压气机分流环-5-报告简版

1、压气机分流环专利态势分析报告简版1.专利布局态势总结（1）全球范围专利出现时间较早，长期处于申请不连续状态，近期是技术 研发热点时期，中国企业开始布局专利压气机分流环领域专利申请始于 1941 年，早期专利申请数量较少且申请不连续，申请活跃度较低，在 60 年间仅产出 11 项专利。这一阶段专利申请较为活跃的申请人为联合技术公司和罗尔斯罗伊斯公司，但技术产出量也相对减少。2000 年，该领域进入技术创新活跃期，通用电气公司、联合技术公司和罗尔斯罗伊斯公司在这一阶段的专利产出较为活跃。中国企业包括中航商用航空发动机有限责任公司、中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所和西北工业大学也开始在分流环

2、领域布局专利。14 1210 86 4 20 数据范围：截止到2017年10月（2）美国、欧洲是压气机分流环领域专利产出数量最高的国家美国是压气机分流环领域技术产出成果最多的国家，从 1965 年开始在该技术领域形成技术研发成果，研发起步时间早。美国在防冰及位置选取领域均有较多的技术产出，形状设计领域的技术研发也是独占鳌头，这三个技术分支都是研发重点。通用电气与联合技术是美国的主要技术研发者，其次是罗尔斯罗伊斯公司和普惠公司。欧洲地区也是压气机分流环技术产出的主要地区，其中以法国的技术产出成果为最多。法国在防冰领域的技术产出最多，形状设计与位置选取的专利产出相对较少。法国赛峰集团表现突出，赛峰

3、公司及其旗下 SNECMA 公司、埃尔塞乐公司、航空技术空间公司均在该领域具有专利产出。中国仅在防冰与形状设计领域拥有专利申请，在位置选取领域尚没有专利产出。中国目前仅有中航商发、西北工业大学与中航沈阳发动机所在压气机分流环领域有技术产出，且产出量相对较少，也未进行海外专利布局。20162015201420132012201120102009200820072006200520042003200220012000199919901980197219711970196919681967196619651941（3）中国本土技术研发处于跟随状态，航空技术空间公司在中国大范围布局截至 2017 年

4、10 月，中国在压气机分流环领域专利/申请共计 21 件，有 7 位申请人在中国进行了专利布局，防冰领域是分流环在中国布局的重点领域。航空技术空间公司、赛峰公司和通用电气公司是在中国布局数量最高的申请人。中国本土中航商发、西北工业大学、中航沈阳发动机所具有少量布局。目前在中国布局的专利申请从法律状态的角度来看，中国压气机分流环领域专利中，有效和在审专利占比高达 95%。创新主体专利产出量技术分布防冰位置选取形状设计航空技术空间65-1赛峰44-通用电气公司422-SNECMA321-中航商发22-西北工业大学1-1数据范围：截止到 2017 年 10 月（4）分流环领域早期研发重点为形状设计和

5、位置选取，目前以防冰领域技 术研发热度最高分流环领域专利产出最高的技术为形状设计，其次是位置选取，防冰领域专利产出出现时间最晚，但从技术分布情况来看，防冰领域的专利产出最多，共计34 项；其次是形状设计，共计 22 项；位置选取最少为 17 项。防冰领域的专利主要以引气防冰为主，其次是装置防冰，机油防冰与材料防冰的专利相对较少。在分流环位置设计技术中，主要有两类设计，其一是以联合技术公司为主的基于分流环距离风扇叶片轴向距离，以及分流环距离中心线的距离设计为主，早期设计涉及具体参数，后期设计开始以比例为主。分流环另一类技术则以两级分流环为主，主要来自通用电气和罗尔斯罗伊斯公司，其中通用电气设计的

6、两级分流环中，前端分流环可移动，用于调节内外涵道气体流量，罗尔斯罗伊斯公司设计的两级分流环中，前端分流环嵌入导流叶片中，通过导流叶片的角度改变控制内外涵道气体流量。引气防冰技术中，设计主要围绕热气流通道设计进行，通道可以为单腔室， 也可能为多腔室，气流多从下游引入，分流环鼻部下表面流出，也可从下游流出， 上表面可根据需要设计气流出口，以通用电气公司、赛峰公司、联合技术公司、航空技术空间股份有限公司、SNECMA 公司为代表。技术分支 专利技术产出数量 主要创新主体 一级分支 二级分支 防冰 引气防冰 20 通用电气5 联合技术4 赛峰4 装置防冰 9 航空技术空间3 通用电气2 机油防冰 3

7、通用电气1 航空技术空间1 TEKSPEJS AERO1 材料防冰 2 通用电气1 埃尔塞乐1 位置选取 - 17 罗尔斯罗伊斯5 联合技术5 通用电气2 形状设计 基于气流 19 罗尔斯罗伊斯7 普惠3 联合技术2 中航沈阳发动机所1-1数据范围：截止到 2017 年 10 月 （5）来自美欧的企业在分流环领域技术优势突出，以通用电气公司、罗尔 斯罗伊斯公司、联合技术公司与赛峰集团研发实力突出，中国航发商发需要 关注从原创技术主要创新主体构成情况来看，压气机分流环技术产出最活跃的公司来自欧美国家，其中通用电气公司的产出量最大，其次是罗尔斯罗伊斯公司和联合技术公司。其中通用电气及赛峰集团均在中

8、国展开了专利布局，通用电气公司在美国本土以外的多个国家进行了专利布局，其中以日本、欧洲、德国和中国的专利布局最多。另外通用电气公司对中国市场的专利布局也非常积极。航空技术空间公司、赛峰公司以及 SNECMA 公司均属于赛峰集团，其中航空技术空间公司在美国、欧洲专利局、中国及俄罗斯均有较多的专利布局，；赛峰公司在美国、欧洲专利局及中国均有较多的专利布局，技术研发重点防冰领域；SNECMA 公司布局国家数最多，在 9 个国家或地区均有专利布局，专利布局广泛。罗尔斯罗伊斯公司、联合技术和普惠公司则未在中国展开专利布局。罗尔斯罗伊斯公司海外专利布局中以在美国的专利布局最多，其次是欧洲专利局和德国，但在

9、中国尚未就压气机分流环进行专利布局。联合技术公司除在美国本土外有较多的专利布局外，在欧洲专利局也有 5 件专利布局，另外在 4 个国家或地区有不超过 2 件的专利布局，目前在中国尚未就压气机分流环进行专利布局。在技术研发侧重方面，联合技术公司在位置选取领域的技术研发成果突出，在防冰与形状设计领域也有较好的研究成果。普惠公司仅在美国本土进行了专利布局，未进行海外专利布局，技术研发也集中在形状设计与位置选取领域。主要创新主总量/海外布局/件技术分布/项体项USFGEPJDCWR防冰位置形状RBPENOU选取设计通用电气公司1411-268543-923罗尔斯罗伊斯121014715-1-57联合技

10、术128125-12-453航空技术空间75-6-163511赛峰65-15-41-6-snecma5462322333311基于防冰 3 通用电气2 联合技术1 数据范围：截止到 2017 年 10 月总体来看，欧美公司占据主导地位，其中以通用电气公司、罗尔斯罗伊斯公司、联合技术公司与赛峰集团研发实力突出，市场布局广泛。1.1技术研发及专利布局建议（1）技术研发建议针对分流环技术，中国航发商发在今后的研发中可考虑从可移动分流环、 多分流环方面展开设计，同时可考虑多腔室展开引气防冰设计，此外还可考虑 从如何便于制造、优化结构、便于安装、减重等方向，来改进完善现有方案。鉴于通用和公司均已展开双分

11、流环结构设计，进而控制内外涵道气体流量，中国航发商发在技术研发时可适当考虑开展此方向研究。分离环位置的变化可能对内外涵道气流产生较大影响，因此可考虑从分离环位置控制展开设计，分流环可从轴向以及径向展开移动，从而控制气流。分流环防冰设计中，目前设计思路较多，引气通道多为单腔室，但通用电气的专利涉及两腔室，中国航发商发不妨可以考虑多腔室设计，以减少气流损失。此外，通过技术功效分析，可以发现，目前在分流环领域，无论是形状设计技术、位置选取技术还是防冰技术，其技术改进的主要功效在于改善气动性能、提高工作效率和提高防冰效率上，这是技术研发的重点和热点方向，也是目前专利布局的重点领域。其中，气动性能的改善

12、更多的体现在形状设计的改进以及对分流环位置选取方面的设计，防冰领域则无论是引气防冰技术、装置防冰技术还是润滑油防冰技术，其手段虽有不同，但其目的均为提高防冰效率。而从技术空白点来看，在便于制造、优化结构、便于安装、减重等方面目前专利产出较少，是专利布局的蓝海，中国航发商发在技术研发时不妨从这几个角度展开设计，避开专利热点和雷区。创新过程中，要注意分析已有的重要专利技术研发成果，同时注意方案 规避，避免侵权风险通过了解重要专利技术，明晰重要专利技术都涉及哪些技术，哪些专利权人及相应的布局态势及布局质量，尤其重要的是通过对重要专利技术的深入解读， 可以有助于我们提高创新水平，及早消化吸收重要专利技

13、术的发明思想，取长补短，形成自己的创新方案。本报告依据技术人员选择，共计选取七项重点专利，并对重点专利的技术方案进行了详细解读以供参考。 需要注意的是，以下七项重点专利仅一项失效，其余六项目前均处于有效或在审状态，中国航发商发在借鉴创新思路时，需注意方案规避，以避免侵权风险。 普惠44-13文献号名称申请（专利权）人技术方案概述法律状态CN10540 8589A防冰分流器头部通用电气公司一种用于燃气涡轮发动机的分流器装置，包括： 分流器，其具有大体上环形的外壁，所述大体上环形的外壁在其前端处基本上限定凸出的前缘； 大体上环形的分流器支架，其径向地定位在所述外壁内，所述分流器支架包括前端，所述前

14、端基本上靠着所述外壁的分流器内表面而配置；和大体上环形的第一隔壁，其跨在所述外壁与所述分流器支架之间，其中，所述外壁、所述分流器支架、和所述第一隔壁共同地基本上限定大体上环形的分流器气室；其中，所述分流器支架的前端在其中包括多个周向地间隔开的、大体上径向地定向的计量槽道；其中，所述外壁包括内部分， 所述内部分从所述分流器内表面大体上径向在 内地配置并大体上朝后延伸，所述内部分包括多个间隔开的出口槽道；且其中，所述分流器气室、所述计量槽道、和所述出口槽道布置成从所述气室，基本上靠着所述分流器内表面通过所述计量槽道，且通过所述出口槽道引导空气流。授权实质审查的生效EP24818 93B1Heate

15、d booster splitter plenum通用电气公司一种用于燃气涡轮发动机的分流装置，包括：分流器（38），其包括：环形外壁（40），其在其前端处限定出凸形弯曲的前缘; 位于外壁（40） 径向内侧的环形底板; 以及跨越外壁（40）和底板之间的环形第一隔板。 外壁（40），底板和隔壁共同限定邻近外壁（40）的前缘定位的环形分隔室气室（56）。 形成在外壁（40）中的至少一个排气通道（68）延伸经过底板并与分流器（38）的外部连通。 至少一个跨接管组件（76） 穿过第一隔壁，每个隔壁构造成使来自分流器（38）的外部的气流进入集气室。 授权US93097 81B2Heated booste

16、r splitter plenumGENERAL ELECTRIC一种用于燃气涡轮发动机的分流器装置，可包 括：分流器，其包括环形的外壁，该环形外壁在其前端处基本上限定凸出的前缘；环形的分流器支架，其径向地定位在该外壁内，该分流器支架包括前端，该前端基本上靠着该外壁的分流器内表面而配置；和环形的第一隔壁，其跨在该外壁与该分流器支架之间。该外壁、该分流器支架、和该第一隔壁可共同地基本上限定大体上环形 的分流器气室。该分流器支架的前端可在其中包括多个周向地间隔开的、径向地定向的计量槽 道。该外壁可包括内部分，该内部分从该分流器内表面大体上径向在内地配置并朝后延伸，该内部分包括多个间隔开的出口槽道。

17、该分流器气授权（2）专利布局建议积极展开专利挖掘，加强在中国本土的专利布局在分流技术领域，几大航空巨头均采取了先在本国申请专利，进而以本国专利为优先权进一步进行全球市场专利布局的策略，并且其中国外企业包括美国通用电气、赛峰公司等作为中国航发商发重要的竞争对手已开始在中国进行专利布室、该计量槽道、和该出口槽道可布置成从该气室，基本上靠着该分流器内表面通过该计量槽道，且通过该出口槽道引导空气流。CN10612 1746A用于轴流涡轮机械压缩机的复合分流器唇边航空技术空间股份有限公司一种用于飞机的轴流涡轮机械的低压压缩机的分流器唇边(22)。所述分流器唇边(22)包括金属制成的具有圆形前导边缘(30

18、)的上游环形壁(36)以及有机基质、短纤维复合材料制成的下游环形隔板(38)。所述分流器唇边(22)也支撑用于压缩机的上游的定子的外护套(28)。所述上游壁(36)包括环形锚固部分(40)，该锚固部分布置在所述下游隔板(38)的厚度内，以将隔板(38)和壁(36)彼此锚固。所述锚固部分(40)具有分布的六边形开口(42) 以增加锚固。本发明也提出通过模制用于生产双材料分流器唇边(22)或混合唇边的方法。实质审查的生效GB11197 00ABy-pass or ducted fan gas turbine engine having flow-dividing splitterUNITED AI

19、RCRAFT CORPORA TION在旁路或涵道风扇燃气涡轮发动机中，来自风扇或压缩机的最后一级 2,4 的流动被分离器 16 分开，该分离器 16 与叶片 4 的下游边缘 36 间隔的距离为0.117 或小于 叶片4 在分离器位置处的弦长。 分路器导致更高的速度。 在叶片 4 的根部流动，从而延迟失速。失效US20160 076460A1NACELLE AND COMPRESSOR INLET ARRANGEMENT SUnited Technologie s Corporation燃气涡轮发动机包括限定中心线轴线的机舱以及从机舱径向向内的环形分离器。旋转器在压缩机部分的前方在机舱的径向内

20、侧。风扇叶片从风扇叶片平台延伸。距离 X 是从第一点到第二点的轴向距离，其中第一点限定在环形分离器的前缘上，并且第二点限定在风扇叶片的前缘处，风扇叶片平台。距离 H 是从第一点到第二点的径向距离。第一点和第二点的相对位置由X/H1.5 的比率决定，用于减少吸入压缩机部分的异物（FOD）。在审US20170 058833A1A System and Method for Creating A Fluidic Barrier From the Leading Edge of A Fan BladeRolls Royce North American Technologie s Inc涡轮风扇发动机

21、具有风扇部分，该风扇部分与由位于风扇部分的上游和下游的分流器分离的中心流和旁路空气流流体连通。 流体通道限定在分流器之间。 涡轮风扇发动机具有多个涡流发生器，每个涡流发生器位于靠近上游分流器的相应风扇叶片的前缘上，并且核心流限制核心流通过流体通道进入旁路流。在审局，可见中国是其重要的目标市场国。中国航发商发作为中国本土企业在中国本土的专利布局不但因为地域优势较易获得授权，还可利用中国专利作为与国外竞争对手谈判的筹码，同时也是今后进一步进行海外专利布局的基础，并且也是积极抢占研发方向的有力保障，因此中国航发商发应及早针对分流环设计展开专利挖掘，进行专利布局，发挥主场优势。进行必要的海外专利布局，

22、为产品出口做一定的防御性专利布局储备压气机分流环技术是航空发动机压气机领域非常重要的技术分支，从该领域的专利申请情况来看，专利布局数量虽不算高，但主要由国外航空发动机巨头例如联合技术公司、通用电气公司、罗尔斯罗伊斯、赛峰等公司把持。中国航发商发应加快全球专利布局，尤其是当前及未来的重要市场国，以避免产品出口可能面临的侵权威胁。形状设计、位置选取及防冰技术均需展开专利挖掘及布局鉴于中国航发商发重要的竞争对手联合技术、通用电气、赛峰公司等在分流环技术的专利布局较为广泛，不但包括形状设计、位置选取也包括防冰技术，这对中国航发商发进一步的技术创新方向具有一定阻碍，中国航发商发应及早在分流环领域进行专利

23、布局。 在位置选取方面，建议中国航发商发根据现有设计思路，通过分流环与风扇叶片，压气机叶片，以及风扇机匣、中心轴线的距离之间比例展开专利挖掘及申请。 由于目前分流环形状方面涉及参数的专利申请较少，中国航发商发可从分流环形状的规律方面展开专利挖掘及申请。 此外，可考虑针对多分流环结构以及可移动分流环展开专利布局，可移动分流环可从轴向、径向展开专利挖掘及申请，可具体到轴向及径向移动距离。鉴于可移动分离环相关控制机构设计较为复杂，可对其也展开专利挖掘及布局。 在引气防冰领域，可考虑从多腔室或者改变气流出入口方面展开专利挖掘及申请。（3）专利信息利用建议充分利用公知技术分流环领域的在中国布局的专利目前有 1 件失效专利，鉴于我国航空发动机研发处于起步不久的状态，而国外在该领域的研发已积累了多年，国外早期的技术对中国航发商发的研发仍有一定的借鉴价值，因此，中国航发商发应充分利用自由公知技术，了解重要专利技术的发明思路，形成自己的创新方案。文献号名称申请（专利权）人技术领域失效时间失效原因CN1003