廖雪麗

摘 ?要：文章基于專利分析，從國內(nèi)外專利申請量年度分布、技術(shù)分支、重要申請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：TK05 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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能的流體減速，使動能有效地轉(zhuǎn)化為壓力能，轉(zhuǎn)化過程存在能量損失、振動噪聲和流動分離等情況[1-2]，因此需要研究對于擴(kuò)壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文以離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利申請作為分析對象，以期對于離心式流體機(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)庫包括中文庫CPRSABS和英文庫DWPI，分類號主要包括IPC[第八版]分類號：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 申請量年度分布

基于CPRSABS和DWPI數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果統(tǒng)計(jì)離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器專利技術(shù)的國內(nèi)申請量和全球申請量的情況（如圖1所示），檢索對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)專利申請量開始穩(wěn)步上升，并于2005年后開始大幅增長。我國的擴(kuò)壓器專利申請起步較晚，專利申請最早始于1992年，但1992-2007年間申請量一直很少，直到2007年開始才逐年上升。

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

2.2 技術(shù)分支

對擴(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單的特點(diǎn)，獲得廣泛應(yīng)用，專利申請量最多，占申請總量的66%，涉及葉型、弦長、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、抑制流動分離、擴(kuò)穩(wěn)等方面進(jìn)行了改進(jìn);無葉擴(kuò)壓器申請量占總申請量的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，因此申請量較少;此外，組合擴(kuò)壓器包括同級間有葉、無葉擴(kuò)壓器的組合和多組有葉擴(kuò)壓器的組合，以及多級流體機(jī)械中不同級間擴(kuò)壓器的組合，申請量占比均較少。

2.3 主要申請人分布

根據(jù)離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器專利文件中申請人和申請量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得到該領(lǐng)域全球范圍內(nèi)重要申請人申請量排名情況，如圖3所示，排名前6位的申請人依次為日本IHI株式會社（IHI）、日本三菱重工業(yè)株式會社（三菱重工）、豐田自動車株式會社（豐田）、株式會社日立制作所（日立）、美國開利公司（開利）、珠海格力電器有限公司（格力）?？梢?，排名前6位申請人中，日本占據(jù)4席位置，美國和中國各占1席位置，上述申請人均是制冷空調(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位申請人關(guān)于離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的專利申請量排名。此外，國內(nèi)申請人江蘇大學(xué)、中國科學(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

本文對離心式流體機(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，同時對全球范圍內(nèi)重點(diǎn)申請人進(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]BQ里斯.離心壓縮機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[2]柳陽威，劉寶杰.離心葉輪和擴(kuò)壓器相互作用[J].航空動力學(xué)報(bào)，2009（12）：2695-2702.

[3]王永生.離心壓氣機(jī)氣動設(shè)計(jì)程序開發(fā)及應(yīng)用[D].中國科學(xué)院大學(xué)，2014.