特許拒絶査定不服審判
2024-012326
海洋およびオフショアの膜用途のためのエネルギー消費の削減
- 審判番号
- 2024-012326
- 法域
- 特許
- 審判種別
- 拒絶査定不服審判(拒絶査定不服の審決)
- 出願番号
- 特願2022-097905
- 請求日
- 2024年07月26日
- 審決日
- 2025年10月21日
- 公報発行日
- 2026年04月24日
- 結論
- 請求不成立
- 当事者
- 【請求人】エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド
- 【請求人代理人】青木 篤
- 【請求人代理人】三橋 真二
- 【請求人代理人】鶴田 準一
- 【請求人代理人】渡辺 陽一
- 【請求人代理人】中村 和広
- 【請求人代理人】南山 知広
- 【請求人代理人】高橋 正俊
- 審判長/審判官
- 審判長 深草 祐一
- 審判官 金 公彦
- 審判官 田口 裕健
- 分類
- P18 .121-Z (B01D)
- 根拠条文(結論部分から自動抽出・参考)
- 特許法29条2項
- 条文(本文から自動抽出・参考)
- 特許法第29条第2項
- データ出所
- 審決公報(XML)
事件の表示
特願2022- 97905「海洋およびオフショアの膜用途のためのエネルギー消費の削減」拒絶査定不服審判事件〔令和 5年 1月 6日出願公開、特開2023- 1902〕について、次のとおり審決する。
結論
結 論
本件審判の請求は、成り立たない。
理由
理 由
第1 手続の経緯
本願は、令和4年6月17日(パリ条約による優先権主張 2021年6月21日 アメリカ合衆国(US))を出願日とする出願であって、その手続の経緯の概略は、以下のとおりである。
令和 5年 6月28日付け:拒絶理由通知
令和 6年 1月 4日 :意見書、手続補正書の提出
同年 3月21日付け:拒絶査定(以下、「原査定」という。)
同年 7月26日 :審判請求書の提出
第2 本願発明
本願の請求項1に係る発明は、令和6年1月4日に提出された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、次のとおりのものである(以下、「本願発明」という。)。
「【請求項1】
船舶またはオフショア設備に搭載されて行われるガス分離方法であって、前記船舶またはオフショア設備は、前記船舶またはオフショア設備に搭載されてすべて配置されるコンプレッサ、膜セパレータユニット、および真空ポンプを備え、前記膜セパレータユニットは、第2のガスよりも第1のガスに対してより透過性である膜によって分離された供給側および透過側を含み、前記方法は、
(a)前記コンプレッサにおいて前記第1のガスおよび前記第2のガスを含むガス供給流を圧縮して、圧縮された供給流を形成することと、
(b)前記真空ポンプを使用して、前記膜セパレータユニットの前記透過側に真空を適用することと、
(c)前記圧縮された供給流を、前記膜セパレータユニットの前記供給側に導入し、前記圧縮された供給流を、前記第1のガスで濃縮された透過流と、前記第2のガスで濃縮された残留流とに分離することであって、前記透過流が前記真空ポンプを通して前記膜セパレータユニットの前記透過側から引き出され、前記残留流が前記膜セパレータユニットの前記供給側から引き出される、分離することと、を含み、
前記方法が空気分離方法であり、前記ガス供給流が空気流を含み、前記第1のガスが酸素を含み、前記第2のガスが窒素を含み、
前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力が、0.5~0.7baraであり、
前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力が、4~8baraであり、
前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力/前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力の圧力比が、8~12である、方法。」
第3 原査定における拒絶の理由の概要
原査定における本願発明に対する拒絶の理由は、以下の理由を含むものである。
理由2.(進歩性)本願発明は、その出願前に日本国内又は外国において、頒布された下記の刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明に基いて、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。
記
引用文献3:米国特許第5730780号明細書
第4 当審の判断
1 引用文献3の記載事項
原査定の拒絶の理由で引用された、本願優先日前に頒布された刊行物である引用文献3(米国特許第5730780号明細書)には、以下の(1)~(5)の記載がある(当審注:下線は当審が付与した。また、「・・・」は記載の省略を表す。)
(1) 「1. A process for producing nitrogen gas from air at an enhanced flow rate wherein the oxygen content of the produced gas is 8% or less using a membrane separator, the process comprising: (a) moving compressed air at a pressure from about 40 psig to about 120 psig into a membrane separator containing a plurality of hollow fiber membranes confined in a container, the separator being adapted to permit selectively the passage therethrough of oxygen, carbon dioxide and water vapor while restraining the passage of nitrogen; (b) applying a vacuum to the permeate side of the separator of from about 3.4 psia to about 13.2 psia to provide an enhanced flow rate of nitrogen wherein the flow rate of nitrogen is at least twofold higher to fourfold higher than is observed without applied vacuum; (c) collecting under pressure the resultant non-permeate gas from the membrane separator.」(特許請求の範囲)
(当審訳:1.膜分離器を用いて、生成ガスの酸素含有量が8%以下である、高流量で空気から窒素ガスを生成する方法であって、(a)約40psig~約120psigの圧力で、圧縮空気を、容器内に封入された複数の中空糸膜を含む膜分離器に導入する工程であって、該分離器は、窒素の通過を抑制しながら、酸素、二酸化炭素及び水蒸気を選択的に通過させるように構成されている工程;(b)分離器の透過側に約3.4psia~約13.2psiaの真空を適用して窒素の流量を増加させ、真空を適用しない場合よりも窒素の流量が少なくとも2倍~4倍高くなる工程;(c)得られた非透過ガスを膜分離器から加圧下で収集する工程を含む方法。)
(2) 「BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Field of the Invention
The present invention relates to an improved method useful for separating one permanent gas from another or from a mixture of gases. More particularly, the present invention relates to a method for effectively and efficiently separating nitrogen of sufficient purity from air using a membrane separator for use in pipelines and other equipment undergoing repair or for use in grain silos and the like.
2. Prior Art
Membranes have been employed that use the principle of selective permeation to separate a mixture of gases into various components. ・・・
In the repair of pipelines, tanks, and related equipment in the petroleum and chemical industries it is known to use nitrogen purging and blanketing or inerting in order to effect cutting, welding, brazing and like operations without danger of combustion or explosion.・・・Commonly the nitrogen is supplied for these operations by cryogenic liquid nitrogen, delivered to the site by liquid nitrogen transport trucks. In order for cryogenic nitrogen to be used it must be not only transported to the site of use but it also must be heated to effect vaporization prior to compression to the required use pressure. The cost of transport and heating of the cryogenic nitrogen are as much as 50% of the repair cost for repair of pipelines in remote locations, e.g. Alaska, Rocky Mountains, offshore platforms, etc . . . A portable membrane separation unit for nitrogen from air with an improved high rate of nitrogen flow would eliminate the need and cost of liquid nitrogen transport and the cost of heating facilities and provide operational flexibility for remote site repairs. Present membrane separators would be improved for practical use in pipeline repair by improved flow rate. Present membrane separators are capable of about 25000 SCF/Hr (standard cubic feet per hour) which is not enough for pipeline repair and work-over where a capacity of about two to four times that rate, or even a higher flow rate, is required.
・・・
There remains a need for an economically attractive method or means of rapid nitrogen generation using a selective membrane to produce nitrogen in the range of about 92% to about 97% or 99% purity for use in petroleum, petroleum products, chemical or other materials pipeline, tanks, and related equipment while undergoing repair and for use in grain silos for combustion and pest control.
・・・
SUMMARY OF THE INVENTION
In accordance with the present invention an economical and practical process is provided for producing from air an inert gas having an oxygen content of about 1% to about 8% at a flow rate such that a practical means nitrogen blanketing is accomplished. This is done by providing a vacuum on the permeate side of a gas separation membrane. The flow rate attained by this method is at least twofold, and may be fourfold or even higher, than the flow rate without applied vacuum on the permeate side of the membrane. The economic advantage of the flow rate improvement attained is obvious since for a given flow rate and desired purity only half or less of membrane surface area is required with the assistance of vacuum on the permeate side. The membrane unit is composed of a plurality of elongated, parallel, hollow fibers juxtaposed within an elongated shell or container.」(1欄6行~3欄30行)
(当審訳:発明の背景
1.発明の分野
本発明は、ある永久ガスを他の永久ガスから、又はガス混合物から分離するのに有用な改良方法に関する。より具体的には、本発明は、修理中のパイプラインやその他の機器、あるいは穀物サイロ等で使用される、膜分離器を用いて、十分な純度の窒素を空気から効果的かつ効率的に分離する方法に関する。
2.従来技術
選択透過の原理を用いてガス混合物を様々な成分に分離する膜が用いられている。・・・
石油・化学産業におけるパイプライン、タンク、及び関連機器の修理では、切断、溶接、ろう付けなどの作業を燃焼や爆発の危険なしに行うために、窒素によるパージ、ブランケット、又は不活性化が用いられることが知られている。・・・通常、これらの作業には、液体窒素輸送トラックで現場に運ばれる極低温液体窒素が供給される。極低温窒素を使用するには、使用場所に輸送するだけでなく、必要な使用圧力まで圧縮する前に加熱して気化させる必要がある。極低温窒素の輸送と加熱のコストは、アラスカ、ロッキー山脈、オフショアプラットフォームなどの遠隔地でのパイプラインの修理コストの50%にもなる。窒素流量が向上した、空気から窒素を分離するポータブル膜ユニットにより、液体窒素の輸送の必要性とコスト、及び加熱設備のコストが削減され、遠隔地での修理に柔軟な運用が可能になる。既存の膜分離装置は、流量を向上させることでパイプライン修理における実用性が向上する。現在の膜分離装置は、約25000SCF/Hr(標準立方フィート/時)の能力を有しているが、これはパイプライン修理や改修作業には不十分であり、その2~4倍、あるいはそれ以上の流量が求められる。
・・・
石油、石油製品、化学薬品、その他の材料のパイプライン、タンク、及び関連機器の修理中、ならびに燃焼及び害虫駆除用の穀物サイロで使用するために、選択膜を使用して約92%~約97%又は99%の純度の窒素を生成する、経済的に魅力的な迅速な窒素生成方法又は手段が依然として必要とされている。
・・・
発明の概要
本発明によれば、実用的な手段である窒素ブランケットが達成される流量で、約1%~約8%の酸素含有量を有する不活性ガスを空気から製造するための経済的かつ実用的な方法が提供される。これは、ガス分離膜の透過側に真空を適用することによって行われる。この方法によって達成される流量は、膜の透過側に真空を適用しない場合の流量の少なくとも2倍であり、4倍、あるいはそれ以上になる場合もある。所定の流量および所望の純度の場合、透過側の真空を利用することで膜表面積の半分以下しか必要としないため、達成される流量改善の経済的利点は明らかである。膜ユニットは、細長いシェルまたは容器内に並置された複数の細長い平行な中空糸から構成される。)
(3) 「 DETAILED DESCRIPTION OF THE
INVENTION
With reference in detail to the drawings, as shown in FIG. 1, numeral 1 denotes a feed air compressor supplying up to 120 psig of feed air. The feed air is then passed through the filter (2) for removing water vapor and particulates in the air line. The pressure control valve (3) and gauge (4) are on the feed stream. The air the is passed through a rotameter (5) and into the hollow fiber membrane (6). Another pressure gauge (7) on the non-permeate stream, is used to check the pressure across the membrane itself. Once the system is filled with air, the pressure control valves on the permeate (12) and non-permeate (9) are opened. A rotameter (8) is installed on the non-permeate stream for determination of nitrogen flow. In both the permeate and non-permeate streams the oxygen levels are monitored by oxygen analyzers (10, 13). The vacuum gauge (11) on the permeate stream is used to verify vacuum levels being applied by the vacuum pump (14).
Using the apparatus described in FIG. 1 reference readings were taken and vacuum levels at approximately 3, 5, 7, and 9 psia were taken with three repetitions at each feed pressure. Readings were obtained for feed pressures of 40, 50, 60, and 80 psig while producing 95%, 97% and 99% pure nitrogen. The data are illustrated in FIGS. 2, 3, 4, and 5. As a result of reducing the pressure on the permeate stream the volume of nitrogen produced increased dramatically. At 40 psig feed pressure the volume of 95% pure nitrogen climbed from 0.45 standard cubic feet per minute (SCFM) to 1.81 SCFM, an increase of 302% while at 97% and 99% purity increases of 1966% and 1033% were obtained. In general over a three to ten fold increase in productivity was observed for product purity of 99% and a two to four fold increase in productivity was obtained for product nitrogen of 95% purity. The practical effect of this invention is that a commercial unit capable of 25000 SCF/Hr of 95% pure nitrogen can be improved to a flow rate of about 100,000 SCF/Hr., thereby making such a unit practical for pipeline repair use at significantly lower cost than cryogenic nitrogen and even lower cost than current membrane-generated nitrogen. The data used for FIG. 2 are shown below in tabular form, Table 1.
[図:0001433653000001.jpg]
・・・
From FIG. 5. for 80 psig feed pressure the nitrogen product flow increased from 2.7 SCFM to 4.6 SCFM for 95% purity nitrogen as permeate pressure declined from 13.2 psia to 4.88 psia, an increase in flow rate of 70%.
As can be seen from FIGS. 2, 3, 4, and 5 the flow rate increases at each feed pressure with increasing permeate vacuum manyfold times faster than predicted by theory. This invention allows for the use of a membrane separator with very high nitrogen flow rate in practical pipeline and tank repair and in grain silo nitrogen treatment without the need for heating facilities required by cryogenic nitrogen. The nitrogen purity attained by the instant method is sufficient for its intended purposes.」(4欄11行~5欄17行)
(当審訳:発明の詳細な説明
図面を詳細に参照すると、図1に示すように、符号1は最大120psigの供給空気を供給する供給空気圧縮機を示す。供給空気は、次にフィルター(2)を通過し、空気ライン内の水蒸気及び微粒子が除去される。供給流には圧力制御弁(3)及び圧力計(4)が設けられる。空気はロータメーター(5)を通過し、中空糸膜(6)に導入される。非透過流には別の圧力計(7)が設けられ、膜自体の向こう側の圧力を確認するために使用される。システムが空気で満たされると、透過流の圧力制御弁(12)及び非透過流の圧力制御弁(9)が開かれる。非透過流には窒素流量を測定するためのロータメーター(8)が設置される。透過流及び非透過流の両方において、酸素濃度が酸素分析計(10、13)によって監視される。透過流に設置された真空計(11)は、真空ポンプ(14)によって適用されている真空レベルを確認するために使用される。
図1に示す装置を用いて基準値を取得し、各供給圧力で約3、5、7及び9psiaにおける真空レベルを3回繰り返して測定した。供給圧力40、50、60及び80psigで純度95%、97%及び99%の窒素を生成し、測定値を取得した。データは図2、3、4及び5に示されている。透過流の圧力を下げた結果、生成される窒素の量は劇的に増加した。40psigの供給圧力では、純度95%の窒素の量は0.45標準立方フィート/分(SCFM)から1.81SCFMに上昇し、302%の増加となった一方、純度97%及び99%では、それぞれ1966%及び1033%の増加が見られた。一般に、純度99%の製品では3~10倍以上の生産性向上が見られ、純度95%の製品窒素では2~4倍の生産性向上が見られた。本発明の実際的な効果は、純度95%の窒素を25000SCF/Hrで供給できる市販のユニットの流量を約100,000SCF/Hrにまで向上させることができることであり、これにより、極低温窒素よりも大幅に低コストで、また現在の膜生成窒素よりもさらに低コストで、パイプラインの修理に使用できる実用的なユニットが実現する。図2に使用したデータは、以下の表1に示されている。
[図:0001433653000002.jpg]
・・・
図5から、供給圧力が80psigの場合、純度95%の窒素の窒素製品流量は、透過圧力が13.2psiaから4.88psiaに低下するにつれて、2.7SCFMから4.6SCFMに増加し、流量は70%増加した。
図2、3、4及び5からわかるように、透過液真空度が上昇するにつれて、各供給圧力における流量は理論予測の何倍も速く増加する。本発明は、極低温窒素に必要な加熱設備を必要とせずに、実際のパイプラインやタンクの修理、穀物サイロの窒素処理において、非常に高い窒素流量を備えた膜分離装置の使用を可能にする。本方法によって達成される窒素純度は、その目的を十分に満たす。)
(4) 「
[図:0001433653000003.jpg]
」
(当審訳:
[図:0001433653000004.jpg]
)
(5) 「
[図:0001433653000005.jpg]
」
(当審訳:
[図:0001433653000006.jpg]
)
2 引用文献3に記載された発明
(1) 前記1(1)の記載によれば、引用文献3には、膜分離器を用いて、生成ガスの酸素含有量が8%以下である、高流量で空気から窒素ガスを生成する方法が記載されており、前記1(3)~(4)の記載によれば、前記方法は、最大120psigの供給空気を供給する供給空気圧縮機1により供給された供給空気が、次にフィルター(2)を通過し、空気ライン内の水蒸気及び微粒子が除去され、供給流には圧力制御弁(3)及び圧力計(4)が設けられ、空気はロータメーター(5)を通過し、中空糸膜(6)に導入され、ここで、前記1(4)より、中空糸膜(6)から窒素ガスが富化された非透過流及び酸素ガスが富化された透過流が取り出されることが看取され、非透過流には別の圧力計(7)が設けられ、膜自体の向こう側の圧力を確認するために使用されるものである。
そして、システムが空気で満たされると、透過流の圧力制御弁(12)及び非透過流の圧力制御弁(9)が開かれ、非透過流には窒素流量を測定するためのロータメーター(8)が設置され、透過流及び非透過流の両方において、酸素濃度が酸素分析計(10、13)によって監視され、透過流に設置された真空計(11)は、真空ポンプ(14)によって適用されている真空レベルを確認するために使用され、各供給圧力で約3、5、7及び9psiaにおける真空レベルを3回繰り返して測定し、供給圧力40、50、60及び80psigで純度95%、97%及び99%の窒素を生成し、測定値を取得したものである。
ここで、供給圧力が80psigの場合に注目すると、純度95%の窒素の窒素製品流量は、透過圧力が13.2psiaから4.88psiaに低下するにつれて、2.7SCFMから4.6SCFMに増加し、流量は70%増加したものであり、前記1(3)及び(5)の記載からみれば、透過圧力は、13.2psia、9.5psia、7.8psia、5.9psia、4.88psiaとされるものであり、これにより、極低温窒素よりも大幅に低コストで、また現在の膜生成窒素よりもさらに低コストで、パイプラインの修理に使用できる実用的なユニットが実現するものである。
(2) 前記(1)によれば、引用文献3には、以下の発明が記載されているといえる(以下、「引用発明」という。)。
「膜分離器を用いて、生成ガスの酸素含有量が8%以下である、高流量で空気から窒素ガスを生成する方法であって、
前記方法は、最大120psigの供給空気を供給する供給空気圧縮機により供給された供給空気が、次にフィルターを通過し、空気ライン内の水蒸気及び微粒子が除去され、供給流には圧力制御弁及び圧力計が設けられ、空気はロータメーターを通過し、中空糸膜に導入され、中空糸膜から窒素ガスが富化された非透過流及び酸素ガスが富化された透過流が取り出され、非透過流には別の圧力計が設けられ、膜自体の向こう側の圧力を確認するために使用され、
システムが空気で満たされると、透過流の圧力制御弁及び非透過流の圧力制御弁が開かれ、非透過流には窒素流量を測定するためのロータメーターが設置され、透過流及び非透過流の両方において、酸素濃度は酸素分析計によって監視され、透過流に設置された真空計は、真空ポンプによって適用されている真空レベルを確認するために使用され、各供給圧力で約3、5、7及び9psiaにおける真空レベルを3回繰り返して測定し、供給圧力40、50、60及び80psigで純度95%、97%及び99%の窒素を生成し、測定値を取得したものであり、
このうち供給圧力が80psigの場合、純度95%の窒素の窒素製品流量は、透過圧力が13.2psiaから4.88psiaに低下するにつれて、2.7SCFMから4.6SCFMに増加し、流量は70%増加したものであり、
透過圧力は、13.2psia、9.5psia、7.8psia、5.9psia、4.88psiaとされるものであり、
これにより、極低温窒素よりも大幅に低コストで、また現在の膜生成窒素よりもさらに低コストで、パイプラインの修理に使用できる実用的なユニットが実現するものである、方法。」
3 対比・判断
(1) 対比
ア 本願発明と引用発明とを対比すると、引用発明における「膜分離器を用いて、生成ガスの酸素含有量が8%以下である、高流量で空気から窒素ガスを生成する方法」は、「空気から窒素ガスを」分離するものといえるから、本願発明における「ガス分離方法」に相当し、引用発明における「供給空気圧縮機」は、本願発明における「コンプレッサ」に相当し、引用発明における「中空糸膜」を含む装置は、本願発明における「膜セパレータユニット」に相当し、引用発明における「真空ポンプ」は、「透過流」に「真空レベルを」「適用」するものであるから、本願発明における「真空ポンプ」に相当する。
また、引用発明における「酸素ガス」及び「窒素ガス」は、それぞれ、本願発明における「第1のガス」及び「第2のガス」に相当し、引用発明が、「供給空気」を「中空糸膜」により「酸素ガスが富化された透過流」及び「窒素ガスが富化された非透過流」に分離するものといえることからみれば、引用発明における「中空糸膜」は、本願発明における「第2のガスよりも第1のガスに対してより透過性である膜」に相当し、引用発明における「中空糸膜」を含む装置は、本願発明において「第2のガスよりも第1のガスに対してより透過性である膜によって分離された供給側および透過側を含」むことを満たすものといえる。
更に、引用発明において、「最大120psigの供給空気を供給する供給空気圧縮機により」「供給空気」を「供給」することは、本願発明において「(a)前記コンプレッサにおいて前記第1のガスおよび前記第2のガスを含むガス供給流を圧縮して、圧縮された供給流を形成すること」に相当し、引用発明において、「透過流」に「真空ポンプによって」「真空レベルを」「適用」することは、本願発明において、「(b)前記真空ポンプを使用して、前記膜セパレータユニットの前記透過側に真空を適用すること」に相当する。
そして、引用発明における「酸素ガスが富化された透過流」及び「窒素ガスが富化された非透過流」は、それぞれ、本願発明における「第1のガスで濃縮された透過流」及び「第2のガスで濃縮された残留流」に相当し、引用発明において、「供給空気圧縮機により供給された供給空気」が「中空糸膜に導入されて、中空糸膜から窒素ガスが富化された非透過流及び酸素ガスが富化された透過流が取り出され」ることは、「酸素ガスが富化された透過流」に「真空レベル」が「適用」されるのであるから、本願発明において、「(c)前記圧縮された供給流を、前記膜セパレータユニットの前記供給側に導入し、前記圧縮された供給流を、前記第1のガスで濃縮された透過流と、前記第2のガスで濃縮された残留流とに分離することであって、前記透過流が前記真空ポンプを通して前記膜セパレータユニットの前記透過側から引き出され、前記残留流が前記膜セパレータユニットの前記供給側から引き出される、分離すること」及び「前記方法が空気分離方法であり、前記ガス供給流が空気流を含み、前記第1のガスが酸素を含み、前記第2のガスが窒素を含」むことに相当する。
イ ここで、引用発明においては、「透過圧力」が「13.2psia、9.5psia、7.8psia、5.9psia、4.88psiaとされる」ものであるが、1psiaが約6.9×10-2baraであることからみれば、引用発明における「透過圧力」の単位をpsiaからbaraに変換すると、13.2psia×約6.9×10-2=約0.91bara、9.5psia×約6.9×10-2=約0.66bara、7.8psia×約6.9×10-2=約0.54bara、5.9psia×約6.9×10-2=約0.41bara、4.88psia×約6.9×10-2=約0.34baraとなるから、引用発明において、「透過圧力」が「9.5psia」であることは、「透過圧力」が約0.66baraであることといえるので、本願発明において「前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力が、0.5~0.7bara」であることを満たす。
ウ また、引用発明は、「供給圧力が80psig」とされるものであるが、「80psig」の単位をpsigからpsiaに変換すると、大気圧が約14.7psiであることから、80+約14.7=約94.7psiaとなり、これを前記イと同様にして単位をpsiaからbaraに変換すると、約94.7psia×約6.9×10-2=約6.53baraとなるから、引用発明において「供給圧力が80psig」であることは、「供給圧力」が約6.53baraであることといえるので、本願発明において、「前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力が、4~8bara」であることを満たす。
エ 更に、前記イ及びウより、引用発明における「供給圧力が80psig」、すなわち約6.53baraであり、「透過圧力」が「9.5psia」、すなわち約0.66baraであるときの、「前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力/前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力の圧力比」を計算すると、前記「圧力比」は約6.53bara÷約0.66bara=約9.89となるから、本願発明において、「前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力/前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力の圧力比が、8~12」であることを満たす。
オ 前記イ~エによれば、引用発明において、「供給圧力が80psig」であり、「透過圧力が」「9.5psia」であることは、本願発明において「前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力が、0.5~0.7baraであり、前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力が、4~8baraであり、前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力/前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力の圧力比が、8~12である」ことを満たす。
カ 前記ア及びオによれば、本願発明と引用発明とは、
「ガス分離方法であって、コンプレッサ、膜セパレータユニット、および真空ポンプを備え、前記膜セパレータユニットは、第2のガスよりも第1のガスに対してより透過性である膜によって分離された供給側および透過側を含み、前記方法は、
(a)前記コンプレッサにおいて前記第1のガスおよび前記第2のガスを含むガス供給流を圧縮して、圧縮された供給流を形成することと、
(b)前記真空ポンプを使用して、前記膜セパレータユニットの前記透過側に真空を適用することと、
(c)前記圧縮された供給流を、前記膜セパレータユニットの前記供給側に導入し、前記圧縮された供給流を、前記第1のガスで濃縮された透過流と、前記第2のガスで濃縮された残留流とに分離することであって、前記透過流が前記真空ポンプを通して前記膜セパレータユニットの前記透過側から引き出され、前記残留流が前記膜セパレータユニットの前記供給側から引き出される、分離することと、を含み、
前記方法が空気分離方法であり、前記ガス供給流が空気流を含み、前記第1のガスが酸素を含み、前記第2のガスが窒素を含み、
前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力が、0.5~0.7baraであり、
前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力が、4~8baraであり、
前記膜セパレータユニットの前記供給側に入る前記圧縮された供給流の圧力/前記膜セパレータユニットの前記透過側を出る前記透過流の圧力の圧力比が、8~12である、方法。」
の点で一致し、以下の点で相違する。
・相違点:「ガス分離方法」が、本願発明においては、「船舶またはオフショア設備に搭載されて行われる」ものであって、「前記船舶またはオフショア設備は、前記船舶またはオフショア設備に搭載されてすべて配置されるコンプレッサ、膜セパレータユニット、および真空ポンプを備え」るのに対して、引用発明においては、「船舶またはオフショア設備に搭載されて行われる」ことは特定されず、「前記船舶またはオフショア設備」が、「前記船舶またはオフショア設備に搭載されてすべて配置されるコンプレッサ、膜セパレータユニット、および真空ポンプを備え」ることも特定されない点。
(2) 判断
ア 以下、前記(1)カの相違点の容易想到性について検討すると、前記1(2)の記載によれば、引用発明は、修理中のパイプラインやその他の機器等で使用される、膜分離器を用いて、十分な純度の窒素を空気から効果的かつ効率的に分離する方法に関するものであって、石油・化学産業におけるパイプライン、タンク、及び関連機器の修理では、切断、溶接、ろう付けなどの作業を燃焼や爆発の危険なしに行うために、窒素によるパージ、ブランケット、又は不活性化が用いられることが知られているのであるが、通常、これらの作業には極低温液体窒素が供給され、液体窒素輸送トラックで現場に運ばれるものであり、極低温窒素を使用するには、使用場所に輸送するだけでなく、必要な使用圧力まで圧縮する前に加熱して気化させる必要があるものであり、極低温窒素の輸送と加熱のコストは、アラスカ、ロッキー山脈、オフショアプラットフォームなどの遠隔地でのパイプラインの修理コストの50%にもなるものである。
ここで、窒素流量が向上した、空気から窒素を分離するポータブル膜ユニットにより、液体窒素の輸送の必要性とコスト、及び加熱設備のコストが削減され、遠隔地での修理に柔軟な運用が可能になるのであるが、現在の膜分離装置は、約25000SCF/Hr(標準立方フィート/時)の能力を有しており、これはパイプライン修理や改修作業には不十分であり、その2~4倍、あるいはそれ以上の流量が求められることから、選択膜を使用して約92%~約97%又は99%の純度の窒素を生成する、経済的に魅力的な迅速な窒素生成方法又は手段が依然として必要とされているものである。
そして、引用発明に係る方法によって達成される流量は、膜の透過側に真空を適用しない場合の流量の少なくとも2倍であり、4倍、あるいはそれ以上になる場合もあるものであり、所定の流量および所望の純度の場合、透過側の真空を利用することで膜表面積の半分以下しか必要としないため、達成される流量改善の経済的利点は明らかであるものである。
イ 前記アによれば、引用発明に係る方法は、石油・化学産業におけるパイプライン、タンク、及び関連機器の修理に適用されるものであって、アラスカ、ロッキー山脈、オフショアプラットフォームなどの遠隔地でのパイプラインの修理に使用する窒素を、空気から窒素を分離するポータブル膜分離装置により製造する場合、その製造能力がパイプライン修理や改修作業には不十分である、という課題を解決するものであり、膜の透過側に真空を適用することで、製造される窒素の流量が、そうしない場合の2倍、4倍、あるいはそれ以上となって、前記課題を解決するものであり、そうすることで、膜表面積の半分以下しか必要としない、といった流量改善の経済的利点を有するものである。
そうすると、引用発明に係る方法は、アラスカ、ロッキー山脈、オフショアプラットフォームなどの遠隔地で、石油・化学産業におけるパイプライン、タンク、及び関連機器の修理に適用することを想定したものといえる。
ウ ここで、引用文献3に記載された前記オフショアプラットフォームが「オフショア設備」といえるか否かについて検討すると、「オフショア設備」に関する技術常識を示すものとして新たに引用する、本願優先日前に頒布された刊行物である特表2018-527866号公報には、「【0002】 陸地と海との間の電力伝達を可能にするために、海中電力ケーブルが、陸地から、石油プラットフォームおよび風力タービンなどのようなオフショア設備へ引かれることが多い。」と記載され、同特表2000-505537号公報には、「この背景に関して、石油及びガスのオフショア並びに陸地の設備は、耐火及び防火に関して非常に大きな要求を課されており、オフショアプラットホームは、海から多量の水を圧送する高度なスプリンクラーシステムを備え、このシステムは、プラットホームのあらゆる部分に分岐している。」(3ページ21行~24行)と記載されている。
これらの記載によれば、海における石油プラットフォームや石油及びガスの設備は、通常、オフショアプラットフォームや「オフショア設備」と呼ばれるのであって、このことは本願優先日当時の技術常識といえる。
そして、引用文献3に記載されたオフショアプラットフォームは、石油・化学産業におけるパイプライン、タンク、及び関連機器に係るものであるから、海における石油プラットフォームや石油及びガスの設備であるオフショアプラットフォームといえるのであり、これを前記技術常識に照らしてみれば、「オフショア設備」といえるものである。
エ 前記イ及びウによれば、引用発明に係る方法は、もともと、アラスカ、ロッキー山脈といった遠隔地と共に、「オフショア設備」に適用することを想定したものといえるから、引用発明を、「船舶またはオフショア設備に搭載されて行われる」ものであって、「前記船舶またはオフショア設備は、前記船舶またはオフショア設備に搭載されてすべて配置されるコンプレッサ、膜セパレータユニット、および真空ポンプを備え」るものとして、前記相違点に係る本願発明の発明特定事項を有するものとすることは、当業者が容易になし得ることであるので、本願発明は、引用発明に基づ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。
4 請求人の主張について
(1) 請求人の主張の概要
令和6年7月26日に提出された審判請求書における請求人の主張は、概略、以下のとおりである(審判請求書【請求の理由】3.(2))。
本願発明は、「船舶またはオフショア設備に搭載されて行われるガス分離方法」であることを特定している一方で、引用文献3においては、「船舶またはオフショア設備に搭載」することについては教示も示唆もされていないから、本願発明は、少なくとも「船舶またはオフショア設備に搭載」する構成において、引用文献3に記載の発明とは異なる。
そして、「空気分離システム(および一般的なガス分離システム)での真空ポンプの使用には欠点がある。特に、真空ポンプを追加すると、システムの資本コストおよび設置面積の両方が増加する。海洋用途では、資本コストは重要な考慮事項であり、船舶またはオフショア設備に搭載される利用可能な空間は限られている。」こと(本願の段落【0008】)は当分野における技術常識であり、当該技術常識と、引用文献3においては「船舶またはオフショア設備に搭載」する構成は教示も示唆もされていないこととを考慮すれば、真空ポンプを備えることを必須の構成としている引用文献3に記載の発明に、「船舶やオフショア設備に搭載」する構成を加えて本願発明に想到することは、決して容易ではないから、本願発明は、引用文献3に対して進歩性を有する。
(2) 請求人の主張についての判断
以下、前記(1)の主張について検討すると、前記主張は、引用文献3においては、引用発明を「船舶またはオフショア設備に搭載」する構成は教示も示唆もされていないことを前提としたものといえる。
ところが、引用発明に係る方法は、もともと、アラスカ、ロッキー山脈といった遠隔地と共に、「オフショア設備」に適用することを想定したものといえることは、前記3(2)エで述べたとおりであるから、引用文献3には、引用発明を「船舶またはオフショア設備に搭載」することが示唆されているといえるので、前記主張は前提において誤っている。
そして、「空気分離システム(および一般的なガス分離システム)での真空ポンプの使用には欠点がある。特に、真空ポンプを追加すると、システムの資本コストおよび設置面積の両方が増加する。海洋用途では、資本コストは重要な考慮事項であり、船舶またはオフショア設備に搭載される利用可能な空間は限られている。」ことが本願優先日当時の技術常識であったとしても、引用発明に係る方法が、もともと、アラスカ、ロッキー山脈といった遠隔地と共に「オフショア設備」に適用することを想定したものといえることに変わりはないし、引用発明に係る方法が、極低温窒素よりも大幅に低コストで、また現在の膜生成窒素よりもさらに低コストで、パイプラインの修理に使用できる実用的なユニットが実現するものであることや、膜表面積の半分以下しか必要としない、といった流量改善の経済的利点を有すること(前記3(2)イ)からみれば、引用発明に係る方法は、低コストで、限られた空間に搭載できることが推認されるものである。
してみれば、引用発明に、「船舶やオフショア設備に搭載」する構成を加えて本願発明に想到することは、当業者が容易になし得ることというべきであるから、請求人の前記主張は採用できない。
5 小括
したがって、本願発明は、引用文献3に記載された発明に基づ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5 むすび
以上のとおり、本願発明は、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ものであるから、その余について検討するまでもなく、本願は拒絶すべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
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2024-012326