综述
SUMMARY

我国螺杆式大型压缩机领域专利申请状况

   随着转子齿型和其它结构的不断改进,各方面性能在逐步提高,机型种类也在不断增多,容量范围和使用范围也越来越大,特别是大型工艺螺杆压缩机组,具有广阔的应用前景。

我国螺杆式大型压缩机领域专利申请状况
 
  螺杆式大型压缩机是利用阴阳转子相互啮合,高速旋转产生容积变化,从而得到额定压力的压缩空气,是一种容积型、回转式压缩机,以其结构紧凑,压缩比大,输气量调节良好以及便于维护等特点,成为大型压缩机中一种理想的类型[1]。它具有许多其它压缩机无法比拟的优点:比如,螺杆压缩机运动部件少,只有阴阳转子做旋转运动,因此易损部件少,运行可靠性高;螺杆压缩机维护保养方便, 因定期保养的是空气过滤器、油过滤器、油气分离器,都是重量轻,容易拆下的部件,没有配合精度要求,保养周期长;从控制系统方面看,螺杆压缩机为无人值守设计,其运行全部自动化;从设备安装方面看,螺杆压缩机采用整体箱式,且运行过程没有不平衡力,故不需要大的基础,放于地面即可;尤其在振动方面,因为螺杆压缩机的转速大多在千转以上,相比几百转的其它压缩机,更容易避开机组较低阶的结构固有频率,同时,其周期性的吸排气相比其它机型的吸排气所引起的压力脉动要小得多[2-3]。
  由以上方面看,螺杆式压缩机具有优越性,这也是螺杆压缩机取代其它压缩机的根本原因[4]。近年来,随着转子齿型和其它结构的不断改进,各方面性能在逐步提高,机型种类也在不断增多,容量范围和使用范围也越来越大,特别是大型工艺螺杆压缩机组,具有广阔的应用前景[5-10]。
 
  1 分析样本
  以下将对螺杆式大型压缩机领域在中国的专利申请状况进行分析,旨在通过分析,为掌握中国螺杆式大型压缩机专利技术分布、专利技术发展等提供帮助。
  截至2012年6月,在中国专利文献检索系统 CPRS中检索到涉及螺杆式大型压缩机技术的专利申请达589项,其中国内申请人申请468项,国外来华申请121项。下面在这一数据基础上从专利申请整体发展趋势、专利申请国家/地区分布、主要专利申请人分析等角度对螺杆式大型压缩机专利技术进行分析。
 
  2 专利申请整体发展趋势
  为了研究螺杆式大型压缩机技术在中国的发展情况,我们对中国及国内、国外来华的专利申请数量数据按时间序列进行了统计分析。关于螺杆式大型压缩机技术的中国专利申请最早开始于1985年,是一篇国内申请,而国外来华申请最早开始于1989 年,落后4年。
  从历年申请量来看,中国的专利申请量变化大致分为以下三个阶段:第一阶段是1985年至2000年,这一时期的专利申请量很少,最多的为2000年的10件,其余年份的申请量均不足10件;第二阶段是2001年至2005年,申请数量有了小幅增长,并在2004年达到最高值的23件;第三阶段是2006年至 2011年,为专利申请数量迅速增长的阶段,并且在 2011年达到申请数量为136件的最高值。
  进一步从国内申请量和国外来华的螺杆式大型压缩机技术领域专利申请量来看,在国内申请方面,1998年前国内申请数量变化不大,并且数量较少,均未超过3件,在1999-2005年内,国内申请数量高于前一阶段,显示国内逐渐重视螺杆式大型压缩机技术方面的研究,而在2005-2011年,出现了国内申请数量的急剧增长,显示该技术成为国内研究的热点。在国外来华申请方面,其申请数量变化幅度小于国内申请,在前期阶段,仅在1989 年,1993-1994年1996年出现了1件申请,在1997-2005年出现了申请量交替增长和下降的趋势,同时在2006年出现了国外来华申请数量的最高值,为21件,随后在2007年申请量又急剧下降至4件,此后申请量出现小幅增长。通过以上变化可见,国外来华申请除了个别年份增长值很大之外,其余申请量基本保持平稳,显示在该领域国外申请人对于国内市场的专利布局的计划性和持久性。通过对二者进行比较,在2006年之前,国内申请和国外来华申请在数量上差别不大,仅在少数年份(1997年和2000年)中国内申请数量少于国外来华申请,其余年份均多于国外来华申请数量;而在2006年之后,国内申请数量明显大幅度超过国外来华申请,体现出国内申请人对于螺杆式大型压缩机技术领域方面的研究空前高涨,国内申请在螺杆式大型压缩机技术的专利申请中占主体地位。
  从螺杆式大型压缩机技术领域中国专利申请类型分布看出,在国外来华的专利申请中,100%的专利申请都是通常认为技术含量较高的发明专利申请,实用新型为0。而在国内专利申请中,有73.5%的专利申请是实用新型专利申请,发明专利申请仅占25.5%。可见,在螺杆式大型压缩机技术领域,国外申请人相对于国内申请人更注重通过发明专利申请来获得较为稳定的专利保护。需要指出的是,在螺杆式大型压缩机技术领域,国内申请中实用新型专利申请的比例不仅远远大于国外来华申请,并且这一比例也大于整个中国专利申请量中的实用新型申请的比例,可见,相对而言,螺杆式大型压缩机技术领域具有较高的技术门槛,其专利申请的技术含量相对较高。
 
  3 专利申请国家/地区分布
  在螺杆式大型压缩机技术领域,国内申请以468件的数量占到了该领域的中国专利申请的约八成。这一比例也表明在螺杆式大型压缩机技术领域的中国专利申请中,国内申请是主力,并与国外来华申请在数量上差距较大。结合历年申请情况来看,近几年申请量的大幅增长主要以国内申请人为主,可以看出国内申请人在螺杆式大型压缩机技术领域的研发热情持续升温,预计未来几年内国内申请量仍然将维持较高的增长。
  通过统计,可以发现螺杆式大型压缩机技术领域的国外来华专利申请基本被日本、美国、德国、瑞典、比利时所占据。其中,日本的来华申请以54.55%的比例占据了第一的位置。其所占的比例超过了50%,远大于美国、德国、瑞典和比利时,可见日本非常重视中国市场,因此需要国内企业重点关注。我们可以初步判断,在螺杆式大型压缩机技术领域,日本占据了较为明显的专利技术优势,这与日本的压缩机领域技术相对发达有很大关系,而且其相当重视在中国的专利布局。而美国和德国作为传统的技术强国和地区,分布占据了19.83%和13.57%的申请量。比利时和瑞典所占的比例相当。
 
  4 主要申请人分布情况
  进一步看关于螺杆式大型压缩机技术的中国专利申请中,各主要申请人所占的份额,其中神户制钢和日立公司以21件专利申请共同占据首位,二者各占总量的3.47%,而无锡压缩机公司以19件专利申请位居次席,占总量的3.14%。前七大申请人中,国外公司占据了2家,这两家均为日本公司,并且位居首位。而中国国内申请人整体来看,在螺杆式大型压缩机技术领域的专利申请中,前十二位申请人的申请量约占总申请量的24.30%。也就是说,虽然出现了份额领先的申请人,但基本还是处于群雄竞争的局面,参与该领域技术开发的申请人较多,且技术的分布相对分散。
  此外,结合国外公司在专利申请中所占比例(比例均较低,比例最高的日立和神户制钢均为3.47%)来看,虽然国外来华公司在中国申请中所占比例最高,但是它们均没有在中国进行大规模的专利布局,而在国内申请人的份额分布中,无锡压缩机公司以3.14%的份额占据第一,而上海斯可络压缩机公司以13件申请位居第二,西安交通大学以9件申请位居第六。在前八大申请人中,公司为7家,体现出螺杆压缩机技术领域的研发以公司为主力,其目的主要为占据市场份额。与该领域整个中国专利申请人份额分布类似,前八大国内申请人的申请量总额占国内申请总量不到20%。
 
  5 结论
  本文针对螺杆式大型压缩机领域的国内专利申请情况进行了比较分析,我们清楚地看到国内在螺杆式大型压缩机领域的发展中所处的地位。对于我国螺杆式大型压缩机领域的发展,笔者有如下总结与建议:
  中国的螺杆式压缩机申请近期增长迅速,专利申请量在2000年开始迅猛发展,并在2011年达到峰值。这体现出国内重视螺杆式大型压缩机技术,出现研发热情高涨、申请量迅速增长的现象,值得关注。虽然中国专利申请数量在中国申请分布中位居首位,并且这种数量的领先很大程度上是因为国内申请近年来申请数量的迅速增长,但这种数量上的优势并未体现出中国在螺杆式大型压缩机技术领域处于领先地位。这主要体现在,在中国主要申请人中,排名前十的只有三家国内公司,并且排名也较靠后,这体现出国内公司与这些技术领先的公司之间的差距。对此,国内申请人应始终坚持对螺杆式大型压缩机相关技术研发的高度重视,尽可能地开发具有自主知识产权的核心技术, 并建立起有效的专利保护体系,逐步缩小与国外技术领先的公司之间的差距。
  从螺杆式大型压缩机技术领域的中国专利申请类型分布来看,在国外来华的专利申请中,100%的专利申请都是发明专利申请,实用新型为0;而国内专利申请中,有73.5%的专利申请是实用新型专利申请,发明专利申请仅占25.5%,这也在一定程度上体现出国内申请与国外来华申请在申请质量上的差距。对此,国内申请人应注重专利申请质量的提高,改变专利申请只求数量忽略质量的局面。虽然日本公司在中国的申请量排名前列,但是这些申请人并未在中国展开大规模专利布局。日立公司和神户制钢公司在国内申请量排名最高,均为3.40%,但通过该份额值可见,国外来华公司并未在中国进行大规模的专利布局。由此可知,国外螺杆式大型压缩机领域技术发达的公司对中国市场的重视程度并不很高,这对国内申请人而言既是机遇也是挑战。
  对此,国内申请人应以此为契机,加紧专利申请和专利布局,此外应保持对日本等国的技术领先公司的高度关注,对国内外各公司专利申请及授权情况进行密切追踪,及时了解各竞争对手的技术发展动态,这有利于我国调整技术研发方向,避免发生专利纠纷。
 
  参考文献
  [1] 邢子文.螺杆压缩机- 理论、设计及应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.
  [2] 韩丽娟.螺杆压缩机组的噪音控制[J]. 流体机械,2000, 28 ( 10): 39-41.
  [3] 王丽丽.螺杆压缩机振动故障的分析与诊断[D].阜新: 辽宁工程技术大学, 2007.
  [4] 党锡淇,陈守五. 活塞式压缩机气流脉动与管道振动[M]. 西安:西安交通大学出版社, 1984.
  [5] Glen B,Peter A,Russ C.Dry Screw Compressors in Process GasApplications Including Maintenance Considerations. Proceedings of the Twenty-first Turbo Machinery Symposium , 1992.
  [6] 钱家祥.工艺气用螺杆压缩机行业现状及趋势分析[J]. 通用机械, 2013(06) .
  [7] 孙晓明.工艺气用螺杆压缩机市场发展趋势分析[J]. 压缩机技术, 2012(01) .
  [8] 李卫红,赵季军,尚纪峰,陈涛. 我国螺杆压缩机的研究现状与发展思考
 
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