CN104685206A - 水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水力发电装置，该水力发电装置(1)具备：水轮机(10)，其配置在水面(Ws)下；发电机(55)，其通过水轮机(10)的旋转来进行发电；运动引导部(30)，其具有与水轮机(10)的旋转中心(A)同轴配置的轴体(31)，将轴体(31)的旋转传递至发电机(55)，并且使轴体(31)能够在发电机(55)的旋转轴方向上移动；以及水轮机位置调整部(60)，其与水位(Ws)的变动相适地使轴体(31)在上下方向上移动。

Description

水力发电装置
技术领域
本发明涉及一种水力发电装置。
本申请基于2012年8月8日在日本申请的日本特愿2012-176500号而主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
在使用了垂直轴型水轮机(贯流水轮机)的发电装置中，即便水位(水面)上下变化，也需要将水轮机(叶片部)始终配置在水面下(被水浸没)。当水轮机的一部分在水面上露出时，水轮机所受到的负载变得不均匀，有可能使水轮机产生不良情况。
对此，提出有如下技术：通过将发电机固定于浮在水面上的漂浮体，并且在漂浮体的底面侧(下方侧)配置水轮机，由此将垂直轴型水轮机始终配置在水面下(专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本实公平1-10446号公报
发明要解决的课题
然而，在现有的技术中，由于利用漂浮体来支承包含发电机的垂直轴型水力发电装置的整体，因此需要可以获得足够浮力的大型的漂浮体。因此，存在有装置大型化这样的问题。另外，由于垂直轴型水力发电装置的整体浮在水面上，因此包含水轮机在内的装置整体的姿态变得不稳定，存在发电容易变得不稳定这样的问题。另外，由于装置整体的姿态不稳定，因此，存在有维护性、可靠性低劣这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种无需使装置大型化就能够将水轮机可靠地配置在水面下的水力发电装置。
解决方案
本发明的水力发电装置的第一技术方案在于，水力发电装置具备：水轮机，其配置在水面下；发电机，其通过所述水轮机的旋转而进行发电；运动引导部，其具有与所述水轮机的旋转中心同轴配置的轴体，将所述轴体的旋转传递至所述发电机，并且能够使所述轴体在所述发电机的旋转轴方向上移动；以及水轮机位置调整部，其与水位的变动相适地使所述轴体在上下方向上移动。
本发明的水力发电装置的第二技术方案在于，在第一技术方案的基础上，所述运动引导部具备：筒体，其以相对于所述轴体而无法绕轴旋转的方式与所述轴体嵌合，并且使所述轴体能够在所述轴向上移动；以及轴承，其以使所述筒体能够在比水面靠上方的位置处旋转的方式支承所述筒体。
本发明的水力发电装置的第三技术方案在于，在第二技术方案的基础上，所述发电机具备：磁铁部，其与所述筒体连结；以及线圈部，其包围所述磁铁部的外周侧。
本发明的水力发电装置的第四技术方案在于，在第一至第三技术方案中的任一者的基础上，所述水轮机位置调整部是经由轴承而与所述运动引导部连结的线性致动器。
本发明的水力发电装置的第五技术方案在于，在第一至第三技术方案中的任一者的基础上，所述水轮机位置调整部具备：齿条，其形成于所述运动引导部；小齿轮，其与所述齿条卡合；以及旋转致动器，其使所述小齿轮旋转。
本发明的水力发电装置的第六技术方案在于，在第一至第三技术方案中的任一者的基础上，所述水轮机位置调整部是经由轴承而与所述运动引导部连结的浮体。
发明效果
本发明的水力发电装置能够不使装置大型化且将水轮机可靠地配置在水面下。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的垂直轴型水力发电装置的简要结构的图。
图2是表示运动引导部以及固定部的图。
图3A是表示旋转式滚珠花键轴承的详细结构的图，是表示花键轴以及花键螺母等的图。
图3B是表示旋转式滚珠花键轴承的详细结构的图，是表示一对角接触轴承等的图。
图4A是表示水位上下变化时的垂直轴型水力发电装置的动作的图，是表示在水渠中流动的水的水位低的情况的图。
图4B是表示水位上下变化时的垂直轴型水力发电装置的动作的图，是表示在水渠中流动的水的水位高的情况的图。
图5是表示水轮机位置调整部的第一变形例的图。
图6是表示水轮机位置调整部的第二变形例的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式的垂直轴型水力发电装置1的简要结构的图。
图2是表示运动引导部30以及固定部50的图。
垂直轴型水力发电装置1例如设置在农业、工业、水道等所使用的水渠C。
在垂直轴型水力发电装置1中，垂直轴型水轮机10配置在比水渠C的水面Ws靠下方的位置。垂直轴型水轮机10配置为在水渠C中被水浸没。
垂直轴型水轮机10配置为旋转轴13的中心轴(旋转中心)A朝向铅垂方向。在旋转轴13中的、在水上露出的部位处间接地连结发电机55。
发电机55将垂直轴型水轮机10的旋转力(机械能)转换为电能。发电机55使用在水渠C中流动的水W的力来进行发电。
垂直轴型水力发电装置1具备垂直轴型水轮机10、运动引导部30、固定部50以及水轮机位置调整部60。
运动引导部30将垂直轴型水轮机10的旋转传递至发电机55，并且使垂直轴型水轮机10能够在上下方向上移动。
固定部50配置在水渠C的上方，支承垂直轴型水轮机10以及运动引导部30，并且利用发电机55进行发电。
水轮机位置调整部60与水位(水面Ws)的变化相对应地使运动引导部30工作。
垂直轴型水轮机10是所谓的Gyro-mill型风车。垂直轴型水轮机10呈矩形板状或者带板状，具有多个沿铅垂方向延伸的桨片11。垂直轴型水轮机10具有沿着中心轴A配置的旋转轴13。
多个桨片11绕中心轴A沿周向均等地隔开间隔进行配置。各桨片11经由与其两端连接的一对臂12而与旋转轴13的外周面连结。多个桨片11形成为接受水W时产生升力的形状。利用该升力，垂直轴型水轮机10(旋转轴13)绕中心轴A进行旋转。
垂直轴型水轮机10相对于水的流动的方向不具有依存性。相对于来自任意方向的水W，垂直轴型水轮机10皆能够绕中心轴A进行旋转。
运动引导部30与垂直轴型水轮机10一并旋转，使垂直轴型水轮机10能够在中心轴A方向上移动。运动引导部30将垂直轴型水轮机10的旋转传递至发电机55，并且能够使垂直轴型水轮机10与水位(水面Ws)的变化对应地在上下方向上移动。
运动引导部30具备花键轴31、花键螺母32、33以及轴承36。
花键轴(轴体)31与旋转轴13一体地形成。花键螺母(筒体)32、33配置于花键轴31。轴承36与花键螺母33嵌合。
轴承34、35、36以使花键螺母32、33能够相对于固定部50旋转的方式对其支承。运动引导部30具备共用有一个花键轴31的两个旋转式滚珠花键轴承40。
图3A是表示旋转式滚珠花键轴承40的详细结构的图，是表示花键轴31以及花键螺母32等的图。
图3B是表示旋转式滚珠花键轴承40的详细结构的图，是表示一对角接触轴承34、35等的图。
如图3A所示，在花键轴31的外周面形成多个沿着其延伸方向延伸的转动体旋转槽31A。多个转动体旋转槽31A至少形成在与花键螺母32对应的位置。多个转动体旋转槽31A彼此沿周向隔开间隔地配置。
在转动体旋转槽31A上，花键螺母32的多个滚珠44配置为能够转动。转动体旋转槽31A为了确保相对于滚珠44的机械强度而实施了淬火。
花键螺母32具备外筒43、多个滚珠44以及保持器45。外筒43与花键轴31间隙配合。多个滚珠44以能够滚动运动的方式介于花键轴31与外筒43之间。保持器45组装于外筒43，使配置于滚珠循环路径的多个滚珠44排列。
在外筒43的内周面上，形成与花键轴31的转动体旋转槽31A对置地、沿其延伸方向延伸的多条负载转动体旋转槽。在外筒43的轴线方向的两端，分别设有用于向外筒43组装保持器45的扣环46。
滚珠循环路径由负载转动体旋转路径、一对方向转换路径47以及返回通路(无负载转动体旋转路径)48构成。滚珠循环路径成为扁平的环状或者环形跑道状。
负载转动体旋转路径由花键轴31的转动体旋转槽31A与外筒43的负载转动体旋转槽构成。一对方向转换路径47形成于保持器45。返回通路48形成在保持器45与外筒43之间。
伴随着花键轴31相对于花键螺母32的相对直线运动，滚珠44在负载转动体旋转路径中进行滚动运动。
滚珠44滚动至负载转动体旋转槽的一端时，利用保持器45将其从转动体旋转槽31A中捞起。滚珠44在经由U字状的方向转换路径47之后，改变方向而进入与负载转动体旋转槽平行地延伸的返回通路48。
滚珠44通过返回通路48时，在经由相反侧的方向转换路径47之后，再次返回转动体旋转槽31A。
返回通路48形成在保持器45与外筒43之间，因此在返回通路48中滚珠44与转动体旋转槽31A不接触。
花键螺母32与花键轴31能够相对地直线移动。
另一方面，在花键螺母32的负载转动体旋转槽与花键轴31的转动体旋转槽31A之间夹有多个滚珠44，因此花键螺母32限制花键轴31绕其轴线进行旋转。
花键螺母32与花键轴31限制彼此的绕轴的相对旋转。
如图3B所示，在外筒43的外周面的两端侧设有轴承34、35。由此，花键轴31以及花键螺母32成为一体而能够绕轴旋转。
花键螺母32与花键轴31在彼此的绕轴的相对旋转受到限制的状态下，成为一体而绕轴旋转。当花键轴31绕轴旋转时，花键螺母32(33)也与其一体地绕轴进行旋转。
如图1以及图2所示，运动引导部30的轴承34、35、36相对于固定部50固定。轴承34、35、36将共用一个花键轴31的两个旋转式滚珠花键轴承40支承为相对于固定部50能够旋转。
两个花键螺母32、33在比水面Ws靠上方的位置，沿铅垂方向排列配置。相对于两个花键螺母32、33而插入花键轴31的上端侧。
轴承34、35是一对角接触轴承。轴承36是径向轴承。一对角接触轴承34、35配置在固定部50的下方侧，径向轴承36配置在固定部50的上方侧。
在两个花键螺母32、33之间配置发电机55。发电机55与花键螺母32、33连结。
一对角接触轴承34、35不具有内圈。在花键螺母32的外筒的外周面直接形成供角接触轴承34、35的滚珠旋转的行进槽。
在花键螺母32的外筒的两端分别设有凸缘32F。供轴承34、35的滚珠旋转的行进槽分别形成在凸缘32F的附近。
在一对角接触轴承34、35的外圈彼此之间设有圆筒形的衬圈37。
径向轴承36嵌合于花键螺母33的外筒。在花键螺母33的外筒的一端(下端)设有凸缘33F。在该凸缘33F上抵接有径向轴承36的内圈。
固定部50具备支承框架51以及发电机55等。支承框架51架设在水渠C的两岸之间。支承框架51支承垂直轴型水轮机10与运动引导部30。
在支承框架51的内部设置发电机55。
支承框架51具备支承板52、圆筒形的外壳部53以及环构件54。
支承板52架设在水渠C的两岸之间。圆筒形的外壳部53配置在支承板52的上表面上。环构件54配置在外壳部53的上端面上。
圆形的贯通孔52A沿着垂直方向形成在支承板52上。花键螺母32经由轴承34、35配置在贯通孔52A中。贯通孔52A具有与花键螺母32几乎相同的长度，在该贯通孔52A的内周面上嵌合配置轴承34、35的外圈。在贯通孔52A的下方侧配置轴承34，在上方侧配置轴承35。
在轴承35的外圈形成凸缘35F。该凸缘35F与支承板52的上表面抵接，通过螺栓固定在支承板52上。
外壳部53与支承板52的贯通孔52A的中心轴同轴配置。
外壳部53的中心孔53H的内径比轴承35的外圈的凸缘35F的直径稍大。由此，在中心孔53H的下方侧收容轴承35的外圈的凸缘35F。
花键螺母33经由轴承36配置在中心孔53H的上方侧。轴承36的外圈嵌合配置在中心孔53H的内周面。
在外壳部53的上端面配置环构件54。环构件54的一部分与外壳部53的中心孔53H嵌合，并且与轴承36的外圈抵接。环构件54的凸缘54F与外壳部53的上端面抵接，通过螺栓固定于外壳部53。
发电机55将通过花键轴31的旋转而获得的旋转力(机械能)转换为电能而进行发电。
发电机55具备磁转子56以及定子线圈57等。磁转子56配置在两个花键螺母32、33之间。定子线圈57配置在固定部50的外壳部53的内部。
磁转子(磁铁部)56被夹持在两个花键螺母32、33的端面彼此之间。
磁转子56并不限于被夹持在两个花键螺母32、33之间的情况。例如，磁转子56也可以是使用螺栓等紧固机构而相对于凸缘32F、33F结合的情况。
磁转子56与花键轴31隔开微小间隙进行配置。因此，磁转子56与两个花键螺母32、33成为一体而绕中心轴A进行旋转。
另一方面，磁转子56在花键轴31沿上下方向移动的情况下也不进行移动，而是与两个花键螺母32、33成为一体而保持于固定部50。
磁转子56具备多个磁铁56M等。多个磁铁56M在绕中心轴A的周向上均等地隔开间隔进行配置。各磁铁56M借助支承构件56S被保持为向外周侧露出。支承构件56S夹持在两个花键螺母32、33的端面彼此之间。
定子线圈(线圈部)57配置在外壳部53的内部。定子线圈57与磁转子56的外周侧隔开微小间隙而以包围磁转子56的方式配置。
定子线圈57具备多个线圈57C等。多个线圈57C在绕中心轴A的周向上均等地隔开间隔进行配置。各线圈57C以向外壳部53的中心孔53H的内周侧露出的方式进行配置。从中心轴A到各线圈57C的表面的距离被设定为与中心孔53H的半径几乎相同。
当垂直轴型水轮机10接受水W而使花键轴31绕中心轴A旋转时，与花键轴31连结的两个花键螺母32、33绕中心轴A进行旋转。磁转子56也与两个花键螺母32、33成为一体，绕中心轴A进行旋转。
磁转子56相对于定子线圈57绕中心轴A进行旋转，由此在磁转子56与定子线圈57之间产生电磁感应而进行发电。
水轮机位置调整部60在花键轴31的上端具备连结板61、一对电动缸63、水位传感器64以及驱动控制部(未图示)等。
连结板61借助轴承62而水平配置。一对电动缸63配置在连结板61与固定部50之间。水位传感器64检测水渠C的水面Ws的位置(水位)。驱动控制部基于来自水位传感器64的检测结果而控制一对电动缸63使其驱动。
在花键轴31的上端嵌合轴承62，此外，板形的连结板61经由轴承62与花键轴31连结。因此，连结板61在花键轴31旋转的情况下也不会进行旋转。
在连结板61的两端连结一对电动缸63的杆63A。
一对电动缸(线性致动器)63分别沿着垂直方向相对于花键轴31的中心轴A对称配置。
一对电动缸63的缸体部63B固定在固定部50的环构件54的上表面上。一对电动缸63带有制动器，能够保持从缸体部63B突出的杆63A的位置(突出长度)。
水位传感器64是从陆地上使用激光来检测水面Ws的位置的光学式传感器。也可以替代光学式传感器，使用配置在水渠C的底面而根据水W的水压来测定水面Ws的位置的压力传感器。
基于来自水位传感器64的检测结果而使驱动控制部(未图示)控制一对电动缸63使其驱动，由此能够使花键轴31的位置与水位相适地上下移动。这样控制的取样频率例如是数分周期即可。
图4A是表示水位(水面Ws)上下变化时的垂直轴型水力发电装置1的动作的图，是表示在水渠C中流动的水W的水位低的情况的图。
图4B是表示水位(水面Ws)上下变化时的垂直轴型水力发电装置1的动作的图，是表示在水渠C中流动的水W的水位高的情况的图。
在垂直轴型水力发电装置1中，垂直轴型水轮机10位于比水面Ws靠下方的位置。垂直轴型水轮机10完全被水浸没。
因此，花键轴31的下端侧也被水浸没。另一方面，由于利用水轮机位置调整部60使与垂直轴型水轮机10连结的花键轴31上下移动，因此花键轴31的上端侧始终位于比水面Ws靠上方的位置(参照图1)。
垂直轴型水轮机10接受在水渠C中流动的水W而绕中心轴A进行旋转。与垂直轴型水轮机10连结的花键轴31也绕中心轴A进行旋转。
由此，配置于花键轴31的两个花键螺母32、33绕中心轴A进行旋转。另外，两个花键螺母32、33所夹持的磁转子56也绕中心轴A进行旋转。
垂直轴型水轮机10、旋转式滚珠花键轴承40以及磁转子56成为一体而绕中心轴A进行旋转。这样，在与旋转式滚珠花键轴承40连结的发电机55(磁转子56)中传递垂直轴型水轮机10的旋转。
如图4A所示，在水渠C中流动的水W的水位降低的情况下，在垂直轴型水力发电装置1中，利用水轮机位置调整部60使运动引导部30工作，使垂直轴型水轮机10与水位相适地向下方移动。当水W的水位降低时，垂直轴型水轮机10、花键轴31、连结板61以及电动缸63的杆63A成为一体而向下方移动。
水轮机位置调整部60检测水面Ws的变化(水位的降低)，与该变化相适地控制电动缸63，因此使垂直轴型水轮机10以及花键轴31与水位的降低相适地朝向水渠C的下方移动。
另一方面，花键螺母32、33以及发电机55在水W的水位降低的情况下也不改变其位置姿态，维持其位置姿态。花键轴31相对于花键螺母32、33进行移动，因此花键螺母32、33以及发电机55的位置姿态不发生变化。
因此，即便在水渠C中流动的水W的水位降低，在垂直轴型水力发电装置1中，也不会使垂直轴型水轮机10在水面Ws上露出，因此垂直轴型水轮机10均等地接受水W而进行旋转。因而，在垂直轴型水轮机10不受损伤等的前提下能够持续维持高效的发电。
如图4B所示，在水渠C中流动的水W的水位变高的情况下，在垂直轴型水力发电装置1中，利用水轮机位置调整部60使运动引导部30工作，使垂直轴型水轮机10与水位相适地向上方移动。当水W的水位增高时，垂直轴型水轮机10、花键轴31、连结板61以及电动缸63的杆63A成为一体而向上方移动。
水轮机位置调整部60检测水面Ws的变化(水位的上升)，与该变化相适地控制电动缸63，因此使垂直轴型水轮机10以及花键轴31与水位的上升相适地朝向水渠C的上方移动。
如上所述，花键螺母32、33以及发电机55在水W的水位增高的情况下也不会改变其位置姿态，而是维持其位置姿态。由于花键轴31相对于花键螺母32、33移动，因此花键螺母32、33以及发电机55的位置姿态不发生变化。
因此，即使在水渠C中流动的水W的水位增高，在垂直轴型水力发电装置1中，由于垂直轴型水轮机10距离水面Ws的位置(浸水深度)是恒定的，也能够使垂直轴型水轮机10均等地接受水W而持续维持高效的发电。
如以上说明的那样，在垂直轴型水力发电装置1中，即使在水渠C中流动的水W的水位上下变化，由于通过水轮机位置调整部60使运动引导部30工作，因此也能够使垂直轴型水轮机10始终被水浸没。因此，能够可靠地避免垂直轴型水轮机10在水面Ws上露出而受到不均匀的水力造成损伤的情况。而且，通过使垂直轴型水轮机10始终被水浸没而垂直轴型水轮机10均等地接受水W而进行旋转，因此能够持续维持有效的发电。
在垂直轴型水力发电装置1中，由于运动引导部30具有旋转式滚珠花键轴承40，因此能够使垂直轴型水轮机10与水面Ws的变动相适地顺畅地上下移动。
能够将垂直轴型水轮机10的旋转可靠地传递至发电机55，能够持续维持高效的发电。
由于发电机55的磁转子56与运动引导部30(旋转式滚珠花键轴承40)的花键螺母32、33连结，因此能够将垂直轴型水轮机10的旋转可靠地传递至发电机55。
发电机55的磁转子56被一对花键螺母32、33夹持，因此能够将磁转子56与花键螺母32、33可靠地连结。
在水轮机位置调整部60中，由于相对于运动引导部30(花键轴31)连结有电动缸63，因此能够与水位的变动相适地使垂直轴型水轮机10主动且可靠地被水浸没。水轮机位置调整部60配置于固定部50，因此维护性优异。
也可以替代电动缸63而使用其他线性致动器。例如，也可以使用多级式或者无级式气缸。例如，也可以使用旋转马达与滚珠丝杠组合而成的直动机构。
这样，能够使用多种多样的线性致动器，因此能够与垂直轴型水轮机10的重量等相适地构筑适当的水轮机位置调整部160。
接下来，对水轮机位置调整部的第一变形例进行说明。
图5是表示水轮机位置调整部的第一变形例(水轮机位置调整部160)的图。
水轮机位置调整部160由配置在花键轴31的外周侧的圆环形的漂浮体161以及配置在花键轴131与漂浮体161的内周面之间的轴承162构成。
轴承162的内圈在比垂直轴型水轮机10稍微靠上方的位置相对于花键轴31固定。作为轴承162而例如使用防水型的轴承。
漂浮体(浮体)161例如是由发泡聚苯乙烯等合成树脂材料构成的、在水面Ws上漂浮的低密度构件。在漂浮体161的浮力的作用下使花键轴31的上端侧比水面Ws向上方露出。
漂浮体161的形状、浮力等能够在不使花键轴31的上端侧被水浸没的范围内适当变更。由此，漂浮体161并不限于由发泡聚苯乙烯形成的情况，也可以是救生圈那样的袋体。也可以是由金属材料形成的罐形状的构件。
这样，在漂浮体161的浮力的作用下，使花键轴31的上端侧比水面Ws向上方露出，因此即便水位(水面Ws)上下变化，与花键轴31的下端侧连结的垂直轴型水轮机10也始终处于被水浸没的状态。
漂浮体161相对于花键轴31以绕中心轴A经由轴承162能够旋转的方式连接，因此即使花键轴31绕中心轴A进行旋转，漂浮体161也不会旋转。因此，不会因漂浮体161的存在而阻碍垂直轴型水轮机10的旋转。因而，发电机55能够接受来自在不会受到损失的前提下良好旋转的垂直轴型水轮机10的旋转力(机械能)，从而进行发电。因此，垂直轴型水力发电装置1能够进行高效的发电。
在水轮机位置调整部160中，由于相对于运动引导部30(花键轴31)经由轴承162而连结有漂浮体161，因此能够与水位的变动相适地使垂直轴型水轮机10可靠地被水浸没。
圆环形的漂浮体161经由轴承162与花键轴31(垂直轴型水轮机10)连结，因此不会阻碍垂直轴型水轮机10的旋转，能够进行高效的发电。
由于发电机55不会与水位相适地上下移动，因此维护性优异。与发电机55连接的电缆类也不会上下移动，因此可靠性提高。
接下来，对水轮机位置调整部的第二变形例进行说明。
图6是表示水轮机位置调整部的第二变形例(水轮机位置调整部260)的图。
水轮机位置调整部260具备齿条261，一对小齿轮262、一对旋转马达263、一对线性马达264、水位传感器265以及驱动控制部(未图示)等。
齿条261形成在花键轴31的上端外周面。一对小齿轮262与齿条261啮合。一对旋转马达263使一对小齿轮262旋转。一对线性马达264使一对旋转马达263相对于齿条261(花键轴31)紧贴以及分离。水位传感器265检测水渠C的水面Ws的位置(水位)。驱动控制部基于来自水位传感器265的检测结果而控制旋转马达263以及线性马达264使其驱动。
齿条261形成在花键轴31的上端外周面的整面(整周)上。齿条261从花键轴31的大致上端朝向下方而形成为与花键轴31的上下移动距离对应的长度(范围)。
一对小齿轮262各自的旋转轴朝向水平方向，相对于花键轴31的中心轴A对称配置。
一对旋转马达(旋转致动器)263朝向水平方向，配置在固定部50的环构件54的上表面。
一对线性马达264配置在一对旋转马达263与环构件54之间。一对线性马达264用于使与各个旋转马达263连结的小齿轮262相对于齿条261紧贴或者分离。
设置未图示的落下防止部，该落下防止部在使与旋转马达263连结的小齿轮262与齿条261分离时防止花键轴31的落下。
水位传感器265是与水位传感器164相同地、从陆地上使用激光来检测水面Ws的位置的光学式传感器。也可以替代光学式传感器，使用配置在水渠C的底面而根据水W的水压来测量水面Ws的位置的压力传感器。
在水位具有变化的情况下，基于来自水位传感器265的检测结果而使驱动控制部(未图示)驱动一对线性马达264，使同旋转马达263连结的小齿轮262与形成于花键轴31的齿条261紧贴。通过驱动控制部控制旋转马达263使其驱动，能够使花键轴31的位置与水位相适地上下移动。
另一方面，在水位未发生变化的情况下，驱动控制部(未图示)驱动一对线性马达264，维持与旋转马达263连结的小齿轮262从花键轴31(齿条261)分离的状态。这样的控制的取样频率例如是数分周期即可。
在水轮机位置调整部260中，相对于运动引导部30(花键轴31)连结有齿条与小齿轮机构，因此能够与水位的变动相适地、使垂直轴型水轮机10主动且可靠地被水浸没。水轮机位置调整部260配置于固定部50，因此维护性优异。
作为水轮机位置调整部的其他变形例，也可以在花键轴31的上端紧固有眼螺栓，在该有眼螺栓上连结起重机等，使花键轴31上下移动。
在上述实施方式中示出的各构成构件的各形状、组合等仅是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。
垂直轴型水轮机10不限于Gyro-mill型。也可以是直线翼型、Darrieus型、Savonius型、Paddle型、横流型、S型转子型等。
旋转式滚珠花键轴承40中的、花键轴以及花键螺母能够变更。例如，也可以替代花键轴以及花键螺母而使用滑键或锯齿型花键、滑动花键。
旋转式滚珠花键轴承40也可以是所谓的端隙形式的滚珠花键轴承。
对旋转轴13与花键轴31由一根轴构件形成的情况进行了说明，但不限于此。也可以是旋转轴13与花键轴31由单独的轴构件形成且对上述多个轴构件进行焊接的情况。
与相对于花键螺母32直接组装角接触轴承34、35相同地，也可以相对于花键螺母33直接组装径向轴承36。
轴承62不限于推力轴承，也可以是角接触轴承。
附图标记说明如下：
1  垂直轴型水力发电装置；
10  垂直轴型水轮机(水轮机)；
13  旋转轴；
30  运动引导部；
31  花键轴(轴体)；
32、33  花键螺母(筒体)；
34、35  角接触轴承；
36  径向轴承；
40  旋转式滚珠花键轴承；
55  发电机；
56  磁转子(磁铁部)；
57  定子线圈(线圈部)；
60  水轮机位置调整部；
61  漂浮体(浮体)；
62  轴承；
160  水轮机位置调整部；
162  轴承；
163  电动缸(线性致动器)；
260  水轮机位置调整部；
261  齿条；
262  小齿轮；
263  旋转马达(旋转致动器)；
A  中心轴(旋转中心)；
C  水渠；
W  水；
Ws  水面、水位

Claims (6)

1.一种水力发电装置，其中，
所述水力发电装置具备：
水轮机，其配置在水面下；
发电机，其通过所述水轮机的旋转而进行发电；
运动引导部，其具有与所述水轮机的旋转中心同轴配置的轴体，将所述轴体的旋转传递至所述发电机，并且使所述轴体能够在所述发电机的旋转轴方向上移动；
水轮机位置调整部，其与水位的变动相适地使所述轴体在上下方向上移动。
2.根据权利要求1所述的水力发电装置，其中，
所述运动引导部具备：
筒体，其以相对于所述轴体而无法绕轴旋转的方式与所述轴体嵌合，并且使所述轴体能够在所述轴向上移动；以及
轴承，其以使所述筒体能够在比水面靠上方的位置处旋转的方式支承所述筒体。
3.根据权利要求2所述的水力发电装置，其中，
所述发电机具备：
磁铁部，其与所述筒体连结；以及
线圈部，其包围所述磁铁部的外周侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水力发电装置，其中，
所述水轮机位置调整部是经由轴承而与所述运动引导部连结的线性致动器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的水力发电装置，其中，
所述水轮机位置调整部具备：
齿条，其形成于所述运动引导部；
小齿轮，其与所述齿条卡合；以及
旋转致动器，其使所述小齿轮旋转。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的水力发电装置，其中，
所述水轮机位置调整部是经由轴承而与所述运动引导部连结的浮体。
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