微型燃氣輪機領域專利技術綜述

牛亞楠

摘 要：微型燃氣輪機的應用前景廣闊，主要用于軍用車輛的輔機電站、分布式發電、熱電冷聯供、車輛混合動力裝置等領域，近年來發展迅速。

關鍵詞：微型燃氣輪機；專利；綜述

引言

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機，它是繼蒸汽輪機和內燃機之后的新一代動力裝置[1]。而微型燃氣輪機是一種小型熱力發動機，是發電功率在幾百千瓦以內的動力裝置[2，3]。

李軍軍[4]、趙巍[5]、蘇玲[6]等分別對微型燃氣輪機在分布式發電、聯合循環、控制策略等領域進行了相關研究。但是目前對微型/小型化燃氣輪機領域的專利分析的研究很少，然而從專利分析角度分析相關行業的專利布局情況，有助于了解該領域目前的研究現狀，從而為相關企業、科研機構的技術、產品的研發方向提供參考，因此，專利分析已經是企業戰略與競爭分析中的一種非常實用的方法。因此，本文從微型燃氣輪機2010-2016年的專利申請量、本領域的專利權人、所屬IPC分類號等數據，來分析國內微型燃氣輪機的專利現狀，以便為我國微型燃氣輪機的主要研究領域和發展方向提供一些參考價值。

1 國內微型燃氣輪機領域的專利現狀分析

1.1 微型燃氣輪機的專利申請數量的分析

本文通過對2010-2016年的微型燃氣輪機領域的專利申請數量進行統計，以便了解近年來國內微型燃氣輪機的研發活躍度，如圖1所示。

從2010-2016年間的微型燃氣輪機的專利申請數量可以看出：2010-2016年，除2014年外，專利申請量處于遞增的狀態，尤其是在2013年，微型燃氣輪機領域的專利申請量的增幅較大，2015-2016年，專利申請量也都有小幅增長。這表明，近年來微型燃氣輪機的研究逐漸成為燃氣輪機領域的一個研究熱點，其應用前景廣闊。

1.2 微型燃氣輪機領域的申請人分析

本文通過對2007-2017年微型燃氣輪機領域專利申請數量較多的申請人進行統計，可以得出微型燃氣輪機領域中近年來研發活躍、技術水平較為領先的相關企業和科研機構，如圖2所示。

從圖2可以看出：國家電網公司、中國科學院工程熱物理研究所、華北電力大學、北京航空航天大學等高校科研機構的申請量較多，在微型燃氣輪機領域作出了較多研究。對于重型燃氣輪機，國外的發展水平較國內先進，但目前國外在微型燃氣輪機領域在國內的專利申請量較少，其中申請量相對較多是三菱重工業株式會社。從圖2還可以看出：我國相關企業和科研機構在微型燃氣輪機領域已經取得了較多的科技成果，且微型燃氣輪機是燃氣輪機領域的一個研究熱點方向，其有廣闊的應用前景和商業價值，國內相關企業機構已經對其引起高度關注。

1.3 微型燃氣輪機領域的IPC分析

本文通過微型/小型燃氣輪機領域的專利申請所屬IPC分類號進行分析，以便了解本領域的技術研發現狀和研發熱點，為相關企業、科研機構的技術、產品的研發方向提供參考，如圖3所示。

可以看出：專利申請的分類號主要集中在F02C，即燃氣輪機動力裝置的設計研究；其次，是H02J（H02J供電或配電的電路裝置或系統；電能存儲系統），即微電網控制技術的研究。分析微型燃氣輪機領域的專利申請內容，可以得出：微型燃氣輪機在冷熱電多聯供系統、分布式能源、與風能等可再生能源的聯合發電、與燃料電池的聯合發電、微型燃氣輪機動力裝置的設計、微型燃氣輪機燃料的研究（如醇燃料或多種燃料混合燃燒）、微型燃氣渦輪回熱器、微型燃氣輪機的控制系統、微型燃氣輪機作為汽車、船舶等的動力裝置、微型燃氣輪機微電網控制技術的優化等領域的申請量較多，且上述研究可簡化系統裝置、使系統小型化、提高能源利用效率。

2 結束語

微型燃氣輪機因其設備小型化、結構緊湊、占地面積小、功率小、污染物排放低、可靠性及使用壽命高等優點，擁有廣闊的應用前景和商業價值。雖然目前國內相關企業和科研機構對微型燃氣輪機做了大量研究工作，具備了一定的經驗和基礎，但其在商業上實現的還較少，但還需進一步研究核心技術以便降低生產和研發成本、提高能源利用效率，才能真正把微型燃氣輪機推向國內外市場，實現商業化應用。

參考文獻

[1]吳海燕.分軸燃氣輪機的建模和仿真研究[D].上海：上海交通大學，2013.

[2]楊策，劉宏偉，李曉，等.微型燃氣輪機技術[J].熱能動力工程，2003，18（103）：1-4.

[3]翁一武，蘇明，翁史烈.先進微型燃氣輪機的特點與應用前景[J].熱能動力工程，2003，18（104）：111-115.

[4]李軍軍，吳政球.微型燃氣輪機分布式發電系統的建模和仿真[J].湖南大學學報（自然科學版），2010，37（10）：57-62.

[5]趙巍，杜建一，徐建中.微型燃氣輪機與有機郎肯循環裝置組成聯合循環的設計與分析[J].中國電機工程學報，2009，29（29）：19-24.

[6]蘇玲，張建華，苗唯時，等.微型燃氣輪機微網控制策略[J].高電壓技術，2010，36（2）：513-518.