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新闻资讯 - 专利视点 - 全球热泵专利技术发展现状及趋势分析
       热泵是一种能从自然界中的水、空气、土壤等低温热源中吸收低品位热能,在消耗少量电能的基础上,提供高品位热能以供人们使用的热力装置。由于热泵能够将低品位热能转化为高品位热能,因此在能源回收和环境保护方面得到了广泛应用。本文通过中国专利检索数据库(CPRS)和德温特世界专利索引(DWPI)数据库,对2011年12月31日之前公开的热泵领域的专利数据进行检索,并在此基础上分析了该领域国内外专利申请状况,希望能够为我国热泵技术的发展和知识产权保护提供一些启示。

  中国专利申请状况

  1.专利申请趋势

 

  上表为该领域中国专利申请的总体情况。从表1可以看出,截至2011年12月31日,热泵领域已公开的中国专利申请共计3501件。其中,国内专利申请3243件,占中国专利申请总量的92.6%;国外来华专利申请258件,占中国专利申请总量的7.4%。从表1还可以看出,国外企业在我国该技术领域的专利申请量不多,尚未形成全面的专利布局。

  笔者还发现,我国热泵技术起步于20世纪90年代中期,1996年至2000年间,热泵技术的年专利申请量都在25件以下。与国外热泵工业发展进入黄金时期(20世纪70年代)相比,我国热泵技术研究工作起步较晚。从2001年开始,我国热泵技术开始迅速发展,年专利申请量逐渐增加,维持在50件以上,于2008年达到顶峰,超过700件专利申请大关。

  2.专利申请类型

  在与热泵领域有关的3501件中国专利申请中,60%为实用新型专利申请,40%为发明专利申请,这表明我国申请人对发明专利的重视程度在日渐增长,发明专利申请逐渐增多。

  3.专利申请人状况

  在3501件中国专利申请中,有3243件来自于国内申请人,占到中国专利申请总量的92%;其次为日本申请人,共有专利申请123件,占到中国专利申请总量的4%;排在第三位的是韩国申请人,共有专利申请69件,占到中国专利申请总量的2%;排在第四位的是美国申请人,共有专利申请30件,占到中国专利申请总量的1%。此外,其他国家的申请人来华专利申请量较少,大约占到中国专利申请总量的1%,这些国家有澳大利亚、德国、瑞典、以色列、法国、意大利、加拿大、英国等。从以上数据可以看出,热泵领域中国专利申请主要以国内申请为主,国外来华专利申请量较少。

 

  从图1可以看出,在国内申请人中,广东美的电器股份有限公司的专利申请量最多,共有63件;排名第二的是珠海格力电器股份有限公司,共有专利申请57件。大专院校中专利申请量最多的是清华大学,共有52件专利申请。个人申请中王全龄的专利申请量最多,共有48件。笔者通过分析还发现,在热泵领域国内专利申请人中,专利申请量在25件(含)以上的共有12位,其中企业占5位,包括广东美的电器股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司、LG电子株式会社、江苏天舒电器有限公司和广东长菱空调冷气机制造有限公司;高校占4位,包括清华大学、东南大学、上海交通大学和上海理工大学;个人占3位,分别为王全龄、李华玉和张茂勇。

  其中,发明人王全龄在热泵领域共有专利申请51件,其作为申请人提交的专利申请有48件。张小松来自于东南大学,在其发明的43件专利申请中,申请人为东南大学的共有42件。发明人李华玉在热泵领域共有专利申请37件,同时这37件专利申请的申请人也都是李华玉。由此可见,热泵领域中国专利申请的发明人中,既有个人发明,也有职务发明,且部分申请人的个人专利申请量几乎与企业、大专院校的专利申请量相当。

  在热泵领域中国专利申请中,来自企业的专利申请量占到申请总量的46%,大学院校占14%,科研院所占2%,个人和其他申请人占38%。由此可知,企业是热泵领域中国专利申请的主体。

  国内该领域的专利申请人主要分布在广东、北京、江苏和上海。其中,广东省的专利申请量远远超过其他省市。

  4.热泵技术热点分析

  笔者对热泵领域中国专利申请所属应用领域进行分析发现,在该领域中国专利申请中,应用于热水器的专利申请有979件,占中国专利申请总量的28%;应用于空调领域的专利申请有1081件,占中国专利申请总量的31%;应用于供暖领域的专利申请有679件,占中国专利申请总量的19%;应用于其他领域的专利申请有765件,占中国专利申请总量的22%。

  笔者对该领域中国专利申请所属的热泵类型也进行了分析。需要说明的是,这里的热泵类型主要是按照国际专利分类表(IPC分类)第8版高级版F25B30大组下的分类进行的划分。其中,压缩式热泵方面的专利申请共有2284件,占中国专利申请总量的65%;以低态热源为特征的余热回收式热泵方面的专利申请有486件,占中国专利申请总量的14%;吸收式热泵方面的专利申请有235件,占中国专利申请总量的7%;其他热泵形式的专利申请有496件,占中国专利申请总量的14%。上述分析表明,压缩式热泵是我国专利申请中的主流热泵类型,其专利申请量已经超过了申请总量的六成,是专利竞争较为激烈的技术领域。相反地,吸收式热泵的专利申请量不足申请总量的一成,发展空间较大。

  国外专利申请状况

 

  国外有关热泵的专利申请共计3900件。由图2可以看出,国外热泵技术在20世纪80年代初期就已经蓬勃发展,特别是1981年至1983年间,年专利申请都在100件以上。1984年开始,国外热泵领域专利申请进入低迷期,1988年专利申请量进入低谷,仅有13件专利申请;1984年至1994年间,专利申请量都维持在低位,不过年平均专利申请量也在20件以上。1995年开始,国外热泵技术又开始迅速发展,专利申请量逐年增加;2001年之后,每年的专利申请量都在100件以上,2010年达到顶峰,突破了400件。

  1.国外专利申请人分析

 

  图3为国外热泵领域专利申请人的国别分布。由图3可以看出,专利申请量排在前六位的分别是日本、韩国、德国、美国、英国和法国,这6个国家的专利申请总量达到3726件,占国外该领域专利申请总量的96%。其中,日本的专利申请量最多,超过了1000件。

  笔者对国外热泵领域主要专利申请人及其申请量进行分析发现,热泵领域专利申请量排在前十位的申请人主要来自日本、韩国、德国和美国。其中,排在首位的是来自韩国的LG电子株式会社,专利申请量为111件,也是排名前十位申请人中唯一专利申请量超过100件的申请人。据笔者了解,韩国共有2家公司进入前十榜单,另外一家是三星电子株式会社,排在第九位。日本一共有5家公司进入前十,分别为三洋电机株式会社、大金工业株式会社、日立空调、三菱电机株式会社和东京电力株式会社。德国有2家公司排在前十,分别为斯宝亚创(德国)公司和西门子公司。美国唯一进入前十的公司为开利公司。

  2.国外热泵技术热点分析

  笔者对国外热泵领域专利申请主要涉及的应用领域进行分析发现,空调领域是国外专利申请涉及最多的领域,共有2768件专利申请,占国外该领域专利申请总量的71%;应用于供暖领域的专利申请有551件,占申请总量的14%;应用于热水器领域的申请有497件,占申请总量的13%;应用于其他领域的专利申请有84件,占申请总量的2%。

  笔者对国外专利申请所涉及的热泵类型进行分析发现,压缩式热泵方面的专利申请共有1422件,占申请总量的36%;以低态热源为特征的余热回收式热泵方面的专利申请共有929件,占申请总量的24%;吸收式热泵方面的专利申请共有343件,占申请总量的9%;其他热泵形式的专利申请共有1206件,占申请总量的31%。上述分析表明,压缩式热泵和余热回收式热泵是国外专利申请涉及的主流热泵类型,专利申请量达到了申请总量的六成,属于专利竞争较为激烈的领域。而吸收式热泵的专利申请量较少,不足申请总量的一成。

  总结及建议

  通过以上检索和分析,笔者对热泵领域的专利申请作了如下小结:我国热泵技术虽然起步较晚,但国内申请人对其重视程度在逐年提高,尤其是对发明专利的重视程度日渐增长,发明专利申请量逐年上升。此外,热泵领域中国专利申请应用最为集中的领域是空调和热水器领域,而供暖领域以及热泵结构本身的改进、热泵运行控制方面的改善或者热泵与太阳能、地热能等新型热源结合等应用领域是热泵领域的新的技术创新点,近些年关于这些领域的专利申请有逐年增加的趋势。国外热泵技术的热点同样是空调领域,涉及空调领域的专利申请量占申请总量的71%。国外专利申请的主流热泵类型是压缩式热泵和余热回收式热泵,而吸收式热泵的专利申请量不足申请总量的一成,这为希望开拓国外市场的国内申请人提供了机会。

  基于以上分析,笔者建议,国内申请人应在供暖领域的热泵应用和吸收式热泵方面加大研发力度,提高供暖和热水器领域的专利申请量,特别是在国外的专利申请量,抓住国外专利布局尚未完善的机遇,在日益激烈的国际竞争中占据有利位置。

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