发明创造名称：锅炉系统
外观设计名称：
决定号：187435
决定日：2019-08-21
委内编号：1F261314
优先权日：2013-07-12
申请（专利）号：201410326868.0
申请日：2014-07-10
复审请求人：日立造船株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：孙洁
合议组组长：李凯
参审员：韩冰
国际分类号：F22B1/18
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：虽然一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案相比存在区别技术特征，但是现有技术中存在将所述区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决其技术问题的启示，而且也未产生任何意料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410326868.0，名称为“锅炉系统”的发明专利申请。申请人为日立造船株式会社。本申请的申请日为2014年7月10日，优先权日为2013年7月12日，公开日为2015年1月14日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年6月6日发出驳回决定，驳回了本发明专利申请，其理由是：权利要求1-9相对于对比文件1（CN102834591A，公开日为2012年12月19日）和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。驳回决定所依据的文本为申请日2014年7月10日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图1-5；2018年2月7日提交的权利要求第1-9项、说明书第1-103段（1-16页）。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种锅炉系统，其特征在于包括：
锅炉部，储存液状的介质，并将流经原动机的排气通道的排气作为热源加热介质；
泵，从所述锅炉部送出液状的介质，并使所述介质经由循环通道向所述锅炉部循环；
回收装置，配置在所述循环通道上，从由所述锅炉部送出的液状的介质回收能量；以及
压缩空气热交换器，配置在将加压后的作为吸气的压缩空气向所述原动机引导的加压吸气通道上，将流经所述加压吸气通道的压缩空气作为热源，加热流经所述循环通道的通过所述回收装置后的介质，
所述回收装置包括：
有机朗肯循环热交换器，在所述循环通道中配置在从所述锅炉部向所述压缩空气热交换器引导介质的配管上，将流经所述循环通道的介质作为热源，加热作为有机介质的工作流体并使其气化；
膨胀机，使利用所述有机朗肯循环热交换器而气化的工作流体膨胀以回收机械能；
冷凝器，使利用所述膨胀机而膨胀的工作流体冷凝并液化；以及
有机朗肯循环泵，将利用所述冷凝器而液化的工作流体向所述有机朗肯循环热交换器送出，
在所述有机朗肯循环热交换器中，在所述工作流体和流经所述循环通道的介质之间不借助其它流体而是直接进行热交换。
2. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，
所述锅炉部包括：
锅炉主体，储存液状的介质；
另一个泵，从所述锅炉主体送出液状的介质，并使所述介质经由另一循环通道向所述锅炉主体循环；以及
排气热交换器，配置在所述排气通道上，将流经所述排气通道的所述原动机的排气作为热源加热流经所述另一循环通道的介质。
3. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，
所述锅炉部包括锅炉主体，所述锅炉主体储存液状的介质并被所述排气通道贯穿，
利用流经所述排气通道的排气加热所述锅炉主体内的介质。
4. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于还包括：
测定部，测定所述锅炉部中的介质的压力或温度，并输出测定值；以及
流量控制部，根据所述测定值控制从所述压缩空气热交换器导向所述锅炉部的介质的流量，
随着所述测定值变小，由所述流量控制部减小所述流量。
5. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述回收装置还包括封套热交换器，所述封套热交换器配置在从所述冷凝器向所述有机朗肯循环热交换器引导工作流体的配管上，将所述原动机的封套冷却水作为热源加热工作流体。
6. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括封套热交换器，所述封套热交换器在所述循环通道中配置在从所述有机朗肯循环热交换器向所述压缩空气热交换器引导介质的配管上，将所述原动机的封套冷却水作为热源加热介质。
7. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，
所述回收装置还包括：
另一有机朗肯循环热交换器，把从所述冷凝器送出的工作流体的一部分分路引导，并把在所述循环通道中从所述有机朗肯循环热交换器向所述压缩空气热交换器引导的介质作为热源，加热工作流体的所述一部分并使其气化；以及
压力调整部，将导向所述有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力调整到高于导向所述另一有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力，
利用所述另一有机朗肯循环热交换器而气化的工作流体也被导向所 述膨胀机。
8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的锅炉系统，其特征在于，
所述介质为锅炉水，
在所述锅炉部中生成所述锅炉水的蒸汽。
9. 根据权利要求1至7中任意一项所述的锅炉系统，其特征在于，
所述原动机为船舶的主发动机，
所述锅炉部为所述船舶的辅助锅炉。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年9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，将权利要求2中的部分内容补入到权利要求1中形成新的权利要求1，并修改了权利要求3的表述方式，此外，对说明书进行了部分修改。复审请求人认为：1）本申请的有机朗肯循环热源直接来自于锅炉，对比文件1中锅炉热源通过加热器70中的载热水再用于蒸发器30加热有机流体，导致辅机系统大型化。另外对比文件1中锅炉热源仅是作为船舶上常规使用如供暖、供热水使用，而本申请用于发电。因此对比文件1中没有给出将锅炉热源用于有机朗肯循环。2）对比文件1中的载热水向有机朗肯循环供热前通过预热器1、第一空气冷却器和加热器获得热源，而本申请是的载热水通过压缩空气热交换器，在压缩空气热交换器中从压缩空气获得热量。3）对比文件1中的水源来自于大气压冷凝器，该装置的压力低于蒸汽筒内的压力，因此产生能量损失，而本申请锅炉部和循环通道内的压力维持相同，所以没有升压的必要，因此给水泵仅需要克服管道阻力。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种锅炉系统，其特征在于包括：
锅炉部，具有储存液状的介质的锅炉主体，并将流经原动机的排气通道的排气作为热源加热介质；
泵，送出所述锅炉主体储存的液状的介质，并使所述介质经由循环通道向所述锅炉部循环；
回收装置，配置在所述循环通道上，从由所述锅炉部送出的液状的介质回收能量；以及
压缩空气热交换器，配置在将加压后的作为吸气的压缩空气向所述原动机引导的加压吸气通道上，将流经所述加压吸气通道的压缩空气作为热源，加热流经所述循环通道的通过所述回收装置后的介质，
所述回收装置包括：
有机朗肯循环热交换器，在所述循环通道中配置在从所述锅炉部向所述压缩空气热交换器引导介质的配管上，将流经所述循环通道的介质作为热源，加热作为有机介质的工作流体并使其气化；
膨胀机，使利用所述有机朗肯循环热交换器而气化的工作流体膨胀以回收机械能；
冷凝器，使利用所述膨胀机而膨胀的工作流体冷凝并液化；以及
有机朗肯循环泵，将利用所述冷凝器而液化的工作流体向所述有机朗肯循环热交换器送出，
在所述有机朗肯循环热交换器中，在所述工作流体和流经所述循环通道的介质之间不借助其它流体而是直接进行热交换。
2. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，
所述锅炉部包括：
另一个泵，从所述锅炉主体送出液状的介质，并使所述介质经由另一循环通道向所述锅炉主体循环；以及
排气热交换器，配置在所述排气通道上，将流经所述排气通道的所述原动机的排气作为热源加热流经所述另一循环通道的介质。
3. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述排气通道贯 穿所述锅炉主体，利用流经所述排气通道的排气加热所述锅炉主体内的介质。
4. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于还包括：
测定部，测定所述锅炉部中的介质的压力或温度，并输出测定值；以及
流量控制部，根据所述测定值控制从所述压缩空气热交换器导向所述锅炉部的介质的流量，
随着所述测定值变小，由所述流量控制部减小所述流量。
5. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述回收装置还包括封套热交换器，所述封套热交换器配置在从所述冷凝器向所述有机朗肯循环热交换器引导工作流体的配管上，将所述原动机的封套冷却水作为热源加热工作流体。
6. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括封套热交换器，所述封套热交换器在所述循环通道中配置在从所述有机朗肯循环热交换器向所述压缩空气热交换器引导介质的配管上，将所述原动机的封套冷却水作为热源加热介质。
7. 根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，
所述回收装置还包括：
另一有机朗肯循环热交换器，把从所述冷凝器送出的工作流体的一部分分路引导，并把在所述循环通道中从所述有机朗肯循环热交换器向所述压缩空气热交换器引导的介质作为热源，加热工作流体的所述一部分并使其气化；以及
压力调整部，将导向所述有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力调整到高于导向所述另一有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力，
利用所述另一有机朗肯循环热交换器而气化的工作流体也被导向所述膨胀机。
8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的锅炉系统，其特征在于，
所述介质为锅炉水，
在所述锅炉部中生成所述锅炉水的蒸汽。
9. 根据权利要求1至7中任意一项所述的锅炉系统，其特征在于，
所述原动机为船舶的主发动机，
所述锅炉部为所述船舶的辅助锅炉。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年9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给出了利用锅炉热源作为有机朗肯循环热源的启示。2）对比文件1说明书第45段的第一空气冷却器5相当于本申请的压缩空气热交换器。3）发明利用给水泵增压仅是本领域技术人员的常规选择。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年1月25日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-9在对比文件1的基础上结合本领域常规技术手段不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。针对复审人的意见陈述，合议组认为：1）对比文件1给出了利用锅炉热源作为有机朗肯循环热源的启示，而且本申请在说明书第49段明确记载本申请锅炉蒸汽同样是用于生活供热、加热船舶油路系统，而非申请人在意见陈述中所述用于发电。2）对比文件1在说明书第45段明确记载第一空气冷却器5对从柴油发动机的增压器喷出的压缩空气进行冷却从而进行热回收，载热水在第一空气冷却器5中从压缩空气获得热量，即，第一空气冷却器5相当于本申请的压缩空气热交换器。3）通过本申请的权利要求和说明书记载内容，本领域技术人员无法得知本申请中锅炉给水系统和锅炉本体的压力相同，况且锅炉给水无论最初来源是自来水还是生水其压力低于蒸汽锅炉内压力是本领域的公知常识，利用给水泵增压仅是本领域技术人员的常规选择。至于在锅炉系统设置压力、温度和流量测控元件维持锅炉的温度稳定仅是本领域的公知常识。
复审请求人于2019年5月8日再次提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：1）本申请的有机朗肯热交换器的热源采用锅炉灌水，对比文件1中有机朗肯热交换器的热源采用锅炉蒸汽，本领域技术人员不能想到采用比锅炉蒸汽更适当的“锅炉灌水”，而且本申请可以一并回收船舶等废热，可以单独构成废热回收发电系统，实现简化、小型化和廉价化，而对比文件1中还采用了加热器蒸发器等复杂机构。因此对比文件1中没有给出将锅炉热源用于有机朗肯循环的技术启示。2）对比文件1中的泵82需要提供的动力非常大，且供水线产生分路，产生了能量损失，而本申请泵55所需动力仅为循环流路设备的压力损失，所以没有升压的必要，因此本申请可以降低能量损失，获得提高废热回收效率的技术效果。
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
（一）审查文本的认定
本复审通知书以复审请求人于申请日即2014年7月10日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图1-5，2018年9月20日提交的权利要求第1-9项、说明书第1-103段（第1-16页）作为审查文本。
（二）具体理由的阐述
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。
虽然一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案相比存在区别技术特征，但是现有技术中存在将所述区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决其技术问题的启示，而且也未产生任何意料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
1.权利要求1 不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由如下：
权利要求1要求保护一种锅炉系统。对比文件1公开了一种废热回收发电装置及具备该装置的船舶（即一种锅炉系统），并具体公开了如下技术特征（参见说明书0006-0033、0083-0086段及图3）：储存介质的蒸汽筒72（相当于权利要求1中的锅炉部）通过锅筒水循环泵84将水送入废气节能器46内，利用流经柴油发动机3（相当于权利要求1中的原动机）排气通道的排气作为热源加热介质；锅筒循环泵84、82，将蒸汽筒72内液体或蒸汽介质送出，并将介质经由循环通道向蒸汽筒72循环；ORC有机朗肯循环组成的回收装置，配置在蒸汽筒72-加热器70-冷凝器80-水泵82-第一废热回收器1-第一空气冷却器5-蒸汽筒72组成的循环通道上，从所述蒸汽筒72送出的介质回收能量；以及用于回收增压器40压缩后空气中热量的第一空气冷却器5（相当于权利要求1中的压缩空气热交换器），设置在将加压后的作为吸气的压缩空气向原动机柴油发动机3引导的通道上，将流经该加压吸气通道的压缩空气作为热源加热流经该循环通道的经过ORC有机朗肯循环回收热量后的介质；所述ORC有机朗肯循环回收装置包括热交换用加热器70、蒸发器30（相当于权利要求1中的有机朗肯循环热交换器），加热器70、蒸汽器30利用蒸汽筒72循环管路及第一空气冷却器5循环管路上介质作为热源，加热有机介质并使其气化，被加热气化的工作流体进入动力涡轮32（相当于权利要求1中的膨胀机）膨胀做功用于回收机械能，冷凝器36使有机介质冷凝液化，有机流体用泵31为有机朗肯循环介质提供动力，将冷凝器36中工作流体输送给蒸发器30；该有机朗肯循环热交换器配置在循环通道蒸汽筒72-加热器70-冷凝器80-水泵82-第一废热回收器1-第一空气冷却器5-蒸汽筒72组成的循环通道上，其中第一空气冷却器5为压缩空气热交换器（相当于权利要求1中的将有机朗肯循环热交换器设置在锅炉部向压缩空气热交换器循环的管道上）；在ORC蒸发器中，流经该蒸发器的供热介质与有机工质之间进行热交换。
综上所述，权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术特征的区别在于：本申请的回收装置利用的热源为锅炉部的液态介质，而对比文件1中利用加热器70进行间接换热。基于该区别技术特征本申请实际要解决的技术问题是选择何种介质作为ORC有机朗肯循环的热源。而根据锅炉部各种介质使用情况，例如蒸汽被用于其他工艺，直接选择锅炉部具有足够温度的液态介质作为ORC有机朗肯循环的热源仅是本领域技术人员的常规选择，无需付出创造性劳动。由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域常规技术手段得到权利要求1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，因此权利要求1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.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是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了如下技术特征（参见同上）：蒸汽筒72包括给水泵82，蒸汽筒72送出的蒸汽介质经由加热器70换热后送入大气压冷凝器80，大气压冷凝器80给水通过给水泵82循环第一废热回收器1及第一空气冷却器5循环向蒸汽筒72；设置在排气通道上的废气节能器46（相当于公开了排气热交换器），将流经该排气通道上的原动机柴油发动机的排气作为热源加热该循环通道的介质；即，蒸汽筒72上包括循环通道涉及液态介质通过循环泵84、废气节能器46及管道回到蒸汽筒72，该液态介质回收热气中热能的循环通道，另一循环通道涉及气态介质通过加热器70、冷凝器80、给水泵82、第一废气回收器1、第一空气冷却器5及管道回到蒸汽筒72，该气态介质作为有机朗肯循环的热源。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
3.权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3是权利要求1的从属权利要求。根据需要，选择烟气通道直接贯穿设置在锅炉本体的锅炉作为余热锅炉，内来加热锅炉本体的冷介质仅是本领技术人员的常规，不具有突出的实质性特点。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
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是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了如下技术特征（参见同上）：对蒸汽筒72内水位进行调整的蒸汽筒水平控制阀86（相当于公开了流量控制部），结合图3可知该控制阀根据测定值控制从第一空气冷却器5导向该蒸汽筒72的介质的流量，随着测定值变化，该控制阀控制流量。而根据锅炉内介质的压力或温度输出测定值，并根据测定值控制流量部来控制流量仅是本领域技术人员的常规手段，因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
5.权利要求5、6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5和6均是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了如下技术特征（参见同上）：用于从封套冷却水进行热回收的预热器第一废热回收器1（相当于公开了封套热交换器），将原动机柴油发动机3的冷却水作为热源加热工作流体。而根据需要将该封套热交换器设置在冷凝器和机朗肯循环热交换器之间的管路或有机朗肯循环热交换器和压缩空气热交换器之间的管路上均是本领域技术人员的常规选择，不具有突出的实质性特点。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
6.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7是权利要求1的从属权利要求。对比文件1公开了在循环管路上设置有机朗肯循环作为回收装置；而设置另一有机朗肯循环热交换器（下面评述称做第二有机朗肯循环换热器），利用前一有机朗肯循环热交换器（下面评述称做第一有机朗肯循环换热器）的有机介质作为热源加热从前一冷凝器输送来的部分工作流体并使其气化导向膨胀机做功，设置压力调整部将第一有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力调整到高于第二有机朗肯循环热交换器的工作流体的压力仅是本领域技术人员根据需要的常规设置，不需要付出创造性劳动。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
7.权利要求8和9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8和9均是权利要求1至7任一项的从属权利要求。其附加技术特征已被对比文件1公开了（参见同上）：所述蒸汽筒中介质为水，该蒸汽筒中水被加热为蒸汽；原动机为船舶上主机柴油发动机，如此本领技术人员知道该蒸汽筒必然为船舶辅助锅炉。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，该从属权利要求也不具备创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人在答复复审通知书时提出的意见，合议组经审查后认为：1）首先，根据锅炉部各种介质使用情况，例如蒸汽被用于其他工艺，直接选择锅炉部具有足够温度的液态介质作为ORC有机朗肯循环的热源仅是本领域技术人员的常规选择，无需付出创造性劳动。其次，结合对比文件1的图3可得管道7的载热水在换热器70内被来自锅炉的热源加热，然后再进入蒸发器30加热有机流体；即，对比文件1给出了利用锅炉热源作为有机朗肯循环热源的启示。再次，本申请在说明书第49段明确记载本申请锅炉蒸汽同样是用于生活供热、加热船舶油路系统，因此对比文件1也可以用于船舶等系统。最后，至于复审请求人强调的设备小型化等优点并不能成为权利要求1具有创造性的理由，本领域技术人员完全能够为了简化系统在对比文件1公开的技术方案中直接选择锅炉灌水作为ORC有机朗肯循环的热源。2）首先，复审请求人强调的由于泵的动力不同从而获得提高废热回收效率的技术效果并未记载在原始文本中，其次，对比文件1已经公开了本申请回收废热的主要发明构思，至于个别部件例如泵的具体压力是本领域技术人员能够根据实际工况预计到的，并不需要付出创造性的劳动。
综上所述，复审请求人的意见陈述合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年6月6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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