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sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb I 目录报告内容概要.1 第1章前言.1 第2章燃煤锅炉燃烧设备总体专利分析.3 2.1 全球专利分析.3 2.1.1 申请趋势.3 2.1.2 主要技术分支.4 2.1.3 多边申请分析.6 2.2 中国专利分析.7 2.2.1 申请趋势.7 2.2.2 主要技术分支.10 2.2.3 国别和省市区域分析.11 2.2.4 申请人分析.13 第3章流化床锅炉布风系统.15 3.1 技术构成分析.15 3.2 技术需求分析.17 3.3 技术-功效矩阵分析

18 3.4 布风系统重要专利.25 第4章主要申请人分析.34 4.1 阿尔斯通公司.34 4.2 福斯特惠勒公司.37 第5章技术引进.40 5.1 亚临界流化床锅炉技术引进技术的选择.40 5.2 引进技术的内容.43 5.3 引进形式.45 5.4 引进技术的影响.46 5.5 对引进技术的消化、吸收及改进.48 http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb II 第6章新兴市场.51 6.1 印度专利分布情况.52 6.2 阿尔斯通公司.54 6.3 福斯特惠勒公司.55 6.4 美国巴威公司.57 第7章主要结论.60 http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

1 报告内容概要 燃煤锅炉燃烧设备已经经过了数百年的发展, 但是随着经济发展的日益快速、 环境问题 的日益突出以及能源需求的日益紧张,对于燃烧设备的发展提出更高的要求. 本报告首先对该领域的总体专利态势进行分析, 分别从全球及中国的角度, 分析专利的 年代分布、地区分布、技术分布以及申请人分布情况.然后对燃煤锅炉燃烧设备的两个重要 技术分支――煤粉炉和流化床锅炉进一步分析, 并选择了流化床锅炉的布风系统作为一个具 体点进行了深入分析解读,包括技术构成、技术需求、功效以及重点专利等情况.本报告对 行业中主要申请人的历年申请情况、 在中国申请情况、 市场布局与技术布局等进行了详细分 析.此外,针对中国的技术引进情况,报告中分析了技术引进中的专利策略、注意事项等. 最后,以印度为例,分析了重要申请人在新兴市场的专利申请分布情况. 本报告数据均采集自国家知识产权局专利检索与服务系统,数据截止时间为

2012 年5月1日.由于报告中专利文献的数据采集范围和专利分析工具的限制,加之水平有限,报告 的数据、结论和建议仅供社会各界借鉴参考.希望社会各界进一步利用报告,同时欢迎多多 批评指正.若有任何建议和意见,请您发送邮件至:[email protected].感谢您的关 注. http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

1 第1章 前言 燃烧设备是指为使燃料着火燃烧并将其化学能转化为热能释放 出来的设备.自人类使用燃料以来就产生了各种燃烧设备,但是最重 要的燃烧设备之一就是在锅炉中应用的燃烧设备. 自从

19 世纪以来, 锅炉被广泛应用于工厂动力、电站发电、建筑采暖、人民生活等各个 方面,其燃料种类主要有煤、油和天然气.中国是一个缺油、少气、 富煤的国家,燃煤锅炉在中国中国应用十分广泛,其所占比例约为 81%.燃煤与环境保护的矛盾十分突出,近些年中国酸性气体、可吸 入粉尘、以及二氧化碳等排放物日渐增加.同时由于国际气候组织对 二氧化碳等温室气体排放日益严苛,因此燃煤锅炉燃烧设备亟待升 级.从《产业结构调整指导目录(2011) 》等一系列政策文件中可以 看出, 大型化、 高效率、 低污染是燃煤锅炉燃烧设备主要的发展方向. 早期的燃煤锅炉燃烧设备为层燃炉, 随后又逐渐发展出煤粉炉和 流化床锅炉.美、日、欧等经济发达的国家或地区一贯重视燃煤锅炉 燃烧设备技术的专利保护, 主要的大型锅炉制造商一直将中国作为主 要市场,它们在中国的专利申请数量庞大. 中国锅炉企业专利工作大都起步较晚, 掌握的核心专利数量相对 较少.虽然中国在该领域的起步较晚,但目前已步入快速发展期.通 过与国外公司的技术合作、技术引进以及中国科研院所的合作,并结 合中国的市场情况以及用户的特殊要求, 中国锅炉行业走出了一条具 http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

2 有中国特色、符合中国国情的发展之路.并在某些技术分支已经取得 了重大突破,例如,中国循环流化床锅炉自主技术已经迈向了国际先 进水平, 不仅能够自主设计并制造

300 MW 等级循环流化床锅炉, 而 且具备了开发更高容量等级锅炉产品的实力.同时,中国的电站锅炉 产品还出口印度、巴基斯坦、越南、印尼等国. http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

3 第2章 燃煤锅炉燃烧设备总体专利分析 2.1 全球专利分析 2.1.1 申请趋势 燃煤锅炉燃烧设备的历史可以追溯到

19 世纪早期, 随着蒸汽机的出现, 产生了最早的 蒸汽锅炉.早期的燃煤锅炉燃烧设备为层燃炉,随后又发展出室燃炉和流化床锅炉.为了 分析燃煤锅炉燃烧设备的发展趋势,针对检索到的专利文献按年代进行了统计分析,分析 发现从

20 世纪初开始就已经有零星的专利申请. 纵观近

100 年的专利文献, 燃煤锅炉燃烧 设备的发展可以划分成五个阶段: (1)萌芽期;

(2)发展储备期;

(3)发展高峰期;

(4) 平稳期;

(5)二次发展期.下面对这五个阶段进行详细说明. (1)萌芽期:该阶段从

20 世纪初到

20 世纪中叶,特点是专利申请量较少,大部分是 英国专利,这与英国作为工业革命的发源地、并且最早建立了近代专利制度有相当大的关 系.值得注意的是,在这一阶段出现了室燃炉,能查找到的关于煤粉室燃炉的最早的专利 是GB191012721 A,申请日为

1910 年5月25 日,申请人是 BARNHURST HENRY ROHRMAN 和BARNHURST HENRY GREGORY. (2)发展储备期:该阶段从

20 世纪中叶到

60 年代末.随着第

2 次世界大战的结束, 各国纷纷将重心转移到工业建设中, 锅炉作为工业中最重要的设备之一, 得到大量的使用. 由于这一阶段石油价格较低,各国广泛采用燃油锅炉,因此燃煤锅炉燃烧设备的专利申请 量并不突出.值得注意的是,在60 年代,流化床技术被应用到锅炉燃烧领域,出现了流化 床锅炉.这方面代表性的申请人有德国的 METALLGESELLSCHAFT AG 下属的鲁奇 (LURGI)公司,代表性的专利申请有 DE19681758244,申请日为

1968 年4月27 日. (3)发展高峰期:该阶段从

1970 年开始一直持续到

20 世纪

80 年代中期,期间相关 申请量以及申请人数量均大幅增加,并在

1982 年左右达到第一个顶峰.究其原因,可能与 国际能源结构有关.20 世纪

70 年代末

80 年代初的第一次 石油危机 使得油价高涨,导 致更多申请人投入燃煤锅炉燃烧设备技术研究领域以提高煤炭能源利用率,从而产生了一 个发展高峰期. (4)平稳期:此后行业进入平稳期,申请量以及申请人数量小幅变动,略有减少,在http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

4 1995 年左右申请量曾出现一个小的高峰期,而后申请量又有下降.这是由于

20 世纪

90 年代到

21 世纪初期油价相对便宜, 因此相应的申请人研究热情有所减少, 其中由于油价波 动而曾经导致该领域申请中间活跃,但整体处于低迷状态. (5)二次发展期:该阶段自

2002 年开始.期间申请人数量总体上维持稳定,而申请 量则不断增长, 尤其是自

2006 年起申请量急剧放大. 这是由于

2002 年后特别是

2005 年后 油价再次上涨,促使燃煤锅炉燃烧设备的研究再次活跃,而2009 年的申请量增加与

2008 年底的全球环境保护大会对于温室气体排放提高要求有着密切关系.这一阶段的主要申请 人代表有阿尔斯通公司、福斯通惠勒公司、日立巴布考克株式会社. 综合上面的分析可以看出,目前燃煤锅炉燃烧设备技术仍然受到关注.由于行业的传 统性和对于资金要求的门槛较高,以及全球环保要求的提高和能源需求的旺盛使得整个行 业再次发展. 2.1.2 主要技术分支 根据燃烧方式的不同,燃煤锅炉燃烧设备可以分成三个一级技术分支:层燃炉、煤粉 炉与流化床锅炉.其中,煤粉炉的比重最大,占到了总申请量的 58%,其次是流化床锅炉, 层燃炉最少(参见图 2.1-1) .层燃炉的发明申请量呈减少的趋势,这主要是由于层燃炉的 体积庞大、热效率低,有被其他两种炉型逐渐取代的趋势,因此随后的研究中将不再研究 层燃炉这一技术分支. http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

5 图2.1-1 燃煤锅炉燃烧设备一级分支份额图 煤粉炉和流化床锅炉分支变化趋势与燃煤锅炉燃烧设备行业总体趋势大体上一致.具 体而言,煤粉炉申请量自

1980 年前后进入一个高峰期,此后申请量在

1993 年进入一个低 潮期,而后平稳发展,

2006 年后增长迅速.申请人数量前期与申请量趋势雷同,在2000 年出现跳跃性增长, 自2006 年后申请人数量呈下降趋势, 该技术分支整体处于二次发展期, 同时行业技术集中度可能在提高. 图2.1-2 煤粉炉分支申请量数量和申请人数量趋势 流化床锅炉自

1976 年开始申请人和申请量均平稳增长,至1986 年达到第一次小高峰 后有所下降,但自 1993~1995 年间申请量又有一次高速增长,至1995 年申请量达到第一 次高峰后开始下降,自1998 年开始,申请人数量有了小幅的增长,自2001 年开始又呈现 波动下降的趋势,自2005 年开始,申请人数量和申请量开始了第二次增长高峰,目前整个 行业依然处于发展期. http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

6 图2.1-3 流化床锅炉分支申请量数量和申请人数量趋势 从总体来看,煤粉炉的申请量大于流化床锅炉,但从趋势来看,流化床锅炉的比例有 所提高. 在20 世纪

90 年代后期流化床锅炉比例一度达到这两分支总量的 40%, 同时在

2006 年后流化床锅炉比例有再次提高的趋势.目前煤粉炉的申请量大概是流化床锅炉申请量的

2 倍左右.结合流化床锅炉的技术特点以及中国能源结构的特点来看,其未来在中国将有 更进一步的发展. 2.1.3 多边申请分析 随着经济一体化的进程,申请人对于在世界各个重点市场维护自己专利权益的意识逐 渐加强.但是,向多个国家或政府间的专利机构提出专利申请以获得专利权的保护,会随 之付出更多的费用.因此,申请人往往会选择较为重要的专利在全球多个国家和地区进行 专利申请. 本报告所述的多边申请,其定义为:同时在北美地区(在美国或加拿大之一公开) 、欧 洲地区(在欧洲专利局、德国、英国、法国之一公开) 、以及亚洲地区(在日本、中国、或 者韩国之一公开)公开的专利.通过统计专利原创国(同一族专利的优先权所属的国家) 所拥有的多边申请的数量,以分析各个国家在该领域的实力.由于多边申请剔除了大量的 只在本国申请的泡沫数据,所以一个国家或公司的多边申请量往往能代表其真实实力. http://www.sipo.gov.cn/ztzl/ywzt/cyzlfxbgfb

7 在燃煤锅炉燃烧设备领域, 美国是当之无愧的巨头, 其多边申请量占全球总量的

4 成, 并且无论是在煤粉炉分支还是流化床锅炉分支,都体现出强劲的实力,这两个分支分别占 总量的 39.1%和45.8%. 日本、 德国、 法国属于第二梯队, 这三个国家的多边申请量占比分别为 15.2%、 12.7%、 8.1%.其中,日本在煤粉炉分支的多边申请量排在第

2 位,这与日本的日立巴布考克株式 会社在煤粉炉领域的强劲实力不无关系. 法国在流化床锅炉分支的多边申请量排在第

3 位, 这与法国的阿尔斯通公司在流化床锅炉领域的强劲实力不无关系. 另外,值得注意的是芬兰,其在流化床锅炉分支的多边申请量占比........