发明创造名称：一种火筒式加热炉
外观设计名称：
决定号：199519
决定日：2020-01-07
委内编号：1F251319
优先权日：
申请（专利）号：201410554430.8
申请日：2014-10-17
复审请求人：中国石油大学（华东）
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：卢艳艳
合议组组长：于丽娜
参审员：万闪闪
国际分类号：F24H7/02；F24H9/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别特征，如果本领域技术人员能够在其他对比文件给出的技术启示下对最接近的现有技术进行改进，且其技术效果可以预期，则权利要求请求保护的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410554430.8，名称为“一种火筒式加热炉”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为中国石油大学（华东），申请日为2014年10月17日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年1月12日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是： 权利要求1-9相对于对比文件4（CN2578733Y，授权公告日为2003年10月8日）、对比文件2（CN203704350U，授权公告日为2014年7月9日）、对比文件3（CN101423256A，公开日为2009年5月6日）以及本领域的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日提交的说明书摘要、说明书第1-29段，2014年12月9日提交的摘要附图、说明书附图以及2017年5月2日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种火筒式加热炉，其特征在于，包括壳体、燃烧装置和排烟装置，其中：所述壳体包括外壳体和内壳体，被加热介质在所述外壳体和所述内壳体之间的环形空间连续流动，所述内壳体内填充含有纳米金属颗粒的热媒；
所述燃烧装置包括燃烧器和火筒，所述火筒位于所述内壳体的下部，横向延伸至位于所述壳体外部的所述燃烧器，并与所述燃烧器相连；
所述排烟装置包括烟囱和烟筒，所述烟筒位于所述内壳体的下部与所述火筒平行，横向延伸至位于所述壳体外部的所述烟囱，并与所述烟囱相连，所述烟囱和下方的所述燃烧器相连；
所述壳体的顶部和底部分别设置有所述被加热介质的出液口和进液口。
2. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述外壳体和所述内壳体均为压力容器。
3. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述壳体的外表面构成圆柱形，在垂直于所述壳体的外表面的两侧面设有挡板。
4. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述纳米金属颗粒的材料选自于金、铝、铜、铁、铂、钯、铱、铑、锇、钌、钛、钴、钒、镁、银、锌、锡等金属中的一种，或者是几种金属组成的合金、或混合物。
5. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述纳米金属颗粒的粒径为20-100nm，含量为2-5％。
6. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述热媒选自水或者导热油。
7. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉为间接式加热炉。
8. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉的外部安装有压力表、温度计或安全阀。
9. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉固定于支架上方。”
驳回决定认为，权利要求1-9相对于对比文件4、对比文件2、对比文件3以及本领域的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。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年4月26日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书全文修改替换页，权利要求1中增加了技术特征“且所述烟筒另一端和所述火筒另一端相连”，以及明确了“所述壳体的顶部和底部分别设置有所述被加热介质的出液口和进液口”。复审请求人认为：权利要求1相对于对比文件4所解决的技术问题不同；对于区别特征“壳体包括外壳体和内壳体，被加热介质在所述外壳体和所述内壳体之间的环形空间连续流动”，对比文件2未给出结合启示；对于区别特征“壳体的顶部和底部分别设置有所述被加热介质的出液口和进液口”本领域技术人员不容易想到该设置。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种火筒式加热炉，其特征在于，包括壳体、燃烧装置和排烟装置，其中：
所述壳体包括外壳体和内壳体，被加热介质在所述外壳体和所述内壳体之间的环形空间连续流动，所述内壳体内填充含有纳米金属颗粒的热媒；
所述燃烧装置包括燃烧器和火筒，所述火筒位于所述内壳体的下部，一端横向延伸至位于所述壳体外部的所述燃烧器，并与所述燃烧器相连；
所述排烟装置包括烟囱和烟筒，所述烟筒位于所述内壳体的下部与所述火筒平行，一端横向延伸至位于所述壳体外部的所述烟囱，且所述烟筒另一端和所述火筒另一端相连，并与所述烟囱相连，所述烟囱和下方的所述燃烧器相连；
所述壳体的顶部和底部分别设置有所述被加热介质的出液口和进液口。
2. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述外壳体和所述内壳体均为压力容器。
3. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述壳体的外表面构成圆柱形，在垂直于所述壳体的外表面的两侧面设有挡板。
4. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述纳米金属颗粒的材料选自于金、铝、铜、铁、铂、钯、铱、铑、锇、钌、钛、钴、钒、镁、银、锌、锡等金属中的一种，或者是几种金属组成的合金、或混合物。
5. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述纳米金属颗粒的粒径为20-100nm，含量为2-5％。
6. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述热媒选自水或者导热油。
7. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉为间接式加热炉。
8. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉的外部安装有压力表、温度计或安全阀。
9. 根据权利要求1所述的火筒式加热炉，其特征在于，所述火筒式加热炉固定于支架上方。”
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，并于2018年5月15日发出复审请求受理通知书，同时将案卷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：复审请求人对权利要求的修改和意见陈述不具有说服力，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5月14日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-9相对于对比文件2、对比文件4、对比文件3以及本领域的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。合议组认为：本申请主要是通过设置内壳体和外壳体，从而形成供原油流动的环形空间，通过在内壳体内设置的火筒和烟筒，将燃料产生的高温火焰和烟气热量，通过火筒壁的传热来加热内壳体内的热媒进而加热环形空间内的原油。对比文件2公开了设置内外壳体形成环形空间供原油流动，通过内壳体内的加热烟管将燃烧的热量和烟气的热量传递给内壳体的热媒进而加热环形空间内的原油。可见，对比文件2的基本结构与本申请的基本结构相同，所解决的技术问题也相同，均是为了提高热效率，对比文件2是本申请最接近的现有技术。权利要求1与对比文件2的主要区别在于燃烧装置和排烟装置的设置方式不同，而对比文件4公开了与权利要求1相同的燃烧装置和排烟装置以提高热效率，本领域技术人员在对比文件2的基础上，出于提高热效率的目的，很容易想到采用对比文件4中的燃烧装置和排烟装置。此外，对于介质的进出口位置，由于火筒和烟筒设在内壳体下部，在外壳体底部设置进液口以便使得粘稠的原油尽快吸热降低粘度，增强流动性是本领域技术人员很容易想到的。退一步讲，对比文件2已经公开了在外壳体顶部设进口，底部设出口，将二者的位置互换也是本领域技术员对介质进出口位置的常规选择，无需付出创造性劳动。因此，权利要求1及其从属权利要求2-9不具备创造性。
复审请求人于2019年6月26日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请中进液口位置和出液口位置分别设置在外壳体底部和顶部这一特征与火筒、烟筒设置在内壳体底部是相配合的，具有相互作用关系的，构成一个整体的技术方案，不应该拆分开来单独评述，本申请中原油在进入所述环形空间后会较快地升高到一定的温度后再在所述环形空间上部进行一定时间的保温后从所述环形空间流出，原油进入所述环形空间的速率是可调的，在所需原油的温度改变时，可以通过改变原油进入所述环形空间的速率来调节排出原油的温度。（2）而根据对比文件2中附图1和附图2可毫无疑义地得知，其所公开的内容是“流入管8和流出管9设置的位置为外筒4的前后两侧，而非顶部与底部”，对比文件2并未公开本申请中的进液口位置和出液口位置分别设置在外壳体的底部和顶部这一特征，对比文件2中的流入管和流出管设置在壳体的前侧后侧起不到本申请中的效果；且本领域进液口的位置通常设置在顶部，解决不了本申请所要解决的技术问题。（3）本申请中火筒和烟筒设置在壳体下部，原油进入内壳体与外壳体之间的环形空间后会迅速受热从而降低原油粘性，增快原油的流动速度，加热效率高，而对比文件2中加热烟管设置于第一环形空间的中部，没有该作用；对比文件4中的火筒和烟管设置在壳体的下部，但是对比文件4中的被加热介质是在加热盘管中进行间接加热，因此对比文件4中的火筒和烟管设置在壳体底部并没有本申请中的作用。
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、关于审查文本
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书全文修改替换页，本复审请求审查决定所针对的文本是：复审请求人于申请日提交的说明书摘要、说明书第1-29段，2014年12月9日提交的摘要附图、说明书附图以及其于2018年4月26日提交的权利要求第1-9项。
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。
权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别特征，如果本领域技术人员能够在其他对比文件给出的技术启示下对最接近的现有技术进行改进，且其技术效果可以预期，则权利要求请求保护的技术方案不具备创造性。
权利要求1请求保护一种火筒式加热炉。对比文件2（CN203704350U）作为最接近的现有技术，其公开了一种高效节能油井原油外输加热装置，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第0007-0014段及附图1-2）：包括壳体、燃烧装置和排烟装置，壳体包括水平设置的导热管1（相当于内壳体）和外筒4（相当于外壳体），导热管1（相当于内壳体）内水平套设有加热烟管2，加热烟管2与导热管1之间形成第一环形空腔3，外筒4（相当于外壳体）与导热管1（相当于内壳体）之间形成第二环形空腔5，被加热介质在外筒4（相当于外壳体）和导热管1（相当于内壳体）之间的第二环形空腔5连续流动；导热管1（相当于内壳体）内设置有导热介质（相当于热媒）。加热烟管2的进气端连接燃烧装置6，其出气端设置有烟囱7；外筒4（相当于外壳体）上设置有加热介质的进出装置，加热介质通过流入管8（相当于进液口）进入第二环形空腔5内，加热介质在第二环形空腔5内加热后，由流出管9（相当于出液口）流出，结合图1可知流入管8（相当于进液口）和流出管9（相当于出液口）分别设置在外筒4（相当于外壳体）的顶部和底部。
可见，权利要求1请求保护的技术方案与对比文件2公开的内容相比，区别特征在于：（1）本申请为火筒式加热炉，所述燃烧装置包括燃烧器和火筒，所述火筒位于所述内壳体的下部，一端横向延伸至位于所述壳体外部的所述燃烧器，并与所述燃烧器相连；所述排烟装置包括烟囱和烟筒，所述烟筒位于所述内壳体的下部与所述火筒平行，一端横向延伸至位于所述壳体外部的所述烟囱，且所述烟筒另一端和所述火筒另一端相连，并与所述烟囱相连，所述烟囱和下方的所述燃烧器相连；所述壳体的顶部和底部分别设置有所述被加热介质的出液口和进液口；（2）热媒含有纳米金属颗粒。
基于区别特征（1），权利要求1实际解决的技术问题是：如何提高热效率。然而，对比文件4（CN2578733Y）公开了一种强化传热微正压燃烧火筒式间接加热炉（相当于火筒式加热炉），并具体公开了以下技术特征（参见说明书第3页第1-3段及附图1-3）：包括卧式圆筒形壳体1、壳体内下部装有U形火筒烟管2、火筒烟管首端的强制鼓风燃烧器3、末端的烟囱4、壳体内的传热介质；火筒烟管2包括火筒和烟筒两部分，其中强制鼓风燃烧器3与火筒组成燃烧装置，火筒位于壳体1的下部，横向延伸至位于壳体1外部的强制鼓风燃烧器3，并与强制鼓风燃烧器3相连；烟囱4与烟管（相当于烟筒）组成排烟装置，由图1和图2可知烟管位于壳体1的下部与火筒平行横向延伸至位于壳体1外部的烟囱4，并与烟囱4相连，烟囱4与下方的燃烧器通过U形火筒烟管2相连。可见，对比文件4公开了火筒式加热炉，并给出了采用上述燃烧装置和排烟装置以便提高热效率的技术启示。本领域技术人员在对比文件4给出的启示下，很容易想到将对比文件2中的燃烧装置和排烟装置替换为对比文件4中的燃烧装置和排烟装置以便提高热效率。同时，对比文件2已经公开了流入管8（相当于进液口）和流出管9（相当于出液口）分别设置在外筒4（相当于外壳体）的顶部和底部，将进出口的位置互换以便充分利用火筒和烟筒在壳体下部的高温热量，属于本领域技术人员根据需要对进出口位置作出的常规选择，无需付出创造性劳动。
基于区别特征（2），权利要求1实际解决的技术问题是：如何提高热媒导热系数和传热性能。然而，对比文件3（CN101423256A）公开了一种β-FeOOH纳米颗粒悬浮液的制备方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第1页第2段）：纳米颗粒悬浮液是指把金属或非金属纳米颗粒分散到水、醇、油等传统换热介质中，制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质，在流体中添加纳米颗粒，可以显著提高液体的导热系数和热交换系统的传热性能，可见，对比文件3给出了采用含有纳米金属颗粒的热媒来提高导热系数和传热性能的启示，本领域技术人员有动机在将内壳体中使用含有纳米金属颗粒的热媒来提高换热效率。
综上所述，在对比文件2的基础上结合对比文件4和对比文件3公开的内容得到权利要求1所请求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求1所请求保护的该技术方案不具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。
权利要求2引用了权利要求1，然而，由于内外壳体内的液体需要加热，会产生汽化，会产生一定的压力，为了安全起见，本领域技术人员能够想到将外壳体和内壳体均选择为压力容器。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求2也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求3引用了权利要求1，然而，对比文件2公开了（参见说明书第0012段及附图1-2）：导热管1（相当于内壳体）的外部套设有水平的外筒4（相当于外壳体），外筒4（相当于外壳体）与导热管1（相当于内壳体）之间形成第二环形空腔5，本领域技术人员可以毫无疑义的确定外筒4和导热管1的外表面构成圆柱形。在垂直于壳体的外表面的两侧面设有挡板以形成密闭空间也是本领域的常规手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求3也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4-5均引用了权利要求1，然而，对比文件3公开了（参见说明书第1页第2段）：纳米金属颗粒的材料选自于铁。同时，金、铝、铜、铂、钯、铱、铑、锇、钌、钛、钴、钒、镁、银、锌、锡等均是本领域热导性较好的金属，选择其中的一种或者几种金属组成的合金或混合物作为纳米金属颗粒是本领域的常规技术选择。此外，根据导热率的需求将纳米金属颗粒的粒径选为20-100nm，含量为2-5%，同样是本领域的常规技术选择。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求4-5也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求6引用了权利要求1，然而，对比文件2公开了（参见说明书第0007段）：热媒为水或超导液。同时，导热油也是本领域常用的热媒。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求6也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求7引用了权利要求1，然而，对比文件4公开了（参见说明书第3页第1-3段及附图1-3）：为了强化燃料燃烧，提高加热炉热效率以降低油气燃料消耗，减少设备金属用量，降低设备造价，发明一种强化传热微正压燃烧间接式加热炉，因此，对比文件4公开的火筒式加热炉也为间接式加热炉。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求7也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求8引用了权利要求1，然而，对比文件2公开了（参见说明书第0013段，附图1）：加热装置外部安装有压力表11、温度计16或安全阀20。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求8也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求9引用了权利要求1，然而，对比文件2公开了（参见说明书第0013段，附图1-2）：外筒4架设在位于其底端的底座18（相当于支架）上。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，权利要求9也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
三、关于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）首先，合议组在考虑权利要求创造性时，已充分考虑了进液口位置和出液口位置分别设置在外壳体底部和顶部这一特征与火筒、烟筒设置在内壳体底部这一特征所体现的部件的配合和相互作用。合议组认为： 由于对比文件4公开了火筒、烟管位于壳体的下部，本领域技术人员考虑到原油本身粘度大，而通过加热降低其粘度是本领域的常规手段，本领域技术人员很容易想到将被加热介质的进液口设置在距离火筒、烟管更近的壳体下部以便充分利用壳体下部的高温热量，同时将出液口设置在壳体顶部以保证足够的流程与热媒之间充分换热。退一步讲，对于进液口和出液口位置的设置属于本领域的常规设计，采用上进下出或者下进上出都是常规选择，本领域技术人员完全可以根据实际需要自由调整原油的进出方式，且其可通过改变原油进入环形空间速率来调节排出原油温度的效果也是本领域技术人员可以预期的。
（2）通过对比文件2的附图1和附图2，结合机械制图的原理，可以显然看出流入管8（相当于进液口）设置在外筒4（相当于外壳体）的顶部，流出管9（相当于出液口）设置在外筒4（相当于外壳体）的底部。复审请求人认为对比文件2未公开该特征是没有依据的。此外，对于进液口和出液口的位置设置，本领域技术人员可以根据需要灵活设计，设计为上进下出或者下进上出，均是本领域的常规设置方式。
（3）对比文件2作为最接近的现有技术，公开了设置内外壳体形成环形空间供原油流动，通过内壳体内的加热烟管将燃烧的热量和烟气的热量传递给内壳体的热媒进而加热环形空间内的原油，对比文件2的基本结构与本申请的基本结构相同，所解决的技术问题也相同，均是为了提高热效率。权利要求1与对比文件2的主要区别在于燃烧装置和排烟装置的设置方式不同，而对比文件4公开了与权利要求1相同的燃烧装置和排烟装置以提高热效率，本领域技术人员在对比文件2的基础上，出于提高热效率的目的，很容易想到采用对比文件4中的燃烧装置和排烟装置。而对比文件4中的烟筒和火筒设置在壳体底部，本领域技术人员在结合对比文件4的烟筒和火筒装置时，自然也会采用其位置关系，将烟筒和火筒设置在壳体底部。由于火筒和烟筒设在内壳体下部，在外壳体底部设置进液口以便使得粘稠的原油尽快吸热降低粘度，增强流动性是本领域技术人员很容易想到的，无需付出创造性劳动。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
基于以上事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年1月12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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