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怎样判断现有技术是否给出了技术启示？

-----以"牵引式蒸汽活塞平衡"驳回复审案为例

摘要：根据《专利审查指南》的规定，“三步法”判断一项技术方案是否具有创造性是大家普遍遵循的。但是，在判断一项技术方案相对于现有技术是否具有显而易见性的问题上，往往仁者见仁智者见智。通过本文分析的案例，我们可以在技术启示的判断问题上深入了解专利复审委员会的判断路径，提高我们的应用技能。

关键词：技术启示创造性驳回复审复审委员会显而易见现有技术

一、驳回复审决定的要点

在判断一项技术方案相对于现有技术是否具备创造性时,应当首先分析现有技术中给出了什么样的启示,由此作为客观的依据来判断在该启示下,本发明对于所属领域技术人员是否显而易见。

二、基本案情

1、涉案专利情况概述

本复审请求涉及的是名称为"牵引式蒸汽活塞平衡"的发明专利申请。

经实质审查,专利局驳回了本申请，驳回的理由是,本发明不符合专利法第22条中规定的有关创造性的要求。

实质审查中所引用的对比文件是:

① US- 4159888 （下称对比文件1 ）。

② US- 4268220 （下称对比文件2 ）。

③ US- 4306834 （下称对比文件3）。

驳回决定所针对的权利要求书为申请人提交的修改文本（下称文本1）,其独立权利要求的内容如下:

" 1.在涡轮发动机中有一包括多级的、具有一工作流程和一转子的涡轮机,转子在轴向至少由一个转子推力轴承所支撑,一个与此推力轴承相连接的牵引式蒸汽活塞平衡装置,可用它来从此推力轴承上至少释放一部分向后轴向力,包括:

一个压力室,具有: 为第一部件的至少一部分所界定的转动内表面,且此第一部件与上述转子相连并随其转动,以及在转动内表面与不转动之第二部件的密封装置;所述的转动内表面在轴向上大体位于不转动的第二部件的前面;

用来将压力蒸汽供给上述压力室并作用于上述内表面的装置,得以将压力施加于此内表面上,从而给推力轴承在轴向向前方向施加一牵引力;以及用来将蒸汽从压力室引入上述工作流程的装置。

…

6.如权利要求5所述的涡轮发动机,它包括有:

将加压空气供给上述压力室的装置;

用来控制上述加压空气进入上述压力室的空气流控制装置与上述空气流控制装置,把进入所述压力室的蒸汽流与空气流作为发动机工作状态的函数来进行调节。"

2、复审请求的理由

针对上述驳回决定,申请人(下称请求人)向专利复审委员会提出对本申请的复审请求。

申请人复审请求的理由主要包括如下几点:

1）本发明涉及的是一种特殊类型的燃气涡轮机、即蒸汽喷入式涡轮机。这种涡轮机是与所引用的对比文件中所公开的燃气轮机不同的。后者没有采用蒸汽喷射。

2）尽管对比文件中公开了用压力流体抵消涡轮机上未平衡过的轴向力的方案,但这仅仅是给出了原理性的启示,而在压力流体介质选择及施力方向确定方面则与本发明不同。

本发明的"平衡装置主要是为了抵消由于蒸汽的喷入而增加的荷载,因此应在由于蒸汽的喷入而增加的轴向推力方向上施加一反力,以求力平衡。"

3）压力蒸汽用于蒸汽喷入式涡轮机上具有很大的优越性,即方便地得到加压蒸汽无不利后果,且当回到发动机工作流程时将增加流体流量。而在现有技术中,空气必须从压气机中排去。

4）此外,请求人还强调了在从属权利要求中给出的若干特征与现有技术的不同之处,例如,可根据涡轮机处于"干式"或"湿式"(喷入蒸汽)运行状态来控制蒸汽或空气进入平衡活塞的装置是现有技术中不曾出现过的。另外,将流体从牵引式平衡活塞引入工作流程的方案也是现有技术中所没有的。

3、驳回复审情况

3-1 复审请求通知书的内容

在受理复审请求之后，专利复审委员会本案合议组向请求人发出了复审请求通知书。其中指出:

第一、引入压力室的工作介质无论是蒸汽还是空气,都是通过其气体压力对压力室内壁作用,从而达到平衡转子作用在轴承上的轴向力的目的,而二者对压力室的作用方式无本质差别。其次,由于压力空气与压力蒸汽对于燃气轮机都是具有作功能力的工作介质,因而将其引入压力室同样会损失一部分可作功的工作介质。即二者对燃气轮机的整个工作过程的影响也无实质性差别。特别是,考虑到对比文件3是在无喷入蒸汽燃气轮机的技术背景下产生的,而本发明则产生于现有技术中已出现了蒸汽喷入式燃气轮机的技术背景下。因此,合议组认为,本发明与对比文件3在采用压力介质上的差异,仅仅是在不同的技术背景下,基于相同的构思而利用了不同的已知技术的结果,就实现其发明目的而言,该差异并未使本发明产生预想不到的效果。

第二、由于引入压力介质乃是为平衡转子作用在轴承上的合力,而该合力的方向在不同类型的燃气机上是可以不同的,因此压力介质作用方向完全是根据具体的燃气机上的转子所受到的力的方向而确定的。由此而导致的压力介质作用方向的差异是非本质性差异。

第三、通知书中在对各从属权利要求评述中还指出了在对比文件3中已公开了压力室内的压力空气通过件56、58组成的密封结构进入工作流体流程的方案,由此说明将流体从平衡活塞引入工作流程的方案是现有技术中已知的特征。

3-2 请求人的意见陈述

请求人针对上述复审通知书陈述了意见,其中强调了两点：第一、本发明的发动机的工作流体与现有技术一样也是燃气,而引入到工作流体流程的加压蒸汽能大大提高整个发动机的效率。第二、在对比文件中,只是空气被加到燃烧器产生的气体中,这主要是因为无其他方法把空气排出,还因为空气在高压下能防止燃烧气体从工作流体流程泄漏走。本发明采用蒸汽而不用容易获得的加压空气加到物流中,这是因为前者可大大提高发动机的效率,这是现有技术所达不到的效果。

与此同时,请求人还提交了修改的权利要求书（下称文本2）。其中,独立权利要求如下:

"1.一种喷入蒸汽的燃气涡轮发动机,包括一个由至少一个转子推力轴承支撑的转子,其特征在于:一牵引式蒸汽平衡装置与所述的推力轴承相连接,当喷入蒸汽运行时用来从此推力轴承上至少释除一部分向后轴向力,该装置包括一个压力室,该室具有为第一部件的至少一部分所界定的转动内表面,且此第一部件与上述转子相连部随其转动,还包括与所述内表面隔开的不转动第二部件,以及在转动内表面与不转动之第二部件之间的密封装置,所述的转动内表面在轴向上大体位于不转动的第二部件的前面,用来将压力蒸汽供给上述压力室并作用于上述内表面的装置,得以将一轴向向前的压力施加于此内表面及所属的推力轴承,该装置包括有蒸汽控制装置,后者至少是把进入此压力室蒸汽流作为发动机运动状态的函数加以控制;以及用来将蒸汽从压力室引入工作流体流程的装置。

…

5.一种操作轴向流动的、喷入蒸汽的燃气涡轮发动机的方法,该发动机在操作期间由于在其工作流体中喷入蒸汽而受到一个附加的轴向推力,其特征在于:提供加压蒸汽以用来至少消除由于蒸汽喷入而造成的附加推力,即给牵引式蒸汽活塞平衡装置供入加压蒸汽,在由于蒸汽喷入而产生的附加推力的相反方向施力;以及从上述的牵引式蒸汽活塞平衡装置泄漏上述加压蒸汽给燃气涡轮机工作以补充所述流体的蒸汽喷入的步骤。"

之后,合议组认为,事实已经清楚,可作出驳回复审的决定。

三、驳回复审的审理结果

专利复审委员会经驳回复审之后，认为涉案专利的技术方案具有创造性，符合《专利法》有关创造性之规定，于是做出了如下决定：

1、撤销原审查部门作出的驳回发明专利申请的决定。

2、在请求人最后提交的修改的权利要求的基础上,由审查部门继续进行审查。

四、驳回复审决定的理由

4-1 本发明的背景技术

本发明是在现有技术中已出现蒸汽喷入式燃气轮机的背景下产生的。喷入式燃气轮机、如本发明专利申请中所引用的US4569195中公开的燃气轮机中,将供水系统中的水用发动机废热加热成水蒸汽并将该蒸汽引入发动机的工作流程中,以便与从燃烧室出来的燃气混合。其目的在于,在压气机与涡轮机压力比不依赖发动机动力而维持在一预定范围的条件下,可根据发动机的工作条件、如压气机与涡轮机的气体压力比来调整蒸汽的输入量,使发动机在最佳的热效率下工作,以取代诸如通过改变导流叶片的几何参数来调整发动机功率的方法。后者不适于高温工作条件。

4-2 本发明要解决的技术问题

由于这种燃气轮机改善了发动机的热效率及提高了其输出载荷,由此也提高了作用在推力轴承上的推力载荷。

4-3本发明的发明内容

本发明就是针对这一新的问题而提出在这种蒸汽喷入式燃气轮机上设置平衡活塞,用以平衡转子施加在轴承上的推力。该平衡活塞包括一个压力室,该压力室由一个随燃气机转子转动的转动内表面及一个不转动部件构成,将压力蒸汽引入该压力室并作用在压力室内表面上,从而产生一个施加在推力轴承上的轴向向前的牵引力,以平衡由转子施加给轴承的向后的推力。由压力室泄漏出去的蒸汽又被引入到燃气机的工作流程中。

在现有技术中,如在对比文件3所公开的技术方案中,已经出现了用平衡活塞来平衡转子作用在轴承上的推力的技术方案。

与本发明不同的是：
第一、该对比文件（以及对比文件1、2）涉及的都是不带有蒸汽喷射装置的燃气轮机。自然,引入到压力室中的流体也不可能是蒸汽而是从压气机中引出的压力空气。
第二、由于无蒸汽喷入的条件下的燃气机中转子施加给轴承的推力的合力方向与喷入蒸汽时不同,因而压力流体在压力室中的作用力方向也不同。
第三、,在对比文件3的附图中可以看出,从平衡活塞中的压力空气可经由56、58构成的密封结构逸出并流到燃气机的工作流程中。

4-4 本案的争议焦点

在本案的驳回复审决定中，合议组认为本案需要判断的是：在上述现有技术的启示下,普通技术人员能否容易地想到在蒸汽喷入式燃气机上采用蒸汽来取代平衡活塞中的压力空气? 在进行如下判断时,应当首先分析现有技术中给出了什么样的启示,由此作为客观的依据来判断在该启示下,本发明对于所属领域技术人员是否显而易见。

4-4-1 关于现有技术的启示

经过对现有技术的仔细研究,合议组认为,从现有技术中可得到的有关启示可概括如下：

1）在蒸汽喷入式燃气机中,蒸汽的作用是用来调节发动机的热效率。而之所以采用蒸汽来调节,利用的是蒸汽在常压下的比热大于燃气在常压下的比热的特性。因而,在混入蒸汽后,单位流量的传递能量的势能是燃气与蒸汽在常压下的比热之和的函数,而未混入蒸汽时,单位流量的传递能量的势能是单位燃气在常压下的比热的函数。前者的热能大于后者。

2）可通过引入到平衡活塞的压力室中的压力流体来平衡转子施加给轴承的推力。

3）相应于提高平衡活塞中的压力的需要,可采用诸如减小密封间隙、在密封件附近设置冷却装置以提高密封效果的措施,或采用增加压力流体作用面的面积或个数（见对比文件3的技术背景描述中所列举的各种已知方案）,其基本构思都是尽量减少活塞中的压力气体的流失,因为该气体即使重新引入到燃气机的工作流程中,也已经失去的其可在燃烧室中燃烧的特性,充其量只是起到诸如防止燃气泄漏的作用。

4-4-2 关于显而易见性

因此,当一个普通技术人员面对着一个在同一燃气机上有两种可资利用的压力流体（压力空气及压力蒸汽）的情况下,既没有选择现有技术中已经采用的压力空气作为平衡活塞中的工作介质,也没有沿着现有技术中所指出的各种可提高活塞上的平衡力的改进方向对活塞进行改进。相反,本发明采用了与对比文件3中尽量冷却压力室的空气的构思相反,本发明在平衡活塞中引入了具有相当温度的压力蒸汽。由于压力蒸汽在由平衡活塞中逸出后,其蒸汽的物理特性并未改变,因而将其重新引人到燃气机工作流体中后仍然可以起到增大燃气-蒸汽混合气的比热的效果,因而,与采用压力空气的方案相比,活塞中的流体的利用率大为提高。然而,由于引入到工作流程中的蒸汽的作用在于调整燃气机的热效率。因此,相应于可保证该部分蒸汽在受控状态下从平衡活塞重新进入工作流程中的特征也是本发明的必要特征之一,即把进入压力室的蒸汽流量作为发动机运动状态的函数加以控制。因而,在文本2中的独立权利要求（1、6）中已补入了上述特征的前提下,其整体技术方案与现有技术相比具备突出的实质性特点及显著的技术进步。

因而符合专利法第22条规定的创造性。

五、简评

现有技术能否给出技术启示是创造性判断时绕不开的一个话题。简言之，如何判断现有技术是否给出技术启示，就成为判断一项技术方案是否具有创造性的关键和难点。在本案中，复审委员会在驳回复审中仅仅围绕所要解决的技术问题这一关键，发掘本发明专利为解决该技术问题所采用的技术手段，即本发明的创新点所在。

在确定本发明采用的技术手段和现有技术能够给出何种启示之后，进而判断将现有技术的技术手段应用于本发明中得到本发明的技术方案是否对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。如果答案是肯定的，则显然具有技术启示；反之，则不具有技术启示。

在本案中，涉案专利为解决技术问题所采用的技术手段既没有将已知的技术手段进行转用，也没有沿着现有技术中的改进方向去设置近似或实质性相同的技术手段，相反，却另辟蹊径，沿着与现有技术中的技术路径完全相反的途径找寻解决技术问题的方式，在这种情况下现有技术是否给出技术启示，相信是一个不难判断的问题。而且，事实上，专利复审委员会的决定也认可了此种观点。本案中判断技术启示的方式值得我们在实践中借鉴。

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怎样判断现有技术是否给出了技术启示？