Turbin Francis

.2

      Turbin Francis bekerja dengan memakai proses tekanan lebih. Pada waktu air masuk ke roda jalan, sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja di dalam sudu pengarah diubah sebagai kecepatan arus masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimanfaatkan di dalam sudu jalan, dengan adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu jalan dengan semaksimum mungkin. Pada sisi sebelah keluar roda jalan terdapat tekanan kerendahan (kurang dari 1 atmosfir) dan kecepatan aliran air yang tinggi. Di dalam pipa isap kecepatan aliran akan berkurang dan tekanannya akan kembali naik, sehingga air dapat dialirakan keluar lewat saluran air bawah dengan tekanan seperti keadaan sekitarnya.

      Turbin Francis yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam di dalam air. Air yang dimasukan ke dalam turbin air bisa dialirkan melalui pengisian air dari atas atau melalui rumah yang berbentuk spiral. Roda jalan semuanya selalau bekerja. Daya yang dihasilkan turbin air dapat diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah, dengan demikian kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin air bisa diperbesar atau diperkecil. Turbin Francis diletakan dengan posisi poros vertikal atau horizontal.

      Turbin Francis pertama kali di temukan sekitar tahun 1950 oleh orang Amerika yang bernama Howk dan Francis. Sekarang turbin francis adalah yang paling banyak digunakan. Karena tinggi air jatuh dan kapasitas yang paling sering sesuai dengan kebutuhannya. Dari hasil penggunaan dan penelitian terus menerus turbin francis sekarang dapat digunakan untuk tinggi air jatuh sampai 700 m dengan kapasitas air dan kecepatan roda putar yang sudah memenuhi harapan. Kesukaran akan timbul jika air mengandung pasir dan packingnya., bila sampai bagian tersebut aus maka harus dicari kemungkinan menggantinya tanpa turbin terlalu lama berhenti.

          Turbin Francis dapat dibuat dengan kecepatan putar yang sama tingginya, dimana kecepatan putar yang tinggi tersebut menghasilkan keuntungan terhadap berat, harga turbin air dan generatornya. Tidak ada kerugian tinggi air jatuh akibat adanya ruang bebas. Penentuan turbin Francis di dalam bangunan bawah tanah yang baik dan menguntungkan untuk turbin air ini adalah bila tinggi permukaan air bawah sangat berubah-ubah. Efisiensi untuk turbin Francis dengan beban penuh cukup baik, tetapi akan memburuk jika bebannya tidak penuh. Dua gambar turbin Francis dengan daya kecil dan besar.

Gambar 2.4 Turbin Francis dengan daya kecil (Patty, 1995)

Keterangan Gambar 2.4

1.     roda jalan                               17. tuas

2.    cincin labirin                           18. Batang penggerak

3.    cincin labirin kontra                19. Cicncin hantaran

4.    cincin jat arang                       20. Roda penghantar

5.    pipa kuras                              21. Tutup turbin

6.    pengumpul minyak yang berputar         22. Tabung blok bantalan atas

7.    blok bantalan                          23.cincin penutup roda bantalan tengah

8.    bantalan penghantar               24. cincin penutup roda pengarah

9.    saluran aliran kompensator      25. Daun sudu pengarah

10. bordes pelayanan                    26. Cincin roda pengarah

11.  poros turbin                           27. Salauran udara pipa isap

12. kopling                                   28. Pipa isap

13. poros hantar                           29. Rumah keong

14. tabung penutup poros             30. Sudu penyangga

15. titik tangkap servosmotor      31.cincin sudu penyangga

16. cincin penghantar

Gambar 2.5 Turbin Francis dengan daya besar (Patty, 1995)