脈動を使ったセメントスラリー噴射システムの試作品開発

当社は地盤改良工事を中心に、地盤に関する課題をハード面とソフト面から解決する事業を行っている。軟弱地盤の改良には、改良材と原位置土を混合する「スラリー噴射方式」を採用してきた。東京オリンピックの工事候補地には海岸部や河川周辺などの軟弱地帯が多く、地盤改良の需要増が見込まれている。

地盤改良機械のアタッチメントの2次元CADデータを中山鉄工所に提供し、3次元CADデータに変換してもらった。そのデータを使ってシミュレーション用のマッドミキサーの3次元モデルを作成し、土壌内部の攪拌状態と噴射状態を解析した。解析の結果、脈動ありで噴射位置を現状モデルから変更した場合に最も高い攪拌効果が得られることがわかった。セメントスラリーと圧縮空気の合流機構に使う部品や部材を選定し、噴射機構と脈動を発生させる基幹ユニットを製作した。反発エネルギーを解消して噴射ユニットの小型化を実現し、電磁波流量計でスラリーの脈動を検出して圧縮空気の吐出タイミングを自動で合わせる仕組みを組み込んだ。試作品テストで発生した機器の振動に対しては、重機内部でスラリーと圧縮空気を合流させる構造に変え、振動の大きい部分は硬質ゴムから金属に変更し、緩衝材も設けた。

制御された脈動噴射ユニットにより、安価な設備機材で効果的なスラリー噴射を構築できた。他社製品と比較して、運用コストの削減、噴射ユニットの小型化、エネルギー効率の改善が実現している。購入者や使用者にとって、イニシャルコストとランニングコストの両面でメリットがある。技術内容については特許を取得した。

スラリー噴射装置の構成をパッケージ化し、地盤改良工事を行う企業等に販売またはライセンスする計画を進めている。東京オリンピックの工事候補地などで今後も需要増が見込まれる。先端技術や地域資源を活用してSDGsを意識した成長を目指し、地方で働きやすい企業となることを目指している。