Mechanizm działania turbiny Francisa
Turbina składa się z zewnętrznej spiralnej obudowy, po której następuje zestaw stałych łopatek zwanych łopatkami odciągowymi. Następnie znajduje się zbiór ruchomych łopatek zwanych łopatkami kierującymi, następnie kilka centralnie umieszczonych łopatek zwanych wirnikiem i na końcu, kanał wylotowy zwany rurą ssącą kanału.
Przepływ wchodzi do turbiny Francisa przez spiralną obudowę. Zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego obudowy zapewnia, że ​​przepływ wchodzi do centralnej części turbiny z jednolitą prędkością na całym obwodzie.
Następnie strumień przepływa przez dwa zestawy łopatek przed wejściem do kanału, mianowicie – zewnętrzne łopatki odbojowe i wewnętrzne łopatki kierujące. Łopatki odbojowe są zamocowane na stałe i pomagają kierować wodę w stronę kanału. Pomagają również w redukcji zawirowań na wlocie przepływu.
Łopatki kierujące umieszczone pomiędzy łopatkami odciągowymi a wirnikiem odgrywają ważniejszą rolę. Zarządzają one natężeniem przepływu w oparciu o zapotrzebowanie na moc. Jednak zapotrzebowanie na moc zmienia się w czasie. Łopatki kierujące regulują natężenie przepływu wody i zapewniają, że produkcja mocy jest zsynchronizowana z zapotrzebowaniem. Ponadto łopatki kierujące kontrolują kąt przepływu skierowany w stronę łopatek wirnika. Starają się zapewnić, że kąt przepływu wlotowego jest pod optymalnym kątem natarcia, aby wykorzystać maksymalną moc wody.