水力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水力发电装置。
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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I)。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本实公平1-10446号公报
[0008]发明要解决的课题
[0009]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】
[0010]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。
[0011]解决方案
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]发明效果
[0019]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】
[0020]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。
[0021]图2是表示运动引导部以及固定部的图。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]图5是表不水轮机位置调整部的第一变形例的图。
[0027]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】
[0028]图1是表示本发明的实施方式的垂直轴型水力发电装置I的简要结构的图。
[0029]图2是表示运动引导部30以及固定部50的图。
[0030]垂直轴型水力发电装置I例如设置在农业、工业、水道等所使用的水渠C。
[0031]在垂直轴型水力发电装置I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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]垂直轴型水力发电装置I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。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041]运动引导部30与垂直轴型水轮机10 —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。
[0042]运动引导部30具备花键轴31、花键螺母32、33以及轴承36。
[0043]花键轴(轴体)31与旋转轴13 —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。
[0044]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。
[0045]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。
[0046]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。
[0047]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3IA彼此沿周向隔开间隔地配置。
[0048]在转动体旋转槽3IA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3IA为了确保相对于滚珠44的机械强度而实施了淬火。
[0049]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，