利用稀释气体混合器的连续燃烧-复审决定


发明创造名称:利用稀释气体混合器的连续燃烧
外观设计名称:
决定号:185745
决定日:2019-07-30
委内编号:1F257981
优先权日:2012-08-24
申请(专利)号:201380043933.2
申请日:2013-04-25
复审请求人:安萨尔多能源瑞士股份公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:邱俊杰
合议组组长:梁月明
参审员:李倩
国际分类号:F23R3/00,F23R3/06,F23R3/34
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求相对于最接近现有技术的区别技术特征被其它对比文件公开或是属于本领域的常用技术手段,那么该权利要求相对于现有技术是显而易见的,即不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201380043933.2,名称为“利用稀释气体混合器的连续燃烧”的进入中国国家阶段的PCT国际发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为阿尔斯通技术有限公司,并于2017年12月6日变更为安萨尔多能源瑞士股份公司。申请日为2013年4月25日,优先权日为2012年8月24日,公开日为2015年4月22日 。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年4月26日发出驳回决定,在驳回决定中引用了4篇对比文件:5、DE10312971A1,公开日为2004年12月2日;2、EP1850070A2,公开日为2007年10月31日;3、EP0669500A1,公开日为1995年8月30日;4、WO99/64791A1,公开日为1999年12月16日。驳回了本申请,其理由是:权利要求1相对于对比文件5、2和本领域的公知常识不具备创造性,权利要求2-6,11-15相对于对比文件5、2、和本领域的公知常识不具备创造性,还引用了对比文件3评述权利要求7-9、引用对比文件4评述权利要求10的创造性。驳回决定所依据的文本为:2015年2月16日提交的说明书第1-84段(第1-11页)、说明书附图、说明书摘要、摘要附图;2016年9月26日提交的权利要求第1-15项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种燃气涡轮(1),其具有压缩机(3)、涡轮(5)以及连续燃烧器布置(4),所述连续燃烧器布置(4)包括以流体流动连接连续地布置的第一焚烧器(10)、第一燃烧室(11)、用于经由稀释气体入口(19)使稀释气体(32)与在操作期间离开所述第一燃烧室(11)的热气体掺合的混合器(12)、第二焚烧器(13),以及第二燃烧室(14),其中所述混合器(12)适于以在所述第一燃烧室(11)与所述第二焚烧器(13)之间延伸的热气体流动通路来引导燃烧气体,包括导管,所述导管具有适于连接于所述第一燃烧室(11)的上游端处的入口,以及适于连接于所述第二焚烧器(13)的下游端处的出口,
所述连续燃烧器布置(4)还包括具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,并且其中冷却气体在操作期间流过所述冷却通道(15,16,17,18),
其中,压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入至所述冷却通道(15,16,17,18)。
2. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)流体地连接于相邻的冷却通道(15,16,17,18),使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分进一步用于在操作期间在所述相邻的冷却通道(15,16,17,18)中冷却。
3. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少三个冷却通道(15,16,17,18)成排地流体地连接于彼此,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用于在操作期间连续地冷却其它两个冷却通道(15,16,17,18)。
4. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所有四个冷却通道(15,16,17,18)成排地流体地连接于彼此,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用于在操作期间连续地冷却其它冷却通道(15,16,17,18)。
5. 根据权利要求1至权利要求3中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少两个冷却通道(15,16,17,18)直接连接于所述燃气涡轮(1)的压缩机(3)的出口,使得离开所述压缩机(3)的压缩气体被容许直接进入所述至少两个冷却通道(15,16,17,18),而不在插置的冷却区中预先获取热。
6. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述稀释气体入口(19)流体地连接于冷却通道(15,16,17,18)的出口,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间在所述混合器(12)中与所述热气体掺合。
7. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述第二冷却通道(16)在第二燃料气体喷射(29)上游流体地连接于所述第二焚烧器(13)的热气体流动通路,使得在操作期间,所述冷却气体(33)的至少一部分在流过所述第二冷却通道(16)的至少一部分之后在所述第二燃料气体喷射(29)上游给送到所述第二焚烧器中。
8. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述第一焚烧器(10)流体地连接于所述第一冷却通道(15)的出口,使得所述冷却气体(33)的至少一部分在于操作期间流过所述第一冷却通道(15)的至少一部分之后给送到所述第一焚烧器(10)中。
9. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在下游端处的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的上游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流动方向的逆流流动,并且/或者
其中至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在所述上游端处的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的下游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流的同向流流动。
10. 根据权利要求9所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在所述下游端与所述上游端之间的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的上游端处的出口开口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的下游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流动方向的逆流从所述入口流至所述上游出口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流的同向流在操作期间从所述入口流至所述下游端出口。
11. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,冷却通道(15,16,17,18)的出口流体地连接于所述第一焚烧器(10),使得所述冷却气体(33)的至少一部分在穿过所述冷却通道(15,16,17,18)之后经由所述第一焚烧器(10)引入所述第一燃烧室(11)中。
12. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述混合器(12)的稀释气体入口(19)直接连接于所述燃气涡轮(1)的压缩机(3)的出口,使得离开所述压缩机(3)的压缩气体(8)被容许直接进入所述稀释气体入口(19),而没有冷却区中的预先热获取。
13. 用于操作燃气涡轮(1)的方法,所述燃气涡轮(1)至少具有压缩机(3)、连续燃烧器布置(4),其包括以流体流动连接连续地布置的第一焚烧器(10)、第一燃烧室(11)、用于使稀释气体(32)与离开所述第一燃烧室(11)的热气体掺合的混合器(12)、第二焚烧器(13),以及第二燃烧室(14),其中所述混合器(12)适于以在所述第一燃烧室(11)与所述第二焚烧器(13)之间延伸的热气体流动通路来引导燃烧气体,包括导管,所述导管具有适于连接于所述第一燃烧室(11)的上游端处的入口,以及适于连接于所述第二焚烧器(13)的下游端处的出口,
所述连续燃烧器布置(4)还包括具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,
其中冷却气体(33)给送并且引导穿过所述冷却通道(15,16,17,18),并且稀释气体(32)与离开所述第一燃烧室的所述热气体(9)掺合。
14. 根据权利要求13所述的方法,其特征在于,冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的逆流流动,
并且/或者,冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的同向流流动。
15. 根据权利要求13或权利要求14所述的方法,其特征在于,用于在冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用作稀释气体(32),并且在所述混合器(12)中与所述热气体(9)掺合,
并且/或者,来自所述压缩机(3)的压缩气体(8)被容许直接进入所述稀释气体入口(19),而没有冷却区中的预先热获取,并且在所述混合器(12)中与所述热气体(9)掺合。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年8月9日向国家知识产权局提出了复审请求,未提交修改文本。复审请求人认为: 1)对比文件5中的冷却空气包裹物21流速较低且流动组织性较差,所以可以看作是在一定程度上不流动的,且喷射装置17的内部供应的冷却气体取自冷却空气包裹物21而产生的对冷却空气包裹物21的抽吸,因此冷却空气包裹物难以在冷却通道中流动,故此两篇对比文件不可能组合得到权利要求1的技术方案;(2)在对比文件2中,从压缩机组件2排放的空气的较小部分排放到燃料喷嘴146中用于与燃料混合并点燃,而对比文件5中冷却空气包裹物21难以(如以上分析的)进一步排放到第一燃烧室3的预混焚烧器8中用于与燃料混合并点燃,因此阻碍了对比文件的组合;(3)对比文件5仅公开了需要冷却第一燃烧室3和第二燃烧室4,并未公开其它燃烧组件,如冷却装置12和焚烧器11需要冷却。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年8月17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5公开了本申请的大部分技术特征,且也客观上存在密封技术问题,该问题可预期并合理解决,而区别技术特征“冷却燃烧部件的方式”被对比文件2公开,即对比文件2给出结合启示;2)本申请没有给出解决侧壁喷射冷却介质减少了燃烧器主流且对燃气涡轮效率不利的有效的技术手段,因此不影响对比文件2给出的结合启示;3)评述权利要求1的创造性时,为引入对比文件3和4的内容,因此不影响对权利要求1的创造性评述。 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2018年12月20 日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-15不具备创造性,针对复审请求意见,合议组认为:(1)对比文件5的冷却空气包裹物虽然流速较低流动方向组织性较差,但是其也是流动的,并且其流速较低和流动方向组织性较差也仅是相对于本申请的技术方案而言,如本领域技术人员所知,此类燃烧装置的空气流量较大,因此进入其内部的空气流速都较高,故对比文件5的冷却空气包裹物不能看成一定程度上不流动的,而对比文件2正好给出了使用流道引导气流流过燃烧区域组件外壁的技术启示,所以对比文件5可以与对比文件2结合;(2)如上分析,不存在对比文件2和对比文件5结合的阻碍,因此在对比文件2给出进入压缩机的空气较小部分排放到燃料喷嘴146中用于与燃料混合并点燃,因此本领域技术人员有动机将其应用到预混焚烧器8中用于与燃料混合并点燃;(3)虽然对比文件5仅公开用于冷却第一燃烧室3和第二燃烧室4,但是在此类装置中诸多部件需要冷却是常规需求,因此本领域有动机采用类似的冷却手段以冷却所有需要冷却的组件。
复审请求人于2019 年2月2 日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书,将权利要求14的技术特征并入权利要求1和13中。复审请求人认为:(1)对比文件5中的冷却空气包裹物21流速较低且流动组织性较差,所以可以看作是在一定程度上不流动的,且喷射装置17的内部供应的冷却气体取自冷却空气包裹物21而产生的对冷却空气包裹物21的抽吸,因此冷却空气包裹物难以在冷却通道中流动,故此两篇对比文件不可能组合得到权利要求1的技术方案;(2)在对比文件2中,从压缩机组件2排放的空气的较小部分排放到燃料喷嘴146中用于与燃料混合并点燃,而对比文件5中冷却空气包裹物21难以(如以上分析的)进一步排放到第一燃烧室3的预混焚烧器8中用于与燃料混合并点燃,因此阻碍了对比文件的组合;(3)对比文件5仅公开了需要冷却第一燃烧室3和第二燃烧室4,并未公开其它燃烧组件,如冷却装置12和焚烧器11需要冷却。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种燃气涡轮(1),其具有压缩机(3)、涡轮(5)以及连续燃烧器布置(4),所述连续燃烧器布置(4)包括以流体流动连接连续地布置的第一焚烧器(10)、第一燃烧室(11)、用于经由稀释气体入口(19)使稀释气体(32)与在操作期间离开所述第一燃烧室(11)的热气体掺合的混合器(12)、第二焚烧器(13),以及第二燃烧室(14),其中所述混合器(12)适于以在所述第一燃烧室(11)与所述第二焚烧器(13)之间延伸的热气体流动通路来引导燃烧气体,包括导管,所述导管具有适于连接于所述第一燃烧室(11)的上游端处的入口,以及适于连接于所述第二焚烧器(13)的下游端处的出口,
所述连续燃烧器布置(4)还包括具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,并且其中冷却气体在操作期间流过所述冷却通道(15,16,17,18),
其中,压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入至所述冷却通道(15,16,17,18),
其中冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的逆流流动,并且/或者,冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的同向流流动。
2. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)流体地连接于相邻的冷却通道(15,16,17,18),使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分进一步用于在操作期间在所述相邻的冷却通道(15,16,17,18)中冷却。
3. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少三个冷却通道(15,16,17,18)成排地流体地连接于彼此,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用于在操作期间连续地冷却其它两个冷却通道(15,16,17,18)。
4. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所有四个冷却通道(15,16,17,18)成排地流体地连接于彼此,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用于在操作期间连续地冷却其它冷却通道(15,16,17,18)。
5. 根据权利要求1至权利要求3中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少两个冷却通道(15,16,17,18)直接连接于所述燃气涡轮(1)的压缩机(3)的出口,使得离开所述压缩机(3)的压缩气体被容许直接进入所述至少两个冷却通道(15,16,17,18),而不在插置的冷却区中预先获取热。
6. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述稀释气体入口(19)流体地连接于冷却通道(15,16,17,18)的出口,使得用于在一个冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间在所述混合器(12)中与所述热气体掺合。
7. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述第二冷却通道(16)在第二燃料气体喷射(29)上游流体地连接于所述第二焚烧器(13)的热气体流动通路,使得在操作期间,所述冷却气体(33)的至少一部分在流过所述第二冷却通道(16)的至少一部分之后在所述第二燃料气体喷射(29)上游给送到所述第二焚烧器中。
8. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述第一焚烧器(10)流体地连接于所述第一冷却通道(15)的出口,使得所述冷却气体(33)的至少一部分在于操作期间流过所述第一冷却通道(15)的至少一部分之后给送到所述第一焚烧器(10)中。
9. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在下游端处的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的上游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流动方向的逆流流动,并且/或者
其中至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在所述上游端处的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的下游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流的同向流流动。
10. 根据权利要求9所述的燃气涡轮(1),其特征在于,至少一个冷却通道(15,16,17,18)具有相对于所述热气体(9)的流动方向在所述下游端与所述上游端之间的入口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的上游端处的出口开口,以及相对于所述热气体(9)的流动方向在所述冷却通道(15,16,17,18)的下游端处的出口开口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流动方向的逆流从所述入口流至所述上游出口,并且所述冷却气体(33)的至少一部分在操作期间以与所述热气体(9)流的同向流在操作期间从所述入口流至所述下游端出口。
11. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,冷却通道(15,16,17,18)的出口流体地连接于所述第一焚烧器(10),使得所述冷却气体(33)的至少一部分在穿过所述冷却通道(15,16,17,18)之后经由所述第一焚烧器(10)引入所述第一燃烧室(11)中。
12. 根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的燃气涡轮(1),其特征在于,所述混合器(12)的稀释气体入口(19)直接连接于所述燃气涡轮(1)的压缩机(3)的出口,使得离开所述压缩机(3)的压缩气体(8)被容许直接进入所述稀释气体入口(19),而没有冷却区中的预先热获取。
13. 用于操作燃气涡轮(1)的方法,所述燃气涡轮(1)至少具有压缩机(3)、连续燃烧器布置(4),其包括以流体流动连接连续地布置的第一焚烧器(10)、第一燃烧室(11)、用于使稀释气体(32)与离开所述第一燃烧室(11)的热气体掺合的混合器(12)、第二焚烧器(13),以及第二燃烧室(14),其中所述混合器(12)适于以在所述第一燃烧室(11)与所述第二焚烧器(13)之间延伸的热气体流动通路来引导燃烧气体,包括导管,所述导管具有适于连接于所述第一燃烧室(11)的上游端处的入口,以及适于连接于所述第二焚烧器(13)的下游端处的出口,
所述连续燃烧器布置(4)还包括具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,
其中冷却气体(33)给送并且引导穿过所述冷却通道(15,16,17,18),并且稀释气体(32)与离开所述第一燃烧室的所述热气体(9)掺合,
其中冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的逆流流动,并且/或者,冷却通道(15,16,17,18)中的所述冷却气体(33)的至少一部分以与所述热气体(9)流动方向的同向流流动。
14. 根据权利要求13所述的方法,其特征在于,用于在冷却通道(15,16,17,18)中冷却的所述冷却气体(33)的至少一部分还用作稀释气体(32),并且在所述混合器(12)中与所述热气体(9)掺合,
并且/或者,来自所述压缩机(3)的压缩气体(8)被容许直接进入所述稀释气体入口(19),而没有冷却区中的预先热获取,并且在所述混合器(12)中与所述热气体(9)掺合。”
合议组于2019年4月15 日向复审请求人发出第二次复审通知书,指出:权利要求1-14不具备创造性,针对复审请求人的陈述意见,合议组认为:(1)对比文件5的冷却空气包裹物虽然流速较低流动方向组织性较差,但是其也是流动的,并且其流速较低和流动方向组织性较差也仅是相对于本申请的技术方案而言,如本领域技术人员所知,此类燃烧装置的空气流量较大,因此进入其内部的空气流速都较高,故对比文件5的冷却空气包裹物不能看成一定程度上不流动的,而对比文件2正好给出了使用流道引导气流流过燃烧区域组件外壁的技术启示,所以对比文件5可以与对比文件2结合;(2)如上分析,不存在对比文件2和对比文件5结合的阻碍,因此在对比文件2给出进入压缩机的空气较小部分排放到燃料喷嘴146中用于与燃料混合并点燃的技术启示,因此本领域技术人员有动机将其应用到预混焚烧器8中用于与燃料混合并点燃;(3)虽然对比文件5仅公开用于冷却第一燃烧室3和第二燃烧室4,但是在此类装置中诸多部件需要冷却是常规需求,因此本领域有动机采用类似的冷却手段以冷却所有需要冷却的组件。
复审请求人于2019 年5月21 日提交了答复第二次复审通知书的意见陈述书,未提交修改文本。复审请求人认为:1)对比文件2没有公开权利要求1中的技术特征“冷却气体与热气体流向“逆流和同向流”或“同向流””;2)对比文件5中的冷却空气包裹物21难以像对比文件2中的第一和第二流腿168,170那样在相应的冷却通路164,154中流动,并难以进一步排放到第一燃烧室3的预混焚烧器8中用于与燃料混合并点燃,从而阻碍了对比文件2和对比文件5的组合;3)对比文件5仅公开了需要冷却第一燃烧室3和第二燃烧室4,并未公开冷却装置12和焚烧器11需要冷却,且冷却空气包裹物21大部分或几乎完全地包绕着冷却装置12和焚烧器11,已对冷却装置12和焚烧器11进行了冷却,进而不需要设置额外的外部护套;4)对比文件3仅涉及用于自燃燃烧室的冷却的程序,并且对比文件4仅涉及适合于减少的排放的燃烧器衬套,均未破坏权利要求1的创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
(一)、审查文本认定
复审请求人在答复第二次复审通知书时未提交修改文本,因此本决定针对的文本同第二次复审通知书针对的文本,即:PCT进入中国国家阶段日即2015年2月16日提交的说明书第[0001]-[0084]段(第1-11页)、说明书附图图1-图9、说明书摘要、摘要附图;2019年2月2日提交的权利要求第1-14项。
(二)、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。
如果权利要求相对于最接近现有技术的区别技术特征被其它对比文件公开或是属于本领域的常用技术手段,那么该权利要求相对于现有技术是显而易见的,即不具备创造性。
本决定继续沿用已引用的对比文件:
对比文件5:DE10312971A1,公开日为2004年12月2日;
对比文件2:EP1850070A2,公开日为2007年10月31日;
对比文件3:EP0669500A1,公开日为1995年8月30日;
对比文件4:WO99/64791A1,公开日为1999年12月16日。
(一)权利要求1-14不符合专利法第22条第3款的规定
1、权利要求1请求保护一种燃气涡轮。对比文件5公开了一种具有冷却装置的气体涡轮机,并公开了以下技术特征(参见说明书第[0013]-[0019]段、附图3):其具有压缩机2、涡轮5以及燃烧气体相连续地布置的预混器8、第一燃烧室3、冷却装置12(结合附图其用于与离开第一燃烧室3的未完全燃烧气体混合并冷却该气体,而未完全燃烧的气体显然为热气体,因此相当于本申请的混合器)、第二燃料供应装置9和燃烧器11(共同构成了相当于本申请第二焚烧器的装置),以及第二燃烧室4,其中冷却装置12在第一燃烧室3与第二燃料供应装置9之间延伸并形成气体流路以引导燃烧气体,结合附图3可知从第一燃烧室3上游端处的入口直到第二燃料供应装置9下游端处的出口其燃烧气体被外壳封闭因此形成封闭管路(即相当于本申请的导管),预混器8、第一燃烧室3、冷却装置12、第二燃料供应装置9以及第二燃烧室4外部包围有冷却空气21,冷却空气21由压缩机2引入。
权利要求1与对比文件5的区别技术特征在于:具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,并且其中冷却气体在操作期间流过所述冷却通道(15,16,17,18),压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入至所述冷却通道(15,16,17,18),冷却通道内的冷却气体至少一部分与热气体流动方向逆向、同向或是同向和逆向流动。
基于区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:冷却燃烧器燃烧区域的各组件。对比文件2公开了一种燃气轮机中降低压力损失的系统和方法,并公开了冷却燃烧器组件的以下技术特征(参见说明书第15,24段、附图2):具有由燃烧室152的衬里150(相当于燃烧室壁)和包围衬里150的护套界定的燃烧室冷却通路154(相应构成了燃烧室冷却区),具有由过渡件160和包围过渡件160的冲击套管168界定的过渡件冷却通路164(相应构成了过渡件冷却区),压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入到燃烧衬里冷却通路154和过渡件冷却通路164,其中冷却气体流向与热气体流向逆向流动。对比文件2公开的上述特征给出了由燃烧组件外壁及其外部护套界定冷却通道以冷却燃烧组件的技术启示,在上述技术启示下,为了实现对第一燃烧室3、冷却装置12、第二燃料供应装置9,以及第二燃烧室4的冷却,本领域技术人员有动机设置由其外壁和外部护套界定的冷却通道以冷却燃烧器燃烧区域的各个组件,即对比文件2给出了设置冷却通道和相应冷却区的技术启示。而冷热气流之间同向、逆向、交叉流或是同向和逆向混合流则是流体换热的常见形式,每种流向的换热形式各有其优缺点,本领域技术人员可以根据不同的应用需求进行常规的选择。
由此可见,在对比文件5的基础上结合对比文件2及本领域的公知常识以形成权利要求1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不具备突出的实质性特点,因而不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
2、权利要求2是权利要求1的从属权利要求。对比文件2进一步公开了(参见同上):第一支流168通过开口166进入过渡件冷却通路164,其流体地连接于相邻的燃烧衬里冷却通路154,使得用于过渡件冷却通路164中冷却的冷却气体的至少一部分进一步用于在操作期间在相邻的燃烧衬里冷却通路154中冷却。可见,附加技术特征已被对比文件2公开,本领域技术人员有动机采取相同的技术手段以解决相应技术问题,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3-4是权利要求1的从属权利要求。在对比文件2给出的技术启示下,本领域技术人员有动机设置多个冷却通道,附加技术特征限定的设置方式是本领域技术人员容易想到的设置方式,并不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求3-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求5是权利要求1-3中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供冷却空气进入冷却通道的方式供选择。对比文件2公开了其中冷却空气进入冷却通道的方式(参见说明书第15段、附图2):护套与燃烧室壁形成多个冷却通道,第一支流168和第二支流170均直接连接于压缩机出口,其对应的两个冷却通道直接连接于压缩机出口,使得离开压缩机的压缩空气被容许直接进入所述至少两个冷却通道,而不在插置的冷却区中预先获取热。可见,附加技术特征已被对比文件2公开,且其在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同,都是提供冷却空气进入冷却通道的方式供选择,因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求6是权利要求1-4中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供进入混合器中的稀释气体来源供选择。稀释气体常选择冷却空气作为其来源,本领域技术人员完全有动机根据需要选择适当位置和适当温度的冷却通道中冷却后的气体作为稀释气体来源,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求7-8是权利要求1-4中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是在燃烧前预热冷却气体。对比文件3公开了以下技术特征(参见说明书附图1):冷却通道在燃料气体喷射上游流体地连接于焚烧器的热气体流动通路,使得在操作期间,冷却气体的至少一部分在流过冷却通道的至少一部分后在燃料气体喷射上游给送到焚烧器中。可见,对比文件3公开了与附加技术特征相同的对冷却气体燃烧前的预热方式,本领域技术人员有动机也采用相同的技术手段以解决相应的技术问题,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求7-8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求9是权利要求1-4中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供冷却气体与热气体的相对流动方向供选择。对比文件3公开了以下技术特征(参见说明书附图1):冷却气体在操作期间与热气体流的流动方向相逆。因此,本领域技术人员有动机也采取相同的技术手段以解决相应的技术问题,这不需要付出创造性的劳动。此外,冷却介质与被冷却介质流动方向相同,这也是换热所常采用的技术手段,不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8、权利要求10是在先权利要求9的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供冷却空气进入冷却通道的方式供选择。对比文件4公开了一种燃烧器冷却方法,并公开了以下技术特征(参见说明书附图3):冷却通道具有相对于热气体的流动方向在下游端与上游端之间的入口,以及相对于热气体的流动方向在冷却通道的上游端处的出口开口,以及相对于热气体的流动方向在冷却通道的下游端处的出口开口,并且冷却气体的至少一部分在操作期间以与热气体流动方向的逆流从入口流至上游出口,并且冷却气体的至少一部分在操作期间以与热气体流的同向流在操作期间从入口流至下游端出口。可见,对比文件4公开了与附加技术特征相同的提供冷却空气进入冷却通道的方式,本领域技术人员有动机也采用相同的技术手段以解决相应的技术问题,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9、权利要求11是在先权利要求1-4中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是在燃烧前预热冷却气体。对比文件3公开了以下技术特征(参见说明书附图1):冷却气体的至少一部分在流过冷却通道的至少一部分后在燃料气体喷射上游给送到焚烧器中,经由焚烧器引入燃烧室中。可见,对比文件3公开了与附加技术特征相同的对冷却气体燃烧前的预热方式,本领域技术人员有动机也采用相同的技术手段以解决相应的技术问题,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求11也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
10、权利要求12是在先权利要求1-4中任一项的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供进入混合器中的稀释气体来源供选择。稀释气体常选择压缩机的压缩空气作为其来源,本领域技术人员完全有动机根据需要直接选择离开压缩机的压缩空气作为混合器中的稀释气体来源,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
11、权利要求13请求保护一种用于操作燃气涡轮的方法。对比文件5公开了一种具有冷却装置的气体涡轮机,并公开了操作涡轮机的方法的以下技术特征(参见说明书第[0013]-[0019]段、附图3):其具有压缩机2以及连续燃烧器布置,其包括以流体流动连接连续地布置的预混器8、第一燃烧室3、用于经由稀释气体入口使稀释气体与在操作期间离开第一燃烧室3的热气体掺合的冷却装置12、第二燃料供应装置9,以及第二燃烧室4,其中冷却装置12适于以在第一燃烧室3与第二燃料供应装置9之间延伸的热气体流动通路来引导燃烧气体,包括导管,导管具有适于连接于第一燃烧室3上游端处的入口以及连接于第二燃料供应装置9下游端处的出口,压缩机2排出气体在操作期间作为冷却空气21引入。
权利要求13与对比文件5的区别技术特征在于:连续燃烧器布置(4)还包括具有由第一燃烧室壁(24)和包围所述第一燃烧室壁(24)的第一护套(20)界定的第一冷却通道(15)的第一燃烧室冷却区、具有由混合器壁(25)和包围所述混合器壁(25)的第二护套(21)界定的第二冷却通道(16)的混合器冷却区、具有由第二焚烧器壁(26)和包围所述第二焚烧器壁(26)的第三护套(22)界定的第三冷却通道的第二焚烧器冷却区,以及具有由第二燃烧室壁(27)和包围所述第二燃烧室壁(27)的第四护套(23)界定的第四冷却通道(18)的第二燃烧室冷却区,其中冷却气体(33)给送并且引导穿过所述冷却通道(15,16,17,18),冷却气体的流向与热气体流向同向或是逆向。
基于区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:冷却燃烧器组件。对比文件2公开了一种燃气轮机中降低压力损失的系统和方法,并公开了冷却燃烧器组件的以下技术特征(参见说明书第15,24段、附图2):具有由燃烧室152的衬里150(相当于燃烧室壁)和包围衬里150的护套界定的燃烧衬里冷却通路154的燃烧室冷却区,具有由过渡件160和包围过渡件160的冲击套管168界定的过渡件冷却通路164的过渡件冷却区,压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入到燃烧衬里冷却通路154和过渡件冷却通路164,其中冷却气体流向与热气体流向为逆向。对比文件2公开的上述特征给出了由燃烧组件外壁及其外部护套界定冷却通道以冷却燃烧组件的技术启示,在上述技术启示下,为了实现对第一燃烧室3、冷却装置12、第二燃料供应装置9,以及第二燃烧室4的冷却,本领域技术人员有动机设置由其外壁和外部护套界定的冷却通道以冷却燃烧器组件,并将压缩机排出气体在操作期间作为冷却气体引入到各冷却通道中以实现冷却,这不需要付出创造性的劳动。
由此可见,在对比文件5的基础上结合对比文件2及本领域的公知常识以形成权利要求13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13不具备突出的实质性特点,因而不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
12、权利要求14是权利要求13的从属权利要求。基于附加技术特征,本申请实际解决的技术问题是提供进入混合器中的稀释气体来源供选择。稀释气体常选择冷却空气作为其来源,本领域技术人员完全有动机根据需要选择适当位置和适当温度的冷却通道中冷却后的气体作为稀释气体来源,这不需要付出创造性的劳动。此外,稀释气体常选择压缩机的压缩空气作为其来源,本领域技术人员完全有动机根据需要直接选择离开压缩机的压缩空气作为混合器中的稀释气体来源,这不需要付出创造性的劳动。因此,在所引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)、针对复审陈述意见的评述
针对复审请求人2019年5月21日提交的复审意见陈述,合议组经审查后认为:(1)对比文件2公开了逆向流动,而同向、交叉流和同向和逆向混合流是两个流体之间换热的常规形式,且其各自优缺点为本领域技术人员所熟知,本领域技术人员可以根据换热需求进行选择和组合;(2)合议组引用对比文件2是为了说明其给出设置外部护套从而构成了由燃烧组件外壁及其外部护套界定冷却通道,而形成冷却通道后自然会产生相应的气流,相比之下对比文件5的空气包裹物21与对比文件2中的压缩机后到冲击套管158外侧之间形成的空气流动区比较类似,因此不存在复审请求人认为的阻碍;(3)设置外部护套可以有效保护内部部件比如燃烧室等、且可以由于空气流速的增加提高换热系数从而提高换热效率,因此虽然增加复杂性,但带来了相应的功能,故复审请求人认为是多余的观点不准确;(4)合议组引用对比文件3、4用于评述从属权利要求。综上所述,合议组对复审陈述意见不予支持。
基于上述事实和理由,合议组依法作出如下复审审查请求决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年4月26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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