JP3957068B2 - 情報通信用シェルター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器室や通信ネットワーク基地局、衛星通信用地上局、放送用地上局等の地上に設置される情報通信用シェルターに関し、詳しくは、シェルター内部の空調機能と各種情報通信機器の接地機能とを併せ持つ情報通信用シェルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＰＨＳ等の移動体通信、光ファイバケーブル通信、衛星通信等の普及はめざましいものがあり、これらの通信機器及びその付帯設備を収容する通信機器室、通信ネットワーク基地局、衛星通信用地上局、放送用地上局として地上設置型の情報通信用シェルターが各種提供されている。
【０００３】
これらのシェルターには屋外に設置されるものが多く、特に炎天下ではシェルターの内部温度が上昇して通信機器の動作温度範囲を超える場合がある。また、寒冷地においては内部温度が異常に低下してやはり通信機器に悪影響を与えることがある。
このため、この種のシェルターでは、内部に空調機や換気扇、ダンパー等の空調設備とそれらを制御する制御装置（制御盤）を備え、内部温度を通信機器の動作温度範囲に維持しているのが一般的である。
一方、シェルター内の各種通信機器にとって、落雷や電磁ノイズは正常動作に対して致命的な影響を受けるため、所定の方法で接地することも通常行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、シェルター内の空調と通信機器の接地とがそれぞれ別個独立に考えられており、空調機及びその制御装置と接地材料との両方が必要であると共に、空調機設置工事や接地工事もそれぞれ独立に行われていた。
このため、設備・材料費や工事費がかさみ、シェルター全体の設置費用を押し上げる原因となっていた。
また、空調機の電気代やメンテナンス費用がランニングコストを上昇させ、更に省エネルギーの観点から改善が切望されていた。
【０００５】
そこで本発明の解決課題は、空調機や接地部材の設備費用、施工費用やランニングコストの低減が可能であり、しかも省エネルギー化を達成する情報通信用シェルターを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、
各種情報通信機器が収容される情報通信用シェルターにおいて、
内部にシェルター室を有するシェルター本体と、
シェルター本体に設けられる吸気用及び排気用の換気扇と、
導電性かつ熱伝導性であって、地中に埋設される地中埋設部分と、シェルター室内にあって吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さまで配置される地上部分と、を有する接地兼用熱交換部材と、
を備え、
接地兼用熱交換部材は、吸気用及び排気用の換気扇により流入する外気に応じた温度となる地上部分でのシェルター室内温度と、地中埋設部分での地中温度と、を熱交換して空調を行い、かつ前記情報通信機器の接地部材として機能することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、
請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
シェルター室内における接地兼用熱交換部材の地上部分を包囲し、一端が吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さで開口された上側の開口部と、他端がシェルター室内の下側で開口された下側の開口部と、を有するダクトと、
ダクトの下側の開口部に設置されたダクト外への送風手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、
請求項２記載の情報通信用シェルターにおいて、
ダクトの上側の開口部にダクト内への吸気手段を設置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、
請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
導電性及び熱伝導性を有し、かつパイプ状に形成された接地兼用熱交換部材の折返し部分を地中埋設部分として地中に埋設すると共に、この接地兼用熱交換部材の地上部分の両端開口部をシェルター室内の上側および下側に配置し、上側の開口部を吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さに配置し、下側の開口部にパイプ外への送風手段を設置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、
請求項４記載の情報通信用シェルターにおいて、
接地兼用熱交換部材の上側の開口部にパイプ内への吸気手段を設置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、
請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
導電性及び熱伝導性を有し、かつパイプ状に形成された接地兼用熱交換部材をシェルター室内及び地中を通る経路でループ状に配置し、
シェルター室内には、接地兼用熱交換部材の内部の熱媒体を流通させるための媒体供給源と、接地兼用熱交換部材を包囲して室内空気との間で熱交換を行うための熱交換手段とを配置し、熱交換手段は吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さに配置することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、
請求項４〜６の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
密閉された熱交換容器を地中に埋設し、接地兼用熱交換部材の地中埋設部分の一部を前記熱交換容器内で開放したことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載した発明は、
請求項１〜７の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
シェルター本体の周囲に遮熱板を配置し、この遮熱板を、表裏の金属板とこれらの金属板の間に配置される断熱材とによって構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載した発明は、
請求項１〜８の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
吸気用及び排気用の換気扇は、シェルター本体の天井付近の高さに配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載した発明は、
請求項１〜９の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
前記換気扇の駆動電源が太陽電池であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示す構成図である。図１（ａ）において、１０は鉄骨及び断熱性パネルからなるシェルター本体であり、その周囲の天井外部及び側壁外部には、直射日光を遮蔽してシェルター本体内部（以下、必要に応じてシェルター室内または単に室内という）の温度上昇を抑制するための遮熱板１１，１２，１３が所定の間隔をおいて取り付けられている。
【００１７】
なお、図１（ｂ）は図１（ａ）における遮熱板１２のＡ部拡大図であり、この遮熱板１２は、ステンレスやアルミニウム等の薄板からなる表裏の金属板１２ａ，１２ｂと、これらの金属板１２ａ，１２ｂに挟まれた断熱材１２ｃとから構成されている。図示しないが、外側の金属板１２ａの表面に、更に遮熱シートを貼ったり遮熱塗装を施しても良い。ここで、他の遮熱板１１，１３の構造も遮熱板１２と同様である。遮熱板１１，１２，１３の配置は、図示例に何ら限定されないことは言うまでもない。
【００１８】
また、シェルター本体１０の側壁の上部には、シェルター本体１０の内外に空気を流通させて内部の温度上昇を防止するために、吸気用及び排気用の換気扇１５，１４がそれぞれ設置されている。
一方、遮熱板１１の上面には太陽電池パネル１６が配置されており、この太陽電池パネル１６と換気扇１４，１５とはケーブル１７により接続されていて、換気扇１４，１５の駆動電源が太陽電池パネル１６から供給されるようになっている。太陽電池パネル１６の取付位置は、図示例に何ら限定されない。
【００１９】
更に、シェルター本体１０の内部には、側壁に近接して、上下の開口部に吸気装置２１、送風装置２２をシェルター室内方向に向けて取り付けてなるダクト２０が配置されている。そして、ダクト２０内部には接地兼用熱交換部材２３が上下方向に配置され、その下端部は地中内部に（例えばＬ＝１５ｍ以上の深さまで）埋設されている。なお、ＧＬは地表面である。
また、ダクト２０内の接地兼用熱交換部材２３には、熱交換面積を大きくするために多数のフィン２４が設けられている。
前記送風装置２２は、シェルター室内の特定箇所を集中的に空調するためにスポット的に配置しても良い。
【００２０】
接地兼用熱交換部材２３は、シェルター室内に収容される各種通信機器（図示せず）を接地し、更に室内温度と地中温度を熱交換するために、導電性かつ熱伝導性の材料から構成されている。具体的には、材料として銅やアルミニウムを用いれば良く、その形状、構造も、以下の各実施形態のように棒材、板材、パイプ材などを使用することができる。
なお、図１の実施形態では接地兼用熱交換部材２３として銅棒を想定しているが、銅板、銅パイプ等を使用しても良い。
【００２１】
上記実施形態において、ダクト２０、吸気装置２１、送風装置２２、接地兼用熱交換部材２３、フィン２４及び換気扇１４，１５は、本発明における空調手段を構成している。
【００２２】
このように構成された本実施形態によれば、地中に埋設された接地兼用熱交換部材２３の温度がほぼ地中温度（例えば通年で約１５°Ｃ）に保たれると共に、吸気装置２１からダクト２０内部に取り込まれた室内の空気が接地兼用熱交換部材２３及びフィン２４との接触によって熱交換し、他方の送風装置２２から再び室内に放出される。
【００２３】
従って、例えば夏期に室温が異常に上昇した場合には、ほぼ地中温度に維持された冷気が送風装置２２から室内に供給され、吸気装置２１から取り込まれた暖気は接地兼用熱交換部材２３及びフィン２４により再度冷却されて循環することになる。
また、冬期や寒冷地において室温が異常に低下した場合には、室温よりも高いほぼ地中温度の空気が上記と同様の経路で室内を循環する。
これにより、シェルター室内の温度を所定範囲に保つことができ、通信機器を常に所定の温度範囲で動作させることができる。
【００２４】
更に、必要に応じて換気扇１４，１５を駆動することにより、シェルター室内の換気や補助的な温度調節を行わせることができる。その際、換気扇１４，１５の電源を太陽電池パネル１６から供給すれば、省エネルギー化が可能であると共に、メンテナンスの手間が少ない情報通信用シェルターを実現することができる。
【００２５】
一方、シェルター室内に設置された各種情報通信機器の接地端子を適宜な方法で接地兼用熱交換部材２３に接続すれば、接地部材を別途用いることなく容易に接地をとることができる。
【００２６】
従って、本実施形態によれば、エアコン等の空調機と接地部材とを別個に設置する場合よりも設備費用や工事費用を低減できると共に、エアコン等に比べて空調手段自体の設備費用、電気代、メンテナンス費用を低く抑えることができ、また、送風装置、吸気装置等の制御装置も比較的簡単なもので済むため大きな経済的効果を得ることができる。
加えて、断熱材１２ｃを備えた遮熱板１１，１２，１３は、外気温度が直接、シェルター室内に影響しないように作用するので、季節に関わらずシェルター室内の温度を所定の温度範囲内に維持するために寄与し、空調手段の負担を軽減する役割を果たすものである。
【００２７】
次に、図２は本発明の第２実施形態を示している。
この実施形態は、図２（ａ）に示す如く、折り返された状態で地中に埋設された銅パイプ等からなる接地兼用熱交換部材３３の両端部をシェルター室内に導き、前記両端部に吸気装置３１、送風装置３２を連結して室内の上下に設置したものである。なお、３１ａ，３２ａは通気孔、３２ｂは送風装置３２の駆動源としてのファンを示す。このファンは送風装置３２及び吸気装置３１の両方に設けても良い。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示すように、所定容積を持つ密閉された空洞の熱交換容器３４を地中に埋設し、接地兼用熱交換部材３３の端部を容器３４内で開放しても良い。この熱交換容器３４は、その内部にほぼ地中温度に保たれた空気を蓄えることにより、シェルター室内の温度に対して蓄熱槽または蓄冷槽として機能する。
【００２９】
この実施形態では、吸気装置３１、送風装置３２、接地兼用熱交換部材３３、換気扇１４，１５、更には熱交換容器３４が空調手段を構成している。
【００３０】
上記実施形態では、接地兼用熱交換部材３３とその内部を通過する空気が熱交換媒体として働き、ほぼ地中温度に保たれた空気が送風装置３２から室内に供給され、更に吸気装置３１から取り込まれて接地兼用熱交換部材３３により熱交換される。その際、吸気装置３１、送風装置３２を長尺の箱状に形成して多数の通気孔３１ａ，３２ａを形成すれば、室内で効率よく空気を循環させることが可能である。
【００３１】
特に、図２（ｂ）に示すように地中に埋設された熱交換容器３４に空気を蓄えるようにすれば、熱交換能力ないし熱交換効率を一層高めることができる。
また、前記同様に接地兼用熱交換部材３３には室内の情報通信機器の接地端子が接続されるため、接地部材を別途用意する必要はない。
【００３２】
次に、図３は本発明の第３実施形態を示している。
この実施形態の基本的な構成は図２の実施形態と同様であるが、例えば銅パイプからなる接地兼用熱交換部材３５の地中埋設部分を撚ることにより、その全長を長くして大地との接触面積を大きくし、熱交換効率を一層向上させたものである。
【００３３】
本実施形態では、吸気装置３１、送風装置３２、接地兼用熱交換部材３５、換気扇１４，１５が空調手段を構成している。図示されていないが、接地兼用熱交換部材３５の折返し部分を開放して図２（ｂ）のような熱交換容器３４を設けても良い。
なお、本実施形態の動作は図２とほぼ同様であるため、その詳述を省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第４実施形態を示している。
この実施形態は、例えば銅パイプからなる接地兼用熱交換部材３６をループ状に形成し、その途中を包囲するように室内の上下に上部フィン装置３７、下部フィン装置３８を設置したものであり、接地兼用熱交換部材３６の内部を熱媒体（水や油等の液体、またはフレオンガス等の気体）が循環するように構成されている。
【００３５】
ここで、熱媒体が液体の場合には、下部フィン装置３８に近接して媒体供給源３９としてのポンプが設けられ、熱媒体が気体の場合には、媒体供給源３９としてのファンが設けられる。なお、下部フィン装置３８を省略して上部フィン装置３７のみを設置しても良い。また、図２（ｂ）のような熱交換容器３４を設けても良い。
この実施形態では、媒体供給源３９、上部フィン装置３７、下部フィン装置３８及び接地兼用熱交換部材３６、換気扇１４，１５が空調手段を構成している。また、図示されていない情報通信機器の接地端子が接地兼用熱交換部材３６に接続され、この熱交換部材３６を利用した接地が行われる。
【００３６】
本実施形態によれば、媒体供給源３９の運転によりほぼ地中温度に保たれた熱媒体が接地兼用熱交換部材３６の内部を循環し、上部フィン装置３７及び下部フィン装置３８により室内空気との間で熱交換が行われる。
このため、室内温度をほぼ地中温度付近に維持することができ、通信機器に高温または低温による悪影響を与えるおそれがない。
更に、接地部材を別途も受ける必要もないものである。
【００３７】
図５は、本発明の第５実施形態を示している。
この実施形態も、図４と同様に、熱媒体としての液体または気体を銅パイプ等からなる接地兼用熱交換部材４０の内部に循環させるものである。すなわち、シェルター室内と地中との間に接地兼用熱交換部材４０がループ状に配置されており、室内上部の接地兼用熱交換部材４０を包囲するように上部フィン装置３７が設けられ、室内下部の接地兼用熱交換部材４０にはポンプやファンからなる媒体供給源４１が配置されている。
図示されていないが、図４と同様に下部フィン装置を追加しても良い。
【００３８】
接地兼用熱交換部材４０の地中埋設部分は、図のように複数回折り返されており、その全長を長くすることによって地中と熱媒体との熱交換効率を向上させている。
このように接地兼用熱交換部材の地中埋設部分を複数回折り返す構造は、図２や図４の実施形態にも適用可能である。
また、図２（ｂ）のような熱交換容器３４を図５の接地兼用熱交換部材４０に適用しても良い。
【００３９】
この実施形態では、媒体供給源４１、接地兼用熱交換部材４０及び上部フィン装置３７、換気扇１４，１５が空調手段を構成している。
また、シェルター室内の情報通信機器の接地端子は接地兼用熱交換部材４０に接続され、この熱交換部材４０を利用した接地が行われる。
【００４０】
図６は、本発明の第６実施形態を示している。
この実施形態も、熱媒体としての液体または気体を銅パイプ等からなる接地兼用熱交換部材４２の内部に循環させるものであるが、接地兼用熱交換部材４２の地中埋設部分の途中には、平坦な箱状の熱交換容器４３が配置されている。
なお、情報通信機器の接地端子は接地兼用熱交換部材４２に接続され、この熱交換部材４２を利用した接地が行われる。
【００４１】
本実施形態においては、薄型の熱交換容器４３の表面積を大きくすることで、大地と熱媒体との熱交換効率を向上させることができる。また、この熱交換容器４３も低抵抗の銅などによって形成すれば、接地抵抗の低減が可能になる。
上記熱交換容器４３は、図４または図５の実施形態にも適用可能である。
なお、この熱交換容器４３や図２に示した熱交換容器３４には、浄化槽を加工したものを使用しても良い。
熱交換容器４３，３４を地中に埋設することにより、外気温の影響を受けにくく熱媒体の温度を一定に保つことができると共に、錆の発生や腐食を防止して耐久性を大幅に高めることができる。
【００４２】
以上詳述したが、各実施形態に示した接地兼用熱交換部材の形状、構造、材質等はあくまで例示的なものであり、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
すなわち、本発明は、導電性かつ熱伝導性の接地兼用熱交換部材を用いてシェルター室内の温度と地中温度とを熱交換するとともに、シェルター室内に設置された各種情報通信機器の接地を行うものであり、この着想を具体化する様々な実施形態を含むものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、導電性かつ熱伝導性の接地兼用熱交換部材によって空調手段の一部を構成すると共に情報通信機器の接地部材を兼用することができるため、従来のように空調機と接地部材をそれぞれ別個に用意して設置する場合に比べ、設備費用、施工費用を大幅に低減することができる。
また、従来の空調機に比べて電気代、メンテナンス費用等のランニングコストを削減でき、省エネルギー化も可能である。
これにより、各種情報通信用シェルター自体の価格や設置費用を低減し、その普及拡大に大きく寄与することができる。
更に、断熱材を備えた遮熱板や換気扇の使用により空調効率を高め、また、太陽電池を換気扇の電源として用いることで一層の省エネルギー化やメンテナンスの容易化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態を示す構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態を示す構成図である。
【図６】本発明の第６実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１０ シェルター本体
１１，１２，１３ 遮熱板
１２ａ，１２ｂ 金属板
１２ｃ 断熱材
１４，１５ 換気扇
１６ 太陽電池パネル
１７ ケーブル
２０ ダクト
２１，３１ 吸気装置
２２，３２ 送風装置
２３，３３，３５，３６，４０，４２ 接地兼用熱交換部材
２４ フィン
３１ａ，３２ａ 通気孔
３２ｂ ファン
３４，４３ 熱交換容器
３７ 上部フィン装置
３８ 下部フィン装置
３９，４１ 媒体供給源
ＧＬ 地表面

Claims (10)

1. 各種情報通信機器が収容される情報通信用シェルターにおいて、
   内部にシェルター室を有するシェルター本体と、
   シェルター本体に設けられる吸気用及び排気用の換気扇と、
   導電性かつ熱伝導性であって、地中に埋設される地中埋設部分と、シェルター室内にあって吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さまで配置される地上部分と、を有する接地兼用熱交換部材と、
   を備え、
   接地兼用熱交換部材は、吸気用及び排気用の換気扇により流入する外気に応じた温度となる地上部分でのシェルター室内温度と、地中埋設部分での地中温度と、を熱交換して空調を行い、かつ前記情報通信機器の接地部材として機能することを特徴とする情報通信用シェルター。
2. 請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
   シェルター室内における接地兼用熱交換部材の地上部分を包囲し、一端が吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さで開口された上側の開口部と、他端がシェルター室内の下側で開口された下側の開口部と、を有するダクトと、
   ダクトの下側の開口部に設置されたダクト外への送風手段と、
   を備えることを特徴とする情報通信用シェルター。
3. 請求項２記載の情報通信用シェルターにおいて、
   ダクトの上側の開口部にダクト内への吸気手段を設置したことを特徴とする情報通信用シェルター。
4. 請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
   導電性及び熱伝導性を有し、かつパイプ状に形成された接地兼用熱交換部材の折返し部分を地中埋設部分として地中に埋設すると共に、この接地兼用熱交換部材の地上部分の両端開口部をシェルター室内の上側および下側に配置し、上側の開口部を吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さに配置し、下側の開口部にパイプ外への送風手段を設置したことを特徴とする情報通信用シェルター。
5. 請求項４記載の情報通信用シェルターにおいて、
   接地兼用熱交換部材の上側の開口部にパイプ内への吸気手段を設置したことを特徴とする情報通信用シェルター。
6. 請求項１記載の情報通信用シェルターにおいて、
   導電性及び熱伝導性を有し、かつパイプ状に形成された接地兼用熱交換部材をシェルター室内及び地中を通る経路でループ状に配置し、
   シェルター室内には、接地兼用熱交換部材の内部の熱媒体を流通させるための媒体供給源と、接地兼用熱交換部材を包囲して室内空気との間で熱交換を行うための熱交換手段とを配置し、熱交換手段は吸気用及び排気用の換気扇と略同じ高さに配置することを特徴とする情報通信用シェルター。
7. 請求項４〜６の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
   密閉された熱交換容器を地中に埋設し、接地兼用熱交換部材の地中埋設部分の一部を前記熱交換容器内で開放したことを特徴とする情報通信用シェルター。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
   シェルター本体の周囲に遮熱板を配置し、この遮熱板を、表裏の金属板とこれらの金属板の間に配置される断熱材とによって構成したことを特徴とする情報通信用シェルター。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
   吸気用及び排気用の換気扇は、シェルター本体の天井付近の高さに配置されることを特徴とする情報通信用シェルター。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載した情報通信用シェルターにおいて、
    前記換気扇の駆動電源が太陽電池であることを特徴とする情報通信用シェルター。

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