(57)【要約】【課題】製油所や石油化学工場などにおける危険地区での無線ＬＡＮによる無線通信に適用し、広範囲にわたる当該危険地区での長距離無線中継を可能とする無線ＬＡＮ防爆型中継器、及びそのような無線ＬＡＮ防爆型中継器を利用した危険地区における通信システムを提供する。【解決手段】無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０を耐圧防爆構造とされた第一の筐体５１内に収容し、第一の筐体５１外に延長したアンテナケーブル４１によって無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０に接続されたアンテナ本体４０を、アンテナ本体４０が送受信する電波信号を透過する電波透過材料を少なくとも一部に使用し、かつ、耐圧防爆構造とされた第二の筐体５２内に収容する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧防爆構造とされた第一の筐体内に、無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニットを収容し、
前記第一の筐体の外側に当該耐圧防爆構造を維持して延長されるアンテナケーブルによって、前記無線ＬＡＮ双方向通信ユニットにアンテナ本体を接続するとともに、
前記アンテナ本体が送受信する電波信号を透過する電波透過材料を少なくとも一部に使用し、かつ、耐圧防爆構造とされた第二の筐体内に、当該耐圧防爆構造を維持して前記アンテナ本体を収容したことを特徴とする無線ＬＡＮ防爆型中継器。
【請求項２】
前記アンテナ本体が、指向型アンテナである請求項１に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器。
【請求項３】
前記双方向通信ユニットに接続したスイッチングハブを、前記双方向通信ユニットとともに前記第一の筐体内に収容した請求項１〜２のいずれか１項に記載の無線ＬＡＮ防爆型中継器。
【請求項４】
耐圧防爆構造とされた第一の筐体内に無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニットが収容され、前記第一の筐体の外側に当該耐圧防爆構造を維持して延長されるアンテナケーブルによって、前記無線ＬＡＮ双方向通信ユニットにアンテナ本体を接続するとともに、前記アンテナ本体が送受信する電波信号を透過する電波透過材料を少なくとも一部に使用し、かつ、耐圧防爆構造とされた第二の筐体内に、当該耐圧防爆構造を維持して前記アンテナ本体が収容されて、一定の距離を隔てて危険地区に設置される少なくとも一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器と、
非危険地区に設置され、前記一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器のうち一方に接続される無線ＬＡＮサーバーと、
危険地区に設置され、前記一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器のうち他方又は両方に接続される耐圧防爆構造とされたネットワーク通信機器と、
を具備することを特徴とする危険地区における通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、危険地区での無線ＬＡＮ（Local
Area Network）による無線通信に適用し、長距離無線中継を可能とする無線ＬＡＮ防爆型中継器、及びそのような無線ＬＡＮ防爆型中継器を利用した通危険地区における通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製油所や石油化学工場などにあっては、可燃性ガス、可燃性液体の蒸気などが存在するおそれのある危険地区での業務管理及び製造設備の保守などを行うために、非危険地区に管理施設を設けるとともに、この管理施設と危険地区に設置されている各種設備との間で種々のデータを送受信して集中管理している。
【０００３】
近年にあっては、このようなデータの送受信に、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、通信ケーブルの敷設が不要となり、コスト面で有利である。そのような状況下、本出願人は、特許文献１において、大量のデータを安全、かつ、効率よく通信することを可能とし、このような危険地区において利用するのに好適な無線ＬＡＮ防爆型中継器を提案した。
【特許文献１】特開２００６−１９７４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記中継器は、危険地区に設置された送受信機との間では、無線ＬＡＮによる無線通信を行っているが、非危険地区に設置された無線ＬＡＮサーバーとは、光ケーブルなどの通信ケーブルを介した有線ＬＡＮで通信している。このため、上記中継器の設置場所は、無線ＬＡＮによる無線通信を行う相手方となる送受信機との中継可能な距離を考慮して定められるところ、このときの中継距離が十分に確保できない場合には、相手方となる送受信機に上記中継器を近づけて設置する必要がある。そして、そのためには、通信ケーブルを延長して敷設しなければならず、無線ＬＡＮの有利性が損なわれてしまう。
また、中継距離が十分に確保できない場合には、送受信機との間に、さらに中継器を介在させて、複数の中継器により全体としての中継距離を長くすることも可能である。ところが、このようにした場合には、中継する毎に伝送容量が減少してしまい、中継器が増えるほど伝送容量の減少が顕著となる。
【０００５】
製油所や石油化学工場などにおける危険地区は、一般に、広範囲にわたっている。このため、中継距離が十分に確保できないと、特許文献１で提案した中継器だけでは、広範囲にわたる危険地区の全てを網羅するのは困難であることが指摘されており、より長い距離を中継できる無線ＬＡＮ防爆型中継器が求められている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、製油所や石油化学工場などにおける危険地区での無線ＬＡＮによる無線通信に適用し、広範囲にわたる当該危険地区での長距離無線中継を可能とする無線ＬＡＮ防爆型中継器、及びそのような無線ＬＡＮ防爆型中継器を利用した危険地区における通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器は、耐圧防爆構造とされた第一の筐体内に、無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニットを収容し、前記第一の筐体の外側に当該耐圧防爆構造を維持して延長されるアンテナケーブルによって、前記無線ＬＡＮ双方向通信ユニットにアンテナ本体を接続するとともに、前記アンテナ本体が送受信する電波信号を透過する電波透過材料を少なくとも一部に使用し、かつ、耐圧防爆構造とされた第二の筐体内に、当該耐圧防爆構造を維持して前記アンテナ本体を収容した構成としてある。
【０００８】
このような構成とした本発明の無線ＬＡＮ防爆型中継器は、アンテナ本体の指向性に応じてアンテナ本体の設置位置を自由に定めることができ、長距離の無線中継が可能となる。そして、より長距離の無線中継を可能とするには、前記アンテナ本体が、指向型アンテナであるのが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器は、各種のネットワーク通信機器が接続できるように、前記双方向通信ユニットに接続したスイッチングハブを、前記双方向通信ユニットとともに前記第一の筐体内に収容した構成としてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る危険地区における通信システムは、耐圧防爆構造とされた第一の筐体内に無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニットが収容され、前記第一の筐体の外側に当該耐圧防爆構造を維持して延長されるアンテナケーブルによって、前記無線ＬＡＮ双方向通信ユニットにアンテナ本体を接続するとともに、前記アンテナ本体が送受信する電波信号を透過する電波透過材料を少なくとも一部に使用し、かつ、耐圧防爆構造とされた第二の筐体内に、当該耐圧防爆構造を維持して前記アンテナ本体が収容されて、一定の距離を隔てて危険地区に設置される少なくとも一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器と、非危険地区に設置され、前記一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器のうち一方に接続される無線ＬＡＮサーバーと、危険地区に設置され、前記一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器のうち他方又は両方に接続される耐圧防爆構造とされたネットワーク通信機器と、を具備する構成としてある。
【００１１】
このような構成とした本発明の危険地区における通信システムによれば、危険地区に設置された一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器によって、長距離無線中継を可能とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明は、危険地区での無線ＬＡＮによる無線通信において、長距離無線中継を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１４】
［無線ＬＡＮ防爆型中継器］
まず、本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器の実施形態の概略を示す説明図である。
【００１５】
図１に示す無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、第一の筐体５１内に、無線ＬＡＮによる双方向通信を行う無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０、及び必要な電力を供給する電力供給部３０を収容してある。
【００１６】
第一の筐体５１は、耐圧防爆構造とされた、容器本体と蓋体とからなる金属製の全閉容器とすることができる。
また、第一の筐体５１には、耐圧防爆構造を維持して第一の筐体５１の外側にケーブルを延長するためのケーブルジョイント５１１，５１２，５１３が設けられている。これらのケーブルジョイント５１１，５１２，５１３は、例えば、ゴム製の円筒部材からなるケーブルパッキンなどの封止手段が内装されており、ケーブルを挿通した状態で封止できるようになっている。
【００１７】
第一の筐体５１内に収容された双方向通信ユニット１０には、ケーブルジョイント５１１から第一の筐体５１の外側に延長されたアンテナケーブル４１によって、アンテナ本体４０が接続されている。
同様に、電力供給部３０に接続された電源ケーブル３１は、ケーブルジョイント５１３から第一の筐体５１の外側に延長されている。
また、図示する例では、ＰｏＥ（Power over Ethernet/「Ethernet」は登録商標）方式によって電力供給がなされるようにしており、双方向通信ユニット１０と電源供給部３０とがＰｏＥ給電ケーブル１３で接続されている。そして、光ケーブルなどの通信ケーブル１１は、電源供給部３０に接続されて、ケーブルジョイント５１２から第一の筐体５１の外側に延長されている。これにより、例えば、後述する図２に示すように、通信ケーブル１１をスイッチングハブ１０２に接続することによって、無線ＬＡＮ防爆型中継器１を無線ＬＡＮサーバー１０１に接続することができるようになっている。
【００１８】
無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０は、アンテナ本体４０が送受信するＬＡＮ信号に基づいて、無線ＬＡＮによる双方向通信を可能とするものであれば、その具体的な構成は特に制限されない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１などの通信規格に準拠して、後述する通信システム（図２等参照）において、一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂ間における無線ＬＡＮによる双方向通信や、無線ＬＡＮサーバー１０１との間における有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮによる双方向通信、さらには、スイッチングハブ２０に接続した無線ＬＡＮアクセスポイント６１を介して行う送受信機６２との間の無線ＬＡＮによる双方向通信、各種のネットワーク通信機器６３との間の双方向通信などを実現できるものであればよい。
また、無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０は、光信号と電気信号とを相互に変換する光・電気変換器を備えることにより、光信号と電気信号のいずれによっても通信が可能となるようにすることもできる。
【００１９】
一方、アンテナケーブル４１によって無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０に接続されるアンテナ本体４０は、耐圧防爆構造とされた第二の筐体５２内に、その耐圧防爆構造が維持されるように収容されている。
図１に示す第二の筐体５２には、第一の筐体５１に設けたケーブルジョイント５１１，５１２，５１３と同様のケーブルジョイント５２３が設けられている。そして、第二の筐体５２の耐圧防爆構造が維持されるように、ケーブルジョイント５２３により第二の筐体５２内にアンテナケーブル４１を引き込んで、アンテナ本体４０にアンテナケーブル４１を接続してある。
【００２０】
第二の筐体５２は、アンテナ本体４０が送受信する電波信号（ＬＡＮ信号）を透過する電波透過材料からなる電波透過部材５２１と、金属製の基台５２２とからなっている。電波透過部材５２１を形成する電波透過材料としては、電波信号の伝送損失を抑制できるものを適宜選択するが、例えば、耐熱強化ガラス、耐圧ガラス、硬質樹脂などが利用できる。
電波透過部材５２１は、アンテナ本体４０の周囲を覆うように、一端が閉口する筒状の部材として形成することができる。そして、電波透過部材５２１の他端側の開口部からアンテナ本体４０を挿通するとともに、アンテナ本体９０の基部が固定された基台５２２で、電波透過部材５２１の開口部を閉塞することによって、第二の筐体５２が耐圧防爆構造をなすようにしてある。
【００２１】
アンテナ本体４０には、指向性の高い指向型アンテナを用いるのが好ましい。
指向型アンテナとしては、例えば、８エレメント八木型が利用できる。
【００２２】
以上のような無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、一定の距離を隔てて一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１を設置することで、例えば、製油所や石油化学工場などのような、可燃性ガス、可燃性液体の蒸気などが存在するおそれのある危険地区での無線ＬＡＮによる双方向通信を可能とする。
そして、耐圧防爆構造とされた第二の筐体５２内にアンテナ本体４０が単独で収容されており、アンテナ本体４０の設置位置をアンテナ本体４０の指向性に応じて自由に定めることができる。このため、特に、アンテナ本体４０に指向型アンテナを用いることで、最大で１，０００ｍ程度の長距離の無線中継が可能となる。さらに、複数の中継器を介在させなくても十分な中継距離を確保できるので、伝送容量を減ずることなく、遠隔地との間での大容量データを送受信することもできる。
【００２３】
［危険地区における通信システム］
次に、本発明に係る危険地区における通信システムの実施形態について説明する。
【００２４】
（第一実施形態）
図２は、本発明に係る危険地区における通信システムの第一実施形態の概略を示すブロック図である。
本実施形態の通信システムは、例えば、製油所や石油化学工場などのような、可燃性ガス、可燃性液体の蒸気などが存在するおそれのある危険地区での無線ＬＡＮによる無線通信を行うためのものである。そして、非危険地区における計測室、事務室などの管理施設１００に設置された無線ＬＡＮサーバー１０１と、危険地区に設置されている送受信機６２や各種のネットワーク通信機器６３との間で、無線ＬＡＮによって種々のデータを送受信できるようになっている。
【００２５】
図２に示す例では、一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂが、一定の距離を隔てて危険地区に設置されている。本実施形態の通信システムにあっては、この一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂによって、危険地区における通信が無線で中継され、その間の通信ケーブルの敷設を不要としている。
【００２６】
ここで、無線ＬＡＮ防爆型中継器１（１ａ，１ｂ）の構成は、前述した通りであり、各無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂのアンテナ本体４０が、互いの指向性に応じて、その設置位置を自由に定めることができるようになっている。このため、特に、アンテナ本体４０に指向型アンテナを用いることで、最大で１，０００ｍ程度の長距離の無線中継が可能となる。
【００２７】
また、図２に示す例では、光ケーブルなどの通信ケーブル１１が、非危険地区から危険地区まで敷設されている。そして、この通信ケーブル１１によって、危険地区に設置された一方の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａが、管理施設１００に設置された無線ＬＡＮサーバー１０１にスイッチングハブ１０２を介して接続されている。
【００２８】
他方の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂには、耐圧防爆構造とされた各種のネットワーク通信機器を接続することができる。
図示する例では、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂに内蔵された無線ＬＡＮ双方向通信ユニット１０に、スイッチングハブ２０を介して無線ＬＡＮアクセスポイント６０と、ネットワーク通信機器（無線ＬＡＮアクセスポイント６０以外のネットワーク通信機器）６３とが接続されている。そして、無線ＬＡＮアクセスポイント６０は、送受信機６２と無線で接続されている。
送受信機６２としては、例えば、無線ＬＡＮアダプタが取り付けられたコンピュータ、送受信機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などが用いられる。ネットワーク通信機器６３としては、例えば、ネットワーク機能を有し、ネットワークに直接接続可能とされたネットワークカメラなどが用いられる。
【００２９】
これらの機器は、危険地区での使用に耐えられるように、耐圧防爆構造とするが、例えば、無線ＬＡＮアクセスポイント６０としては、本出願人が先に出願した特願２００５−８２９７で提案した無線ＬＡＮ防爆型中継器や、特願２００６−１４２１１０で提案した無線ＬＡＮ防爆型中継器などを利用することができる。また、スイッチングハブ２０としては、例えば、本出願人が先に出願した特願２００６−１４２１１０で提案した防爆型スイッチングハブを利用することができる。
なお、図示は省略するが、無線ＬＡＮサーバー１０１側に接続された無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａにも、スイッチングハブ２０を介して無線ＬＡＮアクセスポイント６０や、ネットワーク通信機器６３を接続することができる。
【００３０】
このように、本実施形態の通信システムにあっては、非危険地区の無線ＬＡＮサーバー１０１と、危険地区の送受信機６２や各種のネットワーク通信機器６３との間で種々のデータを送受信するにあたり、危険地区に設置された一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂによって、長距離を無線で中継することができる。そして、本実施形態によれば、複数の中継器を介在させなくても十分な中継距離を確保できるので、伝送容量を減ずることなく、遠隔地との間での大容量データを送受信することも可能となる。したがって、ネットワーク通信機器６３としてネットワークカメラなどの画像撮影装置を接続した場合であっても、大容量の画像データを遠隔地から支障なく無線ＬＡＮサーバー１０１まで伝送することができる。
【００３１】
（第二実施形態）
図３は、本発明に係る危険地区における通信システムの第二実施形態の概略を示すブロック図である。
本実施形態が、前述した第一実施形態と異なるのは、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａと無線ＬＡＮサーバー１０１との間を、無線ＬＡＮにより接続した点にある。すなわち、本実施形態では、管理施設１００において、無線ＬＡＮサーバー１０１に無線ＬＡＮアダプタ６１を接続するとともに、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａに内蔵された双方向通信ユニット１０に、スイッチングハブ２０を介して無線ＬＡＮアクセスポイント６０を接続している。このように、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａと無線ＬＡＮサーバー１０１との接続は、有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮのいずれによってもよい。
【００３２】
無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａと無線ＬＡＮサーバー１０１とを無線ＬＡＮで接続する場合、非危険地区側に設置される無線ＬＡＮアダプタ６１は、耐圧防爆構造とする必要はない。非防爆型の種々の無線ＬＡＮアダプタを利用できる。一方、危険地区側に設置される無線ＬＡＮアクセスポイント６０やスイッチングハブ２０としては、例えば、前述した第一実施形態と同様に、本出願人が先に提案した無線ＬＡＮ防爆型中継器や防爆型スイッチングハブなどを利用することができる。
【００３３】
本実施形態が、前述した第一実施形態と異なるのは以上の点であり、他は共通の構成を備えているので、他の構成についての説明は省略する。
【００３４】
（第三実施形態）
図４は、本発明に係る危険地区における通信システムの第三実施形態の概略を示すブロック図である。
図４に示す例では、二対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、それぞれ一定の距離を隔て危険地区に設置されている。すなわち、一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｄの間に、さらに、各無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｄと対になるように二つの無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂ，１ｃを設置した。
これにより、本実施形態の通信システムにあっては、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｂ間、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｃ，１ｄ間のそれぞれにおける通信が、無線で中継される。
【００３５】
このように、本実施形態が、前述した第一実施形態と異なるのは、危険地区に設置される一対の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ａ，１ｄの間に、さらに、複数の無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂ，１ｃを追加して、無線ＬＡＮ防爆型中継器１を二対とした点にある。そして、本実施形態では、一方の対における無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂと、他方の対における無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｃとが、前述したような防爆型のスイッチングハブ２０を介して通信ケーブル１１で接続され、その全体としての中継距離を延長している。
【００３６】
ここで、一方の対における無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂと、他方の対における無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｃとは、通信ケーブル１１により有線で接続する代わりに、前述したような防爆型のスイッチングハブ２０を介して、本出願人が先に出願した特願２００５−８２９７などで提案した無線ＬＡＮ防爆型中継器と、同特願２００６−１４２１１０で提案した防爆型無線通信手段との組み合わせによって、無線で接続することもできる。
また、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、要求される中継距離に応じて三対以上とすることもできる。さらに、本実施形態の通信システムを構築するにあたり、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂ，１ｃの設置場所が、危険地区に隣接する非危険地区となることもある。この場合、無線ＬＡＮ防爆型中継器１ｂ，１ｃは、耐圧防爆構造としたままで設置してもよいが、第一及び第二の筐体５１，５２を省略して非防爆型としてもよい。
【００３７】
本実施形態が、前述した第一実施形態と異なるのは以上の点であり、他は共通の構成を備えているので、他の構成についての説明は省略する。
【００３８】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、前述した実施形態において、無線ＬＡＮ防爆型中継器１は、防爆型のスイッチングハブ２０を介して各種のネットワーク通信機器と接続されるようにしたが、スイッチングハブ２０は、双方向通信ユニット１０とともに第一の筐体内５１に収容された構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、製油所や石油化学工場などのプラントに限定されるものではなく、その他、食品業、鉄鋼業などを含む防爆機器を必要とする装置産業全般に対して、有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る無線ＬＡＮ防爆型中継器の実施形態の概略を示す説明図である。
【図２】本発明に係る危険地区における通信システムの第一実施形態の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る危険地区における通信システムの第二実施形態の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る危険地区における通信システムの第三実施形態の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１（１ａ，１ｂ）  無線ＬＡＮ防爆型中継器
１０              双方向通信ユニット
２０              スイッチングハブ
４０              アンテナ本体
４１              アンテナケーブル
５１              第一の筐体
５２              第二の筐体
５２１            電波透過部材
５２２            基台
６０              無線ＬＡＮアクセスポイント
６２              送受信機
６３              ネットワーク通信機器
１００            管理施設
１０１            無線ＬＡＮサーバー
【図１】
2009038545.tif 000003
【図２】
2009038545.tif 000004
【図３】
2009038545.tif 000005
【図４】
2009038545.tif 000006