发明创造名称：利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统
外观设计名称：
决定号：186217
决定日：2019-08-09
委内编号：1F272018
优先权日：
申请（专利）号：201611174259.3
申请日：2016-12-19
复审请求人：中国矿业大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：陈刚
合议组组长：严律
参审员：程晓盛
国际分类号：E21F3/00（2006.01）
外观设计分类号：
法律依据：中国专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项发明是否具备创造性时，应当将权利要求请求保护的技术方案作为整体进行考虑，将权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术比较以确定区别技术特征和其实际解决的技术问题，并考察现有技术整体上是否给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术中以解决其存在的技术问题的启示，如果现有技术并未给出这种启示，并且发明具有有益的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611174259.3，名称为“利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为中国矿业大学，申请日为2016年12月19日，公开日为2017年03月22日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月25日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请的权利要求1-3不具备专利法第22条第3款有关创造性的规定。驳回决定所依据的文本为申请日即2016年12月19日提交的权利要求1-3项、说明书附图1（即第1页）、说明书摘要及摘要附图；2017年02月08日提交的说明书第1-18段（即第1-3页）。
驳回决定引用的对比文件如下：
对比文件1：CN202914123U，公告日为2013年05月01日；
对比文件2：“水喷射真空泵原理与用途”，https://wenku.baidu.com/view/523efc72a300a6c30c229fc0.html?from=search，第1-2页，百度文库，公开日为2014年12月24日；
对比文件3：“高温矿井低品位余热综合利用技术研究”，亓玉栋等，中国矿业，第24卷第2期，第60-66页，2015年2月，公开日为2015年2月28日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成；其特征是：
井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水，矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。
2. 根据权利要求1所述利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，其特征是：所述井下防尘水纯净软化处理系统，包括井下防尘水处理器、纯净软化水水箱，井下防尘水处理器的出水口通过供水泵接入纯净软化水水箱，纯净软化水水箱出水口经由浮球式纯净软化水减压阀接入制冷机组的蒸发式冷凝器。
3. 根据权利要求1所述利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，其特征是：所述矿井排水引射喷射系统，包括加压泵、过滤器、负压引射喷射器，加压泵吸水口接井下排水蓄水池，加压泵的出水口连接负压引射喷射器进口，负压引射喷射器引入口连接到蒸发式冷凝器的上部。”
驳回决定认为：权利要求1的技术方案与对比文件1相比，其区别在于：权利要求1保护的是一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，还包括井下防尘水纯净软化处理系统和矿井排水引射喷射系统，井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水，矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。但上述区别技术特征部分被对比文件2公开，部分被对比文件3公开，部分是常规技术手段，因此，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2和从属权利要求3的附加技术特征或被对比文件3公开，或被对比文件2公开，或是常规技术手段，因此，权利要求2-3的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，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2019年01月18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。具体修改为将说明书第12-16段的相关技术特征补入权利要求1形成新的权利要求1。复审请求人认为：对比文件1没有公开本申请的特征“所述井下防尘水纯净软化处理装置系统包括纯净软化水水箱，所述纯净软化水水箱出水口接入所述制冷机组的所述蒸发式冷凝器”和特征“所述矿井排水引射喷射系统包括负压引射喷射器，所述负压引射喷射器引入口连接到所述蒸发冷凝器的上部”，其在本申请中取得了能够充分利用矿井排水能量，提高了蒸发式冷凝器的换热效率，加速了蒸发式冷凝器中气流的流动，利用矿井排水对工作面进行降温制冷的技术效果；另外，对比文件1解决的技术问题是利用矿井高压空气或液压系统驱动压缩机作为空气调节机组的运行动力，从而避免使用电力带来的防爆管理和失爆风险，对比文件1中的压缩机必须是独立存在对空调机组提高动力的机构，对比文件1中不存在设置“负压蒸发式冷凝器”的动机，对比文件3中公开的矿井排水的作用是为冷凝器提供水源，即使矿井排水输入到冷凝器中作为冷凝器的热交换介质，其与本申请完全不同的，因此，权利要求1相对于对比文件1-3具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月02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1中相应地公开（参见说明书第22-33段、附图1、12）：该矿井局部降温系统包括制冷机组，制冷机组的冷凝器为蒸发式冷凝器，制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和冷凝器组成，即对比文件1已经公开了矿井局部降温系统的核心组成，这与制冷压缩机的类型并无直接关系，对比文件1公开的矿井降温系统与本申请的降温系统均是利用蒸发式冷凝器实现降温，对比文件1中同样存在制冷效率不高的技术问题；且由工程热力学公知可知：气压降低，则液体沸点也随之降低，进而能使蒸发器中的液体在低温下蒸发，提高制冷效率；再者，对比文件2公开了一种负压蒸发式冷凝器的原理及具体结构，为了进一步提高对比文件1公开的蒸发式冷凝器的制冷效率，本领域技术人员有动力根据需要运用该原理将对比文件1中公开的蒸发式冷凝器改进为负压蒸发式冷凝器，以提高制冷效率；同时，对比文件3公开了（参见第63页图3）将矿井排水经过滤沉池和深度净化之后用于给冷凝器提供水源，并最终将制冷冷凝热散放至矿井排水中，利用矿井排水系统将冷凝热散到地面，即对比文件3给出了将矿井排水经过滤沉池和深度净化处理之后作为蒸发式冷凝器水源进行矿井散热的技术启示，且井下防尘水是本领域常见的矿井排水之一，因而本领域技术人员不难想到设置井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水；类推的，在对比文件2已经公开了负压蒸发式冷凝的具体部件的基础上，为了合理利用矿井排水，本领域技术人员不难想到将矿井排水作为水力喷射形成负压的水源，并设置矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。进一步想到为了具体实现负压蒸发冷凝，采用井下防尘水纯净软化处理系统与蒸发式冷凝器相连，且蒸发式冷凝器的上部与负压引射喷射器引入口连接的方式，使得纯净软化水蒸发带走蒸发式冷凝器的热量，且引射喷射方式将蒸发式冷凝器内抽真空，使蒸发式冷凝器内压强降低的同时为蒸发式冷凝器中的流体提供动力，进而提高换热效率，利用矿井排水散放工作面降温制冷冷凝热的目的。另外，为了使水顺利进入负压引射喷射器并将多余的矿井排水排出，将负压引射喷射器的喷口接入负压引射喷射器蓄水箱，然后接入井下排水管，通过矿井排水泵排出地面为本领域接入水源和排出水源的常规操作。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。
2019年01月18日提交的权利要求书为：
“1. 一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成；其特征是：
所述井下防尘水纯净软化处理系统为所述制冷机组的所述蒸发式冷凝器提供冷凝水，所述井下防尘水纯净软化处理系统包括纯净软化水水箱，所述纯净软化水水箱出水口接入所述制冷机组的所述蒸发式冷凝器，纯净软化水作为所述蒸发式冷凝器的热交换介质，纯净软化水蒸发带走冷凝热量；
所述矿井排水引射喷射系统包括负压引射喷射器，所述负压引射喷射器引入口连接到所述蒸发式冷凝器的上部；所述矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将所述蒸发式冷凝器抽真空，所述蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝，所述蒸发式冷凝器在所述喷射负压引射器抽吸作用下纯净水蒸发带走制冷冷凝热；所述纯净软化水蒸发被所述矿井排水喷射引射混合进行散热，而后通过井下排水系统将制冷冷凝热排至地面，实现了利用矿井排水散放工作面降温制冷冷凝热的目的。
2. 根据权利要求1所述利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，其特征是：所述井下防尘水纯净软化处理系统，包括井下防尘水处理器、纯净软化水水箱，所述井下防尘水处理器的出水口通过供水泵接入所述纯净软化水水箱，所述纯净软化水水箱出水口经由浮球式纯净软化水减压阀接入所述制冷机组的所述蒸发式冷凝器。
3. 根据权利要求1所述利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，其特征是：所述矿井排水引射喷射系统，包括加压泵、过滤器、所述负压引射喷射器，所述加压泵吸水口接井下排水蓄水池，所述加压泵的出水口连接所述负压引射喷射器进口，所述负压引射喷射器的喷口接入负压引射喷射器蓄水箱，然后接入井下排水管，通过矿井排水泵排出地面。”
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2019年01月18日提交了修改的权利要求书，经审核，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。故本复审请求审查决定基于以下文本做出：申请日即2016年12月19日提交的说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图；2017年02月08日提交的说明书第1-3页；2019年01月18日提交的权利要求1-3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，该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1关于独立权利要求1
独立权利要求1要求保护一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统。
经查，对比文件1公开了一种矿用气/液动局部空气调节机组，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第22-33段、附图1、12）：其包括通过管路顺次循环连接成封闭的制冷系统的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述制冷系统内封闭有制冷剂，所述蒸发器配套有风机，所述冷凝器配套有水箱和水泵，所述压缩机和风机为由气压或液压驱动的气/液动压缩机和气/液动风机，所述冷却器通过设置有水泵的管路与水箱连接。其工作原理为：气/液动压缩机将吸收过热负荷的低压气态制冷剂吸入，并压缩为高压高温蒸汽送入冷凝器，通过冷凝器将热量传递给冷却水，同时制冷剂变为低温高压液体，而后低温高压状态下的制冷剂通过膨胀阀节流，变为低温低压气液两相混合物进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器铜管中蒸发制冷（吸热），而安装于风筒一端的气/液动风机则不断吸入周围环境中的热空气与蒸发器内通风盘管间进行冷热交换，从而达到降低温度的目的。吸收热负荷后的制冷剂以低压气态进入压缩机再次进行循环。 吸收过制冷剂热量的冷却水进入水箱，通过水泵进入冷却器内，而后再次进入主机中的冷凝器内吸收制冷剂所带来的热量，当冷却器的水温达到一定温度时，自动将高温水排出水箱。
可见，权利要求1的技术方案与对比文件1相比，其区别至少在于：蒸发式冷凝器和负压引射喷射器，所述负压引射喷射器引入口连接到所述蒸发冷凝器的上部，通过引射喷射方式将所述蒸发式冷凝器抽真空，所述蒸发式冷凝器在所述喷射负压引射器抽吸作用下纯净水蒸发带走制冷冷凝热；所述纯净软化水蒸发被所述矿井排水喷射引射混合进行散热，而后通过井下排水系统将制冷冷凝热排至地面。基于上述区别技术特征，其所要解决的技术问题是：如何解决井下冷凝降温的同时兼顾井下排涌水。
根据对比文件1记载的内容，对比文件1仅仅涉及到井下冷凝降温,并不涉及涌水排水的技术问题，因而对比文件1没有给出用水排水的启示，也没有给出冷凝降温兼顾排涌水的启示。
对比文件2公开了水喷射真空泵原理与用途，并公开了如下技术特征（参见第1-2页）：一种水喷射真空泵，其包括真空蒸1、水力喷射2和水泵3，其是一种具有抽真空、冷凝、排水等三种有效能的机械装置，它是利用一定压力的水流通过对称均布成一定侧斜度的喷出，聚合在一个焦点上，由于喷射水流速较高，于是周围形成负压使器内产生真空、另外由于二次蒸汽与喷射水流直接接触，进行热交换，绝大部分的蒸汽凝结成水，少量未被冷凝的蒸汽与不凝结的气体亦由于与高速喷射的水流相互摩擦、混合与挤压，通过括压管被排除，使器室内形成更高的真空。
对比文件3公开了一种高温矿井低品位余热综合利用技术研究，并公开了如下技术特征（参见第60-66页）：将矿井排水经过滤沉池和深度净化之后经过冷凝器散热提供给洗浴或供暖或经过换热器将热量传递给蒸发器，蒸发的蒸汽带动热泵机组从而带动冷凝器工作，冷凝器散热提供给洗浴或供暖。
由此可见，对比文件2-3均没有公开利用蒸发式冷凝器和负压引射喷射器等相关部件来实现一套系统实现井下冷凝降温兼顾井下排涌水的技术手段，同时也没有证据表明上述技术手段为公知常识，此外，由于上述技术手段的存在，本申请权利要求1的技术方案带来了如下的有益技术效果：其能够充分利用矿井排水能量，提高了蒸发式冷凝器的换热效率，加速了蒸发式冷凝器中气流的流动，在解决井下工作面充分冷凝降温的同时，也解决了矿井排涌水的技术问题。在对比文件1的基础上结合对比文件2-3及本领域的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非显而易见的。因此，权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2由于独立权利要求1具备创造性，故其从属权利要求2-3也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
综上所述，本案合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年10月25日对本申请作出的驳回决定，由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对文本的基础上对本申请继续进行审查。
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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