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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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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,，相當于200億只白熾燈,。而且，一只18W的Philips小型熒光燈相當于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,。 5 p% b, p/ L! [6 m3 Q/ E/ R( S5 x
8 L1 }8 {' M7 o4 P2 D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)酢＿@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,。 0 ~; c; L8 T' }; P7 G; t" s& Y
% j/ D' j/ H& `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。 1 H7 P3 {# T1 k% p: e8 P
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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,。 ( ~; c+ t- {% U" ?8 Y" X/ v( X
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解決思路和關(guān)鍵步驟：
, {. s0 A$ h( A1 U" G) y5 R* L
s% B# T9 F- L4 u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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0 K, X6 u/ f1 t0 f& T* R9 ?使系統(tǒng)性能提高的技術(shù)特性是：
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" S0 b! x7 W5 ?# ?8 ?$ w1.物質(zhì)的量 & y- Q: Y% ]+ k3 j
, V1 T! H% ` j0 D7 o6 m$ }2.作用于物體的壞的因素
, j- t1 L: ^5 }3 H$ D8 P6 X7 P5 C; i% ?7 T' @/ F, n' l* \
使系統(tǒng)性能降低的技術(shù)特性是：
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' d V8 R+ S) w1. 可靠性
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2. 能量的浪費 , F" c9 x2 H" {1 h. @; T' e# ^/ B
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3. 靜止物體使用的能量
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- ?7 A6 Q" n0 g' J n, F3 L+ Z這樣，得到三組技術(shù)矛盾： 8 w$ I* l' v* A, ~& v6 w
3 j1 b" ~& c$ V2 J7 B1. 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）,。 ' {( \ B: T! a( A0 x% a
8 S3 w" `& m, w7 F$ M' G2. 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）,。 & f2 G4 X# U0 `. U# Y& c
% I2 x& s0 g, a8 B+ ]3 s3. 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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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： # G" T, o# J, |4 ~" m) n+ @$ A6 ^
, W8 N' `/ }1 r& G# y, Q
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）。 1 m5 z* b! R6 y5 G
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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 9 q! i: i% @9 l$ a' ]
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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）,。 / e' ?4 b- l# V: U
, `. J% o# b$ O+ W0 N, S
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
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, k, ]1 m4 ]# x, j6 [6 N2 M3. 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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8 `* S3 b0 K2 v3 S3 ^& T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
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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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A 應(yīng)用7#創(chuàng)新原理 8 [) M W' M0 |. x8 k# X
: {: M' |& I0 Y E' [1 e解決方案：在真空管的里面內(nèi)嵌一個玻璃囊。 # z4 R: @0 P5 H$ c, E) v
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B應(yīng)用28#創(chuàng)新原理 8 |+ Q3 ]. N4 u/ S
# P% m g' o: a) f2 U5 @
解決方案：用高頻的電磁場來打破這個玻璃囊,。 1 Y7 m) I Y( W# G
2 E' w7 l+ z! f# LC應(yīng)用37#創(chuàng)新原理
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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,。 % a. d# `# E C: Y( z0 X
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o- c3 N U* ^# S1 [: k結(jié)論 / T+ A2 F& K# v! l2 G
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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,。
* D6 I C! D4 H7 X; \ 6 N" y0 Z! M+ P c, v4 Y) K
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發(fā)表于 2011-4-25 09:32:00
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