《空氣進(jìn)化器的創(chuàng)新,TRIZ》..

1、課程報(bào)告課程名稱創(chuàng)新方法題目名稱空氣進(jìn)化器的改良學(xué)生學(xué)院機(jī)電工程專業(yè)班級(jí)_機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化_學(xué)號(hào)學(xué)生姓名王琮指導(dǎo)教師2015年10月23日摘要隨著生活水平的提高，人們對(duì)空氣污染防治也愈發(fā)重視。隨著人們對(duì)空氣質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注度不斷提高，能凈化室內(nèi)空氣質(zhì)量的空氣凈化器逐漸進(jìn)入人們的視線?？諝鈨艋魇且环N能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的新興小家電產(chǎn)品，彳丁業(yè)起步較晚，人們對(duì)空氣凈化器認(rèn)識(shí)還不夠深入。但隨著空氣環(huán)境的惡化，現(xiàn)在越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注這種空氣凈化器產(chǎn)品?？諝鈨艋髯鳛橐环N新興家電產(chǎn)品，各方面還不健全，尤其成本和自身的清潔能力還不能夠令人滿意，所以要找準(zhǔn)設(shè)計(jì)定位，自主創(chuàng)新，運(yùn)用TRIZ(Theoryof

2、InventiveProblemsolving)理論指導(dǎo)空氣凈化器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合消費(fèi)者需求并具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量，凈化方式，功能需求，成本控制(35個(gè))1緒論1.1問(wèn)題領(lǐng)域背景及現(xiàn)狀2012年，霧霾對(duì)于空氣的污染越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾也越來(lái)越被關(guān)注和重視。實(shí)際上，霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象,主要成分包括兩種氣態(tài)污染物二氧化硫、氮氧化物，及最主要的可吸入顆粒物，例如PM2.5?？諝馕廴緦?duì)人們的正常生活產(chǎn)生了巨大影響，嚴(yán)重威脅到人們的身心健康,隨著生活水平的提高，人們對(duì)空氣污染防治也愈發(fā)重視。隨著人們對(duì)空氣質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注度不斷提高，能凈化室內(nèi)空氣質(zhì)量的空氣凈化器逐漸進(jìn)入人們的視線

3、。空氣凈化器是一種能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的新興小家電產(chǎn)品，行業(yè)起步較晚，人們對(duì)空氣凈化器認(rèn)識(shí)還不夠深入。但隨著空氣環(huán)境的惡化，現(xiàn)在越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注這種空氣凈化器產(chǎn)品。但空氣凈化器作為一種作為一種新興產(chǎn)品，目前各方面還不健全，所以空氣凈化器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)及發(fā)展就顯得尤為重要。2 問(wèn)題描述2.1問(wèn)題情境描述眾所周知，空氣是我們賴以生存的基礎(chǔ)，而空氣的潔凈程度也影響著我們的健康，在注重生活質(zhì)量的今天，空氣凈化器的出現(xiàn)恰恰有效的保障了我們的健康，他可以去除空氣中的顆粒物，包括過(guò)敏原、室內(nèi)的PM2.5等，同時(shí)還可以解決由于裝修或者其他原因?qū)е碌氖覂?nèi)、地下空間、車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物空氣污染問(wèn)題,但對(duì)于一款以清潔空

4、氣為主的家庭電器，他自身的潔凈與方便還不能夠令人滿意,所以要找準(zhǔn)設(shè)計(jì)定位，自主創(chuàng)新，運(yùn)用TRIZ(TheoryofInventiveProblemsolving)理論指導(dǎo)空氣凈化器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合消費(fèi)者需求并具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品2.2問(wèn)題初始情境描述空氣被吸入空氣凈化器后，由于空氣凈化器濾網(wǎng)上的活性炭吸附力很強(qiáng)，當(dāng)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，空氣中許多有機(jī)污染物留在材料上，這就需要我們經(jīng)常更換濾網(wǎng)，而如果濾網(wǎng)的清潔如果不到位就可能導(dǎo)致再次污染。2.3系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問(wèn)題需要經(jīng)常人為地清潔、更換濾網(wǎng)2.4系統(tǒng)主要缺點(diǎn)出現(xiàn)的情境如果沒(méi)有及時(shí)的清潔更換、妥善處理濾網(wǎng)，時(shí)間一長(zhǎng)，就可能導(dǎo)致許多有害氣體顆粒

5、堆積，使活性炭喪失吸附能力，不僅影響凈化器的運(yùn)行，還會(huì)使凈化后的空氣惡化2.5初步解決思路初步解決思路是在空氣凈化器中加入半導(dǎo)體材料，將活性炭吸附的各種有機(jī)物分解，但半導(dǎo)體材料成本太高，且技術(shù)困難2.6明確要解決的問(wèn)題如何解決濾網(wǎng)頻繁更換、提高空氣凈化器凈化效率，防止二次污染的問(wèn)題2.7對(duì)新技術(shù)系統(tǒng)的要求在不影響空氣凈化率的前提下，空氣凈化器可以自身有效的清潔，而不需要經(jīng)常人為地進(jìn)行清潔濾網(wǎng)的工作2.8技術(shù)系統(tǒng)IFRIFR流程求解過(guò)程1,設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是什么？空氣凈化器循環(huán)凈化空氣的同時(shí)自身還可以保持清潔2,IFR是什么？至內(nèi)空氣永遠(yuǎn)清新3,達(dá)到最終理想解的障礙是什么？循環(huán)凈化過(guò)程中污染物被截

6、留在材料上形成二次污染4,它為什么稱為你的障礙？?jī)艋髦械倪^(guò)濾網(wǎng)，用戶需頻繁更換5,什么資源可以幫助你？?jī)艋鞅旧?,在其他領(lǐng)域中會(huì)其他工具可以解決此問(wèn)題嗎？利用多相光催化氧化技術(shù)，即利用TiO2不斷的將過(guò)濾網(wǎng)活性炭吸附的各種有機(jī)污染物分解為CO2和H2O,從而減少二次污染3 問(wèn)題分析3.1 系統(tǒng)功能分析與建立功能模型3.1.1組件分析技術(shù)系統(tǒng)主要功能組件超系統(tǒng)組件空氣凈化器凈化空氣機(jī)箱外殼進(jìn)風(fēng)網(wǎng)出風(fēng)口多重過(guò)濾網(wǎng)馬達(dá)風(fēng)扇操控面板電源空氣3.1.2相互作用分析空氣凈化器工作時(shí)，機(jī)器內(nèi)的電機(jī)帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生氣流，風(fēng)扇前方的粒子密度增加?？諝鈮毫σ蚕鄳?yīng)增加，而風(fēng)扇后方的密度會(huì)減小，因此會(huì)在室內(nèi)形成循

7、環(huán)氣流，室內(nèi)的污染空氣及一些污物隨著氣流從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入設(shè)備，在通過(guò)進(jìn)化器內(nèi)的多重濾網(wǎng)時(shí)，空氣中的一些污物被多重濾網(wǎng)清除，得到潔凈化的空氣，再在風(fēng)扇的作用下，經(jīng)過(guò)凈化器風(fēng)道設(shè)計(jì)由凈化器出風(fēng)口回到室內(nèi)3.1.3建立功能模型功能分類功能名稱功能等級(jí)性能水平評(píng)價(jià)機(jī)箱外殼保護(hù)進(jìn)風(fēng)網(wǎng)AxN保護(hù)出風(fēng)口AxN保護(hù)過(guò)濾網(wǎng)AxN保護(hù)馬達(dá)AxN保護(hù)風(fēng)扇AxN進(jìn)風(fēng)網(wǎng)吸收空氣BN出風(fēng)口散出氣體BN多重過(guò)濾網(wǎng)分離空氣BI風(fēng)扇移動(dòng)空氣AxN操控面板裝飾外殼AxN控制出風(fēng)口BN控制進(jìn)風(fēng)網(wǎng)BN電源控制面板BN空氣4 矛盾問(wèn)題求解4.1 技術(shù)矛盾分析與求解4.1.1技術(shù)矛盾1Ecl如何解決濾網(wǎng)頻繁更換的問(wèn)題If利用多相光催化氧化技

8、術(shù)將過(guò)濾網(wǎng)活性炭吸附的各種有機(jī)污染物分解為C02和H20。Then增長(zhǎng)了濾網(wǎng)的使用周期But增加了成本4.1.2技術(shù)矛盾2Ecl如何提高空氣進(jìn)化效率If空氣負(fù)離子主動(dòng)撲捉微塵，聚集沉降增長(zhǎng)了多濾網(wǎng)的使用周期Then提升了空氣凈化效率But覆蓋范圍小5 物場(chǎng)分析及76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解應(yīng)用5.1 技術(shù)系統(tǒng)物場(chǎng)模型圖5.1應(yīng)用物場(chǎng)分析與76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解求解流程h關(guān)鍵問(wèn)題2相互作用組件3,物場(chǎng)模型4,標(biāo)準(zhǔn)解類別5,新物-場(chǎng)模型解決方案：利用催化氧化技術(shù)，在光電轉(zhuǎn)換中進(jìn)行氧化還原反應(yīng)?？梢允褂镁C合性能最好的光催化劑TiO2使反應(yīng)發(fā)生，它能夠不斷地將濾網(wǎng)上的活性炭吸附的各種有機(jī)物分解，使活性炭重新激活，從而達(dá)到清潔過(guò)

9、濾網(wǎng)的目的。6 方案評(píng)價(jià)6.1方案列表說(shuō)明表6.1TRIZ方法和工具序號(hào)名稱方案描述1被動(dòng)吸附過(guò)濾式的凈化用風(fēng)機(jī)將空氣抽入機(jī)器，通過(guò)內(nèi)置的濾網(wǎng)過(guò)濾空氣，主要能夠起到過(guò)濾粉塵、異味、有毒氣體和殺滅部分細(xì)菌的作用。2無(wú)濾網(wǎng)主動(dòng)式凈化向空氣中釋放凈化滅菌因子，通過(guò)空氣會(huì)擴(kuò)散的特點(diǎn)，到達(dá)室內(nèi)的各個(gè)角洛對(duì)空氣進(jìn)行無(wú)死角凈化。3使用半導(dǎo)體TiO2對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行處理使用TiO2將濾網(wǎng)活性炭上的有機(jī)物分解為無(wú)害的CO2和H20,有效的避免了一次污染7 結(jié)論與課程學(xué)習(xí)心得通過(guò)半個(gè)學(xué)期的TRIZ理論的學(xué)習(xí)，在老師的悉心教導(dǎo)下，我們受益匪淺。我們明白了創(chuàng)新活動(dòng)的核心是“新”，它或者產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和外部特征的變革，或者是造型設(shè)計(jì)、內(nèi)容的表現(xiàn)形式和手段的創(chuàng)造，或者是內(nèi)容的豐富和完善。通過(guò)課程TRIZ理論的學(xué)習(xí)，使我對(duì)TRIZ理論有了更新更深的了解。TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，無(wú)論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；其次，各種技術(shù)難題和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過(guò)程的動(dòng)力；第三，技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實(shí)現(xiàn)最大效益的功能。在這個(gè)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，