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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) F23C
管理番号 1356416
審判番号 不服2018-13441  
総通号数 240 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2019-12-27 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2018-10-09 
確定日 2019-10-24 
事件の表示 特願2014-210885号「ケミカルループ燃焼装置」拒絶査定不服審判事件〔平成28年5月16日出願公開、特開2016-80240号〕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 第1 手続の経緯
本願は、平成26年10月15日の出願であって、その手続の経緯は次のとおりである。
平成30年 5月 9日付け:拒絶理由通知書
同年 7月 9日 :意見書、手続補正書の提出
同年 7月18日付け:拒絶査定
同年10月 9日 :審判請求書、手続補正書の提出
同年11月20日付け:拒絶理由通知書
なお、平成30年11月20日付けの拒絶理由通知書に対し、請求人からは何らの応答もなかった。

第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30年10月9日提出の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項1に記載された事項により特定される発明であり、次のとおりである。
「鉛直方向に並んで互いに連通する反応室及び管状のライザーを含み、前記反応室及び前記ライザーにおいて酸素キャリア粒子を空気中の酸素によって酸化する空気反応器と、
酸化された前記酸素キャリア粒子が前記空気反応器から供給され、前記酸素キャリア粒子及び燃料を含む気泡流動層を形成し、前記気泡流動層において前記酸素キャリア粒子を燃料によって還元し、還元された前記酸素キャリア粒子を前記空気反応器へ供給する燃料反応器と、
を備え、
前記反応室の容積が、前記ライザーの容積よりも大きく、
前記反応室の水平方向における断面積が、前記ライザーの水平方向における断面積よりも大きく、
前記反応室が、前記ライザーの下に位置する、
ケミカルループ燃焼装置。」

第3 拒絶の理由
平成30年11月20日付け拒絶理由通知書により通知された拒絶の理由は、次のとおりである。
本願発明は、引用文献1及び2に記載された発明に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者(以下「当業者」という。)が容易に発明をすることができたものであるから、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。
<引用文献等一覧>
1.国際公開第2012/064712号(以下「引用文献1」という。)
2.特表2012-529614号公報(以下「引用文献2」という。)

第4 引用文献の記載及び引用発明
1 引用文献1
(1)引用文献1には、図面とともに次の記載がある(下線は当審で付したものである。以下同じ。)。
ア 「Reactors 1 and 2 can be either a moving or fluidized bed design where the solids enter the top of each reactor section and exit through the bottom similar to a downcomer design.」(第6ページ第32行ないし第7ページ第2行)
(仮訳:反応器1、2は、移動または流動床の設計のいずれであってもよく、固体は各反応器の頂部に入り、下降管設計と同様に底部から排出される。)

イ 「Reactor 3 is a fluidized bed, and the solids are transferred to the riser 4. The riser 4 entrains particulate solid media to a solids recovery device 5 where the solids are separated from the gas.」(第7ページ第6ないし8行)
(仮訳:反応器3は、流動層であり、固体はライザー4に転送される。ライザー4は、粒子状固体媒体を固体回収装置5へと同伴し、そこで固形物質がガスから分離される。)

ウ 「Referring now to Fig. 13, one embodiment for carrying out chemical looping reactions is illustrated schematically. In this embodiment, iron oxide containing particles are circulated within the reactor loop to convert a carbonaceous fuel into hydrogen, electricity, and/or heat.」(第17ページ第3ないし6行)
(仮訳:ここで図13を参照すると、化学ループ反応を実行するための一実施形態が概略的に示されている。本実施例では、酸化鉄含有微粒子は反応器ループ内で循環され、炭素質燃料を水素、電気、及び/又は熱に変換する。)

エ 「Carbonaceous fuel is injected at the bottom of reactor 1, termed reducer, where it reacts counter-currently with Fe_(2)O_(3) containing particles to generate a CO_(2) and H_(2)O rich gas stream. The Fe_(2)O_(3) containing particles within reactor 1 are reduced to particles containing metallic iron. The metallic iron containing particles are transported to reactor 2, termed oxidizer, via a standpipe. A gas seal is provided through the injection of inert gases and/or steam into the standpipe. In the second reaction zone, the metallic iron containing particles react with steam, counter-currently, to generate a hydrogen rich gas stream. The metallic iron containing particles are partially regenerated to FeO and/or Fe_(3)O_(4) containing particles. The partially regenerated particles from reactor 2 are transported to the third reaction zone, reactor 3, termed combustor, through a standpipe followed by an L-valve as shown.」(第17ページ第12ないし23行)
(仮訳:炭素質燃料は、還元器と呼ばれる反応器1の底部に導入され、そこでFe_(2)O_(3)含有粒子と向流で反応しCO_(2)及びH_(2)Oの豊富なガスの流れを生成する。反応器1内のFe_(2)O_(3)含有粒子は、金属鉄含有粒子に還元される。金属鉄含有粒子は、直立管を介して、酸化器と呼ばれる反応器2へと搬送される。ガスシールは、不活性ガス及び/又は水蒸気の直立管への注入を介して提供される。第2反応ゾーンで、金属鉄含有粒子は、向流で蒸気と反応して水素の豊富なガスの流れを生成する。金属鉄含有粒子は、部分的にFeO及び/又はFe_(3)O_(4)含有粒子に再生される。示されているように、反応器2からの部分的に再生された粒子は、直立管、L型バルブを通して、第3反応ゾーンである、燃焼器と呼ばれる反応器3に搬送される。)

オ 「In reactor 3 the partially regenerated particles react with an oxygen containing gas such as O_(2) and/or air. Heat is released from the reaction, which can be utilized for power generation. Also in reactor 3, the partially regenerated particles are further oxidized to Fe_(2)O_(3) containing particles. These particles are transferred back to reactor 1 via riser 4, particulate separator, POT, and standpipes which are installed in the loop.」(第17ページ第25ないし31行)
(仮訳:反応器3では、部分的に再生された粒子は、O_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスと反応する。熱が反応から取り出され、発電に利用することができる。また、反応器3では、部分的に再生された粒子はさらにFe_(2)O_(3)含有粒子に酸化される。これら粒子はライザー4、粒子分離器、POT及びループに設置された直立管を介して反応器1に戻される。)

カ 「In certain embodiments, the solid fuel is fluidized within the reactor 1 until it is at least partially converted.」(第18ページ第12ないし13行)
(仮訳:ある実施形態では、少なくとも部分的に変換されるまで、固体燃料は反応器1内で流動化される。)

キ 「Typically, a large amount of gas is introduced from several vertical nozzles above the solids charge pot in reactor 3 to achieve a turbulent fluidization regime in the reactor and provide enough gas to entrain particles to the riser 4.」(第19ページ第22ないし25行)
(仮訳:典型的には、大量のガスが反応器3中の固体チャージポット上のいくつかの垂直ノズルから導入され、反応器内で乱流流動状態を達成し、ライザー4に粒子を同伴するのに十分なガスを提供する。)

ク 「The tapered transitional connection from reactor 3 to the riser 4 is similar to a frustum like shape. The cross-sectional area of the taper decreases with height and causes an increase in the gas velocity to entrain particles to the riser from reactor 3.」(第19ページ第32行ないし第20ページ第3行)
(仮訳:反応器3からライザー4へのテーパ状に遷移する接続部は円錐台形状と同様である。テーパの断面積は高さとともに減少し、ガス速度の増大を生じ、反応器3からライザーへと粒子を同伴する。)

ケ 「

」(図13)

(2)上記(1)の記載から、引用文献1には、次の技術的事項が記載されているものと認められる。
a 引用文献1に記載された技術は、化学ループ反応を実行するシステムに関するものである(上記ウを参照。)。
b 化学ループ反応を実行するシステムは、反応器1と、反応器2と、反応器3と、ライザー4とを備える(上記ア、イ、エ及びオを参照。)。
c 反応器1では、Fe_(2)O_(3)含有粒子が金属鉄含有粒子に還元され、該金属鉄含有粒子は反応器2を介して反応器3へと搬送される(上記エを参照。)。
d 固体燃料は反応器1内で流動化される(上記ア及びカを参照。)。
e 反応器3では、金属鉄含有粒子がO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスと反応し、Fe_(2)O_(3)含有粒子に酸化され、反応器3で酸化された粒子はライザー4等を介して反応器1に戻される(上記オを参照。)。
f 反応器3及びライザー4は、上下に並べて配置され、反応器3の水平方向における断面積がライザー4の水平方向における断面積よりも大きく、反応器3がライザー4の下に位置する(上記ク及びケを参照。)。

(3)上記(1)、(2)から、引用文献1には、次の発明(以下「引用発明」という。)が記載されていると認められる。
「化学ループ反応を実行するシステムであって、
化学ループ反応を実行するシステムは、反応器1と、反応器2と、反応器3と、ライザー4とを備え、
反応器1では、固体燃料が流動化され、Fe_(2)O_(3)含有粒子が金属鉄含有粒子に還元され、該金属鉄含有粒子は反応器2を介して反応器3へと搬送され、
反応器3では、金属鉄含有粒子がO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスと反応し、Fe_(2)O_(3)含有粒子に酸化され、反応器3で酸化された粒子はライザー4等を介して反応器1に戻され、
反応器3及びライザー4は、上下方向に並べて配置され、反応器3の水平方向における断面積がライザー4の水平方向における断面積よりも大きく、反応器3がライザー4の下に位置する、
システム。」

2 引用文献2
(1)引用文献2には、図面とともに次の記載がある。
「【0001】
本発明は、ボイラーなどの燃料物質を転換するためのシステムに関し、特に燃料転換に用いられる酸化還元炉システムに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
化学ループ技術は、直接的な酸素供給に代えて酸素キャリアを用いた、固体燃料を気化あるいは燃焼させるための有望な技術である。
【0003】
化学ループは、2つのステップで炭素系燃料の燃焼あるいは気化を発生させるプロセスである。第1のステップでは、酸素キャリアによって燃料炉に酸素が供給され、燃料炉において酸素キャリアが固体燃料によって還元され、その後、空気炉に移送される。燃料炉において、燃料粒子、灰および還元された酸素キャリアが生成される。第2のステップでは、空気炉において、還元された酸素キャリアが空気によって酸化される。化学ループプロセスでは、燃料炉における燃料の燃焼あるいは気化によって生じたガスは、全くもしくはほとんど窒素を含んでいない。典型的に、酸素キャリアは金属酸化物もしくはその他の酸素を豊富に含んだ化合物からなる。
【0004】
流動床に付随する優れた混合や高滞留時間といった利益を得るために、ほとんどの化学ループ技術において燃料炉に流動床技術が用いられている。流動床はバブリング流動床でも循環流動床でもよい。」

(2)上記(1)の記載から、引用文献2には次の技術(以下「引用文献2技術」という。)が記載されていると認められる。
「化学ループプロセスにおいて、酸素キャリアが固体燃料によって還元される燃料炉にバブリング流動床からなる流動床を用いる技術。」

第5 対比
本願発明と引用発明とを対比すると次のとおりとなる。
ア 引用発明における「反応器1」は、その機能、構成及び技術的意義からみて、本願発明における「燃料反応器」に相当し、以下同様に、「反応器3」は「反応室」に、「ライザー4」は「ライザー」に、「反応器3」は「空気反応器」に、「Fe_(2)O_(3)含有粒子」及び「金属鉄含有粒子」は「酸素キャリア粒子」にそれぞれ相当する。

イ 引用発明における「反応器3」と「ライザー4」は「上下方向に並べて配置され」るものであり、「反応器3では、金属鉄含有粒子がO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスと反応し、Fe_(2)O_(3)含有粒子に酸化され、反応器3で酸化された粒子はライザー4等を介して反応器1に戻され」ることから、「反応器3」と「ライザー4」とが連通することは明らかであり、また「ライザー4」が管状であることは明らかであるから、引用発明は、「鉛直方向に並んで互いに連通する反応室及び管状のライザーを含」む点で、本願発明と一致する。

ウ 引用発明において、「反応器3では、金属鉄含有粒子がO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスと反応し、Fe_(2)O_(3)含有粒子に酸化され」るのであるから、引用発明は、「前記反応室」「において酸素キャリア粒子を空気中の酸素によって酸化する」点で、本願発明と一致する。

エ 引用発明における「反応器3で酸化された粒子はライザー4等を介して反応器1に戻され」る態様は、本願発明における「酸化された前記酸素キャリア粒子が前記空気反応器から供給され」る態様に相当する。

オ 引用発明における「反応器1では、固体燃料が流動化され、Fe_(2)O_(3)含有粒子が金属鉄含有粒子に還元され、該金属鉄含有粒子は反応器2を介して反応器3へと搬送され」る態様は、本願発明における「前記酸素キャリア粒子及び燃料を含む気泡流動層を形成し、前記気泡流動層において前記酸素キャリア粒子を燃料によって還元し、還元された前記酸素キャリア粒子を前記空気反応器へ供給する」態様と、「前記酸素キャリア粒子及び燃料を含む流動層を形成し、前記流動層において前記酸素キャリア粒子を燃料によって還元し、還元された前記酸素キャリア粒子を前記空気反応器へ供給する」という限りにおいて一致する。

カ 引用発明における「反応器3の水平方向における断面積がライザー4の水平方向における断面積よりも大き」い態様は、本願発明における「前記反応室の水平方向における断面積が、前記ライザーの水平方向における断面積よりも大き」い態様に相当する。

キ 引用発明における「反応器3がライザー4の下に位置する」態様は、本願発明における「前記反応室が、前記ライザーの下に位置する」態様に相当する。また、引用発明における「化学ループ反応を実行するシステム」は、本願発明における「ケミカルループ燃焼装置」に相当する。

以上のことから、本願発明と引用発明との一致点及び相違点は次のとおりである。
[一致点]
「鉛直方向に並んで互いに連通する反応室及び管状のライザーを含み、前記反応室において酸素キャリア粒子を空気中の酸素によって酸化する空気反応器と、
酸化された前記酸素キャリア粒子が前記空気反応器から供給され、前記酸素キャリア粒子及び燃料を含む流動層を形成し、前記流動層において前記酸素キャリア粒子を燃料によって還元し、還元された前記酸素キャリア粒子を前記空気反応器へ供給する燃料反応器と、
を備え、
前記反応室の水平方向における断面積が、前記ライザーの水平方向における断面積よりも大きく、
前記反応室が、前記ライザーの下に位置する、
ケミカルループ燃焼装置。」

[相違点1]
本願発明においては、「前記反応室及び前記ライザーにおいて酸素キャリア粒子を空気中の酸素によって酸化する空気反応器」であるのに対して、引用発明においては、「反応器3」において金属鉄含有粒子をO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスによって酸化するものの、「反応器3」と上下方向に並べて配置された「ライザー4」において金属鉄含有粒子をO_(2)及び/又は空気などの酸素含有ガスによって酸化するかは不明である点(以下「相違点1」という。)

[相違点2]
本願発明においては、「燃料反応器」が「気泡流動層」を形成するのに対して、引用発明においては、「反応器1」が「流動層」を形成するものの「気泡流動層」を形成するかは不明である点(以下「相違点2」という。)

[相違点3]
本願発明においては、「前記反応室の容積が、前記ライザーの容積よりも大き」いのに対して、引用発明においては、そのような構成が特定されていない点(以下「相違点3」という。)

第6 判断
上記相違点について検討する。

[相違点1について]
引用文献1には、反応器3内の流動化及びライザー4への粒子の同伴のために大量のガス(空気)を供給することが記載されており(第19ページ第18ないし25行を参照。)、また、反応器3内で反応が完結せずに一部の未反応の粒子及び酸素が反応器3から排出されることは通常生じ得ることであるといえ、引用発明において未反応の粒子及び酸素が反応器3から排出されることを完全に阻止しなければならない事情も存在しない。したがって、引用発明における、反応器3と上下方向に並べて配置されたライザー4においては、反応器3から排出された一部の未反応の粒子と酸素との反応が生じると考えられる。
よって、引用発明における「ライザー4」も酸素キャリア粒子(金属鉄含有粒子)を空気中の酸素によって酸化する空気反応器といえる。
そうすると、相違点1は実質的な相違点ではない。

[相違点2について]
引用文献2技術における「バブリング流動床」は、本願発明における「気泡流動層」に相当するといえる。
引用発明及び引用文献2技術は、いずれもケミカルループ反応の技術に関するものであり、引用発明の「反応器1」と引用文献2技術の「燃料炉」とはFe_(2)O_(3)含有粒子(酸素キャリア)を固体燃料により還元するという共通の機能を有するものであるから、引用発明における「反応器1」の流動化のための具体的構成として引用文献2技術を採用し、相違点2に係る本願発明の発明特定事項とすることは、当業者であれば容易になし得たことである。

[相違点3について]
ケミカルループ反応等を用いた燃焼装置の技術分野において、反応器において粒子と酸素との反応が十分に行われるようにすることは当業者にとって自明な課題であるから、上記課題の解決のために引用発明の反応器3の容積をライザー4より大きくして、十分に反応が行われるように構成し、相違点3に係る本願発明の発明特定事項とすることは、当業者が適宜なし得た設計的事項である。

そして、反応室の容積がライザーの容積よりも大きいことによる「反応室における酸素キャリア粒子の滞留時間が、ライザーにおける酸素キャリア粒子の滞留時間よりも長くなり易い」(本願の明細書の段落【0011】)という本願発明の効果については、反応器の容積が大きいほど滞留時間が長くなることは明らかであるから、引用発明が有する効果とは異質なもの又は同質であるが際だって優れたものであるとはいえず、本願発明は、全体としてみても引用発明及び引用文献2技術から予測される以上の格別な効果を奏するものではない。

したがって、本願発明は、引用発明及び引用文献2技術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。

第7 むすび
以上のとおり、本願発明は、引用発明及び引用文献2技術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から、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。
よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2019-08-23 
結審通知日 2019-08-27 
審決日 2019-09-10 
出願番号 特願2014-210885(P2014-210885)
審決分類 P 1 8・ 121- WZ (F23C)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 岩▲崎▼ 則昌  
特許庁審判長 平城 俊雅
特許庁審判官 大屋 静男
槙原 進
発明の名称 ケミカルループ燃焼装置  
代理人 黒木 義樹  
代理人 阿部 寛  
代理人 長谷川 芳樹  
代理人 小松 秀輝  
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