发明创造名称：一种能提高发电机效率的节能发电装置
外观设计名称：
决定号：182865
决定日：2019-07-02
委内编号：1F264212
优先权日：2015-04-17
申请（专利）号：201610035591.5
申请日：2016-01-20
复审请求人：林天宇
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：霍艳
合议组组长：师彦斌
参审员：徐珍霞
国际分类号：H02K7/18
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但部分区别技术特征被其他对比文件公开，部分区别技术特征是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，其余区别技术特征是本领域的公知常识，并且在所述作为最接近现有技术的对比文件基础上结合其他对比文件和本领域公知常识得到该技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，那么该技术方案相对于上述对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610035591.5，名称为“一种能提高发电机效率的节能发电装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为林天宇。申请日为2016年01月20日，优先权日为2015年04月17日，公开日为2016年05月11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年07月23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2016年01月20日提交的说明书第1-15段、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图，2017年11月07日提交的权利要求第1项。
驳回的主要理由是：权利要求1与对比文件1（CN101440780A，公开日为2009年05月27日）相比区别技术特征在于：（1）发电装置是能提高发电机效率的节能装置；驱动装置为发动机；皮带轮包括第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮和第四皮带轮，第一皮带轮固定在第一发电机磁极上，第二皮带轮固定在串联的线圈转动轴上延伸端，第三、第四皮带轮分别固定在发动机的转轴上，第一、第三皮带轮之间与第二、第四皮带轮之间分别用皮带连接，四个皮带轮的转动方向相同，转速不同；（2）第二发电机磁极与底座固接，并且第一二转子为垂直台面同轴串联；第一发电机、第二发电机分别与负载连接；（3）所述第一发电机工作时的磁极转速与线圈转速比为2∶1，所述第一、第二、第三、第四皮带轮的直径比为1∶1∶2∶1。上述区别技术特征中，部分区别技术特征被对比文件2（US2005/0134048A1，公开日为2005年06月23日）公开，部分区别技术特征是本领域技术人员根据应用需求即可做出的常规技术选择，其余部分区别技术特征是本领域技术人员的常规做法，因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种能提高发电机效率的节能发电装置，包括发动机、发电机线圈、转子、定子和皮带轮，其特征是：发电机包括第一发电机和第二发电机，皮带轮包括第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮和第四皮带轮，其中：
第一发电机与第二发电机的线圈转子垂直台面同轴串联，第二发电机磁极与底座固接，通过发动机带动第一发电机磁极转子和串联同轴的线圈转子转动，第一皮带轮固定在第一发电机磁极上，第二皮带轮固定在串联的线圈转动轴上延伸端，第三、第四皮带轮分别固定在发动机的转轴上，第一、第三皮带轮之间与第二、第四皮带轮之间分别用皮带连接，四个皮带轮的转动方向相同，转速不同，第一发电机、第二发电机分别与负载连接；
所述第一发电机工作时的磁极转速与线圈转速比为2∶1；
所述第一、第二、第三、第四皮带轮的直径比为1∶1∶2∶1。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年10月15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：本申请发电装置中的发动机受到的阻力小于只有一台发电机正常工作时发动机受到的阻力F，当然也小于对比文件1中的发动机受到的阻力2F，其根本原因就是，本申请中，串联发电线圈转子转速是以第一发电机励磁转子转速2U的一半U转动，对于发动机维持第一发电机励磁转子转速2U起到了缓冲，使发动机受到的阻力减小，因此本申请发电装置的总效率远远大于对比文件1和2的总效率。将本申请技术方案转换为一个与发电机制造没有任何关系的运动学或者动力学模型，一个静止的物体紧密接触一个高速运动的物体，静止的物体对高速运动的物体产生的阻碍作用最大，一个慢速运动的物体紧密接触一个高速运动的物体（即使它们之间的相对运动摩擦阻力保持不变），慢速运动的物体对高速运动的物体产生的阻碍作用就会大大减小。因此，本申请的权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月06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）本申请主要采用在原动机机轴两端设置直径比为1:2的两传动轮，发电机采用两串联发电机，其中一发电机为单转子运动发电机，另一发电机定转子均同向运动，并且其磁极和线圈的转速比为2:1，两者分别连接原动机的两个不同直径比的传动轮。对比文件1公开了一种串联运行发电机，对比文件2公开了一种采用传动轮结构实现发电机定转子反向同时运动的发电机结构，提高了发电效率，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和公知常识的结合不具备创造性。（2）关于技术效果，本申请的整体发电结构并不能比对比文件1的效率有所提高，其对其中一个电机的定子施加了额外的输入，并且没有改变第二发电机的定转子相对转速，其实质在带动另一电机定子旋转时有能量损耗，整体效率应为减小，并不能提高整个系统的发电效率，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03月25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相比区别技术特征在于：（1）发电装置的驱动装置为发动机，发电装置还包括四个皮带轮，第一皮带轮固定在第一发电机磁极上，第二皮带轮固定在串联的线圈转动轴上延伸端，第三、第四皮带轮分别固定在发动机的转轴上，第一、第三皮带轮之间与第二、第四皮带轮之间分别用皮带连接，四个皮带轮的转动方向相同，转速不同，所述第一、第二、第三、第四皮带轮的直径比为1∶1∶2∶1；所述第一发电机工作时的磁极转速与线圈转速比为2∶1，通过发动机带动第一发电机磁极转子和串联同轴的线圈转子转动；（2）第一发电机与第二发电机的线圈转子垂直台面同轴串联，第二发电机磁极与底座固接，第一发电机、第二发电机分别与负载连接。上述区别技术特征中，部分区别技术特征被对比文件2公开，部分区别技术特征是本领域技术人员根据应用需求即可做出的常规技术选择，其余区别技术特征是本领域的公知常识，因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。针对复审请求人陈述的意见，合议组认为：首先，在复审请求人所提出的运动学或者动力学模型中，产生在两个物体之间的摩擦阻力的大小只与接触面积的粗糙程度和接触面间的压力大小有关，与两个物体之间的速度无关，从该运动学或者动力学模型中不能确定发动机受到的阻力减小，也不能说明或证明当串联发电线圈转子转速为U且第一发电机励磁转子转速为2U时能够使发动机受到的阻力减小。其次，在由发动机驱动的两个发电机构成的发电装置中，相对于其中每一个发电机的线圈组件和磁极组件中只有一个组件转动另一个组件静止的常规情况，本申请还对其中一个发电机的静止组件施加额外的驱动力，使其以2倍转速进行转动，在额外的驱动力带动该组件以2倍转速转动的过程中必然会消耗来自发动机的更多的输入能量。综上，并不能证明本申请发电装置的总效率远远大于对比文件1和2的总效率，复审请求人陈述的意见不具备说服力。
复审请求人于 2019年04月23日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人将复审通知书中引用的对比文件1和对比文件2分别作为文件1和文件2，将本申请作为文件3，将一台发电机的外壳固定在台面上而转子由发动机带动转动发电的方案作为文件4，进行了比较说明，认为：本申请（文件3）的特点是两个发电机中，有一个发电机的外壳固定在台面上而转子是转动的（类似文件1），另一个发电机的外壳和转子都可以转动（类似文件2）。文件3与文件1的区别就是两个发电机中，有一台发电机的转子和外壳都是可以转动的，没有像文件1中两个发电机的外壳都固定在台面上。文件3与文件2的区别就是两个发电机同时相互辅助正常工作，两者缺一不可，没有像文件2中是一个发电机。通过上述区别，文件3解决的技术问题是如何提高发电机效率的发电机安装制造方法。复审请求人通过对比试验证明，完全相同的两个发电机用在文件3中，得到的总效率都会远远的超过文件1、文件2和文件4中的80/100，并且达到99/100。本申请是一项非显而易见的组合发明，本组合发明的产品在商业应用上获得上述对比成功正是由于组合发明的技术特征直接导致的，这一方面反映了本申请具有有益效果，同时也说明了这类组合发明是非显而易见的，具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性，通过发电机制造的实际应用证明文件3总效率比文件1、2、4高，具备巨大的商业使用价值。复审请求人认为发动机受到的阻力指的是发电机阻力的主要来源与机械摩擦阻力相加后对发动机转动轴产生的阻力，并且通过计算方法证明在文件3中发动机维持第一发电机励磁转子转速2U受到的阻力小于文件4中，相当于文件1中的2F一半还要小一些，通过计算和实验证明文件3中发动机需要的轴功率小于文件1中。并且，例举汽车车轮在刹车时受到的摩擦阻力的模型和动力学模型，证实在文件3中发动机受到的阻力F小于文件4中转动摩擦阻力F，文件3的总效率远远地超过对比文件1、2、4中两个发电机的总效率。因此本申请权利要求1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
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未提交修改的申请文件，因此本复审请求审查决定所针对的审查文本与复审通知书和驳回决定所依据的审查文本相同，即：申请日2016年01月20日提交的说明书第1-15段、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图，2017年11月07日提交的权利要求第1项。
专利法第22条第3款
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。
如果权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但部分区别技术特征被其他对比文件公开，部分区别技术特征是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，其余区别技术特征是本领域的公知常识，并且在所述作为最接近现有技术的对比文件基础上结合其他对比文件和本领域公知常识得到该技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，那么该技术方案相对于上述对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书和驳回决定所引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN101440780A，公开日为2009年05月27日；
对比文件2：US2005/0134048A1，公开日为2005年06月23日。
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请求保护一种能提高发电机效率的节能发电装置。对比文件1公开了一种复式永磁直驱风力发电机，并公开了以下特征（参见说明书第2页第1行-第4页最后1行、附图1-2）：该发电装置包括安装有桨叶1的风轮2、定子线圈10（即权利要求1的发电机线圈）、转子、定子和大齿轮31、小齿轮32。发电机包括第一发电机和第二发电机，第一和第二发电机沿平行发电装置的安装台面的水平方向同轴串联地安装固定在安装台面上，第一和第二发电机的第一磁极转子与第二磁极转子平行安装台面水平地同轴串联，第一和第二发电机的定子线圈10通过线圈支架固定支撑在安装台面上，通过风力吹动桨叶1使风轮2转动，风轮2带动主轴3经过大齿轮31、小齿轮32到输出轴12的单级增速后，带动同轴串联的第一和第二磁极转子转动，第一发电机和第二发电机的定子线圈10中产生感应电势，各层定子线圈10可以串联或并联使用，产生符合并网要求的正弦波交流电，该复式永磁直驱风力发电机在低转速下输出可直接并网的电力，自身损耗低、噪音小，提高了输出效率和使用寿命，减小了故障率，属于一种提高发电机效率的节能发电装置。
权利要求1与对比文件1相比区别技术特征在于：（1）发电装置的驱动装置为发动机，发电装置还包括四个皮带轮，第一皮带轮固定在第一发电机磁极上，第二皮带轮固定在串联的线圈转动轴上延伸端，第三、第四皮带轮分别固定在发动机的转轴上，第一、第三皮带轮之间与第二、第四皮带轮之间分别用皮带连接，四个皮带轮的转动方向相同，转速不同，所述第一、第二、第三、第四皮带轮的直径比为1∶1∶2∶1；所述第一发电机工作时的磁极转速与线圈转速比为2∶1，通过发动机带动第一发电机磁极转子和串联同轴的线圈转子转动；（2）第一发电机与第二发电机的线圈转子垂直台面同轴串联，第二发电机磁极与底座固接，第一发电机、第二发电机分别与负载连接。
基于上述区别技术特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题为：使发电装置的结构简化，灵活调节磁极和线圈之间的相对转速差，节省安装空间。
对于上述区别技术特征（1），对比文件2（参见说明书第1、6-33段，附图1-4）公开了一种发电装置，如图3和4所示，发电机13的驱动装置采用内燃机类型的发动机15，发电装置还包括四个皮带轮和两个皮带39b和41b，四个皮带轮包括从动皮带轮39c、41c（即权利要求1的第一、第二皮带轮）和主动皮带轮39a、41a（即权利要求1的第三、第四皮带轮），主动皮带轮39a和41a分别固定在发动机的转轴15a和第二轴61上，主动和从动皮带轮39a和39c之间用皮带39b连接，主动和从动皮带轮41a和41c之间用皮带41b连接，从动皮带轮39c固定在发电机的磁体承载元件16（即权利要求1的磁极转子）上，从动皮带轮41c固定在发电机的线圈承载元件17（即权利要求1的线圈转子）的转动轴33上延伸端，通过一对啮合齿轮62、63使得主动皮带轮39a和41a的转动方向相反、转速相同，从动皮带轮39c和41c的转动方向相反、转速相同，由此驱动发电机的磁体承载元件16和线圈承载元件17在相反方向以相同的速度转动，这样可以获得与一个元件被固定而另一个元件以两倍的速度转动情况相同的电功率输出，该发电装置在低转动速度下产生高功率输出，四个皮带轮的直径比为1：1：1：1，磁体承载元件16和线圈承载元件17的转速比为1：1。可见，对比文件2公开了上述区别技术特征（1）中的大部分，其中采用内燃机类型的发动机，使得发电装置不需要配置风轮及风轮控制装置，简化装置整体结构；发动机通过两组皮带轮分别驱动发电机的磁体承载元件和线圈承载元件转动，构成磁极和线圈双转动形式的发电机，灵活地提高了磁极和线圈之间的相对速度差，即对比文件2给出了将上述技术特征用于对比文件1以解决其技术问题的启示。而至于是将对比文件1中两台发电机均设置为双转动形式的发电机，还是设置其中一台为双转动形式，是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，无需付出创造性的劳动。此外，在采用发动机驱动和皮带轮传动连接时，两台发电机中所有转动的磁极转子和线圈转子都由发动机通过皮带轮驱动转动，以及双转动的磁极和线圈是采用同向转动，还是反向转动，磁极和线圈的相对转速比，皮带轮直径比，均是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，无需付出创造性的劳动，且效果也是可以预期到的。
对于上述区别技术特征（2），对于包括两个同轴串联的发电机的发电装置而言，两个发电机沿平行安装台面的水平方向安装，还是沿垂直安装台面的竖直方向安装，是两种常规的同轴串联布置方式，属于本领域的公知常识。为提高发电机安装稳固性，可如对比文件1中将两台发电机沿平行台面的水平方向同轴串联；为减小发电机占地空间以适应安装空间狭小的应用场合，可选择将两台发电机沿垂直台面的竖直方向同轴串联，即，本申请的第一与第二发电机的线圈转子垂直台面同轴串联，第二发电机磁极与底座固接，是常规安装方式。此外，两个发电机是分别与负载连接的方式实现供电，还是串接等其他方式来实现对负载的供电，也是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，无需付出创造性的劳动，且效果也是可以预期到的。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识获得该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此，该权利要求请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，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
关于复审请求人陈述的意见，合议组认为：尽管对比文件1中两台发电机都采用外壳固定转子转动的结构，但对本文件2公开了磁极和线圈双转动形式的发电机结构，该结构具有灵活调节磁极和线圈之间的相对速度差的作用，而至于是将对比文件1中两台发电机均设置为双转动形式的发电机，还是设置其中一台为双转动形式，是本领域技术人员根据实际应用需求即可做出的常规技术选择，无需付出创造性劳动，并且技术效果可以预期。
专利审查指南中规定“当发明的产品在商业上获得成功时，如果这种成功是由于发明的技术特征直接导致的，则一方面反映了发明具有有益效果，同时也说明了发明是显而易见的，因而这类发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。但是，如果商业上的成功是由于其他原因所致，例如由于销售技术的改进或者广告宣传造成的，则不能作为判断创造性的依据”。然而，本申请的申请文件和复审请求人提交的答辩书中都没有给出由发明技术特征直接导致的发明的产品在商业上获得成功的证据，因此不能得出本申请是一项非显而易见的组合发明的结论。
复审请求人以发动机受到的阻力和发动机需要的轴功率在文件3中小于文件1、2、4的功率计算方法证明文件3的总效率远远地超过文件1、2、4的总效率，但是将发动机和发电机作为一个整体时，在考虑整个系统的总效率时，应考虑整个系统中的所有能量消耗，以整个系统的输出能量与输入能量的比值作为系统的总效率，其中发动机受到的阻力和需要的轴功率不能代表整个系统的所有能量消耗。此外，尽管复审请求人例举汽车车轮在刹车时受到的摩擦阻力的模型和动力学模型证明文件3中的发动机受到的阻力和发动机需要的轴功率小于文件1、2、4中的发动机受到的阻力和发动机需要的轴功率，但是上述两个模型中的摩擦阻力，是产生在两个物体之间的摩擦阻力，其大小只与接触面积的粗糙程度和接触面间的压力大小有关，与两个物体之间的速度无关，因此上述两个模型不能证明发动机受到的阻力和发动机需要的轴功率在文件3中小于文件1、2、4。在实际应用中，针对由发动机驱动的两个发电机构成的发电装置而言，相对于其中每一个发电机的线圈组件和磁极组件中只有一个组件转动另一个组件静止的常规情况，本申请还对其中一个发电机的静止组件施加额外的驱动力，使其以2倍转速进行转动，在额外的驱动力带动该组件以2倍转速转动的过程中必然会消耗来自发动机的更多的输入能量。综上，并不能证明文件3（本申请）发电装置的总效率远远大于文件1和2（对比文件1和2）的总效率，复审请求人陈述的意见不具备说服力，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月23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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