非压力容器隔热层隔热领域技术综述

郑云鹏

（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东广州510000）

0 引言

本文根据数据库收集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择，其中中文数据库选择中文专利文摘数据库CNABS，外文数据库选择VEN（Virtual or Logical Database）。CNABS数据库收录了自1985年至今在中国申请的专利文献，而VEN数据库收录了最早为1900年的专利文献，本次检索以分类号为主，针对非压力容器进行国内外文献的检索分析。

1 非压力容器专利基础状况分析

专利申请产出国一般是指一项技术的原始技术创造国，一般而言，也就是专利申请中的最早优先权国家，由于专利的最早优先权反映了该专利的首次申请，专利的最早优先权指标能直接反映国家或地区的专利的技术含量。在VEN数据库中利用申请国别（原始）作为检索入口进行简单统计，得到在非压力容器隔热领域国际专利分类表中F17C3/04分类号下各国的专利申请量。目前，在隔热层隔热领域，F17C3/04分类号下的专利申请量以日本居首，其申请量份额为46%，之后是韩国、法国、美国和德国，其份额分别为9%、7%、5%、5%，中国与意大利目前并列第6位，其申请量仅占2%。由此可知，在进行隔热层隔热方面的专利检索时，要重点对上述几个申请大国进行关注。

世界专利申请量能在一定程度上反映出F17C3/04分类号下隔热层隔热领域的发展状况，在VEN中利用申请日作为检索入口进行简单统计，得到F17C3/04分类号下专利申请量的发展趋势。F17C3/04分类号下的专利申请量在1970—1979年间达到了峰值的1 984件，发展到了巅峰；随后呈现下降趋势，在1990—2009年这20年间达到谷底，申请量仅有700件，年均35件，而其在峰值的时候年均有190多件；但是近年来申请量又开始缓慢复苏。由此可以看到，随着新的材料、新技术的应用以及对隔热需求的增长，申请量将稳步回升。

在VEN数据库中利用公司代码作为检索入口进行简单统计，得到F17C3/04分类号下专利申请量在40件以上的主要申请人。申请人主要集中在日本、韩国，这和申请量国别统计的结构是一致的。其中三星、石川岛播磨重工业株式会社、三菱重工的申请量分别为302件、200件、173件，位列前三；紧随其后的申请人有现代重工业有限公司、川崎重工、法国工程集团、大宇造船及船用工程公司等。

在CNABS数据库中利用申请日作为检索入口进行简单统计，得到F17C3/04分类号下本国专利申请量的发展趋势。不计2014年之后申请的专利，总体中国专利申请呈上升趋势。结合之前的有关世界范围内各国申请量统计和申请量发展趋势的分析可知，世界专利申请在近年来的复苏很大程度上是我国的专利申请在大幅提升，相较20世纪八九十年代，提升近两倍，特别是从90年代开始，发展极为迅速。其中1985—1990年申请量为27件，1990—1994年申请量为29件，而1995—2000年及2011—2014年的申请量分别为71件和74件。

在CNABS数据库中利用申请人作为检索入口进行简单统计，得到F17C3/04分类号下专利申请人的分布情况。其中，企业申请人占绝大多数，多为日本和韩国重工业企业，而中国国内申请的比重还较低，但是发展越来越快。在份额上，企业申请占比为88%，个人申请占比为7%，大学或科研院所的占比为5%。

2 非压力容器隔热技术原理及技术分支

根据隔热机理和隔热方式的不同，隔热可以分为阻隔性隔热、反射隔热及辐射隔热三类。阻隔性隔热是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热，热传递是通过对流、辐射及分子振动热传导三种途径来实现的。反射隔热通过反射涂层，反射太阳热，以达到隔热的目的。辐射隔热通过辐射的形式把物体吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而达到良好的隔热降温效果。由于辐射隔热是通过使抵达物体表面的辐射转化为热反射电磁波辐射到大气中而达到隔热的目的，因此，关键技术是制备具有高热发射率的涂料。

根据隔热的机理可以得到非压力容器隔热的三个技术分支，分别是隔热材料、隔热涂层和隔热结构的设计。

隔热材料又称绝热材料，能阻滞热流的传递，分为多孔材料、热反射材料和真空材料三类。多孔材料利用材料本身所含的孔隙隔热，因为孔隙内的空气或稀有气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去。而真空绝热材料是利用材料的内部真空阻隔对流来隔热。例如，“申请号：8510531；发明名称：液化气储运罐的绝热方法和系统”的专利中，在储运罐工字梁的内部填充绝热材料，从而实现隔热的功能，其采用轻质绝热材料，这种结构在实现绝热的同时，能减小储运罐的重量[1]。

隔热涂料是将太阳红外线和紫外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射出去，以降低物体的温度[2-3]。

在一定的隔热材料下，不同的隔热材料机构设置对隔热的效果有不同的影响。例如，在“申请号：96195457.4；发明名称：夹层结构”的专利中，使用夹层结构来实现隔热[4]，而这种结构在法国专利说明书第2038668号和第2325503号，瑞士394566号，欧洲专利说明书第281689号，以及英国专利说明书第2138551号和第2263164号中都有记载。该夹心层由夹心单元和纤维增强塑料制成。

也有内胆和外胆分离的情况，并在内、外胆之间充填绝热材料。例如：“申请号：200420003969.6；发明名称：高真空绝热低温液化气体储罐”的专利文献，其罐体由外壳、内胆、外胆构成，内、外胆之间设有高真空绝热层以及支撑结构，在高真空绝热层中充填高真空粉末[5]。随着低温液化气罐式运输的发展，在限定的尺寸内如何有效增大低温液化气体的储存容积以及提高隔热和抗冲击能力是要改进的方向[6-7]。

3 非压力容器隔热技术展望

当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展，在发展新型保温隔热材料及复合结构保温节能技术的同时，更强调有针对性地使用保温绝热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。我国石化产业的发展，对储运罐的隔热层隔热提出了更多的挑战，如今科技在迅猛发展，隔热技术不断进步，我国在该领域的专利申请数量大幅提升，将慢慢扭转由国外掌握隔热核心技术的局面。