空氣凈化器全球專利分析

王薇薇，姜 迪，芮雯奕

（江蘇省科學技術情報研究所，江蘇 南京 210042）

2019 年年底、2020 年初，新冠肺炎疫情爆發，大部分居民積極響應國家號召居家隔離，各種空氣凈化器重新進入大家的視野。空氣凈化器的快速發展源于2003 年全球傳染性非典型肺炎（即SARS）的蔓延、新型流感的流行以及近年來人們對霧霾的廣泛關注，眾多廠商紛紛躋身這個快速成長的產業領域[1]。空氣凈化器可以吸附、分解或轉化各種空氣污染物，如PM2.5、粉塵、花粉、甲醛、細菌等，起到凈化空氣、降低污染的作用。目前常用的凈化方法有物理及化學吸附、高效空氣過濾器（HEPA）過濾、活性炭過濾、靜電集塵、負氧離子、光催化等[2]。本文以空氣凈化器全球專利為研究對象，分析專利檢索結果，研究探討空氣凈化器的發展趨勢和技術熱點，為我國空氣凈化器產業的更好發展提供參考。

1 空氣凈化器全球專利申請整體態勢

通過在科睿唯安公司德溫特創新在線數據庫（Derwent Innovation，DI） 進行檢索（公開時間范圍為1900 年1 月至2020 年8 月），采用德溫特數據分析工具（Derwent Data Analyzer，DDA），關鍵詞選用空氣凈化器、空氣清新機等本領域通用的表述，對搜索結果進行人工瀏覽降噪，獲得36 883 件空氣凈化器全球專利，31 282 個同族專利。

1.1 空氣凈化器專利申請年度分析

1900 年至今，最早的全球空氣凈化器專利是由美國人沃德·弗蘭克在1906 年申請的，該專利于1907 年公開，主要描述了通過釋放電流來凈化空氣。經歷了漫長的萌芽期后，1985 年全球空氣凈化器專利申請量為25 件，1985—2000 年的年均專利申請量為55 件，2001 年突破100 件，全球空氣凈化器技術迎來了高速發展階段，2001—2012 年的年均專利申請量為420 件，進入2013 年全球空氣凈化器專利申請量呈現爆發式增長狀態，2018 年專利年申請量達到6 619 件，2019 年稍有回落。由于專利公開存在18 個月的滯后，預計2020 年申請量會遠高于目前的3 034 件。空氣凈化器技術的迅猛發展與全球空氣污染有著直接的關系。圖1 為1985—2020 年的空氣凈化器全球專利申請量趨勢。

圖1 1985—2020 年空氣凈化器全球專利申請量趨勢圖

1.2 空氣凈化器專利申請區域分布

全球空氣凈化器技術領域的專利申請涉及的國家/地區共有30 多個，圖2 為申請量排名前10 位的國家/地區。申請量排名前10 位的國家/地區共申請專利35 194 件，占全球空氣凈化器專利申請總量的95.42%，其中排名前5 位的分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請總量的93.93%。中國的申請量達29 076 件，超過其他9 個國家/地區申請量的總和，說明中國在空氣凈化器專利申請領域具有明顯的區域優勢。

1.3 空氣凈化器專利申請技術分布

《國際專利分類表》 （International Patent Classification，IPC） 是目前國際通用的專利文獻分類和檢索工具[3]，對海量專利文獻的組織、管理和檢索有巨大的作用。對于空氣凈化器專利技術領域的分析，主要從IPC 分類入手，表1 為全球空氣凈化器專利申請IPC 排名前10 位的技術領域。

表1 全球空氣凈化器專利申請IPC 排名前10 位的技術領域

由表1 可見，全球空氣凈化器專利申請主要分布在F 部（機械工程；照明；加熱；武器；爆破），IPC 小類主要集中在F24F（空氣調節；空氣增濕；通風；空氣流作為屏蔽的應用）、B01D（分離） 和A61L（空氣的滅菌、消毒或除臭），全球空氣凈化器專利技術領域研發的重點為空氣調節技術、分離技術和空氣的滅菌、消毒或除臭。進一步細分，空氣調節技術主要研究領域為空氣凈化處理、過濾器、控制或安全系統等，分離技術主要研究領域為從氣體或蒸氣中分離分散顆粒的過濾器和過濾工藝，空氣的滅菌、消毒或除臭主要研究領域為采用紫外線輻照等手段對空氣進行滅菌、消毒或除臭。

2 空氣凈化器主要專利申請人和發明人分析

2.1 專利申請人構成

全球空氣凈化器專利權人（申請人） 申請量排名前20 位的分布情況見圖3。在前20 位專利申請人中，有中國企業格力、美的、蘇泊爾、小米等，日本企業大金、夏普、三菱電機等，韓國企業LG、三星、COWAY、云雅萬都等以及美國的3M 和荷蘭的飛利浦，基本上涵蓋了全球家用電器領域的領先者和佼佼者。值得注意的是，排名第一位的是韓國的LG 電子公司，它在空氣凈化器領域申請專利達795 件，在數量上遙遙領先于其他企業，顯示出其在全球空氣凈化器技術領域的領先地位[4]，來自國內的格力電器排名第二位，在空氣凈化器領域申請專利360 件，顯示出國產品牌格力在空氣凈化器技術領域不俗的實力。

圖3 全球空氣凈化器專利申請量排名前20 位的專利申請人情況

2.2 專利重點研發人員分析

第64 頁表2 為全球空氣凈化器專利申請量排名前10 位的發明人及其所屬公司，代表了全球空氣凈化器技術領域的重點研發人員，上榜的中國專家有來自格力電器的張帥、封宗瑜，來自蘇州博菡的陳道斌，來自蘇州貝昂的冉宏宇等，韓國專家有來自三星電子的PARK Chan-jung，KIM Jae-hyung，來自云雅萬都的YANG Seung-dae，來自COWAY的KANG Sang-woo，來自LG 的PARK Jae-kyun。表2 也列出了10 位專家被引頻次最高的專利，主要涉及空氣凈化器結構改進、功能過濾器、網絡通信模塊等技術領域。

表2 全球空氣凈化器專利申請量排名前10 位的重點研發人員（發明人）情況

3 空氣凈化器專利地圖

專利技術熱點地圖是根據該領域專利申請的發明名稱和說明書摘要中所出現的技術主題詞的詞頻所生成的等高線地圖[2]，從中可以看出該技術領域發展的動向并預測技術未來的發展趨勢[5]，清晰地分辨出該領域專利申請的技術熱點和空白點，為企業制定經營戰略和研發策略起到重要指導作用。從空氣凈化器技術領域專利的申請量和申請人分布來看，中國和韓國共同組成了該技術領域的第一方陣，中韓兩國在空氣凈化器領域的專利布局重疊不明顯，技術發展各有所長，中國的專利申請量明顯較多，布局范圍廣泛，技術內容五花八門，不僅覆蓋了所有的技術熱點（如通信模塊、無線接收發射模塊、濾網、等離子空氣凈化、靜電防護殼等），也涉及邊緣或冷門技術（如離心式風扇、自動檢測、旋轉板等） 和具有發展潛力的技術（如自動循環清洗、便攜式、壁掛式等），而韓國的專利大多集中在邊緣冷門區域（如加濕單元、保濕槽、過濾器、光催化、光觸媒、移動式、去甲醛等） 和具有發展潛力的技術（如空氣噴射系統、特殊工作場所空氣凈化器、光電子凈化等），隨著科學的不斷進步，未來可能在邊緣冷門和具有發展潛力的領域迸發出新的技術研發熱點，從而保持韓國在空氣凈化器領域的技術領先地位。值得注意的是，中國在空氣凈化器領域的專利申請過多地集中在熱點區域，企業和企業之間的競爭會比較激烈，在這種背景下，中國的空氣凈化器相關企業要及時調整研發戰略方向，及時了解國外相關企業的研發布局，緊跟時代節奏，促進空氣凈化器技術的不斷發展。

4 結論

本文研究了1900 年1 月至2020 年8 月全球空氣凈化器技術領域的專利數據，分析結果如下。

一是空氣凈化器技術在經歷了漫長的萌芽期后，從2001 年開始進入高速發展階段，全球空氣凈化器專利申請量在2013 年呈現爆發式增長狀態，專利申請量排名前5 位的國家/地區分別是中國、韓國、美國、歐洲和德國，共申請專利34 643 件，占全球空氣凈化器專利申請總量的93.93%，是全球空氣凈化器技術領域專利申請的主要國家和主要需要保護的國家/地區，中國在空氣凈化器專利申請領域具有明顯的區域優勢。從專利技術主題分析來看，空氣調節技術、分離技術和空氣的滅菌、消毒或除臭出現頻率最高。

二是空氣凈化器全球專利申請前20 位基本上涵蓋了全球家用電器領域內的領先者和佼佼者，韓國的LG 電子公司遙遙領先，中國的格力電器亦實力不俗。

三是中韓兩國專利申請布局對比分析表明，韓國的專利大多集中在邊緣冷門和具有發展潛力的區域，中國專利申請量明顯較多，布局過多地集中在熱點區域，中國空氣凈化器企業之間的競爭會比較激烈。