프랜시스 터빈의 작동 메커니즘
터빈은 바깥쪽 나선형 케이싱과 그 뒤에 스테이 베인이라고 불리는 고정된 날개 세트로 구성됩니다. 그 다음에는 가이드 베인이라고 불리는 움직이는 날개 세트가 있고, 그 다음에는 러너라고 불리는 중앙에 배치된 날개 세트가 있으며, 마지막으로 덕트 드래프트 튜브라고 불리는 배출 덕트가 있습니다.
흐름은 나선형 케이싱을 통해 프랜시스 터빈으로 유입됩니다. 케이싱의 단면적을 줄이면 흐름이 터빈 중앙부로 유입될 때 주변 전체에 걸쳐 균일한 속도를 유지하게 됩니다.
흐름은 런너로 들어가기 전에 두 세트의 블레이드, 즉 외측 스테이 베인과 내측 가이드 베인을 통과합니다. 스테이 베인은 고정되어 있으며 물을 런너 섹션 쪽으로 유도하는 역할을 합니다. 또한 유입 흐름의 소용돌이를 줄이는 데에도 도움이 됩니다.
스테이 베인과 러너 사이에 위치한 가이드 베인은 더 중요한 역할을 합니다. 가이드 베인은 전력 수요에 따라 유량을 조절합니다. 하지만 전력 수요는 시간에 따라 변동합니다. 가이드 베인은 유량을 조절하고 전력 생산이 수요에 맞춰 이루어지도록 합니다. 또한, 가이드 베인은 러너 블레이드를 향하는 유량 각도를 제어합니다. 가이드 베인은 유입 유량 각도가 최적의 받음각이 되도록 하여 최대 수력을 확보합니다.