机械滤网式空气净化器风路技术专利分析

郭苗苗　陈　晓　孟　伟（国家知识产权局专利局审查协作河南中心，河南　郑州　450002）



机械滤网式空气净化器风路技术专利分析

郭苗苗陈晓孟伟
（国家知识产权局专利局审查协作河南中心，河南郑州450002）

摘要：随着空气污染问题日益严重，各国对于空气净化器的技术研发投入力度逐渐加大，许多重点公司及研究机构已经围绕核心技术申请了大量专利。中国在空气净化技术方面起步较晚，但近年来技术发展迅速，专利申请量显著增加。对于机械滤网式空气净化器，风路技术是其核心技术之一，本文通过专利申请量、技术构成、技术需求、技术功效、重要申请人、重要技术及专利申请地分布，分析了机械滤网式空气净化器的风路技术在国外和国内的基本态势。

关键词：空气净化器；风路；专利分析

1　综述

近年来，随着各国工业的持续高速发展，全球范围内空气质量呈现出显著下降的趋势，直接威胁人类的健康。除了室外空气污染的影响，广泛使用空调的房间，如办公室、宾馆、民用住宅、医院病房以及实验室等场所，由于空间相对封闭、空气流动性差，空气质量更为堪忧，在此形势下，人们对于室内空气质量改善的需求日益迫切。

面对日趋恶化的空气污染问题，各国、特别是发达国家，不断增加对空气净化技术的研发投入，掌握了大量核心技术专利。我国在近几年来，频繁出现大面积雾霾天气，空气质量问题严峻，这也加速了我国在空气净化领域的技术研发。然而，由于我国起步较晚，还未形成系统、成熟的研发机制，因此有必要对空气净化技术相关的专利进行分析，以了解国内外的研究方向及热点，为我国的相关研究机构和企业的研发提供参考。

2　机械滤网式空气净化设备

空气净化器是指能够吸附、分解或转化空气中的固态、气态污染物（包括PM2.5、粉尘、花粉、甲醛、病毒、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的产品。

空气净化器的净化手段，主要分为机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电集尘、负离子和等离子体等。目前，市场上使用最为广泛的是机械滤网式空气净化器，如图1所示，其主要构成包括：机箱外壳、过滤模块、控制模块、风路模块、电机、电源、液晶显示屏等。

图1　机械滤网式空气净化器主要构成

对于机械滤网式空气净化器，专利申请主要集中在四项技术改进，整体结构、过滤模块、控制模块及风路模块。图2示出了以上四项核心技术的集中度分布。

图2　机械滤网式空气净化器核心技术分布

从图2可以看出，目前的专利申请主要集中于对整体结构和滤网模块的改进，涉及风路模块改进的专利尚少，研发空间较大。合理的风路设计不仅是有效提高空气净化效率的重要手段之一，更是提高如超低静音等用户体验的重要保障。因此，本文针对机械滤网式空气净化器的风路技术专利进行分析，力求挖掘新的技术方向、为构建完整的专利布局提供帮助。

3　风路技术专利分析

3.1风路技术总体态势分析

图3　风路技术专利申请量年度分布

图3示出1983-2015年间，涉及风路技术改进的专利申请量年度分布图。由图3可以看出，在2005年以前，涉及风路模块改进的专利申请数量较少，且历年申请量处于上下徘徊状态，其中没有明显的高峰，而是呈现小幅徘徊；进入2005年以后，风路设计方面的专利申请数量开始出现快速的近线性增长。这表明随着空气净化器市场的不断扩大、使用的普及以及用户体验的需求增加，研究人员对于风路模块的改进保持着极大兴趣。

3.2主要专利申请地历年专利申请分布

图4　风路技术专利主要申请地历年专利申请分布

图4反映了1983-2015年期间，风路技术专利申请在主要申请地的历年申请量分布情况。由上图可以看出，在1983-2003年间，申请量最大的国家为日本，多数年份所占比例达90%以上。自2004年开始，在日本公开的专利申请比例大幅下降，来自于美国和韩国的专利申请比例增长。而自2005年以来，中国公开的申请量增幅明显，特别是2007年以后，专利申请量不但在绝对数量上显著超过了美国、韩国以及之前居于首位的日本，所公开的专利申请所占的比例也逐渐超过50%，从而超越曾经居于首位的日本而成为专利申请第一大国。这表明作为新兴市场，中国受到了极大的关注，这对于国内企业而言即意味着机遇，同时也可能会面临着很多来自国外企业的技术和专利挑战。

3.3风路技术构成分析

图5　风路技术构成分布

图6　风路技术需求分布

图5反映了涉及风路模块改进的多边专利申请中，各技术分支的总体分布情况。其中，整体风路设计占据了最大比例，达到54%，受到申请人的最大关注；其次则依次为内部风道改进和进出风口改进，这两个分支的申请量比例均达到了15%以上，申请人相对关注较多；而单一的进风口设计和出风口设计的申请量比例较低，不足10%。

整体风路设计作为空气净化设备风路改进的较为核心和基础的部分，与净化效率的高低有着直接的关系，因而，有关整体风路的风道结构设计和风路导向改进始终是最受申请人关注的技术领域，在该领域始终保持较高的研发热度。

3.4风路技术需求分布

图6反映了空气净化器风路模块改进的多边专利申请中，各技术功效的申请量分布情况，反映了该领域的技术需求发展趋势。其中，专利申请中涉及最多的三个技术功效依次为高效净化、加大风量和滤除空气中尘埃，这表明业界对这三个方面的技术需求最为迫切，这三个技术功效也是各技术分支普遍追求的目标。紧随其后的则是使用/维修/更换方便和紧凑型薄型化。这表明随着整个空气净化器市场规模的扩大，不同层次的用户数量显著增加，用户对于设备的关注点不再仅着眼于单一的净化效率的提高，而是更多的关注设备使用上的便捷体验。涉及使用/维修/更换方便和紧凑型薄型化等功效的专利申请量在总体上保持上升趋势，也表明业界已将研发目标投向这方面的技术需求。

3.5风路技术-功效矩阵分析

图7　风路技术-功效矩阵

图8　重要申请人专利分布情况

图7是空气净化器的风路专利技术-功效矩阵图，可以看出，在高效净化、加大风量和智能化/使用舒适三个功效中，各个技术分支都有所涉及。目前，在各技术功效上，整体风路的设计和改进均是主导技术，但出风口和内部风道的设计和改进同样不容忽视。而有关提高使用寿命方面的专利较少，并仅涉及整体风路和内部风道的设计和改进。随着空气净化设备生产规模的扩大和用户需求的增加，对于延长空气净化设备使用寿命的要求将会更为迫切，因而如何提高空气净化设备的使用寿命，使得空气净化设备能够更长时间的有效工作将值得业内申请人的进一步关注。

3.6重要申请人

从图8中可以看出，风路专利申请量排名前九位的申请人分别是松下、三星、三菱（MITSUBISHI）、乐金（LG）、熊津豪威（WOONG JIN）、南京交通职业技术学院、三洋（SANYO）、大金（DAIKIN）和日立（HITACHI）。排名第一的申请人是日本的松下公司，其申请量达到其他申请人申请量的三倍以上，可见其在风路技术方面投入较多，研发实力较强。从整体来看，风路技术的改进方面，重要申请人的专利数量均较少，研发空间较为充足。

目前，日本和韩国在该领域投入研发较多，具有一些研发实力较强的申请人，而其他国家的申请人申请量较少。我国在该领域的研发还处于起步阶段，除南京交通职业技术学院有较少申请外，还没有出现研发实力突出、掌握大量专利技术的申请人，在研发方面与国外申请人尚有一定差距，还存在很大的发展空间。

4　结论

近年来，空气净化器的专利技术发展处于上升期。随着空气净化设备的快速发展，对于用户体验的需求增加，研发人员在不断革新以整体结构改进和滤网改进为代表的传统技术的同时，更将眼光投向为用户带来更舒适、更智能的使用体验，基于此，风路设计不断受到广泛关注，成为当前机械滤网式空气净化器设备研究领域的新热点。

参考文献：

［1］马俊.浅谈静电除尘技术的发展现状及前景.《新疆有色金属》，2013，5，86-88.

［2］荣利民，任建.电除尘原理及发展趋势.《科技风》，2011，第86页.

［3］世界知识产权组织.国际专利分类表［M］.北京：知识产权出版社，2006.

中图分类号：X851

收稿日期：2015-12-25

作者简介：郭苗苗（1987-），女，审查员，研究方向：静电成像领域相关发明专利实质审查。本文指导老师为李保安。

Patent Analysis of the Flow technology of Filter-type Air Purifier

Guo MiaomiaoChen XiaoMeng Wei
（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract:With the growing problem of air pollution，the input power on research and development of air purifier from countries increases gradually.A large number of patents focused on the core technology have been applied for by many key companies and research institutions.China started late in air purification technology，but the technologi⁃cal development is rapid in recent years.There is a significant increase in patent applications.Flow technology is one of the core technologies for filter-type air purifier.The basic trend of flow technology in filter-type air purifier here and abroad is analyzed in this paper through the patent applications，the technical configuration，the technology needs，the technology efficiency，the important applicants，the important technology and the patent applications place distribution.

Keywords:air purifier；flow technology；patent analysis