用于风力发电机组的逃生设备及风力发电机组的制作方法

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风力发电机组的逃生设备及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组主要为直立高耸结构，主要由塔筒、机舱及叶轮三大部分组成。随着风力发电技术的不断深入发展，风力发电机的塔筒高度越来越高，随即带来了紧急逃生越来越难以实现的情况。

传统的逃生方式为在风力发电机组(简称机组)的机舱内部设置速降逃生设备，逃生出口位于机舱尾部，与吊物孔共用。逃生行为发生时运维人员需在机组内部将速降逃生设备悬挂于固定的安全挂点上，将该速降逃生设备的另一端与逃生人员安全装配固定后通过上述逃生出口快速降落至地面。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术方案存在如下的不足：

现有技术方案逃生过程中逃生人员在脱离机舱后处于悬吊位置，与地面距离很远，对逃生人员造成非常大的心理负担。

逃生过程路径无法完全预测，在遇到大风及雷暴天气时无法精确控制逃生路径，特别是遭遇较大阵风情况下，逃生人员容易被吹向无法预知的方向，容易与塔筒发生碰撞导致高空晕厥或撞击叶片。此种情况在距离地面越近，逃生安全绳释放长度越长的情况下越容易发生。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于，提供一种用于风力发电机组的逃生设备和逃生方法，以尽量减小逃生方案在执行过程中对逃生人员的心理产生的影响与负担。

本发明的目的之二在于，提供一种用于风力发电机组的逃生设备和逃生方法，以实现可以预期的逃生路径，进一步减小逃生过程的不可控性。

第一方面，本发提供了一种用于风力发电机组的逃生设备，其包括：逃生绳索和绳索释放装置；所述逃生绳索能够套设于风力发电机组的塔筒的外壁，所述绳索释放装置与所述逃生绳索连接，用于将所述逃生绳索收紧至所述塔筒的外壁，并且控制所述逃生绳索的释放速度。

可选地，所述逃生绳索上设置有一个或多个滚轮及所述滚轮的限位部。

可选地，所述滚轮的限位部包括位于所述滚轮两端的绳结；所述滚轮的数量根据所述塔筒最顶端的塔筒节段的外圆周直径进行设置。

可选地，所述逃生绳索一端与所述绳索释放装置固定，另一端穿过所述绳索释放装置的收绳装置后由逃生人员控制所述逃生绳索进行缓慢释放。

可选地，所述收绳装置为下降保护器，用于限制所述逃生绳索松动及控制所述逃生绳索的释放速度。

可选地，所述逃生绳索采用耐磨材料制成，其外表面具有能够提供预设摩擦力的漆面。

可选地，所述逃生绳索围绕塔筒圆周均匀分布至少两个所述绳索释放装置。

可选地，所述绳索释放装置包括：绳索释放装置主体，多个轮子，8字环；所述的多个轮子和所述8字环均安装在所述绳索释放装置主体上，所述绳索释放装置主体与所述逃生绳索的固定端固定连接，所述逃生绳索的释放端或收紧端缠绕通过所述8字环，所述8字环对所述逃生绳索进行限位，并且控制所述逃生绳索的释放速度。

第二方面，本发明提供了一种风力发电机组，其包括前述的任意一种所述的用于风力发电机组的逃生设备。

所述逃生设备预制于塔筒顶部，束缚在所述塔筒的外壁上，并且位于机舱罩底面与偏航系统之间的空间中，所述机舱罩底面围绕所述塔筒的一圈预制有逃生孔。

可选地，所述逃生设备在所述塔筒的外壁上设置有多个；所述塔筒包括多个塔筒段，各塔筒段均为无锥度的圆柱形塔筒段，或者，各塔筒段均为外表具有一定锥度的塔筒段。

可选地，在所述机舱内还设置有安全绳，与逃生人员的安全衣连接，所述安全衣与所述逃生设备上的安全锁扣相固定。

根据本发明实施例提供的风力发电机组的逃生设备和风力发电机组，具有如下有益的技术效果：

该用于风力发电机组的逃生设备结构简单；

该逃生设备在速降过程中以塔筒为依托，大大减小逃生人员的心理负担；

该逃生设备的逃生路径相对确定，不会因摆动导致其他额外的损伤。

附图说明

图1a是根据本发明实施例的逃生绳索结构简图；

图1b是根据本发明实施例的逃生绳索的局部放大结构简图；

图2是根据本发明实施例的绳索释放装置示意图；

图3是本发明实施例的逃生设备应用于风力发电机组的示例性示意图；

图4是示出根据本发明实施例的逃生设备进行多人逃生的示意图；

图5是本发明实施例的绳索释放装置的详细结构示意图。

附图标号说明：

10-逃生绳索，12-绳子本体，14-滚轮，16-绳结，10a-逃生绳索的固定端，10b-逃生绳索的释放端或收紧端，

20-绳索释放装置，201-绳索释放装置主体，202-轮子，203-8字环，204-收绳袋，205-安全锁扣，

30-塔筒，40-机舱罩，42-机舱罩底面，44-逃生孔，

50-偏航系统，60-机舱平台。

具体实施方式

本发明的实施例的用于风力发电机组的逃生设备可以减小逃生方案在执行过程中对逃生人员的心理产生的影响与负担；实现可以预期的逃生路径，进一步减小逃生过程的不可控性；可以实现逃生过程对逃生设备本身的零损伤，实现逃生设备的回收及重复使用，降低使用成本。

该逃生设备包括两部大部分：逃生绳索10和绳索释放装置20。图1a为本发明的实施例的第二种逃生绳索的结构示意，图1b是示出根据本发明实施例的逃生绳索的局部放大结构简图。

逃生绳索10分为两种，第一种为仅简单的绳索，无附件，适用于某些塔筒段为等直径圆柱体的塔筒逃生。第二种为附加滚轮的逃生绳索10，绳子本体12上用绳结16固定滚轮14，适用于塔筒各段均为锥型的塔筒。

再如图1a和图1b所示，该逃生绳索在结构上每隔例如500mm设置一个滚轮14，用以减小逃生绳索10与塔筒之间的摩擦力(通过逃生绳索10的收紧将逃生人员束缚在固定位置)，滚轮14两端的绳索16通过打结等方式对该滚轮14进行限位，防止滚轮14在下落滚动的过程中向某一位置聚集。滚轮14数量设置根据塔筒最顶端的塔筒节或塔筒段的外圆周直径进行设置。例如每隔500mm设置一个滚轮14，则滚轮14的数量n＝πd/500后取整，其中d为顶段塔筒外圆周直径。

图2是示出根据本发明实施例的绳索释放装置示意图。如图2所示，其中a为俯视图，示意逃生绳索10环绕塔筒30之后两端分别连接到绳索释放装置20中；b为侧视图，示意塔筒30、逃生绳索10、逃生人员、逃生绳索释放装置20的相对位置关系；c为b的局部放大视图。

绳索释放装置20与逃生绳索10紧密连接，用于将上述逃生绳索10的两端进行收紧，使得该逃生绳索10能够可靠地套在塔筒30外壁上，使得在逃生行为发生时，逃生人员能够通过与该绳索释放装置20的连接被限制在塔筒壁的范围内，减小逃生人员在逃生过程中的心理负担或心理压力。

逃生绳索10一端与绳索释放装置20固定，另一端穿过绳索释放装置20的收绳装置(例如8字环、下降器等)后由逃生人员控制逃生绳索10进行缓慢释放。

作为一个举例，绳索释放装置可以为带轮小车，以便滑动下落过程中不会对塔筒产生磨损，其主体结构应采用具有一定强度的高分子材料，以尽量减轻其重量。绳索释放装置的一端与逃生绳索牢牢固定，另一端通过收绳装置(未绘出)连接逃生绳索10的另一端。该收绳装置应具有能够限制逃生绳索松动及缓慢释放逃生绳索的能力。

上述逃生设备的工作原理为：

对于塔筒段某段为圆柱外表无锥度的塔筒，圆柱段塔筒适配简单绳索，该绳索采用具有一定的抗磨损能力及与漆面的较大摩檫力，同时具有一定的耐高温性能，工作状态下通过限制绳索长度能够使其提供一个使200公斤重量物体环抱在塔筒外壁面上的足够摩擦力，从而将逃生人员束缚在塔筒壁范围内。

对于塔筒段均为圆锥外表的塔筒，圆锥塔筒适配附加滚轮的逃生绳索，其工作状态下通过限制或调节绳索长度来保证逃生设备能够将逃生人员束缚在圆周长度与绳索长度相同的塔筒壁。

图3是示出逃生设备应用于风力发电机组的示例性示意图。本逃生设备可应用于风力发电机组的应急逃生，如图3所示，该逃生设备预制于塔筒30顶部位于机舱罩40的底面42与偏航系统50之间的空间中，牢牢束缚在塔筒壁上，风力发电机组机舱罩底面42围绕塔筒30的一圈预制逃生孔44，当机组设备出现安全问题无法挽回，现场无法通过塔筒30等常规途径逃离危险区时可以通过机舱罩40与机舱平台60底部的间隙爬至该逃生设备处，将该逃生设备上的安全锁扣固定于ppe(个人安全装备，如安全衣，攀爬辅助设备等)的胸前挂钩上，打开机舱逃生孔，缓慢贴塔筒壁调整体态，调整完毕单手抓握逃生设备后另一只手缓慢释放逃生绳索，实现稳定匀速的安全下降。

在现有技术中，一般机组逃生孔均为借用吊物孔，因此逃生孔的位置一般会经过金属平台以及机舱罩底壳，在逃生过程中，当逃生人员远离机舱的过程中，安全绳容易与金属平台及机舱罩底壳边缘剐蹭，对安全绳造成不可挽回的损伤。而在本发明的实施例中，由于带轮小车及绳索上的滚轮可最大限度的保护整套设备，因此可以实现逃生过程对逃生设备本身的零损伤，实现逃生设备的回收及重复使用，降低使用成本。

传统的安全逃生设备一般为一次仅支持一人或两人速降，若逃生行为发生时机舱内有多人存在时则不能够实现有效的逃生。作为可选的实施方式，在本发明的其他实施例中，可以在同一绳索系统内圆周方向均布小车来实现在同一系统上的多人逃生，理论可行，如图4所示。

图5是本发明实施例的绳索释放装置的详细结构示意图。如图5所示，作为举例说明，该绳索释放装置20可以包括：绳索释放装置主体201，多个轮子202，8字环203，收绳袋204，安全锁扣205。8字环203是一种下降器或下降保护器，也称为八字环下降器，作为收绳装置的一个举例，不限于此，还可以采用其他收绳装置，例如升降器、或其他速降装备。下降保护器是利用器械与绳子产生摩擦力，让绳子因摩擦而减速以致停止滑动，从而达到减速下降或停止的目的。逃生绳缠绕通过或缠绕绑定于8字环203，通过逃生绳索在8字环203中穿梭形成的多个点来增大摩擦，控制下降速度。上述的多个轮子202，8字环203，收绳袋204，安全锁扣205均安装在该绳索释放装置主体201上。该绳索释放装置主体201(小车主体)在本图中为板状的平台，但为减轻重量可以用其他结构代替，只要是一体的能固定小轮，8字环和收绳袋的载体即可。逃生绳索10通过其固定端10a与绳索释放装置主体201固定连接，逃生绳索10的另一端10b为释放端或收紧端，其与8字环203缠绕连接，逃生绳索10通过8字环203进行限位，并且控制逃生绳索10的释放速度。收绳袋204，用于在逃生绳索10缠绕穿过8字环203后，将多余的那部分绳索进行收纳，释放逃生绳索时，将被收纳于收绳袋204里面的那部分长度的绳索释放出来。可选地，也不可设置安全锁扣205，而是将该8字环203的小环作为安全锁扣，与逃生人员的安全衣或安全腰带上的安全扣相连接。可选地，也可不设置作为收纳功能的收绳袋204。可选地，为了实现8字环的自锁，可以配合抓结(自锁抓结，autoblock)使用，抓结是可以进行上升和下降的一种保护结，抓结放在绳子制动端，也就是8字环203下方的绳子，抓结锁死制动端的绳子，也就锁死了整个8字环保护系统。可选地，8字环203可以被atc类下降保护器替代，其优点在于绳索过锁后不容易发生变形，造成捲曲绞劲；而且atc类下降保护器下降速度比较平稳，并且通过手柄控制可实现空中滞停。可选地，8字环203可以替换为多功能救援滑轮。

上述技术方案的优点包括：

本发明的实施例的用于风力发电机组的逃生设备，其结构简单，成本低；并且，通过该逃生设备，逃生路径固定，不会对逃生人员造成二次伤害；而且，利用该逃生设备，逃生过程对逃生人员造成的心理压力较小；最后，该逃生设备可实现多人同时逃生或连续逃生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。