发明创造名称：一种压缩空气储能系统
外观设计名称：
决定号：181623
决定日：2019-06-11
委内编号：1F257224
优先权日：
申请（专利）号：201610546070.6
申请日：2016-07-12
复审请求人：华北电力大学（保定）
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：孙金凤
合议组组长：邹涤秋
参审员：王昊
国际分类号：F01K7/02(2006.01);F04B35/04(2006.01);F04B25/00(2006.01);F04B41/02(2006.01);F28D20/02(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术相比，存在区别技术特征，但若其他现有技术给出了将该区别技术特征应用于最接近的现有技术以解决相应技术问题的启示，或者区别技术特征属于本领域的常规技术手段，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610546070.6，名称为“一种压缩空气储能系统”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为华北电力大学（保定），申请日为2016年07月12日，公开日为2016年10月12日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年02月09日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年07月18日提交的权利要求第1-9项，申请日2016年07月12日提交的说明书第1-50段（第1-8页）、说明书附图图1-3（第1-3页）、说明书摘要及摘要附图。
驳回决定中引用以下对比文件：
对比文件1：“恒壁温储气模型下先进绝热压缩空气储能系统性能分析”，韩中合等，中国电机工程学报，第36卷第12期，2016年06月20日，第3373-3374页；
对比文件2：CN103352760A，公开日为2013年10月16日；
对比文件3：CN204678943U，公开日为2015年09月30日；
对比文件4：CN102410768A，公开日为2012年04月11日；
驳回决定所针对的权利要求书如下：
1. 一种压缩空气储能系统，包括压缩机组(03)、膨胀机组(06)和热罐(05)，其特征在于，还包括设置在所述压缩机组(03)和所述膨胀机组(06)之间的恒温绝热储气装置(01)，所述恒温绝热储气装置(01)包括：
具有存储气腔(11)的储气罐体(1)，所述储气罐体(1)上设置有空气进口(3)和空气出口(6)；
包裹在所述储气罐体(1)外表面的保温绝热层(2)；
设置在所述储气罐体(1)内的相变蓄热管束(4)，所述相变蓄热管束(4)内填充有相变蓄热介质；
其中，所述压缩机组(03)采用多级压缩机布置，各级压缩机之间以及末级压缩机之后均布置有换热器(02)，冷却介质与热空气在所述换热器(02)中进行换热，降低空气温度，将压缩热存储在所述热罐(05)中；
所述膨胀机组(06)采用多级膨胀机布置，首级膨胀机前和各级膨胀机之间均布置有加热器(07)，所述热罐(05)中的热介质与所述储气罐体(1)释放出的高压空气进行换热，加热空气，将压缩热返还给空气。
2. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述相变蓄热管束(4)的每根蓄热管上均套设有环形肋板(5)，所述环形肋板(5)垂直于所述蓄热管的轴线。
3. 根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述环形肋板(5)为多个，并沿所述蓄热管的轴向均匀分布。
4. 根据权利要求3所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述蓄热管为椭圆管，所述环形肋板(5)外周面为圆形，所述环形肋板(5)的内周面与所述蓄热管贴合。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述相变蓄热介质为醋酸钠。
6. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气进口(3)为两个，均设置在所述储气罐体(1)的一端；
所述空气出口(6)为两个，均设置在所述储气罐体(1)的另一端。
7. 根据权利要求6所述的压缩空气储能系统，其特征在于两个所述空气进口(3)的连线通过所述储气罐体(1)轴心，两个所述空气出口(6)的连线通过所述储气罐体(1)轴心，且两个所述空气进口(3)的连线平行于两个所述空气出口(6)的连线。
8. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气罐体(1)上还设置有安全阀(7)。
9. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气罐体(1)为钢制罐体，所述保温绝热层(2)为玻璃棉层。
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1的区别技术特征部分被对比文件2公开，部分被对比文件3公开，因此，在对比文件1 的基础上结合对比文件2、3得出该权利要求要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备创造性；从属权利要求2的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分被对比文件4公开，从属权利要求3、4的附加技术特征部分被对比文件4公开，部分为本领域技术人员容易想到的，从属权利要求5、6、7、9的附加技术特征是本领域技术人员容易想到的，从属权利要求8的附加技术特征是本领域的常规技术手段，因此，从属权利要求2-9也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年07月23日向国家知识产权局提出了复审请求，并对权利要求书进行了修改，其在驳回文本针对的权利要求的基础上，在权利要求1中增加了技术特征“所述恒温绝热储气装置为卧式装置，并且进气口和出气口设置在所述恒温绝热储气装置的上部或下部”，并删除了技术特征“其中，所述压缩机组(03)采用多级压缩机布置，各级压缩机之间以及末级压缩机之后均布置有换热器(02)，冷却介质与热空气在所述换热器(02)中进行换热，降低空气温度，将压缩热存储在所述热罐(05)中； 所述膨胀机组(06)采用多级膨胀机布置，首级膨胀机前和各级膨胀机之间均布置有加热器(07)，所述热罐(05)中的热介质与所述储气罐体(1)释放出的高压空气进行换热，加热空气，将压缩热返还给空气”。复审请求人认为：（1）对比文件1所提供的是一种绝热压缩空气储能系统的性能分析方法，该分析方法的前提是忽略了储热介质对环境进行散热对所述系统的影响，因此就对比文件1所提供的技术方案本身根本无需再对所述系统进行优化；（2）对比文件3中的相变蓄热装置竖直设置在装置内，蓄热介质的流动方向与相变蓄热装置设置方向相同，而本申请为卧式装置，进气口和出气口设置在装置的上部或下部，能够保证进气方向和出气方向与相变蓄热管束设置方向垂直，空气与相变蓄热管束充分接触，能够提高储能效率。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
1. 一种压缩空气储能系统，包括压缩机组(03)、膨胀机组(06)，其特征在于，还包括设置在所述压缩机组(03)和所述膨胀机组(06)之间的恒温绝热储气装置(01)，所述恒温绝热储气装置(01)包括：
具有存储气腔(11)的储气罐体(1)，所述储气罐体(1)上设置有空气进口(3)和空气出口(6)；
包裹在所述储气罐体(1)外表面的保温绝热层(2)；
所述恒温绝热储气装置(01)还包括设置在所述储气罐体(1)内的相变蓄热管束(4)，所述相变蓄热管束(4)内填充有相变蓄热介质；
所述恒温绝热储气装置为卧式装置，并且进气口和出气口设置在所述恒温绝热储气装置的上部或下部。
2. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述相变蓄热管束(4)的每根蓄热管上均套设有环形肋板(5)，所述环形肋板(5)垂直于所述蓄热管的轴线。
3. 根据权利要求2所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述环形肋板(5)为多个，并沿所述蓄热管的轴向均匀分布。
4. 根据权利要求3所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述蓄热管为椭圆管，所述环形肋板(5)外周面为圆形，所述环形肋板(5)的内周面与所述蓄热管贴合。
5. 根据权利要求2-4任一项所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述相变蓄热介质为醋酸钠。
6. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气进口(3)为两个，均设置在所述储气罐体(1)的一端；
所述空气出口(6)为两个，均设置在所述储气罐体(1)的另一端。
7. 根据权利要求6所述的压缩空气储能系统，其特征在于两个所述空气进口(3)的连线通过所述储气罐体(1)轴心，两个所述空气出口(6)的连线通过所述储气罐体(1)轴心，且两个所述空气进口(3)的连线平行于两个所述空气出口(6)的连线。
8. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气罐体(1)上还设置有安全阀(7)。
9. 根据权利要求1所述的压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气罐体(1)为钢制罐体，所述保温绝热层(2)为玻璃棉层。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为: （1）对比文件1记载了一种本领域公知的回热式压缩空气储能系统结构图，对比文件1正是基于该系统结构图进行参数分析对系统性能的影响。而审查员也只是引用了该系统结构图，并未涉及该系统的各参数对系统性能的影响，即对比文件1中的该系统结构仍具有改进需求;（2）本申请的整体的空气运动方向仍然是与相变蓄热管束设置方向相同（即平行），这与对比文件3中的空气运动方向与相变蓄热管束设置方向相同是一样的。本申请与对比文件3关于蓄热装置的区别仅在于进出气口的设置，然而这种设置方式属于本领域技术人员根据实际需求的一种常规选择，并不需要本领域技术人员付出创造性的劳动，例如可参见现有技术CN202613802U（实质也是一种卧式装置，进气口1.1和出气口1.2设置在装置的上部或下部，进气方向和出气方向与相变蓄热管束3设置方向垂直，但整体的气体运动方向与相变蓄热管束3设置方向相同），CN103353060A（实质也是一种卧式装置，整体的气体运动方向与相变蓄热管束设置方向相同）。因此，复审请求人陈述的意见和修改后的权利要求书不能克服本申请不具备创造性的缺陷，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年04 月16 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征部分被对比文件2或对比文件3公开，部分为本领域技术人员的常规设置，因此，在对比文件1 的基础上结合对比文件2、3及本领域的常规技术知识以得出该权利要求要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备创造性；从属权利要求2、3、4的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分为本领域的常规选择，从属权利要求5、6、7、9的附加技术特征是本领域技术人员通过常规选择可以确定的，从属权利要求8的附加技术特征是本领域的常规技术手段，因此，从属权利要求2-9也不具备创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件1记载了一种压缩空气储能系统结构，且对比文件1正是基于该系统结构进行参数分析对系统性能的影响，对比文件1只是为了简化计算而忽略了储热介质对环境进行散热对所述系统的影响，其恰恰说明储热介质对环境进行散热对系统是有影响的，也就是说该系统仍具有改进的需求，且对本申请创造性的评述中也只是引用了该系统结构，并未涉及该系统的各参数对系统性能的影响；（2）本申请的整体的空气运动方向仍然是与相变蓄热管束设置方向相同（即平行），这与对比文件3中的空气运动方向与相变蓄热管束设置方向相同是一样的，且对比文件3给出了管排的布置方式可以根据需要进行调整的启示，则将管排的设置方向设置为与进出气的方向垂直也是本领域技术人员根据对比文件3给出的启示通过常规选择可以确定的，而通过调整进出气口的方向来调整进出气口与蓄热管束的方向也是本领域技术人员的常规选择，且复审请求人所陈述的本申请为卧式装置，进气口和出气口设置在装置的上部或下部所能达到的效果并未在原申请文件中明确记载，也不能由原申请文件直接、毫无疑义的确定，因此，不予考虑。
复审请求人于2019 年04 月26 日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：权利要求1与对比文件1具有区别技术特征：所述恒温绝热储气装置为卧式装置，并且进气口和出气口设置在所述恒温绝热储气装置的上部或下部。对比文件1、2和4中均不包含与本申请的区别技术特征相似的技术特征，对比文件3中单罐蓄热装置内蓄热介质与相变蓄热装置内相变蓄热介质在竖直方向上进行的换热过程，且对比文件3中蓄热介质的流动方向和相变蓄热介质的流动方向均为竖直方向； 而本申请高压气体的流动方向是竖直的，相变蓄热介质在换热管束内横向流动，所以，本申请提供的装置内部高压气体的流动方向与相变蓄热介质的流动方向相垂直，本申请的相变蓄热介质与高压气体接触更加充分，更有利于提高储能效果。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时对权利要求书进行了修改，经审查，所做修改符合专利法第33条的规定，故本复审请求审查决定所针对的文本为：2018年07月23日提交的权利要求第1-9项，申请日2016年07月12日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-3页、说明书摘要及摘要附图。
关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1权利要求1要求保护一种压缩空气储能系统，对比文件1（“恒壁温储气模型下先进绝热压缩空气储能系统性能分析”，韩中合等，中国电机工程学报，第36卷第12期，2016年06月20日，第3373-3374页）中公开了一种压缩空气储能系统（参见对比文件1的第3373-3374页，附图1），该系统主要由压缩机、膨胀机、换热器、储气室（相当于该权利要求中的储气装置）等部件构成。其工作流程为：储能时，利用电力系统中富余电量驱动压缩机压缩空气，压缩机出口高温高压的空气经换热器将热量传递给自冷罐来的低温液体储热介质，冷却后的高压空气进入储气室储存；释能时，高压空气自储气室排出，流经换热器吸收高温储热介质热量，高温高压的空气进入空气透平膨胀做功；由图1可以看出，储气室位于压缩机和膨胀机之间，由于储能时压缩空气进入储气室，释能时，高压空气从储气室排出，因此，储气室必然具有空气进口和空气出口。
因此，该权利要求与对比文件1的区别技术特征为：（1）储气装置为恒温绝热储气装置；恒温绝热储气装置具有存储气腔的储气罐体，包裹在储气罐体外表面的保温绝热层；恒温绝热储气装置还包括设置在储气罐体内的相变蓄热装置；（2）相变蓄热装置为相变蓄热管束，相变蓄热管束内填充有相变蓄热介质；（3）恒温绝热储气装置为卧式装置，并且进气口和出气口设置在恒温绝热储气装置的上部或下部。
基于上述区别技术特征可以确定，本申请实际要解决的技术问题是减少储气装置内空气向外界的散热以及如何设置进气口和出气口的位置。
对于区别技术特征（1），对比文件2（CN103352760A）公开了一种采用高温气热联储装置的压缩空气储能发电系统（参见对比文件2的说明书0028-0029段，权利要求1-8，附图1）；包括：压缩机组1、高温气热联储装置2和透平发电机组3，压缩机组1利用电能将空气压缩成高温高压状态的压缩空气，高温气热联储装置2的进口与压缩机组1的出口连接，高温气热联储装置2储存压缩机组1压缩的高温高压空气；高温气热联储装置2的出口与透平发电机组3连接，为透平发电机组3发电提供压缩空气，高温气热联储装置能实现高温气体的在储能和释能间隔过程中的绝热储存，保证气体温度基本不变，高温气热联储装置为阵列布置的高温炉管或者使用耐高温绝热材料制造的容器，高温气热联储装置采用相变蓄热材料或者大比热容蓄热材料作为蓄热材料，蓄热材料放置于高温气热联储装置内部或者外敷于高温气热联储装置外部；由此可见，储气装置为恒温绝热储气装置以及储气装置内设置相变蓄热装置已在对比文件2中公开，且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是为了保持储气装置内的空气的温度，在对比文件2已经公开了储气装置采用耐高温绝热材料制造以实现高温气体在储能和释能间隔过程中的绝热储存的情况下，恒温绝热储气装置设置为具有存储气腔的储气罐体，并在储气罐体外表面包裹保温绝热层对本领域技术人员来说是一种常规技术手段；
对区别技术特征（2），对比文件3（CN204678943U）公开了一种带相变蓄热的单罐蓄热装置（参见对比文件3的33-45段），包括：单罐蓄热器2，其外部的顶部设有蓄热介质入口1，外部的底部设有蓄热介质出口11；相变蓄热装置7，其布置在隔热板9内部，并通过管板8固定在单罐蓄热器 2内部，相变蓄热装置7内填充相变蓄热介质；相变蓄热装置7以管排的方式布置在隔热板9的内部，管排与水平方向可以成任意夹角，其中，管排管内布置相变蓄热材料，管排管外部可布置强化传热肋片，也可以不布置。还可向相变蓄热装置7中管排管内的相变蓄热材料中添加泡沫金属、纳米材料、相变胶囊材料等高导热材料，因此，上述区别技术特征（2）已在对比文件3中公开，且其在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是为了吸收热量或释放热量；也就是说对比文件3给出了将该技术特征用于对比文件1以解决其技术问题的启示；
对区别技术特征（3），在对比文件1已经公开了储气室用于储存或排出压缩空气的情况下，储气室的放置形式以及进气口、出气口的位置是本领域技术人员通过常规设置可以确定的。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2、3及本领域的常规技术知识以得出该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2是权利要求1的从属权利要求，其限定部分的附加技术特征为“所述相变蓄热管束(4)的每根蓄热管上均套设有环形肋板(5)，所述环形肋板(5)垂直于所述蓄热管的轴线”，其中对比文件3公开了相变蓄热装置7以管排的方式布置在隔热板9的内部，管排与水平方向可以成任意夹角，其中，管排管内布置相变蓄热材料，管排管外部可布置强化传热肋片（参见对比文件3的说明书第44段），而肋板设置为环形以及肋板垂直于蓄热管的轴线都是本领域技术人员的常规选择，无需付出创造性劳动，因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下，该从属权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3权利要求3、4的附加技术特征分别为“所述环形肋板(5)为多个，并沿所述蓄热管的轴向均匀分布”、“蓄热管为椭圆管，所述环形肋板(5)外周面为圆形，所述环形肋板(5)的内周面与所述蓄热管贴合”，在对比文件3公开了相变蓄热装置7以管排的方式布置以及管排管外部可布置强化传热肋片（参见对比文件3的说明书44段）的基础上，肋板及蓄热管的具体形式及连接方式是本领域技术人员通过常规选择可以确定的，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求3、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4 权利要求5的附加技术特征为“相变蓄热介质为醋酸钠”，其中对比文件3公开了相变蓄热装置7以管排的方式布置在隔热板9的内部，管排管内布置相变蓄热材料（参见对比文件3的说明书44段），则将相变蓄热材料选择为醋酸钠是本领域技术人员根据对比文件3公开的内容通过常规选择可以确定的，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5 权利要求6、7分别对权利要求1、6作了进一步限定，空气进出口的个数及设置位置均是本领域技术人员通过常规选择可以确定的，无需付出创造性劳动，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求6、7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6 权利要求8的附加技术特征为“所述储气罐体(1)上还设置有安全阀”，在罐体上设置安全阀属于本领域的常规技术手段，无需付出创造性劳动，其技术效果也是可以预料的，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7 权利要求9的附加技术特征为“所述储气罐体(1)为钢制罐体，所述保温绝热层(2)为玻璃棉层”，储气罐体及保温绝热层的具体材料均是本领域技术人员通过常规选择可以确定的，无需付出创造性劳动，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.对复审请求人相关意见的评述
复审请求人在意见陈述书中陈述意见认为：权利要求1与对比文件1具有区别技术特征：所述恒温绝热储气装置为卧式装置，并且进气口和出气口设置在所述恒温绝热储气装置的上部或下部。对比文件1、2和4中均不包含与本申请的区别技术特征相似的技术特征，对比文件3中单罐蓄热装置内蓄热介质与相变蓄热装置内相变蓄热介质在竖直方向上进行的换热过程，且对比文件3中蓄热介质的流动方向和相变蓄热介质的流动方向均为竖直方向； 而本申请高压气体的流动方向是竖直的，相变蓄热介质在换热管束内横向流动，所以，本申请提供的装置内部高压气体的流动方向与相变蓄热介质的流动方向相垂直，本申请的相变蓄热介质与高压气体接触更加充分，更有利于提高储能效果。
对此，合议组认为：上述区别技术特征仅仅限定了储气装置的放置方式以及进气口和出气口的设置位置，但由于对比文件1已经公开了储气室用于储存或排出压缩空气，则储气装置是横向放置还是竖直放置都是本领域的常规设置方式，且对比文件3公开了储气装置内设置相变蓄热装置7，蓄热介质流过相变蓄热装置7将热量传递给相变蓄热装置内的蓄热介质，则为了使蓄热介质与相变蓄热管排热传递更充分而选择合适的蓄热介质的流动方向对本领域技术人员来说是一种常规设置，本领域技术人员有能力根据需要选择合适的设置方式，这对本领域技术人员来说无需付出创造性劳动，因此，将储气装置为卧式装置，并且将进、出气口的位置设置在储气装置的上部或下部对本领域技术人员来说是根据需要通过常规设置可以确定的，无需付出创造性劳动，且请求人所陈述的本申请为卧式装置，进气口和出气口设置在装置的上部或下部所能达到的效果并未在原申请文件中明确记载，因此，不予考虑。
因此，复审请求人所陈述的本申请具备创造性的理由不具有说服力，合议组不予支持。
综上所述，合议组依法做出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年02 月09 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
