उझबेकिस्तानमधील पर्यायी ऊर्जा जलविद्युत जनरेटर ५०० किलोवॅट फ्रान्सिस हायड्रो टर्बाइन जनरेटर

फ्रान्सिस टर्बाइनची व्याख्या म्हणजे आवेग आणि अभिक्रिया टर्बाइनचे संयोजन, जिथे ब्लेड फिरतात आणि त्यातून वाहणाऱ्या पाण्याच्या अभिक्रिया आणि आवेग बलाचा वापर करून अधिक कार्यक्षमतेने वीज निर्मिती करतात. मध्यम किंवा मोठ्या प्रमाणात जलविद्युत केंद्रांमध्ये वीज निर्मितीसाठी फ्रान्सिस टर्बाइनचा वापर बहुतेकदा केला जातो.
या टर्बाइनचा वापर २ मीटरपेक्षा कमी आणि ३०० मीटरपर्यंत उंचीच्या हेडसाठी करता येतो. याव्यतिरिक्त, हे टर्बाइन फायदेशीर आहेत कारण ते आडव्या स्थितीत असताना तितकेच चांगले काम करतात जितके ते उभ्या स्थितीत असताना करतात. फ्रान्सिस टर्बाइनमधून जाणारे पाणी दाब कमी करते, परंतु कमी-अधिक प्रमाणात त्याच वेगाने राहते, म्हणून ते रिअॅक्शन टर्बाइन मानले जाईल.

प्रत्येक फ्रान्सिस टर्बाइनच्या मुख्य घटक आकृतीचे वर्णन खालीलप्रमाणे आहे.

स्पायरल आवरण
सर्पिल आवरण हे टर्बाइनमध्ये पाणी प्रवेश माध्यम आहे. जलाशयातून किंवा धरणातून वाहणारे पाणी या पाईपमधून उच्च दाबाने जाण्यासाठी बनवले जाते. टर्बाइनचे ब्लेड वर्तुळाकार ठेवलेले असतात, म्हणजेच टर्बाइनच्या ब्लेडवर आदळणारे पाणी कार्यक्षमतेने आदळण्यासाठी वर्तुळाकार अक्षात वाहत असले पाहिजे. म्हणून सर्पिल आवरण वापरले जाते, परंतु पाण्याच्या वर्तुळाकार हालचालीमुळे त्याचा दाब कमी होतो.
समान दाब राखण्यासाठी आवरणाचा व्यास हळूहळू कमी केला जातो, अशा प्रकारे, धावण्याच्या ब्लेडवर एकसमान संवेग किंवा वेग येतो.

स्टे व्हेन्स
स्टे अँड गाईड व्हॅन पाणी रनर ब्लेडकडे नेतात. स्टे व्हॅन त्यांच्या स्थानावर स्थिर राहतात आणि रेडियल फ्लोमुळे पाण्याचे फिरणे कमी करतात, कारण ते रनर ब्लेडमध्ये प्रवेश करते, त्यामुळे टर्बाइन अधिक कार्यक्षम बनते.

मार्गदर्शक व्हेन्स
मार्गदर्शक व्हॅन स्थिर नसतात, ते कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी टर्बाइन ब्लेडवर पाण्याचा आदळण्याचा कोन नियंत्रित करण्यासाठी आवश्यकतेनुसार त्यांचा कोन बदलतात. ते रनर ब्लेडमध्ये पाण्याचा प्रवाह दर देखील नियंत्रित करतात ज्यामुळे टर्बाइनवरील भारानुसार टर्बाइनचे पॉवर आउटपुट नियंत्रित होते.

धावणारे ब्लेड्स
रनर ब्लेड हे कोणत्याही फ्रान्सिस टर्बाइनचे हृदय असतात. हे असे केंद्र आहेत जिथे द्रव आदळतो आणि आघाताच्या स्पर्शिक बलामुळे टर्बाइनचा शाफ्ट फिरतो, ज्यामुळे टॉर्क निर्माण होतो. इनलेट आणि आउटलेटवर ब्लेड अँगलच्या डिझाइनकडे बारकाईने लक्ष देणे आवश्यक आहे, कारण हे वीज उत्पादनावर परिणाम करणारे प्रमुख पॅरामीटर्स आहेत.
रनर ब्लेडचे दोन भाग असतात. खालचा अर्धा भाग पाण्याच्या आवेग क्रियेचा वापर करून टर्बाइन फिरवण्यासाठी एका लहान बादलीच्या आकारात बनवला जातो. तर ब्लेडचा वरचा भाग त्यातून वाहणाऱ्या पाण्याच्या प्रतिक्रिया बलाचा वापर करतो. रनर या दोन्ही बलांमधून फिरतो.

ड्राफ्ट ट्यूब
रिएक्शन टर्बाइनच्या रनरच्या बाहेर पडण्याच्या वेळी असलेला दाब हा साधारणपणे वातावरणाच्या दाबापेक्षा कमी असतो. बाहेर पडण्याच्या वेळी असलेले पाणी थेट टेलरेसमध्ये सोडले जाऊ शकत नाही. टर्बाइनच्या बाहेर पडण्याच्या ठिकाणापासून टेलरेसमध्ये पाणी सोडण्यासाठी हळूहळू वाढणाऱ्या क्षेत्राची नळी किंवा पाईप वापरली जाते.
वाढत्या क्षेत्राच्या या नळीला ड्राफ्ट ट्यूब म्हणतात. नळीचे एक टोक धावणाऱ्याच्या आउटलेटशी जोडलेले असते. तथापि, दुसरे टोक टेल-रेसमध्ये पाण्याच्या पातळीपेक्षा खाली बुडलेले असते.