Francisturbin

Tegning av Francisturbin, gjengitt med tillatelse fra Voith-Siemens

Francisturbin er den mest brukte turbintypen i norske vannkraftverk. Turbinen ble utviklet av den engelske ingeniøren James B. Francis i 1849. Denne turbintypen er best egnet ved middelsstore og store fallhøyder (mellom ca. 30 og 600 m). Er fallhøyden lavere benyttes ofte kaplanturbinen, men hvis fallhøyden er høyere benyttes peltonturbinen. Utseendemessig minner turbinen om et skovlhjul som var vanlig i gamle møller og på hjuldampere.

Prinsipp

I en francisturbin ledes vannet inn på turbinhjulet gjennom et spiralformet rør. Dette fordeler vannet jevnt inn til stag og ledeskovlene. Ledeskovlene sitter rett før turbinhjulet og brukes både til å regulere vannmengden og å øke hastigheten på vannet.

I motsetning til i en peltonturbin er det både trykk- og hastighetsenergi i vannet når det kommer inn i francisturbinen. Reaksjonsgraden ligger ofte rundt 0,5. Gjennom turbinen vris vannstrålen slik at minst mulig energi forsvinner ut av sugerøret. Det er ikke uvanlig at francisturbiner har en virkningsgrad på over 95 %.

Et problem med nesten alle turbiner er kavitasjon. Kavitasjon oppstår når det dannes undertrykk på grunn av strømningsendringer, og det oppstår små dampbobler i vannet. Disse boblene kollapser på overflaten når trykket øker, og forårsaker erosjon. Dette skjer naturligvis i løpet av millisekunder. Problemet er størst i turbiner som opererer i atmosfæretrykk, som peltonturbinen. Francistubiner kan operere helt nedsenket i vann, med avløpet under vannflaten i utløpskammeret. Slik blir kavitasjonsproblemet mindre. Moderne francisturbiner monteres derfor ofte med utløp under nedre vannspeil.

Se også

• Kaplanturbin
• Peltonturbin
• Vannturbin
• Bulbturbin

Eksterne lenker

• Øgaard, Eirik: Francis-turbin Arkivert 10. august 2018 hos Wayback Machine. www.vasskrafta.no, Norsk Vasskraft- og Industristadmuseum. Besøkt 10. august 2018.