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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(shì)之一,。所謂綠色家電是指家電的生產(chǎn)和消費(fèi)能夠降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，減少資源浪費(fèi),。白熾燈由于具有耗電量大,，耐久性低，使用壽命短等缺點(diǎn),，已經(jīng)不符合這種家電的發(fā)展趨勢(shì),。Philips公司開(kāi)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(zhǎng),，易回收再利用和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),。 2 Y7 B: _, `+ @/ R
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9 v; r. H& y) K: ^+ K ! _0 t% O' g+ k9 R' D0 w- U& X
有何經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益：光燈具有省電，節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),，有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(zhǎng),。這些熒光燈至少10倍壽命于相同功能的白熾燈,。也就是說(shuō)，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(qiáng)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,。 2 w* d% Y0 a, h! J$ ?7 r/ X
* U7 j$ \, k; `% a4 `
問(wèn)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(lái),，部分電子撞擊熒光劑后發(fā)出白光。長(zhǎng)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(jiàn),，如果管內(nèi)水銀蒸氣量過(guò)少,，會(huì)降低熒光燈工作的可靠性，使產(chǎn)品在市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,。由于對(duì)真空玻璃管的水銀吸收率缺乏真實(shí)的統(tǒng)計(jì)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(guò)量的水銀蒸氣,，造成了物質(zhì)上的浪費(fèi),。如果熒光燈管破損，大量的水銀蒸氣釋放出來(lái),，對(duì)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(huì)增加電能的耗費(fèi)。因?yàn)闉榱吮ＷC亮度,，需要增加能量以激發(fā)出更多的電子,。 / i/ n, D' R. B1 @' T3 @
7 J Z$ ^6 s1 P2 e" E+ ]8 M0 M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(hù)，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(hù)，但增加了能量的耗費(fèi),。 ; u$ m# O8 B$ ~
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系統(tǒng)存在的物理矛盾有：對(duì)水銀蒸氣的量同時(shí)具有多和少的要求,。 * O9 Z- K# l, Y
6 F+ e3 g8 b6 U- j! H# V3 X1 M
解決思路和關(guān)鍵步驟： , _8 ^& _3 n; J: J8 J5 g7 J
) E7 R U; M6 s; D& f
本例可以使用TRIZ矛盾矩陣和原理來(lái)分析，解決問(wèn)題,。 9 T% l# R1 u8 l6 X
% @9 U( o4 U+ S. y使系統(tǒng)性能提高的技術(shù)特性是：
. \6 y! t0 [2 W/ q( x* O2 n+ y( d8 C' z, m
1.物質(zhì)的量
4 I- d, `/ {( ~0 c* B X: _ d' q S* d+ e% y
2.作用于物體的壞的因素 " T" t% G5 _- W$ |
0 t$ p% w e8 f5 s S" G使系統(tǒng)性能降低的技術(shù)特性是：
) I+ P! Z' C& M5 b; t' K! G, y/ e
1. 可靠性
( m0 l( ]# b2 s' y9 t& Z( n0 S
' z1 ^2 H [1 Q3 i5 R2. 能量的浪費(fèi)
& O& _9 l/ L$ O5 h$ O2 o3 B" _8 L8 o/ M) {- s: P
3. 靜止物體使用的能量 ! h- @0 U+ B4 z8 i/ g
x/ Z+ F! O- D( l5 i7 i: U* B
這樣,，得到三組技術(shù)矛盾：
; w, D; p* F+ e( L; s8 f! i" |4 |- L. v3 j
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）,。 " U @0 C. v1 A# i& z
$ C* y; o# X, {5 a! R/ y& I2. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量），但需要耗費(fèi)更多的電能（能量的浪費(fèi)）,。 4 Z% N$ m# k% c f# `9 W, H: W8 i
8 W# ~9 f3 h' k1 F/ d( @3 d3. 有利于環(huán)境保護(hù)（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）。
# Q. O" j: Q8 f4 E8 S2 ~6 H$ [0 V* Z5 U* U0 P& {
對(duì)這三組技術(shù)矛盾分別運(yùn)用技術(shù)矛盾解決矩陣的方法,，得到3個(gè)創(chuàng)新原理提示以開(kāi)拓思路：
. W, H, S( C( c! t% X1 D- ` J
9 r2 U1 F I# q& i8 R( K' P9 ^9 F1. 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）。 5 t: E7 I: W+ y0 f; D; v! t% I
) b( v8 r. M7 h& Q: n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(jī)械系統(tǒng)的替代
" f% e; B! |3 ?' N% d* @
6 ]8 z5 A! Y* P! ~7 i, B( O" c2. 減少水銀蒸氣的量（物質(zhì)的量）,，但需要耗費(fèi)更多的電能（能量的浪費(fèi)）,。 4 o8 j8 _" T8 l2 e3 j
. k* N6 V) I6 `6 @2 [6 q/ r
由技術(shù)矛盾矩陣[物質(zhì)的量/能量的浪費(fèi)]得到7#創(chuàng)新原理提示：嵌套
: u1 D( C7 f6 T0 i5 C% N, H4 c# r; \0 y1 ^/ Y& [+ s+ f
3. 有利于環(huán)境保護(hù)（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）
. k. E5 O) b8 j# X8 F4 r' G Y
8 g, h( ]( z6 e! c: o: A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 0 a5 ?' y" P; C5 X
+ h/ i5 E5 l9 {. d8 \; T! X" q1 x$ a
最終結(jié)果：在創(chuàng)新過(guò)程中應(yīng)用了7#,，28#和37#創(chuàng)新原理,。
4 K, u4 D5 F0 S& ]) I
+ `6 u5 g3 c" R" L: fA 應(yīng)用7#創(chuàng)新原理
+ z6 z! E! { ~9 n- g3 e$ e! D4 f x5 R, O0 A# r
解決方案：在真空管的里面內(nèi)嵌一個(gè)玻璃囊。
& b! t# r% ^* D$ i$ C- `5 B5 Q* D$ M( H0 e j$ z
B應(yīng)用28#創(chuàng)新原理 % M5 A! X2 P; L! l" m
3 [4 I+ V' k% }6 [% A, @4 J解決方案：用高頻的電磁場(chǎng)來(lái)打破這個(gè)玻璃囊,。 / ~3 L+ j& _% ?0 O( Y9 M
& b9 P/ t u" lC應(yīng)用37#創(chuàng)新原理 * x* l |4 y: L& B' b
4 \) i' ]" @% L" Q+ d" {6 c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,。 $ a3 a% R, H8 Q) d" g
2 I, A" _' x; a3 r
! S# c# c, N/ ^ K) B
9 f4 r2 J" k! h6 B7 K% b
結(jié)論 % U6 t5 u; C; Z6 e2 m3 y
" ], }* X- J( v& h經(jīng)過(guò)計(jì)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(lái)后，通過(guò)一個(gè)高頻的電磁場(chǎng)來(lái)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(duì)環(huán)境的污染,。
9 y; s5 Y) g/ E1 S |5 L1 X1 Y + M- {- z- b: q1 i: q% I" g: }
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發(fā)表于 2011-4-25 09:32:00
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