一种蒸汽发电装置及系统-复审决定


发明创造名称:一种蒸汽发电装置及系统
外观设计名称:
决定号:183617
决定日:2019-07-12
委内编号:1F261348
优先权日:
申请(专利)号:201610333618.9
申请日:2016-05-19
复审请求人:神华集团有限责任公司 中国节能减排有限公司 北京科技大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李基沛
合议组组长:裴京礼
参审员:郭绪垚
国际分类号:F01C13/00(2006.01),F01C11/00(2006.01),F01C20/02(2006.01),F01C20/24(2006.01),F01C20/06(2006.01),F01C20/28(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,如果该区别技术特征未被对比文件公开,也不属于本领域公知常识,且给该权利要求的技术方案带来了有益的技术效果,则该权利要求具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201610333618.9,名称为“一种蒸汽发电装置及系统”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为神华集团有限责任公司、中国节能减排有限公司、北京科技大学。本申请的申请日为2016年05月19日,公开日为2016年08年10月。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年08月10日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-13不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。驳回决定所依据的文本为:2017年12月28日提交的权利要求第1-13项,申请日提交的说明书摘要、说明书附图图1-3(第1-2页)、摘要附图、说明书第1-44段(第1-10页)。驳回决定中引用的对比文件如下:
对比文件1:CN102619567A,公开日为2012年08月01日;
对比文件2:CN 101839154A,公开日为2010年09月22日;
对比文件3:CN204283503U,公告日为2015年04月22日;
对比文件4:WO2013/136131A1,公开日为2013年09月19日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种蒸汽发电装置,其特征在于,该装置包括:
第一螺杆膨胀发电系统;
第二螺杆膨胀发电系统,
其中所述第一螺杆膨胀发电系统和所述第二螺杆膨胀发电系统中的每一螺杆膨胀发电系统均包含由蒸汽驱动的螺杆膨胀机及由该螺杆膨胀机驱动的发电机,其中所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽被输入至所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,以驱动该螺杆膨胀机;以及
蒸汽母管,用于向所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送蒸汽,
所述蒸汽母管还用于向所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送蒸汽。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机为背压式螺杆膨胀机和/或凝汽式螺杆膨胀机。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的发电机为无刷励磁同步发电机和/或三相异步发电机。
4. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽还被用于采暖或工艺再利用。
5. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括自动准同期设备,用于将所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机驱动发电机发出的电进行并网。
6. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括冷凝回收设备,用于将所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽冷凝回收。
7. 一种蒸汽发电系统,其特征在于,该系统包括:
权利要求1-6中任一项所述的装置,所述装置还包括电动调节阀,用于控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的蒸汽的进气量;以及
PLC控制单元,用于通过控制所述电动调节阀的打开或关闭来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的启动或停止。
8. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述PLC控制单元还用于通过控制所述电动调节阀的开度来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机的转速。
9. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述PLC控制单元还用于采集以下参数中的一者或多者:所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的蒸汽温度、蒸汽压力/蒸汽差压、液位、螺杆膨胀机的转速以及发电机的发电功率。
10. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
报警单元;
所述PLC控制单元还用于在所采集的参数超出该参数对应的预定范围时,控制所述报警单元进行报警。
11. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,
所述系统还包括快速切断阀,用于切断蒸汽进入所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统;
在所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的发电机的发电功率出现负值,且出现该负值的时间超过预设时间时,所述PLC控制单元还用于通过控制所述快速切断阀关闭来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统停止运行。
12. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,在所述发电功率为正值且超过最大预设值和/或在所述发电功率为负值且超过预设停机值的情况下,所述PLC控制单元还用于控制所述电动调节阀和所述快速切断阀同时关闭,以控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统立即停止运行。
13. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统还包括上位机,用于远程控制所述PLC控制单元。”
驳回决定指出:独立权利要求1与对比文件4的区别技术特征在于:工作流体为蒸汽及每个发电系统有螺杆膨胀机驱动的发电机。但该区别技术特征已经被对比文件1公开,因此,权利要求1相对于对比文件4和对比文件1的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求2、4的附加技术特征属于本领域公知常识,权利要求3的附加技术特征部分被对比文件4公开、部分属于本领域公知常识,权利要求5的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分属于本领域公知常识,权利要求6的附加技术特征被对比文件2公开,因此,权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性;独立权利要求7要求保护一种包括权利要求1-6中任一项所述的装置的蒸汽发电系统,其限定的特征部分被对比文件1公开、部分被对比文件3公开,因此,权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求8的附加技术特征被对比文件1公开,权利要求9的附加技术特征部分被对比文件1公开、部分被对比文件3公开、部分属于本领域公知常识,权利要求10-12的附加技术特征属于本领域公知常识,权利要求13的附加技术特征被对比文件3公开,因此,权利要求8-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对申请人的意见陈述,进一步指出:对比文件4公开了:在低压模式,旁通阀33被打开,向低压膨胀机24提供气态工作流体;另外,对比文件4说明书第9页第26-27行公开了:图中箭头显示的是工作流体流动的方向。在此基础上,对比文件4图13公开了:气态工作流体母管22,用于向所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机23输送气态工作流体,所述母管还用于向所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机24输送气态工作流体,并且还公开了旁路阀33打开时,向低压膨胀机24提供气态工作流体的相关内容。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年09月20日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,将说明书中的特征“当所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽不足以驱动所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,或者虽然所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽可以驱动所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,但该第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机对相应的发电机的驱动力较小时”加入权利要求1中。复审请求人认为:对比文件4在高压模式下,不能通过旁路阀33向低压膨胀机24输送气态工作流体,在低压模式下,仅可以通过旁路阀33向低压膨胀机24输送气态工作流体,而不可能向高压膨胀机23和低压膨胀机24同时输送气态工作流体,故不能带动两个发动机进行发电;对比文件1虽然公开了利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压发电装置,但针对当进入第二螺杆膨胀机的蒸汽能量不足的问题,其公开了将高温高压蒸汽输入级间热交换器,对该级间热交换器的管程中的中温中压蒸汽加热,然后经加热后的蒸汽再次进入二级螺杆膨胀机中。复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种蒸汽发电装置,其特征在于,该装置包括:
第一螺杆膨胀发电系统;
第二螺杆膨胀发电系统,
其中所述第一螺杆膨胀发电系统和所述第二螺杆膨胀发电系统中的每一螺杆膨胀发电系统均包含由蒸汽驱动的螺杆膨胀机及由该螺杆膨胀机驱动的发电机,其中所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽被输入至所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,以驱动该螺杆膨胀机;以及
蒸汽母管,用于向所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送蒸汽,
当所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽不足以驱动所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,或者虽然所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽可以驱动所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,但该第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机对相应的发电机的驱动力较小时,所述蒸汽母管还用于向所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送蒸汽。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机为背压式螺杆膨胀机和/或凝汽式螺杆膨胀机。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的发电机为无刷励磁同步发电机和/或三相异步发电机。
4. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽还被用于采暖或工艺再利用。
5. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括自动准同期设备,用于将所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机驱动发电机发出的电进行并网。
6. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括冷凝回收设备,用于将所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽冷凝回收。
7. 一种蒸汽发电系统,其特征在于,该系统包括:
权利要求1-6中任一项所述的装置,所述装置还包括电动调节阀,用于控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的蒸汽的进气量;以及
PLC控制单元,用于通过控制所述电动调节阀的打开或关闭来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的启动或停止。
8. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述PLC控制单元还用于通过控制所述电动调节阀的开度来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机的转速。
9. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述PLC控制单元还用于采集以下参数中的一者或多者:所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的蒸汽温度、蒸汽压力/蒸汽差压、液位、螺杆膨胀机的转速以及发电机的发电功率。
10. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
报警单元;
所述PLC控制单元还用于在所采集的参数超出该参数对应的预定范围时,控制所述报警单元进行报警。
11. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,
所述系统还包括快速切断阀,用于切断蒸汽进入所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统;
在所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统的发电机的发电功率出现负值,且出现该负值的时间超过预设时间时,所述PLC控制单元还用于通过控制所述快速切断阀关闭来控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统停止运行。
12. 根据权利要求11所述的系统,其特征在于,在所述发电功率为正值且超过最大预设值和/或在所述发电功率为负值且超过预设停机值的情况下,所述PLC控制单元还用于控制所述电动调节阀和所述快速切断阀同时关闭,以控制所述第一螺杆膨胀发电系统和/或所述第二螺杆膨胀发电系统立即停止运行。
13. 根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统还包括上位机,用于远程控制所述PLC控制单元。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年09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,在对比文件4的图13中,其公开了“母管可同时向第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机和第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送工作气体”,同时图13中还公开了液体分离腔54’将经过高压螺杆膨胀机23之后的工作气体冷凝下来的液体分离出去,可见会出现工作气体不足的情况,但是有母管同时向第二螺杆膨胀发电系统供气的支管。因此,对比文件4图13公开的技术方案给出了技术启示,坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
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提交了权利要求书的修改替换页,所做修改符合专利法第33 条及专利法实施细则第61 条第1 款的规定,本复审请求审查决定所针对的文本为:申请日提交的说明书摘要、说明书附图图1-3(第1-2页)、摘要附图、说明书第1-44段(第1-10页),2018年09月20日提交的权利要求第1-13项。
关于专利法第22条第3款
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。
具体到本案:
2.1权利要求1请求保护一种蒸汽发电装置,对比文件4公开了一种有机郎肯循环系统(参见对比文件4说明书第2页第29行-第3页第10行,第8-9页及附图1-3、13),有机流体驱动高压螺杆膨胀机23和低压螺杆膨胀机24,从而驱动发电机25发电,气态工作流体母管22,用于向高压螺杆膨胀机23、低压螺杆膨胀机24输送气态工作流体,在高压模式下,旁路控制阀33关闭,输入控制阀34、输出控制阀35打开,气态工作流体从母管22输入高压螺杆膨胀机23,其输出的气态工作流体被输入至低压螺杆膨胀机24,以驱动低压螺杆膨胀机24,在低压模式下,旁路控制阀33打开,输入控制阀34、输出控制阀35关闭,气态工作流体从母管22输入低压螺杆膨胀机24。
该权利要求所要求保护的技术方案与该对比文件4所公开的技术内容相比,其区别在于:(1)工作流体为蒸汽,每个螺杆膨胀机均驱动一发电机从而构成第一、第二螺杆膨胀发电系统;(2)当第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽不足以驱动第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,或者虽然第一螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输出的蒸汽可以驱动第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机,但该第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机对相应的发电机的驱动力较小时,蒸汽母管还用于向第二螺杆膨胀发电系统的螺杆膨胀机输送蒸汽。基于该区别技术特征可以确定,权利要求1相对于该对比文件实际解决的技术问题是:采用何种介质来利用余热发电以及有效地将蒸汽中的热转换成电能。
对比文件1公开了一种利用两级螺杆膨胀机蒸汽余压的动力系统(参见对比文件1说明书第4、17-21段,附图1-2),其高温高压蒸汽通过管道进入一级螺杆膨胀机13、23,经过级间换热器14、24,进入二级螺杆膨胀机17、27,一级螺杆膨胀机驱动发电机100,二级螺杆膨胀机驱动发电机200,在一级螺杆膨胀机入口设有入口调节阀12、22,二级螺杆膨胀机17、27入口也设有入口调节阀16、26,入口调节阀通过转速传感器或功率传感器采集对应的螺杆膨胀机的转速或功率信号来控制调节阀开度,以调节进入对应的螺杆膨胀机的蒸汽的流量。可见,上述区别技术特征(1)已经被对比文件1公开;对于二级螺杆膨胀机的蒸汽调节方式与权利要求1不同,即没有公开区别技术特征(2)。
对比文件2公开了一种分布式余热余压发电系统(参见对比文件2说明书第9、31、34段,附图1-2):单螺杆膨胀机1通过功率输出轴驱动发电机2,发电机2连接并网装置3将电能通过输出线并入电网。
对比文件3公开了一种可远程控制的螺杆发电机组(参见对比文件3说明书第11-15段,附图1):包括螺杆机和发电机,其PLC控制模块2分别与无线路由器3和执行模块5电连接,执行模块5包括螺杆机蒸汽入口调节阀51、螺杆机快关阀52、螺杆发电机组并网控制器53、螺杆机油水泵控制器540。
由此可见,对比文件1-3均未公开上述区别技术特征(2),也未给出得到上述区别技术特征(2)的技术启示。
至于原审查部门提及的对比文件4附图13所公开的内容,由对比文件4说明书第21页公开内容可知,附图13示出了在第一和第二膨胀机级之间具有分离室的另一个实施例,其描述了分离室54’的位置以及相关的控制阀62、第二供给泵13’的位置,对工作过程并没有描述,虽然附图13上有箭头标识,而箭头仅表示工作流体的流动方向,并不能表明其工作方式,从对比文件4全文的描述可知,附图13所示的实施例仍然是分为高压模式和低压模式工作,旁路控制阀33、输入控制阀34、输出控制阀35的控制方式与附图1-3所示的实施例的控制方式相同,因而对比文件4未公开蒸汽母管可以同时向高压螺杆膨胀机23、低压螺杆膨胀机24输送蒸汽,即未公开上述区别技术特征(2),也未能给出得到上述区别技术特征(2)的技术启示。
因此,对比文件1-4均未公开上述区别技术特征(2),并且没有相应证据证明上述区别技术特征(2)属于本领域公知常识,同时上述区别技术特征(2)为本申请带来了有益的技术效果,能够有效地将蒸汽中的热转换成电能。所以,独立权利要求1相对于对比文件1-4和本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步,具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在独立权利要求1具备创造性的前提下,引用独立权利要求1的从属权利要求2-6也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2独立权利要求7要求保护一种蒸汽发电系统,该系统包括权利要求1-6中任一项所述的装置。参见上述评述,权利要求1-6中任一项所述的装置相对于对比文件1-4和本领域公知常识的结合具备专利法第22条第3款规定的创造性,因此,权利要求7相对于对比文件1-4和本领域公知常识的结合也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在独立权利要求7具备创造性的前提下,引用独立权利要求7的从属权利要求8-13也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据以上事实和理由,本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年08月10日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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。


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