基于TRIZ创新原理的未来家居灭火器设计

薛富强

摘要：本文依据“方式说”及“事理说”的理念，在TRIZ的创新理论指导下，对家用灭火器及相关的人的生活形态作了一些探讨，并基于TRIZ进化路线、进化潜能相互融合方法，提出了灭火器未来设计的发展方向。

关键词：灭火器;TRIZ;矩阵元素

TRIZ强调采用一套逻辑过程，逐步将初始问题程式化。TRIZ是对已有成功发明方法的归纳，它为发明人在进行发散思维时提供更多的发散维度，以便于在基本常识中找寻到理想解。它对发明起到的是指导作用，而不是直接提供答案。据消防人士介绍，随着人们对火灾的重视，家用灭火器更多地进入普通人家。其实家庭防火不单是要注意用火安全，灭火准备也是非常重要的。任何大火开始的时候都是小火，如在家中备有一件简易的灭火器材并能熟练地操作，当火灾刚发生时，就可以将它及时扑灭。即使火势较大时，灭火器也能延缓火势的迅猛发展，为消防人员的灭火赢得宝贵时间。但现有的灭火器功能单一，存在笨重、保险栓不易被发现、耐腐蚀性差、没有报警提示装置等弊病。新型灭火器以TRIZ理论为指导，在分析了以往灭火器的利弊的基础之上提出了一种新型家用灭火器的概念。这种灭火器能够准确的报告温度和湿度，当人们遇到危险时，能提示报警，使人们能够有效的防范危险，扑灭火灾。

TRIZ理论认为一个设计或工程发展，从某一起始点向最后理想结果之演进，一般称为理想性。理想性是消除原系统缺点，保留原系统之优点不会使系统复杂化，不导入新的缺点。可以推论，未来的家居灭火器设计的理想解是一种兼备报警和灭火多种功能，又轻便环保的设计

目前家居灭火器存在的问题描述和结构分析

① 传统的家用灭火器功能单一，不具有火灾警告功能。

② 家用灭火器为了防止人们的误操作，设置了保险栓。但目前的保险栓设计体积小，不易被发现而且大多采用铁质材料，耐腐蚀性差，易锈。

③灭火器重量沉，体积大，不易操作。

运用TRIZ设计的智能灭火器最大的特点不仅在于灭火器材本身，而是首先追求使用的高效率。根据TRIZ的创新原理，解决技术冲突，使灭火器系统性能提高。技术冲突一分析：当前灭火器的功能单一，无法对消费者进行危险提醒。未来的灭火器增加探测器、报警装置，扩大了产品的功能。但是仪器的增加将导致系统体积和质量的增加。

为了消防安全.发明了温度探测器。该系统可u探测温度，并且存温度过高时发出警报。然而，目前市场上买得到的探侧器有“下几个方面的缺陷：太沉.体积大，不够灵敏或探测的温度不哆准确，一个带有电池（9V电压），温度传感器和报警装置的温度探测器很重。探测器内部的连接方式多为有线连接。质量重，使用不方便。物理矛盾解决思路.利用TRIZ理讫第28个创新原理——机械系统的替代。机械系统的替代内容是通过电场、磁场或电磁场实现物体间的相互作用。

最终解决方案：改变探测器内部传感器和电源的连接方式，变有线连接为无线连接。在灭火器上安装上能发送信息给中央处理器的无线侍感器。这样.只需一个电池和报警器即能满足功能要求。要解决的问题：探测器中的传感器和电源/报警器的重量。

物理矛盾解决思路：利用TRIZ理论第2个创新原理——分离原理。

分离原理的内容是：将一个物体中的于扰部分分离出或将一个物体当中的关键部分分离出来。最终解决方案把探测器中较为沉重的部分（电池/报警器）瑷计为移动，可卸鼗挂在墙上，而较轻的传感器附在灭火器上。这样能有效的减少灭火器的重量。要解决的问题：温度探测，湿崖探测和当危险发生时（如产生浓烟）及时报警的功能分别由不同的探碱器完成，使蜒个系统的质量增加。

物理矛盾解决思路：利用TRIZ理沧第5十创新原理——多用性原理。多用性原理的内容是：使一个物体完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。解决方案：不需要三个功能独立的探测器。把不同功能的揉测器合并成一一台综合探测器。通过金属线把粹探测器内部的传感器相互连接起来，井且112使用一个电源和警报系统作为中央处理单元。这些传感器通过金属线连接到中央处理单元。技术冲突二分析：为了防止人们的误操作.铁质像险栓.耐腐蚀性差，易锈蚀。采用其他材料.稳定性差。

解决方向：把保险检的颜色改成醒目酌红色并外涂荧光剂，能在黑暗中自发光.方便使用。现有灭火器筒体重量占到总重量的50%左右，使用时较为吃力。物理矛盾解决思路：利用TRIZ理论40个创新原理中第40个原理复合材料原理。复合材料原理的内容是：将材质单一的材辩改为复台材料。解决方向：使用轻质材料。解决方案采用新型复合材料，既能保证承受一定的压力，其本身又具有较轻的重量。

应用TRIZ创新原理和原则设计的智能灭火器.有针对的解央了传统灭火器存在的问题，它具有以下优点：功能齐全，并且具有重量轻、探测准确，使用方便等特点，有效保护了人身财产安全。未来的智能灭火器是一种理想的探测和灭火系统.功能得到极大的改善.fEl系统的质量和体积并役有增加。

【参考文献】

[1]创新设计一TRIZ发明问题解决原理rM3[M].北京：机械工业出版社，2002

[2]行业解决方案.http;//webmaster@iwint.corn/pub/wml.txt/980810-2.html，2005—08-16