LNG燃料動力船舶安防報警系統專利技術分析

國家知識產權局專利局 孫迎椿 交通運輸部水運科學研究院 李 坤

技 術

LNG燃料動力船舶安防報警系統專利技術分析

國家知識產權局專利局 孫迎椿 交通運輸部水運科學研究院 李 坤

近年來，隨著我國大氣污染防治及綠色水運發展工作的推進，LNG在我國水運行業不斷應用，LNG燃料動力船舶規模逐步擴大，雖起步較晚，但發展迅速，據不完全統計，目前我國已有150余艘LNG燃料動力船舶。而LNG具有低溫、易揮發的特點，當發生泄漏時，會發生凍傷風險，并且迅速揮發，如若控制不當，可能會發生爆炸。因此，為了保障船舶在應用LNG燃料過程中的安全性，船舶安裝LNG安防報警系統，實時監控船舶LNG燃料系統的狀態具有十分重要的意義。本文利用專利分析的基本方法對中國近年來LNG燃料動力船舶安防報警系統相關專利申請的現狀及發展趨勢進行了介紹和分析，并提出了相關的發展建議。

發展歷程

安防報警系統是為LNG燃料動力船舶配套的安全、保護及控制設備，主要用于船LNG儲罐、LNG供氣系統、LNG發動機、LNG相關的管路系統的監測和控制。我國開展LNG在船舶上的應用遠遠落后于國外，直到2010年我國第一艘LNG動力船舶才開始試運營，采用試點方式進行推進，且我國標準規范不夠完善，船舶上配套的安全報警設備較為粗糙，系統集成度較差、控制精度不高、耗能量大，且在應用過程中存在不穩定性等特點。

隨著相關標準規范的不斷完善以及相關政策的不斷出臺，我國LNG燃料動力船舶發展迅速，特別是在交通運輸部發布《水運行業應用液化天然氣指導意見》及財政部、交通運輸部發布《內河船型標準化補貼資金管理辦法》相關政策文件后，航運企業表現出較高的積極性，目前我國LNG動力船舶規模已遠超世界各國。安防報警系統是LNG燃料動力船舶的重要組成部分，是保障船舶安全的重要設備，在發展初期，由于規范的缺失，導致安防報警系統市場較為雜亂，產品規格不規范。隨著我國LNG在水運行業應用標準規范的不斷完善，安防報警系統逐步規范，制造廠家數量也隨之增多，知識產權的保護也逐漸得到重視。

申請狀況分析

近年來，我國LNG燃料動力船舶才得以快速發展，LNG燃料動力船舶安防報警系統的專利的申請相對其他領域的專利也相對較少，本文通過采用分類號、關鍵詞搜索等方式獲取專利相關信息，共得到專利文獻16篇。這些專利在一定程度上反映了我國LNG燃料動力船舶安防報警系統的現狀和趨勢。

一、時間分布

發明專利默認是在申請之日后18個月后公開，因此，2016年及2017年部分申請的標準還未公開，結合LNG在船舶上應用時間較短等原因，LNG燃料動力船舶安防報警系統專利數量并不多。

圖1顯示了LNG燃料動力船舶安防報警系統技術在我國專利申請年度變化的分布，從圖中可以看出，我國LNG燃料動力船舶安防報警系統專利從2011年才開始有單位申請，但隨著LNG在水運行業的不斷推進，專利申請量不斷增加，在2015年達到了峰值。

二、申請類型分析

圖2是我國LNG燃料動力船舶安防報警系統專利申請類型分布情況，從圖中可以看出，截止到2016年，實用新型專利申請量7件，占比為43.75%，發明專利申請量9件，占比為56.25%，發明專利申請略高于實用新型專利。

三、申請人分布

圖3和圖4反映了我國LNG燃料動力船舶安防報警系統專利申請人分布情況，從圖3可以看出，專利申請人分布較為廣泛，共計12家單位，除山東交通學院、武漢理工大學、武漢交大新能源科技有限公司、山東航宇船業集團有限公司分別申請2件外，其他單位均只申請過1件相關的專利。

從圖4可以看出我國LNG燃料動力船舶安防報警系統專利申請人主要為企業和高校，其中以企業為主，在總計16件申請的專利中，11件申請人為企業，占比為68.75%，5件為高校，占比為31.25%。可見我國LNG燃料動力船舶安防報警系統研發企業的積極性較高，對于我國LNG在水運行業的應用起到了一定的推進作用。

四、地區分布

圖5是我國LNG燃料動力船舶安防報警系統專利申請區域分布情況，專利申請單位主要為山東、江蘇、湖北和重慶，分布于長江干線及京杭運河水域，均是我國內河水域較為發達的城市，其中山東申請量6件為最高。這說明了地區水運越發達，越能夠充分利用優勢，參與船舶設備研發的積極性也越高。

五、技術特點

LNG燃料動力船舶安防報警系統主要分為兩點：LNG單一燃料安防報警系統和LNG—柴油雙燃料安防報警系統。其控制方式基本一致，控制原理主要分為采用PLC控制器和集成有電流輸出模塊的控制器兩類。

采用PLC控制器的安防報警系統一般由主控制箱、分顯控制屏、可燃氣探測器、聲光報警器、通用報警系統、二級安保系統等組成。

采用集成有電流輸出模塊的控制器的安防報警系統一般由控制器、整合模塊、開光電源、空開等組成。

安防報警系統采用PLC具有安全可靠、自動化程度高等特點，但系統使用元器件較多，較為復雜，體積較大。而采用集成有電流輸出模塊的控制器替代PLC控制使得安防報警系統節省了大量繼電器的使用，體積大幅降低，設備占地空間減少，安裝更加容易，維護更加方便，且系統工作連續性好，智能化程度較高，能夠較好地保障船舶燃氣系統安全運行，已經在船舶上得到廣泛應用。

發展趨勢

LNG燃料動力船舶安防報警系統是水運應用LNG帶動發展起來的新興技術，正處于高速發展期，隨著我國內河LNG動力船舶產品設備規范的不斷完善，以及對知識產權保護的意識增強，專利申請量不斷增加，申請速度也會加快。LNG燃料動力船舶安防報警系統研究的熱點主要集中在系統結構、控制精度及可靠性方面。

隨著國家對于環境保護要求越來越高，LNG清潔燃料在水運行業應用的步伐將會加速，LNG燃料動力船舶規模將不斷擴大，安防報警系統技術的發展具有較好的前景，專利技術越來越受到重視，市場競爭也會越來越激烈。未來LNG燃料動力船舶安防報警系統將不斷朝著小型化、智能化、通用性強的方向不斷發展。