運行條件對電吹風火災危險性的影響研究

劉璇 趙富勝 李長征

基金項目：合肥師范學院2023年度引進高層次人才科研資助基金項目“聚合物老化的傳染媒介研究”（2023rcjj08），“十四五”國家重點研發計劃項目“火災爆炸事故精準溯源技術及裝備”（2022YFC3006300）資助。

摘要：本文模擬電吹風進風口、出風口通暢、部分或全部堵塞及全機身覆蓋等典型運行條件，在兩種加熱擋位的情況下，定量研究電吹風機身9個位點的溫度變化規律，判定電吹風實際使用過程中的火災危險性。研究表明：電吹風出風口為機身溫度最高位點，堵塞進風口和出風口都會導致出風口溫度升高。全機身被床單覆蓋且高溫擋運行時，過溫保護動作延遲，出風口溫度最高可達90°C；如果過溫保護失效，出風口溫度最高可達172°C。臥具覆蓋和過溫保護失效是電吹風火災的重要誘因。

關鍵詞：電吹風；進風口；出風口；過溫保護；火災危險性

引言

在全國各類火災中，電氣火災的數量長期居于首位，起因大致分為電氣設備導線短路和電熱器具電熱絲過熱兩類^[1-2]。電吹風是常用的電熱器具，其使用不當是家用電熱器具引發火災的重要原因之一^[3]。2015年1月，江蘇南京某出租屋發生火災，4人遇難，起火原因為租客趙某用完電吹風后隨手放在床上，電吹風持續加熱臥具導致起火^[4]。2004年5月，浙江金華某賓館旅客趙某用電吹風吹鞋時忘記關閉，導致大火，消防官兵疏散旅客76人^[5]。2020年8月，北京朝陽區某居民家中發生火災，造成2人死亡，起火原因為電吹風過熱引燃床鋪上的可燃物。電吹風引發的火災事故嚴重威脅使用者的生命和財產安全，甚至危害公共安全^[6]。

在我國電吹風產品標準體系中，涉及安全指標的現行國家標準有GB 4706.1-2005和GB 4706.15-2008，行業標準有QB 1876-2010^[7-9]，規定了電吹風應能經受相應的模擬使用者在實際使用時可能出現的非正常情況。GB 4706.1-2005第19.2條款規定，帶電熱元件的器具要在限制散熱的條件下進行發熱情況測定。GB 4706.15-2008第19.2條款明確了獲得限制散熱的方式：1）斷開電機；2）手持式干發器被置于試驗角的底板上，并處于可能出現的任何穩定位置；3）打算注水使用的器具不注水工作。然而，這些獲得限制散熱的方式與電吹風實際使用方式不當的情景存在差異，例如案例中出現的進出風口堵塞、臥具覆蓋等情況，也沒有考慮過溫保護失效等特殊情況。

為了研究電吹風實際使用過程中的火災危險性，本文模擬電吹風實際使用中所處工況，選擇進風口、出風口通暢、部分或全部堵塞、全機身覆蓋以及過溫保護失效等典型運行條件，在低溫擋和高溫擋兩種加熱擋位的情況下，定量研究電吹風機身溫度變化規律，分析運行條件對電吹風火災危險性的影響，指導電吹風的安全使用。

一、實驗方案設計

（一）實驗裝置

搭建電吹風模擬運行實驗裝置如圖1所示。將電吹風（飛科FH6222）固定在桌面上，將溫度監測儀（深圳市托普瑞電子有限公司TP1000）的熱電偶（K型）布置在電吹風機身9個位點并有效固定，熱電偶位置如圖2所示。其中4號熱電偶接觸出風口護網，其余熱電偶接觸機身。圖2中數字表示熱電偶編號，與圖1對應；實線圈表示熱電偶在機身上方，虛線圈表示熱電偶在機身下方。

（二）實驗工況

實驗工況列于表1。透明膠帶粘貼模擬進出風口堵塞條件；折疊成4層的棉質床單覆蓋機身模擬床單覆蓋條件；將溫控元件雙金屬片焊接固定，使之不能在溫度超過閾值后動作，模擬過溫保護失效條件。每組實驗完成后，打開通風櫥通風降溫，待溫度穩定后再進行下一組實驗。

二、結果分析與討論

（一）機身溫度分布情況

吹風機的進風口和出風口均通暢時，為正常使用條件。首先打開低溫擋，待各位點溫度穩定一段時間后，切換至高溫擋。各位點溫度隨時間的變化情況如圖3所示。位點4位于出風口護網附近，直接受到熱風的加熱作用，在9個位點中升溫最快，溫度最高。開啟低溫擋約4min后，位點4迅速升溫至穩定溫度（約43°C）。切換高溫擋約3min后，迅速升溫至穩定溫度（約53°C）。

（二）進風口堵塞時溫度變化規律

進風口部分堵塞時，各位點溫度隨時間的變化情況如圖4所示。開啟低溫擋約4min后，位點4迅速升溫至穩定溫度（約59°C）；切換高溫擋約3min后，迅速升溫至穩定溫度（約74°C）。對比圖4和圖3，溫度變化趨勢相似，區別僅為進風口部分堵塞時能達到的穩定溫度更高。進風口部分堵塞意味著進入機身的室溫冷風風量減小，相同加熱功率條件下被加熱的風量減小，則出口熱風的溫度更高。

進風口完全堵塞時，各位點溫度隨時間的變化情況如圖5所示。位點4的溫度變化曲線呈現“升高-降低-升高”的鋸齒狀循環，低溫在40°C左右，高溫在60°C左右。位點5和6也有明顯的升溫過程，逐漸接近40°C。此時，室溫冷風無法進入電吹風機身，電熱絲只能加熱機身內部原有空氣，溫度迅速升高。雙金屬溫控元件受熱產生變形積累能量，發生反向突跳，推動推桿使動觸點分離，斷開電路，加熱停止，溫度逐漸降低。降溫后，雙金屬溫控元件恢復原狀，動觸點閉合，自動接通電路，開始加熱，溫度再次升高，如此循環往復^[10]。

（三）出風口堵塞時溫度變化規律

出風口完全堵塞時，各位點溫度隨時間的變化情況如圖6所示。位點4的溫度變化曲線與進風口完全堵塞時基本一致。堵塞初期，室溫冷風可以進入電吹風機身，但熱風無法排出。隨著風量累積，機身內部氣壓增大，冷風無法繼續進入機身，相當于堵塞了進風口。由于熱風無法排出，熱量在出風口附近積累，達到透明膠的軟化點，透明膠在應力作用下出現破損洞口，但仍足以積累熱量使得過溫保護動作，而進風口部分堵塞時積累的熱量還不足以使得過溫保護動作。由此可見，出風口堵塞對電吹風運行時熱量的積累有更為顯著的促進效果。這在2004年5月浙江金華某賓館發生的案例中得到體現，旅客趙某用電吹風吹鞋時將電吹風出風口塞在鞋子里，相當于堵塞了出風口，積累的熱量引燃鞋子，導致火災。因此，將電吹風出風口垂直堵在濕毛巾或濕衣物上烘干也是非常危險的操作。

（四）全機身覆蓋時溫度變化規律

低溫擋運行時，各位點溫度隨時間的變化情況如圖7a所示。電吹風啟動后，位點4的溫度迅速上升，達到57°C左右，過溫保護未動作。高溫擋運行時，各位點溫度隨時間的變化情況如圖7b所示。過溫保護動作，溫度變化與進風口或出風口完全堵塞時相似。位點4的溫度在50～90°C范圍內波動。同樣是高溫擋運行、過溫保護動作，用床單覆蓋機身比單純堵塞進風口或出風口，電吹風出風口附近能達到更高溫度，引燃周圍可燃物發生火災的危險性也更大。床單與電吹風機身間存在空氣間隙，對進風口和出風口的封堵不嚴密，部分熱量散失到空氣間隙中，機身內部溫度上升到過溫保護動作溫度的時間延長。

當過溫保護失效時，高溫擋運行各位點溫度隨時間的變化情況如圖8所示。電吹風啟動后，位點4的溫度迅速上升，在2min內超過100°C并持續上升。計時40min時電吹風運行噪音突然減弱，位點4的溫度逐漸下降。經拆解檢測發現，高溫擋提供額外加熱功率的線路已經燒毀。此時，位點4達到的最高溫度約為172°C，電吹風手柄受熱變形。173.5°C即能引燃報紙出現明火^[11]，位點4的溫度與之非常接近，具有引燃紙張的危險性。此外，位點4位于出風口護網附近，還未接觸到機身內溫度最高的電熱絲，一旦細小的纖維類可燃物被吸入電吹風并接觸到電熱絲，被引燃的危險性更大。即使高溫擋加熱線路已經燒毀，電吹風并未停機，仍以低溫擋持續運行，位點1、2和3的溫度繼續上升，說明熱量仍在覆蓋物中不斷積累。

結語

現行電吹風產品標準獲得限制散熱的方式與電吹風實際使用方式不當的情景存在差異。本文模擬實際火災案例中出現的進出風口堵塞、臥具覆蓋以及過溫保護失效等運行條件，定量研究電吹風運行時機身各位點的溫度變化規律，判定電吹風實際使用過程中的火災危險性。電吹風出風口為機身溫度最高位點，在進風口和出風口通暢的正常使用條件下，出風口溫度低于60°C。進風口部分堵塞時，出風口溫度明顯高于正常使用條件；進風口或出風口完全堵塞時，過溫保護動作，出風口溫度可保持在60°C以下。床單覆蓋電吹風機身且高溫擋運行時，過溫保護動作延遲，出風口溫度最高可達90°C；如果過溫保護失效，電路不能自動斷開，出風口溫度最高可達172°C，火災危險性較高。臥具覆蓋和過溫保護失效是電吹風火災的重要誘因。

參考文獻

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