用于从建筑物外部疏散的装置制造方法及图纸

一种用于从多层建筑中安全地疏散人员的装置，该装置通过使人员迅速从建筑物内部逃离到外部及沿建筑物外部很慢地下降到地面或较低的表面从而无伤地着陆来实现安全疏散，该装置包括一壳体、一用于将壳体固定到人体的背带，一在壳体内部的预定长度的缆绳，该缆绳具有带有一将该缆绳与下降点附近的固定点连接的固定部件的自由端，并且具有一在壳体内部的、在人员下降时由缆绳的放出所驱动的能量消散机构，该机构具有能量消散的速率的斜率在其交点处超过作为下降速度函数释放的势能的速率斜率的特征，和不用借助人员的控制，交点在足够缓慢的下降速度中出现的特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2003年2月21日提交的第60/449,125号临时申请、2003年5月8日提交的第60/468,845号临时申请和2003年8月4日提交的第60/492,398号临时申请的优先权。
技术介绍
发生在2001年9月11日的纽约世贸中心灾难，使得人们对在大火或其他威胁生命的紧急情况中，当楼梯问难以接近、无法使用、过于拥挤、充满烟雾、被阻塞或处于其他不安全的状态时，提供一种将大量人员沿高层建筑物外部迅速和安全地疏散的装置的需求突出了。发生在高层办公建筑和旅馆中的大火经常将人们围困在较高的楼层上，使他们处于忍受吸入烟尘、一氧化碳和火焰的困境或引起他们的死亡(在世贸中心(WTC)灾难中就有近200人这样死去)。因此，存在对一种装置的需求，该装置能够不受建筑物的高度和样式影响，使大量人员迅速离开着火建筑物的致命内部而进入建筑物无烟一侧的新鲜空气中，并随后将他们非常缓慢地下降到地面(或其他在火焰之下的安全表面)以便他们可以机动安全地通过由建筑物正面及互相之间显现出的危险，不受伤害地降落到地面(或其他安全表面)的装置的需求。甚至在以可能的最快逃离到外部的条件下，一些人仍然需要至少呼吸一小段时间致命的内部气体，因此所述装置应该还包含在此段时间内为他们提供呼吸空气的装置。可用于或建议用于从高层建筑物中逃离的装置的主机包括低-海拔降落伞、管网救生槽(tubular net life-chutes)、航空垂直起降(VTOL)营救平台和受控下降设备。不能在15层以下使用低-海拔降落伞，且如果跳伞新手漂移到自己的侧面或邻近的建筑物上，降落伞会毁坏，甚至熟-->练的跳伞者也可能出现上述情况。一座建筑物中的管网救生槽的数量和位置是有限制的，因此显著地限制了其可以拯救的人员的数量。同时在强风中，管网救生槽可被吹得无法控制，这使得不能在非常高的建筑物中使用所述管网救生槽。航空垂直起降救援平台还仅处于提议阶段，其最多只能容纳10个人。受控-下降设备可以是受使用者控制的或自动的。在受使用者控制的类型中，人员通过不断调整施加给从离开点悬垂到地面的绳索的摩擦来控制自己的速度。但是，所述使用需要训练和技巧并且在非常高的高度中不实用。尽管未受过训练人可以使用自动型的设备，但是这样的设备更重而且更昂贵。因此，典型地在离开点释放绳索或缆绳，通常其速度对于沿建筑物外面的安全下降来说是太快了，而对于营救几百人逃离来说是太慢了，因为每个控制器一次只能降下一个人。为了实现最缓慢的下降速度和最大逃离速率，每个人员需要他自己可以佩带的、重量轻的、速度慢的自动控制器和缆绳。
技术实现思路
简而言之，本专利技术包括一种允许人员以足够缓慢的速度从多层建筑中预定高度的出发点(origin)下降到一较低的支撑平面从而不受伤害地着陆的装置，该装置包括一壳体；一用于将壳体安全地附着到人体的背带；一壳体内部预定长度的缆绳，该预定长度足以实现从出发点到达较低支撑平面，所述缆绳具有一将其与出发点附近的一固定的固定点(anchorage)连接的固定部件(securing member)的自由端；以及一壳体内部的、在人员下降时由缆绳释放驱动的能量消散机构，该机构的特征在于，在交点处(intersection)，能量消散速率的斜率超过作为下降速度函数释放的势能速率的斜率，并且不用借助人员的控制，该交点就在足够缓慢的下降速度中出现。优选实施例是独立(self-contained)装置，该装置可以被迅速地穿戴到现有衣物外面。该装置具有一头盔组件，该组件包含一用于在人员等待离开建筑物时为其提供可呼吸的空气的空气过滤系统。随后，该组件通过该人员自己卷轴(spool)上的高强度缆绳以每秒一英尺(1英尺/-->秒)的平均速度沿建筑物外部自动地将人下降到地面上。甚至在极端缓慢的速度时，无论是从芝加哥西尔斯大厦(Sears Tower)位于1,431英尺的最高占用层还是从台湾“台北101”位于1,441英尺的最高占用层(世界上最高占用层的最新记录保持者)下降都仅仅需要24分钟就能到达地面。在每层安装简单的固定点之后，本专利技术非常适用于从这样的高层建筑物中迅速而安全地疏散数千人。简言之，本专利技术是一种装置，用于：1)为每一楼层的每个人提供一种迅速离开建筑物的致命内部的设备，而不考虑该人员的个头或身体技能(physical skill)，同时2)在人们等待离开时，还使他们免受烟及其他致命气体的伤害，随后3)无论建筑物的配置和高度如何，为人们提供沿建筑物外部的缓慢、自动下降，同时4)继续保护人们不受烟、热和下坠残片的伤害。本专利技术装置(每人一套)使得每个被围困的人员在几分钟之内从建筑物的内部逃离，并且甚至在最高的建筑物中也可以在此后不到半小时以内，完全不受伤害地轻缓地降落到地面上。与封闭的槽不同，这里不存在最大高度。并且与降落伞不同，不存在最小高度。并且与需要用户控制的设备不同，不需任何提前训练就能实现完全的安全。另外，同样规格的装置可以用于各种体格和重量的人员，该重量可以处于60磅到360磅的范围内。在此处将进行描述的优选实施例中，能量消散机构是小型的、独立的、半圆柱状叶片的高速风扇，对于一个“全部人使用同样一个尺寸”的装置中的从60到360磅重的人员，该风扇可自动地将该缆绳的退绕控制到非常安全的、平均为每秒大约一英尺的下降速度。可以在其他实施例中使用其他满足本专利技术的专利技术原则的可选能量消散机构。附图说明当结合附图阅读时，可以更好地理解上述
技术实现思路
、后续的对物理原则的详细描述、与现有技术的对比及本专利技术的优选实施例。出于说明本专利技术的目的，在附图中示出了特定的配置和方法。但是，应当理解的是，本专利技术并不局限于所显示的特定配置或具体实施例中的方法。在附图中：-->图1示出现有技术中的设备的能量消散速率与下降速度之间的关系；图2示出不同下降重量所释放的势能的速率与下降速度之间的关系；图3示现有技术设备的能量释放速率及能量消散速率与下降速度之间的关系；图4示本专利技术的优选实施例的能量消散速率与下降速率之间的关系；图5示出优选实施例中能量释放速率及能量消散速率与下降速度之间的关系；图6a示出一个穿有由一背包组件、一救援背带和一帽子组件组成的优选实施例的人员的后视图，图6b示出了该人员的侧视图；图7示出了该基本背包组件的工作零件的立体分解图；图8a1是透明塑料头盔的主视图，而图8a2是其侧视图；图8b是头部上方的记忆泡沫(memory foam)插入件的侧截面视图；图8c是记忆泡沫颈套的侧截面视图；图8d是过滤罐的截面视图；图8e1是罐固定器的正截面视图，图8e2是其侧截面视图；图8f是吹嘴(mouthpiece)的侧截面视图；图9a示出穿有带有特定连接配置(attachment arrangement)的优选实施例的人员的主视图，图9b示出8条连接绳索如何在背板的孔中移动；图9c示出拉紧设备的闭合；图9d示出如何装配(rig)该拉紧设备；图9e示出用户如何拉紧该拉紧设备。图10a1和图10a2示出了梁夹(grider clamp)；图10b1和图10b2示出了固定盒(anchor box)；图10c示出了安装在临近出路窗(egresswindow)的整个装备(setup)；图11a示出了一个人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏散装置，用于使人员以足够缓慢的速度从多层建筑物的一预定高度的出发点下降到较低支撑平面从而不受伤害地落地，该装置包括：一壳体；一用于将壳体牢固地固定到人员身上的背带；该壳体中的一缆绳，该缆绳的预定长度足够从出发点到达较低的支撑平面，该缆绳具有一个自由端，该自由端包括一个用于将该端连接到最接近出发点的一固定的固定点上的固定部件；以及该壳体中的一能量消散机构，当人员下落时，该机构由从壳体放出的缆绳驱动，该机构的特征在于，在交点处，能量消散的斜率超过作为下降速度的函数的势能释放的斜率，以及在无人控制的情况下，该交点出现在足够缓慢的下降速度处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-2-21 60/449,125;US 2003-5-8 60/468,845;US 1.一种疏散装置，用于使人员以足够缓慢的速度从多层建筑物的一预定高度的出发点下降到较低支撑平面从而不受伤害地落地，该装置包括：一壳体；一用于将壳体牢固地固定到人员身上的背带；该壳体中的一缆绳，该缆绳的预定长度足够从出发点到达较低的支撑平面，该缆绳具有一个自由端，该自由端包括一个用于将该端连接到最接近出发点的一固定的固定点上的固定部件；以及该壳体中的一能量消散机构，当人员下落时，该机构由从壳体放出的缆绳驱动，该机构的特征在于，在交点处，能量消散的斜率超过作为下降速度的函数的势能释放的斜率，以及在无人控制的情况下，该交点出现在足够缓慢的下降速度处。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在下降中达到的下降速度小于4英尺/秒。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括一位于壳体内的可旋转部件，并且从壳体放出缆绳将引起可旋转部件旋转。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该可旋转部件是一容纳缆绳的卷轴。5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该能量消散机构通过增速器被该可旋转部件旋转所驱动。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该增速器包括多个齿轮的配置。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该增速器包括一皮带和滑轮的配置。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该能量消散机构包括一带有多个叶片的气阻风扇。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该风扇的叶片基本为半圆柱形。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该能量消散机构包括一产生器和阻抗。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该阻抗包括多个电阻器，所述电阻器在下降前是开关-可选择的。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该能量消散机构包括一涡流制动器。13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该涡流制动器包括一定子和一转子，其间有一个缝隙，其中在定子和转子之间的缝隙的大小在下降前是可以调节的。14.如权利要求4所述的装置，还包括在壳体内的一缆绳防-松弛机构。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述缆绳防-松弛机构在下降以前，除去缆绳的松弛。16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述缆绳防-松弛机构在从位于预定高度以下的另一支撑平面的后续下降之前，除去缆绳的松弛。17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述缆绳防-松弛机构包括一重绕容纳缆绳的该卷轴的基本常-扭矩弹簧。18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括一保护缆绳不会瞬时过载的缆绳力限制机构。19.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括一保护缆绳不会瞬时过载的缆绳力限制机构。20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，该缆绳力限制机构为至少一与缆绳成一直线的能量吸收网状物。21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，该缆绳力限制机构是一应用于可旋转组件的扭矩限制机构。22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，该缆绳力限制机构是该放出的缆绳的减小的弹簧-常数。23.如权利要求21所述的装置，还包括一热离合器，当周围温度升高到预设温度以上时，该离合器自动地去耦该能量消散机构。24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，当周围温度降低到预设温度之下时，该热离合器自动地重耦合该能量消散机构。25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，该背带包括至少以下之一：吊带、绳索、系绳、夹子、带扣、搭扣、带子、环形物、维可牢尼龙搭扣、拉紧器、跳簧、带条、绳圈和皮带，所述背带与人员的尺寸相适应。26.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该缆绳能够支撑的重量是最大下降重量的至少两倍半。27.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该缆绳是钢丝绳。28.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该缆绳是高强度聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特L利昂，
申请(专利权)人：救生袋技术公司，
类型：发明
国别省市：US[]