空气净化器全球专利分析

王薇薇，姜 迪，芮雯奕

（江苏省科学技术情报研究所，江苏 南京 210042）

2019 年年底、2020 年初，新冠肺炎疫情爆发，大部分居民积极响应国家号召居家隔离，各种空气净化器重新进入大家的视野。空气净化器的快速发展源于2003 年全球传染性非典型肺炎（即SARS）的蔓延、新型流感的流行以及近年来人们对雾霾的广泛关注，众多厂商纷纷跻身这个快速成长的产业领域[1]。空气净化器可以吸附、分解或转化各种空气污染物，如PM2.5、粉尘、花粉、甲醛、细菌等，起到净化空气、降低污染的作用。目前常用的净化方法有物理及化学吸附、高效空气过滤器（HEPA）过滤、活性炭过滤、静电集尘、负氧离子、光催化等[2]。本文以空气净化器全球专利为研究对象，分析专利检索结果，研究探讨空气净化器的发展趋势和技术热点，为我国空气净化器产业的更好发展提供参考。

1 空气净化器全球专利申请整体态势

通过在科睿唯安公司德温特创新在线数据库（Derwent Innovation，DI） 进行检索（公开时间范围为1900 年1 月至2020 年8 月），采用德温特数据分析工具（Derwent Data Analyzer，DDA），关键词选用空气净化器、空气清新机等本领域通用的表述，对搜索结果进行人工浏览降噪，获得36 883 件空气净化器全球专利，31 282 个同族专利。

1.1 空气净化器专利申请年度分析

1900 年至今，最早的全球空气净化器专利是由美国人沃德·弗兰克在1906 年申请的，该专利于1907 年公开，主要描述了通过释放电流来净化空气。经历了漫长的萌芽期后，1985 年全球空气净化器专利申请量为25 件，1985—2000 年的年均专利申请量为55 件，2001 年突破100 件，全球空气净化器技术迎来了高速发展阶段，2001—2012 年的年均专利申请量为420 件，进入2013 年全球空气净化器专利申请量呈现爆发式增长状态，2018 年专利年申请量达到6 619 件，2019 年稍有回落。由于专利公开存在18 个月的滞后，预计2020 年申请量会远高于目前的3 034 件。空气净化器技术的迅猛发展与全球空气污染有着直接的关系。图1 为1985—2020 年的空气净化器全球专利申请量趋势。

图1 1985—2020 年空气净化器全球专利申请量趋势图

1.2 空气净化器专利申请区域分布

全球空气净化器技术领域的专利申请涉及的国家/地区共有30 多个，图2 为申请量排名前10 位的国家/地区。申请量排名前10 位的国家/地区共申请专利35 194 件，占全球空气净化器专利申请总量的95.42%，其中排名前5 位的分别是中国、韩国、美国、欧洲和德国，共申请专利34 643 件，占全球空气净化器专利申请总量的93.93%。中国的申请量达29 076 件，超过其他9 个国家/地区申请量的总和，说明中国在空气净化器专利申请领域具有明显的区域优势。

1.3 空气净化器专利申请技术分布

《国际专利分类表》 （International Patent Classification，IPC） 是目前国际通用的专利文献分类和检索工具[3]，对海量专利文献的组织、管理和检索有巨大的作用。对于空气净化器专利技术领域的分析，主要从IPC 分类入手，表1 为全球空气净化器专利申请IPC 排名前10 位的技术领域。

表1 全球空气净化器专利申请IPC 排名前10 位的技术领域

由表1 可见，全球空气净化器专利申请主要分布在F 部（机械工程；照明；加热；武器；爆破），IPC 小类主要集中在F24F（空气调节；空气增湿；通风；空气流作为屏蔽的应用）、B01D（分离） 和A61L（空气的灭菌、消毒或除臭），全球空气净化器专利技术领域研发的重点为空气调节技术、分离技术和空气的灭菌、消毒或除臭。进一步细分，空气调节技术主要研究领域为空气净化处理、过滤器、控制或安全系统等，分离技术主要研究领域为从气体或蒸气中分离分散颗粒的过滤器和过滤工艺，空气的灭菌、消毒或除臭主要研究领域为采用紫外线辐照等手段对空气进行灭菌、消毒或除臭。

2 空气净化器主要专利申请人和发明人分析

2.1 专利申请人构成

全球空气净化器专利权人（申请人） 申请量排名前20 位的分布情况见图3。在前20 位专利申请人中，有中国企业格力、美的、苏泊尔、小米等，日本企业大金、夏普、三菱电机等，韩国企业LG、三星、COWAY、云雅万都等以及美国的3M 和荷兰的飞利浦，基本上涵盖了全球家用电器领域的领先者和佼佼者。值得注意的是，排名第一位的是韩国的LG 电子公司，它在空气净化器领域申请专利达795 件，在数量上遥遥领先于其他企业，显示出其在全球空气净化器技术领域的领先地位[4]，来自国内的格力电器排名第二位，在空气净化器领域申请专利360 件，显示出国产品牌格力在空气净化器技术领域不俗的实力。

图3 全球空气净化器专利申请量排名前20 位的专利申请人情况

2.2 专利重点研发人员分析

第64 页表2 为全球空气净化器专利申请量排名前10 位的发明人及其所属公司，代表了全球空气净化器技术领域的重点研发人员，上榜的中国专家有来自格力电器的张帅、封宗瑜，来自苏州博菡的陈道斌，来自苏州贝昂的冉宏宇等，韩国专家有来自三星电子的PARK Chan-jung，KIM Jae-hyung，来自云雅万都的YANG Seung-dae，来自COWAY的KANG Sang-woo，来自LG 的PARK Jae-kyun。表2 也列出了10 位专家被引频次最高的专利，主要涉及空气净化器结构改进、功能过滤器、网络通信模块等技术领域。

表2 全球空气净化器专利申请量排名前10 位的重点研发人员（发明人）情况

3 空气净化器专利地图

专利技术热点地图是根据该领域专利申请的发明名称和说明书摘要中所出现的技术主题词的词频所生成的等高线地图[2]，从中可以看出该技术领域发展的动向并预测技术未来的发展趋势[5]，清晰地分辨出该领域专利申请的技术热点和空白点，为企业制定经营战略和研发策略起到重要指导作用。从空气净化器技术领域专利的申请量和申请人分布来看，中国和韩国共同组成了该技术领域的第一方阵，中韩两国在空气净化器领域的专利布局重叠不明显，技术发展各有所长，中国的专利申请量明显较多，布局范围广泛，技术内容五花八门，不仅覆盖了所有的技术热点（如通信模块、无线接收发射模块、滤网、等离子空气净化、静电防护壳等），也涉及边缘或冷门技术（如离心式风扇、自动检测、旋转板等） 和具有发展潜力的技术（如自动循环清洗、便携式、壁挂式等），而韩国的专利大多集中在边缘冷门区域（如加湿单元、保湿槽、过滤器、光催化、光触媒、移动式、去甲醛等） 和具有发展潜力的技术（如空气喷射系统、特殊工作场所空气净化器、光电子净化等），随着科学的不断进步，未来可能在边缘冷门和具有发展潜力的领域迸发出新的技术研发热点，从而保持韩国在空气净化器领域的技术领先地位。值得注意的是，中国在空气净化器领域的专利申请过多地集中在热点区域，企业和企业之间的竞争会比较激烈，在这种背景下，中国的空气净化器相关企业要及时调整研发战略方向，及时了解国外相关企业的研发布局，紧跟时代节奏，促进空气净化器技术的不断发展。

4 结论

本文研究了1900 年1 月至2020 年8 月全球空气净化器技术领域的专利数据，分析结果如下。

一是空气净化器技术在经历了漫长的萌芽期后，从2001 年开始进入高速发展阶段，全球空气净化器专利申请量在2013 年呈现爆发式增长状态，专利申请量排名前5 位的国家/地区分别是中国、韩国、美国、欧洲和德国，共申请专利34 643 件，占全球空气净化器专利申请总量的93.93%，是全球空气净化器技术领域专利申请的主要国家和主要需要保护的国家/地区，中国在空气净化器专利申请领域具有明显的区域优势。从专利技术主题分析来看，空气调节技术、分离技术和空气的灭菌、消毒或除臭出现频率最高。

二是空气净化器全球专利申请前20 位基本上涵盖了全球家用电器领域内的领先者和佼佼者，韩国的LG 电子公司遥遥领先，中国的格力电器亦实力不俗。

三是中韩两国专利申请布局对比分析表明，韩国的专利大多集中在边缘冷门和具有发展潜力的区域，中国专利申请量明显较多，布局过多地集中在热点区域，中国空气净化器企业之间的竞争会比较激烈。