CN102959232A - 水力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供维修容易且可以调整上游侧水位，而且可以得到稳定的发电量的水力发电装置。本发明的水力发电装置(1)包含堵住水道上的流水进行积存且向入水口(8)集水的集水板(6)、可以增减从入水口(8)流入而作用于竖轴水轮机(3)的旋转叶片(33)前端的水流的通水截面积的可动式闸门(5)，通过开闭可动式闸门(5)来增减通水截面积，可以改变上游侧的水位和阻尼孔的开口面积而调整流量，或切断向竖轴水轮机(3)的流水而停止旋转叶片(33)的动作。

Description

水力发电装置

技术领域

本发明涉及可以利用水流进行发电的水力发电装置。

背景技术

到目前为止，本发明的发明人开发了设置在河川或人工水道等中而利用水流进行发电的专利文献1中记载的水力发电装置，且目前已开始设置在小河川或一级河流中。

由于该水力发电装置利用河流等小水力进行发电，因此是可以以高效且低成本进行水力发电的以往没有过的划时代的装置。

然而，在实际设置该水力发电装置后，出现了新的需要改善的部分。其需要改善的部分主要为下面的两点。

其一，是维修问题。由于该水力发电装置通过被设置在有流动的水道上进行水力发电，因此只要一经设置，水轮机在河川等的水不干枯的情况下会持续旋转。利用自然产生的水流来进行发电正是该水力发电装置的优点，但是为了持续维持性能，必须要进行定期维修。由于目前未到维修时期，还没有进行了维修的装置，但假如要进行维修，则需要堵住水流，或者需要用吊车等将该水力发电装置从水道中提起而在陆地进行作业，因此存在维修费事的问题。

其二，是水位变化的问题。根据灌溉期、非灌溉期、或者雨季和旱季等，水道本身的流量有所变化。由于该水力发电装置设置在河川、农田水道等有水流的地方，因此在某种程度上水流被堵住，还会产生上游侧和下游侧的水位变化。并且，由于发电量受上游侧的水位的影响，发电量在水量多的雨季和水量少的旱季发生差异，因此存在不能进行稳定的发电的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-177797号公报

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种维修容易且可以进行上游侧水位的调整，而且可以得到稳定的发电量的水力发电装置。

技术方案

为了达到所述目的，本发明所提供的设置在有流动的水道上而发电的水力发电装置，包含：外壳，具有配置在所述水道的上游侧的入水口、配置在下游侧的排水口以及从入水口连通至排水口的流路；集水板，其设置在所述外壳的入水口的开口边缘，将所述水道上的流水堵住进行积存且向所述入水口集水；竖轴水轮机，具有在所述外壳的流路内被可旋转地支撑的旋转叶片；发电机，其受到所述竖轴水轮机的旋转力而发电；可动式闸门，其通过增减从所述入水口流入并作用于所述竖轴水轮机的旋转叶片前端的水流的通水截面积，从而可以调整积存在所述水道的上游侧的水的水位。

在本发明的水力发电装置中，所述可动式闸门可以考虑如下结构，即，在垂直于所述流路的方向上开闭而增减通水截面积的结构，或者被安装在所述竖轴水轮机的转轴上，通过沿所述旋转叶片的外周开闭而增减通水截面积的结构等。

并且，在本发明的水力发电装置中，最好设有被设置在所述外壳内，使所述入水口的开口面积逐渐减小而使所述流路内的水流增速的增速板。

在这里，所述增速板还可以构成为可以沿竖直方向提升的水闸、可以沿水平方向开闭的滑动闸门、或者以竖轴为中心可旋转的旋转闸门，通过打开该闸门，将所述流路内的水从设置在所述外壳上的排放孔排放到外壳外部。

并且，还可以构成为在所述集水板上设置开闭门扇，通过打开该开闭门扇，使所述水道的上游侧的溢流水不通过所述流路而被排放到下游侧。在此，所述竖轴水轮机可以采用单轴或对置的双轴的双击式水轮机。

有益效果

在本发明的水力发电装置中，特别地，使其具有堵住水道中流动的水进行积存且向入水口集水的集水板、可以增减从入水口流入而作用于竖轴水轮机的旋转叶片前端的水流的通水截面积的可动式闸门。据此，通过开闭可动式闸门而增减通水截面积，可以调整上游侧的水位和阻尼孔的开口面积。因此，具有在不降低发电效率的情况下可以发挥流量调整功能，不会受到水道的水位变化的影响，可以始终进行稳定的水力发电的效果。并且，通过完全关闭可动式闸门，可以切断向竖轴水轮机的流水，停止旋转叶片的动作，因此还具有可以容易进行维修作业的效果。

附图说明

图1为表示本发明的水力发电装置的一个实施方式的俯视图。

图2为图1的B-B线截面图。

图3为表示图1的水力发电装置所具有的竖轴水轮机的结构的立体图。

图4为表示图1的水力发电装置所具有的竖轴水轮机的结构的截面图。

图5为表示图1的水力发电装置的可动式闸门的动作(打开状态和关闭状态)的俯视图。

图6为用于说明图1的水力发电装置的阻尼孔和竖轴水轮机的关系的模式图。

图7为图2的水力发电装置的简化图案，是用于说明流速、阻尼孔的开口面积、有效水位差、流量的关系的图。

图8为图2的水力发电装置的简化图案，是说明上游流量和经阻尼孔的排出流量以及有效水位差的关系的图。

图9为说明来自上游的流量的变化与流速和有效水位差的变化、发电量的变化的相关关系的图。

图10为对一般的水道的水位进行说明的图。

图11为说明当来自上游的流量为Qa、上游水位为Ha、阻尼孔的开口面积为A时，有效水位为H、流速为V、阻尼孔的排出流量为Qb的图。

图12为说明在水道的水量增加时和减少时的水力发电装置的状态的图。

图13为说明在水量减少时，当阻尼孔的开口面积从A1变为A2时的上游水位的状态变化的图。

图14为说明在水量增加时，当阻尼孔的开口面积从A1变为A2时的上游水位的变化的图。

图15为说明使用另一实施方式的集水板来调整水量增加时的上游水位的图。

图16为表示本发明的另一实施方式的图，表示使用了单轴的竖轴水轮机的水力发电装置的俯视图。

图17为表示本发明的另一实施方式的图，(a)为表示齿轮和可动式闸门的位置关系的俯视图，(b)为C-C线截面图。

图18为说明将本发明的水力发电装置设置在宽度较宽的水道上的示例的图。

图19为说明将本发明的水力发电装置设置在宽度较窄的水道上的示例的图。

图20为说明将本发明的水力发电装置设置在无阶梯差且宽度较窄的水道上时的集水板的功能的图，(a)为俯视图，(b)为截面图。

图21为说明将本发明的水力发电装置设置在有阶梯差且宽度较宽的水道上时的集水板的功能的图，(a)为俯视图，(b)为截面图。

图22为说明将本发明的水力发电装置设置在宽度更宽的水道上时的集水板的变形例的图。

图23为说明本发明的水力发电装置的增速板的排放功能的俯视图。

图24为表示本发明的水力发电装置的增速板的变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明实施本发明的最佳实施方式。

图1为表示本发明的水力发电装置的一个实施方式的俯视图。但是，为了容易观察各构件，关于发电机4、滑轮32、42、轮带43、驱动轴41省略部分图示。图2为图1的B-B线截面图。但是，为了明确表示各构件，对齿轮54、可动式闸门5、增速板7省略图示。图3为说明水力发电装置1所具有的竖轴水轮机3的结构的截面图，为了明确可动式闸门5与竖轴水轮机3的位置关系，进行简化而示出。图4为用于说明水力发电装置1所具有的竖轴水轮机3的结构的立体图。

如图1所示，本发明的水力发电装置1具有外壳2，外壳2具有入水口8、排水口9、从入水口8连通至排水口9的流路25，外壳2被设置成入水口8配置在有流动的水道的上游侧，排水口9配置在下游侧而使用。

如图2所示，水力发电装置1包含：具有在壳体2的流路25内被可旋转地支撑的多个旋转叶片33、33、...(下面仅记载为“旋转叶片33”)的竖轴水轮机3；接收竖轴水轮机3的旋转力进行发电的发电机4；可以对从入水口8流入且作用于竖轴水轮机3的旋转叶片33的前端的水流的通水截面积A进行增减的可动式闸门5；把水力发电装置1沉入到水道中进行设置时，堵住水道中流动的水进行存积，而且将所存积的水向入水口8集水的集水板6。

外壳2由上板21、底板22、两张侧板23、23构成，并具有朝上游侧开口的入水口8和朝下游侧开口的排水口9。上板21上设有形成为两个圆弧状的滑动槽24，可动式闸门5构成为由该滑动槽24引导，在使齿形部52(参见图3)插入的状态下可以沿着图中的箭头方向移动。

外壳2内形成有从入水口8连通至排水口9的流路25，该流路25内收容有对置的竖轴水轮机3、3。本实施方式的竖轴水轮机3是具有转轴31和多个旋转叶片33的双击式水轮机，转轴31通过形成在上板21和底板22的轴承26、26可旋转地支撑(参见图4)。需要说明的是，在本实施方式中就竖轴水轮机3、3使用了双击式水轮机，但只要是竖直轴型的水轮机，可以使用其他形式的水轮机。

发电机4构成为安装在转轴31上的滑轮32和安装在自身驱动轴41上的滑轮42通过轮带43连接，如果竖轴水轮机3的转轴31旋转，其旋转力通过轮带43传递到驱动轴41进行发电。该发电机4在每个竖轴水轮机3、3上安装一个。

可动式闸门5为采用两扇扇形的门以轴作为支点进行旋转的方式的扇形闸门(弧形闸门)。该闸门由扇形的主体部51和设置在主体部51的圆弧状齿形部52构成，该扇形的主体部51被竖轴水轮机3的转轴31可旋转地支撑，同时通过轴承53、53安装在转轴31上。齿形部52的上方部分的外周上形成有与齿轮54相啮合的齿形。

集水板6在入水口8的开口边缘成一体或分体设置，用于堵住水道中流动的上游侧的水进行积存。在本发明的水力发电装置1中，一边通过该集水板6积存所堵住的水，一边从入水口8向外壳2的内部流通积存的水。因此，通过可动式闸门5进行了调整的作为开口部分的通水截面积A成为阻尼孔，根据该阻尼孔的开口面积和通过集水板6集水且在上游侧积存的水的水位H，决定作用于竖轴水轮机3的流量。

并且，外壳2内设有如图1所示的相面对而配置的增速板7、7，通过该增速板7、7逐步减小入水口8的开口面积，使流路25内的水流增速。本实施方式的增速板7、7由提升式的水闸构成，通过在竖直方向上提升增速板，可以与底板22之间产生缝隙，可以从该缝隙排放流路25内的水。

接着，参照图5说明如此构成的水力发电装置1中的可动式闸门5的动作。图5为用于说明水力发电装置1的动作的图，(a)表示可动式闸门5、5打开的状态，(b)表示可动式闸门5、5关闭的状态。在此，为了明确表示可动式闸门5、5的状态，省略增速板7、7和其他构件的图示。

如图5(a)所示，当可动式闸门5、5处于全开状态时，此时的通水截面积，即阻尼孔的开口面积为A。下面，将通水截面积A称为阻尼孔，将该阻尼孔的开口面积的状态用A附加数字来表示。

为了从该状态变换到图5(b)中示出的关闭状态，只要使两个齿轮54、54朝着图5(a)中示出的箭头方向旋转即可。如此一来，与齿轮54、54相啮合的齿形部52、52与该旋转联动而在滑动槽5内沿着竖轴水轮机3、3的外周向中央部移动，移动到最后时，齿形部52、52的内侧前端彼此接近。该状态为关闭状态，如果设成该状态，阻尼孔的开口面积大致为零，流通到竖轴水轮机3、3的水被切断，可以使旋转叶片33的旋转动作停止。如果在该状态下进行竖轴水轮机3、3的维修作业，则无需用吊车等将水力发电装置1提升到陆地上，因此可以容易进行维修作业。如果维修作业结束，只要向图5(a)中示出的箭头方向的反方向旋转齿轮54、54，则可以使可动式闸门5、5沿着竖轴水轮机3、3的外周朝外侧(侧板23、23一侧)方向移动。在此，可动式闸门5的形态并不限定于此，也可以是向垂直于流路25的方向移动而进行开闭，并通过该开闭动作来增减通水截面积的结构。

在本发明的水力发电装置1中，如上所述，可以使用可动式闸门5、5来调整阻尼孔的开口面积。根据阻尼孔的原理，如果该阻尼孔的开口面积变小，则通往竖轴水轮机3、3的水量减少，其结果，竖轴水轮机3、3的旋转力似乎会下降，但在本发明中并非如此。基于图6说明其原理。

图6为用于说明水力发电装置1的阻尼孔与竖轴水轮机3、3的关系的模式图。图6(a)表示阻尼孔的开口面积为A1，图6(b)表示阻尼孔的开口面积为A2的情形。

在图6(a)的状态中，通往竖轴水轮机3、3的水通过阻尼孔的开口面积A1的开口部。在该通过的水流中，将水流a引导到两个竖轴水轮机3、3之间的中心的旋转叶片为图6(a)中记载的旋转叶片33a。另外，对两个竖轴水轮机3、3的旋转起到最大作用的旋转叶片为图6(a)中的旋转叶片33b。就是说，左右竖轴水轮机3、3的旋转力的是直接与该旋转叶片33b的前端冲撞的水的流重。

相对于此，在图6(b)的状态，也即使可动式闸门5、5向关闭方向移动而使阻尼孔的开口面积呈小于A1的A2时，水流通过该开口面积A2的开口部。在该情况下，虽然阻尼孔的开口面积变小，但直接流向旋转叶片33b的前端的水量几乎没有变化。如此，在本发明的水力发电装置1中，即使阻尼孔的开口面积变小，也可以使其不会对竖轴水轮机3、3的旋转力产生较大影响。由此，可以一边调整上游侧的水位，一边进行稳定的水力发电，关于其理由，下面将参照图7～图15进行说明。

除了图10的图7～图15均为图2的简化图案。通过集水板6积存上游侧的水，表示该积存的上游侧的水位与从阻尼孔流通的流量及流速的关系。

例举图7进行说明时，如果将来自上游的流量记为Q1、有效水位差记为H1、从阻尼孔排出的水流的流速记为V1、阻尼孔的开口面积记为A1、重力加速度记为g，则流速V1可以通过下式表示。

$V_1=\sqrt{2g{H}_1}$

需要说明的是，在这里，不考虑缩流断面引起的断面收缩。

假设，从阻尼孔排出的流量为流量Q1，则该流量Q1由下式表示。

$Q_1=A_1\sqrt{2g{H}_1}$

因此，如图7所示，当来自上游的流量和阻尼孔的排出流量均为Q1时，通过调整阻尼孔的开口面积，可以调整有效水位。

另外，当来自上游的流量发生变化时，通过调整阻尼孔的开口面积，可以使有效水位差保持一定。

因而，在水道上的水力发电中重要的是，当力求最大发电时，需要使来自上游的流量和阻尼孔的排出流量相同。例如，如图8所示，假设来自上游的流量Q1、Q3少于阻尼孔排出的流量Q2、Q4时，有效水位差H1、H2减少。另外，如果Q1、Q3的一侧多，则有效水位差H1、H2增加。

就水道而言，全年保持一定的水量的例子较少，尤其农业用水在灌溉期、非灌溉期的水量通常变化约2～5倍。并且，该水量的变化对阻尼孔排出的水流的流速V和有效水位差H产生影响。

参照图9说明来自上游的流量的变化对流速V和有效水位差H的变化、还有发电量W＝QgH的变化的相关关系。

通常，发电量W1为W1＝Q5×g×H3。另外，如果来自上游的流量减少，并且阻尼孔的开口面积无法调整，则会导致H4及V4减少。

在这里，关于一般水道的水位将参照图10进行说明。原来的水道功能是针对计划水量决定水道断面形状和水道坡度。一般而言，设定所计划的水道的目的及条件，设计满足该条件的水道断面。满足所设计的目的水道的计划流量(最大、最小)、该计划水量(最大值)的水深Hc。一般而言，Hb为Ha的八成水深。其根据水力计算公式的曼宁式和库特式决定水道断面、水道坡度。此时，通常水道的流速设定为平均流速1.2m/sec～1.5m/sec左右。同时，作为常识，该水道流速应该设计成随着流向下游变得越来越快。维持该水道的功能且并用发电设备将成为水道发电的重要的必要条件。

参照图11说明其表达的意思。该图11以图案化的方式表示当将来自上游的流量为Qa、上游水位为Ha、阻尼孔的开口面积为A时，有效水位为H、流速为V、阻尼孔的排出流量为Qb。作为上游水位的Ha为维持其水道功能的最优先事项。该水位不能超过最大容许水深Hb，而且根据需要使发电量增加时，需要提高上游水道的容积。

接着，参照图12说明水力发电装置在没有调整阻尼孔的开口面积时在水量增加和减少时的状态。在水量增加时，虽然上游水位变为He，但超过Hb的流量+Qc溢流集水板6，不会被用来发电。因此，水量增加时的上游水位He不能超过Hb。另外，在水量减少时，上游水位He会减少，其结果有效水位差H也会减少。因此，因为Qa的减少和H的减少这双重减少，导致降低水力发电装置的发电效率，从而处于减少发电量本身的整体的量的不利状态。

参照图13和图14说明在这种水量减少和水量增加时，本发明的水力发电装置通过调整阻尼孔的开口面积而可以改变上游水位的位置。首先，如图13所示，在水量减少时，当把阻尼孔的开口面积从A 1变更到A2时，理论发电量分别为W1＝Qa×g×H1、W2＝Qa×g×H2，理所当然地得到W1＜W2的发电量。在这里，之所以能够得到W2的发电量，是因为可以将阻尼孔的开口面积从A1变更到A2。即，在此情况下，为了使水面上升至可以维持水道功能的水位，使阻尼孔的排出流量减少即可。即，可以使可动式闸门5向关闭方向移动，以减小阻尼孔的开口面积。只要是能够保持H2的阻尼孔的开口面积A2，则可以得到W2的发电量。

同样地，如果可以将阻尼孔的开口面积扩大以使水量增加时溢流的流量+Qc被用于发电，则可以提高发电量。在此情况下，只要使阻尼孔的排出流量增多，以达到使溢流的流量+Qc不会溢流的水位上即可。即，只要使可动式闸门5向打开方向移动，以使阻尼孔的开口面积变大即可。此时的发电量为W3＝Qa×g×H3、W4＝(Qa+Qc)×g×H4。如此设置时，不会引起上游水位的溢流，进而可以提高最大发电量。

如此，在本发明的水力发电装置中，可以通过开闭可动式闸门来调整阻尼孔的开口面积，因此不会降低水力发电的效率，可以实现发电量的增加和发挥流量调整功能。此外，可以通过完全关闭可动式闸门来阻止流向竖轴水轮机的水，因此可以容易进行维修作业。

需要说明的是，有时存在因增水量多，只靠扩大阻尼孔的开口面积无法防止溢流的情况。在这种情况下，如图15所示，还可以采用在集水板6设置集水板流量调整开口部，通过该开口部将溢流的水排放到下游侧的形态。并且，也可以构成为在集水板6设置开闭门扇(省略图示)，根据水道的水位变化调节开闭门扇的打开程度，从而使水道的上游侧的溢流水不通过流路而被排放到下游侧。

在上述的水力发电装置1中采用了双轴的竖轴水轮机3、3，但也可以采用如图16所示结构的单轴的竖轴水轮机3。该图16中分别图示在采用了单轴的竖轴水轮机3的水力发电装置1中可动式闸门5的打开状态和关闭状态，对于与所述水力发电装置1的结构相同的功能、构件赋予相同的符号。在此，关于结构、动作，几乎与所述的水力发电装置1相同，因此省略详细说明。

可动式闸门5的开闭结构并不限定于此，例如图17所示，也可以是将齿轮配置在下游侧的结构。

在该水力发电装置1中，可动式闸门5与前述实施方式不同，主体51的上板55形成为半圆形状，在其周围形成齿形。并且，如图17(a)所示，该上板55的一部分与主体结合。上板55的齿形部分与齿轮54啮合，如果旋转齿轮54，则上板55被联动而旋转，与前述实施方式相同，可动式闸门5被开闭。

作为旋转齿轮54的方法，在本实施方式中使用手柄57。即，通过在齿轮54的转轴56的上端嵌合手柄57的前端，从而通过对手柄57的抓持部58进行旋转操作，可以使齿轮54旋转。

在此，本发明并不限定于上述实施方式，在不改变发明宗旨的范围内，可以考虑如下各种实施方式。

例如，适应于设置水力发电装置1的水道的状况，可以改变集水板6的形态。如图18所示，当把该水力发电装置1设置在宽度较宽的水道上时，用固定零件61将集水板6的两端部固定在水道的两壁上。在这种情况下，集水板6不仅作为堵住水道上的流水进行积存的单元，还可以作为将外壳2连接、固定到水道上的单元而作用。

相对于此，如图19所示，当把该水力发电装置1设置在宽度较窄的水道上时，将外壳2的两端部直接用固定零件61固定在水道的两壁上。此时，外壳2的前面板27兼具作为固定单元的功能和作为集水板6的功能。

并且，如图20所示，当设置在没有阶梯差且宽度较窄的水道上时，集水板6一边堵住水道上的流水而进行积存，一边使上游侧的水位上升而在水道内制作落差。由此，可以发挥将利用落差而产生的势能作用于外壳2内的竖轴水轮机3的功能。

并且，在图21所示的具有阶梯差且宽度较宽的水道上，如果在阶梯差部分的下游侧设置外壳2，则利用流落阶梯差部分的水的落差，可以将更大的能量作用于竖轴水轮机3上。

此外，当设置在宽度更宽的水道上时，如图22所示，在水道的阶梯差的部分设置取水箱62，在该取水箱62的取水口62a安装集水板6，在排水口62b安装水力发电装置1的外壳2即可。此时，集水板6可以作为朝向垂直于水道的流向的方向的集水板6A，或者作为朝向与水道的流向倾斜预定角度的方向的集水板6B。由此，集水板6不仅起到使上游侧的水位上升而制作落差的作用，还起到将在上游流动的水集中到中央的取水箱62的作用。

并且，虽然在本发明的水力发电装置1中并非是必要的构成，但是作为附加的功能，可以如下所示，使增速板7具有排放功能。

即，在图23中示出的水力发电装置1中，增速板7由提升式水闸构成，外壳2两侧的侧板23、23上开设让水贯通的排放孔28、28。由此，如图所示，在关闭可动式闸门5、5的状态下，通过在竖直方向上提升增速板7、7，可以使流路25内部的水从增速板与底板22之间的缝隙通过排放孔28向外壳2的外部排出。因此，即使将水力发电装置1设置在水道中，也不用阻止水道的水流，即可进行对外壳2内部的竖轴水轮机3或发电机4等部件的维修工作。

并且，作为增速板7的变形例，可以采用图24中示出的形态。该增速板7为具有旋转式开闭门扇71的旋转闸门，在增速板7的中央设有开闭门扇71，该开闭门扇71被支撑为以竖直轴72为中心，可以沿图中的箭头方向旋转。在构成为这种结构时，在关闭可动式闸门5、5的状态下，只要使增速板7的开闭门扇71旋转而处于打开的状态，则可以将流路5内部的水从排放孔28排放到外壳2的外部。在此，具有排放功能的增速板7的形态并不限定于此，也可以采用可以在水平方向上开闭的单开方式或双开方式的滑动闸门(省略图示)。

符号说明：

1水力发电装置

2外壳

21上板

22底板

23侧板

24滑动槽

25流路

26轴承

27前面板

28排放孔

3竖轴水轮机

31转轴

32滑轮

33旋转叶片

4发电机

41驱动轴

42滑轮

43轮带

5可动式闸门

51主体

52齿形部

53轴承

54齿轮

55上板

56转轴

57手柄

58抓持部

6集水板

61固定零件

62取水箱

7增速板

71开闭门扇

72竖直轴

8入水口

9排水口

A阻尼孔(通水截面积)

Claims (6)

1.一种水力发电装置，设置在有流动的水道上进行发电，其特征在于，包含：

外壳，其具有配置在所述水道的上游侧的入水口、配置在下游侧的排水口以及从入水口连通至排水口的流路；

集水板，其设置在所述外壳的入水口的开口边缘，将所述水道上的流水堵住进行积存且向所述入水口集水；

竖轴水轮机，其具有在所述外壳的流路内被可旋转地支撑的旋转叶片；

发电机，其受到所述竖轴水轮机的旋转力而发电；

可动式闸门，其通过增减从所述入水口流入并作用于所述竖轴水轮机的旋转叶片前端的水流的通水截面积，可调整积存在所述水道的上游侧的水的水位。

2.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述可动式闸门构成为，在垂直于所述流路的方向上开闭而增减通水截面积的结构，或者被安装在所述竖轴水轮机的转轴上，通过沿所述旋转叶片的外周开闭而增减通水截面积的结构。

3.根据权利要求1或2所述的水力发电装置，其特征在于，设有被设置在所述外壳内，使所述入水口的开口面积逐渐减小而使所述流路内的水流增速的增速板。

4.根据权利要求3所述的水力发电装置，其特征在于，所述增速板构成为可沿竖直方向提升的水闸、可沿水平方向开闭的滑动闸门、或者以竖直轴为中心可旋转的旋转闸门，通过打开该闸门，将所述流路内的水从设置在所述外壳上的排放孔排放到外壳外部。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的水力发电装置，其特征在于构成为在所述集水板上设置开闭门扇，通过打开该开闭门扇，使所述水道的上游侧的溢流水不通过所述流路而被排放到下游侧。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的水力发电装置，其特征在于，所述竖轴水轮机为单轴或对置的双轴的双击式水轮机。

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