CN202208587U - 高楼全员逃生设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高楼全员逃生设备，以满足高楼全体人员即时逃生的目的，本新型包括了共用轨道、数量众多的逃生车体(10)、限速机构；所述的共用轨道从顶层直至底层，并在每层处设置有分岔斜轨(4)，底层设有轨道出口；所述的逃生车体(10)沿着共用轨道分置在各单元层外墙中，车前门(23)与室内直接相通，并放置在分岔斜轨上，以方便众多逃生车体(10)的同时滑降；本新型优选的限速机构是利用电机能耗来降速，将下落的动能转化为电能，最终以热能消耗掉。本新型能根据需要一次性完成大量人员的逃生，老少病人都能独立操作，最适合新建的高层住宅楼配置使用。

Description

高楼全员逃生设备

技术领域

本实用新型属于逃生设备技术领域，具体为一种用于高层建筑的高楼逃生系统。

背景技术

面对高楼火灾、空防、恐怖袭击等，如何安全逃生，是当前急需解决的热点问题。最近浏览了很多高楼逃生方面的专利，如中国专利号为200920185442的《外挂式高楼缓降用装置》、专利号为201020202517的《一种高楼逃生自救装置》等。总的看来它们都有下面这些缺点，1、一次只能乘坐少量的人，若要重复使用，载人容器需要大量时间返回至高处，不能满足高楼楼层中全体人员的即时逃生需求；2、操作程序复杂，紧急情况难以掌握要领，特别是要爬窗，需直面楼外空间有晕眩感，老少病残人员难以独立使用，老、病人员往往是我国高层住宅楼白天的主体；3、这些装置如果安装多了，经常会相互干扰，如上层逃生体下降时会被下层的安装设备阻碍。以上问题，严重影响着这些装置的普及和使用。因此，急需设计出一种既不用等待，又能象坐电梯一样使用方便的逃生设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能满足高楼大量人员即时逃生的，老少都能独立操作使用的高楼安全设备。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案为一种高楼逃生设备，包括共用轨道、众多的逃生车体和限速机构，所述的共用轨道包括下滑轨道、分岔斜轨和底层的轨道出口，所述的下滑轨道固定在外墙建筑物上，竖直向下从顶层一直延至底层，所述的分岔斜轨数量众多，固定在每层的适当位置，上方有一入口，下端与下滑轨道连接，类似铁路道岔，所述的逃生车体数量众多，沿着共用轨道设置于高楼各层的外墙中，其前车门直接与楼内相通，车后面是楼外空间。

所述的逃生设备，其特征在于所述的共用轨道共有两条，它的下滑轨道竖直向下分列在逃生车体两边，这两条共用轨道分别嵌在逃生车体两边的外墙立柱相对的侧面上，这两条共用轨道的截面是凹形槽。

所述的逃生设备，其特征在于所述的逃生车体包括轴承、车轴、滑道轮，所述的轴承通过橡胶垫固定在逃生车体上部侧面两边，所述的车轴置于两边轴承上，对车轴的长度和装在车轴两端的滑道轮形状尺寸要求是：让车轴水平放置时，滑道轮能刚好放入两条共用轨道的凹形槽中，并能与之贴合着转动或滑动。启动前，所述的逃生车体通过车上的滑道轮悬挂在分岔斜轨上，车上的启动插销插入固定建筑物内。

所述的逃生设备，其特征在于所述的共用轨道包括其边上固定有直齿条，所述逃生车体10也在对应的位置上装有滑道齿轮，这滑道齿轮固定在车轴上，并在下滑时与所述的直齿条3啮合转动，转动的滑道齿轮通过车轴与限速机构连动。

所述的逃生设备，其特征在于：所述的轨道出口是一个在楼底层的一定高度由竖直轨道变倾斜的一段斜轨道，斜轨道向楼外弯折，并在外端有一逐渐增大的开口，轨道开口距弯折处的水平距离应大于车体厚度，轨道开口距地面高度应等于逃生车体立在地面时滑道轮离地的高度。

所述的逃生设备，其特征在于：所述的分岔斜轨，包括活动岔道门，岔道门形状应与轨道形状配合，活动岔道门能绕轴旋转，本层逃生车体冲撞推动打开，上层逃生车体冲撞推动关闭。

所述的逃生设备，其特征在于所述的限速机构实际上就是一台发电机组，它包括传动机构、带减速箱的直流电机、电机能耗闭合电路等，它们配套组装后，当逃生车体在下滑轨道中滑降时，车轴的转动，整个发电机组必须随着转动。

所述的限速机构，其特征在于所述开关电路包括滑降速度转换开关、升降转换开关，当所述的滑降速度转换开关置于“低速”位置时，直流电机处于被短路状态。置于“高速”位置时，直流电机外电路接有负荷电阻，当所述的升降转换开关置于“升”位置时，直流电机与直流电源相连。

本实用新型高楼逃生设备，它的逃生车体众多，可以同时滑降，假如让高楼中全部人员都到达地面也只要十多分钟，适合防火、防空，防恐怖袭击，入室抢劫等的逃生，如果外墙立柱抗震强度很高，逃生车体更是地震避难所；由于逃生车体前车门就在高楼内，所以进入车体就如同进入房间一样方便，滑降操作只是轻拉一下启动拉环即可，滑降不晃动，老弱病残人员都能独立使用；本设备运行过程无需任何电源，无易损件，滑降时动力(车和人的重力)强劲，不怕轨道脏堵，长期使用无需定期维护保养；另外，如果在本逃生设备中的能耗电机电路上接入蓄电池，本设备就会成为升降机，逃生车离开外墙后，外墙留下一个大窗口，因此可利用它们来向上运送体积超大的货物(可把物品放在逃生车顶)，让高层住宅从此有了可上可下的“后门”。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为部分逃生车体在下滑轨道上运行时的侧立面图；

图3为部分逃生车体在下滑轨道上运行时的立正面图；

图4为本实用新型逃生车体内部立体结构示意图；

图5为另一齿条在外侧时的部分轨道示意图；

图6为电机电路图。

图中：1-外墙立柱、2-下滑轨道、3-直齿条、4-分岔斜轨、5-岔道斜齿条、6-活动岔道门、7-岔道连接齿、8-轨道出口、9-出口斜齿条、10-逃生车体、11-滑道轮、12-滑道齿轮、13-车轴、14-轴承、15-橡胶垫、16-传动机构、17-带减速箱的直流电机、18-刹车闸、19-启动插销、20-刹车拉环、21-启动拉环、22-电路面板、23-前车门、24-后车门、25-车脚轮、31-滑降速度转换开关、32-上升下降转换开关、50-岔道活动齿条。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4可看到本新型包括逃生车体10、共用轨道和限速机构。

先谈最佳方案实施方式。所述的逃生车体10包括滑道轮11、滑道齿轮12、车轴13、轴承14、橡胶垫15、启动插销19、启动拉环21、前车门23、后车门24、车脚轮25等，限速机构也在其中。

逃生车体10数量众多，设置在高楼的每个单元层，如图1、图2、图3、逃生车体10沿着共用轨道安置于高楼各单元层同一方位的外墙中，替代所占的外墙。逃生车体10的前车门23直接与楼内相通，背面是楼外空间。

必须指出，权利要求书的“外墙”、“楼外空间”并不专指高层建筑外围周边。在楼内不以办公、起居为目的的专门空间，如天井、电梯间、楼梯间等都属于本文“外”的范畴；还有“外墙立柱”’，也可以是外墙转角的侧面或其它专用固定物。

众多的逃生车体10规格可以一样。内部结构参见图4。考虑到我国现在一个家庭大约三到五口人，因此逃生车体最好能挤入五人，以下尺寸可参考：高1.9m宽1.3m厚0.50m。逃生车体重量不宜太重，内框架可用木材或空心金属形材，但外皮必须用金属蒙板，防止火灾时火焰烘烤；为了人们进出方便，车体前有前车门23，后面有车后门24，这些门用拨动移开，而不要选择转动打开的，后面还设置有玻璃窗用于观察外部情况；其底部有脚轮25，作用是到达地面后推拉用。

逃生车体10上方中部的车轴13，两端安装有滑道轮11、滑道齿轮12共用同一车轴，车轴13固定在有橡胶垫15的车体两边轴承14上。车轴由钢管制成，车轴的主要作用有三个，一是担当逃生车体10在轨上悬吊承力体，二是将滑道齿轮12转动能量传递给减速机构，三是确保两边滑道齿轮12同步运转。

所述的共用轨道有两条，从底层一直延伸至顶层。竖直地分别嵌在逃生车体10两边外墙立柱1或转角外墙面相对的侧面上，距离比逃生车体10的车轴14长度稍大，使车轴14两端的滑道轮11刚好能在两条下滑轨道2槽中水平向下滑动。向楼内方向的侧边上固定有直齿条10。为方便制作，下滑轨道2的轨道槽截面做成凹槽矩形面，具体尺寸应与滑道轮11、滑道齿轮12配合，当逃生车体10在两条轨道中滑降时，由于下滑轨道2的轨道槽侧面对滑道轮11的定位限制，使得滑道齿轮始终与直齿条10啮合转动。实践中，下滑轨道2的凹槽和直齿条3可做成一体，但这样制作对设备要求高，我这里用现成的槽钢和直齿条3安装完成，适合新建房，在预制外墙立柱时同时进行安装，齿条厚度不宜大于1厘米(考虑成本)，由于两根下滑轨道2安装后之间距离会有所误差(不能超过2厘米)，车轴横向会有些窜动，滑道齿轮12应有一定厚度(5厘米左右)保证滑道齿轮12与直齿条3窜动时的准确啮合。但滑道齿轮12直径可小些。

共用轨道的分岔斜轨4，类似火车的岔道，它包括活动岔道门6、岔道斜齿条5、岔道连接齿7等，其安装位置可参见图1、图2；分岔斜轨4要有一定的向外倾斜度，与水平方向要超过30度，这主要考虑在启动前，逃生车体10通过轨道轮悬挂在分岔斜轨4上时，靠自身重力就会主动下滑，是启动插销的插入才让它静止的；所述的活动岔道门6，上部有一转动轴，其两个侧面形状分别与下滑轨道2和分岔斜轨4的形状配合，在逃生车体10的滑道轮11冲撞推动时，活动岔道门6能绕轴旋转，处于打开和关闭两种状态，本层逃生车体10的滑道轮11在分岔斜轨4内斜向冲撞推动会打开，上层逃生车体10的滑道轮11在下滑轨道2内向下冲撞推动关闭。

制作分岔斜轨4上的岔道斜齿条5、可以利用下滑轨道2上的直齿条10裁取下一段制成，通过岔道连接齿7与直齿条10顺滑连通，这种做法主要是为了制作设备简单。

共用轨道的轨道出口8是一个在楼底层的一定高度由竖直变倾斜的一段斜轨道，斜轨道向楼外弯折，并在外端有一逐渐增大的开口，轨道开口距弯折处的水平距离应大于车体厚度，这样的好处是：如果多个逃生车体10同时滑降到地面没及时拉开，也不会发生重叠，靠自身冲力和重力推开前面逃生车体10，参见图2；轨道开口距地面高度应等于逃生车体10立在地面时滑道轮11离地的高度。使得逃生车体10刚要离开出口时车脚轮即与地面接触。

所述的限速机构实际上就是一个发电机组，它安装在逃生车体10中，参见图4，它包括传动机构16、带减速箱的直流电机17、刹车闸18、刹车拉环20、以及开关电路等，其原理是：逃生车体10滑降过程中，滑道齿轮12与下滑轨道2的直齿条3啮合转动，能量通过车轴13、传动机构、带减速箱的直流电机17传递和转化，把动能转化为电能，再经过闭合电路把电能转化成热能消耗在电机及电路上，达到减速的目的；当电机外电路短路时，消耗的电功率最大，产生的阻力也最大，滑降速度也最慢，平常限速机构电机电路就是用导线把电机输出端短接。

如果想有不同的滑降速度，就要用开关切换接入不同的负荷电阻，但要保证切换过程中，不能使电机出现空载。因此，我们可以在两端直接连接一个负荷电阻(功率足够)。然后用开关切换并入其它电阻或短接使外电路阻值减小，这样我们用开关切换调速时，至少有一负荷电阻接入，不会出现空载。具体电路图参见图6，图中滑降速度转换开关31是用来控制速度的，有快、慢两挡。

所述的带减速箱的直流电机17实际是一种两用的电机，能发电，也能做电动(直流电机大多如此)。选择电机的功率，可由能量转化的功率确定，如果楼高20层，层高3米，要10分钟到地面，人重量300千克(5人)车重200千克，则电机功率需选用0.5千瓦，相当于电动摩托车功率；传动机构及减速箱传动比的选定，需根据最大下滑速度及电动机额定转速确定；下滑速度最好设计小些，这样可用功率小的电机(降低成本)，而且车到达出口处时震动也会很小(震动由逃生车体10内的橡胶垫15缓解)。刹车闸18是安装在带减速箱的直流电机17的电机轴上，由于变速比大，只要用很小的力就可让电机停止，作为滑降时临时停止用。

本实用新型使用过程是这样的：当情况紧急，需要逃生时，就拨开逃生车体10的前车门23，走进逃生车体10内，关闭前车门23，看窗外没有其它逃生车体10经过，就拉动启动拉环21。此时逃生车体10就会自行下滑，滑降至地面；在滑降中如果由于速度不一致等原因与其它逃生车体10发生碰撞，可以轻拉刹车拉环20稍作停顿，再松开，直至到达地面。到地面后拨开后车门24，人走出车体即可，出来后最好把车体拉开。

让在地面的逃生车体10回归原位，有两种方法，其一是，将逃生车体运送到所在的楼层内，从原位置分岔斜轨4入口推入。其二是把逃生车体10推回到轨道出口8处，让滑道齿轮12与出口斜齿条9啮合，然后将升降转换开关(32)置于“升”位置，参见图6；这时由于电机的转动，逃生车体10就会缓慢上升，直至到达所在的楼层。如果这时该楼层的活动岔道门6是打开(可用人工打开)的。则逃生车体10就会自动通过打开的活动岔道门6进入岔斜轨4继续向前直至归位，并自动插上启动插销，在原位打滑，这时只要断开电源即可。第二种方法必须有蓄电池等电源。

从第二种方法可知，本新型如果配接上蓄电池，就可以兼作升降机用。不过可能运行速度很慢。如果常以它做升降机，可以利用两根共用轨道做电极，(共用轨道表面是金属的)它们之间可以是弱绝缘，(因电压低水泥隔离就行)，在共用轨道两边接上低压电源。逃生车体10上用-滑道轮11、滑道齿轮12接收，只要将空心车轴13中间部分断开加入绝缘体并利用轴承14上橡胶垫15就可从金属轴承上取得低压电源。

本实用新型采用了众多的逃生车体10和共用轨道，克服了已有逃生设备一次性乘载逃生人数少的情况，使大量人员即时的逃生变为可能，还克服了已有设备同时使用时的相互干扰。本新型用逃生车体10取代墙，克服了已有设备要爬窗等的种种不便，使老弱人员也能独立操作。

要实现本新型，还可以有很多其它的可选方案。

1、所述的减速装置不用电机用摩擦轮，直接把动能转成热能；还可以共用轨道上不装齿条，而用两根绳索，一端系在外墙立柱上，另一端绕在减速机构两边同步缓慢释放。虽然与传统的吊绳逃生装置相似，但本新型有共用轨道，下滑时不会互相影响。该装置共用轨道也可只做一根，如外墙左边做竖直下滑轨道，另一边放置逃生车体和分岔斜轨，此时滑道轮要放在逃生车体顶端中部，轨道要做成内大口小的不会脱轨。启动后，逃生车体滑向左边的斜轨道滑入竖直向下的直轨直至地面。这种装置价格低，只能做小型的，逃生车体乘一两个人。

2、下滑轨道2和滑道轮11的作用是利用轨道侧壁限制滑道齿轮12与直齿条3距离，让他们保持啮合状态。在满足上述条件的前题，下滑轨道2截面可以用任意形状。滑道轮11也可用其它与其对应的形状，甚至可以固定不转动，即用滑块取代，由于下滑的动力很大，不必考虑转动还是滑动摩擦力不同造成的干扰；共用轨道的直齿条3的位置也可放在外侧或直接做在轨道内，图5是直齿条放在外侧的情形，这时活动岔道门6，岔道斜齿条5的形状也要有相应的变化，图中岔道活动齿条50是用来替代岔道斜齿条5的。

3、共用轨道的分岔斜轨4包括活动岔道门6，岔道斜齿条5、岔道连接齿7等，之所以做的较为复杂，主要是为降到地面的逃生车体10通过蓄电池帮助返回到原楼层用的，若不想通过轨道返回原处，(可以从楼内放入)逃生车体10的滑道轮可直接在分岔斜轨4上滑动，进入下滑轨道2后，滑道齿轮12与直齿条3再啮合转动，这样就可以省略掉岔道斜齿条5、岔道连接齿7等，活动岔道门6形状也可相对简单。

Claims (9)

1.一种高楼逃生设备，其特征在于包括共用轨道、众多的逃生车体(10)和限速机构，所述的共用轨道包括下滑轨道(2)、分岔斜轨(4)和底层的轨道出口(8)，所述的下滑轨道(2)固定在外墙建筑物上，竖直向下从顶层一直延至底层，所述的分岔斜轨(4)数量众多，固定在每层的适当位置，上方有一入口，下端与下滑轨道(2)连接，所述的逃生车体(10)数量众多，沿着共用轨道设置于高楼各层的外墙中，其前车门(23)直接与楼内相通，车后面是楼外空间。

2.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于所述的共用轨道共有两条，它的下滑轨道(2)竖直向下分列在逃生车体(10)两边，这两条共用轨道分别嵌在逃生车体(10)两边的外墙立柱(1)相对的侧面上，这两条共用轨道的截面是凹形槽。

3.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于所述的逃生车体(10)包括轴承(14)、车轴(13)、滑道轮(11)，所述的轴承(14)通过橡胶垫(15)固定在逃生车体(10)侧面上部中心位置支架上，所述的车轴(13)置于轴承(14)中，对车轴(13)的长度和装在车轴(13)两端的滑道轮(11)形状尺寸要求是：让车轴(13)水平放入两条共用轨道之中时，滑道轮(11)能刚好置于两条共用轨道的凹形槽中，并能与之贴合着转动或滑动,启动前，所述的逃生车体(10)通过车上的滑道轮(11)悬挂在分岔斜轨(4)上，车上的启动插销插入固定建筑物内。

4.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于所述的共用轨道包括其边上固定有直齿条(3)，所述逃生车体(10)也在对应的位置上装有滑道齿轮(12)，这滑道齿轮(12)固定在车轴上，在下滑时与直齿条(3)啮合转动，并通过车轴(13)与限速机构连动。

5.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于：所述的轨道出口(8)是一个在楼底层的一定高度由竖直轨道变倾斜的一段斜轨道，斜轨道向楼外弯折，并在外端有一逐渐增大的开口，轨道开口距弯折处的水平距离应大于车体厚度，轨道开口距地面高度应等于逃生车体(10)立在地面时滑道轮(11)离地的高度。

6.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于：所述的分岔斜轨(4)，包括，活动岔道门(6)，其形状应与轨道形状配合，活动岔道门(6)能绕轴旋转，在本层逃生车体(10)的滑道轮(11)冲撞推动能打开，在上层逃生车体(10)的滑道轮(11)冲撞推动会关闭。

7.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于：所述的限速机构实际是一个发电机组，它包括传动机构(16)、带减速箱的直流电机(17)、刹车闸(18)、刹车拉环(20)、以及开关电路等，它们配套组装后，结构特点是：当逃生车体(10)在共用轨道中滑降时，车轴的转动，带减速箱的直流电机(17)通过传动机构与车轴连动，所述的刹车闸(18)装在直流电机转轴上。

8.根据权利要求7所述的逃生设备，其特征在于：限速机构的所述开关电路包括滑降速度转换开关(31)、升降转换开关(32)，当所述的滑降速度转换开关(31)置于“低速”位置时，直流电机处于被短路状态,置于“高速”位置时，直流电机外电路接有负荷电阻，当所述的升降转换开关(32)置于“升”位置时，直流电机与直流电源相连接。 

9.根据权利要求1所述的逃生设备，其特征在于所述的共用轨道有两条，共用轨道由金属制成或至少表面为金属制作，在两条轨道表面接有导线并通过导线与低压电源相连，所述的逃生车体(10)两侧有金属制作的滑道轮(11)，两个滑道轮(11)经过在车轴(13)中部和轴承(14)加入绝缘物和橡胶垫(15)处于电隔离。 

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