וכך נוצרת תנע או מהירות אחידים הפוגעים בלהבי הרצים.

סטיי ואנס
כנפי התמיכה והנחיה מובילות את המים אל להבי המסלול. כנפי התמיכה נשארות נייחות במיקומן ומפחיתות את סחרור המים עקב זרימה רדיאלית, כשהם נכנסים ללהבי המסלול, ובכך הופכות את הטורבינה ליעילה יותר.

כנפי הנחיה
להבי הנחיה אינם נייחים, הם משני את זוויתם בהתאם לצורך לשלוט בזווית פגיעת המים בלהבי הטורבינה כדי להגביר את היעילות. הם גם מווסתים את קצב זרימת המים לתוך להבי הטורבינה ובכך שולטים בכוח הטורבינה בהתאם לעומס על הטורבינה.

להבי ראנר
להבי ראנר הם לב ליבה של כל טורבינת פרנסיס. אלו המרכזים שבהם הנוזל פוגע והכוח המשיקי של הפגיעה גורם לציר הטורבינה להסתובב, וליצור מומנט. יש צורך בתשומת לב רבה לתכנון זוויות הלהבים בכניסה וביציאה, שכן אלו פרמטרים עיקריים המשפיעים על ייצור החשמל.
להבי הרץ מורכבים משני חלקים. החצי התחתון עשוי בצורת דלי קטן המסתובב את הטורבינה באמצעות פעולת הדחף של המים. בעוד שחלקם העליון של הלהבים משתמש בכוח התגובה של המים הזורמים דרכו. הרץ מסתובב באמצעות שני כוחות אלה.

צינור טיוטה
הלחץ ביציאה מציר טורבינת התגובה נמוך בדרך כלל מלחץ אטמוספרי. המים ביציאה אינם ניתנים לשחרור ישירות אל צינור הזינוק. צינור או צינור בעלי שטח הולך וגדל משמשים לשחרור מים מיציאת הטורבינה אל צינור הזינוק.
צינור זה בעל השטח הגדל נקרא צינור משיכה. קצה אחד של הצינור מחובר לפתח היציאה של המסלול. עם זאת, הקצה השני שקוע מתחת למפלס המים במסלול הזנב.