本發(fā)明涉及用于從流體流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力的改進的豎直軸水渦輪機組件(vawt)，該渦輪機組件具有主動槳葉槳距控制。

豎直軸水渦輪機組件和豎直軸空氣渦輪機組件之間的區(qū)別將被描繪。設(shè)計在空氣流中使用的組件不適合水流。在水中工作的豎直渦輪機組件旋轉(zhuǎn)速度要慢得多，并且必須處理比在空氣中工作的扭矩負載高得多的扭矩負載?？諝鉁u輪機中的主動葉片槳距控制系統(tǒng)不設(shè)計成應(yīng)付這些高扭矩負載。通常，這種控制系統(tǒng)位于靠近渦輪機軸心的中心處，并且使用具有聯(lián)動系統(tǒng)的臂來改變?nèi)~片間距。這些聯(lián)動系統(tǒng)的最重要的限制因素是它們可以提供的葉片樞轉(zhuǎn)角度的量。另一個重要的限制因素是控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于樞轉(zhuǎn)動作的扭矩量。

根據(jù)本發(fā)明的豎直軸水渦輪機組件旨在用于安裝在潮汐流中，并且具有特別適合于與提供具有比不間斷環(huán)境潮汐流的速度更大的速度的渦輪驅(qū)動器流的加速器一起使用。在本說明書中使用術(shù)語“潮汐流”，因為在許多情況下，這種水渦輪機組件被放置在潮汐變化的位置中。然而，本說明書中的術(shù)語“潮汐流”和“流”應(yīng)被理解為不僅僅是指潮汐變化的水流，而是指任何移動的水體如河流、洋流和一般來自結(jié)構(gòu)的排水。此外，本說明書中使用的術(shù)語“潮汐流”和“流”可互換使用。水力發(fā)電是可用的最重要的可重用能源之一。

眾所周知，為了產(chǎn)生升力，存在最佳的葉片迎角。當應(yīng)用于vawt的葉片時，這種最佳迎角將產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)功率。最佳迎角為不同參數(shù)的流速和渦輪轉(zhuǎn)速而改變。此外，葉片的角度必須相對于渦輪機的旋轉(zhuǎn)位置取決于其位置而被調(diào)節(jié)。因此，為了產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)動力，必須不斷地調(diào)節(jié)渦輪葉片相對于渦輪機中心樞軸的角度。

在水流中操作的vawt必須與將在空氣中運行的豎直軸渦輪機具有顯著不同的設(shè)計。主要是因為水的粘度較高。在空氣流中工作的豎直軸渦輪機通常具有500rpm或更高的轉(zhuǎn)速。工作在水流中的固定葉片vawt通常具有100rpm的最大轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明的具有主動葉片槳距控制的vawt在10至40rpm的轉(zhuǎn)速下將是最有效的。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，用于潮汐流的豎直軸水渦輪機組件，所述豎直軸水渦輪機組件適于圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)并且包括：多個豎直葉片，圍繞所述組件軸線布置，所述豎直葉片中的每個具有豎直葉片軸線并且適于圍繞所述豎直葉片軸線運動；以及引導(dǎo)裝置，主動地控制所述多個豎直葉片中的每個在所述水渦輪機組件旋轉(zhuǎn)時的運動；其中，所述引導(dǎo)裝置適于在第一區(qū)域中控制每個豎直葉片在其穿過使豎直葉片形成最大升力的潮汐流的區(qū)域時的運動；以及其中，所述引導(dǎo)裝置還適于在第二區(qū)域中，以控制每個豎直葉片在其穿過使所述豎直葉片不產(chǎn)生升力的潮汐流的區(qū)域時的運動；以及

其中，所述引導(dǎo)裝置包括將所述渦輪機組件的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成所述豎直葉片的樞轉(zhuǎn)運動的凸輪；以及其中，所述凸輪包括：第一凸輪從動件，與所述豎直葉片的旋轉(zhuǎn)軸線間隔開，其中所述第一凸輪從動件適于在設(shè)置在所述上支撐件中的一部分中或作為所述上支撐件的一部分的第一連續(xù)軌道中行進；以及

第二凸輪從動件，與所述豎直葉片的旋轉(zhuǎn)軸線間隔開，并且適于在設(shè)置在所述潮汐流的第一區(qū)域中的所述上支撐件的一部分中或作為所述上支撐件的一部分的第一不連續(xù)軌道中行進、以及在設(shè)置在所述潮汐流的第二個區(qū)域中的所述上支撐件的一部分中或作為所述上支撐件的一部分的第二不連續(xù)軌道中行進。

優(yōu)選地，每個豎直葉片被控制以通過所述潮汐流繞其豎直葉片軸線翻轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，每個豎直葉片被控制以提供通過潮汐流的最小阻力。

優(yōu)選地，所述水渦輪機組件還包括下支撐件，所述多個豎直葉片中的每個安裝在所述下支撐件上以相對于所述下支撐件樞轉(zhuǎn)運動。

優(yōu)選地，所述水渦輪機組件還包括上支撐件，所述引導(dǎo)裝置用于控制所述多個豎直葉片中的每個與所述上支撐件協(xié)作的運動，所述多個豎直葉片中的每個被安裝成相對于所述上支撐件樞轉(zhuǎn)運動。

優(yōu)選地，用于每個豎直葉片的所述引導(dǎo)裝置安裝到所述豎直葉片的上部區(qū)域。

優(yōu)選地，在所述第一區(qū)域中，所述引導(dǎo)裝置使所述豎直葉片樞轉(zhuǎn)以產(chǎn)生最大提升。

優(yōu)選地，所述多個豎直葉片中的一個或多個設(shè)置有naca輪廓。

優(yōu)選地，所述凸輪相對于所述豎直葉片軸線固定。

優(yōu)選地，所述第一凸輪從動件與所述豎直葉片軸線間隔開第一距離。

優(yōu)選地，所述第二凸輪從動件與所述豎直葉片軸線間隔開第二距離。

優(yōu)選地，所述第二凸輪從動件與所述豎直葉片軸線間隔開第二距離。此外，優(yōu)選地，所述第一距離大于所述第二距離。甚至更優(yōu)選地，所述第一距離是所述第二距離的兩倍。

優(yōu)選地，所述第一凸輪從動件與所述第二凸輪從動件配置成90°。

優(yōu)選地，所述第一凸輪從動件設(shè)置有向上延伸的突出部。

附加地，所述第二凸輪從動件設(shè)置有向上延伸的突出部。優(yōu)選地，所述第一凸輪從動件的向上延伸的突出部比所述第二凸輪從動件的向上延伸的突出部進一步向上延伸。

優(yōu)選地，所述第二凸輪從動件的向上延伸的突出部與相關(guān)聯(lián)的豎直葉片平行地向上延伸。

現(xiàn)在將僅通過示例的方式相對于附圖來描述本發(fā)明，其中：

圖1示出了豎直軸水渦輪機組件和加速器的一部分的示意圖；

圖2示出了用于本發(fā)明的凸輪從動件的立體圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的水渦輪機組件的示意性俯視圖；

圖4示出了用于本發(fā)明的上支撐件的示意性仰視圖；

圖4a示出了用于本發(fā)明的上支撐件的替代性實施例的俯視圖；

圖5示出了從上方觀察到的根據(jù)本發(fā)明的水渦輪機組件的細節(jié)，其中葉片處于第一位置中；

圖6示出了從下方觀察的圖5的水渦輪機組件的細節(jié)；

圖7示出了類似于圖6的視圖，其中葉片處于第二位置中；

圖8示出了類似于圖6和圖7的視圖，其中葉片處于第三位置中；

圖9示出了類似于圖6、圖7和圖8的視圖，其中葉片處于第四位置中；

圖10示出了從上方觀察到的根據(jù)本發(fā)明的水渦輪機組件的另一細節(jié)，葉片處于第五位置中；

圖11示出了類似于圖10的視圖，其中葉片處于六個位置中；

圖12示出了類似于圖10和圖11的視圖，其中葉片處于第七位置中；

圖13示出了在三個潮汐流中示出了根據(jù)本發(fā)明的在渦輪機組件以第一速度下旋轉(zhuǎn)期間引導(dǎo)裝置的第一部件的相對位置的圖表；

圖14示出了在相同的三個潮汐流中在渦輪機組件的第二速度旋轉(zhuǎn)期間類似于圖13的圖表；

圖15示出了類似于圖13和圖14的圖表，僅示出了引導(dǎo)裝置部件的極限位置；

圖16示出了組合圖13和圖14中所示的所有結(jié)果的圖表；以及

圖17示出了圖13和圖14中所示的兩個最相似結(jié)果的圖表。

圖1示出了位于加速器4的一側(cè)的水渦輪機組件2的示意圖。加速器4提供具有比不間斷環(huán)境潮汐流的速度更大的速度的渦輪機驅(qū)動器流。加速器4具有面向前面或弓面6的水流的非流線體以及從其下垂的側(cè)面，水圍繞著側(cè)面與側(cè)面中的每個相鄰地流動以作為渦輪機驅(qū)動器流。潮汐流的一般方向由箭頭a表示。箭頭b表示水渦輪機組件的旋轉(zhuǎn)方向。

本說明書涉及端口豎直軸水渦輪機組件2(當您面對弓面6時，非流線體的左手側(cè))。應(yīng)當理解，右舷(右手側(cè))布置包括鏡像布置，并不進行進一步描述。坐標系的中心10與渦輪機的軸線重合。坐標系的正y方向平行于非流線體的中心線，并且與水流方向完全相反。坐標系的正x方向指向非流線體的中心。逆時針方向時角度為正。0°平行于正x軸。該端口渦輪機組件在該坐標系中以正方向(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)。

除非上下文清楚地需要替代閱讀，否則對于“上”或“下”的參考或類似方向性參考將參考渦輪機組件圍繞其豎直軸線豎立來理解。

水渦輪機組件優(yōu)選地安裝在支撐件內(nèi)。支撐件可以包括側(cè)支柱，從該支柱延伸上部和下部渦輪支撐件。適于旋轉(zhuǎn)的豎直軸12安裝在上渦輪支撐件和下渦輪支撐件之間，或更優(yōu)選地通過上渦輪支撐件和下渦輪支撐件。

水渦輪機組件具有豎直組件軸線，豎直軸水渦輪機組件圍繞豎直組件軸線旋轉(zhuǎn)。豎直軸12優(yōu)選地設(shè)置成與豎直軸線共同進入。豎直軸12的外部豎直表面被方便地成形以幫助水圍繞豎直軸12流動。

水渦輪機組件2還包括圍繞所述豎直組件軸線設(shè)置的多個豎直葉片20。方便地，多個豎直葉片中的每個與其它豎直葉片相同。每個豎直葉片20具有豎直葉片軸線并且適于圍繞所述豎直葉片軸線移動。引導(dǎo)裝置被設(shè)置成當豎直軸線水渦輪機組件2旋轉(zhuǎn)時控制多個豎直葉片20中的每個的移動。方便地，多個豎直葉片包括3至10個葉片。最優(yōu)選地，多個葉片包括6個葉片。

每個豎直葉片20包括與豎直葉片軸線對準的軸。豎直軸水渦輪機組件2還包括上葉片支撐件28和下葉片支撐件。方便地，上葉片支撐件28和下葉片支撐件安裝在中心軸12上以圍繞渦輪機組件的豎直軸線旋轉(zhuǎn)。方便地，上葉片支撐件和下葉片支撐件形成為安裝成圍繞中心軸12旋轉(zhuǎn)的支撐板。

下葉片支撐件設(shè)置有用于每個豎直葉片軸的下端的下部安裝裝置，例如軸承。下安裝裝置允許相應(yīng)的豎直葉片20圍繞其豎直軸線移動。應(yīng)當理解，在使用中，水渦輪機組件2的該部分將被浸入潮汐流中，并且將考慮到這一點來選擇安裝裝置，例如軸承。

上葉片支撐件28設(shè)置有用于每個豎直葉片軸的上端22的上安裝裝置。上安裝裝置允許相應(yīng)的豎直葉片20圍繞其豎直軸線移動。在優(yōu)選實施例中，上安裝裝置對應(yīng)于引導(dǎo)裝置以控制多個豎直葉片中的每個的運動。

通過參考圖2至圖12更詳細地描述引導(dǎo)裝置。

凸輪系統(tǒng)被提供為在豎直葉片20旋轉(zhuǎn)時控制豎直葉片20的槳距。

圖2中示出了用于本發(fā)明的凸輪從動臂30。每個豎直葉片軸的上端22設(shè)置有這種凸輪從動臂30。凸輪從動臂30方便地大致為l形，其具有連接到第二短肢34的第一較長的支桿32。每個凸輪從動臂30以與每個豎直葉片軸的相應(yīng)的上端22固定的關(guān)系安裝。在優(yōu)選實施例中，這是通過在上豎直葉片軸和凸輪從動臂中的每個上使用互補的定位特征來實現(xiàn)的，例如凸輪從動臂30中的凹口42，其用于接合豎直葉片軸中的互補凹槽。

較長的凸輪從動臂32的自由端設(shè)置有第一向上延伸的突出部36。該第一向上延伸的突出部36適于被容納在上支撐件28內(nèi)。

較短的凸輪從動臂34的自由端設(shè)置有第二向上延伸的突出部38。下面描述該第二向上延伸突出部38的功能。

上支撐件28(圖4)包括限定周界的第一連續(xù)軌道50。第一向上延伸的突出部38適于被容納在上支撐件的第一連續(xù)軌道50內(nèi)。在圖4所示的實施例中，第一連續(xù)軌道50從轂52由多個輪輻54支撐。方便地，轂52和輪輻54與連續(xù)軌道50一體形成。上支撐件28的轂52支撐在水渦輪機組件2的上端，以繞水渦輪機組件2的豎直軸線旋轉(zhuǎn)。

第一不連續(xù)軌道60和第二不連續(xù)軌道62也設(shè)置在上支撐件上或作為上支撐件的一部分。每個不連續(xù)軌道60、62優(yōu)選地設(shè)置在前端處，具有前導(dǎo)的(優(yōu)選地被冠的)邊緣56，以便于使第二突出部38進入不連續(xù)軌道中。

第一或初級不連續(xù)軌道60位于連續(xù)軌道50的周邊的外側(cè)，并通過另外的輻條或支撐件64連接到上支撐件。

第二或次級不連續(xù)軌道62位于連續(xù)軌道50的周邊內(nèi)，并且安裝在支撐第一連續(xù)軌道50的輪輻54上。次級不連續(xù)軌道62位于與初級不連續(xù)軌跡60相對的位置。

在圖4a中，相同的附圖標記表示相同的部件，第一連續(xù)軌道50以及第一不連續(xù)軌道60和第二不連續(xù)軌道62由固定的支撐板(未示出)支撐。在優(yōu)選實施例(未示出)中，第一連續(xù)軌道50形成在固定支撐板內(nèi)，并且第一不連續(xù)軌道60和第二不連續(xù)軌道62從固定支撐板支撐。中心軸12的上端在圖4a中示出。

應(yīng)當理解，中心軸方便地連接到任何合適的裝置以利用由渦輪機組件產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力。

下面描述給定所示的凸輪從動臂30布置的第一連續(xù)軌道50和第一和不連續(xù)軌道60第二不連續(xù)軌道62的形狀和相對位置的確定。

在圖3和圖5至圖12中可以看出，葉片如何在渦輪機旋轉(zhuǎn)時移動。渦輪機組件的部件的尺寸僅作為示例提供。

凸輪從動臂30在其樞轉(zhuǎn)點與第一向上延伸的突出部36的中心之間測量為100mm長。

凸輪從動臂30在樞轉(zhuǎn)點與第二向上延伸突出部38的中心之間測量為50mm。應(yīng)當理解，該尺寸平行于相關(guān)聯(lián)的豎直葉片20。

每個向上延伸的突出部36、38的直徑為10mm并且高度為11mm。這允許軌道50、60、62和凸輪從動臂30的內(nèi)表面之間的空間。第一向上延伸的突出部36方便地設(shè)置在凸輪從動臂30的基部的10mm高的凸臺40上。

當?shù)谝煌怀霾?6和第二突出部38穿過的路徑在幾個點處交叉時，不連續(xù)軌道60、62位于主連續(xù)軌道50的下方，并且這是為什么第一突出部36比第二突出部38升高的原因。

豎直葉片20的軸的中心(即它們的樞軸)圍繞直徑為600mm的圓形路徑26布置。

圖3通過圖示的方式示出了單個葉片22，其中凸輪從動臂的第一突出部36位于連續(xù)軌道50內(nèi)。該圖示出了由每個葉片22相對于包括連續(xù)路徑50和不連續(xù)路徑60、62的上支撐件28描述的圓形路徑26。

連續(xù)軌道50的正常寬度(c-圖4)為10.2mm。包括連續(xù)和不連續(xù)軌道50、60、62的上部組件在其最寬點處為757.4mm(d-與不連續(xù)軌道60、62一致，并且在最窄處為741.56mm(e-與先前測量成正比)。平行于該窄尺寸，第一不連續(xù)軌道60為359.14mm長(f)。

圖5是從上方觀察渦輪機組件2的一部分的視圖，并且圖6至圖12是渦輪下方的立體圖，從而可以看出凸輪從動臂30如何裝配到軌道中并隨著渦輪組件2旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。盡管僅示出了單個豎直葉片20及其凸輪從動臂30，但是應(yīng)當理解，水渦輪機組件2包括具有相關(guān)聯(lián)的凸輪從動臂的多個這樣的豎直葉片。

在圖5中，凸輪從動臂30的第一突出部36位于連續(xù)軌道50內(nèi)(并且對應(yīng)于圖3中所示的葉片的位置)。凸輪從動件30連接到葉片20的上軸22。豎直葉片20的軸，特別是樞軸點圍繞水渦輪機組件2的豎直軸線旋轉(zhuǎn)以描述圓形路徑26。

圖6示出了從下方觀察的與圖5中相同位置的豎直葉片20?？梢钥吹酵馆啅膭颖?0的第二突出部38剛剛進入初級主不連續(xù)軌道60。

當水渦輪機組件2旋轉(zhuǎn)時，第二突出部38被向內(nèi)并朝向豎直葉片20(圖7)的路徑并且橫跨豎直葉片(圖8)的路徑且位于豎直葉片(圖8)的路徑內(nèi)，從而導(dǎo)致豎直葉片20與潮汐流一同翻轉(zhuǎn)。在第二突出部38離開主不連續(xù)軌道60(圖9)時，豎直葉片20完成了翻轉(zhuǎn)運動。

在圖5至圖9中可以看出，連續(xù)軌道50在轉(zhuǎn)彎點被加寬，從而產(chǎn)生第一突出部36的游隙，以使得第一突出部36可以被認為與連續(xù)軌道50分離(但仍然被引導(dǎo))。圖8示出了在第二突出部38設(shè)置為離開第一不連續(xù)軌道60時，第一突出部36與連續(xù)軌道50重新接合。

凸輪從動臂30、初級連續(xù)軌道50和第一不連續(xù)軌道60的相互作用主動地控制豎直葉片20的樞轉(zhuǎn)。

在豎直葉片20穿過豎直葉片20產(chǎn)生最大升力的潮汐流中的區(qū)域時，高負荷施加在葉片樞軸線或軸及其相關(guān)的安裝軸承上。凸輪從動臂30的杠桿動力在處理這些負載方面是有利的。

應(yīng)當理解，第一突出部36可以設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凸輪從動件，以幫助第一突出部36沿著連續(xù)軌道50行進。類似地，第二突出部38還可以設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凸輪從動件，以幫助第二突出部38沿著不連續(xù)軌道60、62行進。

圖9示出了在豎直葉片20通過渦輪機組件2不產(chǎn)生升力的靜止水流的區(qū)域時的豎直葉片20和凸輪從動臂30。此時，第二突出部38進入第二不連續(xù)軌道62。在豎直葉片穿過路徑26時，豎直葉片20相對于水流被保持到適當位置。圖10示出了在第二不連續(xù)軌道62的中點處的具有凸輪從動臂30豎直葉片20，并且圖11示出了即將離開第二不連續(xù)軌道62的具有凸輪從動臂30豎直葉片20。

同樣，在圖9至圖11中可以看出，連續(xù)軌道50在轉(zhuǎn)彎點被加寬，從而產(chǎn)生第一突出部36的游隙，以使得第一突出部36可以被認為與連續(xù)軌道50分離(盡管仍然被引導(dǎo))。

在這方面，相對較小的載荷施加在葉片軸樞軸點和相關(guān)軸承上。該輔助軌跡62的優(yōu)點是能夠改變樞軸動作杠桿點。這樣做是有利的，因為連續(xù)軌道50和凸輪從動臂30的相對角度可能引起阻礙效應(yīng)。

凸輪從動臂30和第二不連續(xù)軌道62的相互作用主動地控制豎直葉片20在第二不連續(xù)軌道62的區(qū)域中的樞轉(zhuǎn)。

在豎直葉片20穿過豎直葉片20形成最小提升的潮汐流中的區(qū)域時，較低的載荷施加在葉片樞轉(zhuǎn)軸或軸及其相關(guān)的安裝軸承上。凸輪從動臂30的較短的杠桿力足以應(yīng)付這些負載。

使用該系統(tǒng)還有另一個好處。由于葉片20可以向前翻轉(zhuǎn)，這使得能夠使用用于葉片20的naca輪廓，其中輪廓在需要時始終定位成最大提升。在豎直葉片20的鼻部通過潮汐流時，它也能夠平穩(wěn)地起作用。

凸輪從動臂30不需要是l形。也可以采用其它的結(jié)構(gòu)，例如凸輪從動件可以形成為具有第一突出部和第二突出部的板。然而，需要保持第一突出部和第二突出部相對于豎直葉片的樞轉(zhuǎn)點的相對位置。

如下所述確定由凸輪從動臂30控制多個渦輪葉片20中的每個的運動的路徑。

每個豎直葉片20設(shè)置有x和y坐標，每個豎直葉片20繞其樞轉(zhuǎn)。分析首先以整個渦輪機的偏航增量從零位置開始以1度來執(zhí)行-這被稱為偏航角(θ)。請注意，該角度與計算流體動力學(xué)(cfd)分析不同-關(guān)系為θ＝360°-cfd角位置列。相對于坐標方案的中心，渦輪機的中心從該θ角度計算樞軸點的x和y坐標。

xpivot＝rcos(θ)

ypivot＝rsin(θ)

接下來，計算豎直葉片20相對于固定坐標系的角度。cfd分析提供該數(shù)據(jù)作為與局部切線相比的“迎角”。因此，局部切線的角度首先被計算(θ+90°)。cfd迎角(α)定義為“當葉片鼻部朝向正順時針方向時，豎直葉片20的迎角被定義為零”。該端口渦輪機組件以與用于cfd分析的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。cfd迎角的負數(shù)用于此分析。對于任何偏航角θ，正確的迎角從angpos＝360°-θ讀出。因此葉片角度(β)由下式給出：

β＝θ+90°-α。

第三步是計算第一突出部的中心相對于豎直葉片樞軸的位置。在這種分析中，凸輪從動臂可以以任何角度(γ)固定，但將使用-90°的起點，這意味著當渦輪機組件處于0°偏航角中并且迎角為零時，凸輪從動臂位于正x軸上(在測試中，這個位置的迎角通常相當小)。因此，相對位置為：

xarm＝larmcos(β+γ)

yarm＝larmsin(β+γ)。

作為凸輪從動件的第一突出部36的中心的坐標通過添加x臂和x樞軸坐標而給出，并且類似地用于y坐標。

從大約155°開始，cfd迎角建議要求葉片20順時針旋轉(zhuǎn)大約90°的角度，而偏航角只能移動大約60°的角度。

在這方面有利的是平穩(wěn)地加速凸輪臂向前，以使其以最小的力完成該運動。這是使用初級不連續(xù)軌跡60完成的。第二向上延伸的突出部38適于進入主不連續(xù)軌道60的前緣，從而根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)葉片20。連續(xù)軌道50在轉(zhuǎn)彎點加寬，以阻止第一突出部36在兩個軌道之間的綁定。

次級不連續(xù)軌道62在渦輪組件的另一側(cè)在0°偏航角上方和下方30°處使用，以確保葉片20在通過0°點時保持正確的角度。

使用上述計算，已計算出三個流速(均為15rpm的相同設(shè)置)的軌跡，如圖13所示。圖13示出了用于流速為1.2m/s(a)、1.8m/s(b)和2.5m/s(c)的第一向上延伸突出部的跟蹤軌跡。已經(jīng)確定，軌道之間的最大徑向距離為50mm并且以大約225°的偏航角發(fā)生。

圖14顯示了20rpm情況和在2.5m/s情況下的凸輪從動件的開始和結(jié)束位置(圖13中的相似參考用于顯示每個流速)。豎直葉片20的位置示出在2.5m/s流速(路徑c')的路徑上的兩個點。

圖15僅示出了最高流量和轉(zhuǎn)速(c')和最低流量和轉(zhuǎn)速(a)的軌跡。這表明，在225°偏航角(凸輪位移約為44mm)的情況下，凸輪軌跡位置的差異最為明顯。

圖16示出所有流速的所有軌跡-15rpm時為1.2m/s(a)、15rpm時為1.8m/s(b)、15rpm時為2.5m/s(c)、20rpm時為1.2m/s(a')、在20rpm時為1.8m/s(b')、在20rpm(c')為2.5m/s?？梢钥闯?，一些軌道非常相似。

圖17示出了具有最大相似性的軌道，即在15rpm時為1.8m/s(b)、在20rpm時為為2.5m/s(c')。這些被認為是最佳的。

可以使用這些軌道之一創(chuàng)建連續(xù)軌道。由于遵循豎直葉片的樞轉(zhuǎn)軸線的圓形路徑是已知的，因為在該連續(xù)軌道中將跟隨第一突出部的路徑，所以可以計算第一不連續(xù)軌道和第二不連續(xù)軌道的形狀和位置，以確保第二突出部將進入這些軌道，由此使得豎直葉片將將被控制為在第一不連續(xù)軌道的情況下樞轉(zhuǎn)或固定穿過流動并且在第二不連續(xù)軌跡的情況下提供最小的阻力。