フランシス水車の作動機構
タービンは、外側の螺旋状のケーシングと、その外側にステーベーンと呼ばれる固定翼が配置されています。次にガイドベーンと呼ばれる可動翼が配置され、さらにランナーと呼ばれる中央に配置された翼が配置され、最後にダクトドラフトチューブと呼ばれる出口ダクトが続きます。
流れは螺旋状のケーシングを通ってフランシス水車に入ります。ケーシングの断面積を小さくすることで、流れが全周にわたって均一な速度で水車の中心部に流入するようになります。
次に流れは、外側のステーベーンと内側のガイドベーンという2組のブレードを通過してからランナに入ります。ステーベーンは固定されており、水をランナ部へ導く役割を果たします。また、入口流における渦流の低減にも役立ちます。
ステイベーンとランナの間にあるガイドベーンは、より重要な役割を果たします。ガイドベーンは電力需要に基づいて流量を管理します。しかし、電力需要は時間とともに変動します。ガイドベーンは水流量を制御し、発電量が需要と同期するようにします。さらに、ガイドベーンはランナブレードに向かう流れの角度を制御します。ガイドベーンは、水力を最大限に引き出すために、入口流れの角度が最適な迎え角になるように努めます。