精密なセグメント架設を支える「見えざる手」:ベッカーの真空ポンプが、中国のシールド式TBMによる山越え・海越えを支援
中国のTBM業界との長年にわたるパートナーシップ
中国のトンネル建設機器の現地化に積極的に参画してきたベッカーの真空ポンプは、10年以上にわたり、国内のシールドTBM業界に着実に貢献してきました。当社は、高品質で信頼性の高い製品を通じて、インフラ開発を支援することに尽力しています。
市場概況:世界へ進出する中国のシールドTBM
中国のシールドトンネル掘削機は現在、世界市場シェアの70%以上を占め、生産・販売ともに長年にわたり首位を維持しています。国産化率は95%を超えています。高価な輸入品への依存から、世界市場の3分の2を占めるまでに至るまで、中国のTBM産業はわずか20年余りで目覚ましい転換を成し遂げました。
こうした成果は、数千もの重要部品が完璧に調和して機能していることに支えられています。その中でも、しばしば見過ごされがちな部品の一つが、セグメント設置機(トンネル内にコンクリートライニングセグメントを設置するシステム)に使用される真空ポンプです。
真空グリッピング:セグメント架設の中核技術
セグメント設置装置とは?
シールド式TBMが前進した後、トンネルの崩落を防ぎ、地盤を密閉するために、プレキャストコンクリートセグメントで内張りを行う必要があります。セグメント設置装置は、TBMのテールシールド内に設置されたロボットマニピュレーターです。これは、重いコンクリートセグメント(多くの場合、数トンにも及ぶ)を持ち上げ、所定の位置に移動させ、ボルトで固定して完全なリングを形成します。
セグメント設置機の把持システムには、通常、真空吸着パッドが用いられます。真空ポンプが負圧を発生させ、セグメントをパッドにしっかりと固定します。これは、大型の吸盤に似た仕組みです。これにより、セグメント設置機は機械的なクランプを使用することなく、セグメントを持ち上げ、回転させ、正確に配置することができます。
セグメント据え付けの主要要件
信頼性が高く効率的なセグメント設置を行うためには、真空ポンプが以下の4つの必須要件を満たす必要があります:
- 確実な把持と安全な取り扱い
真空は、振動や急激な動きの下でも、セグメントの滑りや落下を防ぐのに十分な安定性と強度を備えている必要があります。 - 正確な位置決めと迅速な解放
作業者は、セグメントをミリメートル単位の公差で位置合わせするために微細な制御を必要とし、セグメントが所定の位置に収まったら、遅延を避けるために真空を迅速に解放する必要があります。 - 過酷な動作条件への適応
トンネル内は粉塵が多く、しばしば湿度も高く、そして最も重要なこととして、コンクリートセグメントは取り扱いの時点で完全に乾燥しているわけではありません。 - メンテナンスの手間が少なく、長寿命
TBM プロジェクトにおけるダウンタイムは、非常に大きなコストにつながります。真空ポンプは、メンテナンスが容易で、数ヶ月にわたる連続運転でも信頼性が高いものでなければなりません。
なぜベッカー社のU5シリーズ油潤滑式ロータリーベーン真空ポンプなのか?U5シリーズの油潤滑式ロータリーベーン真空ポンプは、セグメント据付システム向けに特別に設計されています。
本製品が上記の4つの要件をどのように満たしているかを以下に示します: |
| 要件 | ベッカー U5 シリーズがどのように対応するか |
| 確実な把持と安全な取り扱い | U5シリーズは、強力で安定した真空(絶対圧0.1 mbarまで)を実現します。コンクリートセグメントの表面は多孔質ですが、より高い真空度により、粗い表面でも確実に把持できます。オイル潤滑により、連続運転中のシール性と冷却が維持され、振動による真空損失を防ぎます。 |
| 正確な位置決めと素早いリリース | ポンプの高速応答性により、微細な圧力制御が可能となり、オペレーターは最終的な設置前に繊細な調整を行うことができ、必要に応じて迅速に解放することができます。 |
| 優れた環境耐性 | 本ポンプは、トンネル内部の高湿度・高粉塵環境向けに特別に設計されており、優れた耐塵性と耐食性を備え、長期にわたり安定した稼働を実現します。 |
| 低メンテナンス&長寿命 | シンプルでモジュール式の設計により、日常のメンテナンスが迅速かつ容易に行えます。本ポンプは産業用の連続稼働に耐えるよう設計されており、予期せぬダウンタイムを最小限に抑え、ライフサイクルコスト全体を削減します。 |
こうした理由から、 主要なTBMメーカー各社は、セグメント設置機向けに一貫してベッカー社の油潤滑式U5シリーズを採用しています。
ベッカー社の真空ポンプについて
ベッカーは、さまざまな業界における数多くの用途向けに、真空ポンプ、集中システム、コンプレッサー、アクセサリー、およびカスタマイズされた真空ソリューションを提供しています。革新的なソリューションと数十年にわたるサービス実績を活かし、ベッカーはお客様の生産効率の向上とメンテナンスコストの削減を支援しています。140年にわたる真空業界のノウハウを基盤に、同社は現在、世界中に21の子会社と40以上の事業所を展開しています。
この画像はAIを利用して生成されたもので、トンネル掘削機の簡略化された図を示しています。
Author: Becker Vacuum & Air Equipment (Shanghai) Co. Ltd.
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