Francise turbiin on vesiratas, mis kasutab jooksva vee energiat ja muudab selle elektriks. See on sissetuleva voolu reaktsiooni turbiin, tuntud ka kui radiaalvoolu turbiin. See tähendab, et vesi voolab ratta välisküljelt läbi juhtlabade, mis suunavad selle ratta keskosa poole, kus see masinast väljub. Kui vesi voolab, pöörab see turbiini jooksurit, kesksilindrit, millel on keskmiselt üheksa kuni 19 kumerat labataolist kodarat. See liikumine edastatakse võlli kaudu generaatorisse, kus vee energia muundatakse elektriks.
Masina leiutas 1849. aastal Ameerika teadlane James Francis, kelle järgi masin on ka oma nime saanud. Ta viis läbi ulatuslikke katseid veeturbiinide projekteerimisel. Tema leiud võimaldasid tal täiustada olemasolevat sisevoolu reaktsiooniturbiini, suurendades selle efektiivsust üle 90%. See on kõige tõhusam vesiturbiin maailmas ja see on ka kõige laialdasemalt kasutatav.
Franciscuse standardse turbiini konstruktsiooni modifikatsioon kasutas muutuvat veerõhku ja nurkimpulsi jäävuse seadust. Vesi siseneb turbiini kõrgsurveallikast ja voolab läbi spiraali järk-järgult väheneva raadiusega, mille tulemusel selle rõhk ja nurkimment langevad ning kiirus suureneb. Kiiresti liikuv vesi keerutab jooksjat keskmele lähenedes üha suurema jõuga, püüdes vee energiat vähese raiskamisega. Seejärel voolab vesi jooksjast välja ja väljub toru kaudu, mis on mõeldud vee tagasivoolu aeglustamiseks. See võimaldab vett tagasi allikale õrnalt, ilma liigsete hoovuste ja pööristeta.
Lisaks uskumatule efektiivsusele on Francise turbiin populaarne ka oma mitmekülgsuse tõttu. Reguleeritavad juhtlabad reguleerivad sissetulevat veevoolu, hoides jooksja kiirust ja seega ka väljundvõimsust konstantsena, sõltumata lähtevee voolukiiruse muutumisest. Hüdrauliline “pea” on vedeliku energia mõõtühiku massiühiku kohta ja Francise turbiini saab konstrueerida töötama umbes 10–700 meetri kõrgusel. Samuti võib see toota võimsust laias vahemikus mõnest kilovatist kuni peaaegu gigavatini.
Erinevalt vanaaegsest vesirattast on Francise turbiini telg vertikaalne. Ülevalt või horisontaalselt ristlõikelt vaadatuna mõjub masin pisut nagu teokarp. Lisaks võimsuse tootmisele saab seda tüüpi turbiini kasutada ka vee pumpamiseks kõrgemal asuvatesse reservuaaridesse, kus seda saab hiljem läbi turbiini tagasi suunata, et rohkem elektrit toota.