WO2012081633A1 - 耐圧防爆容器 - Google Patents
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Abstract
Description
図5はこのような高周波無線通信システムの一例を示す。該高周波無線通信システムは、構内交換装置1に対して通信回線2a,2bで接続された複数台の固定無線装置(無線基地局)3a,3bを備える。また、該高周波無線通信システムは、固定無線装置3a,3b及びアンテナ4a,4bを介してエリア内の多数の移動端末機5a,5b,・・・と構内交換装置1との間で無線通信を行う。つまり、このような高周波無線通信システムを用いると、固定無線装置3a,3bを介して構内交換装置1に接続されている他の電話器6と現場にいる移動端末機5a,5bとの間の通話を行うことができ、各固定無線装置3a,3bを介して管理部所からの緊急通報を各移動端末機5a~5fに一斉に通報できる。
45°エルボ型継手23は、Oリング23aを介して、アンテナ取り付け穴21に、接合面の耐圧防爆構造の条件を充足して一端が取り付けられている。
即ち、45°エルボ型継手23は、防爆型機器本体22にねじこまれる構造であり、ねじ仕様も耐圧防爆性能を有する構造である。
アンテナ位置固定用ロックナット23bを緩めて、45°エルボ型継手23を回転させることで、防爆型機器本体22の設置位置が、たとえば、防爆型機器本体22が水平位置から垂直位置になった場合にも、アンテナ方向を偏波面に合わせて設置することができる。
180度回転させるとアンテナは、水平位置、垂直位置、および偏波面を合わせることができる。
アンテナカバー24と45°エルボ型継手23とは、アンテナカバー固定用ロックナット24bにより固定されている。
そして、送信高周波信号はコネクタ部を通じてアンテナから高周波信号として送信され、アンテナで受信された受信高周波信号はコネクタ部を通じて図示しない回路に伝達される。
図7Aにおいて、堅牢な金属で形成された耐圧防爆容器40内にはアンテナ41が配置されている。耐圧防爆容器40の一部は高周波信号を通過させるガラス窓(又は樹脂等)42で封止されている。アンテナ41はガラス窓42の近傍に配置されており、高周波信号はガラス窓42を通して送受信を行われる。
図7Bはアンテナの指向性を広く得るためにガラス窓(又は樹脂等)42aをドーム状とした例を示すものである。
また、機械的に丈夫な材料と高周波特性が良い材料は必ずしも一致しないため、圧力に耐える構造を実現したコネクタは高周波特性が劣化する可能性がある。
また、近隣に落雷があった場合、その大きな電磁エネルギーがアンテナを通じて回路に達する可能性がある。
高周波を通過させるには、中心導体と周囲導体との間に絶縁体を設けた同軸構造とするのが一般的(同軸構造ではない場合でも、導体間に絶縁体は必要である)である。
特別にコネクタを設けず、容器に穴を設け同軸ケーブルを通過させケーブルと容器との隙間を樹脂等で封止する方法もあるが、同軸ケーブルを構成する樹脂が耐圧防爆容器に求められる堅牢性を有しているとは限らない。
(1) 金属からなる容器と、
該容器の壁面を貫通して形成された防爆スキとして機能するスリットと、
前記容器内に設けられ前記スリットを導波路として高周波信号を送受信するアンテナが内蔵されたキャビティ共振器と、
を備えたことを特徴とする耐圧防爆容器。
前記容器は直方体又は立方体であって、前記スリットは少なくとも前記容器の一面に水平又は垂直又は十字状に形成されたことを特徴とする。
金属からなる容器と、該容器の壁面を貫通して形成された防爆スキとして機能するスリットと、前記容器内に設けられ前記スリットを導波路として高周波信号を送受信するアンテナが内蔵されたキャビティ共振器と、を備えているので、容器内に配置された無線回路が高周波信号を送受信可能な耐圧防爆容器を実現でき、高周波信号の経路に高周波特性が劣った材料を使用しないことで回路の性能劣化を防ぐことができる。
さらに、アンテナを容器の外部に設置しないことで、落雷による電磁エネルギーが回路に達することを防ぐことができる。
上記(3)の構成によれば、容器に内蔵されたキャビティ共振器を第1キャビティ共振器とし、この第1キャビティ共振器に内蔵されたアンテナを第1アンテナとしたときに、前記容器の外壁面に前記第1キャビティ共振器に対向して第2アンテナが内蔵された第2キャビティ共振器を設けると共に、該第2キャビティ共振器の外側の空間に第3アンテナを設け、前記第2アンテナと第3アンテナを高周波ケーブルで接続したので、高周波の放射源はケーブル先端のアンテナとなるため、容器の設置場所に対する制限がない。
これらの図において、耐圧防爆容器40は、直方体又は立方体の金属からなる容器であり、側壁の一面に容器の内面に貫通するスリット44が形成されている。このスリットは図1Bに示すように例えば送受信する高周波信号kが2.4GHzである場合は幅0.15mm、長さ60mm程度とされる。なお、耐圧防爆容器40の厚さは耐圧防爆容器として十分に機能する12.5mm程度とされている。容器の大きさにより、耐圧防爆容器として機能するように上記厚さが設計される。
また、キャビティ43は、送受信される高周波信号kを共振させるようにキャビティ共振器として機能する。キャビティ43は、図1Aに示すように、耐圧防爆容器40の内壁の一面に、スリット44を覆うように溶接や接着などにより固定されている。キャビティ43は、スリット44側の一面が、少なくともスリット44からの高周波信号を受信可能に開放された直方体である。キャビティ43の大きさは送受信される高周波信号が共振する大きさに形成されている。キャビティ43は、材質は例えばFe,Cu,Alなどの金属で形成されるが、高周波信号を反射するものであれば金属でなくてもよい。
また、高周波信号の経路に高周波特性が劣った材料を使用することがないので、回路の性能劣化を防ぐことができる。さらに、アンテナが容器の外部に露出していないので落雷による電磁エネルギーが回路に達することを防ぐことができる。
図3の実施例によれば、高周波信号の送受信源は、同軸ケーブル45の先端に設けられた第3アンテナ41cとなるため、容器の設置場所に対する制限は無い。
2 通信回線
3 固定無線装置
4,25,41 アンテナ
5 移動端末機
21 アンテナ取り付け孔
22 防爆型機器本体
23 エルボ型継手
24 アンテナカバー
40 耐圧防爆容器
42 ガラス窓
43 キャビティ(キャビティ共振器)
44 スリット
45 同軸ケーブル(高周波ケーブル)
Claims (3)
- 金属からなる容器と、
該容器の壁面を貫通して形成された防爆スキとして機能するスリットと、
前記容器内に設けられ前記スリットを導波路として高周波信号を送受信するアンテナが内蔵されたキャビティ共振器と、
を備えたことを特徴とする耐圧防爆容器。 - 前記容器は直方体又は立方体であって、前記スリットは少なくとも前記容器の一面に水平又は垂直又は十字状に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の耐圧防爆容器。
- 前記容器に内蔵されたキャビティ共振器を第1キャビティ共振器とし、この第1キャビティ共振器に内蔵されたアンテナを第1アンテナとしたときに、前記容器の外壁面に前記第1キャビティ共振器に対向して第2アンテナが内蔵された第2キャビティ共振器を設けると共に、該第2キャビティ共振器の外側の空間に第3アンテナを設け、前記第2アンテナと第3アンテナを高周波ケーブルで接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載の耐圧防爆容器。
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