发明创造名称:磁轴承上的高速飞轮
外观设计名称:
决定号:183643
决定日:2019-07-12
委内编号:1F266089
优先权日:2013-01-31
申请(专利)号:201410041271.1
申请日:2014-01-28
复审请求人:SKF磁性机械技术公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:姚雪梅
合议组组长:刘平
参审员:王璐
国际分类号:H02K7/02,H02K7/102,F16D57/00
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征,部分区别技术特征被另一对比文件公开,且另一对比文件给出了技术启示,其余部分区别技术特征是本领域的公知常识,则该项权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410041271.1,名称为“磁轴承上的高速飞轮”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为SKF磁性机械技术公司。本申请的申请日为2014年01月28日,优先权日为2013年01月31日,公开日为2014年08月06日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年08月03日发出驳回决定,以权利要求1-15不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2017年12月29日提交的权利要求第1-15项、申请日2014年01月28日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-2。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种高速能量存储飞轮系统,包括:转子(1),其位于设置在定子壳体(2)中的真空室(3)中,并且由主动磁轴承(5,6,7)关于所述定子壳体(2)支撑,以及与所述真空室流体连通的至少一个真空阀,其特征在于:为了在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承(8,9)上产生转子的快速旋转减慢,该系统进一步包括流体罐(10)和控制设备(11,12,13),所述控制设备(11,12,13)配置为一旦检测到紧急状况,以受控方式选择性地释放流体在真空室(3)中,并且因此选择性通过摩擦在转子(1)上产生制动效果,并且当所述流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,所述控制设备将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室。
2. 根据权利要求1所述的高速能量存储飞轮系统,其中所述控制设备包括至少一个流体释放阀(11)以及阀控制设备(13)。
3. 根据权利要求2所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐在所述真空室(3)和所述至少一个真空阀(12)之间的一个位置处连接到所述真空室。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述磁轴承(5,6,7)包括第一和第二径向主动磁轴承(6,7)以及轴向主动磁轴承(5)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,它进一步包括结合进所述定子壳体(2)中的电动机(4)或者发电机。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,它包括所述第一和第二备用轴承(8,9)。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐(10)是包括惰性气体的气体罐。
8. 根据权利要求1至6中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐(10)是包括空气的气体罐。
9. 根据权利要求5所述的高速能量存储飞轮系统,其中,转换机械能至电能或者转换电能至机械能的能量转换单元与所述电动机(4)或者发电机关联。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐(10)是包括具有压力在10mbar至1000mbar之间的气体的气体罐。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述真空室(3)配置为包括具有剩余压力小于10-4mbar的真空。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,阀控制设备包括配置为传感紧急状况的传感器以及电或者机械触发的设备,其响应于所述传感器并配置为打开至少一个流体释放阀(11)以能够将来自于气体罐(10)的校准的气体压力渗透进入真空室(3),并且因此产生所需的转子(1)的快速旋转减慢。
13. 一种高速能量存储飞轮方法,包括:在设置在定子壳体(2)中的真空室(3)中旋转转子(1),该转子(1)由主动磁轴承(5,6,7)关于所述定子壳体(2)支撑并且提供与所述真空室流体连通的至少一个真空阀(12),其特征在于:为了在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承(8,9)上产生转子的快速旋转减慢,该方法进一步包括检测紧急状况,在紧急状况下,该磁轴承(5,6,7)失效或者失去活性,并且以受控的方式释放来自于流体罐(10)的流体进入真空室(3),并且因此通过摩擦选择性地在转子(1)上产生制动效果,并且当所述流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,所述转子(1)与引入所述定子壳体(2)中的电动机(4)或者发电机相关联,并且所述方法进一步包括当检测到所述紧急状况时,使用所述电动机(4)或者发电机,转换机械能为电能或者转换电能至机械能的能量转换步骤。
15. 根据权利要求13或14所述的方法,其中,它包括传感所述紧急状况以及响应于所述传感操作,电或者机械地触发打开至少一个流体释放阀(11),以使得来自于气体罐(10)的校准的气体压力能够渗透进入真空室(3),并且因此产生所需的转子(1)的快速减慢。”
驳回决定引用如下对比文件:
对比文件1:CN101409478A,公开日为2009年04月15日;
对比文件2:US2013/0020157A1,公开日为2013年01月24日;
对比文件3:CN102035293A,公开日为2011年04月27日。
驳回理由如下:
权利要求1要求保护一种高速能量存储飞轮系统,权利要求13要求保护一种高速能力存储飞轮方法,权利要求1、13与对比文件1的区别技术特征均在于:为了在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承上产生转子的快速旋转减慢,系统进一步包括流体罐和控制设备,控制设备配置为一旦检测到紧急状况,以受控方式选择性地释放流体在真空室中,并且因此选择性通过摩擦在转子上产生制动效果,真空室流体连通的至少一个真空阀,并且当流体从流体罐被释放到真空室内时,控制设备将至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止流体离开真空室。上述区别技术特征被对比文件2或3公开。因此,在对比文件1结合对比文件2、3的基础上,权利要求1和13不具备创造性。
权利要求2-7、9的附加技术特征或被对比文件2公开,或被对比文件1公开,或被对比文件3公开,权利要求8、12的部分特征被对比文件2公开,部分特征属于公知常识;权利要求10、11的附加技术特征是本领域技术人员易于做出的设置。因此,权利要求2-12不具备创造性。
权利要求14的附加技术特征中的部分特征被对比文件1公开,其余部分特是本领域技术人员的惯用手段;权利要求15的附加技术特征中的部分特征被对比文件2公开,其余部分特征是本领域技术人员的惯用手段。因此,权利要求14-15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11月15日向国家知识产权局提出了复审请求及权利要求书的替换页(共包含13项权利要求)。对权利要求的修改如下:将技术特征“所述流体罐(10)是包括空气的气体罐”补入到原权利要求1中,删除原权利要求7、8;并适应性地修改其他权利要求的编号及引用关系。
复审请求人认为:对比文件1和对比文件2都未公开区别特征:(1)流体罐是包括空气的气体罐,和(2)当流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,控制设备将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室。对比文件2中的电磁阀280不是真空阀,而是当电磁阀270也打开时才打开的用于压缩气体的再循环系统的一部分。对比文件2说明书第0038段中“然后经由第二磁闸阀280释放或抽出经加热的气体”的表述仅仅是气体流动顺序的前后,并没有表述第二磁闸阀280先关闭然后再打开,说明书第0040段也表明了输入阀和输出阀同时打开。因此,根据对比文件2无法毫无疑义且唯一地得出“第二电磁阀280先关闭后打开”的结论。此外,为了避免对比文件2说明书第0011段中的灾难性故障,对比文件2中的电磁阀270和280必须同时打开(否则热量将积聚在安全壳内),因为气体的循环将传递到永久磁铁上的辐射热量带走,以防止轴承失去磁力,从而避免轴承发生灾难性故障。对比文件2也没有给出相应的技术启示,因此本申请的各个独立权利要求具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种高速能量存储飞轮系统,包括:转子(1),其位于设置在定子壳体(2)中的真空室(3)中,并且由主动磁轴承(5,6,7)关于所述定子壳体(2)支撑,以及与所述真空室流体连通的至少一个真空阀,其特征在于:为了在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承(8,9)上产生转子的快速旋转减慢,该系统进一步包括流体罐(10)和控制设备(11,12,13),所述控制设备(11,12,13)配置为一旦检测到紧急状况,以受控方式选择性地释放流体在真空室(3)中,并且因此选择性通过摩擦在转子(1)上产生制动效果,并且当所述流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,所述控制设备将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室;
所述流体罐(10)是包括空气的气体罐。
2. 根据权利要求1所述的高速能量存储飞轮系统,其中所述控制设备包括至少一个流体释放阀(11)以及阀控制设备(13)。
3. 根据权利要求2所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐在所述真空室(3)和所述至少一个真空阀(12)之间的一个位置处连接到所述真空室。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述磁轴承(5,6,7)包括第一和第二径向主动磁轴承(6,7)以及轴向主动磁轴承(5)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,它进一步包括结合进所述定子壳体(2)中的电动机(4)或者发电机。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,它包括所述第一和第二备用轴承(8,9)。
7. 根据权利要求5所述的高速能量存储飞轮系统,其中,转换机械能至电能或者转换电能至机械能的能量转换单元与所述电动机(4)或者发电机关联。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述流体罐(10)是包括具有压力在10mbar至1000mbar之间的气体的气体罐。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,所述真空室(3)配置为包括具有剩余压力小于10-4mbar的真空。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的高速能量存储飞轮系统,其中,阀控制设备包括配置为传感紧急状况的传感器以及电或者机械触发的设备,其响应于所述传感器并配置为打开至少一个流体释放阀(11)以能够将来自于气体罐(10)的校准的气体压力渗透进入真空室(3),并且因此产生所需的转子(1)的快速旋转减慢。
11. 一种高速能量存储飞轮方法,包括:在设置在定子壳体(2)中的真空室(3)中旋转转子(1),该转子(1)由主动磁轴承(5,6,7)关于所述定子壳体(2)支撑并且提供与所述真空室流体连通的至少一个真空阀(12),其特征在于:为了在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承(8,9)上产生转子的快速旋转减慢,该方法进一步包括检测紧急状况,在紧急状况下,该磁轴承(5,6,7)失效或者失去活性,并且以受控的方式释放来自于流体罐(10)的流体进入真空室(3),并且因此通过摩擦选择性地在转子(1)上产生制动效果,并且当所述流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,所述转子(1)与引入所述定子壳体(2)中的电动机(4)或者发电机相关联,并且所述方法进一步包括当检测到所述紧急状况时,使用所述电动机(4)或者发电机,转换机械能为电能或者转换电能至机械能的能量转换步骤。
13. 根据权利要求11或12所述的方法,其中,它包括传感所述紧急状况以及响应于所述传感操作,电或者机械地触发打开至少一个流体释放阀(11),以使得来自于气体罐(10)的校准的气体压力能够渗透进入真空室(3),并且因此产生所需的转子(1)的快速减慢。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月20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:对比文件2公开了飞轮系统包括气体存放罐,并且本领域技术人员能够想到利用空气作为阻尼剂与飞轮通过摩擦产生制动效果,即流体罐是包括空气的气体罐。对比文件2中的磁闸阀280在飞轮制动过程中是关闭的,并且为了使阀门适应于真空环境而将磁性阀选择为真空阀是容易想到的。阀门280在飞轮制动期间打开或闭合起到的是不同的技术效果,阀门280在制动期间打开能使真空腔内的热量降低,在制动期间内闭合能使飞轮制动的效果更好。即使按照复审请求人所述的在飞轮制动期间,阀门280是打开状态,本领域技术人员在将对比文件2的气体制动飞轮的技术方案应用于对比文件1中以制动飞轮时,为了提高飞轮的制动效果,将对比文件1中的真空阀关闭也是很容易想到的,而不需要付出创造性的劳动,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11 日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由如下:
对于权利要求1、11,对比文件2为最接近的现有技术。权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于:(1)飞轮系统的转子由主动磁轴承关于定子壳体支撑,在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承上产生转子的快速旋转减慢,(2)当流体从流体罐被释放到真空室内时,控制设备将至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止流体离开真空室,(3)与真空室流体连通的阀为真空阀,流体罐是包括空气的气体罐。权利要求11与对比文件2的区别技术特征除了上述区别技术特征(1)、(2)之外,还在于:(4)与真空室流体连通的阀为真空阀。上述区别技术特征(1)被对比文件3公开,上述区别技术特征(2)中的部分特征被对比文件2公开,其余部分特征属于公知常识,上述区别技术特征(3)、(4)属于公知常识,因此,在对比文件2结合对比文件3和公知常识的基础上,权利要求1、11不具备创造性。
权利要求2-4、6的附加技术特征或被对比文件2公开、或被对比文件3公开;权利要求5、10的附加技术特征中的部分特征或被对比文件2公开、或被对比文件3公开,其余部分特征属于公知常识;权利要求7的附加技术特征属于公知常识;权利要求8、9的附加技术特征是本领域技术人员的常规设置。因此,权利要求2-10不具备创造性。
权利要求12、13的附加技术特征中的部分特征或被对比文件2公开,或被对比文件3公开,其余部分特征属于公知常识。因此权利要求12、13也不具备创造性。
复审请求人于 2019年04月 24日提交了意见陈述书,但并未修改申请文件。复审请求人认为:在对比文件2中,惰性气体在制动过程中是循环的(两个电磁阀270,280均打开),这与本申请中气体不循环的教导是不同的,对比文件2教导将气体再循环至飞轮和从飞轮再循环的闭环气体制动系统,而在本申请中流体被截留在真空室内。对比文件2中的电磁阀280不是真空阀,而是当电磁阀270也打开时才打开的用于压缩气体的再循环系统的一部分。根据对比文件2相关段落的记载,无法毫无疑义且唯一地得出“第二电磁阀280先关闭后打开”的结论,因为电磁阀270和280必须同时打开,以避免轴承发生灾难性故障。综上所述,对比文件2没有给出“当所述流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,所述控制设备将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室”的技术启示,因此,本申请的独立权利要求具备创造性。
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
复审请求人于2018年11月15日提交复审请求时提交了经修改的权利要求替换页,共13项权利要求。经合议组审查,该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的有关规定。本复审决定所依据的审查文本为:复审请求人于2018年11月15日提交的权利要求第1-13项,申请日2014年01月28日提交的说明书摘要、说明书第1-51段、摘要附图、说明书附图图1-2。
2、关于专利法第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。
如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征,该区别技术特征中的部分特征被另一对比文件公开,且另一对比文件给出了技术启示,其余部分特征是本领域的公知常识,则该项权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备创造性。
本复审决定中所引用的对比文件与复审通知书中所引用的对比文件相同,即驳回决定中引用的下列对比文件:
对比文件2:US2013/0020157A1,公开日为2013年01月24日;
对比文件3:CN102035293A,公开日为2011年04月27日。
其中,对比文件2为最接近的现有技术。
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要求保护一种高速能量存储飞轮系统,对比文件2公开了一种飞轮制动器,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第0011、0012-0048段,附图1):飞轮制动器包括:飞轮220(相当于转子)、其位于设置在真空安全壳210中的真空室(相当于设置在定子壳体中的真空室)中,飞轮在磁轴承上旋转(参见说明书第0011段),以及与真空室流体连通的至少一个第二磁闸阀280。飞轮制动器进一步包括气体存储装置240和控制设备,在需要对飞轮进行制动的情况下,在压缩气体存储装置240(罐或其他气体存储装置)中存储的压缩惰性气体通过冷却导管(与压缩气体存储装置和真空安全壳210连接)被释放。特别地,惰性气体通过致动保释阀260(由控制电路控制),然后通过磁闸阀270被输送到真空安全壳210的真空室。惰性气体与机电电池的内部旋转元件之间的相互作用产生阻力,导致飞轮220减速并最终停止。然后,被加热的气体经由第二磁闸阀280释放或抽出(相当于控制设备配置为一旦检测到紧急状况,以受控方式选择性地释放流体在真空室中,并且因此选择性通过摩擦在转子上产生制动效果)。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件2所公开的技术内容的区别技术特征为:(1)飞轮系统的转子由主动磁轴承关于定子壳体支撑,在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承上产生转子的快速旋转减慢,(2)当流体从流体罐被释放到真空室内时,控制设备将至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止流体离开真空室,(3)与真空室流体连通的阀为真空阀,流体罐是包括空气的气体罐。
基于上述区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:(1)支撑飞轮转子和限定飞轮制动时各轴承的状态,(2)在制动过程中,使真空室内保持足够的流体量从而使飞轮能够被制动,(3)选择适合类型的阀、提供适用于进行飞轮制动的气体。
对于上述区别技术特征(1),对比文件3公开了一种立式飞轮电池的分立式磁浮转子-轴承系统(参见说明书第0024-0035段,附图1-3):包括机座3、飞轮1和转轴2,所述飞轮1位于机座3内,飞轮1由上径向电磁轴承组7、下径向电磁轴承组8、轴向永磁轴承4、轴向电磁轴承5(磁轴承4、5、7、8相当于主动磁轴承)关于机座3支撑,其也可起到支撑飞轮的作用。磁浮转子-轴承系统还包括上保护轴承11和下保护轴承12(相当于第一和第二备用轴承),当需要停止飞轮电池工作时,可启动飞轮转子电机对飞轮转子进行制动,当转子转速降低到安全转速时,控制器停止对各个电磁轴承的通电,飞轮转子着陆在保护轴承上,其也限定了飞轮制动时各轴承的状态。
对于上述区别技术特征(2),对比文件2公开的是(参见说明书第0011、0038-0048段,附图1):在需要对飞轮进行制动的适当情况下,在压缩气体存储装置240中存储的冷却压缩惰性气体通过冷却导管被释通过致动保释阀260、磁闸阀270被输送到真空安全壳210的真空室。惰性气体与机电电池的内部旋转元件之间的相互作用产生阻力,导致飞轮220减速并最终停止。然后,被加热的气体经由第二磁闸阀280释放或抽出。随后被加热的气体经由膨胀或热气体导管被输送到气体膨胀装置250。可见,对比文件2已公开在飞轮需要制动的情况下,产生制动效果的过程中需要保证真空室中具有足够的进气量,以保证飞轮能够通过与气体摩擦后减速并最终停止,然后经由第二磁闸阀280释放气体,以确保真空室内温度保持在小于Tc的安全水平从而保证系统的安全性的技术方案。虽然对比文件2未明确公开在惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时第二磁闸阀280保持在关闭位置,但是当惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时,第二磁闸阀280无论是保持关闭状态还是微量打开状态均是本领域技术人员在平衡制动效果及保持真空室处于安全温度时采用的常规技术设置,属于公知常识。
对于上述区别技术特征(3),真空阀是领域内常见的阀的类型,为了使阀门适应于真空环境而采用真空阀控制流体的进出是本领域技术人员的惯用技术手段。此外,空气可产生一定的阻力,与物体通过摩擦可产生制动效果是公知常识,采用空气作为制动流体,并采用气体罐存储空气是本领域技术人员的惯用技术手段,属于公知常识。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.2 权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2的附加技术特征已被对比文件2公开(参见说明书第0038-0040段,附图1):飞轮制动器包括致动保释阀260、磁闸阀270和控制致动保释阀260的控制电路。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.3 权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求3的附加技术特征,对比文件2公开了(参见附图1):气体存储装置240在真空安全壳210的真空室和第二磁闸阀280之间的一个位置处连接到真空室。因此,在其引用的权利要求2不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.4 权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求4的附加技术特征的作用是支撑飞轮,对比文件3公开了(参见说明书第0024-0035段,附图1-3)磁浮转子-轴承系统包括上径向电磁轴承组7、下径向电磁轴承组8、轴向永磁轴承4、轴向电磁轴承5,其也可起到支撑飞轮的作用。因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.5 权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5的附加技术特征的作用是将电能转换至机械能或者将机械能转换至电能,对比文件3公开了(参见说明书第0035段)在磁浮转子-轴承系统工作过程中,启动飞轮转子电机,提升飞轮转子转速,或是启动飞轮转子电机,利用飞轮转子旋转发电,也就是,磁浮转子-轴承系统包括电动机或者发电机,其也可起到将电能转换至机械能或者将机械能转换至电能的作用。此外,对于将电动机或者发电机设置到飞轮系统的定子壳体中是本领域技术人员的惯用技术手段,属于公知常识。因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.6 权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6的附加技术特征的作用是在磁轴承的电力供给失效的情况下避免损坏磁轴承。对比文件3公开了(参见说明书第0024-0035段,附图1-3)磁浮转子-轴承系统包括上保护轴承11和下保护轴承12(相当于第一和第二备用轴承),当需要停止飞轮电池工作时,可启动飞轮转子电机对飞轮转子进行制动,当转子转速降低到安全转速时,控制器停止对各个电磁轴承的通电,飞轮转子着陆在保护轴承上,其也可起到避免损坏磁轴承的作用。因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.7 权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求7的附加技术特征,在电力应用领域,将能量转换单元与电动机或者发电机关联,从而控制电动机或者发电机进行机械能和电能的转换是本领域技术人员的惯用技术手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求5不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.8 权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求8的附加技术特征,对比文件2公开了(参见说明书第0011、0038-0048段,附图1)气体存储装置240为压缩的气体罐,而对于罐内的气体压力为10mbar至1000mbar之间的这一具体设置,是本领域技术人员在考虑所需气体压力并确保气体罐安全的情况下进行的常规设置,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求1至7中任一项不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.9 权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求9的附加技术特征涉及真空箱内剩余压力值的具体限定,然而在飞轮领域,将真空室的压力设置为小于10-4mbar是本领域技术人员为确保飞轮工作效率而采用的常规设置,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求1至8中任一项不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.10 权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求10的附加技术特征,对比文件2公开了(参见说明书第0039-0040段,附图1)飞轮制动器包括传感紧急状况的传感器、磁性阀以及控制电路,当飞轮必须快速减速或停止时,发送信号控制入口磁阀打开,此时气体快速流入真空安全壳210中,从而使飞轮220减速并最终停止。此外,虽然对比文件2未公开阀控制设备包括电或机械触发设备的特征,但是设置电或机械触发设备从而利用电或机械触发是本领域技术人员在开闭阀门时常用的技术手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求1至9中任一项不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
2.11 权利要求11不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求11要求保护一种高速能量存储飞轮方法,对比文件2公开了一种飞轮制动器及其制动方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书摘要、说明书第0011、0012-0048段,附图1):飞轮制动器包括:飞轮220,其位于设置在真空安全壳210中的真空室(相当于“在设置在定子壳体(2)中的真空室(3)中旋转转子”)中,飞轮在磁轴承上旋转(参见说明书第0011段);以及与真空室流体连通的至少一个第二磁闸阀280。飞轮制动器进一步包括气体存储装置240和控制设备,在需要对飞轮进行制动的情况下,在压缩气体存储装置240(罐或其他气体存储装置)中存储的压缩惰性气体通过冷却导管(与压缩气体存储装置和真空安全壳210)被释放。特别地,惰性气体通过致动保释阀260(由控制电路控制),然后通过磁闸阀270被输送到真空安全壳210的真空室。惰性气体与机电电池的内部旋转元件之间的相互作用产生阻力,导致飞轮220减速并最终停止。然后,被加热的气体经由第二磁闸阀280释放或抽出(相当于检测紧急状况,在紧急状况下,该磁轴承(5,6,7)失效或者失去活性,并且以受控的方式释放来自于流体罐(10)的流体进入真空室(3),并且因此通过摩擦选择性地在转子(1)上产生制动效果)。
由此可见,该权利要求所要求保护的技术方案与对比文件2所公开的技术内容的区别技术特征为:(1)转子由主动磁轴承关于所述定子壳体支撑,在主动磁轴承失效或故障的情况下在第一和第二备用轴承产生转子的快速旋转减慢,(2)当流体从所述流体罐被释放到所述真空室内时,将所述至少一个真空阀保持在关闭位置,从而在产生制动效果的过程中防止所述流体离开所述真空室,(3)与真空室流体连通的阀为真空阀。
基于上述区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:(1)支撑飞轮转子和限定飞轮制动时各轴承的状态,(2)在制动过程中,使真空室内保持足够的流体量从而使飞轮能够被制动,(3)选择适合类型的阀。
对于上述区别技术特征(1),对比文件3公开了一种立式飞轮电池的分立式磁浮转子-轴承系统(参见说明书第0024-0035段,附图1-3),包括机座3、飞轮1和转轴2,所述飞轮1位于机座3内,飞轮1由上径向电磁轴承组7、下径向电磁轴承组8、轴向永磁轴承4、轴向电磁轴承5(相当于主动磁轴承)关于机座3支撑,其也可起到支撑飞轮的作用;磁浮转子-轴承系统还包括上保护轴承11和下保护轴承12(相当于第一和第二备用轴承),当需要停止飞轮电池工作时,可启动飞轮转子电机对飞轮转子进行制动,当转子转速降低到安全转速时,控制器停止对各个电磁轴承的通电,飞轮转子着陆在保护轴承上,其也限定了飞轮制动时各轴承的状态。
对于上述区别技术特征(2),对比文件2公开的是(参见说明书第0011、0038-0048段,附图1):在需要对飞轮进行制动的适当的情况下,在压缩气体存储装置240中存储的压缩惰性气体通过冷却导管被释通过致动保释阀260、磁闸阀270被输送到真空安全壳210的真空室。惰性气体与机电电池的内部旋转元件之间的相互作用产生阻力,导致飞轮220减速并最终停止。然后,被加热的气体经由第二磁闸阀280释放或抽出。随后被加热的气体经由膨胀或热气体导管被输送到气体膨胀装置250。可见,在飞轮需要制动的情况下,产生制动效果的过程中需要保证真空室中具有足够的进气量,以保证飞轮能够通过与气体摩擦后减速并最终停止,然后经由第二磁闸阀280释放气体,以确保真空室内温度保持在小于Tc的安全水平从而保证系统的安全性。虽然对比文件2未明确公开在惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时第二磁闸阀280保持在关闭位置,但是当惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时,第二磁闸阀280无论是保持关闭状态还是微量打开状态均是本领域技术人员在平衡制动效果及保持真空室处于安全温度时采用的常规技术设置,属于公知常识,因此,上述区别技术特征2)属于公知常识。
对于上述区别技术特征(3),真空阀是领域内常见的阀的类型,为了使阀门适应于真空环境而采用真空阀控制流体的进出是本领域技术人员的惯用技术手段,因此,上述区别技术特征(3)属于公知常识。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.12 权利要求12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求12的附加技术特征的作用是将电能转换至机械能或者将机械能转换至电能,对比文件3公开了(参见说明书第0035段)在磁浮转子-轴承系统工作过程中,启动飞轮转子电机,提升飞轮转子转速,或是启动飞轮转子电机,利用飞轮转子旋转发电,也就是,磁浮转子-轴承系统包括电动机或者发电机且飞轮转子与电动机或者发电机相关联,其也可起到将电能转换至机械能或者将机械能转换至电能的作用。此外,对于将电动机或者发电机设置到飞轮系统的定子壳体、以及在飞轮工作过程中的紧急状况下进行机械能和电能的转换是本领域技术人员的惯用技术手段,属于公知常识。因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3及公知常识,得出该权利要求所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,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,因而不具备创造性。
2.13 权利要求13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求13的附加技术特征,对比文件2公开了(参见说明书第0039-0040段,附图1)飞轮制动器包括传感紧急状况的传感器、磁性阀以及控制电路,当飞轮必须快速减速或停止时,发送信号控制入口磁阀打开,此时气体快速流入真空安全壳210中,从而使飞轮220减速并最终停止。此外,虽然对比文件2未公开“电或者机械地触发”打开流体释放阀的技术特征,但是利用电或机械触发是本领域技术人员在开闭阀门时常用的技术手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求11或12中任一项不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
针对复审请求人的意见(具体意见参见案由部分),合议组认为:
对比文件2说明书第0038段的记载了:在需要对飞轮进行制动的适当情况下,压缩气体存储装置240中存储的冷却压缩惰性气体通过冷却导管被释放。特别地,惰性气体通过致动保释阀260,然后通过磁闸阀270被输送到真空安全壳210的真空室。惰性气体与机电电池的内部旋转元件之间的相互作用产生阻力,导致飞轮220减速并最终停止。然后,被加热的气体经由第二磁闸阀280释放或抽出。然后,被加热的气体经由膨胀或热气体导管被输送到气体膨胀装置250。可见,在飞轮需要制动的情况下,产生制动效果的过程中需要保证真空室中具有足够的进气量,以保证飞轮能够通过与气体摩擦后减速并最终停止,然后经由第二磁闸阀280释放气体,以确保真空室内温度保持在小于Tc的安全水平从而保证系统的安全性。虽然对比文件2未明确公开在惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时第二磁闸阀280保持在关闭位置,但是当惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时,第二磁闸阀280无论是保持关闭状态还是微量打开状态均是本领域技术人员在平衡制动效果及保持真空室处于安全温度时采用的常规技术设置,属于公知常识。
此外,对于说明书第0040段记载的“当飞轮必须快速减速或停止时,发送信号控制入口磁阀和出口磁阀打开,此时气体快速流入真空安全壳210中”,记载的是当飞轮必须快速减速或停止时的特殊情况下,需要快速进气和排气,并未限定入口磁阀和出口磁阀是同时打开。根据对比文件2的记载及飞轮制动系统的工作原理可知,在需要对飞轮进行制动时,通过致动保释阀260、磁闸阀270向真空室内释放惰性气体,无论第二磁闸阀280是保持关闭状态还是微量打开状态,均需要保证真空室内的进气量足以使飞轮能够减速并最终停止,当惰性气体从存储装置240被释放到真空室内时,第二磁闸阀280无论是保持关闭状态还是微量打开状态均是本领域技术人员在平衡制动效果及保持真空室处于安全温度时采用的常规技术设置,属于公知常识。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具备说服力。
基于上述理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08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,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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