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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(fèi)能夠降低對生態(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,。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(diǎn),。
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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,。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(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,。 . |* {# e6 g: V1 i
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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(huì)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(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，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(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,。
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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),。 9 f6 U2 \, w$ B& {; s7 H
' a* I1 f; p2 D5 w4 g: E/ @! m4 R系統(tǒng)存在的物理矛盾有：對水銀蒸氣的量同時(shí)具有多和少的要求。
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7 w0 c0 `! L2 l; |解決思路和關(guān)鍵步驟： " }- d! J/ ?+ ]% v7 U# U2 ~
/ B3 W, Y4 G/ r0 b; a; R本例可以使用TRIZ矛盾矩陣和原理來分析,，解決問題,。
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, A3 m6 q; F* L: |使系統(tǒng)性能提高的技術(shù)特性是： # K: W ?7 M+ g" l: L7 O3 j
* G: n+ H) b" r1 j* F7 X
1.物質(zhì)的量 $ y- g4 a' m/ B' {( `. O$ B
4 F+ x D# J( E8 R2.作用于物體的壞的因素
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使系統(tǒng)性能降低的技術(shù)特性是： " M. c2 ~( ], c8 y$ r
, @3 r l. f7 P' u% n% f1. 可靠性
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2. 能量的浪費(fèi)
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3. 靜止物體使用的能量 % q* X0 L( |; C: u+ _3 b3 R4 ~2 g
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這樣，得到三組技術(shù)矛盾：
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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）,。 ; t: f, f1 ~' E4 O
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2. 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)）,。
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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）。 9 r& B; d }% S$ j! W; S
1 s8 w: t, r2 L8 h) U對這三組技術(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)新原理提示以開拓思路：
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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）。
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% d; H5 m+ w1 h* M |9 M% {$ u2 V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
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5 E! X0 Y4 `. n1 g& b2. 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)）,。 $ M9 S" N7 J' p$ }! @; S% f1 B+ u
' W/ B0 B3 p! a' F' [; G4 `7 n6 f- x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 " }0 H O$ e M2 T8 Y+ t
" ]7 ^- E3 E) X" U2 ~) G" K3 {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） / y7 [: z4 i8 q9 ?* k! S' k i5 J4 {
6 v2 W$ e$ H+ W
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
% i' C6 S6 ^: @* m7 A- m8 U# ?+ q, e
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,。
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+ B. D$ r; b+ s( ?8 U# q7 _0 @A 應(yīng)用7#創(chuàng)新原理
! P8 }) O+ p) E, m: E5 T* P2 X- Z3 C, u) V# X
解決方案：在真空管的里面內(nèi)嵌一個(gè)玻璃囊。
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3 t% r' [7 Z: P5 v+ ~B應(yīng)用28#創(chuàng)新原理
$ Y! d; W) k# \8 o$ M& @5 W7 Z3 U$ U8 a9 e4 e* m$ }) O
解決方案：用高頻的電磁場來打破這個(gè)玻璃囊,。
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C應(yīng)用37#創(chuàng)新原理 , A' x; _9 I# w8 u* s
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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,。
( [( G0 A3 V, ]" I9 z. z& i+ x2 v4 P6 _+ p& o9 e: K$ K2 O
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結(jié)論
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經(jīng)過計(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,。熒光燈被制造出來后，通過一個(gè)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,。
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發(fā)表于 2011-4-25 09:32:00
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