離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利分析

廖雪麗

摘 ?要：文章基于專利分析，從國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)量年度分布、技術(shù)分支、重要申請(qǐng)人等方面分析了離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器專利技術(shù)的發(fā)展情況，以期為該領(lǐng)域的研發(fā)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：離心式流體機(jī)械;擴(kuò)壓器;專利

中圖分類號(hào)：TK05 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）22-0018-02

Abstract： Based on patent analysis， this paper analyzes the development of patent technology of centrifugal fluid mechanical diffuser from the aspects of annual distribution of patent applications， technical branches and important applicants at home and abroad， in order to provide technical reference for research and development in this field.

Keywords： centrifugal fluid machinery; diffuser; patent

引言

離心式流體機(jī)械通過葉輪的旋轉(zhuǎn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用于對(duì)流體進(jìn)行增速或增壓，離心式流體機(jī)械主要包括流體流入通道、葉輪、擴(kuò)壓器以及流體出口蝸殼等。擴(kuò)壓器用于使從離心式流體機(jī)械葉輪出來的具有較大動(dòng)能的流體減速，使動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)化為壓力能，轉(zhuǎn)化過程存在能量損失、振動(dòng)噪聲和流動(dòng)分離等情況[1-2]，因此需要研究對(duì)于擴(kuò)壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文以離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，以期對(duì)于離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利現(xiàn)狀進(jìn)行分析和梳理。

1 數(shù)據(jù)樣本

本文選用的數(shù)據(jù)庫(kù)包括中文庫(kù)CPRSABS和英文庫(kù)DWPI，分類號(hào)主要包括IPC[第八版]分類號(hào)：F04D17/+，F(xiàn)04D27/+，F(xiàn)04D29/+，檢索過程中采用的中文關(guān)鍵詞包括：擴(kuò)壓、增壓，擴(kuò)散，導(dǎo)流，導(dǎo)氣，引導(dǎo)，離心，渦輪，透平，出口，英文關(guān)鍵詞包括：diffuser？，guide，centrifugal，turbo+，outlet。采用關(guān)鍵詞加分類號(hào)的檢索策略得到專利文件，去噪后得到數(shù)據(jù)樣本。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 申請(qǐng)量年度分布

基于CPRSABS和DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索結(jié)果統(tǒng)計(jì)離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器專利技術(shù)的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量和全球申請(qǐng)量的情況（如圖1所示），檢索對(duì)象為公開日或公告日在2016年12月前的發(fā)明和實(shí)用新型專利。由圖1可以看出，有關(guān)擴(kuò)壓器的專利申請(qǐng)始于20世紀(jì)70年代，隨著離心式流體機(jī)械整體技術(shù)的發(fā)展，自20世紀(jì)90年代中期開始，全球相關(guān)專利申請(qǐng)量開始穩(wěn)步上升，并于2005年后開始大幅增長(zhǎng)。我國(guó)的擴(kuò)壓器專利申請(qǐng)起步較晚，專利申請(qǐng)最早始于1992年，但1992-2007年間申請(qǐng)量一直很少，直到2007年開始才逐年上升。

通過對(duì)于申請(qǐng)國(guó)的統(tǒng)計(jì)可知，擴(kuò)壓器領(lǐng)域的專利申請(qǐng)國(guó)前三位為日本、中國(guó)、美國(guó)。結(jié)合申請(qǐng)時(shí)間可知，20世紀(jì)90年代之前，擴(kuò)壓器領(lǐng)域的主要申請(qǐng)國(guó)為美國(guó)、俄羅斯，20世紀(jì)90年代之后日本申請(qǐng)量開始逐年攀升并成為擴(kuò)壓器領(lǐng)域的第一大申請(qǐng)國(guó)，而俄羅斯申請(qǐng)量急劇減少，中國(guó)自2007年開始申請(qǐng)量逐年增多，這也反映了世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展變化。

2.2 技術(shù)分支

對(duì)擴(kuò)壓器所涉及的技術(shù)進(jìn)行分解[3]，得到表1。

根據(jù)表1給出的專利技術(shù)分解表，對(duì)各技術(shù)分支下的專利文獻(xiàn)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器各技術(shù)分支的專利分布情況。如圖2所示，有葉擴(kuò)壓器因其高效率和制造安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，獲得廣泛應(yīng)用，專利申請(qǐng)量最多，占申請(qǐng)總量的66%，涉及葉型、弦長(zhǎng)、葉高、安裝角度、葉片位置和密度等結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)和葉片角度調(diào)節(jié)和葉高調(diào)節(jié)等控制方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從提高離心式流體機(jī)械的性能、降噪、防喘振、抑制流動(dòng)分離、擴(kuò)穩(wěn)等方面進(jìn)行了改進(jìn);無葉擴(kuò)壓器申請(qǐng)量占總申請(qǐng)量的15%，主要包括擴(kuò)壓器通道形狀和通道控制，通過通道形狀改進(jìn)、通道端壁抽吸和通道寬度調(diào)節(jié)等方式以擴(kuò)大機(jī)組運(yùn)行范圍并提高運(yùn)行性能;管式擴(kuò)壓器占申請(qǐng)總量的8%，主要用于高壓比離心式壓氣機(jī)中，由于制造工藝復(fù)雜，應(yīng)用范圍較小，因此申請(qǐng)量較少;此外，組合擴(kuò)壓器包括同級(jí)間有葉、無葉擴(kuò)壓器的組合和多組有葉擴(kuò)壓器的組合，以及多級(jí)流體機(jī)械中不同級(jí)間擴(kuò)壓器的組合，申請(qǐng)量占比均較少。

2.3 主要申請(qǐng)人分布

根據(jù)離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器專利文件中申請(qǐng)人和申請(qǐng)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到該領(lǐng)域全球范圍內(nèi)重要申請(qǐng)人申請(qǐng)量排名情況，如圖3所示，排名前6位的申請(qǐng)人依次為日本IHI株式會(huì)社（IHI）、日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社（三菱重工）、豐田自動(dòng)車株式會(huì)社（豐田）、株式會(huì)社日立制作所（日立）、美國(guó)開利公司（開利）、珠海格力電器有限公司（格力）?？梢姡琶?位申請(qǐng)人中，日本占據(jù)4席位置，美國(guó)和中國(guó)各占1席位置，上述申請(qǐng)人均是制冷空調(diào)設(shè)備、車輛、交通、航空航天等領(lǐng)域?qū)嵙π酆竦拇笮推髽I(yè)，圖3給出了上述6位申請(qǐng)人關(guān)于離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利申請(qǐng)量排名。此外，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人江蘇大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、清華大學(xué)等科研院所在專利和非專利期刊中也擁有較多相關(guān)文獻(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利技術(shù)進(jìn)行了分析和整理，從技術(shù)分支的分解入手，根據(jù)擴(kuò)壓器的類型，將擴(kuò)壓器分為有葉、無葉、管式、組合式四類，并進(jìn)一步細(xì)化各類型下的技術(shù)分支，通過對(duì)專利文件進(jìn)行去噪和標(biāo)注，獲得各技術(shù)分支下的技術(shù)布局情況，同時(shí)對(duì)全球范圍內(nèi)重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員從整體上把握行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，為進(jìn)一步的技術(shù)研發(fā)提供支持。

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