JP6270777B2 - 環状バルブ及び再生エネルギー型発電装置 - Google Patents

Description

本開示は、環状バルブ及び再生エネルギー型発電装置に関する。

一般に、環状に形成された流路を開閉するための環状バルブが知られている。環状バルブは、例えば油圧機械において作動室に連通する環状の油圧流路に設けられ、環状バルブの開閉によって作動室への作動油の流出入が制御されるようになっている。

例えば、特許文献１乃至４には、ロッドと、ロッドと共に移動可能に構成された弁体と、環状開口の外周側および内周側において弁体が当接可能に構成された弁座と、を備えた環状バルブが記載されている。
このような環状バルブにおいては、着座時における弁体と弁座の当接面が、環状開口の内周側と外周側のそれぞれにおいて環状となる。そのため、閉弁時において確実に環状開口を塞ぐことができるように、通常、弁体又は弁座の何れか一方には、環状の当接面の径方向中央部が他方に向けて突出するように当接面の断面が湾曲したシーリングリッジ（外周側シーリングリッジ及び内周側シーリングリッジ）が設けられている。

国際公開第２０１０／０５７４９４号 国際公開第２０１０／０７３０４０号 米国特許出願公開第２０１１／０２２０２３０号明細書 国際公開第２０１３／１１８１８２号

ところで、上述したような環状バルブにおいては、環状流路における流量が大きい場合、バルブの動作遅れ（例えば閉弁遅れ又は開弁遅れ）や意図せぬ動き等の不安定挙動が発生することがある。また、バルブの不安定挙動や流体の流れに起因して、バルブの損傷が発生する可能性もある。特に、大型の環状バルブにおいては、環状流路を流れる流体の流量が増大するため、バルブの不安定挙動やバルブ損傷のリスクが高く、従来の設計では十分な性能が得られないおそれがある。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、バルブの不安定挙動やバルブの損傷を抑制し得る環状バルブ及び再生エネルギー型発電装置を提供することである。

（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る環状バルブは、
環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成される。

上記（１）の環状バルブによれば、環状弁座のシート部は、環状開口の外周縁を含む第１環状領域、および、環状開口の内周縁を含む第２環状領域において、閉弁位置にある環状弁体に面接触するように構成されている。
そのため、環状バルブの開弁動作時又は閉弁動作時に、シート部と環状弁体との面接触領域でのスクイーズ膜によるダンピング効果によって環状弁体の動きが安定化し、バルブの動作遅れ（例えば開弁遅れ又は閉弁遅れ）や意図せぬ動き等のバルブの不安定挙動を抑制することができる。
さらに、環状バルブの開弁動作時又は閉弁動作時に、スクイーズ効果（流体抵抗力）によって環状弁体が減速されるため弁体の衝撃が緩和されること、および、面接触領域ではシート部と環状弁体とで微小な平面隙間が形成されるため流速が低下してエロージョンが抑制されること、から環状バルブの損傷を抑制することができる。
なお、面接触領域とは、シート部のうちの第１環状領域の面と該第１環状領域に面接触する環状弁体の面とを含む領域、および、シート部のうちの第２環状領域の面と該第２環状領域に面接触する環状弁体の面とを含む領域をいう。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記環状弁体は、
前記閉弁位置において前記シート部の前記第１環状領域および前記第２環状領域と面接触する弁体部と、
ロッドに固定される固定部と、
前記弁体部と前記固定部とを連結する連結部と、
を含み、
前記連結部は、前記ロッドに沿った方向についてのばね定数が９ｋＮ／ｍｍ以上である。

一般に、環状バルブにおいては、開弁動作時又は閉弁動作時において、流体の流れにキャビテーションが発生し、このキャビテーションによって、環状バルブの不安定挙動を引き起こすことがある。
本発明者らは鋭意検討の結果、キャビテーションが発生する事象は、開弁動作時又は閉弁動作時において、環状バルブ周りの流体の流れが不均一となることが一因であることを見出した。すなわち、環状バルブ周りの流体の流れが不均一となると、環状開口を流れる流体の圧力差に起因して弁体部がシート部に対して傾斜してしまい、開弁動作時又は閉弁動作時において、一時的に、弁体部の周方向における一部のみがシート部に接触し、他の部位は非接触となることがある。この状態では、弁体部とシート部との非接触部位において隙間が生じているため、この隙間にジェット流が形成されて流体中にキャビテーションが発生してしまう。

そこで、上記（２）の構成では、弁体部と固定部とを連結する連結部における、ロッドに沿った方向についてのばね定数を９ｋＮ／ｍｍ以上としている。これにより、環状弁体の剛性を向上でき、弁体部がシート部に対して傾斜することを抑制できる。そのため、開弁動作時又は閉弁動作時において、弁体部とシート部とが部分的に非接触となって隙間が形成されてしまい、この隙間を流れるジェット流によってキャビテーションが発生する事態を回避できる。よって、キャビテーションの発生に起因した環状バルブの不安定挙動を抑制できる。

（３）一実施形態では、上記（２）の構成において、
前記連結部は、周方向における異なる位置に設けられ、前記固定部と前記弁体部とを連結する複数の連結アームを含み、
各々の前記連結アームは直線状に延在している。

上記（３）の構成によれば、周方向における異なる位置に、固定部と弁体部とを連結する複数の連結アームが設けられており、これらの連結アームがそれぞれ直線状に延在しているので、環状弁体の剛性をより一層高めることができ、キャビテーションの発生を効果的に防止することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記環状弁体は、
前記環状弁座に対向する第１表面と、
前記第１表面とは反対側に位置する第２表面と、
を有し、
前記環状開口の軸方向において前記環状弁体を挟んで前記環状弁座の反対側に位置し、前記開弁位置にある前記環状弁体の前記第２表面および外周面を少なくとも部分的に覆う弁体シュラウド部をさらに備える。

上記（４）の構成によれば、開弁位置にある環状弁体の第２表面（環状弁座に対向していない側の面）および外周面を少なくとも部分的に覆うように弁体シュラウド部が設けられているので、開弁状態（環状弁体が開弁位置にある状態）において、環状弁座から離れている環状弁体が流体の流れによって環状弁座側へ押されることが抑制される。このため、流体の圧力や流量にかかわらず、環状弁体の動きの安定化が図れる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記弁体シュラウド部は、
前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
を含み、
前記環状弁体が前記開弁位置にあるとき、前記リム部の先端面と、前記環状弁体の外周縁部における表面との間の前記環状開口の中心軸に沿った距離をｄとし、前記環状弁体の前記外周縁部における厚さをｔとしたとき、ｄ≦０．０５ｔの関係を満たす。

上記（５）の構成においては、環状弁体の第２表面がベース部によって覆われ、且つ、環状弁体の外周面がリム部によって覆われている。また、環状弁体が開弁位置にあるとき、リム部の先端面と環状弁体の外周縁部における表面との間の距離ｄと、環状弁体の外周縁部における厚さｔとが、ｄ≦０．０５ｔの関係を満たしている。すなわち、環状弁体が開弁位置にあるとき、環状弁体の外周面の殆どの部分又は全部がリム部によって覆われている。これにより、開弁状態において、環状弁体を流体の流れから効果的に保護し、環状弁体の動きをより一層安定化することができる。

（６）一実施形態では、上記（４）又は（５）の構成において、
前記弁体シュラウド部は、
前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
を含み、
前記環状弁体が前記開弁位置にあるとき、前記リム部の内周面と、前記環状弁体の外周面との間には隙間が形成され、
前記隙間は、前記環状弁体の外径をＤとしたとき、０．００５Ｄ以上の大きさを有する。

上記（６）の構成によれば、リム部の内周面と環状弁体の外周面との間に隙間が形成されており、この隙間は、環状弁体の外径をＤとしたとき、０．００５Ｄ以上の大きさを有する。これにより、環状弁体と弁体シュラウド部との間に、隙間を介して流体が円滑に流出入するため、開弁動作時又は閉弁動作時における環状弁体の背圧の影響を低減でき、環状弁体の応答速度を向上させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（６）の何れかの構成において、
前記弁体シュラウド部は、
前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
を含み、
前記リム部の根本部は、前記ベース部に近づくにつれて前記根本部の厚さが増加するように構成される。

上記（７）の構成によれば、リム部の根本部の厚さが、ベース部に近づくにつれて増加するため、リム部において流体の流れに耐え得る強度を確保することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（７）の何れかの構成において、
前記弁体シュラウド部は、
前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
を含み、
前記環状弁体の前記第１表面から前記第２表面に向かって、前記リム部の先端面における内周縁から前記環状弁体の外周面までの半径方向距離が増加する。

上記（８）の構成では、環状弁体の第１表面から第２表面に向かって、リム部の先端面における内周縁から環状弁体の外周面までの半径方向距離が増加するようになっている。すなわち、開弁動作時又は閉弁動作時、環状弁体の少なくとも一部がリム部によって覆われる軸方向動作範囲においては、弁体シュラウド部からの環状弁体のリフト量が大きくなる程、リム部の内周面と環状弁体の外周面との隙間が大きくなる。これにより、弁動作の過渡状態において、環状弁体と弁体シュラウド部との間において流体が円滑に流出入し、環状弁体の応答速度をより一層向上させることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（８）の何れかの構成において、
前記弁体シュラウド部は、
前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
を含み、
前記ベース部の内周縁には、前記環状弁座に向かって突出するリッジが設けられており、
前記環状弁体は、前記開弁位置において、前記環状弁体の前記第２表面が前記リッジに当接し、前記ベース部と前記第２表面との間に隙間が形成される。

上記（９）の構成では、弁体シュラウド部のベース部の内周縁に、環状弁座に向かって突出するリッジが設けられており、このリッジが介在することよって、開弁位置にある環状弁体の第２表面とベース部との間に隙間が形成されるようになっている。これにより、弁動作の過渡状態において、環状弁体と弁体シュラウド部との間において流体が円滑に流出入し、環状弁体の応答速度をより一層向上させることができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
前記環状弁体は、
前記環状弁座に対向するとともに、平坦かつ前記環状開口の半径方向に平行な第１表面と、
前記第１表面とは反対側に位置し、前記半径方向に対して傾斜する傾斜領域を含む第２表面と、
を有し、
前記第２表面は、前記傾斜領域において、内周側に向かうにつれて前記環状弁体の厚さが増すように前記半径方向に対して傾斜している。

上記（１０）の構成によれば、環状弁体の第１表面は平坦且つ環状開口の半径方向に平行に形成されているため、環状弁体第１表面を、シート部の第１環状領域および第２環状領域に対して容易に面接触させることができる。また、環状弁体の第２表面は、半径方向に対して傾斜する傾斜領域を含み、この傾斜領域において、内周側に向かうにつれて環状弁体の厚さが増している。これにより、環状弁体の剛性を向上でき、弁体部がシート部に対して傾斜することを抑制できる。このため、開弁動作時又は閉弁動作時において、弁体部とシート部とが部分的に非接触となって隙間が形成されてしまい、この隙間を流れるジェット流によってキャビテーションが発生する事態を回避できる。よって、キャビテーションの発生に起因した環状バルブの不安定挙動を抑制できる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記環状弁座を有するバルブケーシングをさらに備え、
前記バルブケーシングは、
前記環状開口を形成するとともに、前記環状開口の中心軸に沿って前記環状開口から前記環状弁体とは反対側に延設された環状溝と、
前記環状溝に連通するように前記環状開口の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路と、
を含む。

上記（１１）の構成では、バルブケーシングには、環状開口を形成するとともに中心軸に沿って延設された環状溝と、環状溝に連通するように環状開口の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路と、が設けられている。このため、環状弁体が固定される側とは反対側のロッド端部の周囲に、弁体移動ユニット（例えば電磁石）を配置するスペースを容易に確保することができる。

（１２）一実施形態では、上記（１１）の構成において、
前記環状溝は、前記環状開口から遠ざかるにつれて流路断面積が広がるディフューザ形状を有する。

上記（１２）の構成によれば、環状溝は、環状開口から遠ざかるにつれて流路断面積が広がっているので、環状バルブにおける流体のスムーズな排出又は流入が可能となる。

（１３）一実施形態では、上記（１１）又は（１２）の構成において、
前記バルブケーシングは、前記複数の半径方向流路の外周側に位置し、前記複数の半径方向流路に連通する環状流路をさらに含み、
前記中心軸に直交する前記環状流路の断面における面積が、前記環状開口の開口面積以上である。

上記（１３）の構成によれば、バルブケーシングには、複数の半径方向流路に連通する環状流路が設けられており、中心軸に直交する環状流路の断面における面積が、環状開口の開口面積以上であるため、環状バルブにおける流体のより一層スムーズな排出又は流入が可能となる。

（１４）一実施形態では、上記（１１）乃至（１３）の何れかの構成において、
前記バルブケーシングは、前記複数の半径方向流路の外周側に位置し、前記複数の半径方向流路に連通する環状流路をさらに含み、
前記複数の半径方向流路の各々の通路断面積は、前記中心軸に直交する前記環状流路の断面における面積の１／４倍以上である。

上記（１４）の構成によれば、バルブケーシングには、複数の半径方向流路に連通する環状流路が設けられており、複数の半径方向流路の各々の通路断面積は、中心軸に直交する環状流路の断面における面積の１／４倍以上であるため、環状バルブにおける流体のより一層スムーズな排出又は流入が可能となる。

（１５）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る再生エネルギー型発電装置は、
再生エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
前記作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、を備え、
前記油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方は、
シリンダおよび該シリンダ内を往復運動可能なピストンによって形成される作動室と、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータ間に設けられた外部流路と前記作動室とを連通可能に構成された内部流路と、
前記内部流路上に設けられ、前記作動室と前記外部流路との連通状態を切り替え可能に構成された上記（１）乃至（１４）に記載の環状バルブと、
を含む。

上記（１５）の再生エネルギー型発電装置によれば、油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方において、上記（１）乃至（１４）の何れかに記載の環状バルブを採用している。上述したように、この環状バルブは、不安定挙動やバルブの損傷を抑制可能であるため、油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方において環状バルブの不具合が発生しにくく、再生エネルギー型発電装置の安定した稼働が可能となる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、環状バルブの動作遅れ（例えば開弁遅れ又は閉弁遅れ）や意図せぬ動き等の環状バルブの不安定挙動を抑制することができ、また、環状バルブの損傷を抑制することもできる。

一実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す図である。 一実施形態に係る油圧機械の概略構成を示す断面図である。 一実施形態に係る低圧弁および高圧弁とその周辺構造を示す断面図である。 一実施形態に係る低圧弁およびその周辺構造を示す断面図である。 閉弁位置にある環状弁体およびシート部を示す図で 開弁位置にある環状弁体およびシート部を示す図である。 一実施形態に係る環状弁体の斜視図である。 図６Ａに示した環状弁体の断面図（図６ＡのＡ−Ａ線断面図）である。 他の実施形態に係る環状弁体の斜視図である。 図７Ａに示した環状弁体の断面図（図７ＡのＢ−Ｂ線断面図）である。 一実施形態に係る環状弁体およびシート部を示す部分断面図（図５ＢのＣ部拡大図）である。 一実施形態に係る環状バルブのバルブケーシングを環状開口側から視た図である。 一実施形態に係る環状バルブのバルブケーシングの断面図（図９のＤ−Ｄ線断面図）である。 一実施形態に係る環状バルブのバルブケーシングの断面図（図９のＥ−Ｅ線断面図）である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、一実施形態に係る風力発電装置１の全体構成を示す図である。
なお、以下の説明では、本実施形態に係る環状バルブの適用対象として、再生エネルギー型発電装置である風力発電装置１を例示している。ただし、本実施形態に係る環状バルブの適用対象はこれに限定されるものではなく、他の種類の再生エネルギー型発電装置であってもよいし、あるいは産業車両や産業機械や舶用装置等の再生エネルギー型発電装置以外の装置であってもよい。

図１に示されるように、一実施形態に係る風力発電装置１は、少なくとも一本のブレード２と、ブレード２が取り付けられたハブ３と、ハブ３に一体的に回転可能に構成された回転シャフト４と、を含むロータ５を備えている。ロータ５は、主軸受を介してナセル１２に回転可能に支持されており、ブレード２が風を受けることによって回転するように構成されている。ナセル１２は、洋上又は陸上に立設されたタワー１３の上端部に取り付けられている。

ロータ５には、回転シャフト４を介して油圧ポンプ６が連結されている。油圧ポンプ６には、高圧油ライン８及び低圧油ライン９を介して油圧モータ７が接続されている。具体的には、油圧ポンプ６の出口が高圧油ライン８を介して油圧モータ７の入口に接続され、油圧ポンプ６の入口が低圧油ライン９を介して油圧モータ７の出口に接続されている。油圧ポンプ６は、ロータ５によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成するように構成されている。油圧ポンプ６で生成された圧油は高圧油ライン８を介して油圧モータ７に供給される。油圧モータ７は、油圧ポンプ６で昇圧された圧油によって駆動されるように構成されている。油圧モータ７で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ７の出口と油圧ポンプ６の入口との間に設けられた低圧油ライン９を経由して、油圧ポンプ６に再び戻される。また、油圧モータ７には出力軸１１を介して発電機１０が連結されている。そして、発電機１０は、油圧モータ７によって駆動されて、発電を行うように構成されている。

図２は、一実施形態に係る油圧機械７の概略構成を示す断面図である。
なお、図２では、油圧機械７として油圧モータを例示しているが、本実施形態が適用される油圧機械はこれに限定されるものではなく、例えば油圧ポンプであってもよい。

幾つかの実施形態において、油圧機械７は、シリンダ２２およびピストン２４によって形成される作動室２６と、油圧ポンプ６及び油圧モータ７間に設けられた外部流路（例えば図１の高圧油ライン８又は低圧油ライン９）と作動室２６とを連通可能に構成された内部流路１６，１８と、内部流路１６，１８上に設けられ、作動室２６と外部流路との連通状態を切り替え可能に構成された環状バルブ（例えば低圧弁５０又は高圧弁７０）と、を備える。

回転軸１４は、油圧モータ７の場合は出力軸１１（図１参照）に連結され、油圧ポンプ６の場合は回転シャフト４（図１参照）に連結される。
シリンダブロック２０は、回転軸１４の全周に亘って環状に延在しており、回転軸１４の回転軸線１５を中心として半径方向に延在する複数のシリンダ２２と、各々のシリンダ２２内において往復動可能に設けられた複数のピストン２４と、シリンダ２２およびピストン２４によって形成される作動室２６と、を含む。
バルブブロック３０は、シリンダ２２の位置に対応して、シリンダブロック２０の外周側に複数設けられている。バルブブロック３０には、低圧弁５０および高圧弁７０が設けられている。

シリンダブロック２０及びバルブブロック３０には、高圧油ライン８（図１参照）に接続される高圧油内部流路１８と、低圧油ライン９に接続される低圧油内部流路１６と、が形成されている。高圧油内部流路１８および低圧油内部流路１６は、それぞれ、作動室２６に接続されている。高圧油内部流路１８上に配置された高圧弁７０を開閉することによって、高圧油内部流路１８と作動室２６との連通状態が切り替えられるようになっている。また、低圧油内部流路１６上に配置された低圧弁５０を開閉することによって、低圧油内部流路１６と作動室２６との連通状態が切り替えられるようになっている。

油圧機械７では、低圧弁５０および高圧弁７０の切り替えによって、作動室２６内に作動油が流出入し、作動室２６内の作動油の圧力エネルギーとピストン２４の往復運動エネルギーとが変換されるとともに、ピストン２４の往復運動エネルギーと、回転軸１４の回転エネルギーとが変換されるようになっている。例えば、油圧ポンプ６においては、低圧弁５０および高圧弁７０を適宜切り替えることによって、回転シャフト４（図１参照）の回転エネルギーを用いて高圧の作動油を生成し、油圧モータ７においては、低圧弁５０および高圧弁７０を適宜切り替えることによって、高圧の作動油の圧力エネルギーを用いて出力軸１１（図１参照）を回転させるようになっている。
なお、本実施形態では、上記低圧弁５０および高圧弁７０の少なくとも一方が、後述する環状バルブによって構成される。

ここで、油圧機械の一例として、油圧モータ７について具体的に説明する。
一実施形態において、油圧モータ７は、出力軸１１（図１参照）に連結される回転軸１４と、回転軸１４の外周側に配置されたシリンダブロック２０と、シリンダブロック２０の外周側に配置されたバルブブロック３０と、を備える。

油圧モータ７は、回転軸１４として、回転軸線１５に沿った方向に複数配列された偏心カムを有するカムシャフト１４を備えている。
シリンダブロック２０は、カムシャフト１４の全周に亘って環状に延在する。なお、シリンダブロック２０は、周方向に配列された複数のセクションが互いに接続されて構成されていてもよい。また、シリンダブロック２０は、回転軸１４の回転軸線１５を中心として半径方向に延在する複数のシリンダ２２と、各々のシリンダ２２内において往復動可能に設けられた複数のピストン２４と、シリンダ２２およびピストン２４によって形成される作動室２６と、を含む。図示される例では、周方向に６個のシリンダ２２およびピストン２４が配列された構成を示している。

バルブブロック３０は、シリンダ２２の位置に対応して、シリンダブロック２０の外周側に複数設けられている。図示される例では、周方向に６個のバルブブロック３０が配列された構成を示している。バルブブロック３０は、シリンダブロック２０に対してボルト等によって固定される。

シリンダブロック２０及びバルブブロック３０には、それぞれ、高圧油ライン８（図１参照）に接続される高圧油内部流路１８と、低圧油ライン９（図１参照）に接続される低圧油内部流路１６と、が形成されている。すなわち、シリンダブロック２０の内部に形成された高圧油内部流路１８ａと、バルブブロック３０の内部に形成された高圧油内部流路１８ｂとが、シリンダブロック２０の高圧ポート１８ｃを介して接続されている。また、シリンダブロック２０の内部に形成された低圧油内部流路１６ａと、バルブブロック３０の内部に形成された低圧油内部流路１６ｂとが、シリンダブロック２０の低圧ポート１６ｃを介して接続されている。
バルブブロック３０には、例えば低圧油の脈動を抑制する目的で、低圧油内部流路１６ｂに接続される低圧油アキュムレータ１７が取り付けられていてもよい。

上記構成を有する油圧モータ７においては、高圧弁７０を開いて低圧弁５０が閉じた状態で、高圧油内部流路１８を介して作動室２６に高圧の作動油が供給されると、作動油の圧力エネルギーによってピストン２４がシリンダ２２内で往復運動し、これに伴い回転軸１４が回転する。そして、圧力が低下した作動油は、高圧弁７０を閉じて低圧弁５０を開くことによって作動室２６から低圧油内部流路１６に排油される。
なお、本実施形態では、上記低圧弁５０又は高圧弁７０の少なくとも一方が、後述する環状バルブによって構成される。

次に、図３、図４、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、上記低圧弁５０又は高圧弁７０と、その周辺構造について詳細に説明する。図３は、一実施形態に係る低圧弁５０又は高圧弁７０とその周辺構造を示す断面図である。図４は、一実施形態に係る低圧弁５０およびその周辺構造を示す断面図である。図５は、閉弁位置にある環状弁体５４およびシート部５２を示す図である。図５Ｂは、開弁位置にある環状弁体５４およびシート部５２を示す図である。
なお、図示される例では、本実施形態に係る環状バルブが低圧弁５０に適用された構成を示しているが、環状バルブの適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば高圧弁７０に適用してもよい。

一実施形態において、環状バルブ（低圧弁）５０は、シート部５２を有する環状弁座５１と、シート部５２に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッド５３と、ロッド５３に固定される環状弁体５４と、シート部５２に直交する方向に沿って環状弁体５４を動かすための弁体移動ユニット５５と、を備える。なお、図示される例では、シート部５２に直交する方向が、環状開口３４の中心軸Ｏに沿った方向と概ね一致している場合を示している。

環状弁体５４は、環状弁座５１に対向して設けられ、ロッド５３に固定されている。
弁体移動ユニット５５は、環状開口３４が環状弁体５４によって閉塞されるように環状弁体５４が環状弁座５１のシート部５２に当接する閉弁位置と、環状開口３４が開放されるように環状弁体５４が環状弁座５１のシート部５２から離れる開弁位置との間で、シート部５２に直交する方向に沿って環状弁体５４を動かすように構成される。なお、環状弁体５４は、シート部５２に当接する部位のみ他の部位よりも環状弁座５１側に突出していてもよい。
環状開口３４は、低圧油内部流路１６のうち作動室２６に面する端部に形成されている。
シート部５２は、環状開口３４の外周縁３４ａと内周縁３４ｂとによって形成され、環状弁座５１のシート部５２は、環状開口３４の外周縁３４ａを含む第１環状領域５２ａ、および、環状開口３４の内周縁３４ｂを含む第２環状領域５２ｂにおいて、閉弁位置にある環状弁体５４に面接触するように構成される。

具体的な構成例として、環状バルブ５０は、バルブブロック３０内に設けられている。バルブブロック３０は、環状弁座５１が設けられるバルブブロック本体部３１と、バルブブロック本体部３１を囲むように配置されるバルブブロック接続部３２と、を含む。バルブブロック接続部３２はシリンダブロック２０に固定されており、バルブブロック本体部３１はバルブブロック接続部３２に固定されている。バルブブロック本体部３１とシリンダブロック２０との間には、作動室２６に連通するように構成された中間室４０が設けられている。この中間室４０は、低圧油内部流路１６および高圧油内部流路１８に連通可能に構成されている。すなわち、環状バルブ（低圧弁）５０が開いているとき、低圧油内部流路１６は中間室４０に連通し、高圧弁７０が開いているとき、高圧油内部流路１８は中間室４０に連通する。

環状弁座５１は、バルブブロック本体部３１のうちシリンダ２２側の面に設けられており、環状弁座５１のシート部５２は、環状開口３４の外周縁３４ａを含む第１環状領域５２ａと、環状開口３４の内周縁３４ｂを含む第２環状領域５２ｂと、を備えている。

ロッド５３は、バルブブロック本体部３１に形成されたロッド穴３３に配置されているが、ロッド５３の一方の端部（以下、第１端部と称する）は、ロッド穴３３から突出している。また、ロッド５３は、シート部（シート面）５２に直交する方向に沿って移動可能に構成されている。なお、環状弁体５４とロッド５３との相対的な位置関係は、図示されるように、環状弁体５４に形成される環状開口３４の中心軸Ｏ上にロッド５３が配置され、中心軸Ｏに沿ってロッド５３が動くように構成されてもよい。この場合、環状弁座５１のシート部５２とロッド５３との距離が周方向において略一定となるため、環状弁座５１の周方向における剛性を略一定とすることができる。ただし、ロッド５３と環状弁体５４との相対的な位置関係はこれに限定されるものではなく、ロッド５３が環状開口３４の中心軸Ｏからずれた位置に設けられてもよい。

環状弁体５４は、環状弁座５１に対向して配置されており、ロッド５３の第１端部に固定され、ロッド５３と一体的に移動可能となっている。図示される例では、環状弁体５４は中間室４０に配置される。

図４に示すように、弁体移動ユニット５５は、ロッド５３および環状弁体５４を、開弁位置と閉弁位置との間で動かすように構成される。例えば、環状バルブ５０が電磁弁である場合、弁体移動ユニット５５は、ロッド５３の第１端部とは反対側の第２端部に結合されたアーマチュア５６と、アーマチュア５６を付勢方向に付勢する付勢部材５７と、電力が供給されたときに、アーマチュア５６を吸引してアーマチュア５６を付勢方向とは反対方向に駆動するように構成された電磁石５８と、を含む。なお、弁体移動ユニット５５は、バルブブロック本体部３１に対して着脱自在に設けられていてもよい。

図５Ａに示すように、環状弁体５４が閉弁位置にあるとき、環状弁体５４は、シート部５２の第１環状領域５２ａおよび第２環状領域５２ｂに面接触するようになっている。
図５Ｂに示すように、環状弁体５４が開弁位置にあるとき、環状弁体５４はシート部５２から離間して、後述する弁体シュラウド部６０内に位置するようになっている。

上記構成によれば、環状弁座５１のシート部５２は、環状開口３４の外周縁３４ａを含む第１環状領域５２ａ、および、環状開口３４の内周縁３４ｂを含む第２環状領域５２ｂにおいて、閉弁位置にある環状弁体５４に面接触するように構成されている。
そのため、環状バルブ５０の開弁動作時又は閉弁動作時に、シート部５２と環状弁体５４との面接触領域でのスクイーズ膜によるダンピング効果によって環状弁体５４の動きが安定化し、バルブの動作遅れ（例えば開弁遅れ又は閉弁遅れ）や意図せぬ動き等のバルブの不安定挙動を抑制することができる。
さらに、環状バルブ５０の開弁動作時又は閉弁動作時に、スクイーズ効果（流体抵抗力）によって環状弁体５４が減速されるため環状弁体５４の衝撃が緩和されること、および、面接触領域ではシート部と環状弁体５４とで微小な平面隙間が形成されるため流速が低下してエロージョンが抑制されること、から環状バルブ５０の損傷を抑制することができる。
なお、面接触領域とは、シート部５２のうちの第１環状領域５２ａの面と該第１環状領域５２ａに面接触する環状弁体５４の面とを含む領域、および、シート部５２のうちの第２環状領域５２ｂの面と該第２環状領域５２ｂに面接触する環状弁体５４の面とを含む領域をいう。

図６Ａは、一実施形態に係る環状弁体５４の斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示した環状弁体５４の側面図（図６ＡのＡ−Ａ線断面図）である。図７Ａは、他の実施形態に係る環状弁体５４の斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａに示した環状弁体５４の側面図（図７ＡのＢ−Ｂ線断面図）である。
図６Ａおよび図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、幾つかの実施形態において、環状弁体５４は、閉弁位置においてシート部５２の第１環状領域５２ａおよび第２環状領域５２ｂと面接触する弁体部５４１と、ロッド５３の第１端部に固定される固定部５４２と、弁体部５４１と固定部５４２とを連結する連結部５４３と、を含む。
連結部５４３は、ロッド５３に沿った方向についてのばね定数が９ｋＮ／ｍｍ以上である。なお、ロッド５３に沿った方向は、環状開口３４の中心軸Ｏに沿った方向に概ね一致する。

一般に、環状バルブ５０においては、開弁動作時又は閉弁動作時において、流体の流れにキャビテーションが発生し、このキャビテーションによって、環状バルブ５０の不安定挙動を引き起こすことがある。
本発明者らは鋭意検討の結果、キャビテーションが発生する事象は、開弁動作時又は閉弁動作時において、環状バルブ周りの流体の流れが不均一となることが一因であることを見出した。すなわち、環状バルブ周りの流体の流れが不均一となると、環状開口３４を流れる流体の圧力差に起因して弁体部５４１がシート部５２に対して傾斜してしまい、開弁動作時又は閉弁動作時において、一時的に、弁体部５４１の周方向における一部のみがシート部に接触し、他の部位は非接触となることがある。この状態では、弁体部５４１とシート部５２との非接触部位において隙間が生じているため、この隙間にジェット流が形成されて流体中にキャビテーションが発生してしまう。

そこで、上記構成では、弁体部５４１と固定部５４２とを連結する連結部５４３における、ロッド５３に沿った方向についてのばね定数を９ｋＮ／ｍｍ以上としている。これにより、環状弁体５４の剛性を向上でき、弁体部５４１がシート部５２に対して傾斜することを抑制できる。そのため、開弁動作時又は閉弁動作時において、弁体部５４１とシート部５２とが部分的に非接触となって隙間が形成されてしまい、この隙間を流れるジェット流によってキャビテーションが発生する事態を回避できる。よって、キャビテーションの発生に起因した環状バルブ５０の不安定挙動を抑制できる。

一実施形態において、連結部５４３は、周方向における異なる位置に設けられ、固定部５４２（ロッド５３）と弁体部５４１とを連結する複数の連結アーム５４３ａを含む。図６Ａおよび図６Ｂに示す例では、４本の連結アーム５４３ａが固定部５４２を中心として放射状に等間隔（９０度間隔）で設けられている。
各々の連結アーム５４３ａは、弁体部５４１と固定部５４２との間に架け渡されるように、直線状に延在している。
この構成によれば、周方向における異なる位置に、固定部と弁体部とを連結する複数の連結アームが設けられており、これらの連結アームがそれぞれ直線状に延在しているので、環状弁体５４の剛性をより一層高めることができ、キャビテーションの発生を効果的に防止することができる。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、一実施形態では、環状弁体５４は、環状弁座５１（図５Ａ又は図５Ｂ参照）に対向するとともに、平坦かつ環状開口３４の半径方向に平行な第１表面５４５と、第１表面とは反対側に位置し、半径方向に対して傾斜する傾斜領域５４７を含む第２表面５４６と、を有する。この第２表面は、傾斜領域５４７において、内周側に向かうにつれて環状弁体５４の厚さが増すように半径方向に対して傾斜している。

この構成によれば、環状弁体５４の第１表面５４５は平坦且つ環状開口３４の半径方向に平行に形成されているため、環状弁体５４の第１表面５４５を、シート部５２の第１環状領域５２ａおよび第２環状領域５２ｂに対して容易に面接触させることができる。また、環状弁体５４の第２表面５４６は、半径方向に対して傾斜する傾斜領域５４７を含み、この傾斜領域５４７において、内周側に向かうにつれて環状弁体５４の厚さが増している。これにより、環状弁体５４の剛性を向上でき、弁体部５４１がシート部５２に対して傾斜することを抑制できる。このため、開弁動作時又は閉弁動作時において、弁体部５４１とシート部５２とが部分的に非接触となって隙間が形成されてしまい、この隙間を流れるジェット流によってキャビテーションが発生する事態を回避できる。よって、キャビテーションの発生に起因した環状バルブ５０の不安定挙動を抑制できる。

図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、他の実施形態では、環状弁体５４は、環状弁座５１（図５Ａ又は図５Ｂ参照）に対向するとともに、平坦かつ環状開口３４の半径方向に平行な第１表面５４５と、第１表面とは反対側に位置し、平坦かつ環状開口の半径方向に平行な第２表面５４６と、を有する。すなわち、第１表面５４５と第２表面５４６は、概ね平行に形成されている。
この構成によれば、環状弁体５４を容易に製造でき、環状バルブ５０の低コスト化が図れる。

図３、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、一実施形態において、環状バルブ５０は、環状開口３４の中心軸Ｏに沿った方向（以下、軸方向と称する）において環状弁体５４を挟んで環状弁座５１の反対側に位置するように設けられた弁体シュラウド部６０をさらに備える。
環状弁体５４のうち、環状弁座５１に対向する側の面を第１表面５４５とし、この第１表面５４５とは反対側の面を第２表面５４６とした場合、弁体シュラウド部６０は、開弁位置にある環状弁体５４の第２表面５４６および外周面５４８を少なくとも部分的に覆うように構成される。

具体的には、弁体シュラウド部６０は、環状弁体５４の第２表面に対向して設けられる環状のベース部６１と、ベース部６１の外周縁から環状弁座５１に向かって突出するリム部６２と、を含む。すなわち、環状弁体５４の第２表面５４６がベース部６１によって覆われ、且つ、環状弁体５４の外周面５４８がリム部６２によって覆われる。ベース部６１とリム部６２とは一体成型されていてもよい。

上記構成によれば、開弁位置にある環状弁体５４の第２表面５４６および外周面５４８を少なくとも部分的に覆うように弁体シュラウド部６０が設けられているので、開弁状態において、環状弁座５１から離れている環状弁体５４が流体の流れによって環状弁座側へ押されることが抑制される。このため、流体の圧力や流量にかかわらず、環状弁体５４の動きの安定化が図れる。

図８は、図５ＢのＣ部拡大図である。
同図に示されるように、環状弁体５４が開弁位置にあるとき、リム部６２の先端面６２ａと、環状弁体５４の外周縁部５４９における表面との間の軸方向における距離（図５Ａに示す中心軸Ｏに沿った距離）をｄとし、環状弁体５４の外周縁部５４９における厚さをｔとしたとき、ｄ≦０．０５ｔの関係を満たしてもよい。なお、図示される例では、後述するように環状弁体５４の外周面５４８にテーパ面５４８ａが形成されている構成を示しており、この場合、外周縁部５４９の厚さは、テーパ面５４８ａを含む環状弁体５４の厚さとしてもよい。

上記構成によれば、環状弁体５４が開弁位置にあるとき、環状弁体５４の外周面５４８の殆どの部分又は全部がリム部６２によって覆われている。これにより、開弁状態において、環状弁体５４を流体の流れから効果的に保護し、環状弁体５４の動きをより一層安定化することができる。

また、環状弁体５４が開弁位置にあるとき、リム部６２の内周面６２ｂと、環状弁体５４の外周面５４８との間には隙間６３が形成され、隙間６３の幅ｄは、環状弁体５４の外径をＤとしたとき、０．００５Ｄ以上の大きさを有してもよい。なお、外径Ｄは、図６Ｂ又は図７Ｂに示すように、環状弁体５４の直径である。また、隙間の幅ｄとは、半径方向における環状弁体５４の外周面５４８とリム部６２の内周面６２ｂとの間の距離である。

上記構成によれば、リム部６２の内周面６２ｂと環状弁体５４の外周面５４８との間に隙間６３が形成されており、この隙間６３は、環状弁体５４の外径をＤとしたとき、０．００５Ｄ以上の大きさを有する。これにより、環状弁体５４と弁体シュラウド部６０との間に、隙間６３を介して流体が円滑に流出入するため、開弁動作時又は閉弁動作時における環状弁体５４の背圧の影響を低減でき、環状弁体５４の応答速度を向上させることができる。

また、リム部６２の根本部６２ｃは、ベース部６１に近づくにつれて根本部６２ｃの厚さが増加するように構成されてもよい。
図示される例では、リム部６２の根本部６２ｃにおいて、内周面６２ｂが、環状弁体５４側に曲率中心を有するようにＲ状に湾曲した形状となっている。不図示の他の構成例では、リム部６２の根本部６２ｃにおいて、内周面６２ｂが、ベース部６１に近づくにつれて環状弁体５４に向けて傾斜したテーパ面を有していてもよい。
これにより、リム部６２の根本部６２ｃの厚さが、ベース部６１に近づくにつれて増加するため、リム部６２において流体の流れに耐え得る強度を確保することができる。

また、環状弁体５４の第１表面５４５から第２表面５４６に向かって、リム部６２の先端面６２ａにおける内周縁６２ａ１から環状弁体５４の外周面５４８までの半径方向距離ｇが増加するようにしてもよい。すなわち、開弁動作時又は閉弁動作時、環状弁体５４の少なくとも一部がリム部６２によって覆われる軸方向動作範囲においては、弁体シュラウド部６０からの環状弁体５４のリフト量が大きくなる程、リム部６２の内周面と環状弁体５４の外周面５４８との隙間が大きくなるようにしてもよい。
図示される例では、環状弁体５４の外周面５４８のうち第２表面５４６側の少なくとも一部に、第１表面５４５から第２表面５４６に向かって径方向内側へ傾斜したテーパ面５４８ａが設けられている。あるいは、図示しない他の構成例として、環状弁体５４の外周面５４８のうち第２表面５４６側の少なくとも一部がＲ状に形成されていてもよい。

上記構成によれば、環状弁体５４の第１表面５４５から第２表面５４６に向かって、リム部６２と環状弁体５４との半径方向距離ｇが増加するように構成されているので、弁動作の過渡状態において、環状弁体５４と弁体シュラウド部６０との間において流体が円滑に流出入し、環状弁体５４の応答速度をより一層向上させることができる。

さらに、環状に形成されたベース部６１の内周縁には、環状弁座５１に向かって突出するリッジ６５が設けられており、環状弁体５４は、開弁位置において、環状弁体５４の第２表面５４６がリッジ６５に当接し、ベース部６１と第２表面５４６との間に隙間６６が形成されるようにしてもよい。あるいは、不図示の他の構成例として、環状弁体５４の第２表面５４６に、ベース部６１に向かって突出するリッジが設けられていてもよい。

上記構成によれば、弁体シュラウド部６０のベース部６１の内周縁に、環状弁座５１に向かって突出するリッジ６５が設けられており、このリッジ６５が介在することよって、開弁位置にある環状弁体５４の第２表面５４６とベース部６１との間に隙間６６が形成されるようになっている。これにより、弁動作の過渡状態において、環状弁体５４と弁体シュラウド部との間において流体が円滑に流出入し、環状弁体５４の応答速度をより一層向上させることができる。

図３及び図４に示されるように、一構成例では、弁体シュラウド部６０は、支持部６７によってバルブブロック本体部３１に固定される。
また、環状バルブ５０は、支持部６７によって支持される篩部６８をさらに備えていてもよい。篩部６８は、作動室２６に面するように配置され、作動室２６内への異物の侵入を防止するように構成される。例えば篩部６８は、多数の孔を有する板状部材によって構成される。
なお、支持部６７、弁体シュラウド部６０、および篩部６８は、一体的に形成されていてもよい。

上述した環状バルブ５０は、さらに以下の構成を備えていてもよい。
図９は、一実施形態に係る環状バルブ５０のバルブケーシング３５を環状開口３４側から視た図である。図１０は、一実施形態に係る環状バルブ５０のバルブケーシング３５の断面図（図９のＤ−Ｄ線断面図）である。図１１は、一実施形態に係る環状バルブ５０のバルブケーシング３５の断面図（図９のＥ−Ｅ線断面図）である。

図９乃至図１１に示すように、環状バルブ５０は、環状弁座５１を有するバルブケーシング３５をさらに備える。なお、図３および図４に示した実施形態に照らし合わせれば、バルブケーシング３５は、バルブブロック本体部３１により構成されてもよいし、あるいは、バルブブロック本体部３１とバルブブロック接続部３２の少なくとも一部とにより構成されてもよい。

一実施形態において、バルブケーシング３５は、環状開口３４を形成するとともに、中心軸に沿って環状開口３４から環状弁体５４とは反対側に延設された環状溝３６と、環状溝３６に連通するように環状開口３４の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路３７と、を含む。
環状溝３６は、中心軸Ｏと同軸の環状に形成されており、中心軸Ｏに沿って延在している。環状溝３６の軸方向における一端側に環状開口３４が形成されており、他端側は複数の半径方向流路３７に連通している。
複数の半径方向流路３７は、中心軸Ｏを中心として放射状に配列されている。各々の半径方向流路３７の中心軸Ｏ側の端部は、環状溝３６に連通している。

この構成によれば、バルブケーシング３５には、環状開口３４を形成するとともに中心軸に沿って延設された環状溝３６と、環状溝３６に連通するように環状開口３４の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路３７と、が設けられている。このため、環状弁体５４が固定される側とは反対側のロッド端部の周囲に、弁体移動ユニット５５を配置するスペースを容易に確保することができる。

また、環状溝３６は、環状開口３４から遠ざかるにつれて流路断面積が広がるディフューザ形状を有していてもよい。図示される例では、環状開口３４から遠ざかるにつれて環状溝３６の幅が滑らかに拡大している。なお、環状溝の幅３６とは、環状溝３６の内周壁と外周壁との間の半径方向における距離をいう。
この環状溝３６は、環状開口３４から遠ざかるにつれて流路断面積が広がっているので、環状バルブ５０における流体のスムーズな排出又は流入が可能となる。

一実施形態では、バルブケーシング３５は、複数の半径方向流路３７の外周側に位置し、複数の半径方向流路３７に連通する環状流路３８をさらに含む。

この場合、中心軸Ｏに直交する環状流路３８の断面における面積が、環状開口３４の開口面積以上であってもよい。環状流路３８は、環状開口３４が形成される環状溝３６よりも外周側に設けられている。
バルブケーシング３５には、複数の半径方向流路３７に連通する環状流路３８が設けられており、中心軸Ｏに直交する環状流路の断面における面積が、環状開口３４の開口面積以上であるため、環状バルブ５０における流体のより一層スムーズな排出又は流入が可能となる。

また、複数の半径方向流路３７の各々の通路断面積は、中心軸Ｏに直交する環状流路３８の断面における面積の１／４倍以上であってもよい。
バルブケーシング３５には、複数の半径方向流路３７に連通する環状流路３８が設けられており、複数の半径方向流路３７の各々の通路断面積は、中心軸Ｏに直交する環状流路３８の断面における面積の１／４倍以上であるため、環状バルブ５０における流体のより一層スムーズな排出又は流入が可能となる。

例えば、油圧モータ７（図３及び図４参照）の低圧弁５０においては、仕事をした後の低圧の作動油をスムーズに排油することが重要である。低圧の作動油は、環状開口３４、環状溝３６、半径方向流路３７、環状流路３８の順に流れるため、下流側に向かう程、流路断面積が大きくなるようにすることで、作動室２６（図３及び図４参照）からスムーズに排油することが可能となる。

なお、高圧弁７０は、以下の構成を備えていてもよい。
一実施形態において、高圧弁７０は、低圧弁５０に隣接して設けられた環状バルブ５０であって、環状弁座７１と、ロッド７３と、環状弁体７４と、弁体移動ユニット７５と、を備える。バルブブロック３０には、高圧弁７０の周りを囲むドーナツ状の高圧内部流路１８ｄが設けられており、高圧弁７０が開いているとき、高圧内部流路１８ｄから中間室４０に高圧の作動油が流入するようになっている。
この高圧弁７０は、上述した環状バルブ（低圧弁）５０と同様の構成を選択的に備えていてもよい。

上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、環状バルブ５０の動作遅れ（例えば開弁遅れ又は閉弁遅れ）や意図せぬ動き等の環状バルブ５０の不安定挙動を抑制することができ、また、環状バルブ５０の損傷を抑制することもできる。
また、再生エネルギー型発電装置１が上述した実施形態の環状バルブ５０を搭載することによって、油圧ポンプ６又は油圧モータ７の少なくとも一方において環状バルブ５０の不具合が発生しにくく、再生エネルギー型発電装置１の安定した稼働が可能となる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 再生エネルギー型発電装置（風力発電装置）
２ ブレード
３ ハブ
４ 回転シャフト
５ ロータ
６ 油圧ポンプ
７ 油圧機械（油圧モータ）
８ 高圧油ライン
９ 低圧油ライン
１０ 発電機
１４ 回転軸
１６（１６ａ，１６ｂ） 低圧油内部流路
１６ｃ 低圧ポート
１７ 低圧油アキュムレータ
１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｄ） 高圧油内部流路
１８ｃ 高圧ポート
２０ シリンダブロック
２２ シリンダ
２４ ピストン
２６ 作動室
３０ バルブブロック
３１ バルブブロック本体部
３２ バルブブロック接続部
３３ ロッド穴
３４ 環状開口
３５ バルブケーシング
３６ 環状溝
３７ 半径方向流路
３８ 環状流路
４０ 中間室
５０ 環状バルブ（低圧弁）
５１ 環状弁座
５２ シート部
５２ａ 第１環状領域
５２ｂ 第２環状領域
５３ ロッド
５４ 環状弁体
５５ 弁体移動ユニット
５６ アーマチュア
５７ 付勢部材
５８ 電磁石
６０ 弁体シュラウド部
６１ ベース部
６２ リム部
６２ａ 先端面
６２ａ１ 内周縁
６２ｂ 内周面
６２ｃ 根本部
６５ リッジ
６７ 支持部
６８ 篩部
７０ 高圧弁
７１ 環状弁座
７３ ロッド
７４ 環状弁体
７５ 弁体移動ユニット
５４１ 弁体部
５４２ 固定部
５４３ 連結部
５４３ａ 連結アーム
５４５ 第１表面
５４６ 第２表面
５４７ 傾斜領域
Ｏ 中心軸
ｄ 距離

Claims (13)

1. 環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
   前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
   前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
   前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
   前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成され、
   前記環状弁体は、
   前記環状弁座に対向する第１表面と、
   前記第１表面とは反対側に位置する第２表面と、
   を有し、
   前記環状開口の軸方向において前記環状弁体を挟んで前記環状弁座の反対側に位置し、前記開弁位置にある前記環状弁体の前記第２表面および外周面を少なくとも部分的に覆う弁体シュラウド部をさらに備え、
   前記弁体シュラウド部は、
   前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
   前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
   を含み、
   前記環状弁体の前記第１表面から前記第２表面に向かって、前記リム部の先端面における内周縁から前記環状弁体の外周面までの半径方向距離が増加する
   ことを特徴とする環状バルブ。
2. 前記環状弁体は、
   前記閉弁位置において前記シート部の前記第１環状領域および前記第２環状領域と面接触する弁体部と、
   前記ロッドに固定される固定部と、
   前記弁体部と前記固定部とを連結する連結部と、
   を含み、
   前記連結部は、前記ロッドに沿った方向についてのばね定数が９ｋＮ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の環状バルブ。
3. 前記連結部は、周方向における異なる位置に設けられ、前記固定部と前記弁体部とを連結する複数の連結アームを含み、
   各々の前記連結アームは直線状に延在していることを特徴とする請求項２に記載の環状バルブ。
4. 前記環状弁体が前記開弁位置にあるとき、前記リム部の先端面と、前記環状弁体の外周縁部における表面との間の前記環状開口の中心軸に沿った距離をｄとし、前記環状弁体の前記外周縁部における厚さをｔとしたとき、ｄ≦０．０５ｔの関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の環状バルブ。
5. 前記環状弁体が前記開弁位置にあるとき、前記リム部の内周面と、前記環状弁体の外周面との間には隙間が形成され、
   前記隙間は、前記環状弁体の外径をＤとしたとき、０．００５Ｄ以上の大きさを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の環状バルブ。
6. 前記リム部の根本部は、前記ベース部に近づくにつれて前記根本部の厚さが増加するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の環状バルブ。
7. 環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
   前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
   前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
   前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
   前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成され、
   前記環状弁体は、
   前記環状弁座に対向する第１表面と、
   前記第１表面とは反対側に位置する第２表面と、
   を有し、
   前記環状開口の軸方向において前記環状弁体を挟んで前記環状弁座の反対側に位置し、前記開弁位置にある前記環状弁体の前記第２表面および外周面を少なくとも部分的に覆う弁体シュラウド部をさらに備え、
   前記弁体シュラウド部は、
   前記環状弁体の前記第２表面に対向して設けられる環状のベース部と、
   前記ベース部の外周縁から前記環状弁座に向かって突出するリム部と、
   を含み、
   前記ベース部の内周縁には、前記環状弁座に向かって突出するリッジが設けられており、
   前記環状弁体は、前記開弁位置において、前記環状弁体の前記第２表面が前記リッジに当接し、前記ベース部と前記第２表面との間に隙間が形成されることを特徴とする環状バルブ。
8. 環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
   前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
   前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
   前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
   前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成され、
   前記環状弁体は、
   前記環状弁座に対向するとともに、平坦かつ前記環状開口の半径方向に平行な第１表面と、
   前記第１表面とは反対側に位置し、前記半径方向に対して傾斜する傾斜領域を含む第２表面と、
   を有し、
   前記第２表面は、前記傾斜領域において、内周側に向かうにつれて前記環状弁体の厚さが増すように前記半径方向に対して傾斜していることを特徴とする環状バルブ。
9. 前記環状弁座を有するバルブケーシングをさらに備え、
   前記バルブケーシングは、
   前記環状開口を形成するとともに、前記環状開口の中心軸に沿って前記環状開口から前記環状弁体とは反対側に延設された環状溝と、
   前記環状溝に連通するように前記環状開口の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の環状バルブ。
10. 前記環状溝は、前記環状開口から遠ざかるにつれて流路断面積が広がるディフューザ形状を有することを特徴とする請求項９に記載の環状バルブ。
11. 環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
    前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
    前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
    前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
    前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成され、
    前記環状弁座を有するバルブケーシングをさらに備え、
    前記バルブケーシングは、
    前記環状開口を形成するとともに、前記環状開口の中心軸に沿って前記環状開口から前記環状弁体とは反対側に延設された環状溝と、
    前記環状溝に連通するように前記環状開口の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路と、
    前記複数の半径方向流路の外周側に位置し、前記複数の半径方向流路に連通する環状流路と、を含み、
    前記中心軸に直交する前記環状流路の断面における面積が、前記環状開口の開口面積以上であることを特徴とする環状バルブ。
12. 環状開口の外周縁と内周縁とによって形成されるシート部を有する環状弁座と、
    前記シート部に直交する方向に沿って移動可能に構成されたロッドと、
    前記環状弁座に対向して設けられ、前記ロッドに固定される環状弁体と、
    前記環状開口が前記環状弁体によって閉塞されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部に当接する閉弁位置と、前記環状開口が開放されるように前記環状弁体が前記環状弁座の前記シート部から離れる開弁位置との間で、前記環状弁体を動かすための弁体移動ユニットと、を備え、
    前記環状弁座の前記シート部は、前記環状開口の前記外周縁を含む第１環状領域、および、前記環状開口の前記内周縁を含む第２環状領域において、前記閉弁位置にある前記環状弁体に面接触するように構成され、
    前記環状弁座を有するバルブケーシングをさらに備え、
    前記バルブケーシングは、
    前記環状開口を形成するとともに、前記環状開口の中心軸に沿って前記環状開口から前記環状弁体とは反対側に延設された環状溝と、
    前記環状溝に連通するように前記環状開口の半径方向に沿って延在する複数の半径方向流路と、
    前記複数の半径方向流路の外周側に位置し、前記複数の半径方向流路に連通する環状流路と、を含み、
    前記複数の半径方向流路の各々の通路断面積は、前記中心軸に直交する前記環状流路の断面における面積の１／４倍以上であることを特徴とする環状バルブ。
13. 再生エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
    前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
    前記作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
    前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、を備え、
    前記油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方は、
    シリンダおよび該シリンダ内を往復運動可能なピストンによって形成される作動室と、
    前記油圧ポンプ及び前記油圧モータ間に設けられた外部流路と前記作動室とを連通可能に構成された内部流路と、
    前記内部流路上に設けられ、前記作動室と前記外部流路との連通状態を切り替え可能に構成された請求項１乃至１２の何れか一項に記載の環状バルブと、
    を含むことを特徴とする再生可能エネルギー発電装置。
    

Images