DE102007012374A1

DE102007012374A1 - Turbinenschaufel mit Schwalbenschwanzstruktur

Info

Publication number: DE102007012374A1
Application number: DE102007012374A
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Fujimura; Takashi Oka
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: GB2436132A; FR2898646A1; GB0703073D0; DE102007012374B4; GB2436132B; FR2898646B1; JP4807113B2; US20070217915A1; JP2007247427A

Abstract

Die Erfindung stellt eine Schwalbenschwanzstruktur eines Fans bereit, der einen Einlassnabendurchmesser besitzt, welcher kleiner als ein Auslassnabendurchmesser ist, um den Fan an einen Abschnitt einer scheibenförmigen Platte zu befestigen, welche von einer Turbine rotierend angetrieben wird. Die Platte besitzt eine Vielzahl von Hauptschwalbenschwanzvertiefungen, welche sich parallel zu einer Achse einer rotierenden Welle von einer Vorderkante bis zu einer Hinterkante erstrecken. Der Fan besitzt einen Hauptschwalbenschwanzabschnitt, welcher an eine Hauptschwalbenschwanzvertiefung angepasst ist, und einen unteren Verbindungsabschnitt, um eine vordere Zentrifugalkraft aufzunehmen. Ferner besitzt die Schwalbenschwanzstruktur einen Drehkegel, welcher sich an den unteren Verbindungsabschnitt anschließt, um die vorderen Zentrifugalkräfte an die Platte weiterzuleiten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Turbofan-Triebwerk, das ein hohes Nebenstromverhältnis hat und eine hohe Laufzeit sowie geringe Lärmentwicklung erreichen kann, und im Speziellen eine Schwalbenschwanzstruktur eines Fans (saugender Ventilator, Niederdruckstufe des Turbofan-Triebwerks), bei welchem die Nabe im Anströmbereich einen kleineren Durchmesser als im Abströmbereich aufweist.
Beschreibung des Standes der Technik
1 ist eine schematische Darstellung eines Flugzeugtriebwerks 51 (ein Turbinentriebwerk). Wie in dieser Zeichnung gezeigt ist, verfügt das Turbinentriebwerk über einen Fan 52, der Luft ansaugt, einen Kompressor 53, der die angesaugte Luft verdichtet, eine Brennkammer 54, die einen Brennstoff mit der verdichteten Luft verbrennt, eine Turbine 55, die den Fan 52 und den Kompressor 53 auf Basis eines Verbrennungsgases aus der Brennkammer 54 antreibt, ein Nachbrenner 56, der durch Nachverbrennung den Schub erhöht, und Ähnliches.
Der Nachbrenner 56 ist zusammengesetzt aus einem Flammenrückhalter 57 der einen dreieckigen oder ähnlichen Querschnitt besitzt und auf der Abströmseite einen Umwälzbereich bildet, um ein Zurückhalten einer Flamme zu erreichen. Ferner besitzt der Nachbrenner eine Treibstoffdüse 58, um einen Treibstoff auszustoßen, und eine Zündkerze 50 oder Ähnliches, wobei der Nachbrenner aus einer Schubdüse 62 durch eine Innenseite einer Verkleidung 61 auf der Innenseite eines Ausführstutzens 60 herausbläst und den Schub erhöht.
Ein oben erwähntes Turbinentriebwerk wird mit einem Aufbau, in welchem der Fan bzw. das Rotorblatt 52, der die Luft ansaugt, vergrößert ist, und dadurch das Nebenstromverhältnis erhöht wird, als "Turbofan-Triebwerk" bezeichnet. Das Nebenstromverhältnis entspricht einem Stromverhältnis (Nebenstrom/Kernstrom) eines Nebenstromes zu einem Kernstrom. Der Nebenstrom ist am Turbinenkern (der Kompressor 53, die Brennkammer 54 und die Turbine 55, wie oben erwähnt) vorbeigeführt, und der Kernstrom ist ein Luftstrom, der den Turbinenkern durchströmt. Je größer das Nebenstromverhältnis ist, desto mehr wird der Luftmassenstrom aus der Schubdüse verlangsamt, wodurch eine Lärmminderung und ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch erreicht wird.
Wenn allerdings bei dem oben erwähnten Turbinentriebwerk das Nebenstromverhältnis vergrößert wird, werden die Rotorblätter in der ersten Stufe des Fans (ein Rotorblatt in der ersten Reihe) und der Innendurchmessers des umgebenden Gehäuses vergrößert und es besteht das Problem, dass das Gewicht des Triebwerks erhöht wird.
In anderen Worten, dadurch, dass das Rotorblatt 52a in der ersten Stufe des Fans einen Abschnitt besitzt, welcher in die Haube 63 des Turbofan-Triebwerks eingelassen ist und das Turbinentriebwerk dadurch eine eingelassene Struktur aufweist, ist ein gewisses Naben/Spitzen-Verhältnis notwendig (hub/tip ratio, Anströmdurchmesser der Nabe/Rotorblattspitzendurchmesser gezeigt in 2: üblicherweise ca. 0,3) notwendig, und die Ansaugöffnung des Fans wird entsprechend des Anströmdurchmessers der Nabe in einem bestimmten Bereich kleiner.
Wenn beabsichtigt wird, das Nebenstromverhältnis zu vergrößern, um eine bessere Laufleistung und Lärmminderung zu erreichen, wird dementsprechend der Durchmesser des Fans und der Anströmdurchmesser der Nabe größer und das Gewicht des Triebwerks wird erhöht.
Um dieses Problem zu lösen hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung schon ein "Turbofan-Triebwerk" in der Patentschrift 1 vorgeschlagen.
Das Turbofan-Triebwerk ist mit einer ersten Stufe von Rotorblättern 65 zum Ansaugen von Luft ausgerüstet, sowie einer Haube 64, die rotierend die erste Stufe von Rotorblättern des Fans antreibt, wie in 3 gezeigt, sowie ein spiralförmiges Blatt 66, das sich spiralförmig um seine Achse von der Nabe aus nach außen erstreckt und die Luft von der Vorderseite der Haube ansaugt, so dass die erste Stufe von Rotorblättern mit Luft versorgt wird.
In diesem Fall beziehen sich die Bezugszeichen 67 und 67' auf den Innendurchmesser eines Gehäuses und das Bezugszeichen 68 bezieht sich auf den angesaugten Luftstrom.
In Übereinstimmung mit dem in Patentschrift 1 gezeigten Aufbau ist es möglich, die Luft von der Vorderseite dem Anströmdurchmesser der Nabe der entsprechenden Haube anzusaugen, weil die Haube 64 ein spiralförmiges Blatt 66 aufweist, das sich spiralförmig um seine Achse von der Außenseite der Nabe aus radial nach außen erstreckt. Somit wird die Luft von der Vorderseite der Haube angesaugt und der ersten Stufe mit dem Rotorblatt 65 zugeführt, um die Luft zu verdichten.
Dadurch wird die gesamte Vorderseite des Triebwerks zu einem Ansaugbereich für das Rotorblatt 65 in der ersten Stufe des Fans und es ist somit möglich, den Durchmesser des Fans gering zu halten. Dadurch ist es möglich, das Gewicht des Triebwerks zu reduzieren.
Da darüber hinaus das Rotorblatt 65 in der ersten Stufe des Fans und das spiralförmige Blatt 66 des zuvor genannten Turbofan-Triebwerks einstückig miteinander verkoppelt sind, ist es möglich, die Oberflächen der Blätter entsprechend nahtlos und glatt miteinander zu verbinden, wodurch ermöglich wird, die Luft auf effiziente Art und Weise einzusaugen und zu komprimieren. Ein Fan, bei dem das Rotorblatt 65 in der ersten Stufe und das spiralförmige Blatt 66 ineinander integriert ausgestaltet sind, so dass die Luft von der Vorderseite der Haube angesaugt werden kann und das Naben-Spitzen-Verhältnis im Wesentlichen zu Null gesetzt werden kann, wird im Folgenden als "Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan" ("zero hub tip ratio fan") bezeichnet.

Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2004-27854, "TURBO-FAN-TRIEBWERK" ("TURBOFAN ENGINE")
Patentschrift 2: U.S. Patent Nr. 6,764,282 "BLATT FÜR TURBINENTRIEBWERK" ("BLADE FOR TURBINE ENGINE")

Es ist nötig ein Blatt des Fans des Turbofan-Triebwerks an einen Teil um eine scheibenförmige Platte (oder Haube bzw. Drehscheibe) herum zu befestigen, welche von einer Turbine in Rotation gesetzt wird. Dementsprechend wurde üblicherweise generell eine Schwalbenschwanzstruktur angewendet, bei welcher ein Schwalbenschwanzabschnitt in Richtung einer Längsachse in einem Wurzelbereich des Blattes des Fans angebracht ist. Der Schwalbenschwanzabschnitt ist in eine um die Scheibe herum ausgeformte Schwalbenschwanzvertiefung eingesetzt.
In der oben genannten konventionellen Schwalbenschwanzstruktur sind der Schwalbenschwanzabschnitt und die Schwalbenschwanzvertiefung parallel zu einer Rotationsachse Z-Z der Scheibe angeordnet, wodurch verhindert wird, dass durch die Erzeugung einer Kraftkomponente in Axialrichtung Zentrifugalkräfte auf das Blatt des Fans ausgeübt werden. Im Folgenden wird diese Struktur als eine "parallele Schwalbenschwanzstruktur" bezeichnet.
Im Falle eines großen Durchmesserwechsels einer Innenseite eines ringförmigen („Donut"-förmigen) Strömungsweges, in dem das Blatt des Fans angebracht ist, ist es bei der An wendung der parallelen Schwalbenschwanzstruktur allerdings notwendig, den Durchmesser des Schwalbenschwanzabschnittes und der Schwalbenschwanzvertiefung gleich oder kleiner als den kleinsten Durchmesser des Strömungsweges zu machen. Es besteht das Risiko, dass die in dem Schwalbenschwanzabschnitt sowie der Schwalbenschwanzvertiefung erzeugten Spannungen zu groß werden.
Entsprechend wurde eine Schwalbenschwanzstruktur vorgeschlagen, in welcher der in 4 gezeigte Schwalbenschwanzabschnitt und die Schwalbenschwanzvertiefung in Bezug auf die Rotationsachse (z.B. Patentschrift 2) gekrümmt sind. In dieser Zeichnung deutet das Bezugszeichen Nr. 71 auf eine Scheibe, Bezugszeichen 73 deutet auf ein Blatt, Bezugszeichen 77 deutet auf einen Schwalbenschwanz und Bezugszeichen 79 deutet auf eine Klappe bzw. Lasche.
Im Folgenden wird diese Struktur als "schräge Schwalbenschwanzstruktur" bezeichnet.
Im Falle eines oben erwähnten Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans besteht wegen eines Naben-Spitzen-Verhältnisses zwischen 0 und 0,35 und einem Bereich an der Innenseite des ringförmigen Strömungsweges, an dem der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan angeschlossen ist, bei dem der Durchmesser gleich oder nahe Null ist, das Problem, dass eine parallele Schwalbenschwanzstruktur im Wesentlichen nicht angewendet werden kann.
Darüber hinaus ist es sogar bei einer schrägen Schwalbenschwanzstruktur unmöglich, eine auf den vorderen Abschnitt (der oben erwähnte Abschnitt eines entsprechenden spiralförmigen Rotorblattes) des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans im Bereich der Scheibe (oder der Haube) wirkende Zentrifugalkraft aufzunehmen.
Im Falle der Anwendung einer schrägen Schwalbenschwanzstruktur bei einem Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan besteht ferner das Risiko, dass die erzeugten Spannungen in Bereichen mit kleinen Querschnitten, wie der in der Patentschrift 2 gezeigten Lasche, zu groß werden, weil die Kraftanteile in Axialrichtung der auf das Rotorblatt wirkenden Zentrifugalkraft zu groß sind.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung soll die oben erwähnten Probleme lösen. Mit anderen Worten ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schwalbenschwanzstruktur eines Fans bzw. eines Rotorblattes zur Verfügung zu stellen, welche durch niedrige auftretende Spannungen sicher an einem Fan befestigt werden kann, dessen Anströmdurchmesser kleiner als der äußere Nabendurchmesser eines Bereiches um eine durch eine Turbine angetriebene Scheibe ist, und welche sicher die Kraftanteile auf den Fan wirkender Zentrifugalkräfte in radialer und axialer Richtung aufnehmen kann, wobei der innere Nabendurchmesser des Fans größer ist als sein Auslassdurchmesser.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Schwalbenschwanzstruktur des Rotorblattes zur Verfügung gestellt, welches in einen Fan mit einem geringeren Einlassnabendurchmesser als Auslassnabendurchmesser verwendet werden kann und an einen Abschnitt um eine scheibenförmige Platte bzw. Drehscheibe angeschlossen ist, die von einer Turbine rotierend angetrieben wird,
wobei die Scheibe eine Vielzahl von sich parallel zu einer Rotationsachse von einer Anström- zu der Abströmkante erstreckenden Schwalbenschwanzvertiefungen aufweist, welche mit einem vorgegebenen Winkel in einer Umfangsrichtung beabstandet sind,
wobei der Fan einen Hauptschwalbenschwanzabschnitt besitzt, welcher in eine Hauptschwalbenschwanzvertiefung eingelassen ist und somit eine auf einen Abschnitt zwischen einem Mittelabschnitt und der Hinterkante bzw. der Abströmkante wirkende mittlere Zentrifugalkraft aufnehmen kann, und zur Aufnahme der auf den Abschnitt zwischen der Vorderkante bzw. der Anströmkante und des Mittelabschnittes auftretenden vorderen Zentrifugalkräfte einen unteren Eingriffsabschnitt besitzt, und
wobei die Schwalbenschwanzstruktur mit einem in den unteren Eingriffsabschnitt eingreifenden Drehkegel versehen ist, um die vorderen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe übertragen zu können.

Entsprechend eines vorteilhaften Aspektes der vorliegenden Erfindung ist der Fan ein Null-Naben-Verhältnis-Fan ausgebildet, welcher dazu fähig ist, die Luft nahe seines Rotationszentrums anzusaugen, und bei welchem der Einlassnabendurchmesser im Wesentlichen Null oder nahe Null ist und das Naben/Spitzen-Verhältnis zwischen 0 und 0,35 beträgt.

Ferner ist der untere Eingriffsabschnitt bzw. Hilfsverbindungsabschnitt als Projektionsabschnitt ausgeformt, welcher in einem inneren Schlussabschnitt eines vorderen Endes des Fans vorgesehen ist und eine äußere Umfangsfläche besitzt, welche mit einem vorgegebenen Abstand R von der Achse der rotierenden Welle beabstandet ist, und der Drehkegel besitzt eine konkave Vertiefung mit einem inneren Umfangsdurchmesser, welcher in einen äußeren Umfangsdurchmesser des Projektionsabschnittes eingesetzt ist, und einen in eine zylindrische Innenoberfläche in der Scheibe eingesetzte Führungsscheibe aufweist.

Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform wird der untere Eingriffsabschnitt durch eine Mehrzahl von schrägen Schwalbenschwanzabschnitten gebildet, die unter einem festen Winkel in Bezug auf die Achse der rotierenden Welle von der Anströmkante des Fans bis zu einem Mittelabschnitt des Fans angeordnet und unter einem festen Winkel in Umfangsrichtung beabstandet sind, und
der rotierende Kegel besitzt eine Vielzahl von schrägen Schwalbenschwanzvertiefungen, welche in die schrägen Schwalbenschwanzabschnitt eingelassen sind, und weist einen Dichtungsabschnitt auf, der in die zylindrische Innenoberfläche der Scheibe eingelassen ist.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform besitzt der untere Verbindungsabschnitt ferner eine Mehrzahl von parallelen Schwalbenschwanzabschnitten, die parallel zur Achse der rotierenden Welle von der Anströmkante des Fans bis zum Mittelabschnitt verlaufen, und unter einem festen Winkel in Umfangsrichtung beabstandet sind, und
der Drehkegel weist eine Mehrzahl von in die parallelen Schwalbenschwanzabschnitte eingelassenen Schwalbenschwanzvertiefungen auf, und einen Dichtungsabschnitt, der in der zylindrischen Innenoberfläche der Scheibe eingelassen ist.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der untere Eingriffsabschnitt ferner von einer Mehrzahl von der Anströmkante des Fans bis zu dem Mittelabschnitt verlaufenden und in Umfangsrichtung unter einem festen Winkel beabstandet erweiterten Abschnitten gebildet,
und der Drehkegel besitzt eine Vielzahl von in eine vordere untere Kante des Fans in einem über dem erweiterten Abschnitt eingelassenen Nuten und einen Dichtungsabschnitt, der in die zylindrische Innenoberfläche der Scheibe eingelassen ist.

Entsprechend der oben erwähnten Struktur der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Fan bzw. ein Rotorblatt des Fans sicher an einem Abschnitt um die Scheibe herum zu befestigen und die rückwärtigen bzw. hinteren Zentrifugalkräfte über den Hauptschwalbenschwanzabschnitt und die Hauptschwalbenschwanzvertiefung sicher auf die Scheibe zu übertragen, weil die Scheibe eine Hauptschwalbenschwanzvertiefung besitzt, welche sich parallel zur Rotationsachse von der Anströmkante bis zur Anströmkante erstreckt, und der Fan einen Einlassnabendurchmesser besitzt, welcher kleiner ist als der Auslassnaben durchmesser, wobei die Durchmesseränderung unter dem gleichen Winkel wie der Winkel der Schwalbenschwanzvertiefung verläuft und der Hauptschwanzabschnitt in die Schwalbenschwanzvertiefung eingepasst werden kann.

Da der Hauptschwalbenschwanzabschnitt und die Hauptschwalbenschwanzvertiefung parallel zur Rotationsachse verlaufen ist es ferner möglich, eine ausreichend lange Hauptschwalbenschwanzvertiefung einzusetzen, welche es ermöglicht, die auf den Abschnitt von dem Mittelabschnitt bis zur Abströmkante wirkenden hinteren Zentrifugalkräfte zu übertragen, und es ist sogar möglich, im Fall der Anbringung eines Fans, der einen Einlassnabendurchmesser besitzt, der kleiner als sein Auslassnabendurchmesser ist, die im Hauptschwalbenschwanzabschnitt und in der Hauptschwalbenschwanzvertiefung erzeugten Spannungen effektiv zu unterdrücken.

Da der Fan zur Aufnahme der vorderen Zentrifugalkräfte, die auf den Abschnitt von der Anströmkante bis zum Mittelabschnitt wirken, einen unteren Verbindungsabschnitt besitzt, und mit einem sich an den unteren Verbindungsabschnitt anschließenden Drehkegel versehen ist, welcher dazu fähig ist, die vorderen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe zu übertragen, ist es möglich die auf den Abschnitt mit einem kleinen Nabendurchmesser des Fans, in welchem der Einlassnabendurchmesser kleiner ist als der Auslassnabendurchmesser ist, wirkenden Zentrifugalkräfte sicher über den Drehkegel aufzunehmen und sicher an die Scheibe weiterzuleiten.

Da die auf den Abschnitt von dem Mittelabschnitt bis zu der Abströmkante wirkenden hinteren Zentrifugalkräfte mit der Schwalbenschwanzvertiefung und dem Hauptschwalbenschwanzabschnitt aufgenommen werden, der sich parallel zur Rotationsachse der rotierenden Welle erstreckt, ist es möglich, die Kraftanteile der Zentrifugalkraft entlang des Hauptschwalbenschwanzabschnittes, die auf den Fan mit kleinerem Einlassnabendurchmesser als Auslassnabendurchmesser wirken, klein zu halten, und es ist möglich, den Kraftanteil mit Hilfe der Halterung aufzunehmen, die auf gleiche Art und Weise wie eine konventionelle Halterung aufgebaut ist, und die Spannungen gering zu halten.

Andere Ziele bzw. Zwecke und vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht eines konventionellen Turbofan-Triebwerks;

2 ist eine erläuternde Ansicht des Naben/Rotorspitzen-Verhältnisses;

3 ist eine schematische Ansicht eines "Turbofan-Triebwerks" in Dokument D1;

4 ist eine schematische Ansicht einer "schrägen Schwalbenschwanzstruktur" in Dokument D2;

5 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Rotorblattes mit einer Schwalbenschwanzstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6A, 6B, 6C und 6D sind Teilquerschnittsansichten von 5;

7 ist eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwalbenschwanzstruktur;

8A, 8B und 8C sind Ausschnitte einer perspektivischen Ansicht und Teilschnittansichten von 7;

9 ist eine Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwalbenschwanzstruktur;

10 ist ein Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansicht von 9;

11 ist eine Ansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwalbenschwanzstruktur; und

12A und 12B sind Ausschnitte aus einer perspektivischen Ansicht von 11.

BESCHREIBUNG VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es werden in den allgemeinen bzw. übergreifend gültigen Abschnitten jeder Zeichnung die gleichen Bezugszeichen verwendet und eine sich überschneidende Beschreibung wird vermieden.
5 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Fans, der über eine Schwalbenschwanzstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt und zeigt nur die Oberseite einer Achse 1 einer rotierenden Welle.
Ferner sind 6A, 6B, 6C und 6D Ausschnitte von Schnittansichten von 5 und entsprechen den Schnittansichten entlang einer Linie A-A, einer Linie B-B, einer Linie C-C und einer Linie D-D.
Eine Schwalbenschwanzstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass ein Fan, welcher einen Einlassnabendurchmesser besitzt, welcher schmaler ist als sein Auslassnabendurchmesser, und an einem Abschnitt um eine scheibenförmige Platte bzw. Nabe 10 herum angebracht ist, die von einer Turbine (nicht gezeigt) in Drehbewegung versetzt wird.
Ferner ist der Fan in dieser Ausgestaltungsform als Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan ausgestaltet, welcher Luft in einem Bereich nahe seines Rotationszentrums ansaugen kann, bei welchem ein Einlassnabendurchmesser im Wesentlichen Null oder nahe Null ist und das Naben/Rotorspitzen-Verhältnis zwischen 0 und 0,35 beträgt.
In diesem Fall deutet das Bezugszeichen 1 in 5 auf eine Achse bzw. Längsachse einer rotierenden Welle mit einer Scheibe 10 eines Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20. Bezugszeichen 2 deutet auf einen Strömungsweg der Luft, Referenzzeichen 3 deutet auf eine innere Umfangsfläche des Luftströmungsweges, Referenznummer 4 deutet auf ein die Scheibe 10 drehbar haltendes Lager und Referenznummer 5 zeigt auf den Strom der eingesaugten Luft.
Der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 ist so aufgebaut, dass ein Rotorblatt 20a aus der ersten Stufe zum Ansaugen der Luft und ein spiralförmiges Blatt bzw. einen gewundenen Blattabschnitt 20b die Luft aus einem Abschnitt nahe des Zentrums der Rotation ansaugen, so dass sie die erste Stufe des Fans mit komprimierter Luft versorgen. Dabei ist die erste Stufe des Fans einstückig aufgebaut und die entsprechenden Blattoberflächen sind nahtlos miteinander verbunden. In diesem Fall beträgt das Naben-Spitzen-Verhältnis des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 nicht 0, aber kann zu 0 gesetzt werden.
In den 5, 6A, 6B, 6C und 6D besitzt die Scheibe bzw. Platte 10 eine Mehrzahl von (z.B. achtzehn in dieser Ausführung) Hauptschwalbenschwanzvertiefungen 12, welche unter einem vorgegebenen Winkel (z.B. 20° in dieser Ausführungsform) in Umfangsrichtung beabstandet sind. Ferner erstrecken sich die Hauptschwalbenschwanzvertiefungen 12 parallel zur Achse 1 der rotierenden Welle von einer Anströmkante bzw. Hinterkante 10a bis zu einer Abströmkante 10b der Scheibe 10.
Der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 besitzt einen Hauptschwalbenschwanzabschnitt 20 an seinem zur Rotationsachse gewandten inneren Ende. Der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 endet parallel zu der Achse 1 der rotierenden Welle in gleicher Art und Weise wie die Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 der Scheibe 10 und ist so ausgeformt, dass er in die Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 eingesetzt bzw. eingepasst werden kann.
Vorzugsweise kann vorgesehen werden, dass der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 an einer mit dem Rotorblatt 20a der ersten Stufe des Fans übereinstimmenden Position angeordnet ist und so aufgebaut ist, dass er dazu fähig ist, dass er die hinteren, auf den Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt bis zu der Abströmkante des Fans bis zu der Scheibe 10 wirkenden Zentrifugalkräfte, geeignet bzw. zufriedenstellend übertragen kann.
Der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 besitzt ferner einen unteren bzw. vorderen Verbindungsabschnitt 24, um die auf den Abschnitt zwischen der Anströmkante und dem Mittelabschnitt des Fans wirkenden Zentrifugalkräfte aufnehmen zu können. Der untere Verbindungsabschnitt 24 ist vorzugsweise an einer mit dem spiralförmigen Blatt 20b übereinstimmenden Position vorzusehen. In diesem Falle deutet das Bezugszeichen 26 in dieser Zeichnung auf einen flächigen Abschnitt, welcher die innere Umfangsfläche 3 des Luftströmungsweges 2 des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 bildet.
In 5 ist die Schwalbenschwanzstruktur erfindungsgemäß ferner mit einem Drehkegel bzw. einer Haube 30 versehen, welche zur Befestigung an der Scheibe 10 geeignet ist und an der Vorderseite (eine linke Seite in dieser Zeichnung) des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 mit einer Verbindungsschelle 15, bzw. einem Beschlag oder einer Halterung an der Scheibe 10 befestigt werden kann. Der Drehkegel 30 greift in einen unteren Verbindungsabschnitt 24 des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 ein und hat die Funk tion, die auf den Abschnitt zwischen der Anströmkante und den Mittelabschnitt vom Fan bis wirkenden Kräfte auf die Scheibe 10 zu übertragen.
In der ersten Ausführungsform in 5 ist der untere Verbindungsabschnitt 24 durch einen Vorsprung bzw. einen Projektionsabschnitt 25 gebildet, welcher an einem inneren Endabschnitt des vorderen Endes des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 angeordnet ist und eine äußere Umfangsfläche 25a besitzt, welche mit einem festen Abstand R von der Achse 1 der rotierenden welle beabstandet ist.
In dieser Ausführungsform besitzt der Drehkegel 30 ferner eine konkave Vertiefung 31 mit einer inneren Umfangsfläche, die in die äußere Umfangsfläche 25a des Projektionsabschnittes 25 eingepasst ist, und einen Verbindungsabschnitt bzw. Dichtungsabschnitt 37, welcher in die innere zylindrische Oberfläche 10c der Scheibe 10 eingepasst ist.
In dieser Ausführungsform besitzt der Kegel 30 einen Kegelkopf 36, welcher an dem vorderen bzw. führenden Abschnitt der Verbindungsschnelle 35 befestigt ist.
In dieser Ausführungsform eines Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20, in welcher der Einlassnabendurchmesser im Wesentlichen Null oder nahe Null ist, ändert sich der Luftströmungsquerschnitt der inneren Umfangsfläche 3 des Luftströmungsweges 2 stark einem kleinen Durchmesser nahe Null bis zu einem großen Durchmesser, der das Dreifache davon oder mehr (etwa dreifach in dieser Ausführungsform) betragen kann. Entsprechend wird der Durchmesser der äußeren Umfangsfläche 25a des Projektionsabschnittes 25 gleich oder kleiner als ein Drittel des maximalen Durchmessers eines tragenden Abschnittes des Hauptschwalbenschwanzabschnittes 22.
Ferner entspricht die auf die Anströmkante bis zum Mittelabschnitt des Fans wirkende Zentrifugalkraft einer auf das an der Außenseite angebrachten spiralförmigen Blattes 20b wirkenden Zentrifugalkraft und ist kleiner als die auf den Abschnitt zwischen den Mittelabschnitt bis zu der Abströmkante des Fans wirkende Zentrifugalkraft.
Dementsprechend ist es möglich, die Zentrifugalkraft mit Hilfe eines Eingriffs des Projektionsabschnittes 25 aufzunehmen, der am inneren Endabschnitt des vorderen Endes und der konkaven Vertiefung 31 des Drehkegels angebracht ist. Entsprechend der oben erwähnten Struktur ist es möglich, den Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 sicher an dem Abschnitt um die Scheibe 10 zu befestigen, da die Scheibe 10 eine Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 besitzt, welche sich parallel zur Achse 1 der rotierenden Welle von einer Anströmkante 10a bis zu einer Abströmkante 10b erstreckt und der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 einen Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 aufweist, der in die Hauptschwalbenschwanzvertiefung eingepasst ist und die auf den Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt und der Abströmkante wirkenden Zentrifugalkräfte übertragen kann. Es ist darüber hinaus möglich, die auf den Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 bis zur Scheibe 10 wirkenden hinteren Zentrifugalkräfte über Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 und die Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 zu übertragen.
Da der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 und die Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 parallel zur Achse 1 der rotierenden Welle verlaufen, ist es ferner möglich eine ausreichend lange Hauptschwalbenschwanzvertiefung auszuformen, welche die auf den Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt und der Abströmkante wirkenden Zentrifugalkräfte sogar übertragen kann, falls ein Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan befestigt werden soll, welcher einen Einlassnabendurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen Null oder nahe Null ist. Darüber hinaus ist es durch den vorliegenden Aufbau möglich, die in dem Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 und dem Hauptschwalbenschwanzabschnitt 12 auftretenden Spannungen ausreichend klein zu halten.
Da der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 einen Verbindungsabschnitt 24 (in dieser Ausführungsform der Projektionsabschnitt 25) aufweist, der die in dem Abschnitt zwischen der Anströmkante und dem Mittelabschnitt auftretenden Zentrifugalkräfte aufnimmt und ferner eine konkave Vertiefung 31 und einen Dichtungsabschnitt 37 aufweist und mit einem Drehkegel 30 versehen ist, welcher mit dem unteren Verbindungsabschnitt 24 in Eingriff ist, so dass er die vorderen Zentrifugalkräfte an die Scheibe 10 übertragen kann, ist es möglich, die zwischen dem Abschnitt, in welchem der Nabendurchmesser des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans Null oder nahe Null ist, auftretenden vorderen Zentrifugalkräfte über die konkave Vertiefung 31 und den Dichtungsabschnitt 37 des Drehkegels 30 die aufzunehmen und sicher an die Scheibe 10 zu übertragen.
Da die auf den Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt bis zu der Abströmkante wirkenden Zentrifugalkräfte bzw. hinteren Zentrifugalkräfte mit Hilfe der Schwalbenschwanzvertiefung 12 und den parallel zur Achse der rotierenden Welle verlaufenden Schwalbenschwanzabschnitt 22 auf die Scheibe 10 übertragen werden, ist es möglich, die entlang des Hauptschwalbenschwanzabschnittes auf den Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 wirkenden Kraftanteile gering zu halten. Ferner ist es möglich, die Kraftanteile wegen der von ihnen verursachten geringen Spannungen an einer Aufnahmevorrichtung aufzunehmen, deren Struktur mit konventionellen Aufnahmevorrichtungen übereinstimmt.
In 5 besitzt der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 eine vertikale hintere Fläche 23, welche senkrecht zu einem rückwärtigen Ende der Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 steht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Schwalbenschwanzstruktur ferner einen hinteren Befestigungsring, bzw. eine Aufnahme 16, welche mit einer Verbindungsvorrichtung (z.B. einen Bolzen und eine Mutter) (nicht gezeigt) an einer hinteren Abschluss- bzw. Endfläche (eine hintere Kante 10b) der Scheibe 10 befestigt ist.
Der hintere Verbindungsring 16 ist so aufgebaut, dass seine vordere Fläche dicht an einer vertikalen hinteren Fläche 23 anliegt, so dass verhindert wird, dass der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 zurückbewegt bzw. entlang der Rotorachse verschoben werden kann.
Entsprechend dieses Aufbaus ist es möglich, den Oberflächendruck auf die Kontaktfläche des hinteren Befestigungsringes im Wesentlichen konstant zu halten. Ferner ist es möglich, die im Inneren des hinteren Befestigungsrings auftretenden Spannungen zu reduzieren.
In diesem Falle ist das Befestigungsmittel in Axialrichtung des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 nicht durch die vertikale hintere Fläche 23 und den hinteren Befestigungsring 16, die oben erwähnt wurden, eingeschränkt bzw. auf diese beschränkt, sondern kann auch mit den anderen wohl bekannten Mitteln einzeln oder zusammen eingesetzt, oder als solches verwandt werden.
In 7 ist eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schwalbenschwanzstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. 8A ist ferner eine perspektivische Teilansicht eines vorderen Abschnittes eines Fans, 8B ist eine Perspektivansicht entlang der Linie B-B in 7, und 8C ist eine Teilschnittansicht entlang einer Linie C-C in 7.
In dieser Ausführungsform ist der untere Verbindungsabschnitt 24 von einer Vielzahl von schrägen Schwalbenschwanzabschnitten 27 gebildet, welche sich unter einem vorgegebenen Winkel θ zur Achse 1 der rotierenden Welle von der Anströmkante bis zum Mittelabschnitt des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 erstrecken und unter einem vorgegebenen Winkel (z.B. 20° in dieser Ausführungsform) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Der vorgegebene Winkel θ entspricht einem Winkel, in dem eine vordere Seite bzw. Kante parallel bzw. nahe der Achse 1 verläuft und eine rückwärtige Seite bzw. Kante von der Achse 1 wegweist. Er entspricht vorzugsweise einem Winkel entlang der inneren Umfangsfläche 3 des Luftströmungsweges 2 gegenüber der Rotationsachse. In diesem Falle beträgt der Winkel θ etwa 40° in dieser Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform besitzt der Drehkegel 30 ferner eine Vielzahl von schrägen Schwalbenschwanzvertiefungen 32, welche in die schrägen Schwalbenschwanzabschnitte 27 eingepasst sind, einen Dichtungsabschnitt 37, welcher in eine zylindrische innere Oberfläche 10c eingepasst ist, welche in der Scheibe 10 angeordnet ist, und einen Dichtungsabschnitt 38, welcher in eine an der Außenseite der Scheibe 10 angeordnete zylindrische Oberfläche 10d angepasst ist.
Der restliche Aufbau entspricht dem Aufbau der ersten Ausführungsform.
Da der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 einen unteren Verbindungsabschnitt 24 (der schräge Schwalbenschwanzabschnitt 27 in dieser Ausführungsform) besitzt, um die auf den Abschnitt zwischen der Anströmkante bis zu dem Mittelabschnitt einwirkenden Zentrifugalkräfte aufzunehmen, und ferner eine schräge Schwalbenschwanzvertiefung 32 und einen Dichtungsabschnitt 37 und 38 in dieser Ausführungsform aufweist, und mit einem Drehkegel 30 versehen ist, welcher an den unteren Verbindungsabschnitt 24 anliegt, so dass er fähig ist, die vorderen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe 10 zu übertragen, ist es entsprechend des oben beschriebenen Aufbaus möglich, die vorderen Zentrifugalkräfte, die auf einen Abschnitt wirken, in dem der Nabendurchmesser des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans Null oder nahe Null ist, aufzunehmen, und diese Kräfte mit Hilfe der schrägen Schwalbenschwanzvertiefung 32 und dem Dichtungsabschnitt 37 und 38 des Drehkegels 30 auf die Scheibe 10 sicher zu übertragen.
Die anderen Betriebseigenschaften und technischen Effekte sind die gleichen wie in der ersten Ausführung.
9 ist eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der Schwalbenschwanzstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner ist 10 Teil einer perspektivischen Ansicht eines vorderen Abschnittes des Fans, wie er in 9 gezeigt ist.
In dieser Ausführungsform wird der untere Verbindungsabschnitt 24 von einer Vielzahl von parallelen Schwalbenschwanzabschnitten 28 gebildet. Die parallelen Schwalbenschwanz abschnitte 28 erstrecken sich parallel zur Achse 1 der rotierenden Welle von der Anströmkante bis zu dem Mittelabschnitt des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 und sind unter einem vorgegebenen Winkel (z.B. 20° dieser Ausführungsform) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.
Eine Zentrifugalkraft (eine vordere Zentrifugalkraft), die auf den parallelen Schwalbenschwanzabschnitt 28 wirkt, entspricht einer auf ein spiralförmiges Blatt 20b wirkenden Zentrifugalkraft. Das spiralförmige Blatt 20b ist an einer Außenseite bzw. Vorderseite des Fans befestigt und die Zentrifugalkräfte sind im Vergleich mit den auf die erste Stufe mit dem Rotorblatt 20 wirkenden Zentrifugalkräften des Hauptschwalbenschwanzabschnittes 22 kleiner.
Entsprechend ist es vorteilhaft, bzw. vorzuziehen, dass die Größe des parallelen Schwalbenschwanzabschnittes 28 wesentlich kleiner ist, als die Größe des Hauptschwalbenschwanzabschnittes 22.
In dieser Ausführungsform besitzt der Drehkegel 30 ferner eine Vielzahl von parallelen Schwalbenschwanzvertiefungen 33, welche in den parallelen Schwalbenschwanzabschnitt 28 eingepasst sind. Der Drehkegel 30 besitzt ferner einen Dichtungsabschnitt 37, welcher an die in der Scheibe 10 gebildete zylindrische innere Oberfläche 10c angepasst ist.
Der restliche Aufbau entspricht dem der ersten Ausführungsform.
Da der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 einen unteren Verbindungsabschnitt 24 (der parallele Schwalbenschwanzabschnitt 28 in dieser Ausführungsform) besitzt, um die vorderen Zentrifugalkräfte aufzunehmen, welche auf den Abschnitt zwischen der Anströmkante und dem Mittelabschnitt wirken, und ferner eine parallele Schwalbenschwanzvertiefung 33 und einen Dichtungsabschnitt 37 in dieser Ausführungsform besitzt, und einen Drehkegel 30 aufweist, der mit dem Verbindungsabschnitt 24 in Eingriff steht, so dass er die vorderen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe 10 übertragen kann, ist es in Übereinstimmung mit dem zuvor genannten Aufbau ferner möglich, die vorderen Zentrifugalkräfte, welche auf den Abschnitt wirken, in dem der Nabendurchmesser des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans Null oder nahe Null ist, mit Hilfe der parallelen Schwalbenschwanzvertiefung 33 und dem Dichtungsabschnitt 37 des Drehkegels 30 sicher an die Scheibe 10 weiterzuleiten.
Die anderen Funktionen und technischen Effekte stimmen mit denen der ersten Ausführungsform überein.
11 ist die Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Schwalbenschwanzstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, 12A ist ein Teil einer perspektivischen Ansicht eines vorderen Abschnittes des Fans und 12B ist ein Teil einer Perspektivansicht des Drehkegels.
In dieser Ausführungsform wird der untere Verbindungsabschnitt 24 durch eine Vielzahl von erweiterten Abschnitten bzw. Fortsätzen 29 gebildet. Die erweiterten Abschnitte 29 verlaufen von der Anströmkante des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 bis zu dem Mittelabschnitt und sind unter einem vorgegebenen Winkel (z.B. 20° in dieser Ausführungsform) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Eine dicke Breite oder Weite der erweiterten Abschnitte 29 ist in Umfangsrichtung vorzugsweise dicker oder größer als die vordere untere Kante des Fans.
In diesem Falle ist ein "Aufbau, in dem die Weite der erweiterten Abschnitte 29 in Umfangsrichtung dicker als die vordere untere Kante des Fans ausgestaltet ist" nicht essentiell, bzw. wesentlich, im Falle, dass die auf den Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt bis zur Anströmkante des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans 20 wirkenden vorderen Zentrifugalkräfte ausreichend klein sind. In anderen Worten ist es nicht essentiell, eine Struktur einzusetzen, bei welcher die Dicke zunimmt und eine Belastung übertragen wird.
In dieser Ausführungsform besitzt der Drehkegel 30 ferner eine Mehrzahl von Passnuten, bzw. Vertiefungen 34, welche in die vordere Unterkante des Fans in einem Abschnitt oberhalb des Erweiterungsabschnittes 29 eingelassen bzw. eingepasst sind. Der Drehkegel 30 besitzt einen Dichtungsabschnitt 37, welcher in die zylindrische Innenoberfläche 10c eingelassen ist, welche in der Scheibe 10 angebracht ist, und er besitzt einen Dichtungsabschnitt 38, welcher in die innere zylindrische Oberfläche 10d eingelassen ist, welche auf der Außenseite der Scheibe 10 gebildet ist.
Die anderen Strukturen entsprechen denen der ersten Ausführungsform.
In Übereinstimmung mit der zuvor beschriebenen Struktur, da der Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan 20 einen unteren Verbindungsabschnitt 24 (der erweiterte Abschnitt 29 in dieser Ausführung) aufweist, um die in dem Abschnitt zwischen der Anströmkante und der Abströmkante auftretenden Zentrifugalkräfte aufzunehmen, ferner eine Nut 34 und in dieser Ausführungsform einen Dichtungsabschnitt 37 und 38 besitzt, und mit einem Drehkegel 30 ausgestattet ist, welcher an dem unteren Verbindungsabschnitt 24 anliegt, so dass er dazu fähig ist, die vorderen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe 10 zu übertragen, ist es möglich, die auf den Abschnitt in welchem der Nabendurchmesser des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans Null oder nahe Null ist, wirkenden vorderen Zentrifugalkräfte über die Nut 34 und den Dichtungsabschnitt 37 und 38 des Drehkegels 30 aufzunehmen, und sicher an die Scheibe 10 weiterzuleiten.
Die weiteren Funktionen und technischen Effekte sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vierten oben erwähnten Ausführungsform ist es erstens möglich, die auf einen Abschnitt, in welchem der Nabendurchmesser des Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fans kleiner oder gleich Null ist und das Naben/Spitzen-Verhältnis zwischen 0 und 0,35 beträgt, auftretenden Zentrifugalkräfte aufzunehmen und an die Scheibe 10 weiterzuleiten, indem der Hauptschwalbenschwanzabschnitt 22 und die Hauptschwalbenschwanzvertiefung 12 aufeinander abgestimmt, bzw. ineinander eingepasst sind. Zweitens ist es möglich, die Größe des Erweiterungsabschnittes 29 klein zu halten oder den Erweiterungsabschnitt 29 wegzulassen, insofern, dass auf die vordere Unterkante des Fans im Bereich des oberhalb oder über dem Erweiterungsabschnitt 29 und der Nut 34 verzichtet werden kann, welche so ausgestaltet oder angeordnet bzw. eingepasst sind, dass die Vibrationen des Fans unterdrückt werden.
Im übrigen ist zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass diese im Rahmen des Zweckes der vorliegenden Erfindung verschiedenartig angepasst und modifiziert werden können.

Claims

Eine Schwalbenschwanzstruktur eines Fans, welche den Fan, der einen Einlassnabendurchmesser kleiner als einen Auslassnabendurchmesser besitzt, an einen Abschnitt um eine von einer Turbine drehend angetriebenen scheibenförmigen Platte herum befestigt, wobei die Platte eine Mehrzahl von Hauptschwalbenschwanzvertiefungen aufweist, die parallel zu einer Rotationsachse von einer Anströmkante bis zu einer Abströmkante desselben verlaufen und unter einem vorgegebenen Winkel in Umfangsrichtung beabstandet sind, wobei der Fan einen in einer Hauptschwalbenschwanzvertiefung angebrachten Hauptschwalbenschwanzabschnitt besitzt, um eine rückwärtige, auf einen Abschnitt zwischen einem Mittelabschnitt und einer Hinterkante wirkende Zentrifugalkraft weiterzuleiten, und einen Hilfsverbindungsabschnitt besitzt, um eine auf einen Abschnitt zwischen einer Vorderkante und dem Mittelabschnitt wirkende Zentrifugalkraft aufzunehmen, und wobei die Schwalbenschwanzstruktur mit einem Drehkegel ausgestattet ist, welcher an dem Hilfsverbindungsabschnitt anliegt, um die vorderen Zentrifugalkräfte an die Platte übertragen zu können.
Die Schwalbenschwanzstruktur des Fans nach Anspruch 1, wobei der Fan durch einen Null-Naben-Spitzen-Verhältnis-Fan gebildet ist, welcher Luft nahe eines Rotationszentrums ansaugen kann, und in welchem ein Einlassnabendurchmesser im Wesentlichen Null oder nahe Null ist und ein Naben/Spitzen-Verhältnis zwischen 0 und 0,35 beträgt.
Die Schwalbenschwanzstruktur des Fans nach Anspruch 1, wobei der Hilfsverbindungsabschnitt von einem Projektionsabschnitt gebildet wird, welcher in einem inneren Endabschnitt eines vorderen Endes des Fans angeordnet ist, und eine mit einem vorgegebenen Abstand R von der Achse der rotierenden Welle beabstandete Umfangsfläche besitzt, und der Drehkegel eine konkave Vertiefung besitzt, welche eine an eine äußere Umfangsfläche des Projektionsabschnittes angepasste innere Umfangsfläche besitzt, und ei nen Verbindungsabschnitt besitzt, welcher an eine in der Platte ausgeformte zylindrische Innenoberfläche angepasst ist.
Die Schwalbenschwanzstruktur des Fans nach Anspruch 1, wobei der Hilfsverbindungsabschnitt von einer Vielzahl von schrägen Schwalbenschwanzabschnitten gebildet ist, welche sich unter einem vorgegebenen Winkel mit Bezug auf die Achse der rotierenden Welle von einer Vorderkante des Fans bis zu einem Mittelabschnitt erstrecken, und in Umfangsrichtung unter einem vorgegebenen Winkel beabstandet sind, und der Drehkegel eine Vielzahl von schrägen Schwalbenschwanzvertiefungen besitzt, die an die schrägen Schwalbenschwanzabschnitte angepasst sind, und einen Dichtungsabschnitt besitzt, der an die zylindrische, in der Platte ausgeformte Innenoberfläche angepasst ist.
Die Schwalbenschwanzstruktur des Fans nach Anspruch 1, wobei der Hilfsverbindungsabschnitt eine Vielzahl von parallelen Schwalbenschwanzabschnitten aufweist, die sich parallel zur Achse der rotierenden Welle von der Vorderkante des Fans bis zum Mittelabschnitt erstrecken und in Umfangsrichtung unter einem vorgegebenen Winkel beabstandet sind, und der Drehkegel einer Vielzahl von parallelen Schwalbenschwanzvertiefungen besitzt, die an die parallelen Schwalbenschwanzabschnitte angepasst sind, und einen Verbindungsabschnitt besitzt, der an die in der Platte ausgeformte zylindrische Innenoberfläche angepasst ist.
Die Schwalbenschwanzstruktur des Fans nach Ansprach 1, wobei der Hilfsverbindungsabschnitt von einer Vielzahl von Erweiterungsabschnitten gebildet ist, welche sich von der Vorderkante des Fans bis zu dem Mittelabschnitt erstrecken und unter einem vorgegebenen Winkel in Umfangsrichtung beabstandet sind, und der Drehkegel eine Vielzahl von Passnuten besitzt, die an eine im Bereich oberhalb des Erweiterungsabschnitts liegende Unterkante des Fans angepasst sind, und einen Verbindungsabschnitt besitzt, der an die in der Platte ausgeformte zylindrische Innenoberfläche angepasst ist.