Redigerer Vannkraftverk (avsnitt)

==== Francisturbinen ====
{{Main|Francisturbin}}

[[Image:M vs francis schnitt 1 zoom.jpg|thumb|Tegning som viser gjennomskåret tverrsnitt av en francisturbin med vertikal aksling. Vannet ankommer horisontalt i den spiralformede turbintrommen (blå) som gir vannet rotasjonsbevegelse. I senter av turbintrommen er løpehjulet (rødt) montert. Rundt løpehjulet står ledeskovlene (grønne). Disse kan regulere vannmengden etter pådraget fra full effekt ned til avstengt. Vannet forlater turbinen vertikalt under løpehjulet i et rør som kalles sugerør eller diffusor. Gjengitt med tillatelse fra [[Siemens AG|Voith-Siemens]].]]

Francisturbinen er best egnet for lave og middels høye fallhøyder, fra rundt 40 til 600 meter, i noen tilfeller enda høyere.<ref>[[#Turbiner|Casper Vogt-Svendsen: ''Turbiner'' side 58.]]</ref>. Den har en virkningsgrad på 92 % eller litt høyere. Virkningsgraden varierer noe over pådragsområdet og mer enn for en flerstrålet peltonturbin.<ref>[[#Turbiner|Casper Vogt-Svendsen: ''Turbiner'' side 17.]]</ref>.

Turbinen er oppbygd av en ''spiraltromme'' som har stadig avtrappende diameter. Den ligner derfor på et sneglehus. I midten av denne spiraltrommen står løpehjulet. Langs den indre periferien av spiraltrommen er ledeskovlene montert. Disse kan regulere vannstrømmen inn på løpehjulet fra fullt åpen til stengt. Alle ledeskovlene er mekanisk lenket sammen slik at de beveger seg synkront og kalles ledeapparatet. Ledeskovlene gir vannet en hurtig rotasjonsbevegelse og vannet beveger seg gjennom løpehjulet og utnytter prinsippet om reaksjon. Vannets potensielle- og kinetiske energi (trykk og hastighet) blir avgitt gjennom løpehjulet. I motsetning til peltonturbinen skjer det altså endring av både trykk og hastighet for vannet i denne turbintypen.

Turbinhuset er viktig for å styre vannet gjennom turbinen. Når vannet forlater selve turbinen føres det ned i et rør rett under løpehjulet. Dette røret kan i noen tilfeller være laget for å skape sug under turbinen. Det kalles derfor for et ''sugerør'' eller en ''difusor''. Etter sugerøret føres vannet i en sjakt hvor det endrer retning fra vertikalt til horisontalt. Vannet føres videre ut avløpskanalen og tilbake til vassdraget eller direkte til havet.

Utviklingen av francisturbiner har gått i retning av å gjøre dem så små som mulig. Dette betyr at omdreiningstall og vannhastigheten må økes. Dette kan føre til [[kavitasjon]]serosjon på løpehjulet. Et lavere sug i diffusoren vil redusere faren for kavitasjon. Det er derfor blitt vanlig å plassere francisturbiner noe lavere enn vannspeilet ved utløpet, noe som kalles ''dykking''. Dykkingen måles som den vertikale avstanden fra løpehjulet til vannspeilet ved utløpet.<ref>[[#Turbiner|Casper Vogt-Svendsen: ''Turbiner'' side 56.]]</ref>.

Før 1920 var francisturbinene konstruert av støpejern, så gikk en over til ''støpestål'' og ''klinkede platekonstruksjoner'' i 1930-årene. Utviklingen har videre gått i retning av sveisede platekonstruksjoner.<ref>[[#Turbiner|Casper Vogt-Svendsen: ''Turbiner'' side 56-57.]]</ref>.

Turbinhuset og tilløpsrøret til francisturbinen blir støpt inn i betong i moderne kraftstasjoner. Tidligere var alltid akslingene horisontale og turbinhuset stod montert i kraftstasjonen, dette gjøres i dag bare i små kraftverk.