[TRIZ] 시간 사용방법에 관한 발명원리

  시간과 관련된 기술 모순 중에 또 하나는 시간의 사용방법이 잘못되었기 때문에 생긴다. 충전기를 이용해 배터리를 충전한다고 하자. 사람들은 일반적으로 시간이 빨리 되기를 원한다. 예를 들면 AA 크기의 니켈수소 전지를 충전하는 보통 충전기는 완전 충전까지 7~8시간이 걸린다. 하지만 대부분의 사람들이 이것은 너무 늦다고 생각하기에 30분이면 충전할 수 있는 초고속 충전기가 개발되었다.

 

  여기서 생기는 기술모순은 무엇일까?

  얻어지는 유익한 것은 시간이다. 하지만 시간을 줄이려면 충전 전압이나 전류를 올려야 한다. 이 경우 배터리에서 많은 열이 발생하고 이것은 충전지의 수명을 단축시킨다. 따라서 잃는 유해한 것은 신뢰성이나 수명이다. 즉 시간을 줄이면 수명이 줄고,시간을 늘리면 수명이 늘어나는 것이 이 예제의 기술 모순이다. 이 문제를 어떻게 해결했을까?

  발명원리 19번 주기적 작용(Periodic Actions)을 사용했다. 보통 충전기에서는 그림1과 같이 직류를 지속적으로 주어 충전한다. 하지만 초고속 충전기는 펄스 직류를 주어 충전한다. 중간에 쉬는 시간에 있기 때문에 그 시간동안 방열을 함으로써 배터리가 과열되는 것을 완화한다.

  발명원리 19 주기적 작용(Periodic Actions)이나 발명원리 20 : 유용한 작용의 지속(Steady Useful Action)은 시간을 사용하는 방법을 적절히 함으로써 문제를 해결하는 발명원리이다. 발명원리 19는 지속적 작용에서 주기적 작용으로 바꾸거나, 작용이 이미 주기적이면 주파수를 바꾸거나, 작용과 그다음 작용 사이의 시간 터울을 이용하는 것이다.

  예를 들면 벽에 콘크리트 못을 박을 때 힘을 적절히 주지 못하면 못만 휘어버린다. 그래서 망치로 여러 번 반복하여 때림으로서 문제를 해결한다. 앰뷸런스나 교통경찰이 사용하는 경광등의 경우 아무리 빛을 강하게 해도 잘 들어오지 않을 수 있다. 그래서 간헐적으로 번쩍임으로써 잘 보이도록 한다. 예를 들어 소리로 재난상황을 알려야 한다고 하자. 당연히 소리가 커야 멀리서도 들린다. 하지만 아무리 소리가 커도 수많은 소리 중에 경보 소리만 들린다고는 하기 어렵다. 그래서 사이렌은 소리의 간격을 조절하여 이 문제를 해결하고 있다. 굴뚝 설계자는 가능한 한 멀리까지 연기를 보내려고 한다. 그러기 위해 높은 굴뚝을 만들려고 한다.

  그런데 예산 문제로 높게 설계할 수 없을 때는 어떻게 해야 할까? 일반 굴뚝은 연기를 연속적으로 배출한다. 하지만 아래의 굴뚝은 발명원리 19를 이용해 설계한 것으로 밸브를 이용해 연기를 단속적으로 배출한다. 연기가 압축되어 밀도가 높아지기 때문에 쉽게 퍼지지 않는다. 그래서 3,000m까지도 연기가 올라갈 수 있다. 이것은 3,000m짜리 굴뚝을 세운 것과 같은 것이다.

  발명원리 은 20 물체의 모든 부품이 휴식 없이 풀가동 상태로 동작되게 하거나 동작중단이나 간헐적 동작을 없애 문제를 해결한다. 예를 들면 보통의 승용차는 오토 사이클이라는 4 행정을 사용한다. 그런데 그림에서 보이는 것처럼 실제로 동력을 내는 공정은 총 4단계에서 폭발 한 단계에 불과하다. 그래서 엔진 실린더가 하나라면 차의 움직임이 부드럽지 못하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서 현재의 엔진은 4기 통이나 6기 통과 같이 여러 개의 실린더를 가지고 있다. 그런데 Wankel 엔진의 경우 그림에서 보는 것처럼 한 개의 실린더 안에서 4가지 행정이 연속적으로 일어나고 있다. 그래서 훨씬 더 엔진의 출력이 원활하고 마력도 높아진다.

잉크제트 프린터의 경우 프린터 노즐이 좌우로 왕복하면서 잉크를 분사해 인쇄를 한다. 과거에는 타자기처럼 프린터 노즐이 한 방향으로만 인쇄했다. 이 경우 헤드가 돌아오는 시간은 낭비가 되므로 인쇄 속도가 늦어진다. 지금은 발명원리 20을 응용해 가면서, 오면서 양 방향으로 인쇄를 함으로써 더 빨리 일을 처리할 수 있다.