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袋式除尘器中国专利申请状况分析

2014年07月02日


引言
    袋式除尘器可以获得极低的颗粒物排放浓度,有效控制影响大气质量和人体健康的微细粒子,去除有害气体;袋式除尘器是许多工业物料的回收设备,还是一些新能源开发和节能工程中的配套设备;袋式除尘器能够适应多种复杂条件而获得稳定的运行效果。伴随着国家节能减排环保政策的进一步趋紧以及新兴行业发展的机遇,在一定程度上凸显了作为重要减排环保产业的袋式除尘行业的地位,袋式除尘器在各工业领域和能源领域的应用范围在进一步扩大,在我国的节能减排工作中,袋式除尘技术已经起到并将进一步发挥举足轻重的作用。 本文对袋式除尘器在我国的专利申请状况进行分析,希望能够为我国袋式除尘企业在进行技术研发时明确研发方向。

一、袋式除尘器在中国专利申请状况分析
    本节以向中国国家知识产权局提交并公开的袋式除尘器的专利申请为研究对象,检索数据的截止日期为 2013年12月31日。在中国专利检索系统(CPRS)数据库中经检索、去重降噪得到 2319件专利申请。受专利公开期限影响,将不对 2012年和 2013年数据降低原因进行分析。

1、袋式除尘器中国专利申请的年度数量分布状况分析
    中国的袋式除尘器出现在 1985年,处于起步阶段,总申请量只有4件,从1986年至2000年年均申请量增加至11件左右,申请量没有明显变化,到2001年申请量开始迅速上升,总体趋势呈逐渐增加的态势。从总体趋势上可以预见,中国的袋式除尘器专利申请量在一定的时间段内,仍然会维持在一个较高的水平,我国申请人对该领域的技术研发热情和投入力度比较高。

二、申请人分析
    在国内的袋式除尘器专利申请中,可以看出,前15位申请人的专利申请量占总申请量的 20%,可见该领域的申请人具有一定的集中性,另外一方面,国外申请人在华专利申请量较少(约占 1%),申请人主要为国内申请人。
    此外,由分析可知,袋式除尘器前15位申请人主要为企业、个人、高校申请.10家申请量最多的企业中大部分为民营股份制企业,其中4家为上市公司,且4家上市公司的地区分布比较均匀,可预期其在不同区域或具体应用领域具有相应的市场;通过上述分析可知我国相关骨干企业的发展比较成熟且具有一定的技术研发水平,共同分享高端市场。整体上看,除尘器行业竞争较为充分,市场化较高;其中科林环保、江苏新中、江苏康洁、苏州创星均位于江苏省,而洁华控股、浙江菲达也都位于浙江省,可见不同地区的相关技术发展及研发水平具有一定的差距,导致技术研发和创新主要集中在某些发达省份。对于排名靠前的个人申请,尽管有四人申请量排名位居前15,但通过查看所示的前 15位申请人发明与实用新型专利申请量可知,大部分个人申请属于实用新型专利申请(其中三人的申请全部为实用新型申请),由此可知其对本领域的技术贡献程度、应用价值及专利稳定性实质上低于拥有发明申请量较多的企业及高校。对于高校申请人,清华大学和东华大学在滤袋材料、自动化控制方面具有较高的研发能力,也是我国高校当中在袋式除尘器领域主要的自主研发团队。

三、袋式除尘器的技术发展方向及功效分析
    基于对专利稳定性及发明创造贡献程度的考虑,本文在下述技术分析中对 2319件中国专利申请中的 501件发明专利申请进行具体的技术分析。

1、技术侧重点分析
    通过对 501件发明专利申请的分析,可以从图5中看出,我国袋式除尘器的发明专利申请中主要发明改进点在于反吹清灰部件(25%,126件)、控制及检测系统(19%,97件)以及滤袋的改进(15%,76件)。
(1) 袋式除尘器的清灰方式主要包括机械振打、反吹风、脉冲喷吹三种类型,在清灰部件相关的 126件发明专利申请中,脉冲喷吹方式的申请有 78件(62%),机械振动 21件(17%),其余基本为反吹风形式(20%)。就袋式除尘器的清灰技术而言, 清灰方法的演变, 对其推广和扩大应用范围起了重要作用。 (2) 我国袋式除尘技术的自动控制技术和产品的研究、开发和应用工作已历时数十年,自可编程控制器(PLC)用于袋式除尘器的自动控制以来,经过多年不断改进和完善,已成为袋式除尘器在各种复杂环境下安全可靠运行的重要保障。(3) 袋式除尘器滤袋的改进包括滤袋材料及其滤袋结构的改进。袋式除尘器是依据滤料固有的物理过滤特性以及附着在滤料表面粉尘层的过滤性来截留烟气中具有一定颗粒度的粉尘。所以滤料的选择主要考虑以下几个方面:含尘气体对袋式除尘器滤料的影响、与清灰装置配合选择滤料以及其他生产的实际要求。

2、技术功效分析
    为了更清晰地了解袋式除尘技术各部件及其所要解决的技术问题、各部件产生的技术效果之间的关系,我们通过建立如下技术功效图向读者进行详细说明。技术功效分析是对专利技术手段与技术手段实现的目的或效果(功效)的分析。通过技术功效分析可以了解技术与功效之间的关系,了解技术密集区、地雷区、尚未被开发区域等内容,为企业确定研发和专利布局方向提供条件和依据。
    从判断非常直观地了解到布袋除尘器领域的研究热点集中在提高清灰效果、节能减排上,同时除尘器的安全稳定性、提高过滤效果也是发明专利申请侧重解决的技术问题,这几方面也一直是布袋除尘器的热点研究方向。然而专利申请为了解决这些技术问题,多采用通过对反吹及清灰部件的改进提高布袋过滤器的清灰效果、通过控制系统的改进提高运行的安全稳定性及清灰效率并实现节能减排的效果、以及通过气流及滤袋的改进提高过滤效果等方面。因而本文结合专利技术,总结出这些问题在现有专利当中的解决方式以及技术相对空白区,供读者借鉴。

1> 提高清灰效率
    喷吹清灰法(主要为脉冲反吹)是借助于各种不同型式的压力气流逆向清除粘附于滤袋上的粉尘层。从图 6中可以看出,在提高清灰的效率方面,申请人主要通过对反吹清灰部件的改进或通过对反吹清灰的控制来实现清灰效率的改进。
    例如清灰时,脉冲阀直接向净气室喷射压缩空气,部分压缩空气首先喷射到顶门和箱壁,然后再改变方向,反射到滤袋内部达到清灰目的。这种清灰方式使净气室内气流紊乱,滤袋受力不均,不能清掉滤袋下半部积灰,造成滤袋阻力居高不下,既影响袋除尘器通风量,又加快了滤袋的破损。为解决上述问题,2007提出的中国专利申请(公开号:CN101053730A)通过设置引流喷管匀步一定数量的与滤袋成轴线 30 °角对称的喷射

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