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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない(前置又は当審拒絶理由) H02P
管理番号 1302334
審判番号 不服2012-10110  
総通号数 188 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2015-08-28 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2012-05-31 
確定日 2015-07-13 
事件の表示 特願2006-198344「風力装置の操作方法及び風力装置」拒絶査定不服審判事件〔平成18年10月26日出願公開,特開2006-296200〕について,次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は,成り立たない。 
理由 1.手続の経緯
本願は,平成13年3月31日(パリ条約による優先権主張外国庁受理2000年5月11日,ドイツ国)を国際出願日とする特願2001-582716号の一部を平成18年7月20日に新たな特許出願としたものであって,平成24年1月23日付けで拒絶査定がなされ,平成24年5月31日に拒絶査定不服審判の請求がなされるとともに同日付けで手続補正書が提出され,平成25年4月12日付けで当審の拒絶理由が通知され,同年8月8日付けで意見書が提出されたものである。

2.本願発明
本願の請求項1に係る発明(以下,「本願発明」という。)は,平成24年5月31日付けの手続補正書によって補正された明細書及び図面の記載からみて,特許請求の範囲の請求項1に記載された次の事項により特定されるとおりのものと認められる。
「ロータと,該ロータによって駆動される発電機を有する風力装置を操作する方法であって,
上記発電機で電力を生成し,
上記電力を電気ネットワークに供給し,
電気ネットワークにおける電力の周波数を測定し,
測定した周波数を基準値と比較し,
電気ネットワークにおける電力の周波数が基準値をしきい値だけ上回れば,上記発電機によって生成される電力の量を低減することによって電気ネットワークに供給される電力の量を低減すること,
上記発電機によって生成される電力の量の低減は,上記ロータに連結されかつ当該ロータブレードのピッチの調整により風力装置の機械的出力を下降方向に調整することが可能なロータブレードを風に対してピッチを調整することによって行われること
を特徴とする方法。」

3.引用例
本願の原出願の優先日である平成12年5月11日前に頒布され,当審の拒絶理由に引用した,国際公開第99/33165号(以下,「引用例」という。なお「#」を付してドイツ語の「ウムラウト」があること(例えば「a#」は「aウムラウト」。)を示した。ただし,「s」に付す場合は「エスツェット」である。また,｛｝内に和訳として,引用例の日本語翻訳文として公開された,特表2001-527378号の記載を引用する。)には,図面と共に次の事項が記載されている。

・「A n s p r ｕ# c h e
1 . Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage mit einem von einem Rotor antreibbaren elektrischen Generator zum Abgeben elektrischer Leistung an ein elektrisches Netz (6), insbesondere dessen angeschlossene Verbraucher (8), dadurch gekennzeichnet, das# die von dem Generator an das Netz (6) abgegebene Leistung in Abha#ngigkeit von einer dem Netz (6) anliegenden elektrischen Spannung geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, das# die von dem Generator abgegebene, in das Netz (6) eingespeiste Leistung in Abha#ngigkeit von einer am Netzeinspeisungspunkt (21 ) anliegenden elektrischen Spannung geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, das# die abgegebene Leistung geregelt wird, indem die bereitgestellte elektrische Spannung auf einen gewu#nschten Soliwert (U_(soll)) eingeregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das# die elektrische Spannung als Wechselspannung mit einer vorgebbaren Frequenz bereitgestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das# die vorgebbare Frequenz im wesentlichen der Netzfrequenz entspricht.」(9頁1行?21行)
｛【特許請求の範囲】
【請求項1】 電力を配電網(6),特に配電網(6)に接続された使用者(8)に出力するようにロータによって駆動される発電機を備える風力装置を運転する方法において,
発電機によって配電網(6)に出力される電力が,配電網(6)に印加される電圧に応じて調整されることを特徴とする方法。
【請求項2】 発電機から出力されて配電網(6)に供給される電圧が,配電網供給点(21)に印加される電圧に応じて調整される請求項1に記載の方法。
【請求項3】 供給電圧を所望基準値(U基準)に調整することによって,出力電力が調整される請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】 電圧が,設定自在の周波数を有する交流電圧として供給される請求項3に記載の方法。
【請求項5】 設定自在の周波数が,配電網周波数に大略対応する請求項4に記載の方法。｝

・「Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage mit einem von einem Rotor antreibbaren elektrischen Generator zum Abgeben elektrischer Leistung an einen elektrischen Verbraucher, insbesondere ein elektrisches Netz.」(3頁2行?5行)
｛【0001】
本発明は,電力を電気使用者,特に配電網に出力するようにロータによって駆動される発電機を備える風力装置を運転する方法に関する。｝

・「Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Windenergieanlage 2 mit einem Rotor 4 ist mit einem elektrischen Netz 6, das beispielsweise ein o#ffentliches Netz sein kann, verbunden. An das Netz sind mehrere elektrische Verbraucher 8 angeschlossen. Der in Fig. 1 nicht dargestellte elektrische Generator der Windenergieanlage 2 ist mit einer elektrischen Steuerungs- und Regelungsanordnung 10 gekoppelt, die den in dem Generator erzeugten Wechselstrom zuna#chst gleichrichtet und anschlies#end in eine Wechselspannung umwandelt, die der Netzfrequenz entspricht. Anstelle eines Netzes 6 ko#nnte auch ein einzelner Verbraucher von der Windenergieanlage 2 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Steuerungs- und Regelungsanordnung 1 0 weist eine erfindungsgema#s#e Regelungseinrichtung auf.
Fig. 2 veranschaulicht die erfindungsgema#s#e Regelungseinrichtung. Der schematisch dargestellte Rotor 4 ist mit einem Generator 1 2 gekoppelt, der eine elektrische Leistung bereitstellt, die von der Windgeschwindigkeit und somit der Windleistung abha#ngt. Die in dem Generator 1 2 erzeugte Wechselspannung kann zuna#chst gleichgerichtet und anschlies#end in eine Wechselspannung umgewandelt werden, die eine der Netzfrequenz entsprechende Frequenz aufweist.
Mit Hilfe eines Spannungsaufnehmers (nicht dargestellt) wird die Netzspannung an einem Ort in dem Netz 6 (Fig. 1 ) ermittelt. In Abha#ngigkeit von der ermittelten Netzspannung wird - ggf. mit Hilfe eines in Fig. 4 dargestellten Microprozessors - eine optimale Generator-Spannung U_(soll)(vgl. Fig. 2) berechnet. Mit Hilfe der Regelungseinrichtung wird dann die Generator-Spannung U_(ist) auf den gewu#nschten Spannungswert U_(soll) eingeregelt. Durch diese Regelung der Generator-Spannung wird die von dem Generator 1 2 an einen Verbraucher, im Ausfu#hrungsbeispiel das Netz 6, abgegebene elektrische Leistung geregelt, die in das Netz 6 eingespeist wird. Durch eine derartig geregelte Einspeisung der von der Windenergieanlage abgegebenen Leistung ko#nnen Schwankungen der Netzspannung im Netz 6 vermieden oder erheblich reduziert werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Diagramm veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der auf der Ordinate aufgetragenen von der Windenergieanlage abgegebenen Leistung und der auf der Abszisse aufgetragenen Netzspannung. Weicht die Netzspannung nur wenig von ihrem Sollwert ab, der zwischen den Spannungswerten U_(min) und U_(max) liegt, so wird entsprechend dem geraden oberen Abschnitt der Kurve (gerade Linie parallel zur Abszisse) eine gleichbleibende Leistung von dem Generator an das Netz abgegeben. Steigt die Netzspannung weiter an und u#bersteigt einen Wert, der durch den Punkt P1 definiert ist, so wird die eingespeiste Leistung reduziert. Ist der Wert U_(max) erreicht, so ist die eingespeiste Leistung gleich Null (Punkt P2). Selbst in dem Fall, das# eine hohe Windleistung vorhanden ist, wird in Punkt P2 keine Leistung in das Netz eingespeist. Sinkt die Windleistung stark ab, so kann nur noch eine reduzierte Leistung in das Netz eingespeist werden. Selbst wenn keine Leistung seitens des Windenergiekonverters mehr abgegeben wird, wird dieser - allerdings ohne Leistungsabgabe - weiterbetrieben, so das# stets eine Leistungsabgabe erfolgen kann, sobald die Netzspannung wieder einen Wert zwischen U_(min) und U_(max) angenommen hat.
Fig. 4 zeigt wesentliche Bestandteile der Steuerungs- und Regelungsanordnung 10 aus Fig. 1 . Die Steuerungs- und Regelungsanordnung 1 0 weist einen Gleichrichter 1 6 auf, in dem die in dem Generator erzeugte Wechselspannung gleichgerichtet wird. Ein mit dem Gleichrichter 1 6 verbundener Frequenzumrichter 1 8 wandelt die zuna#chst gleichgerichtete Gleichspannung in eine Wechselspannung um, die als dreiphasige Wechselspannung u#ber die Leitungen L1 , L2 und L3 in das Netz 6 eingespeist wird. Der Frequenzumrichter 1 8 wird mit Hilfe eines Mikrocomputers 20, der Teil der gesamten Regelungseinrichtung ist, gesteuert. Hierzu ist der Mikroprozessor 20 mit dem Frequenzumrichter 1 8 gekoppelt. Als Eingangsgro#s#en f#r die Regelung der Spannung, mit der die von der Windenergieanlage 2 zur Verfu#gung gestellte elektrische Leistung in das Netz 6 eingespeist wird, sind die aktuelle Netzspannung U, die Netzfrequenz f, die elektrische Leistung P des Generators, der Blindleistungsfaktor cosφ sowie der Leistungsgradient dP/dt. In dem Mikroprozessor 20 wird die erfindungsgema#s#e Regelung der einzuspeisenden Spannung verwirklicht.
Fig. 5 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Spannungen und Stro#me der drei Phasen des Netzes 6. 」(6頁下から3行?8頁末行)
｛【0018】
図1に概略的に示すように,ロータ4を備える風力装置2は,例えば,公共配電網であり得る配電網6に接続されている。複数の電気使用者8が配電網に接続されている。
【0019】
風力装置2の図1に不図示の発電機が電気制御調整装置10に接続されている。電気制御調整装置10は,最初に,発電機に発生された交流を整流し,次に,それを配電網周波数に対応する交流電圧に変換する。配電網6の代りに,風力装置2から個々の使用者に電力を供給することもできる。制御調整装置10は,本発明にかかる調整装置を有する。
【0020】
図2は,本発明にかかる調整装置を示す。概略的に図示されたロータ4は発電機12に連結され,発電機12は,風速,従って,風力に依存する電力を生産する。発電機12で発生された交流電圧を,最初に,整流し,次に,配電網周波数に対応する周波数を有する交流電圧に変換することもできる。
【0021】
配電網電圧が,配電網6(図1)内のある個所において検電器(不図示)により検出される。最適発電機電圧U_(基準)(図2参照)が,検出された配電網電圧に基づいて,場合によっては図4に示すマイクロプロセッサにより算出される。次に,発電機電圧U_(実際)が,調整装置によって所望電圧値U_(基準)に調整される。発電機電圧のこの調整により,発電機12から使用者,図示の実施形態では配電網6に出力される電力が調整される。風力装置から出力される電力のこの調整された供給により,配電網6の配電網電圧の変動が防止又は著しく低減される。
【0022】
図3の線図は,縦座標にプロットされて,風力装置によって出力される電力と,横座標にプロットされた配電網電圧の間の関係を示す。もし配電網電圧が,電圧値U_(min)とU_(max)の間に位置するその基準値からほんの僅かしか偏倚していなければ,曲線の上方直線部(横座標に平行な直線)に対応する一定電力が発電機によって配電網に出力される。もし配電網電圧が,更に上昇して,点P1によって定義される値を超えるならば,供給電力は低減される。値U_(max)に到達すると,供給電力はゼロに等しい(点P2)。高い風力が存在する場合でも,点P2では電力は配電網に全く供給されない。もし風力が急激に低下すると,減少した量の電力を配電網に供給することができる。風力変換器の側で全く電力を出力できない時でも,風力変換器の運転は電力出力無しに続けられるので,配電網電圧が再びU_(min)とU_(max)の間の値を取るや否や電力出力は常に行われ得る。
【0023】
図4は,図1の制御調整装置10の主要部品を示す。制御調整装置10は,発電機で発生した交流電圧が整流される整流器16を有する。整流器16に接続された周波数変換器18は,最初に整流された直流電圧を交流電圧に変換し,この交流電圧は,3相交流電圧として電線L1,L2とL3を介して配電網6に供給される。周波数変換器18は,調整装置全体の一部であるマイクロコンピュータ20によって制御される。この目的のために,マイクロコンピュータ20は周波数変換器18に連結されている。風力装置2によって任意に設定された電力を配電網6に供給するための電圧調整用の入力パラメータは,現在の配電網電圧U,配電網周波数f,発電機の電力P,力率cｏｓφと電力勾配dP/dｔである。供給電圧の本発明にかかる調整はマイクロコンピュータ20によって実行される。
【0024】
図5は,配電網6の3相の電圧と電流の時間変化を示す。｝

・また,図5には,配電網の3相の電圧と電流の時間変化を示す図が図示されており,配電網6に印加される電力は交流電力であることが理解できる。

これらの記載事項及び図示内容を総合すると,引用例には,次の発明(以下,「引用発明」という。)が記載されているものと認められる。

「ロータ4と,該ロータ4によって駆動される発電機12を備える風力装置2を運転する方法であって,
上記発電機12で電力を発生し,
上記電力を配電網6に供給し,
配電網6に印加される電力の電圧を検出し,
検出した電圧を基準値U_(基準)と比較し,
配電網6の配電網供給点21に印加される電力の電圧が基準値U_(基準)から上昇して点P1によって定義される値を超えるならば,
発電機電圧U_(実際)の調整装置による調整により配電網6に供給される電力を低減する,
方法。」

3.対比
本願発明と引用発明とを対比する。

機能・構成からして,引用発明の「ロータ4」は本願発明の「ロータ」に相当し,後者の「発電機12」は前者の「発電機」に相当し,後者の「備える」態様は前者の「有する」態様に相当し,後者の「風力装置2」は前者の「風力装置」に相当し,後者の「運転する方法」は前者の「操作する方法」に相当している。
同様に,後者の「発生し」た態様は前者の「生成し」た態様に相当し,後者の「配電網6」は前者の「電気ネットワーク」に相当し,後者の「検出し」た態様は前者の「測定し」た態様に相当し,後者の「配電網6に印加される電力」及び「配電網6の配電網供給点21に印加される電力」は配電網6における電力といえるから前者の「電気ネットワークにおける電力」に相当し,後者の「配電網6に供給される電力」は配電網6に供給される電力の量といえるから前者の「電気ネットワークに供給される電力の量」に相当している。
また,後者の電力は交流電力であり,前者の電力も周波数を測定することからすると交流電力であるから,後者の「配電網6に印加される電力の電圧」及び「配電網6の配電網供給点21に印加される電力の電圧」と,前者の「電気ネットワークにおける電力の周波数」とは,「電気ネットワークにおける交流電力の要素」の概念で共通し,後者の「基準値U_(基準)から上昇して点P1によって定義される値を超えるならば」という態様は,前者の「基準値をしきい値だけ上回れば」という態様に相当し,後者の「発電機電圧U_(実際)の調整装置による調整により」と,前者の「上記発電機によって生成される電力の量を低減することによって」とは,「所定の調整によって」の概念で共通するから,結局,後者の「配電網6に印加される電力の電圧を検出し,検出した電圧を基準値U_(基準)と比較し,配電網6の配電網供給点21に印加される電力の電圧が基準値U_(基準)から上昇して点P1によって定義される値を超えるならば,発電機電圧U_(実際)の調整装置による調整により配電網6に供給される電力を低減する」という態様と,前者の「電気ネットワークにおける電力の周波数を測定し,測定した周波数を基準値と比較し,電気ネットワークにおける電力の周波数が基準値をしきい値だけ上回れば,上記発電機によって生成される電力の量を低減することによって電気ネットワークに供給される電力の量を低減する」という態様は,「電気ネットワークにおける交流電力の要素を測定し,測定した要素を基準値と比較し,電気ネットワークにおける交流電力の要素が基準値をしきい値だけ上回れば,所定の調整によって電気ネットワークに供給される電力の量を低減する」という概念で共通している。

したがって,両者は,
「ロータと,該ロータによって駆動される発電機を有する風力装置を操作する方法であって,
上記発電機で電力を生成し,
上記電力を電気ネットワークに供給し,
電気ネットワークにおける交流電力の要素を測定し,
測定した要素を基準値と比較し,
電気ネットワークにおける交流電力の要素が基準値をしきい値だけ上回れば,
所定の調整によって電気ネットワークに供給される電力の量を低減する,
方法。」
である点で一致し,次の点で相違する。

[相違点1]
電気ネットワークにおける交流電力の要素とその基準値に関し,本願発明は,周波数とその基準値であるのに対し,引用発明では,電圧とその基準値である点。

[相違点2]
所定の調整に関し,本願発明は,発電機によって生成される電力の量を低減することであって,さらに,上記発電機によって生成される電力の量の低減は,上記ロータに連結されかつ当該ロータブレードのピッチの調整により風力装置の機械的出力を下降方向に調整することが可能なロータブレードを風に対してピッチを調整することによって行われるのに対し,引用発明では,発電機電圧U_(実際)の調整装置による調整である点。

4.判断
上記相違点について以下検討する。

・相違点1について

電力系統の需給のバランス状態を系統の周波数によって検知し,周波数の増加を検知したら発電電力を低減制御してバランスすることは,本願の原出願の優先日である平成12年5月11日前の,電力系統の技術分野における周知の技術である。このことは,例えば,当審の拒絶理由に提示した,「新版 電気工学ハンドブック」(4刷,社団法人 電気学会,平成10年11月10日,882頁?886頁)の883頁には「2章 電力系統の運用」の「2.1需給運用」の「2.1.2 周波数制御」の項として,「時々刻々変動する需要と供給力との差を周波数変化としてとらえ,発電機の出力増減を・・・実施し,これを許容範囲内に収めるための制御のことを周波数制御・・・という。・・・コンピュータ,・・・などを使用する需要家においては,特に周波数の一定値保持が要求される。・・・定常時における周波数を一定に保持することが望ましい。・・・平常時には標準値からの偏差(周波数偏差)がある範囲内に収まり,・・・標準周波数に対し±0.1?0.2Hｚ以内に収めることを目標にしている。・・・」と記載されていること,また,同じく当審の拒絶理由に提示した,特開平11-69893号公報(【0002】段落の「需要と供給のバランスが崩れ,電力系統の安定性が損なわれる恐れがある。」,【0009】段落の「電力系統において負荷2が必要とする需要電力と各発電装置が発電する合計の発電電力がバランスしていれば,系統周波数は一定となり,系統は安定状態にある。・・・系統の需給のバランスが崩れ,需要電力が発電電力を上回るため,系統の周波数が低下し,周波数検出器11がそれを検知し,・・・」や【0011】段落の「・・・発電電力が需要電力を上回った場合には系統1の周波数の増加を検出して・・・」等参照。)の記載事項等からも明らかである。そして,電力系統において周波数・電圧一定が望ましい技術常識からすると,電圧の他,周波数も監視することは当然といえ,引用発明における基準値から上昇して点P1によって定義される値を超えるならば,配電網6に供給される電力を低減することは,本願発明における基準値をしきい値だけ上回れば,電気ネットワークに供給される電力の量を低減することと同様な制御方法であるから,引用発明に電力系統の技術分野における上記周知の技術を付加することに,当業者にとって格別な困難性があるものとは認められない。
そうすると,引用発明に上記周知の技術を付加することで,上記相違点1に係る本願発明の構成とすることは当業者にとって容易である。

・相違点2について

例えば,当審の拒絶理由に提示した,特開平11-50945号公報(【0009】段落の「・・・電力の需給バランスが供給過多に陥った場合でも,ピッチ角P1 を効率良く制御することにより,・・・需給バランスを行なうことが出来,・・・」や【0010】段落の「・・・風力発電機側のブレード17のピッチ角P_(1)を調節することにより余分な電力を発生させない方法を提案するものである。・・・風力発電機側のブレード17のピッチ角P_(1)を調節することにより発電量を減少させ発電機の出力を自動調整する・・・」等参照。)にも記載されているように,電力の需給バランスが供給過多に陥った場合,風力発電機側のブレードのピッチ角を調節することにより余分な電力を発生させないように発電量を減少させ発電機の出力を自動調整し,需給バランスを行なうことは,本願の原出願の優先日である平成12年5月11日前の,風力発電機の技術分野における慣用手段である。また,引用例の図2に係り記載されているように,引用発明は発電機12で発生された交流電圧を,整流器16,周波数変換器18を介して,配電網周波数に対応する周波数を有する交流電圧に変換して配電網に供給できるから,風速に関わらずピッチ角を調整して発電機の発電電力量を低減するものとすることを阻害する特段の事情はない。そして,例えば余分な電力を消費すべくヒータ等の電力を放出する回路を用いることをしないように,余分な電力を発電機で発電させないようにすることは,当然要求される技術的事項といえるから(例えば,特開平11-50945号公報の【0008】?【0010】段落等参照。),引用発明に風力発電機の技術分野における上記慣用手段を付加することに,当業者にとって格別な困難性があるものとは認められない。
そうすると,引用発明に上記慣用手段を付加することで,上記相違点2に係る本願発明の構成とすることは当業者にとって容易である。

そして,本願発明の全体構成により奏される効果は,引用発明,上記周知の技術及び上記慣用手段から当業者が予測し得る範囲内のものである。

したがって,本願発明は引用発明,上記周知の技術及び上記慣用手段に基いて当業者が容易になし得たものである。

5.むすび
以上のとおり,本願発明は,引用発明,上記周知の技術及び上記慣用手段に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるので,特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。したがって,その余の請求項に係る発明について検討するまでもなく,本願は,同法第49条第2号の規定に該当し,拒絶をされるべきものである。
よって,結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2013-10-08 
結審通知日 2013-10-15 
審決日 2013-10-28 
出願番号 特願2006-198344(P2006-198344)
審決分類 P 1 8・ 121- WZ (H02P)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 服部 俊樹  
特許庁審判長 田村 嘉章
特許庁審判官 堀川 一郎
槙原 進
発明の名称 風力装置の操作方法及び風力装置  
代理人 加藤 朝道  

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