国内外小型制冷压缩机专利布局综述

■ 李欣1 赵洋2 亓新1 张建雄2 刘祥雨2 李雅2

〔1.中国家用电器研究院；2.中家院（北京）检测认证有限公司〕

摘要：为研究近年来国内外小型制冷压缩机技术的发展情况，选取涡旋压缩机、转子压缩机和直线压缩机进行专利检索，对各国专利申请总量、申请量的逐年变化以及申请企业的分布等内容进行对比分析，该对比分析将体现出各国、各企业在小型压缩机行业的专利布局和技术研究情况，为该行业的进一步发展提供指引作用。

关键词: 涡旋压缩机，转子压缩机，直线压缩机，专利申请量，发展趋势

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2021.18.008

Overview of Patent Layout of Small Refrigeration Compressor at Home

and Abroad

LI Xin1 ZHAO Yang2 QI Xin1 ZHANG Jian-xiong2 LIU Xiang-yu2 LI Ya2

〔1.China Household Electric Appliance Research Institute;

2.CHEARI(Beijing) Certification & Testing Co., Ltd.〕

Abstract: In order to study the development of small refrigeration compressor technology at home and abroad in recent years, this paper retrieved the patents of scroll compressor, rotor compressor and linear compressor, and compared and analyzed the total number of patent applications, the year-on-year change of application amount, and the distribution of application enterprises in different countries. The contrastive analysis will reflect the patent layout and technology research situation of various countries and enterprises in the small compressor industry, and provide guidance for the further development of the industry.

Keywords: scroll compressor, rotor compressor, linear compressor, the number of patent applications, the development trend

学术研讨

1 引言

压缩机一直被喻为制冷系统的“心脏”，其安全、性能的优劣对制冷系统起着决定性的影响，压缩机按照

其结构和工作原理可以分为往复式、回转式和离心式等。其中往复式主要指活塞式压缩机；回转式主要包括涡旋式压缩机、转子式压缩机和螺杆式压缩机。从应用上看，活塞式、涡旋式和转子式压缩机主要面向中小型制冷系统，多用于小型空调器、热泵热水器和家用冰箱等电器产品中[1]。相反的，螺杆式和离心式压缩机主要面向大型制冷系统，多用于大型冷水机组或石油、石化、冶金、电力等工业过程中[2]。目前，国内学者对各类压缩机的发展状况已有一定研究，杨欣伦针对小型往复式压缩机及其零部件进行了国内专利申请现状的分析[3]；胡春妍对国内外涡旋压缩机防自转技术领域的专利

李欣，赵洋，亓新，等：国内外小型制冷压缩机专利布局综述

及文献进行统计，分析了该技术在全球范围内的专利申请量的年度分布、专利申请国家分布、主要申请人及其技术构成[4]；王庆华研究了我国制冷压缩机专利申请的状况，分析不同国家或企业在该领域的申请状况和技术热点[5]。然而，国内学者对于小型压缩机国内外专利申请量的逐年对比等方面的研究较少，本次在调查涡旋压缩机、转子压缩机和直线压缩机国内外专利申请量以及专利申请国家分布的基础上，着眼于专利申请量的逐年对比，这将为国内学者的进一步研究提供更加明确的指引。

2 涡旋压缩机

2.1 国内外专利总量对比

图1所示为专利申请总量前十位的国家情况，可以看出当前涡旋压缩机方面专利申请量较大的国家依次为日本、美国、中国、韩国，占比分别为42%、31%、11%和10%，其他申请国排位靠前的包括德国、英国、法国和加拿大。从应用市场角度看，涡旋压缩机应用于整体式冷冻冷藏设备居多，而冷库又占到了整体冷冻冷藏涡旋压缩机市场的60％以上，这一领域中艾默生/谷轮的市场占有率高达68%，另外，大容量和变容量涡旋压缩机作为研究的热点课题，其主要技术和市场均以艾默生、日立、三菱、松下等企业为主，而我国企业则侧重于家用制冷器具的应用研究，因此在整体涡旋压缩机领域优势不明显[6]。综合来看，与美、日两国相比，我国在涡旋压缩机领域的总技术研发投入较少，技术积累不充足。

2.2 逐年申请趋势对比

图2所示为近10年日、美、中、韩四国的专利申请量对比图，从图2中可以看出我国自2016年以来开始着力对涡旋压缩机进行技术研发，在2019年专利申

图2 涡旋压缩机逐年申请趋势对比图图1 涡旋压缩机国内外专利总量对比图

李欣，赵洋，亓新，等：

国内外小型制冷压缩机专利布局综述请量达到全球第一。相反的，日、美两国在2017年以前一直保持着对涡旋压缩机的高申请量，并从2017年以后出现明显的下滑趋势。其潜在原因在于涡旋压缩机的应用领

域逐渐向中型商超展示柜、低环温热泵、新能源汽车等我国优势领域拓展[7]。因此，虽然现阶段我国对于涡旋压缩机的技术储备落后于日、美两国，但随时间的推移，差距将被逐步缩小。2.3 申请人对比

涡旋压缩机申请量前十位的申请人对比图如图3所示。由图3可以看出，在申请量前十位的申请人中，日本企业占6家，美国企业占2家，韩国企业占2家，而中国龙头企业格力电器申请量排在21位。从该图中不难看出，日本企业目前在涡旋压缩机的技术储备方面仍然占据绝对优势，美国企业开利、艾默生等，韩国企业LG等在该领域也具备一定量的

研究成果，由于中国受限于应用领域的劣势，格力、美芝等在专利申请总量上与国际同行业竞争者仍存在一定差距。

3 转子压缩机

3.1 国内外专利总量对比

转子压缩机国内外专利总量对比图如图4所示。由图4可以看出，在转子压缩机专利申请量方面，仍然是日、中、韩、美四国的申请量最大，其中日本占据比较大的优势，其申请量达到7242件，占据全部申请量的47%；中国排在第二位，占据全部申请量的30%，其次是韩、美两国，分别占比为14%和5%。与涡旋压缩机不同的是，中国在转子压缩机专利申请的力度较大，而美国则有大幅减少，这一现象也侧面反映

图4 转子压缩机国内外专利总量对比图

图3 涡旋压缩机申请量前十位的申请人对比图

出应用市场的不同造成了技术研发方向的差异。3.2 逐年申请趋势对比

转子压缩机逐年申请量趋势对比图如图5所示。由图5可以看出，各国转子压缩机申请趋势与涡旋压缩机明显不同，中国在近十年的申请量上一直处于高位，尤其在2015年以后，转子压缩机技术的申请量呈现出猛烈增长的趋势，相反，日本则是出现慢性下滑的趋势。结合图4不难获知，这一现象的原因在于家

用空调近年来在转子压缩机应用中占比很大，而国内企业依托整机品牌效应产生了强垄断，例如，凌达压缩机有限公司依托珠海格力集团，美芝制冷设备有限公司依托美的集团，转子压缩机市场集中度很高，最大的五家压缩机厂占据了国内87％的市场份额，这为技术的持续革新奠定了良好的基础，大量的科研投入促使新技术不断涌现，成果专利化的趋势不断加强，专利申请量快速增加。

3.3 申请人对比

转子压缩机专利申请量前十位的申请人对比图如图6所示。根据图6所示，在转子压缩机专利申请方面，我国相关企业具备明显优势，其中美芝、格力等申请总量均排在前位，除此之外，申请量前十位的申请人中，日本占据6位，韩国占据2位，美国申请人则没有进入前10位。申请人信息进一步印证了专利总量和申请趋势，由于转子压缩机主要应用于小型家电，我国格力、美芝等龙头企业更加侧重转子压缩机方面的研发，并且在相关技术方面，我国已处于国际优势地位。

李欣，赵洋，亓新，等：国内外小型制冷压缩机专利布局综述

图6 转子压缩机专利申请量前十位的申请人对比图

图5 转子压缩机逐年申请量趋势对比图

4 直线压缩机

4.1 国内外专利总量对比

直线压缩机国内外专利总量对比图如图7所示。根据图7所示，在直线压缩机方面，各国申请情况又展现出了截然不同的分布，申请量靠前的几个国家分别是韩国、中国、日本、巴西和德国，占比依次达到47%、26%、8%、7%和5%。而美国则没有排在前5位。从申请总量上看，直线压缩机各国的申请总量均远低于涡旋压缩机和转子压缩机，其原因在于直线压缩机当前的应用市场较小、研究起步较晚，但其发展潜力巨大，目前我国、韩国和巴西已经具备一定技术优势。4.2 逐年申请趋势对比

直线压缩机逐年申请趋势对比图如图8所示。从图8中可以看出，中国在直线压缩机近十年的申请

量上有明显的优势，韩国整体申请量也保持在比较高的水平。相反的，日本在该方面的申请几乎很少，巴西除2012年申请量较大之外也是长期处于低位。值得注意的是，根据更早的申请量（2000-2010年）数据，韩国和日本都远高于中国，这也说明中国直线压缩机的研究起步比日、韩慢了10年左右。另外，从产品角度看，韩国LG电子是世界上第一家对直线压缩机实现商用化大批量生产的公司，2002年就推出了冰箱用直线压缩机产品；巴西恩布拉科则于2010年率先推出首款商品化应用的无油直线压缩机[7]，而国内学者邹慧明、党海政等也于2011年起开展直线压缩机的研究工作[8-10]，得益于近年来国内学者的不懈努力，我国在直线压缩机专利申请量和技术储备方面均有大幅提升。4.3 申请人对比

直线压缩机申请量前十位的申请人对比图如

李欣，赵洋，亓新，等：

国内外小型制冷压缩机专利布局综述图7 直线压缩机国内外专利总量对比图

图8 直线压缩机逐年申请趋势对比图

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