发明创造名称：一种高效全贯流潜水电泵及其使用方法
外观设计名称：
决定号：181574
决定日：2019-06-21
委内编号：1F244857
优先权日：
申请（专利）号：201510480898.1
申请日：2015-08-03
复审请求人：天津甘泉集团有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：屈威
合议组组长：俞翰政
参审员：方志远
国际分类号：F04D13/08(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：中国专利法第22条第3款
决定要点
：如果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，但该区别技术特征已被其他现有技术公开，并且其在其他现有技术中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，则在现有技术的基础上获得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，该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201510480898.1，名称为“一种高效全贯流潜水电泵及其使用方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为天津甘泉集团有限公司，申请日为2015年08月03日，公开日为2015年12月02日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月03日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1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：申请日2015年08月03日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1-3页、说明书摘要、摘要附图；2017年05月17日提交的权利要求第1项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高效全贯流潜水电泵，包括电泵(1)，其特征在于：所述电泵(1)内设置有湿定子充水式电机(2)；
所述湿定子充水式电机(2)内设置有泵叶轮(3)，所述湿定子充水式电机(2)内设置有转子(4)；
所述泵叶轮(3)与转子(4)固定连接；
所述泵叶轮(3)与转子(4)通过焊接固定形成一个整体；
所述一种高效全贯流潜水电泵的使用方法，所述使用方法为一种改变转速及比转速满足参数要求提高全贯流潜水电泵机组效率的方法，具体步骤如下：
①改变(降低)电机一档转速；
②按照用户需要的流量Q和扬程H，确定降速后的比转速ns。根据比转速的公式电机降速后比转速也随之下降；
③按照降低后的转速进行重新选型，用新叶轮直径D2按泵的相似定律重新选泵或设计新泵(水力模型是现有的模型)，选型完后绘制特性曲线。选型时需调整叶轮直径D2，调整后新选的泵型应满足额定点尽量在高效区或接近高效区(改变转速后泵的nD要比常规泵的nD＝(420～480)小)；
④按潜水电机水摩擦损耗Pfw的计算公式，计算在改变转速(或nD)后的水摩擦损耗Pfw及电机效率提高的百分比，从而得出全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比。”
驳回决定引用如下对比文件：
对比文件1：CN201521462U，公告日为2010年07月07日；
对比文件2：《潜水电泵的使用与维修》 李世煌 袁秀文，第30-35页，机械工业出版社，1995年12月，公开日为1995年12月31日。
驳回决定中指出：权利要求1与对比文件1相比，区别在于：所述一种高效全贯流潜水电泵的使用方法为一种改变转速及比转速满足参数要求提高全贯流潜水电泵机组效率的方法，具体步骤如下：①改变(降低)电机一档转速；②按照用户需要的流量Q和扬程H，确定降速后的比转速ns。根据比转速的公式，电机降速后比转速也随之下降；③按照降低后的转速进行重新选型，用新叶轮直径D2按泵的相似定律重新选泵或设计新泵(水力模型是现有的模型)，选型完后绘制特性曲线。选型时需调整叶轮直径D2，调整后新选的泵型应满足额定点尽量在高效区或接近高效区(改变转速后泵的nD要比常规泵的nD＝(420～480)小)；④按潜水电机水摩擦损耗Pfw的计算公式，计算在改变转速(或nD)后的水摩擦损耗Pfw及电机效率提高的百分比，从而得出全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比。基于上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何改变转速及比转速满足参数要求提高全贯流潜水电泵机组效率。对于上述区别，对比文件2公开了：具体步骤如下：①降低转速；②确定降速后的比转速ns，根据比转速的公式 ，电机降速后比转速也随之下降；③绘制特性曲线；而且该特征在对比文件2中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同；对于其余的区别技术特征，是本领域的常规技术手段；改变(降低)电机一档转速，是本领域的技术人员采取的常规技术手段；按照用户需要的流量Q和扬程H，确定降速后的比转速ns，是本领域的常规技术手段；对比文件2已经公开了其在步骤③中绘制特性曲线，为了提高全贯流潜水电泵机组效率，按照降低后的转速进行重新选型，用新叶轮直径D2按泵的相似定律重新选泵或设计新泵(水力模型是现有的模型)，选型完后绘制特性曲线，选型时需调整叶轮直径D2，调整后新选的泵型应满足额定点尽量在高效区或接近高效区(改变转速后泵的nD 要比常规泵的nD＝(420～480)小)，是本领域的常规技术手段；为了直观地反应全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比，在步骤④中，按潜水电机水摩擦损耗Pfw 的计算公式，计算在改变转速(或nD)后的水摩擦损耗Pfw 及电机效率提高的百分比，从而得出全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比，是本领域的常规技术手段。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年02月12日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1没有公开关于转速及比转速满足参数要求，来提高全贯流潜水电泵机组效率的方法的任何相关内容。（2）对比文件2与本申请针对的对象不同，对比文件2针对的是现有的潜水电泵，本申请针对的是全贯流潜水电泵的机组；且对比文件2的技术方案没有给出相关技术启示来解决本申请的技术问题，对比文件2公开的是一种改变转速及比转速满足参数的方法，得到一个电机降速后比转速也随之下降的特性曲线，并未公开使用上述方法能得到潜水电泵运行效率会明显提高，能耗会降低的技术效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年03月26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已经公开了本申请的全贯流潜水电泵的结构，不同之处仅在于转速及比转速满足参数要求来提高全贯流潜水电泵机组效率的方法。而“全贯流潜水电泵的泵站效率（机组效率）=电机效率 ×水泵效率 ×流道效率”是本领域的公知常识（参见“泵站”邱传忻，第157-160页，中国水利水电出版社，2004年2月）。且电机摩擦损耗的计算公式也是本领域的公知常识（参见“农业机械设计手册（上册）”中国农业机械化科学研究院编，第868-869页，中国农业科学技术出版社，2007年11月），即电机摩擦损耗与电机转速的3次方成正比，因此通过改变降低转速减小电机的水摩擦损耗Pfw提高电机效率，是本领域的技术人员容易想到的。对比文件2公开了比转速的公式，电机降速后比转速也随之下降，降低电机转速时，若泵的参数不变，则潜水泵的流量和扬程必然会降低；根据泵的相似定律，在设计流量相同的条件下，同一水泵模型换算的2台水泵的转速与叶轮直径的3次方成反比，这是本领域的公知常识（参见“高性能大型低扬程泵装置优化水力设计”陆林广著，第22-24页，中国水利水电出版社，2013年4月）；因此当降低转速时，为了满足潜水泵的流量和扬程，需要对水泵的叶轮直径进行重新选型，并且为了保证泵的效率，必然需要使调整后新选的泵型应满足额定点尽量在高效区或接近高效区，因此步骤③的“按照降低后的转速进行重新选型”是本领域的常规技术手段。2）本申请的泵站也是由几个水泵组合而成，提高单个水泵效率的同时潜水电泵机组效率也得到提高。且通过降低电机转速提高电机效率从而提高机组效率是本领域的常规技术手段，而为了弥补转速降低带来的流量降低的损失而增加叶轮直径也是本领域的常规技术手段，在此基础上，通过对比文件2提供的调整转速和叶轮直径的设计方法，使每台水泵选型满足额定点尽量在高效区或接近高效区，使全贯流潜水电泵机组效率提高是本领域的技术人员容易想到的。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01月24日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组还指出：1）虽然对比文件1没有公开关于转速及比转速满足参数要求，来提高全贯流潜水电泵机组效率的方法的任何相关内容，但是根据书籍《高性能大型低扬程泵装置优化水力设计》、《泵站》、《潜水电泵的使用与维修》（对比文件2）、《农业机械设计手册（上册）》公开的内容可知：“通过降低电机转速，确定增大后的水泵叶轮直径（根据比转速确定叶轮直径，选型绘制特性曲线）可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，水摩擦损耗Pfw也随之降低，那么电机效率随之提高，从而进一步提高泵站效率”是本领域的公知常识；那么本领域技术人员在面对本申请所要解决的“如何在满足同样的流量和扬程的情况下，提高全贯流潜水电泵机组效率”这一技术问题时，有动机将对比文件1中公开的潜水电泵的转速降低增大叶轮的直径，并根据对比文件2中公开的内容确定增大后的叶轮直径来获得本申请所要求保护的发明，并取得可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，水摩擦损耗Pfw也随之降低，电机效率随之提高，从而进一步提高泵站效率的技术效果。2）全贯流潜水电泵属于潜水电泵领域，对比文件2中公开的方法普遍适用于潜水电泵，因此，对比文件2中公开的方法适用于本申请中的全贯流潜水电泵。因此，复审请求人所陈述的意见，合议组不予接受。
复审请求人于2019年03月08日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：1）首先，由本申请附图3-6中，可以清楚的看到本申请中是有轴功率的，轴必然是转动的，而对比文件1公开的全贯流潜水电泵，带有叶轮的电机转子内部密封轴承腔内设置有径向轴承和双向推力轴承，带有叶轮的转子是转动的，轴是不转动的。其次，《高性能大型低扬程泵装置优化水利设计》中公开了：在输泵设计流量一定的条件下，适当增径降速可以较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，采用较小的nD值，对水泵的空化性能十分有利；而在本申请中叶片安装角度是不同的，因此为了提高泵的效率，并非只是改变叶片直径引起的，而是通过降低转速减小电机的水摩擦损耗Pfw提高电机效率来实现的，本申请中用新叶轮直径D2重新选泵或设计新泵，选型时需调整叶轮直径，调整后得到的结果是改变转速后泵的nD要比常规泵的nD=(420~480)小，因此，该对比文件没有给出与本申请相关的技术启示。2）首先，本申请与对比文件2针对的对象不同，对比文件2针对的是现有的单个潜水电泵，本申请针对的是全贯流潜水电泵的机组。其次，对比文件2仅公开了一种改变转速及比转速满足参数的方法，得到一个电机降速后比转速也随之下降的特性曲线，并没有给出使用上述方法能得到潜水电泵运行效率会明显提高，能耗会降低技术启示。再者，及时《泵站》中提及提高每个泵的流道效率可以提高泵站效率，然而结合对比文件1和2，提高流道效率是从每个泵体结构上的改进，而不是基于现有泵体上的选择型号，因此与本申请提高泵站效率的原理上存在本质不同。综上所述，本申请具备创造性。
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
1、审查文本的认定
复审请求人在复审请求审查程序中未对申请文件进行修改，故本复审请求审查决定所针对的审查文本为驳回决定所依据的文本，即：申请日2015年08月03日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1-3页、说明书摘要、摘要附图；2017年05月17日提交的权利要求第1项。
2、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，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型有实质性特点和进步。
2.1权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护的是一种高效全贯流潜水电泵，对比文件1公开了一种新型全贯流潜水电泵，其实质也是一种高效全贯流潜水电泵，并具体公开了以下的技术特征（参见对比文件1的说明书第4-14段，附图1）：包括电泵，电泵内设置有电机，电机采用湿定子绕组1结构，湿定子潜水电机也称充水式潜水电机，相当于本申请的湿定子充水式电机；湿定子充水式电机内设置有泵叶轮3，湿定子充水式电机内设置有转子2；泵叶轮3与转子2固定连接，泵叶轮3与转子2通过焊接固定形成一个整体。
该权利要求1所要求保护的技术方案与该对比文件1所公开的技术内容相比，其区别在于：一种高效全贯流潜水电泵的使用方法为一种改变转速及比转速满足参数要求提高全贯流潜水电泵机组效率的方法，具体步骤如下：
①改变(降低)电机一档转速；
②按照用户需要的流量Q和扬程H，确定降速后的比转速ns。根据比转速的公式电机降速后比转速也随之下降；
③按照降低后的转速进行重新选型，用新叶轮直径D2按泵的相似定律重新选泵或设计新泵(水力模型是现有的模型)，选型完后绘制特性曲线。选型时需调整叶轮直径D2，调整后新选的泵型应满足额定点尽量在高效区或接近高效区(改变转速后泵的nD要比常规泵的nD＝(420～480)小)；
④按潜水电机水摩擦损耗Pfw的计算公式，计算在改变转速(或nD)后的水摩擦损耗Pfw及电机效率提高的百分比，从而得出全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比。
基于上述区别技术特征，其实际解决的技术问题是如何在满足同样的流量和扬程的情况下，提高全贯流潜水电泵机组效率。
对于上述区别，书籍《高性能大型低扬程泵装置优化水力设计》（陆林广，第24-26页，中国水利水电出版社，2013年4月）第2章高性能低扬程泵装置优化水力设计的关键问题2.7.3增径降速对提高低扬程泵装置水力性能的作用中公开了：1.有利于减少流到水头损失：因此，在水泵设计流量一定的条件下，适当增径降速可较明显地减少流道水头损失，提高流到效率（表2-5）；2.有利于改善水泵的空化性能：在设计流量一定的条件下，采用较小的nD值（表2-6）对改善水泵的空化性能显然是十分有利的。由此可知，在水泵设计流量一定的条件下，通过降低电机转速，同时增大水泵叶轮直径可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率是本领域的公知常识。书籍《泵站》（丘传忻，第158-159页，中国水利水电出版社，2004年2月）第六章水泵机组第二节水泵选型中公开了：5.计算多年平均的泵站效率：泵站效率（即本申请中的全贯流潜水电泵机组效率）ηst=ηmvηpuηpi即根据电动机效率ηmv、水泵效率ηpu和流道效率ηpi即可计算出泵站效率。由此可知，通过提高流道效率从而提高泵站效率也是本领域的公知常识。因此，在水泵设计流量一定的条件下，通过降低电机转速，同时增大水泵叶轮直径可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，从而进一步提高泵站效率是本领域的公知常识，即现有技术中给出了通过“降低电机转速，增大水泵叶轮直径”从而提高泵站效率的技术启示。
对比文件2公开了：根据使用要求的流量、扬程，计算比转速，根据比转速的公式，确定电机降速后比转速的ns，比转速随电机转速的降低也随之下降，选择相应比转速的潜水电泵；根据潜水电泵的比转速，可以知道水泵的性能曲线，也就可以合理地使用水泵。而且该特征在对比文件2中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同，都是用于通过比转速来确定叶轮直径，并根据水泵的性能曲线以使泵尽可能在高效区运行来提高潜水电泵机组效率。
书籍《农业机械设计手册（上册）》（中国农业机械化科学研究院，第868-869页，中国农业科学技术出版社，2007年11月）中公开了潜水电机水摩擦损耗Pfw 的计算公式：Pfw=CV3D22(1 5l/D2)，V=πd2n/60；从上述计算公式可以看出在转速降低后，水摩擦损耗Pfw也随之降低，那么电机效率随之提高；根据书籍《泵站》中公开的泵站效率公式：泵站效率ηst=ηmvηpuηpi（电动机效率ηmv、水泵效率ηpu和流道效率ηpi），即可得出全贯流潜水电泵机组效率，进一步得到全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比，这是本领域的公知常识。那么本领域技术人员在面对本申请所要解决的“如何在满足同样的流量和扬程的情况下，提高全贯流潜水电泵机组效率”这一技术问题时，有动机将对比文件1中公开的潜水电泵的转速降低增大叶轮的直径，并根据对比文件2中公开的内容确定增大后的叶轮直径来获得本申请所要求保护的技术方案；并取得可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，水摩擦损耗Pfw随之降低，电机效率随之提高，从而进一步提高泵站效率的技术效果。
区别技术特征“改变(降低)电机一档转速”是本领域的技术人员根据实际使用需求（如流量、扬程、机组效率等）而采用的常规技术手段。
因此在该对比文件1的基础上结合本领域的公知常识、对比文件2和上述常规技术手段以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对所属技术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备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。
3、对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为：1）首先，在本申请中是有轴功率的，轴必然是转动的，而对比文件1公开的全贯流潜水电泵，带有叶轮的转子是转动的，轴是不转动的。其次，《高性能大型低扬程泵装置优化水利设计》中公开了：在输泵设计流量一定的条件下，适当增径降速可以较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，采用较小的nD值，对水泵的空化性能十分有利；而在本申请中为了提高泵的效率，并非只是改变叶片直径引起的，而是通过降低转速减小电机的水摩擦损耗Pfw提高电机效率来实现的，改变转速后泵的nD要比常规泵的nD=(420~480)小，因此，该对比文件没有给出与本申请相关的技术启示。2）首先，本申请与对比文件2针对的对象不同，对比文件2针对的是现有的单个潜水电泵，本申请针对的是全贯流潜水电泵的机组。其次，对比文件2仅公开了一种改变转速及比转速满足参数的方法，并没有给出使用上述方法能得到潜水电泵运行效率会明显提高，能耗会降低的技术启示。再者，及时《泵站》中提及提高每个泵的流道效率可以提高泵站效率，然而结合对比文件1和2，提高流道效率是从每个泵体结构上的改进，而不是基于现有泵体上的选择型号，因此与本申请提高泵站效率的原理上存在本质不同。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：1）首先，本申请中记载了“全贯流潜水电泵，是将泵叶轮置于三相交流异步电动机的转子内圆，由定子绕组产生的旋转磁场直接通过电磁场的能量转换，将驱动转子旋转的机械能传递给置于转子内圆的轴流泵叶片，使叶片旋转泵水”，本申请中全贯流潜水电泵的工作方式与对比文件1中公开的全贯流潜水电泵的工作方式“全贯流潜水电泵中的潜水电机采用湿定子绕组结构，水泵的叶轮置于电机转子的内腔，叶轮的叶片与电机转子内圆焊为一个整体，叶轮泵送液体的动力是潜水电机旋转磁场通过电磁感应带动叶轮旋转产生的”是一样的，与轴转不转动无关。其次，《高性能大型低扬程泵装置优化水利设计》中公开了：“增径降速与降低nD值是一定的。在输泵设计流量一定的条件下，适当增径降速可以较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，采用较小的nD值，对水泵的空化性能十分有利”，由此可知，在水泵设计流量一定的条件下，通过降低电机转速，同时增大水泵叶轮直径可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率是本领域的公知常识。从上述内容可以得出现有技术中已经给出了通过增径降速，以获得更低的值，从而提高泵效率的技术启示，那么本领域技术人员在面对本申请所要解决的技术问题时，在现有技术给出的启示下，有动机对对比文件1中所公开的水泵进行改进，已获得本申请所要求保护的发明。2）首先，全贯流潜水电泵属于潜水电泵领域，对比文件2中公开的方法普遍适用于潜水电泵，因此，对比文件2中公开的方法适用于本申请中的全贯流潜水电泵。对比文件2公开了：根据使用要求的流量、扬程，计算比转速，根据比转速的公式，确定电机降速后比转速的ns，比转速随电机转速的降低也随之下降，选择相应比转速的潜水电泵；根据潜水电泵的比转速，可以知道水泵的性能曲线，也就可以合理地使用水泵，从上述内容可以看出对比文件2给出了通过比转速来确定叶轮直径，并根据水泵的性能曲线以使泵尽可能在高效区运行来提高潜水电泵机组效率的技术启示。其次，书籍《农业机械设计手册（上册）》中公开了潜水电机水摩擦损耗Pfw 的计算公式：Pfw=CV3D22(1 5l/D2)，V=πd2n/60；从上述计算公式可以看出在转速降低后，水摩擦损耗Pfw也随之降低，那么电机效率随之提高；书籍《泵站》中公开了泵站效率公式：泵站效率ηst=ηmvηpuηpi（电动机效率ηmv、水泵效率ηpu和流道效率ηpi），从上述公式可得出全贯流潜水电泵机组效率，进一步得到全贯流潜水电泵机组效率提高的百分比，这是本领域的公知常识；那么本领域技术人员在面对本申请所要解决的“如何在满足同样的流量和扬程的情况下，提高全贯流潜水电泵机组效率”这一技术问题时，有动机将对比文件1中公开的潜水电泵的转速降低增大叶轮的直径，并根据对比文件2中公开的内容确定增大后的叶轮直径来获得本申请所要求保护的技术方案；并取得可较明显地减少流道水头损失，提高流道效率，水摩擦损耗Pfw随之降低，电机效率随之提高，从而进一步提高泵站效率的技术效果。
基于上述事实和理由，本案合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月03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，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。
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