CN108079449A - 一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置 - Google Patents

Abstract

一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，防火防护背包用于装置整套防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，放置于机舱指定位置；缓降器包括绳轮结构、齿轮传动结构和刹车系统，所述绳轮结构与齿轮传动结构连接，所述的齿轮结构与刹车系统相连；缓降绳绳头两端各含一个安全钩，缓降绳绳体处于缓降器内绳轮结构上，通过缓降绳与绳轮的摩擦，其中离缓降器更近的缓降绳端的安全钩用于挂在逃生人员安全带上，缓降器上端的固定钩用于挂在机舱指定吊点处，离缓降器更远的缓降绳端的安全钩则随缓降绳从机舱吊物口伸出；整个机舱内部缓降器及缓降绳均处于防火阻燃层外罩内。本发明使用方便、有效适用于风电机组高空逃生。

Description

一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置

技术领域

本发明涉及一种防火逃生装置，具体地说是一种高空防火逃生缓降装置，尤其适用于对风电行业突发火灾及紧急情况下的高空逃生自救。

背景技术

由中国可再生能源学会统计的风机火灾数据显示，国外风电机组平均每年发生9.25起火灾事故(数据来源：英国Caithness发布的数据)，国内风电机组平均每年发生12.3起MW级以上的火灾事故(数据来源：北京鉴衡认证中心)。2009-2012年，国内风力发电机组发生飞车、烧毁、倒塌等重大安全事故共36起。

目前国内盛行2MW风力发电机组，塔筒高达80米、90米，对于高容量机组2.5MW、3MW、5MW甚至8MW、10MW机组，塔筒高达将在100米以上。高达80～100米的风力发电机组，一旦发生突发事件或者火灾，普通的消防灭火方式根本无法扑灭，只能“望高兴叹”。如果刚好有维护或调试等工作人员在风电机组上进行相关工作，则必须依靠紧急高空逃生缓降装备才能进行自救。

针对风电行业机组高、逃生环境恶劣等一系列因素，风电行业采用高空逃生缓降装置配置较标准、单一，标准的风电高空逃生缓降装置由安全钩(标准件)、缓降器、缓降绳及防护背包等构成，其中安全钩为不锈钢材质，缓降器均为铝合金材质，缓降绳有“纯尼龙绳”与“外部尼龙绳、内芯钢丝绳”两种，防护背包一般为PVC或PU材质，各家产品的主要区别在于缓降器内部结构及缓降绳材质两方面。

上述高空逃生缓降装置面对一般突发情况，如突发雷雨、机组大幅度振动或机组人员晕厥的情况，可以利用高空逃生缓降装置迅速下到地面。但面对风电机组火灾情况时，因为缓降装置需要挂在风电机组机舱内部某固定吊点上，如果缓降装置没有一定的防火、降温保护措施，缓降器长时间至于火灾中，缓降器将会过热，从而影响刹车片的制动性能，引发安全事故；如果缓降绳没有一定的防火性能(目前尼龙材质缓降绳依据GB8624-2012的要求测试，只能做到B2等级，即可燃级别)，则在下降的过程中纯尼龙(聚酰胺材质)缓降绳将出现烧断的情况，而即便内芯为钢丝(外部尼龙材质、内芯航空钢丝)的缓降绳则会出现外部尼龙绳烧毁，同样丧失摩擦曳引驱动作用(见下文离心制动原理描述)，使得人员存在高空坠落危险，造成严重的安全隐患。

高空逃生缓降装置缓降器及缓降绳的离心制动原理：绳轮在缓降绳的摩擦力作用下转动，由于大齿轮与绳轮同轴，角速度方向一致，且大小相同；齿轮轴与摩擦片(两摩擦片由弹簧连接在一起)底座同轴，角速度方向一致，且大小相同，大齿轮与齿轮轴啮合，穿安全带的工作人员在自由落体的过程中，速度会通过绳轮传递到摩擦片底座，从而使摩擦片产生离心力，当离心力小于弹簧的弹力时，速度将继续增大，直到离心力大于弹簧的弹力时，摩擦片与壳体内壁产生摩擦力抵消一部分离心力，使下降速度一直保持在一定的范围内，从而实现工作人员的缓降效果。

据了解，针对上述风电行业高空逃生缓降装置的防火性能需求，目前世界上从事风电行业高空逃生缓降装置研发、制造的主流供应商尚未能提出相关解决方案，缓降绳尚未达到相关防火等级要求，而缓降器亦直接暴露于逃生环境中。

发明内容

为了克服已有缺乏针对风电行业的高空逃生设备的不足,本发明提供了一种使用方便、有效适用于风电机组高空逃生的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，包括防火防护背包、缓降器、缓降绳、安全钩和防火阻燃层外罩，所述的防火防护背包用于装置整套防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，放置于机舱指定位置；所述的缓降器包括绳轮结构、齿轮传动结构和刹车系统，所述绳轮结构与齿轮传动结构相连，所述的齿轮结构与刹车系统相连；所述的缓降绳绳头两端各含一个安全钩，缓降绳绳体处于缓降器内绳轮结构上，通过缓降绳与绳轮的摩擦，其中离缓降器更近的缓降绳端的安全钩用于挂在逃生人员安全带上，缓降器上端的固定钩用于挂在机舱指定吊点处，离缓降器更远的缓降绳端的安全钩则随缓降绳从机舱吊物口伸出；整个机舱内部缓降器及缓降绳均处于防火阻燃层外罩内。

进一步，所述的防火阻燃层外罩由外、中、内三种材质组成，外层阻燃层为气凝胶毡材质，中层绝热层为石棉材质，内层护绳层为普通尼龙材质。

再进一步，所述的防火阻燃层外罩类似人类的外衣一般，“身体”部分包裹缓降器，“袖子”部分包裹缓降绳，整个机舱内部缓降器及缓降绳均处于防火阻燃层外罩保护下，且防火阻燃层外罩分布到机舱吊物口处后，继续向机舱外分布。

所述防火阻燃层外罩设有不锈钢拉链结构。

所述的不锈钢拉链结构由链牙和拉头组成，共有两条，分别置于防火阻燃层外罩“袖子”两侧，由缓降器端沿着缓降绳方向分布，拉链结构整体长度与防火阻燃层外罩长度一致。

所述装置还包括防火硬质毛刷，所述的防火硬质毛刷置于防火阻燃层外罩缓降绳端顶部位置，垂直且刚好接触缓降绳表面，当防火阻燃外罩拉上拉链后，毛刷形成圆环状刚好将缓降绳包住，毛刷安置于不锈钢圆弧上。

所述的防火硬质毛刷固定或栽种在不锈钢圆弧环上，当拉上拉链时，不锈钢圆弧环组成一个完整的圆。

本发明的有益效果主要表现在：本装置的防火保护装置为独立辅助装置，正常工作情况下，不影响高空逃生缓降装置的正常功能；当发生火情时，防火阻燃层外罩可以利用拉链结构，快速简便包裹在缓降装置外表面，不用时可以拆除，方便存放；高空逃生缓降装置在防火保护功能下，不仅可以抵抗大规模火灾，且由于防火阻燃外罩中间绝热层的存在，火灾产生的热量也不足以损坏或降低缓降器的功能；如果因特殊原因造成缓降绳着火，火苗仍会被防火毛刷通过物理方式扑灭。总结来说本装置防火效果明显，不仅解决风电行业实际问题，填补技术空白，且实用价值高，操作简便。

附图说明

图1是防火式风力发电机组高空逃生缓降装置的示意图；

图2是本发明主视图；

图3是图2的侧向视图；

图4是防火硬质毛刷的示意图；

图5是图3的纵截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图5，一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其中，11为缓降器，12为缓降绳，131为安全钩，132为安全钩，133 安全钩(随长端缓降绳放置于防护背包中)，14为防护背包，2为卸扣， 3为缓降设备专用吊点固定板，4为风力发电机组机舱外罩，5为风力发电机组机舱逃生口；正常工作情况下，整套标准高空逃生缓降装置安置于防护背包14中，该防护背包14安放在风力发电机组指定安置位置；当风力发电机组突发紧急情况下，将高空逃生缓降装置从防护背包14中拿出，安全钩132扣在逃生人员身穿安全带上，固定钩131 挂在风力发电机组专用吊点2卸扣处，逃生人员将14防护背包中的 12缓降绳与133安全钩从5机舱逃生口扔出后，逃生人员确认安全钩 132连接牢靠，从机舱逃生口5跳下逃生。

本发明所述的一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，包括标准高空逃生缓降装置本体，所述的标准高空逃生缓降装置本体配备了6防火阻燃层外罩、F14防火防护背包、7拉链结构、8防火硬质毛刷；所述防火阻燃层外罩由外、中、内三种材质组成，用以防护悬挂于机舱固定吊点位置的缓降器、缓降绳不受火源侵蚀，同时可以起到隔热作用，避免缓降装置因温度过热而失效；所述防火防护背包，在发生火灾又尚未使用缓降装置前，指定位置的防火防护背包起到保护整套缓降装置不受火灾侵蚀，确保缓降装置可以正常使用；所述拉链结构，两条拉链结构分别置于防火阻燃层外罩“袖子”两侧，使防火阻燃层外罩类似人类的外衣一般，突发火灾等紧急情况下，迅速将防火阻燃层外罩“穿”在缓降设备表面，拉链结构方便简洁，使防火阻燃层外罩可拆卸；所述防火毛刷，置于防火阻燃层外罩缓降绳端顶部位置，垂直且刚好接触缓降绳表面，即便缓降绳因为特殊情况沾上火苗，通过物理刷动毛刷将明火扑灭。

结合图2、图3、图5，对防火阻燃层外罩6及防火防护背包F14 的具体实施方式进行详细说明。风力发电机组在正常情况下，整套高空逃生缓降装置安放于F14防火防护背包中，背包放置在风力发电机组机舱机架平台上某处，防火防护背包采用高分子防火材质(如微纳超级隔热材料，耐高温型250℃～800℃；气凝胶毡材料，适用于-200℃～1000℃)，依据GB8624-2012标准，防火防护背包的防火等级应达A 级，在尚未将缓降装置拿出来前，F14防火防护背包应保证缓降装置不受火灾环境损坏，且能正常使用；当出现突发火灾等紧急情况下，按照标准逃生缓降装置使用顺序，先将132安全钩挂置于逃生人员安全带上，再将6防火阻燃层外罩“穿”(或套)在11缓降器及12缓降绳表面，用7拉链结构从缓降器分别从两侧沿着缓降绳方向拉上拉链，然后将131安全钩挂置于固定吊点2卸扣处，后续动作与标准操作流程一致；缓降装置本体一般悬挂于风电机组机舱内部某固定点位卸扣 3处，卸扣距离机舱逃生口h1＝2～3米，即机舱内部缓降器与缓降绳均暴露于火灾环境下，高空逃生期间，机舱内部缓降器与缓降绳必须能承受火灾，故防火阻燃外罩由缓降器沿缓降绳方向向下布置h2＝5米左右，以确保机舱内缓降器及缓降绳均处于防火阻燃外罩保护下。

结合图2、图3，对6防火阻燃层外罩上7拉链结构的具体实施方式进行详细说明。7拉链结构由71链牙、72拉头等组成，材质为306 不锈钢，拉链结构可以使得防火阻燃层外罩如同缓降装置的外衣一样，正常情况下，防火阻燃层外罩处于拉开状态，作为缓降装置的配件存放于防火防护背包中；当火灾情况下，将防火阻燃层外罩当做外衣给缓降装置穿上，正面面向缓降装置时，防火阻燃层外罩沿两侧缓降绳方向(一条缓降绳向上、一条缓降绳向下)各有一条拉链，两条拉链方向一致，均由缓降器端沿着缓降绳一直分布到距离缓降器5米左右处，即拉链与防火阻燃外罩长度一样，操作过程简洁、方便。

结合图3、图4，对6防火阻燃层外罩缓降绳端处8防火毛刷的具体实施方式进行详细说明。8防火硬质毛刷由81不锈钢圆弧环、82 硬质防火毛刷组成，其中81圆弧环为306不锈钢材质，82防火毛刷为玻璃纤维材质，依据GB8624-2012标准，防护硬质毛刷的防火等级应达A级；防火毛刷垂直于缓降绳处防火阻燃外罩，毛刷长度 h3＝10mm左右，硬质毛刷固定或栽种在37个不锈钢圆弧环上；防火毛刷布置于防火阻燃层外罩上缓降绳方向顶端，当防火阻燃外罩拉上拉链后，防火毛刷形成圆环状刚好将缓降绳包住，毛刷尖端360°接触缓降绳，此时不锈钢圆弧环组成一个完整的圆；即便缓降绳上因为突发情况着火，由于防火阻燃外罩两侧缓降绳前端有防火硬质毛刷，马上可以通过物理的方式将缓降绳上明火扑灭。

结合图2、图5，对6防火阻燃层外罩具体结构的具体实施方式进行详细说明。6防火阻燃层外罩应包含61外层阻燃层、62中层绝热层、63内层护绳层，其中当12缓降绳直径为10mm时，64为空气层厚度为2.5mm，即h4＝2.5mm，降低缓降绳与防火装置摩擦的可能，以保证缓降绳的性能及寿命，同时从A向看由于缓降器结构突出，防火阻燃层外罩刚好包裹在缓降器表面，尺寸如(11)处，同样保持空气层厚度2.5mm；63内层护绳层为普通尼龙材质厚度为2.5mm，即h5＝2.5mm，为了保证缓降绳不与62中层绝热层接触，63普通尼龙材质耐磨性能应低于12缓降绳的耐磨性能，则当63普通尼龙绳与12 缓降绳摩擦时，12缓降绳的耐磨性能应更好；62中层绝热层为石棉材质(按国标GB8624-2012的防火等级要求达到A级)厚度为5mm，即h6＝5mm，主要防止外部火灾温度通过阻燃层到达缓降装置，起到隔热作用；61外层阻燃层为气凝胶毡材质(按国标GB8624-2012的防火等级要求达到A级)厚度为10mm，即h6＝10mm，其作用是火灾情况下抵御外部火源；在一般火灾情况下，火场温度约800℃左右，根据国标GB8624-2012的测试要求，10min的燃烧过程中，当采用上述防火阻燃层外罩装置时，能保证缓降装置在100℃以内。当机舱内部火灾环境很恶劣、温度很高时，因为防火阻燃层外罩的防火层及绝热层可以起到吸收热能、隔绝温度的作用，则火灾带来的高温不会影响缓降绳的温度；缓降器是铝合金材质，如果不能很好的降温，缓降器内部齿轮及刹车系统将持续处于高温状态下，极易失效，缓降器表面的防火阻燃外罩结构布置能很好的抑制温度的上升，使缓降装置可以不至于过热，并长时间处于正常工作状态；采用防火阻燃层外罩时，火灾完全不影响缓降器的功能，同时完好的保证缓降装置不受火灾侵蚀，防火降温效果显著。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述装置包括防火防护背包、缓降器、缓降绳、安全钩和防火阻燃层外罩，所述的防火防护背包用于装置整套防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，放置于机舱指定位置；所述的缓降器包括绳轮结构、齿轮传动结构和刹车系统，所述绳轮结构与齿轮传动结构连接，所述绳轮结构与齿轮传动结构相连，所述的齿轮结构与刹车系统相连；所述的缓降绳绳头两端各含一个安全钩，缓降绳绳体处于缓降器内绳轮结构上，通过缓降绳与绳轮的摩擦，其中离缓降器更近的缓降绳端的安全钩用于挂在逃生人员安全带上，缓降器上端的固定钩用于挂在机舱指定吊点处，离缓降器更远的缓降绳端的安全钩则随缓降绳从机舱吊物口伸出；整个机舱内部缓降器及缓降绳均处于防火阻燃层外罩内。

2.如权利要求1所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述的防火阻燃层外罩由外、中、内三种材质组成，外层阻燃层为气凝胶毡材质，中层绝热层为石棉材质，内层护绳层为普通尼龙材质。

3.如权利要求1或2所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述的防火阻燃层外罩类似人类的外衣一般，“身体”部分包裹缓降器，“袖子”部分包裹缓降绳，整个机舱内部缓降器及缓降绳均处于防火阻燃层外罩保护下，且防火阻燃层外罩分布到机舱吊物口处后，继续向机舱外分布。

4.如权利要求3所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述防火阻燃层外罩设有不锈钢拉链结构。

5.如权利要求4所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述的不锈钢拉链结构由链牙和拉头组成，共有两条，分别置于防火阻燃层外罩“袖子”两侧，由缓降器端沿着缓降绳方向分布，拉链结构整体长度与防火阻燃层外罩长度一致。

6.如权利要求5所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述装置还包括防火硬质毛刷，所述的防火硬质毛刷置于防火阻燃层外罩缓降绳端顶部位置，垂直且刚好接触缓降绳表面，当防火阻燃外罩拉上拉链后，毛刷形成圆环状刚好将缓降绳包住，毛刷安置于不锈钢圆弧上。

7.如权利要求6所述的防火式风力发电机组高空逃生缓降装置，其特征在于，所述的防火硬质毛刷固定或栽种在不锈钢圆弧环上，当拉上拉链时，不锈钢圆弧环组成一个完整的圆。