论文部分内容阅读
[摘 要]翅片管是一种强化传热元件，通过在管的表面加翅片，增大热交换的表面积，提高换热效率，被广泛用于冶金、化工等行业的热交换器中。本文基于国内外专利介绍了翅片管的发展，并对翅片管的专利进行了统计和分析。
[关键词]翅片管，专利
中图分类号：TQ221.211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0096-01
1、引言
随着节能减排的需要，冶金、化工等行业都追求高效的传热元件。翅片管通过在管的表面加翅片，增大了热交换的表面积，从而提高换热效率。根据不同的材料、形状尺寸、使用条件以及要求，翅片管的制造工艺也有所不同。国内现有的翅片管较为依赖国外的制造设备和制造技术，这就要求我们加速对翅片管的研究，获得自主知识产权。
2、翅片管的发展
上个世纪三十年代翅片管在美国面世，70年代初，美国McElroy公司开始研制翅片管生产设备。德国 Weiland 公司研制出了翅片呈V 字形状的GEWA翅片管[1]。随着强化传热的发展，出现了各种形状的三维整体式外翅片管[2]，最具有代表性的有日本日立公司 1975 年发明的C 管。针翅管是20 世纪90 年代开发的强化传热翅片管[3]。花瓣形翅片管是华南理工大学化工研究所发明的一种新型的三维强化传热翅片管[4]。
3、翅片管专利的统计分析
本节对关于翅片管的专利进行了检索，截至到2015年04月20日，专利总量分别为：CNABS（中文摘要数据库）：2923篇；VEN（外文摘要数据库）：5867篇。基于以上数据对翅片管技术领域的专利申请量、专利申请人等方面进行分析，以发现我国在该技术领域中的不足，加快国内翅片管技术的发展。
3.1 全球专利申请
3.1.1 全球专利申请量的分布
图3-1给出了在翅片管技术领域全球专利申请量的分布，从图3-1中可以看出：我国和日本、美国等国家在该领域专利申请方面占较大优势。
3.1.2 专利申请量的趋势
通过对国外专利申请的申请时间和数量进行统计分析，发现国外在2008年后总体在翅片管领域的申请量有所下降，逐渐缓和，而中国的申请数量在急速上升。这反映出国外在翅片管领域技术逐渐走向成熟阶段，其研究方向逐渐转向其它高新技术领域。中国的专利申请数量的上升和市场需要、政策指导、商业环境密切相关，申请数量一直处于上升阶段。
3.2 中国专利申请分析
3.2.1中国专利申请
由图3-2可以看出，翅片管领域的中国专利申请大体经历了以下四个阶段：（1）起步阶段（1985-1989）：1989年之前国内申请量很少，平均每年不超过10件，国内检索到翅片管的专利申请最早出现在1985年；（2）缓慢发展阶段（1990-2000）：1990年之后有了一个缓慢发展时期，专利申请量平均每年處于10-50之间；（3）快速发展阶段（2001-2008）：2001-2008年进入快速发展阶段，每年申请量处于50-150之间；（4）迅速发展阶段（2009-2014）：2009年至今，翅片管国内的专利申请量占总量的61.4%以上，专利申请呈现一个井喷的现象，每年申请量均在150-350之间。
3.2.2 专利申请的技术发展脉络
在起步阶段（1985-1989），翅片管的专利申请包括翅片管的形状，有少部分专利对翅片管的制造工艺、生产设备进行了专利申请，早期主要通过挤压或轧制获得翅片，或者通过刀具切削获得翅片，或者绕片工艺，将翅片缠绕在基管上。
在缓慢发展阶段（1990-2000），国内外企业如松下公司等开始对公司旗下的产品在中国进行专利保护，华南理工大学在该阶段针对花瓣形翅片传热管、针翅管等进行了专利申请，有效对研究成果进行了保护。在该阶段对翅片管的形状研究较多，对高频焊翅片管、绕焊翅片管等新工艺也有了进一步的研究。
在快速发展阶段（2000-2008），国内外企业更加重视对公司的产品进行专利保护，尤其是国外公司针对产品的专利保护值得国内公司和科研机构借鉴，在专利的保护范围上尽可能地获得最大的利益。国内科研机构针对提高换热效率做了进一步研究，对翅片管形状的研究也更加深入。
在迅速发展阶段（2009-2014），国内外对专利保护的意识大大加强，针对翅片管所应用的热交换器的保护大大提高，国内科研机构针对高效换热效率的研究更加深入，此外，为了提高机械性能，不同材质的翅片管、混合材质复合翅片管等的保护增多。
3.2.3中国专利申请人
图3-3对国内申请人分布进行了统计。国内申请人主要以大学为主，针对研究成果实施专利保护。日本公司在国内的申请数量较多，这些公司围绕自身产品申请专利保护，体现了它们技术的领先，重视对知识产权的保护。
4、总结
翅片管的技术在美国、日本等传统制造强国发展而起，该技术已经较为成熟。通过分析关于翅片管的专利文献可以看出，我国科研机构虽然在申请量比重上具有优势，但是缺乏实用化以及和企业的商业联系，专利授权后向工业转化的能力薄弱。此外，申请人应关注国外在翅片管领域的龙头企业，关注其发展方向，研究其相关专利，有针对性地提高专利的质量，加大在国外申请专利的力度，提高竞争意识，保护自主知识产权。
参考文献
[1] Zahid H.Ayub，Arthur E.bergles，Nucleate pool boiling curve hysteresis for GEWA-T surfaces in saturated R-113 [J].Experimental Thermal and Fluid Science， 1990， 3（2）：249-255.
[2] 王世平，廖西江，邓颂九，等.锯齿形翅片管强化冷凝给热的实验研究及准则方程[J].工程热物理学报， 1984，5（4）： 374-377.
[3] You H.I.，Chang C.H..Numerical prediction of heat transfer coefficient for a pin-fin channel flow [J].ASME J.of Heat Transfer， 1999，121：639-645.
[4] 张正国，王世平，林培森.花瓣形翅片管的强化传热研究概况[J]. 核动力工程，1997，26（4）： 11-14.
[关键词]翅片管，专利
中图分类号：TQ221.211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0096-01
1、引言
随着节能减排的需要，冶金、化工等行业都追求高效的传热元件。翅片管通过在管的表面加翅片，增大了热交换的表面积，从而提高换热效率。根据不同的材料、形状尺寸、使用条件以及要求，翅片管的制造工艺也有所不同。国内现有的翅片管较为依赖国外的制造设备和制造技术，这就要求我们加速对翅片管的研究，获得自主知识产权。
2、翅片管的发展
上个世纪三十年代翅片管在美国面世，70年代初，美国McElroy公司开始研制翅片管生产设备。德国 Weiland 公司研制出了翅片呈V 字形状的GEWA翅片管[1]。随着强化传热的发展，出现了各种形状的三维整体式外翅片管[2]，最具有代表性的有日本日立公司 1975 年发明的C 管。针翅管是20 世纪90 年代开发的强化传热翅片管[3]。花瓣形翅片管是华南理工大学化工研究所发明的一种新型的三维强化传热翅片管[4]。
3、翅片管专利的统计分析
本节对关于翅片管的专利进行了检索，截至到2015年04月20日，专利总量分别为：CNABS（中文摘要数据库）：2923篇；VEN（外文摘要数据库）：5867篇。基于以上数据对翅片管技术领域的专利申请量、专利申请人等方面进行分析，以发现我国在该技术领域中的不足，加快国内翅片管技术的发展。
3.1 全球专利申请
3.1.1 全球专利申请量的分布
图3-1给出了在翅片管技术领域全球专利申请量的分布，从图3-1中可以看出：我国和日本、美国等国家在该领域专利申请方面占较大优势。
3.1.2 专利申请量的趋势
通过对国外专利申请的申请时间和数量进行统计分析，发现国外在2008年后总体在翅片管领域的申请量有所下降，逐渐缓和，而中国的申请数量在急速上升。这反映出国外在翅片管领域技术逐渐走向成熟阶段，其研究方向逐渐转向其它高新技术领域。中国的专利申请数量的上升和市场需要、政策指导、商业环境密切相关，申请数量一直处于上升阶段。
3.2 中国专利申请分析
3.2.1中国专利申请
由图3-2可以看出，翅片管领域的中国专利申请大体经历了以下四个阶段：（1）起步阶段（1985-1989）：1989年之前国内申请量很少，平均每年不超过10件，国内检索到翅片管的专利申请最早出现在1985年；（2）缓慢发展阶段（1990-2000）：1990年之后有了一个缓慢发展时期，专利申请量平均每年處于10-50之间；（3）快速发展阶段（2001-2008）：2001-2008年进入快速发展阶段，每年申请量处于50-150之间；（4）迅速发展阶段（2009-2014）：2009年至今，翅片管国内的专利申请量占总量的61.4%以上，专利申请呈现一个井喷的现象，每年申请量均在150-350之间。
3.2.2 专利申请的技术发展脉络
在起步阶段（1985-1989），翅片管的专利申请包括翅片管的形状，有少部分专利对翅片管的制造工艺、生产设备进行了专利申请，早期主要通过挤压或轧制获得翅片，或者通过刀具切削获得翅片，或者绕片工艺，将翅片缠绕在基管上。
在缓慢发展阶段（1990-2000），国内外企业如松下公司等开始对公司旗下的产品在中国进行专利保护，华南理工大学在该阶段针对花瓣形翅片传热管、针翅管等进行了专利申请，有效对研究成果进行了保护。在该阶段对翅片管的形状研究较多，对高频焊翅片管、绕焊翅片管等新工艺也有了进一步的研究。
在快速发展阶段（2000-2008），国内外企业更加重视对公司的产品进行专利保护，尤其是国外公司针对产品的专利保护值得国内公司和科研机构借鉴，在专利的保护范围上尽可能地获得最大的利益。国内科研机构针对提高换热效率做了进一步研究，对翅片管形状的研究也更加深入。
在迅速发展阶段（2009-2014），国内外对专利保护的意识大大加强，针对翅片管所应用的热交换器的保护大大提高，国内科研机构针对高效换热效率的研究更加深入，此外，为了提高机械性能，不同材质的翅片管、混合材质复合翅片管等的保护增多。
3.2.3中国专利申请人
图3-3对国内申请人分布进行了统计。国内申请人主要以大学为主，针对研究成果实施专利保护。日本公司在国内的申请数量较多，这些公司围绕自身产品申请专利保护，体现了它们技术的领先，重视对知识产权的保护。
4、总结
翅片管的技术在美国、日本等传统制造强国发展而起，该技术已经较为成熟。通过分析关于翅片管的专利文献可以看出，我国科研机构虽然在申请量比重上具有优势，但是缺乏实用化以及和企业的商业联系，专利授权后向工业转化的能力薄弱。此外，申请人应关注国外在翅片管领域的龙头企业，关注其发展方向，研究其相关专利，有针对性地提高专利的质量，加大在国外申请专利的力度，提高竞争意识，保护自主知识产权。
参考文献
[1] Zahid H.Ayub，Arthur E.bergles，Nucleate pool boiling curve hysteresis for GEWA-T surfaces in saturated R-113 [J].Experimental Thermal and Fluid Science， 1990， 3（2）：249-255.
[2] 王世平，廖西江，邓颂九，等.锯齿形翅片管强化冷凝给热的实验研究及准则方程[J].工程热物理学报， 1984，5（4）： 374-377.
[3] You H.I.，Chang C.H..Numerical prediction of heat transfer coefficient for a pin-fin channel flow [J].ASME J.of Heat Transfer， 1999，121：639-645.
[4] 张正国，王世平，林培森.花瓣形翅片管的强化传热研究概况[J]. 核动力工程，1997，26（4）： 11-14.