李文龍 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心實(shí)用新型審查部 100081馬富東 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心機(jī)械發(fā)明審查部加工機(jī)械室 300304

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空調(diào)壓縮機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)綜述及專利審查中檢索效率的提高

李文龍 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心實(shí)用新型審查部 100081
馬富東 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心機(jī)械發(fā)明審查部加工機(jī)械室 300304

【文章摘要】

本文以深入了解空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域、發(fā)展特點(diǎn)以及提高該領(lǐng)域?qū)彶楹蜋z索效率為出發(fā)點(diǎn)，首先介紹了空調(diào)壓縮機(jī)的技術(shù)發(fā)展歷程，然后重點(diǎn)分析了空調(diào)領(lǐng)域渦旋式壓縮機(jī)的檢索策略，最后由實(shí)用新型的實(shí)際審查案例入手，對(duì)本文分析和例舉的領(lǐng)域技術(shù)特點(diǎn)及常用檢索策略進(jìn)行了實(shí)踐和探索，證明了相應(yīng)的檢索策略對(duì)于縮小檢索范圍，提高檢索效率方面能夠起到一定作用。

【關(guān)鍵詞】

空調(diào)；壓縮機(jī)；渦旋；型線；潤(rùn)滑；變頻

0 前言

空調(diào)技術(shù)是專利審查中專業(yè)性較強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域。隨著空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也越來越快，從大家所熟知的第一代產(chǎn)品往復(fù)式壓縮機(jī)到第二代的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)以及目前在技術(shù)上領(lǐng)先世界的第三代產(chǎn)品渦輪式壓縮機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為空調(diào)領(lǐng)域業(yè)界重點(diǎn)探索和研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。近些年來有關(guān)空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)的專利申請(qǐng)和審批數(shù)量與日俱增，由于空調(diào)壓縮機(jī)的種類繁多，技術(shù)內(nèi)容復(fù)雜，給審查員在檢索過程中帶來了一定的難度。特別是實(shí)用新型的審查中，往往要求審查員快速掌握申請(qǐng)的技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)所在，壓縮機(jī)技術(shù)的復(fù)雜性更為新型審查中的新穎性檢索和審查帶來了困難。為了提高審查質(zhì)量和效率，避免花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間沒有針對(duì)性的檢索，在技術(shù)綜述的基礎(chǔ)上，本文在第二部分以空調(diào)壓縮機(jī)的第三代產(chǎn)品渦輪式壓縮機(jī)為例，重點(diǎn)分析并列舉了此項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容的一些重要的發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)，找出其中的關(guān)鍵詞以及相應(yīng)的分類號(hào)，形成一種“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的快速有效的特定領(lǐng)域的檢索策略。

1 空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展概述及技術(shù)分類

1.1一代產(chǎn)品

第一代壓縮機(jī)的代表產(chǎn)品往復(fù)壓縮機(jī)，往復(fù)壓縮機(jī)主要由3大部分組成:運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括曲軸、軸承、連桿、十字頭、皮帶輪或聯(lián)軸器等),工作機(jī)構(gòu)(包括氣缸、活塞、氣閥等),壓縮機(jī)還配有3個(gè)輔助系統(tǒng):潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。往復(fù)式制冷壓縮機(jī)在我國(guó)具有相當(dāng)悠久的發(fā)展歷史,也是行業(yè)最早進(jìn)行自主研發(fā)的產(chǎn)品之一,相對(duì)于其他類別的產(chǎn)品,我國(guó)往復(fù)式制冷壓縮機(jī)的技術(shù)也相對(duì)較為成熟[5],[6]。

但是往復(fù)式壓縮機(jī)存在諸多缺點(diǎn)，例如，其運(yùn)動(dòng)部件多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,檢修工作量大,維修費(fèi)用高,對(duì)廠房的要求高,活塞環(huán)的磨損、氣缸的磨損、皮帶的傳動(dòng)方式使效率下降很快等等。正是基于上述缺點(diǎn),往復(fù)壓縮機(jī)正逐步被其它產(chǎn)品所替代。現(xiàn)在市場(chǎng)上往復(fù)式壓縮機(jī)主要生產(chǎn)商有：KK、大金、華意、黃石東貝、美芝等。

1.2二代產(chǎn)品

第二代壓縮機(jī)的代表產(chǎn)品回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，螺桿式壓縮機(jī)就是典型的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，20世紀(jì)60年代前,螺桿式制冷壓縮機(jī)由于設(shè)計(jì)和制造水平的限制,發(fā)展異常緩慢。60年代后,隨著科技的不斷進(jìn)步,螺桿噴油技術(shù)、非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線等的出現(xiàn),螺桿式制冷壓縮機(jī)的效率有了很大提高,也促進(jìn)了該產(chǎn)品的發(fā)展。我國(guó)對(duì)螺桿式制冷壓縮機(jī)的試制起于20世紀(jì)60年代末,由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)與加工工藝的限制,試制的機(jī)組未能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求而停止了研制工作[4]。20世紀(jì)70年代末期,我國(guó)自行開發(fā)生產(chǎn)了螺桿式制冷壓縮機(jī),但產(chǎn)品整體水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比差距很大,如軸壽命短、軸封泄漏嚴(yán)重、能量調(diào)節(jié)不到位等問題影響了國(guó)內(nèi)螺桿式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展。據(jù)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),1988—2007年螺桿式制冷壓縮機(jī)的專利申請(qǐng)總量約為268件,1988—2000年的13年間,該產(chǎn)品的專利申請(qǐng)累計(jì)40件, 從2001年起,螺桿式制冷壓縮機(jī)在我國(guó)開始迅速發(fā)展,2007年的專利申請(qǐng)量為65件,是2000年的近10倍。增長(zhǎng)趨勢(shì)顯示出,國(guó)內(nèi)螺桿式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展盡管起步相對(duì)較晚,但其發(fā)展勢(shì)態(tài)良好，但螺桿式壓縮機(jī)也存在諸多缺點(diǎn)，如噪聲較大，機(jī)器有形狀不規(guī)則的、長(zhǎng)度較大的密封邊緣，一般只能靠較高的制造精度來保證密封，因而所能達(dá)到的壓力受密封效果的限制,多級(jí)串聯(lián)回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)排氣壓力不超過4.2兆帕[6]。

1.3三代產(chǎn)品

第三代產(chǎn)品渦旋式壓縮機(jī)，渦輪壓縮機(jī)最早誕生于1905年，由法國(guó)工程師 Leon Creux 發(fā)明的，70年代開始，由于能源危機(jī)的加劇和高精度數(shù)控銑床的出現(xiàn)，為渦旋機(jī)械的發(fā)展帶來了機(jī)遇。1973年美國(guó)A.D.L公司首次提出了渦旋氮?dú)鈮嚎s機(jī)的研究報(bào)告，并證明了渦旋壓縮機(jī)所具有其他壓縮機(jī)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，從而渦旋壓縮機(jī)的大規(guī)模的工程開發(fā)和研制走上了迅速發(fā)展的道路。1982年，日本三電公司拉開了汽車空調(diào)渦旋式壓縮機(jī)批量生產(chǎn)的序幕，其后日立公司、三菱電氣、大金、松下、美國(guó)的特靈公司也開始了渦旋壓縮機(jī)的批量生產(chǎn)，而美國(guó)的科普蘭公司于1987年開始建立第一條渦旋壓縮機(jī)生產(chǎn)線，到1994年累計(jì)生產(chǎn)渦旋壓縮機(jī)300萬臺(tái)。作為第三代壓縮機(jī)的代表產(chǎn)品，相對(duì)于其他類型的制冷壓縮機(jī),渦旋式制冷壓縮機(jī)在我國(guó)起步較晚。從1994年起，國(guó)外的3家日資品牌及1家美資品牌相繼進(jìn)駐我國(guó),經(jīng)過幾年的發(fā)展及市場(chǎng)超前培育,至2000年國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量已達(dá)200萬臺(tái),目前國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)容量在230萬臺(tái)左右，基本被外資品牌所控制。渦旋式制冷壓縮機(jī)的技術(shù)水平相對(duì)較高,國(guó)外（尤其是美國(guó)）該類型壓縮機(jī)在技術(shù)上占據(jù)較大的優(yōu)勢(shì)，專利申請(qǐng)的各種數(shù)據(jù)也顯示國(guó)內(nèi)在渦旋式制冷壓縮機(jī)技術(shù)方面還與國(guó)外有著較大差距。渦旋壓縮機(jī)作為第三代壓縮機(jī)的代表產(chǎn)品,是因?yàn)樗兄T多優(yōu)點(diǎn): 采用氣體支撐機(jī)構(gòu)，允許帶液壓縮，一旦壓力過高，動(dòng)盤與靜盤端面脫離，壓力立即釋放；無往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,振動(dòng)小,平衡性高,噪聲低,效率高等，因此,倍受國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的重視,被稱為全新一代壓縮機(jī)。

此外,值得一提的是,渦旋式制冷壓縮機(jī)總體申請(qǐng)量在幾種類型壓縮機(jī)中是最大的，總體申請(qǐng)量達(dá)到1500多件[1],[2]，這說明壓縮機(jī)的高端技術(shù)是目前專利申請(qǐng)的重點(diǎn)；因此值得被作為提高檢索效率的重點(diǎn)領(lǐng)域來研究；要想獲得較為準(zhǔn)確的檢索要素，需要對(duì)于渦旋壓縮機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了解[6]。

渦旋壓縮機(jī)主要零件包括固定渦盤、旋轉(zhuǎn)渦盤、支架、偏心軸及防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。渦旋壓縮機(jī)主要由兩個(gè)渦旋盤相錯(cuò)180°對(duì)置而成，其中一個(gè)是固定渦旋盤，而另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)渦旋盤，他們?cè)趲讞l直線（在橫截面上則是幾個(gè)點(diǎn)）上接觸并形成一系列月牙形容積。其壓縮過程主要是通過容積的變化來實(shí)現(xiàn)的，而容積的大小則取決于動(dòng)、靜盤的型線，所以型線設(shè)計(jì)一直是渦旋壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)最基本、也是較為重要的問題。渦旋壓縮機(jī)的不少改進(jìn)，都圍繞著型線進(jìn)行[3]。

2 渦旋壓縮機(jī)領(lǐng)域檢索要素的分析與提取

如前所述，作為最新一代技術(shù)，渦旋壓縮機(jī)具有一系列特點(diǎn)，因此，它受到了國(guó)內(nèi)外科技界的廣泛重視，也越來越成為研究的重點(diǎn)，專利申請(qǐng)量也逐年遞增，以下將渦旋空調(diào)壓縮機(jī)作為審查與檢索時(shí)的分析重點(diǎn)。

2.1渦旋壓縮機(jī)的關(guān)鍵詞提取與分析

在空調(diào)壓縮機(jī)的研發(fā)中，降低渦旋壓縮機(jī)的加工成本,主要是渦旋盤的加工。即尋找具有良好性能的型線,渦旋壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)研究建立在提高渦旋壓縮機(jī)整機(jī)特性基礎(chǔ)上對(duì)表征渦旋型線本質(zhì)特征的渦旋型線的形函數(shù)本身-通用渦旋型線進(jìn)行多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

克什米爾藍(lán)寶石被譽(yù)為藍(lán)寶石中的極品。克什米爾藍(lán)寶石的顏色通常稱為矢車菊藍(lán)，是指一種不含其它色調(diào)的中等深度的鮮艷的純藍(lán)色。此外，克什米爾藍(lán)寶石還由于含有微小的塵狀的內(nèi)含物對(duì)光線散射形成象絨布般的光澤（也稱為天鵝絨效應(yīng)）。

基于渦旋壓縮機(jī)的工作原理，其能夠正常工作的條件就是動(dòng)渦盤與靜渦盤在壓縮腔內(nèi)能夠正確嚙合。而基于渦旋體直壁等高的形狀特性，在幾何計(jì)算時(shí)完全可以僅討論其投影的渦線，即把空間嚙合問題轉(zhuǎn)化為平面嚙合問題，其有關(guān)轉(zhuǎn)換的研究主要表現(xiàn)為型線的申請(qǐng)，專利申請(qǐng)狀況也主要集中于有關(guān)單一渦旋型線研究和通用渦旋型線的研究，但是最近幾年來型線研究趨向于通用渦旋型線方向發(fā)展，且專利申請(qǐng)量也呈逐年遞增的趨勢(shì)。因此綜合考慮空調(diào)的基本領(lǐng)域以及上述特點(diǎn)，可以確定最為常用的一組檢索關(guān)鍵詞：“空調(diào) and 壓縮機(jī) and 渦旋 and 型線”。

進(jìn)一步地，渦旋型線的改進(jìn)，是渦旋壓縮機(jī)經(jīng)常改進(jìn)的領(lǐng)域。目前，單一渦旋型線設(shè)計(jì)理論的研究，常見的渦旋型線有基圓漸開線、正多邊形漸開線、線段漸開線、半圓漸開線、阿基米德螺旋線、代數(shù)螺旋線、變徑基圓漸開線、包絡(luò)型線、以及通用型線等。由于圓的漸開線容易加工，并且該型線的壓縮機(jī)有良好的工作性能，所以，目前應(yīng)用的渦旋型線主要以圓漸開線為主,而對(duì)于渦旋型線的優(yōu)化研究也集中于單一的特定型線參數(shù)優(yōu)化，確定基圓半徑、起始角、渦線圈數(shù)、渦線壁厚、渦線節(jié)距、渦盤半徑等設(shè)計(jì)參數(shù)及其優(yōu)化方法。目前組合型線是在同一渦圈上采用多段不同類型的型線連接為光滑型線,以發(fā)揮不同型線的優(yōu)勢(shì),這種型線不但可兼顧吸氣、壓縮、排氣全過程,而且還具有一些突出特點(diǎn),它是修正型線的拓展。據(jù)此，可以得到另一組關(guān)于渦旋型線改進(jìn)的檢索關(guān)鍵詞：“空調(diào) and 壓縮機(jī)and 渦旋 and 型線 and （漸開線 nor螺旋線）”。

第三，由于變頻渦旋壓縮機(jī)是在定速渦旋壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)而成的，所以其具有與結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的渦旋壓縮機(jī)所固有的優(yōu)點(diǎn)以及變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)。其具有降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊、降低渦旋壓縮機(jī)的能耗, ,提高了工作效率和壽命等特點(diǎn)，由此，也可確定與變頻有關(guān)的關(guān)鍵詞：“空調(diào) and 壓縮機(jī) and 渦旋 and 變頻”。

針對(duì)第一部分的技術(shù)特點(diǎn)，以及上述關(guān)鍵詞提取的分析過程，我們還能夠確定出相應(yīng)檢索和審查時(shí)較有針對(duì)性的IPC分類號(hào)體系：

以下，把Excel表里有用的數(shù)據(jù)融合到一個(gè)表里，并且考慮如何結(jié)合關(guān)鍵詞和分類號(hào)選取合適的檢索策略。

表1　檢索信息表

3 實(shí)際案例分析

申請(qǐng)?zhí)枺?013204642130

名稱：渦旋式壓縮機(jī)

技術(shù)方案：一種渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于：包括動(dòng)渦旋盤和靜渦旋盤，所述動(dòng)渦旋盤包括從所述動(dòng)渦旋盤盤面垂直隆起的動(dòng)渦旋線齒，所述靜渦旋盤包括從所述靜渦旋盤盤面垂直隆起的靜渦旋線齒，所述動(dòng)渦旋盤和所述靜渦旋盤通過所述動(dòng)渦旋線齒和所述靜渦旋線齒以180°至185°的相位差相互嚙合裝配。根據(jù)技術(shù)方案，審查員以一般關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索時(shí)，檢到中文文獻(xiàn)1953篇；不利于閱讀。

通過以本文為工具，可以定位本申請(qǐng)的發(fā)明關(guān)鍵屬于第三代壓縮機(jī)技術(shù)，首先選用出關(guān)鍵詞為：空調(diào) AND 渦旋 AND 壓縮機(jī)，再根據(jù)技術(shù)方案的發(fā)明點(diǎn)可以判定，本申請(qǐng)的發(fā)明點(diǎn)在于渦旋盤的設(shè)計(jì)，由本文第二部分可以得知，此為漸開線的技術(shù)類別，故加入關(guān)鍵詞“漸開線”，依據(jù)表1可以得到，本申請(qǐng)的分類號(hào)可以歸入F04C18/02，利用上述條件綜合檢索(F04C18/02 AND 空調(diào) AND 渦旋AND 壓縮機(jī))，得到相關(guān)文件為49篇，并找到申請(qǐng)?zhí)枮?00910190229的發(fā)明專利申請(qǐng)影響本申請(qǐng)的新穎性。

案例二：

申請(qǐng)?zhí)枺?011200756256

名稱：渦旋式壓縮機(jī)

技術(shù)方案：1. 一種渦旋式壓縮機(jī)，包括渦旋靜盤（1）和渦旋動(dòng)盤（2），其特征在于：所述渦旋動(dòng)盤（2）的漸開線端面上設(shè)有潤(rùn)滑層（6）。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于：所述渦旋動(dòng)盤（2）的漸開線端面上設(shè)有凹槽（2.1），所述潤(rùn)滑層（6）的底部嵌入在凹槽（2.1）內(nèi)。

根據(jù)技術(shù)方案，審查員正常檢索時(shí)，輸入關(guān)鍵詞“渦旋 AND 壓縮機(jī) AND 潤(rùn)滑”檢到中文文獻(xiàn)533篇；不利于閱讀。通過以本文為工具，可以定位本申請(qǐng)的發(fā)明關(guān)鍵屬于第三代壓縮機(jī)技術(shù)，首先選用出關(guān)鍵詞為： 渦旋 AND 壓縮機(jī)，在根據(jù)技術(shù)方案的發(fā)明點(diǎn)可以判定，本申請(qǐng)的發(fā)明點(diǎn)在于壓縮機(jī)的潤(rùn)滑技術(shù)的改進(jìn)，由本文權(quán)利要求書可以得知，其是在漸開線端面上設(shè)有潤(rùn)滑層，故加入關(guān)鍵詞“漸開線”，對(duì)比上表可以得到，本申請(qǐng)的分類號(hào)可以歸入F04C29/02，利用上述條件綜合檢索F04C29/02 AND 渦旋 AND 壓縮機(jī)AND 潤(rùn)滑 AND 漸開線，得到相關(guān)文件為9篇，并找到申請(qǐng)?zhí)枮?00510013798的專利申請(qǐng)，其公開了與本申請(qǐng)相同的技術(shù)方案。

【參考文獻(xiàn)】

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備注：本文第二作者貢獻(xiàn)等同于第一作者。