发明创造名称：一种微型螺旋式微通道平行流换热器
外观设计名称：
决定号：201217
决定日：2020-01-02
委内编号：1F272437
优先权日：
申请（专利）号：201610843489.8
申请日：2016-09-22
复审请求人：北京机械设备研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：倪建民
合议组组长：肖震
参审员：韩冰
国际分类号：F28B1/02,F28B1/06,F28D7/02,F28F1/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求所要求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，而该区别技术特征是本领域常规设计，则该权利要求不具备突出的实质性特点，没有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610843489.8，名称为“一种微型螺旋式微通道平行流换热器”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为北京机械设备研究所。本申请的申请日为2016年9月22日，公开日为2017年2月1日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月8日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-8相对于对比文件1（CN 105352231A，公布日为2016年2月24日）与本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请人于2018年8月10日提交的权利要求第1-8项，于申请日2016年9月22日提交的说明书第1-52段（第1-7页）、说明书附图1-3、说明书摘要和摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于，包括：安装支架(1)，百叶窗式翅片(2)，进口管(3)，出口管(4)，螺旋式多孔扁管(5)和多孔扁管微通道(6)；
所述安装支架(1)为圆形；
所述螺旋式多孔扁管(5)按照等距螺旋线的形式排布在所述安装支架(1)内部；所述螺旋式多孔扁管(5)的宽度方向与换热器的径向垂直；
所述百叶窗式翅片(2)按一定间距焊接在所述螺旋式多孔扁管(5)之间；所述百叶窗式翅片(2)方向与所述螺旋式多孔扁管(5)径向平行；
所述进口管(3)与所述螺旋式多孔扁管(5)外侧端口相连；
所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)内侧端口相连；
所述螺旋式多孔扁管(5)内部分布多个多孔扁管微通道(6)；
冷流体流经所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)和所述螺旋式多孔扁管(5)之间的缝隙；
所述内侧端口和相邻的螺旋式多孔扁管(5)之间、所述螺旋式多孔扁管(5)的最外圈与所述安装支架(1)之间均设有翅片；
热流体流经所述螺旋式多孔扁管(5)时，由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，用以减小换热器整体温差。
2. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述进口管(3)和所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)连接方式为焊接。
3. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述冷流体为空气、水或液氮。
4. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特 征在于：所述螺旋式多孔扁管(5)为椭圆形或矩形；所述多孔扁管微通道(6)为圆形或矩形。
5. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述螺旋式多孔扁管(5)的螺距为1cm。
6. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)、所述进口管(3)、所述出口管(4)和所述螺旋式多孔扁管(5)的材料采用铝。
7. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述安装支架(1)外径为10-20cm，所述螺旋式多孔扁管(5)的尺寸为宽1.6-3.2cm，厚0.2cm，所述多孔扁管微通道(6)的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片(2)的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm。
8. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器的使用方法，其特征在于：热流体从所述进口管(3)进入换热器，与流经所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)和所述螺旋式多孔扁管(5)之间缝隙的冷流体进行热量交换，热流体被冷却，从所述出口管(4)流出，热量被冷流体带走，完成一次换热；
同时，热流体流经所述螺旋式多孔扁管(5)时，由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，用以减小换热器整体温差；
所述热流体为热水、饱和水蒸气或制冷剂。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年1月28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。复审请求人认为：
（1）内侧端口和相邻的螺旋式多孔扁管之间设有翅片，一方面能够增强径向传热，减小换热器温差，达到提高换热的效果，另一方面能够增加换热面积，增强螺旋形换热器中心处的换热效果，对比文件1的换热器中心没有翅片，风阻小，风会从中心区域流走，导致其他有翅片处有效散热面上的风量减小，降低换热效果。
（2）螺旋式多孔扁管的最外圈与安装支架之间设有翅片，一方面不会使其他区域的风量减小，提高整体换热效果，另一方面由于螺旋式扁管最外圈的长度比较长，在其外侧设置翅片可增加换热面积，增强换热效果，对比文件1中的换热器最外圈未设置翅片，减小换热面积，风会从最外圈流走，减小其他区域的风量，降低换热效果。
（3）进口管设置在外侧，出口管设置在内侧，进入进口管的温度高的流体在最外圈与冷流体接触面积最大，能够使热流体温度较快降下来。
（4）本申请径向设置的翅片由于设置方向和设置密度不同增强了径向传热。
（5）本申请的圆形安装支架能够提升空间利用率。
（6）具体参数限定能够增加换热效率，减小设备体积。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于，包括：安装支架(1)，百叶窗式翅片(2)，进口管(3)，出口管(4)，螺旋式多孔扁管(5)和多孔扁管微通道(6)；
所述安装支架(1)为圆形；
所述螺旋式多孔扁管(5)按照等距螺旋线的形式排布在所述安装支架(1)内部；所述螺旋式多孔扁管(5)的宽度方向与换热器的径向垂直；
所述百叶窗式翅片(2)按一定间距焊接在所述螺旋式多孔扁管(5)之间；所述百叶窗式翅片(2)方向与所述螺旋式多孔扁管(5)径向平行；
所述进口管(3)与所述螺旋式多孔扁管(5)外侧端口相连；
所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)内侧端口相连；
所述螺旋式多孔扁管(5)内部分布多个多孔扁管微通道(6)；
冷流体流经所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)和所述螺旋式多孔扁管(5)之间的缝隙；
所述内侧端口和相邻的螺旋式多孔扁管(5)之间、所述螺旋式多孔扁管(5)的最外圈与所述安装支架(1)之间均设有翅片；
热流体流经所述螺旋式多孔扁管(5)时，由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，用以减小换热器整体温差；
所述螺旋式多孔扁管(5)的螺距为1cm；
所述安装支架(1)外径为10-20cm，所述螺旋式多孔扁管(5)的尺寸为宽1.6-3.2cm，厚0.2cm，所述多孔扁管微通道(6)的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片(2)的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm；
所述进口管(3)和所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)连接方式为焊接；
所述冷流体为空气、水或液氮；
所述螺旋式多孔扁管(5)为椭圆形或矩形；所述多孔扁管微通道(6)为圆形或矩形；
所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)、所述进口管(3)、所述出口管(4)和所述螺旋式多孔扁管(5)的材料采用铝。
2. 根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器的使用方法，其特征在于：热流体从所述进口管(3)进入换热器，与流经所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)和所述螺旋式多孔扁管(5)之间缝隙的冷流体进行热量交换，热流体被冷却，从所述出口管(4)流出，热量被冷流体带走，完成一次换热；
同时，热流体流经所述螺旋式多孔扁管(5)时，由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，用以减小换热器整体温差；
所述热流体可以是热水、饱和水蒸气或制冷剂。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年2月12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9月10日向复审请求人发出复审通知书，指出：修改后的权利要求1和2相对于对比文件1与本领域常规设计的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见，合议组认为：
（1）设置翅片进行散热是本领域常规技术手段，对比文件1中冷凝器进口管与散热扁管2之间没有设置翅片，是由于该区域通常对应冷却风扇的轴头部，该轴头部对应的风量较扇页部正前方对应的风量明显微弱，根据风扇的风场，该区域是否设置翅片对过风量影响甚微，即不会导致其他有翅片处有效散热面上的风量减小。
（2）对比文件1公开了冷凝器的迎风面为圆形，冷却风扇的吹风能整个被覆盖，从而提高热交换效率（参见说明书第5段和附图1），也就是说，对比文件1意识到在过风处设置散热扁管2或散热片3，也意识到整个覆盖冷却风扇的吹风可以避免外圈风的流走，根据该技术教导，当最外圈外仍然有过风时，本领域技术人员容易想到设置翅片以增强对流换热。
（3）本申请与对比文件1一样，都是冷空气以垂直大致圆形的换热器方向流过的，即可视为叉流换热，进出口的相反设置并不会改变叉流对流传热中的平均温差，因此，进出口与对比文件1中的进出口反向设置从换热上来讲没有区别。
（4）对比文件1中的散热片3和本申请中的翅片都是扩展散热面，本申请采用径向设置翅片的方式没有增加扩展散热面的面积，也没有体现出翅片连接点的增加，因此，不能得到增强了径向传热的结论。
（5）对比文件1公开了冷凝器的迎风面为圆形，冷却风扇的吹风能整个被覆盖，从而提高热交换效率（参见说明书第5段和附图1），也就是说，对比文件1中在风扇的整个迎风面上布置了散热扁管2和散热片3，如果不考虑圆形支架会带来减少散热扁管2的盘绕长度的缺点，采用圆形支架代替对比文件1中的支架是本领域技术人员容易想到的。
（6）具体参数的限定是本领域技术人员可以根据实际需要的换热量、安装空间等因素确定的，不需要付出创造性劳动。
复审请求人于2019年10月25日提交了意见陈述书，在权利要求1中加入效果性技术特征“所述平行流换热器能够满足当量直径小于33cm的狭小空间的换热需求；总体换热效果可增强至少15％”。复审请求人认为：
（1）有过风的区域比冷却风扇实际吹风的区域要大得多，在扁管的最外圈与安装支架之间以及内侧端口和相邻的扁管之间设置翅片防止了漏风，提高了换热，取得了意想不到的技术效果，对比文件1不存在这种技术教导。
（2）本申请制冷剂外进内出，换热效果优于对比文件1中的内进外出，并能较快的将制冷剂的温度降下来，并给出了相应的推算方法。
（3）本申请与对比文件1区别众多，多个方面的改进使得本申请具有显著的技术效果和进步。
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
复审请求人于2019年10月25日提交的修改文件符合专利法第33条的规定，因此，本复审请求审查决定针对的文本为：复审请求人于2019年10月25日提交的权利要求第1-2项，于申请日2016年9月22日提交的说明书第1-52段（第1-7页）、说明书附图1-3、说明书摘要和摘要附图。
（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。
如果权利要求所要求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，而该区别技术特征是本领域常规设计，则该权利要求不具备突出的实质性特点，没有创造性。
本复审请求审查决定沿用驳回决定和复审通知书中引用的对比文件1。
权利要求1和2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由如下：
1、权利要求1要求保护一种微型螺旋式微通道平行流换热器，对比文件1公开了一种单螺旋微通道冷凝器，散热扁管2由内向外呈螺旋状盘绕构成螺旋芯体1，盘绕方向可以顺时针也可以逆时针，进液集流管4设置在螺旋芯体1中心部位设置，出液集流管5设置在螺旋芯体1的外侧设置，所述散热扁管2盘绕的间隔处设置有散热片3，所述散热片3与散热扁管2互相包紧，散热扁管2的直面与散热片3的波峰相触，经过钎焊炉钎焊构成一体，所述螺旋芯体1下方安装有支架6，螺旋芯体通过支架6与冷凝器装配，制冷剂的热量由散热扁管2壁传到散热片3上由冷却风扇带走（参见说明书第5-9段，附图1和2），即冷流体为空气。因为对比文件1公开的是一种微通道冷凝器，因此散热扁管2内部必然分布多个多孔扁管，由附图1和2可以定性得出：散热扁管2按照等距螺旋线的形式排布，其宽度方向与冷凝器的径向垂直，散热扁管2为矩形。
权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）支架为圆形，翅片为百叶窗式，安装方向与螺旋式多孔扁管径向平行；内侧端口和相邻的螺旋式多孔扁管之间、螺旋式多孔扁管的最外圈与圆形安装支架之间均设有翅片；（2）进出口管反向布置；（3）进出口管与螺旋式多孔扁管连接方式为焊接，换热器各部件的材料都采用铝；多孔扁管微通道为圆形或矩形；（4）螺旋式多孔扁管的螺距为1cm；安装支架外径为10-20cm，螺旋式多孔扁管的尺寸为宽1.6-3.2cm，厚0.2cm，多孔扁管微通道的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm；（5）应用于当量直径小于33cm的狭小空间内。上述区别的技术效果为实现总体换热效果可增强至少15％。
关于上述区别（1），翅片为百叶窗式，安装方向与螺旋式多孔扁管径向平行是布置翅片的常规方式，该方式与对比文件1公开的波纹状翅片相比，没有产生积极的技术效果。对于内侧端口和相邻的螺旋式多孔扁管之间、螺旋式多孔扁管的最外圈与圆形安装支架之间均设有翅片，同样是增加传热的常规手段。如果不考虑圆形支架会带来减少散热扁管2的盘绕长度的缺点，采用圆形支架代替对比文件1中的支架是本领域技术人员容易想到的。
关于上述区别（2），因为冷流体是垂直大致圆形的换热器方向流过的，即可视为叉流换热，因此，进出口与对比文件1中的进出口反向设置从换热上来讲没有区别。
关于上述区别（3），铝是制造换热器的常规材料，采用焊接方式将各部件进行连接是常规连接方式，多孔扁管微通道为圆形或矩形也是微通道的常规截面形状。
关于上述区别（4），对于多孔扁管及其微通道的尺寸、螺距、翅片的尺寸以及安装支架的尺寸，本领域技术人员可以根据实际需要的换热量、安装空间等因素确定，所做限定的技术效果能够预料。
关于上述区别（5），对比文件1公开了该换热器的技术效果之一是占用空间小（参见说明书第[0005]段），本领域技术人员基于该技术内容以及换热器的形状，能够根据实际需要设计相应的尺寸，限定其应用于当量直径小于33cm的狭小空间内是本领域技术人员容易想到的，至于技术效果，由于二者结构上的类似性，换热效果亦应类似。
综合上述，在对比文件1的基础上结合本领域常规设计得到权利要求1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没有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
另外，并列限定的冷流体为水或液氮是本领域常规换热介质，螺旋式多孔扁管为椭圆形是本领域常规扁平管形状，包含这些技术特征的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2引用了权利要求1，对比文件1公开了制冷剂从进液集流管4进入冷凝器，与流经散热扁管2之间缝隙以及散热片3的冷却空气进行热量交换，制冷剂被冷却，从出液集流管5流出，热量被冷空气带走，完成一次换热；同时，制冷剂流经所述散热扁管2时，由于传热温差的存在，会与两侧的散热扁管发生径向热量交换，用以减小冷凝器整体温差（参见同上）。 对于热流体与百叶窗式翅片和安装支架之间的热交换实质上在对权利要求1的评述中已经涉及，不再赘述。因此，在其引用的权利要求没有创造性的情况下，权利要求2也没有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
另外，并列限定的热流体为热水或饱和水蒸气都是本领域常规换热介质，包含这些技术特征的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、针对复审请求人的意见陈述
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：
（1）对于在扁管的最外圈与安装支架之间以及内侧端口和相邻的扁管之间设置翅片的技术效果，在说明书中没有任何记载，对比文件1公开了冷却风扇的吹风能整个被覆盖（参见说明书第[0005]段），也就是说，对比文件1考虑了漏风的情况，也体现了以覆盖整个吹风面的方式设计换热器的技术思想，如果有漏风存在的话，本领域技术人员会调整换热器的尺寸或者在过风处设置翅片或者换热扁管，这种做法在本领域技术人员的能力范围之内。
（2）对制冷剂外进内出的技术效果在说明书中也没有任何记载，本申请与对比文件1一样，都是冷空气以垂直大致圆形的换热器方向流过的，即可视为叉流换热，制冷剂外进内出或者内进外出，流过的长度相同，沿流程中外部换热介质（冷空气）的温度相同，因此换热量是相同的，复审请求人认为本申请的换热效果优于对比文件1，并且能将制冷剂较快的降下来的推算没有依据。
（3）本申请与对比文件1区别众多不是其具有创造性的理由，对于二者之间的区别在前已经给出过评述，不再赘述。
因此，复审请求人的意见陈述没有说服力，合议组不予接受。
根据以上事实和理由，本案合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月8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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