JPH09151912A - 爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置 - Google Patents

爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置

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JPH09151912A
JPH09151912A JP31438795A JP31438795A JPH09151912A JP H09151912 A JPH09151912 A JP H09151912A JP 31438795 A JP31438795 A JP 31438795A JP 31438795 A JP31438795 A JP 31438795A JP H09151912 A JPH09151912 A JP H09151912A
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explosion
driven
hydraulic
explosive atmosphere
hydraulically driven
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JP31438795A
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English (en)
Inventor
Tetsuji Miyata
哲次 宮田
Hidenori Nakagawa
英則 中川
Kiyohiko Tanaka
清彦 田中
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Morita Miyata Corp
Original Assignee
Miyata Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動機械器
具、例えば原油タンク内で清掃ロボットによりスラッジ
分を除去排出する作業(清掃作業)の際に、爆発発生の
危険なしに、清掃ロボット内の無線式遠隔操作用制御機
器、照明設備等への電力を安全に供給でき、かつ同爆発
性雰囲気下で同機械装置をスムーズにきめ細かく操作す
ることができる装置を提供する。 【解決手段】爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動機械
装置に防爆ケース100を設け、該防爆ケース内に油圧
モータ1と該油圧モータにより駆動される発電機2と、
制御器3と、蓄電池5と、整流器6と、前記機器間を接
続する油圧ホース系8並びに電気ケーブル系7の一部を
収容する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は爆発性雰囲気下で駆
動される油圧駆動走行性機械装置に関し、特に同油圧駆
動走行性機械装置の制御等に必要な電力供給システムを
備えた油圧駆動走行性機械装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、可燃性軽質炭化水素分等を含む可
燃性液体大型貯槽、例えば原油タンクの底には年月の経
過と共にスラッジ(残渣)が沈澱するので定期的な除去
・清掃が義務付けられている。このスラッジはヘドロ状
の沈澱物であって、1万キロリットル級のタンクでは5
年間に1メートルの高さまで沈澱することがある。この
スラッジの清掃は主として人力に頼っていたため作業効
率が低く、またいわゆる3K仕事であるため慢性的な作
業者不足に悩まされる等の課題を抱えている。このスラ
ッジ分除去排出作業(清掃作業)の際には、タンク内は
暗いため照明が必要であり、防爆型電燈照明設備(以
下、照明設備という)を下記の火花発生防止条件下で使
用している。 (1).貯槽内の前記可燃性液体は全て取り除き、貯槽
内気相部の可燃性ガス(例えば、炭化水素ガス)濃度を
爆発下限界値(例えば500vol.ppm)以下に下
げた状態とする。 (2)照明設備を静止状態に保持する。 (3)照明設備及び原油タンク外部へ延出している電力
ケーブルに、衝撃を与えないよう注意する。 (4)照明設備の使用前の点検、整備を励行する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような液体貯槽
は民間、国家備蓄も含め大型化(10万〜30万キロリ
ットル)の傾向にあり、従って1基当たりのスラッジ堆
積量も増加してきており、スラッジ除去・排出のコスト
の増大、工期の延長が問題となっている。そして、従来
の人力によるスラッジ除去排出作業においては、就労者
の高齢化と、3K作業のため就業率も年々低下してお
り、総合すると作業員の大幅減少傾向となっている。一
方近年機械力も使用され始め、本出願人は油圧機器を利
用した有人ロボットによる、スラッジ回収能力の大幅な
効率化を実現し、安全をベースとして、省人化によるコ
スト低減、工期短縮化を図ってきた。ところが、テレビ
カメラ装着ロボットの遠隔操作化による貯槽内での更な
る無人化が要望され、前記の照明設備をはじめとし、移
動するロボット内の無線式遠隔操作用制御機器等への電
力を、炭化水素ガス爆発性雰囲気下でも安全に供給でき
るシステムが必要となってきた。こうした爆発性雰囲気
下における電力供給システムとしては、以下のシステム
が一般に考えられる。 (1)貯槽外部より、防爆構造の電力ケーブルを経由し
て、清掃ロボットの防爆ケース内に電力を供給するシス
テム。 (2)清掃ロボットの防爆ケース内に電力供給用電源設
備(例.大型蓄電池)を設けるシステム。しかしなが
ら、以上の前者2つの方式については、以下の問題点が
ある。 (1).外部より電力ケーブルで所要の電力を供給する
方式は、電力ケーブル自身の多重被覆等による防爆構造
化に伴い、ケーブル重量の増大化と、太さの増大化と、
硬直化を来し、ロボットのスムーズな移動を阻害するこ
と。さらにロボットの移動による不意の過激な引張力や
貯槽内構造物(例.浮屋根支持等)による急激な折り曲
げ力が加わり、予期せぬ原因で又はこすれによりケーブ
ル被覆が剥離したり、あるいはケーブルが破損したりす
る結果、電線が短絡して発火し、前記の爆発性ガス(蒸
気)に引火、爆発したり、又は前記スラッジの燃焼で火
災が生じるおそれがあること。(2)ロボットの防爆ケ
ース内に大型蓄電池を装備する方式は、前記ロボットの
大きさも、貯槽側面の概設マンホール(例えば、内径6
10mm)から出入りできるギリギリの大きさで製作さ
れており、前記制御用機器と、この大型蓄電池が競合
し、大きな占有面積と空間また重量を占めることは許さ
れず、併せて充電する手間や時間にわずらわさ、元来目
的とした無人化の発想からも有名無実となること。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、前
記のごとく従来、清掃ロボットに駆動用の油圧ホースを
引き込み、ロボット走行用等の油圧モータを回転した
り、ロボットアーム駆動等に油圧シリンダーを作動させ
ていることに鑑み、この油圧を利用して前記の必要な電
力を防爆ケース内で得ることが安全性の面から好ましい
ものと想起し、本発明をなすに至った。したがって本発
明では爆発性雰囲気下において駆動される油圧駆動走行
性機械装置、例えば清掃ロボットに安全かつ効率的に電
力を供給するシステムを提供する。前記課題は、下記構
成の本発明によって解決される。 (1)爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械
装置に防爆ケースを内設し、該防爆ケース内に油圧モー
タと該油圧モータにより駆動される発電機とを収容し、
かつ長い油圧ホースを外部へ延出してなることを特徴と
する爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装
置。 (2)防爆ケース内に、油圧モータと、油圧モータに連
結された発電機と、制御器と、蓄電池と、整流器と、前
記機器間を接続する油圧ホース系並びに電気ケーブル系
を収容してなることを特徴とする(1)項記載の爆発性
雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。 (3)防爆ケース内に、油圧モータと、これに連結され
る発電機と、制御器と、蓄電池と、整流器と、前記機器
間を接続する油圧ホース系並びに電気ケーブル系と、前
記制御器からの信号により開閉制御される油圧アクチエ
ータ駆動用電磁比例制御弁とを収容してなることを特徴
とする(1)項又は(2)項記載の爆発性雰囲気下で駆
動される油圧駆動走行性機械装置。 (4)防爆ケース内に、制御器に結合された無線式受信
部を収容してなることを特徴とする(2)項又は(3)
項記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機
械装置。
【0005】(5)油圧モータ等の低圧戻り油を防爆ケ
ース内に充満するごとく導入・導出する油入防爆構造を
構成してなることを特徴とする(1)項ないし(4)項
のいずれかに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆
動走行性機械装置。 (6)防爆ケースと作動油タンクとの間の油圧系の途中
に、防爆ケース内の各機器に接触して熱を吸収した低圧
戻り油を冷却するための油冷却器を配設し、冷却された
低圧戻り油を作動油タンクに還流し、再度油圧系内の油
圧ポンプで再循環して、防爆ケース内の温度を一定に保
持するようにしたことを特徴とする油入防爆構造を構成
してなることを特徴とする(5)項記載の爆発性雰囲気
下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。 (7)防爆ケース外に、油圧分配器(フローディバイ
ダ)と油圧ホース系並びに電気ケーブル系の残部とを設
けてなることを特徴とする(2)項ないし(6)項のい
ずれかに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走
行性機械装置。 (8)加圧された不活性ガスを防爆ケース内に充満する
ごとく導入・導出する不活性ガス入防爆構造を構成して
なることを特徴とする(1)項ないし(4)項のいずれ
かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
機械装置。 (9)油圧駆動走行性機械装置が、爆発性雰囲気下で作
動されるアクチュエータを備えたロボットであることを
特徴とする(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の
爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。 (10)爆発性雰囲気が、爆発性炭化水素ガス雰囲気で
あることを特徴とする(1)項ないし(9)項のいずれ
かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
機械装置。 (11)油圧駆動走行性機械装置が、可燃性軽質炭化水
素分等を含む可燃性液体大型貯槽内のスラッジ分除去排
出作業用のものであることを特徴とする(1)項ないし
(10)項のいずれかに記載の爆発性雰囲気下で駆動さ
れる油圧駆動走行性機械装置。 (12)油圧駆動走行性機械装置が、原油タンク床面を
自走するスラッジ分除去排出作業用の清掃ロボットであ
ることを特徴とする(1)項ないし(11)項のいずれ
かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
機械装置。
【0006】上記においては、爆発性雰囲気下で作動す
る電気機器を油入防爆構造となし、火花等の発生個所を
油漬けして、火花の発生を防止し、又は爆発性ガス雰囲
気と火花の接触を断つことが好ましいが、防爆構造は、
油入防爆構造と不活性気体入防爆構造とを組み合わせ、
すなわち防爆ケース内を全部油で充満するのではなく、
一部を油、残部を不活性気体で満たしてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の構成を図面(図1及
び図2)に基づいて詳細に説明する。本発明に係る爆発
性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置として
は、可燃性炭化水素、可燃性溶剤等を扱う化学工業、食
品工業等において、それら可燃性材料が爆発する濃度雰
囲気下で駆動されるプレス機械、ドリル機械等の加工機
械、撹拌機械、移送機械、その他産業用ロボット等が挙
げられる。本発明では、特に可燃性軽質炭化水素分等を
含む可燃性液体大型貯槽内のスラッジ分除去排出作業用
の清掃ロボットが好適な対象物である。また、この清掃
ロボットは、無線操縦のものが好ましい。図1は、本発
明に係る油圧モータ1で駆動される発電機2を収容した
防爆ケース100を備えた走行性機械装置の配設図であ
る。図において、1は油圧モータ,2は発電機,3は制
御器(CPU),4は受信部,5は蓄電池,6は整流
器,7(7a〜7n)は電気ケーブル,8,8a〜8
c,81は油圧ホースである。また、9は分配器,10
は油圧ポンプ,11は電動機,12は作動油タンク,1
3は油冷却器,14,14’はリリーフバルブ,15,
15’はアクチュエータ駆動用油圧モータ,16は照明
設備、17はテレビカメラ、18は外部無線送受信機、
19は操作盤、20はモニタである。なお、4’は送受
信部のアンテナ、18’は外部無線送受信機のアンテナ
である。S1,S2,S3,S1’,S2’,S3’は
電磁比例制御弁(ソレノイドバルブ)、A,A,A
’,A’はアクチュエータ(シリンダ)である。な
お、本発明に係る油圧系に高油圧を付与させるための油
圧ポンプ10,その駆動のための電動機11,作動油タ
ンク12及び油冷却器13は,爆発性雰囲気(例えば原
油タンク)外に置かれる。図2は、本発明の油圧駆動走
行性機械装置の一例である原油タンク内のスラッジを除
去するための清掃ロボットの斜視図であり、左右側部に
無端ベルトB,B’を備えたキャタピラを有し、前部に
はシリンダA,A,A’,A’により拡開自在
としたスラッジ排除用の排土板P,P,Pを備え
ている。排土板は3枚(P,P,P)で構成さ
れ、左右の板P,PはシリンダA,A
’,A’の伸縮により自由な角度に開閉でき、そ
の間にスラッジを集合、保持して移送・排できるように
なっている。
【0008】本発明における防爆ケース100内には、
油圧モータ1及び各種電気機器(発電機2,制御器3、
受信部4,蓄電池5,整流器6,電気ケーブル7の一
部、場合によっては電磁比例制御弁S1,S2,S3,
S1’,S2’,S3’)が収容される。そうすること
により、前記電気機器をその外側の爆発性雰囲気から遮
断し、それらが万一破損等した場合でも、短絡して火花
を発生しないようにし、爆発又は火災を発生することを
阻止する。本発明では、防爆ケース100内で発電機2
によって電気が生成されるので、従来のように電気ケー
ブル7が爆発性雰囲気を通って外部と接続しておらず、
電気ケーブル7の短絡に起因する爆発の危険がなく安全
である。防爆ケース100としては、スチール容器、プ
ラスチック容器等が挙げられ、それらの内部は電気火花
を発生させない絶縁油、不活性気体等で充満されている
ことが好ましい。特に、発電機駆動用油圧モータ等を駆
動させた後の低圧油圧流を利用する油入防爆構造の防爆
ケースとすることが好ましい。油圧ポンプとしては、ベ
ーンポンプ、歯車ポンプ、プランジャポンプ等が使用さ
れる。油圧モータとしては、ベーンモータ、歯車モー
タ、プランジャモータ等が使用される。油圧モータは、
高圧側、低圧側ノズルが夫々高圧油ホース及び低圧油ホ
ースに接続される。なお、油圧モータ1の高圧側は、油
圧分配器9により一部分岐された高圧油圧系8cに接続
されている。
【0009】そして、この油圧モータ1を駆動し終えた
低圧側ノズルに接続した低圧油8c’は、その一部又は
全量が前記の油入防爆構造用防爆ケース100内の油漬
け用油80として使用された後、油圧駆動走行性機械装
置の駆動に使用された他の作動戻り油81と共に、作動
油タンク12に返される。その途中で冷却器13によっ
て一定温度(20°〜40℃)となるよう冷却・温度調
節される。発電機2としては、交流発電機又は直流発電
機が用いられるが、油圧駆動走行性機械装置に使用され
る電力は、制御器用、照明設備用等のものであるため、
発電機規模はさほど大電力のものを必要としない。この
発電機2により得られた電気は、交流発電の場合は、直
接照明設備16,テレビカメラ17に、又は整流器6を
経由して蓄電池5に充電された後制御用電気として使用
される。また直流発電の場合は、蓄電池5に充電された
後、同様のサービスに使用される。整流器6は、発電機
2で得られた交流電力を直流に変え、そのまま各種制御
器3、照明設備16等へ送給するか、又は一旦蓄電池5
へ供給して充電するために使用される。油圧分配器(フ
ローディバイダ)9は、油圧駆動走行性機械装置への主
油圧系8から一部分岐して発電機用の油圧モータ1へ駆
動油圧を供給するためのものであり、導入口が1つで導
出口が2つ以上となっている分配器であることが好まし
く、分流弁を改変したもの、あるいは多方向弁を改変し
たものも使用できる。高圧油圧ホース系8,8a,8
b,8cは、作動油タンク12から油圧ポンプ10によ
り加圧送給される加圧油を移送するためのものであり、
耐油性、耐圧性、耐熱性及び柔軟性を有するものが好ま
しく、プラスチック管、ゴム管等が挙げられる。電気ケ
ーブル系7(7a,7b,7c・・7n)は、防爆ケー
ス100内の発電機2又は蓄電池5と、アクチュクエー
タ駆動用電磁比例制御弁S1,S2・・S3’、制御器
3,照明設備16あるいはテレビカメラ17との間を結
ぶものであり、多重被覆により防爆処理されているもの
が好ましい。
【0010】なお、上記走行性機械装置におけるアクチ
ュエータ(A,A,A’,A ’)の電磁比例制
御弁S1,S2,S3,S1’,S2’,S3’,照明
設備16,テレビカメラ17を無線操作するには、例え
ば、防爆ケース100内の制御器(CPU)3に連結さ
れた送受信部(無線送受信)4に対して、外部の無線送
受信機18から、無線制御信号を発信することによって
行うことができる。さらに本発明では、無線に代えて、
光ファイバーケーブルを用い、かつ防爆ケース内に光電
変換器を配設して、光通信制御信号を電気信号に変換し
て制御することもできる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば以下のごとき作用効果が
発揮される。 (1)本発明の油圧駆動走行性機械装置では、その制
御、照明等に必要な電力を駆動用油圧の一部を利用して
走行性機械装置の防爆ケース内で生成させているため、
従来技術のような外部電源までの長い電気ケーブルの延
出がなく、外部電源から走行性機械装置までの間の爆発
性雰囲気中で火花が発生して爆発を起こすような危険が
ない。 (2)外部電源への電気ケーブル(多重被覆等による防
爆構造化した重く、太く、硬直化した電気ケーブル)の
延出がないため、爆発性雰囲気下で走行性機械装置をス
ムーズに操作することができる。 (3)外部電源への長い電気ケーブルの延出がなく、か
つ走行性機械装置の制御・駆動は防爆ケース内で生成さ
れた電力を用い、電気信号を介して行うので確実できめ
細かい制御が可能となる。 (4)従来のホース径とホース重量のままの油圧ホース
を使用した油圧駆動走行性機械装置で、爆発性雰囲気内
(例えば大径原油タンク内)において、所要電力を、安
全に供給できるため、爆発性雰囲下における油圧駆動走
行性機械装置による作業、例えば清掃ロボットによる原
油タンク内のスラッジ除去・排出作業を無人状態で適確
に、スムーズに、そして効率的に実施することが可能と
なり、省人化、経費削減化、工期の大幅短縮化が大きく
実現できる。 (5)油圧アクチュエータを駆動する際に、遠く離れた
油圧ポンプ出口付近でバルブ開閉調整を行う方式を採用
すると、油圧アクチュエータ部に油圧が到達するまでに
かなりの時間を要し、手元の操作レバーの操作と、アク
チュエータの作動との間にズレ(タイムラグ)が生じて
しまい、走行性機械装置を適確できめ細かに操作するこ
とが至難であったところ、本発明では防爆ケース内の制
御器からの信号により開閉制御される油圧アクチエータ
駆動用電磁比例制御弁を油圧アクチュエータ近くに配設
していることによって、タイムラグが生じることなく走
行性機械装置を適確できめ細かに操作することが可能と
なる。 (6)上記のごとく、本発明によれば、爆発性雰囲気下
において油圧駆動走行性機械装置を安全に、適確かつき
め細かに操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧モータで駆動される発電機を
収容した防爆ケースを備えた油圧駆動走行性機械装置の
配設図である。
【図2】本発明の油圧駆動走行性機械装置の一例である
原油タンク内のスラッジを除去するための清掃ロボット
の斜視図である。
【符号の説明】
1:油圧モータ、 2:発電機、3:制
御器(CPU), 4:送受信部,4’送受信
部アンテナ 5:蓄電池,6:整流器,7
(7a,7b,7c・・・・7n):電気ケーブル系、
8(8a,8b,8c):高圧油圧ホース系、9:分配
器, 10:油圧ポンプ,11:電動
機, 12:作動油タンク,13:油冷
却器, 14:リリーフバルブ,15:ア
クチュエータ駆動用油圧モータ,16:照明設備,1
7:テレビカメラ、18:外部無線送受信機、18’:
アンテナ 19:操作盤、20:モニタ、80,80’:油漬け用
油、81:作動戻り油、100:防爆ケース、A,A
,A’,A’:アクチュエータ(シリンダ)、B
,B:無端ベルト P,P,P:排土板、S1,S2,S3,S
1’,S2’,S3’:電磁比例制御弁

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行
    性機械装置に防爆ケースを内設し、該防爆ケース内に油
    圧モータと該油圧モータにより駆動される発電機とを収
    容し、かつ長い油圧ホースを外部へ延出してなることを
    特徴とする爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
    機械装置。
  2. 【請求項2】防爆ケース内に、油圧モータと、油圧モー
    タに連結された発電機と、制御器と、蓄電池と、整流器
    と、前記機器間を接続する油圧ホース系並びに電気ケー
    ブル系を収容してなることを特徴とする請求項1記載の
    爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。
  3. 【請求項3】防爆ケース内に、油圧モータと、これに連
    結される発電機と、制御器と、蓄電池と、整流器と、前
    記機器間を接続する油圧ホース系並びに電気ケーブル系
    と、前記制御器からの信号により開閉制御される油圧ア
    クチエータ駆動用電磁比例制御弁とを収容してなること
    を特徴とする請求項1又は2記載の爆発性雰囲気下で駆
    動される油圧駆動走行性機械装置。
  4. 【請求項4】防爆ケース内に、制御器に結合された無線
    式受信部を収容してなることを特徴とする請求項2又は
    3記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機
    械装置。
  5. 【請求項5】油圧モータ等の低圧戻り油を防爆ケース内
    に充満するごとく導入・導出する油入防爆構造を構成し
    てなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
    記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械
    装置。
  6. 【請求項6】防爆ケースと作動油タンクとの間の油圧系
    の途中に、防爆ケース内の各機器に接触して熱を吸収し
    た低圧戻り油を冷却するための油冷却器を配設し、冷却
    された低圧戻り油を作動油タンクに還流し、再度油圧系
    内の油圧ポンプで再循環して、防爆ケース内の温度を一
    定に保持するようにしたことを特徴とする油入防爆構造
    を構成してなることを特徴とする請求項5記載の爆発性
    雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。
  7. 【請求項7】防爆ケース外に、油圧分配器と油圧ホース
    系並びに電気ケーブル系の残部とを延設してなることを
    特徴とする請求項2ないし6のいずれかに記載の爆発性
    雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。
  8. 【請求項8】加圧された不活性ガスを防爆ケース内に充
    満するごとく導入・導出する不活性ガス入防爆構造を構
    成してなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
    かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
    機械装置。
  9. 【請求項9】油圧駆動走行性機械装置が、爆発性雰囲気
    下で作動されるアクチュエータを備えたロボットである
    ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の
    爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置。
  10. 【請求項10】爆発性雰囲気が、爆発性炭化水素ガス雰
    囲気であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれ
    かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
    機械装置。
  11. 【請求項11】油圧駆動走行性機械装置が、可燃性軽質
    炭化水素分等を含む可燃性液体大型貯槽内のスラッジ分
    除去排出作業用のものであることを特徴とする請求項1
    ないし10のいずれかに記載の爆発性雰囲気下で駆動さ
    れる油圧駆動走行性機械装置。
  12. 【請求項12】油圧駆動走行性機械装置が、原油タンク
    床面を自走するスラッジ分除去排出作業用の清掃ロボッ
    トであることを特徴とする請求項1ないし11のいずれ
    かに記載の爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性
    機械装置。
JP31438795A 1995-12-01 1995-12-01 爆発性雰囲気下で駆動される油圧駆動走行性機械装置 Pending JPH09151912A (ja)

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