1.本实用新型属于水力发电技术领域，具体涉及一种水轮。
背景技术：2.水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。水轮发电机由水轮机驱动，它的转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，除一般发电外，特别宜于作为调峰机组和事故备用机组，水轮发电机组的最大容量已达80万千瓦。
3.在现有技术中，有申请号为201810323370.7的一种大型的重力式水轮发电机组设备，该发明创造通过水轮支撑杆连接中轴，使中轴设置在支撑钢圈的中心点上，以实现水轮的正常工作，但这种设置方式使中轴完全承受来自水轮自身的重力以及水流的冲击力，导致中轴的轴身局部所受剪切应力过大，损害中轴的寿命。有申请号为201510916261.2的一种水车式水轮发电机的后上方引流式水车，该发明创造的中心转轴依然完全承受来自水轮自身的重力以及水流的冲击力，具有相同的缺陷，申请号为cn207349003u的自翻斗式水流发电机组系统的水轮输出轴承受所有的重力和冲击力，水轮输出轴的寿命同样较短。
技术实现要素：4.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的中轴承受的剪切应力过大，寿命短等问题的至少之一。
5.有鉴于此，本实用新型提供一种水轮，包括中轴，靠近所述中轴两端设置有第一固定部；水轮本体，所述水轮本体中心为中空结构；第二固定部；其中，所述中轴伸入所述中空结构，所述第一固定部与所述第二固定部连接，所述第二固定部与所述水轮本体连接。
6.进一步的，所述第一固定部包括设置在靠近所述中轴一端的第一肩部和设置在靠近所述中轴另一端的第二肩部，所述第一肩部的轮廓与所述第二肩部的轮廓均为多边形；所述第二固定部包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘设置有与所述第一肩部相匹配的第一通孔，所述第二连接盘设置有与所述第二肩部相匹配的第二通孔；其中，所述所述第一固定部与所述水轮本体分别与所述第二固定部连接，具体为：所述第一连接盘通过所述第一通孔套于所述第一肩部，且与所述第一肩部连接，所述第一连接盘与所述水轮本体连接；所述第二连接盘通过所述第二通孔套于所述第二肩部，且与所述第二肩部连接，所述第二连接盘与所述水轮本体连接。
7.进一步的，所述第一肩部朝向所述第二肩部的位置设置有第三肩部；所述第二肩部朝向所述第一肩部的位置设置有第四肩部，其中，所述第一连接盘与所述第三肩部通过连接，所述第二连接盘与所述第四肩部连接。
8.进一步的，所述水轮本体包括至少1个扇形框架，所有所述扇形框架组合构成所述水轮本体；所述扇形框架包括至少2个扇环，相邻扇环之间形成至少1个储水区；每个所述储
水区内均设置有叶片，所述叶片与所述储水区的相邻扇环均连接。
9.进一步的，所述扇形框架包括底板，所述底板与所述扇环的近心端相接。
10.进一步的，所述扇环包括设置在所述扇形框架两侧的第一扇环和设置在所述第一扇环之间的第二扇环；其中，所述第一扇环与与其相邻的所述第二扇环之间形成储水区，或相邻的所述第二扇环之间形成储水区。
11.进一步的，所述第二扇环的两侧形成折板，相邻的所述扇形框架的所述第二扇环通过所述折板相接。
12.进一步的，所述第一扇环的两侧设置有沿所述第一扇环径向延伸的轮辐，相邻的所述扇形框架通过所述轮辐相接。
13.进一步的，所述扇形框架包括第三扇环和第四扇环，所述第三扇环设置在所述扇形框架近心端的一侧，与所述轮辐相接，所述第四扇环设置在所述扇形框架近心端的另一侧，与所述轮辐相接，其中，所述所述第一连接盘与所述水轮本体连接，具体为：所述第一连接盘与所述第三扇环通过连接；所述所述第二连接盘与所述水轮本体连接，具体为：所述第二连接盘与所述第四扇环通过连接。
14.进一步的，相邻储水区的所述叶片交错布置。
15.本实用新型的有益效果是：第一固定部的设置提高了中轴的结构强度，减少了中轴所受剪切应力，通过中轴上的第一固定部与第二固定部连接，第二固定部与水轮本体连接，实现将水流的重力势能和动能转变为中轴的动能，同时缓和了中轴承受来自水流的冲击。
附图说明
16.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的水轮的结构示意图；
17.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的水轮的中轴的结构示意图；
18.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的的第二固定部示意图；
19.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的中轴与第二固定部配合的示意图；
20.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的水轮的扇形框架的结构示意图；
21.图6示出了根据本实用新型的一个实施例的相邻的扇形框架的连接示意图；
22.图1至图6中的附图标记与部件名称的对应关系如下表所示：
23.附图标记部件名称附图标记部件名称1中轴221折板11第一肩部23第三扇环12第二肩部24第四扇环13第三肩部25叶片14第四肩部31第一连接盘2水轮本体311第一通孔21第一扇环32第二连接盘211轮辐322第二通孔22第二扇环
ꢀꢀ
具体实施方式
24.为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
26.在对本实用新型的实施例进行说明之前，对一些相关名词进行介绍。
27.下面参照图1至图6描述本实用新型的一些实施例。
28.如图1所示，本实用新型提供一种水轮，包括：靠近中轴1两端设置有第一固定部，水轮本体2中心为中空结构，中轴1伸入中空结构，第一固定部与第二固定部连接，第二固定部与水轮本体2连接。
29.具体的，第一固定部的设置提高了中轴1的结构强度，减少了中轴1所受剪切应力，通过中轴1上的第一固定部与第二固定部连接，第二固定部与水轮本体2连接，将水流的重力势能和动能转变为中轴1的动能，同时缓和了中轴1承受来自水流的冲击。
30.如图2、图3和图4所示，第一固定部可以为设置在靠近中轴1两端的第一肩部11和第二肩部12，第一肩部11和第二肩部12的轮廓可以为多变形，如三角形、四边形、五边形等等，多边形可以为等边的多边形、也可以为不等边的多边形。如图2所示，第一肩部11和第二肩部12的轮廓为正六边形。相应的，第二固定部可以为第一连接盘31和第二连接盘32，其中，第一连接盘31设置与第一肩部11的轮廓形状相对应的第一通孔311，第二连接盘32设置与第二肩部12的轮廓形状相对应的第二通孔322。第一通孔311的形状与第一肩部11的轮廓形状相对应，一是方便连接盘套在中轴1上，方便连接盘与中轴1进行连接；二是多边形的第一通孔311和第一肩部11可以起传动的作用，即来自水轮本体2的动能带动第一连接盘31发生转动，第一连接盘31依靠第一通孔311与第一肩部11之间的配合关系，将动能传递到第一肩部11上，由于第一肩部11和第一连接盘31之间不存在相对运动的情况，如此设置可以减少了能量传递过程中的损失。同样的，第二肩部12和第二连接盘32的设置与配合关系均与第一肩部11和第一连接盘31的设置与配合关系相同，此处不再赘述。因此，第一肩部11与第一连接盘31的配合以及第二肩部12与第二连接盘32的配合，在减少中轴1所受的剪切应力的同时，实现了水轮本体2的动能传递，减少能量传递过程中的损耗。依靠连接盘和中轴1上的肩部实现水轮的动能传递作用，使中轴1的强度要求降低，从而降低产品的成本，也简化了水轮的组装流程。
31.具体的，如图2和图4所示，第一肩部11朝向第二肩部12的位置设置有第三肩部13；第二肩部12朝向第一肩部11的位置设置有第四肩部14，其中，第一连接盘31与第三肩部13通过连接，第二连接盘32与第四肩部14连接。
32.具体的，以第一肩部11为例，作为连接中轴1和第一连接盘31的一种方式，第一肩部11在朝向第二肩部12的位置设置第三肩部13，在保持第一连接盘31与第一肩部11的传动作用下，依靠第三肩部13实现了对第一连接盘31的位置的限定，使第一连接盘31可以稳定的传递来自第一连接盘31的动能。示例性的，如图2所示，第三肩部13的轮廓为圆形，第一肩部11为正六边形，且第三肩部13的直径大于第一肩部11的最长对角线的长度，沿第三肩部
13的轮廓设置螺纹孔，在第一连接盘31的外缘设置相应的螺纹孔，当第一连接盘31套于第一肩部11上时，第一连接盘31的一面与第三肩部13相接，且两者其上的螺纹孔均一一对应，使用螺栓和螺母穿过上述的螺纹孔进行连接，进而实现了对第一连接盘31和中轴1的连接，使来自水轮本体2的动能可以经过第一连接盘31传递到中轴1上，将水轮的动能转化为中轴1的动能，有利于后续发电，同时通过螺栓连接使第一水轮与中轴1之间变为可拆卸的连接，有利于水轮的搬运。第二肩部12和第四肩部14的设置与上述内容相同，此处不再赘述。可以理解的是，上述提供的连接方式仅为示例，不能作为对本发明创造的限定，如焊接实现连接盘与肩部的连接，如通过粘合剂实现连接盘和肩部之间的连接，只要是使得肩部和连接盘可以实现正常工作的公众所熟知的连接方式，应视为本实用新型的保护内容。
33.如图5和图6所示，具体的，水轮本体2包括至少1个扇形框架，所有扇形框架组合构成水轮本体2；扇形框架包括至少2个扇环，相邻扇环之间形成至少1个储水区；每个储水区内均设置有叶片25，叶片25与储水区的相邻扇环均连接。
34.可以理解的是，水轮的设计不是一成不变的，应根据当地的实际情况，如当地的降水量，河流的流量、河道的落差进行调整，增大水轮的直径和叶片25的宽度，则利用降水量较多，流量较大、落差较大的河流的效果较好，如果降水量较低、河流的流量也小，河道的落差不大，此时可以选用直径较小的、叶片25宽度较小的水轮。
35.可以理解的是，将水轮本体2拆分成多个扇形框架，使水轮本体2模块化，一方面简化了水轮本体2的制作流程，方便水轮的运输，也降低了安装水轮时对吊装设备的要求；另一方面，组成水轮本体2的扇形框架体积较水轮本体2小，在生产过程中，组成扇形框架的零件可以摸具化，有利于提高零件的精度和提高扇形框架的生产速度，而且这种模块化的设计对作业人员的技能要求比较低，不需要经过特别的训练即可实现对扇形框架的组装。如图1、图5和图6所示，相邻的扇环组成了储水区，储水区在水轮运作的过程中，起拦截水流的作用，水流撞击叶片25，暂时停留在储水区内，使水流的动能和重力势能可以较好的转化为水轮的动能，进而带动中轴1的转动，有利于水轮实现发电的作用。示例性的，以3个储水区的扇形框架为例，如图5和图6所示，设置在两侧的第一扇环21中夹设有2个第二扇环22，相邻的扇环之间形成了储水区，根据水流的流量可以决定储水区的开启数量，如在枯水期即干旱时只开设一个储水区，在丰水期即降水量变化不大时则开设2个储水区，暴水期即发生大雨时，则开设3个储水区，根据降水量的变化选择储水区的开设数量，从而提高水流所携带的能量的利用率，提高水轮的发电效率。
36.具体的，扇形框架包括底板，底板与扇环的近心端相接。
37.可以理解的是，如图5和图6所示，储水区由扇环和叶片25组成，呈两面开口的形状，增设底板与各个扇环的近心端相接，可以减少水流从储水区泄露的情况，提高对水流的能量的利用率，进而提高水轮的发电效率。储水区的设置使水流停留在水轮本体2上的时间增加，有利于水流的重力势能转化为水轮的动能，储水区的容量越大，则可以储存的水量越多，产生的能量转化量越高，越有利于提高发电效率。
38.如图5和图6所示，具体的，第二扇环22的两侧形成折板221，相邻的扇形框架的第二扇环22通过折板221相接。
39.可以理解的是，折板221的设置可以将相邻扇形框架对应的第二扇环22进行连接，这在整体上提高了第二扇环22组成的圆环的结构强度，作为储水区的组成部分，折板221的
设置有利于抵抗水流的冲击，避免储水区的结构被破坏，导致停留在储水区的水流泄露，降低水轮的发电效率。
40.如图5和图6所示，具体的，第一扇环21的两侧设置有沿第一扇环21径向延伸的轮辐211，相邻的扇形框架通过轮辐211相接。
41.可以理解的是，对于扇形框架而言，轮辐211起支撑的作用，就水轮本体2而言，轮辐211在起支撑作用的同时，还用于连接相邻的扇形框架，形成稳定坚固的车轮本体。轮辐211设置在第一扇环21的两侧，支撑第一扇环21形成储水区，有利于水流的存储，从而实现能量的转化。除此之外，轮辐211的设置还为水轮本体2与连接盘之间的连接创造了条件。以第三扇环23与轮辐211为例，如图5所示，由于轮辐211沿扇形框架的径向延伸，在扇形框架的近心端，即设置在同一个第一扇环21两侧的轮辐211，设置有第三扇环23，第三扇环23用于与第一连接盘31实现连接，从而使水轮本体2的动能转化为中轴1的动能。第三扇环23与第一连接盘31的连接方式可以为，在第三扇环23与第一连接盘31之间设置对应的通孔，再由螺栓穿过通孔与螺母进行连接，实现第三扇环23可拆卸的与第一连接盘31发生连接。相应的第四扇环24的设置以及第二连接盘32与第四扇环24的连接的方式与效果均与第三扇环23和第一连接盘31相同，此处不再赘述。可以理解的是，上述提供的连接方式仅为示例，不能作为对本发明创造的限定，如焊接实现连接盘与扇形框架的连接，如通过粘合剂实现连接盘和扇形框架之间的连接，只要是使得扇形框架和连接盘可以实现正常工作的公众所熟知的连接方式，应视为本实用新型的保护内容。在本实施例中，水轮本体2的中空结构由于各个轮辐211没有完全延伸至扇形框架的圆心，使水轮本体2的圆心处形成了中空的结构，从而使中轴1可以穿过水轮本体2，其上的各个肩部与各个连接盘连接，连接盘再与水轮本体2连接，实现将水轮本体2的动能转化为中轴1的动能，有利于后续发电。
42.如图6所示，具体的，相邻储水区的叶片25还可以进行交错布置，由于在第一扇环21、第二扇环22之间形成有多个储水区，储水区主要起承载水流的作用，使水流的重力和冲击力可以转化为水流本体的动能中。可以理解的是，水流的流量在一定的时间内是恒定的，当叶片25从接受来自水流的冲击开始，由于叶片25与水流的冲击面不总是恒定的，所以水流的能量转化速度是变化的，这表现为当叶片25处于靠近水流出水位置时，能量的转化量较大，远离时则较小，水流冲击在储水区的叶片25上叶片25的交错布置，在不增加叶片25数量的情况下，上述位置总是有叶片25接受来自水流的冲击，一方面使水轮本体2的转动速率维持在稳定的区间，另一方面稳定的速率使水轮的运转更加平顺和稳定。
43.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
45.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。