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樓主 |
發(fā)表于 2011-4-29 10:27:16
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應(yīng)用背景： 綠色家電是當(dāng)今家電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢之一,。所謂綠色家電是指家電的生產(chǎn)和消費能夠降低對生態(tài)環(huán)境的破壞，減少資源浪費,。白熾燈由于具有耗電量大,，耐久性低，使用壽命短等缺點,，已經(jīng)不符合這種家電的發(fā)展趨勢,。Philips公司開發(fā)的小型熒光燈（CFL：Compact Fluorescent Lamp）是白熾燈良好的替代產(chǎn)品。它具有省電,，使用壽命長,，易回收再利用和環(huán)保的優(yōu)點。
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1 K; X; H7 D8 E: g' `2 t有何經(jīng)濟效益和社會效益：光燈具有省電,，節(jié)能的優(yōu)點,，有很高的經(jīng)濟效益和社會效益,。1997年的一份調(diào)查顯示：1994年全年共銷售了20億只Philips小型熒光燈，并且以每年15-20%的速率穩(wěn)步增長,。這些熒光燈至少10倍壽命于相同功能的白熾燈,。也就是說，相當(dāng)于200億只白熾燈,。而且,，一只18W的Philips小型熒光燈相當(dāng)于75W的白熾燈，節(jié)省了3/4強的電能,�,？梢运愠觯恢粺晒鉄艨梢怨�(jié)約約200升用于發(fā)電的石油,。
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問題描述：熒光燈的發(fā)光原理是,，熒光燈管里充滿了水銀蒸氣，燈管內(nèi)壁涂有熒光劑,，水銀蒸氣受高壓電激發(fā)使電子跳脫出來,，部分電子撞擊熒光劑后發(fā)出白光。長期使用的情況下,，熒光燈往往亮度變?nèi)�,。這是由于真空玻璃管吸收水銀蒸氣，造成管中的水銀蒸氣不斷減少,。這不僅削弱了熒光燈的亮度,，而且縮短了熒光燈的壽命。由此可見,，如果管內(nèi)水銀蒸氣量過少,，會降低熒光燈工作的可靠性，使產(chǎn)品在市場上缺乏競爭力,。由于對真空玻璃管的水銀吸收率缺乏真實的統(tǒng)計數(shù)據(jù),，以及不精確的制造技術(shù)，傳統(tǒng)的熒光燈往往填充過量的水銀蒸氣,，造成了物質(zhì)上的浪費,。如果熒光燈管破損，大量的水銀蒸氣釋放出來,，對環(huán)境和人體的損害是非常大的,。但是，降低管內(nèi)的水銀蒸氣量會增加電能的耗費,。因為為了保證亮度,，需要增加能量以激發(fā)出更多的電子。 ' }3 q" }: d" R- y6 b5 N, q9 D* l
- ~ `6 a9 A% b* X w& e系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾有：為了保證熒光燈亮度的穩(wěn)定性，就不得不增加水銀蒸氣的量,；減少水銀蒸氣的量,，有利于環(huán)境保護，但降低了熒光燈工作的可靠性,；減少水銀蒸氣的量,，有利于環(huán)境保護，但增加了能量的耗費,。 " t) [& g. N* p" X- t7 h" |5 y/ o
1 M. q: \( [( X0 {
系統(tǒng)存在的物理矛盾有：對水銀蒸氣的量同時具有多和少的要求,。 : B- r$ ~, ]4 Z l' R# Q
# G7 F i' ^5 c" z% g解決思路和關(guān)鍵步驟： # i. \7 j7 X3 T7 L
% j$ F- [% ^# `! j1 ^ U+ X
本例可以使用TRIZ矛盾矩陣和原理來分析，解決問題,。 & l, X9 M' R2 \; D. m S
$ ~( e+ p6 W+ ], b! E
使系統(tǒng)性能提高的技術(shù)特性是：
. ]: w: H: Y4 H8 u$ c1 d9 u1 U# m; ~
+ W4 B0 P- f [1 x9 \% \, I8 Q1.物質(zhì)的量
% T0 i; P6 @* r5 M( o3 {8 v
* s' A% y7 B; z2.作用于物體的壞的因素
4 f6 k* L I, v! W- P# n1 B# p3 o7 }1 b7 v% V4 o
使系統(tǒng)性能降低的技術(shù)特性是： - e1 ~6 r: A1 x( z
3 t* \7 A. i! w/ M [! D: y0 N/ M1. 可靠性
! j! X: y q7 v/ u# p1 Y
& A5 M/ X; t; Y/ `/ u9 Q: G C2. 能量的浪費 3 x" x: s" ^: ]; {) C( E2 b/ h
6 T8 [9 F, C2 |; W
3. 靜止物體使用的能量
9 s, N% q4 W$ L( |/ p- L5 s$ ]! \. q+ r6 i, \+ M
這樣,，得到三組技術(shù)矛盾： ' P+ A$ c' |' ^
6 K! Z5 O' q5 ]/ E6 R" \
1. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但熒光燈工作的可靠性降低（可靠性）,。
( H S# Y8 X. X$ _) p' r' i
0 v) x+ ^: }4 U/ X3 Q2. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量）,，但需要耗費更多的電能（能量的浪費）。 5 T3 A: s$ D. u x$ |
?: S. C1 N" ], [1 D1 b% U
3. 有利于環(huán)境保護（作用于物體的壞的因素）,，但熒光燈使用的能量增加了（靜止物體使用的能量）,。 ( _& T! k/ p* r
" |8 S# ?( D( i1 B: `
對這三組技術(shù)矛盾分別運用技術(shù)矛盾解決矩陣的方法，得到3個創(chuàng)新原理提示以開拓思路： & ^' p9 D$ U2 U2 g* L6 t
' F+ S1 M# A7 P! f& ?4 Z
1. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量）,，但熒光燈工作的可靠性降低（可靠性）,。 " @9 {- h" U: q0 ?0 n5 R A
- M- `" L( ~1 N' j' C, S由技術(shù)矛盾矩陣[物質(zhì)的量/可靠性]得到28#創(chuàng)新原理提示：機械系統(tǒng)的替代
4 m6 s- B+ l5 J! z3 l# e. r& I# ]/ S$ t+ D
2. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但需要耗費更多的電能（能量的浪費）,。 $ }0 u3 x/ p! O& j% B" r4 o" u
' Q5 ]" y+ J' w/ x8 g5 E由技術(shù)矛盾矩陣[物質(zhì)的量/能量的浪費]得到7#創(chuàng)新原理提示：嵌套 & M! ~ r" m* E. Z
9 q0 _8 K. @$ j' `3. 有利于環(huán)境保護（作用于物體的壞的因素）,，但熒光燈使用的能量增加了（靜止物體使用的能量）
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由技術(shù)矛盾矩陣[作用于物體的壞的因素/靜止物體使用的能量]得到37#創(chuàng)新原理提示：熱膨脹 1 n; B* ~' ?+ ?! |! g- U* B4 W; h9 ?
! t3 y% ?0 |" V6 {! m
最終結(jié)果：在創(chuàng)新過程中應(yīng)用了7#,，28#和37#創(chuàng)新原理,。 7 `3 |# h, `( ~- z1 W S$ A
5 a6 U1 ]& C6 Y3 K- h8 }. }; P
A 應(yīng)用7#創(chuàng)新原理
5 K& a0 c/ y* |9 o' R
: j& }8 C o# q6 m8 O/ V解決方案：在真空管的里面內(nèi)嵌一個玻璃囊。 # {! t6 b& p7 ^0 p5 ~. [2 U
( E! k* i( u4 h
B應(yīng)用28#創(chuàng)新原理 / v: A- d' A: q( b- @' _
, q. N# n* |5 {( R# }7 o( X( \0 g$ G
解決方案：用高頻的電磁場來打破這個玻璃囊,。
$ ~' v; o6 Q6 e4 j4 Q8 V$ O6 Z* Y; o
C應(yīng)用37#創(chuàng)新原理 / u. }5 z; t0 h3 `" e7 }
. k0 I+ m; |+ ]7 a, I" Z. X
解決方案：利用金屬線和玻璃囊的熱膨脹系數(shù)的不同釋放水銀蒸氣,。 ' v L: }2 s0 z w' B' ~
) {8 x2 X1 r8 l% n4 k5 G7 A
' K# G3 w5 ~, q7 W6 K2 U+ b
8 V) {: @" `9 ^) l; X1 I; b結(jié)論
+ M0 N1 R- ], W* q5 d% ~- S6 f8 i$ B" N& S' {
經(jīng)過計算滿足性能要求的最小劑量的水銀蒸氣被密封在玻璃囊中。在玻璃囊的內(nèi)壁上嵌著金屬線圈,。該玻璃囊被內(nèi)嵌在真空管的一端,。熒光燈被制造出來后，通過一個高頻的電磁場來加熱玻璃囊,。由于玻璃囊和金屬線圈的熱膨脹系數(shù)不一樣,，使得金屬線圈能夠切斷玻璃囊，釋放出水銀蒸氣,。同一般的熒光管相比,，用這種新的制造技術(shù)，至少可以減少75%的水銀含量，減少了對環(huán)境的污染,。 ! P9 K) K* ?$ C _- B& h. X8 Z5 c6 l
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發(fā)表于 2011-4-25 09:32:00
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