特許異議申立
2024-700936
空気分離装置及び酸素ガス製造方法
- 審判番号
- 2024-700936
- 法域
- 特許
- 審判種別
- 異議申立(異議の決定)
- 出願番号
- 特願2020-062733
- 登録番号
- 7458226
- 請求日
- 2024年09月27日
- 審決日
- 2024年12月13日
- 公報発行日
- 2025年01月31日
- 結論
- 維持
- 当事者
- 【権利者】大陽日酸株式会社
- 【権利者代理人】弁理士法人志賀国際特許事務所
- 【異議申立人】小林 瞳
- 審判長/審判官
- 審判長 原 賢一
- 審判官 金 公彦
- 審判官 田口 裕健
- 分類
- P1651.113-Y (F25J) / P1651.121-Y (F25J) / P1651.536-Y (F25J) / P1651.537-Y (F25J)
- 条文(本文から自動抽出・参考)
- 特許法第29条第1項、特許法第36条第4項第1号、特許法第36条第6項第1号、特許法第36条第6項第2号、特許法第29条第2項、特許法第2条第3項第1号
- データ出所
- 審決公報(XML)
事件の表示
特許第7458226号発明「空気分離装置及び酸素ガス製造方法」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
結論
結 論
特許第7458226号の請求項1~3に係る特許を維持する。
理由
理 由
第1 手続の経緯
特許第7458226号(以下、「本件特許」という。)の請求項1~3に係る特許についての出願は、令和2年3月31日の出願であって、令和6年3月21日にその特許権の設定登録がされ、同年同月29日に特許掲載公報が発行され、その後、同年9月27日に、請求項1~3に係る特許について、特許異議申立人 小林 瞳(以下、「申立人」という。)により、甲第1~3号証を証拠方法として特許異議の申立てがなされたものである。
第2 本件発明
本件特許の請求項1~3に係る発明は、それぞれ、特許請求の範囲の請求項1~3に記載された事項により特定される、以下のとおりのものである(以下、請求項1~3に係る発明を、それぞれ「本件発明1」~「本件発明3」といい、まとめて「本件発明」ということがある。)。
「【請求項1】
原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、
少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔と、
前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器と、
前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、
前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器と、前記第2凝縮器を収容する気液分離器とを備え、
前記低圧塔から前記低圧液化酸素の一部を抜き出す経路として、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路と、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路とが、別々に設けられている、空気分離装置。
【請求項2】
前記第1凝縮器が、流下液膜式の凝縮器である、請求項1に記載の空気分離装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の空気分離装置を用いて、酸素ガスを製造する方法であって、
前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止している場合、前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素を前記第2凝縮器で気化させ、低圧酸素ガスとして供給する、酸素ガス製造方法。」
第3 特許異議申立理由の概要
1 特許法第29条第1項所定の規定違反(新規性欠如)について
(1) 本件発明1~3は、甲第1号証に記載された発明である。
(2) 本件発明1~3は、甲第2号証に記載された発明である。
(3) 本件発明1~3は、甲第3号証に記載された発明である。
2 特許法第29条第2項所定の規定違反(進歩性欠如)について
(1) 本件発明1~3は、甲第1号証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。
(2) 本件発明1~3は、甲第2号証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。
(3) 本件発明1~3は、甲第3号証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。
3 特許法第36条第4項第1号所定の規定違反(実施可能要件違反)について
(1) 本件発明において、定常運転時は、液化酸素ポンプで昇圧された高圧液化酸素と間接熱交換することによって、昇圧原料空気は一部液化されるため、全量気体である場合に比べて、高圧塔の径は小さく設計できるはずである。
一方、液化酸素ポンプが停止した場合、低圧液化酸素を第2凝縮器に送るまでの移行期間は、高圧塔には原料空気が全量気体の状態で送られることになり、その場合、フラッディングを避けながら低圧塔に導入される高圧液体窒素の濃度を維持するためには、高圧塔は全量気体を処理できるだけの径を備える必要がある。
また、同様に、第2凝縮器も昇圧原料空気相当量以上を処理できるだけの容量を備える必要があるし、第2凝縮器の容量が不足する場合、高圧液化酸素相当分の低圧液化酸素を蒸発させることができず、本件発明1の運転自体が成立しない。
(2) 低圧液化酸素を原料空気で蒸発させて低圧酸素ガスを生成する運転は、代替的な運転であり、本来の運転である空気昇圧機と液化酸素ポンプが動いている際は実施していない。
言い換えると、この空気分離装置からは、低圧酸素ガスは第2凝縮器が停止している状態からロードアップすることによって供給されるのであって、液化酸素ポンプによる高圧液化酸素の供給と同時になされることはないことが明記されるべきである。
(3) 甲第1~3号証に記載された発明では、いずれも、「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」と、「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」を備えており、2経路から同時に酸素を回収できることが開示されている。
(4) 本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載は、前記(1)~(3)の不明瞭点、疑問点があり、また、本件発明1、3の発明特定事項は、具体的な手段及び方法が極めて不明瞭又は不十分であるから、前記発明の詳細な説明の記載は、本件発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されたものでないので、実施可能要件を満たさない。
4 特許法第36条第6項第1号所定の規定違反(サポート要件違反)について
本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載によれば、本件発明は、通常運転(定常運転)において、高圧の製品酸素ガスを低圧塔、液化酸素ポンプ、主熱交換器の経路から回収し、回転機械停止時の非常時において、前記経路とは異なる低圧塔、気液分離機(第2凝縮器)、主熱交換器の経路から低圧の製品酸素ガスを回収するものであり、かつ非常時において正常に稼働中の液化酸素ポンプ、空気昇圧機を停止し、これらの経路を遮断するものである。
ところが、本件発明1、3には発明の詳細な説明に記載された課題を解決するこれらの手段が反映されていないし、本件発明1、3の範囲まで、発明の詳細な説明に開示された内容を拡張ないし一般化することもできないから、本件特許請求の範囲の記載はサポート要件を満たさない。
5 特許法第36条第6項第2号所定の規定違反(明確性要件違反)について
本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載によれば、本件発明は、通常運転(定常運転)において、高圧の製品酸素ガスを低圧塔、液化酸素ポンプ、主熱交換器の経路から回収し、回転機械停止時の非常時において、前記経路とは異なる低圧塔、気液分離機(第2凝縮器)、主熱交換器の経路から低圧の製品酸素ガスを回収するものであり、かつ非常時において正常に稼働中の液化酸素ポンプ、空気昇圧機を停止し、これらの経路を遮断するものである。
すると、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているとき」及び「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているとき」が、どのような状態を定義しているのかが不明確であるから、本件特許請求の範囲の請求項1、3の記載は明確性要件を満たさない。
6 証拠方法
甲第1号証:米国特許出願公開第2013/0098106号明細書
甲第2号証:米国特許第5916262号明細書
甲第3号証:特開平4-227456号公報
第4 特許異議申立理由についての当審の判断
1 特許法第29条第1項、第2項所定の規定違反(新規性、進歩性欠如)について
(1) 甲各号証の記載事項等
ア 甲第1号証の記載事項及び甲第1号証に記載された発明
(ア) 甲第1号証には、以下のa~cの記載がある(当審注:下線は当審が付与した。又、「・・・」は記載の省略を表す。以下、同様である。)。
a 「28. An apparatus for separating air by cryogenic distillation, the apparatus comprising:
a column system comprising a plurality of columns,
wherein the plurality of columns further comprises a
medium-pressure column and a low-pressure column;
a supply line for sending compressed, purified, and cooled
air to the column system;
a product line for withdrawing an oxygen-rich stream from
the low-pressure column and for sending the oxygen-
rich stream to a customer;
a storage facility configured to send and receive an oxygen-
rich liquid; and
a standby evaporator connected to the storage facility;
wherein the apparatus comprises a filling line connected to
the storage facility and to the bottom of at least one of the
plurality of columns.」(特許請求の範囲)
(当審訳;28.低温蒸留により空気を分離する装置であって、該装置は、以下を含む:
複数のカラムを含むカラムシステムであって、複数のカラムが中圧カラムと低圧カラムを更に含む、カラムシステム;
圧縮され、精製され、そして冷却された空気をカラムシステムに送るための供給ライン;
低圧カラムから酸素リッチ流を取り出し、酸素リッチ流を顧客に送るための製品ライン;
酸素リッチ液体を送受するように構成された貯蔵装置;及び
貯蔵装置に接続された待機蒸発器;
ここで、装置が、貯蔵装置と複数のカラムの少なくとも1つの底部に接続されている充填ラインを備える、装置。)
b 「[0051] In FIG.1, a stream of compressed and purified air 1 is cooled in a heat exchange 3 and divided into three. A stream 7 is withdrawn from the heat exchanger at an intermediate level, expanded in a turbine 9, and sent to a low-pressure column 13 of a double column, in gaseous form. Another stream 5, after having been compressed in the compressor A,is liquefied in the heat exchanger 3, and is expanded in a valve 11 and sent to the medium-pressure column 13. A third stream B is sent directly into the medium-pressure column.
[0052] Streams enriched in nitrogen and in oxygen are sent from the medium-pressure column to the low-pressure column in a conventional manner. In the bottom of the low-pressure column 15, liquid oxygen accumulates around the reboiler 17. An oxygen stream 19 containing less than 98% oxygen is withdrawn from the bottom of the low-pressure column 15 and is pressurized by a pump 23 to 2 bar; alternatively, the compression may be hydrostatic. A portion of the oxygen at this pressure is sent to an evaporator 24, in which the portion of the oxygen undergoes evaporation by heat exchange with a portion of the feed air (5 or B), which is then sent to the column. A purge stream 121 containing impurities is withdrawn from the evaporator 24 permanently or occasionally. The evaporated oxygen continues its reheating in the heat exchanger 3 as low-pressure oxygen stream 27.
[0053] The remainder of the oxygen is pressurized to a pressure of 10 bar in a pump 25, and is evaporated in the heat exchanger 3 as stream 29. Alternatively, all of the oxygen may be evaporated to the lower pressure, and the stream 29 will not exist.
[0054] On shut down of the system (breakdown of main compressor, maintenance or defrosting of the apparatus), a purge stream 21 is withdrawn from the bottom of the low-pressure column 15. This liquid is richer in nitrogen than the stream withdrawn at the column bottom would normally be, since all of the liquids accumulated in the packings in the column fall to the base of the column.
[0055] Accordingly, the purge stream is less pure in oxygen than the stream taken in normal operation.
[0056] The purge from the bottom of the low-pressure column may also be mixed with a purge from the medium-pressure column withdrawn via line 51, which is even richer in nitrogen than the stream withdrawn at the bottom of the low-pressure column. One or other of these purge streams, or a mixture of the two, are sent to the storage facility 31 if the liquid level measured by the element LL does not exceed a given threshold. If the level of liquid is sufficiently low, the valve 41 opens and the purge liquid is sent to the storage facility.」(当審注:[0051]の「low-pressure column 13」は「low-pressure column 15」の誤記と認める。)
(当審訳:[0051] 図1において、圧縮及び浄化された空気1の流れは熱交換器3で冷却され、3つに分けられる。流れ7は、熱交換器から中間レベルで取り出され、タービン9で膨張し、二重カラムの低圧カラム15にガス状で送られる。別な流れ5は、圧縮機Aで圧縮された後、熱交換器3で液化され、弁11で膨張して中圧カラム13に送られる。第3の流れBは中圧カラムに直接送られる。
[0052] 窒素及び酸素が濃縮した流れは、通常の方法で中圧カラムから低圧カラムへ送られる。低圧カラム15の底部には、リボイラー17の周囲に液体酸素が蓄積する。98%未満の酸素を含有する酸素流れ19は、低圧カラム15の底部から取り出され、ポンプ23により2barまで加圧され、あるいはまた、圧縮は静水圧であってもよい。この圧力の酸素の一部が蒸発器24内に送られ、そこで酸素の一部は、次いでカラムに送られる供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発する。不純物を含むパージ流れ121は蒸発器24から恒久的又は時折取り出される。蒸発した酸素は、低圧酸素流れ27として熱交換器3で再加熱を続ける。
[0053] 酸素の残りの部分はポンプ25で10barの圧力に加圧され、熱交換器3において流れ29として蒸発する。あるいは、全ての酸素を低圧で蒸発させ、流れ29は存在しなくてもよい。
[0054] システムの運転停止(主圧縮機の故障、メンテナンス又は除霜)時には、低圧カラム15の底部からパージ流れ21が引き出される。この液体は、通常カラムの底部で取り出される流れよりも窒素が豊富であり、これは、カラムの充填物に蓄積された全ての液体は、カラムの底に落ちるからである。
[0055] したがって、パージ流れは通常運転時において取り出された流れよりも酸素の純度が低い。
[0056] 低圧カラムの底部からのパージは、ライン51を経由して取り出される中圧カラムからのパージと混合することもでき、この中圧カラムからのパージは低圧カラムの底部で取り出される流れよりも窒素が豊富である。エレメントLLによって測定された液体レベルが所定のしきい値を超えない場合、これらのパージ流れの一方又は他方、あるいは両方の混合液が貯蔵装置31に送られる。液体レベルが十分に低い場合、弁41が開放し、パージ液が貯蔵装置に送られる。)
c 「
[図:0001418273000001.jpg]
」
(イ) 前記(ア)aによれば、甲第1号証には低温蒸留により空気を分離する装置が記載されており、前記(ア)b~cによれば、前記装置においては、圧縮及び浄化された空気1の流れは熱交換器3で冷却され、3つに分けられ、流れ7は、熱交換器3から中間レベルで取り出され、タービン9で膨張し、二重カラムの低圧カラム15にガス状で送られ、別な流れ5は、圧縮機Aで圧縮された後、熱交換器3で液化され、弁11で膨張して中圧カラム13に送られ、第3の流れBは中圧カラム13に直接送られるものである。
そして、窒素及び酸素が濃縮した流れは、通常の方法で中圧カラム13から低圧カラム15へ送られ、低圧カラム15の底部には、リボイラー17の周囲に液体酸素が蓄積し、98%未満の酸素を含有する酸素流れ19は、低圧カラム15の底部から取り出され、ポンプ23により2barまで加圧され、あるいはまた、圧縮は静水圧であってもよく、この圧力の酸素の一部が蒸発器24内に送られ、そこで酸素の一部は、次いでカラムに送られる供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発するものであり、不純物を含むパージ流れ121は蒸発器24から恒久的又は時折取り出され、蒸発した酸素は、低圧酸素流れ27として熱交換器3で再加熱を続けるものである。
更に、酸素の残りの部分はポンプ25で10barの圧力に加圧され、熱交換器3において流れ29として蒸発するか、あるいは、全ての酸素を低圧で蒸発させ、流れ29は存在しなくてもよいものであり、システムの運転停止(主圧縮機の故障、メンテナンス又は除霜)時には、低圧カラム15の底部からパージ流れ21が取り出され、低圧カラム15の底部からのパージは、ライン51を経由して引き出される中圧カラム13からのパージと混合することもでき、エレメントLLによって測定された液体レベルが所定のしきい値を超えない場合、これらのパージ流れの一方又は他方、あるいは両方の混合液が貯蔵装置31に送られ、液体レベルが十分に低い場合、弁41が開放し、パージ液が貯蔵装置に送られるものである。
(ウ) 前記(イ)によれば、甲第1号証には、以下の発明が記載されているといえる(以下、「甲1発明」という。)。
「低温蒸留により空気を分離する装置であって、
前記装置においては、圧縮及び浄化された空気1の流れは熱交換器3で冷却され、3つに分けられ、流れ7は、熱交換器3から中間レベルで取り出され、タービン9で膨張し、二重カラムの低圧カラム15にガス状で送られ、別な流れ5は、圧縮機Aで圧縮された後、熱交換器3で液化され、弁11で膨張して中圧カラム13に送られ、第3の流れBは中圧カラム13に直接送られ、
窒素及び酸素が濃縮した流れは、通常の方法で中圧カラム13から低圧カラム15へ送られ、低圧カラム15の底部には、リボイラー17の周囲に液体酸素が蓄積し、98%未満の酸素を含有する酸素流れ19は、低圧カラム15の底部から取り出され、ポンプ23により2barまで加圧され、あるいはまた、圧縮は静水圧であってもよく、この圧力の酸素の一部が蒸発器24内に送られ、そこで酸素の一部は、次いでカラムに送られる供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発するものであり、不純物を含むパージ流れ121は蒸発器24から恒久的又は時折取り出され、蒸発した酸素は、低圧酸素流れ27として熱交換器3で再加熱を続けるものであり、
酸素の残りの部分はポンプ25で10barの圧力に加圧され、熱交換器3において流れ29として蒸発するか、あるいは、全ての酸素を低圧で蒸発させ、流れ29は存在しなくてもよいものであり、
システムの運転停止(主圧縮機の故障、メンテナンス又は除霜)時には、低圧カラム15の底部からパージ流れ21が取り出され、低圧カラム15の底部からのパージは、ライン51を経由して引き出される中圧カラム13からのパージと混合することもでき、エレメントLLによって測定された液体レベルが所定のしきい値を超えない場合、これらのパージ流れの一方又は他方、あるいは両方の混合液が貯蔵装置31に送られ、液体レベルが十分に低い場合、弁41が開放し、パージ液が貯蔵装置に送られる、装置。」
イ 甲第2号証の記載事項及び甲第2号証に記載された発明
(ア) 甲第2号証には、以下のa~cの記載がある。
a 「5. Apparatus for producing low purity oxygen and high purity oxygen comprising:
(A) a higher pressure column and means for passing feed
air into the higher pressure column;
(B) a lower pressure column and means for passing fluid
from the higher pressure column into the lower pres-
sure column;
(C) means for recovering low purity oxygen from the
lower portion of the lower pressure column;
(D) an auxiliary column and means for passing low purity
oxygen from the lower portion of the lower pressure
column into the upper portion of the auxiliary column;
(E) a reboiler for generating upflowing vapor for the
auxiliary column; and
(F) means for recovering high purity oxygen from the
lower portion of the auxiliary column.」(特許請求の範囲)
(当審訳:5.低純度酸素と高純度酸素を製造するための装置であって:
(A)高圧カラムと、原料空気を高圧カラムに供給する手段;
(B)低圧カラムと、高圧カラムから低圧カラムに流体を供給する手段;
(C)低圧カラムの底部から低純度酸素を回収する手段、
(D)補助カラムと、低純度酸素を低圧カラムの底部から補助カラムの上部へ供給する手段;
(E)補助カラムのための上昇流蒸気を生成するリボイラー;及び
(F)補助カラムの下部から高純度酸素を回収する手段
を含む、装置。)
b 「Referring now to FIG.1, feed air 50, which has been cleaned of high boiling impurities such as water vapor, carbon dioxide and hydrocarbons, and is at a pressure generally within the range of from 50 to 100 pounds per square inch absolute (psia), is divided into three portions designated 51, 52 and 55. About 3 to 20 percent of feed air 50 is passed in stream 52 to compressor 30 wherein it is compressed to a pressure generally within the range of from 70 to 200 psia. Resulting compressed feed air portion 53 is cooled of the heat of compression by passage through cooler 31 and resulting stream 54 is further cooled by partial traverse of main heat exchanger 17 by indirect heat exchange with return streams. Resulting feed air stream 70 is then turboexpanded by passage through turboexpander 21 to generate refrigeration and resulting turboexpanded feed air stream 71 is passed into lower pressure column 11. The operation of turboexpander 21 serves to drive compressor 30 through shaft 34.
About 24 to 35 percent of feed air 50 is passed in stream 55 to compressor 32 wherein it is compressed to a pressure generally within the range of from 60 to 800 psia. Resulting compressed feed air portion 56 is cooled of the heat of compression by passage through cooler 33 and resulting stream 57 is cooled by passage through main heat exchanger 17 by indirect heat exchange with return streams. Preferably stream 57 is partially condensed, most preferably totally condensed, by passage through main heat exchanger 17. Resulting feed air stream 80 is divided into streams 83 and 81. Stream 81 is passed through valve 190 and as stream 82 into higher pressure column 10. Stream 83 is passed through valve 194 and as stream 84 into lower pressure column 11. If desired stream 83 may be subcooled, such as by passage through heat exchanger 16, prior to being passed into lower pressure column 11. The remaining portion of feed air 50 is passed as stream 51 through main heat exchanger 17 wherein it is cooled by indirect heat exchange with return streams and resulting cooled feed air stream 60 is passed into higher pressure column 10.
First or higher pressure column 10 is operating at a pressure generally within the range of from 44 to 95 psia. Within higher pressure column 10 the feed air is separated by cryogenic rectification into nitrogen-enriched vapor and oxygen-enriched liquid. Oxygen-enriched liquid is withdrawn from the lower portion of column 10 in stream 90, subcooled by passage through heat exchanger 16, passed through valve 191 and, as stream 91, passed into lower pressure column 11. Nitrogen-enriched vapor is withdrawn from the upper portion of column 10 in stream 140 and passed into reboiler 14 wherein it is condensed by indirect heat exchange with low purity oxygen. Resulting nitrogen-enriched liquid 36 is divided into stream 141, which is returned to higher pressure column 10 as reflux, and into stream 100, which is subcooled by passage through heat exchanger 16, passed through valve 193 and, as stream 101, passed into lower pressure column 11 as reflux.
Second or lower pressure column 11 is operating at a pressure less than that of higher pressure column 10 and generally within the range of from 16 to 25 psia. Within lower pressure column 11 the various feeds are separated by cryogenic rectification into nitrogen-rich fluid and low purity oxygen. Nitrogen-rich fluid is withdrawn from the upper portion of column 11 as vapor stream 110, warmed by passage through heat exchangers 16 and 17, and removed from the system in stream 112 which may be recovered in whole or in part as product nitrogen. Low purity oxygen is recovered from the lower portion of lower pressure column 11. In the embodiment of the invention illustrated in FIG.1, low purity oxygen is withdrawn from column 11 as liquid stream 120 and passed as stream 121 to liquid pump 19 wherein it is increased in pressure. Liquid pressure head may be used in some cases to increase the pressure of the low purity oxygen. Pressurized low purity oxygen stream 122 is vaporized by passage through main heat exchanger 17 and then recovered in stream 123 as product low purity oxygen at a pressure generally within the range of from 25 to 450 psia.
A second portion of the low purity oxygen is passed from the lower pressure column into the upper portion of an auxiliary column. In the embodiment of the invention illustrated in FIG.1, low purity oxygen liquid is withdrawn from column 11 in stream 120, a first portion 121 of stream 120 is processed as described above, and a second portion 125 of stream 120 is passed into the upper portion of auxiliary column 13. Alternatively, first portion 121 and second portion 125 could be withdrawn separately from lower pressure column 11. Low purity oxygen liquid flows down auxiliary column 13 against upflowing vapor and in the process nitrogen and argon within the downflowing liquid are stripped out of the downflowing liquid into the upflowing vapor resulting in the production of high purity oxygen liquid at the bottom of auxiliary column 13, and remaining vapor in the upper portion of auxiliary column 13. The remaining vapor is withdrawn from the upper portion of auxiliary column and passed in stream 126 into lower pressure column 11.
High purity oxygen liquid from the bottom of auxiliary column 13 is at least partially vaporized in reboiler 15 to produce high purity oxygen vapor and, if not totally vaporized, remaining high purity oxygen liquid. In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, the vaporization of the high purity oxygen liquid, which in this embodiment is a partial vaporization, is effected by indirect heat exchange with nitrogen-containing fluid from an intermediate level of the higher pressure column. Referring back to FIG.1, vapor having a nitrogen concentration generally within the range of from 90 to 99.5 mole percent is withdrawn from higher pressure column 10 at a level generally within the range of from 1 to 20 equilibrium stages below the top of column 10 in stream 65 and passed into reboiler 15 wherein it is at least partially condensed by the aforesaid indirect heat exchange with the high purity oxygen. The resulting fluid is then passed from reboiler 15 in stream 66 back to higher pressure column 10, preferably at or slightly above the same tray or equilibrium stage from which stream 65 is taken.
At least a portion of the high purity oxygen vapor is passed up auxiliary column 13 as the aforesaid upflowing vapor. At least some of at least one of the high purity oxygen vapor and high purity oxygen liquid is recovered as product high purity oxygen. The embodiment of the invention illustrated in FIG.1 illustrates the recovery of both high purity oxygen vapor and high purity oxygen liquid. In this embodiment a portion of the high purity oxygen vapor is withdrawn from the lower portion of auxiliary column 13 in stream 127, warmed by passage through main heat exchanger 17 and recovered as high purity oxygen product in stream 129. High purity oxygen liquid is withdrawn from the lower portion of auxiliary column 13 in stream 130 and recovered a high purity oxygen product. In a variation not illustrated in FIG.1, high purity oxygen may be withdrawn from the auxiliary column as liquid, raised to a higher pressure, vaporized and the recovered as elevated pressure high purity oxygen product vapor.
FIG.2 illustrates another embodiment of the invention wherein reboiler 15 is driven by a portion of the feed air. This embodiment is particularly advantageous when the oxygen concentration of the low purity oxygen product is about 90 mole percent or less. The elements of the embodiment illustrated in FIG.2 which are common with those illustrated in FIG.1 will not be described again in detail.
Referring now to FIG.2 another portion 58 of feed air 50 is cooled by passage through supplemental heat exchanger 18 and resulting cooled stream 59 is passed into feed air stream 60. A portion 62 of feed air stream 60 is passed into reboiler 15 wherein it is at least partially condensed by indirect heat exchange with the at least partially vaporizing high purity oxygen liquid. Resulting feed air stream 63 from reboiler 15 is passed into stream 82 and into higher pressure column 10. High purity oxygen vapor 127 is warmed by passage through heat exchanger 18 prior to recovery in stream 129. By using a portion of the feed air to drive reboiler 15 no changes are required in the design of the higher pressure column. The use of the supplemental heat exchanger to warm the high purity oxygen vapor enables the design of the main heat exchanger to remain unchanged from its design for a system which produces only low purity oxygen.」(4欄26行~6欄50行)(当審注:4欄57行の「valve 194」は「valve 192」の誤記と認める。)
(当審訳:ここで図1を参照すると、水蒸気、二酸化炭素、及び炭化水素などの高沸点不純物が除かれ、一般に50~100ポンド/平方インチ絶対圧(psia)の範囲内の圧力にある供給空気50は、51、52及び55で示される3つの部分に分割される。供給空気50の約3~20%が流れ52で圧縮機30に供給され、一般に70~200psiaの範囲内の圧力に圧縮される。結果として得られた圧縮供給空気部分53は、冷却器31を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ54は、主熱交換器17を部分的に通過することによって戻り流れとの間接熱交換により更に冷却される。得られた供給空気流れ70は、その後、ターボ膨張器21を通過することによりターボ膨張されて冷却を生じ、得られたターボ膨張された供給空気流れ71は低圧カラム11に供給される。ターボ膨張器21の動作は、シャフト34を介して圧縮機30を駆動する働きをする。
供給空気50の約24~35%が流れ55で圧縮機32に供給され、一般に60~800psaiaの範囲内の圧力に圧縮される。結果として得られた圧縮供給空気部分56は冷却器33を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ57は、主熱交換器17を通過することによって戻り流れとの間接熱交換により冷却される。好ましくは、流れ57は、主熱交換器17を通過することによって部分的に凝縮され、最も好ましくは完全に凝縮される。その結果、得られた供給空気流れ80は、流れ83及び81に分割される。流れ81は、弁190を通過して流れ82として高圧カラム10に供給される。流れ83は弁192を通過して流れ84として低圧カラム11に供給される。所望ならば、流れ83は、低圧カラム11に供給される前に、熱交換器16を通過させることによってサブクールされてもよい。供給空気50の残りの部分は、流れ51として主熱交換器17に供給され、戻り流れとの間接的熱交換によって冷却され、結果として生成する冷却された供給空気流れ60が高圧カラム10に供給される。
第一又は高圧カラム10は、一般に44~95psiaの範囲内の圧力で運転される。高圧カラム10内で、供給空気は極低温精留により窒素富化蒸気と酸素富化液体に分離される。酸素富化液体は、流れ90として高圧カラム10の下部から取り出され、熱交換器16を通過することによってサブクールされ、弁191を通過して流れ91として低圧カラム11に供給される。窒素富化蒸気は、高圧カラム10の上部から流れ140として取り出され、リボイラ14に供給され、そこで低純度酸素との間接熱交換により凝縮される。得られた窒素富化液体36は、還流液として高圧カラム10に戻される流れ141と、熱交換器16を通過することによりサブクールされ、弁193を通過し、流れ101として還流液として低圧カラム11に供給される流れ100とに分割される。
第二又は低圧カラム11は、高圧カラム10よりも低い圧力で、一般に16~25psiaの範囲内で運転される。低圧カラム11内で、様々な原料が極低温精留により窒素富化流体と低純度酸素とに分離される。窒素富化流体は、低圧カラム11の上方部分から蒸気流れ110として取り出され、熱交換器16、17を通過することによって加温され、製品窒素として全部又は一部を回収することができる流れ112としてシステムから除去される。低純度酸素は、低圧カラム11の下部から回収される。図1に示す本発明の実施形態では、低純度酸素は液体流れ120として低圧カラム11から取り出され、流れ121として液体ポンプ19に供給され、そこで圧力が増加する。低純度酸素の圧力を増加させるために、液体圧力ヘッドが使用されることもある。加圧された低純度酸素流れ122は主熱交換器17を通過することにより気化され、その後、一般に25~450psiaの範囲内の圧力で製品低純度酸素として流れ123で回収される。
低純度酸素の第2の部分は、低圧カラムから補助カラムの上部に供給される。図1に示す本発明の実施形態では、低純度液体酸素は、低圧カラム11から流れ120として取り出され、流れ120の第1の部分121は前記のとおりに処理され、流れ120の第2の部分125が補助カラム13の上部に供給される。あるいは、第1の部分121及び第2の部分125を低圧カラム11から別々に取り出すこともできる。低純度酸素液体は、上昇する蒸気に逆らって補助カラム13を流下し、その過程で、下降する液体内の窒素とアルゴンが下降する液体から上昇する蒸気へと除去され、補助カラム13の底部に高純度酸素液体が生成され、補助カラム13の上部に残りの蒸気が生成する。残りの蒸気は、補助カラムの上部から取り出され、流れ126により低圧カラム11に供給される。
補助カラム13の底部からの高純度酸素液体は、リボイラー15で少なくとも部分的に気化され、高純度酸素蒸気が生成され、完全に気化されない場合は残りの高純度酸素液体が生成される。図1に示す本発明の実施形態では、高純度酸素液体の気化、この実施形態では部分気化は、高圧カラムの中間レベルからの窒素含有流体との間接熱交換によって行われる。図1に戻ると、一般に90~99.5モル%の範囲内の窒素濃度を有する蒸気は、高圧カラム10の頂部から1~20段下の平衡段の範囲内のレベルで流れ65として取り出され、リボイラー15に供給され、そこで前記高純度酸素との間接熱交換により少なくとも部分的に凝縮される。得られた流体は、次いでリボイラー15から流れ66として高圧カラム10に戻されるが、好ましくは、流れ65が取り出されるトレイ又は平衡段か、それよりわずかに上に戻される。
高純度酸素蒸気の少なくとも一部は、前記上昇する蒸気として補助カラム13を通過する。高純度酸素蒸気、高純度酸素液体の少なくとも一方の少なくとも一部は、製品高純度酸素として回収される。図1に示す本発明の実施形態は、高純度酸素蒸気及び高純度酸素液体の両方の回収を示している。この実施形態では、高純度酸素蒸気の一部は、補助カラム13の下部から流れ127として取り出され、主熱交換器17を通過することにより加温され、製品高純度酸素として流れ129で回収される。高純度酸素液体は、補助カラム13の下部から流れ130として取り出され、製品高純度酸素が回収される。図1には示されていない変形例では、高純度酸素を液体として補助カラムから取り出し、高圧に昇圧して気化させ、製品高圧高純度酸素蒸気として回収することもできる。
図2は、リボイラー15が供給空気の一部によって駆動される、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、製品低純度酸素の酸素濃度が約90モル%以下である場合に特に有利である。図2に示す実施形態の要素のうち、図1に示したものと共通するものについては、再度詳細には説明しない。
次に図2を参照すると、供給空気50の別の部分58が補助熱交換器18を通過することにより冷却され、得られた冷却された流れ59が供給空気流れ60に供給される。供給空気流れ60の一部62は、リボイラー15に供給され、ここでそれは少なくとも部分的に気化する高純度酸素液体との間接熱交換により少なくとも部分的に凝縮される。リボイラー15から得られた供給空気の流れ63は、流れ82に供給され、高圧カラム10に供給される。高純度酸素蒸気127は、流れ129で回収される前に、熱交換器18を通過することにより加温される。供給空気の一部をリボイラー15の駆動に使用することにより、高圧カラムの設計を変更する必要はない。高純度酸素蒸気を加温するために補助熱交換器を使用することにより、主熱交換器の設計を、低純度酸素のみを製造するシステムの設計から変更せずに済む。)
c 「
[図:0001418273000002.jpg]
」
(イ) 前記(ア)aによれば、甲第2号証には低純度酸素と高純度酸素を製造するための装置が記載されており、前記(ア)b~cの図2に記載された実施形態に注目すると、前記装置においては、水蒸気、二酸化炭素、及び炭化水素などの高沸点不純物が除かれ、一般に50~100ポンド/平方インチ絶対圧(psia)の範囲内の圧力にある供給空気50は、流れ51、52及び55で示される3つの部分に分割され、供給空気50の約3~20%が流れ52で圧縮機30に供給され、一般に70~200psiaの範囲内の圧力に圧縮され、結果として得られた圧縮供給空気部分53は、冷却器31を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ54は、主熱交換器17を部分的に通過することによって戻り流れとの間接熱交換により更に冷却され、得られた供給空気流れ70は、その後、ターボ膨張器21を通過することによりターボ膨張されて冷却を生じ、得られたターボ膨張された供給空気流れ71は低圧カラム11に供給されるものである。
また、供給空気50の約24~35%が流れ55で圧縮機32に供給され、一般に60~800psaiaの範囲内の圧力に圧縮され、結果として得られた圧縮供給空気部分56は冷却器33を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ57は、主熱交換器17を通過することによって戻り流れとの間接熱交換により冷却され、その結果、得られた供給空気流れ80は、流れ83及び81に分割され、流れ81は、弁190を通過して流れ82として高圧カラム10に供給され、流れ83は弁192を通過して流れ84として低圧カラム11に供給され、所望ならば、流れ83は、低圧カラム11に供給される前に、熱交換器16を通過させることによってサブクールされてもよいものであり、供給空気50の残りの部分は、流れ51として主熱交換器17に供給され、戻り流れとの間接的熱交換によって冷却され、結果として生成する冷却された供給空気流れ60が高圧カラム10に供給されるものである。
そして、第一又は高圧カラム10は、一般に44~95psiaの範囲内の圧力で運転され、高圧カラム10内で、供給空気は極低温精留により窒素富化蒸気と酸素富化液体に分離され、酸素富化液体は、流れ90として高圧カラム10の下部から取り出され、熱交換器16を通過することによってサブクールされ、弁191を通過して流れ91として低圧カラム11に供給され、窒素富化蒸気は、高圧カラム10の上部から流れ140として取り出され、リボイラ14に供給され、そこで低純度酸素との間接熱交換により凝縮され、得られた窒素富化液体36は、還流液として高圧カラム10に戻される流れ141と、熱交換器16を通過することによりサブクールされ、弁193を通過し、流れ101として還流液として低圧カラム11に供給される流れ100とに分割されるものである。
一方、第二又は低圧カラム11は、高圧カラム10よりも低い圧力で、一般に16~25psiaの範囲内で運転され、低圧カラム11内で、様々な原料が極低温精留により窒素富化流体と低純度酸素とに分離され、窒素富化流体は、低圧カラム11の上方部分から蒸気流れ110として取り出され、熱交換器16、17を通過することによって加温され、製品窒素として全部又は一部を回収することができる流れ112としてシステムから除去され、低純度酸素は、低圧カラム11の下部から回収され、低純度酸素は液体流れ120として低圧カラム11から取り出され、液体流れ120の第1の部分121として液体ポンプ19に供給され、そこで圧力が増加し、加圧された低純度酸素流れ122は主熱交換器17を通過することにより気化され、その後、一般に25~450psiaの範囲内の圧力で製品低純度酸素として流れ123で回収されるものである。
そして、低純度酸素の第2の部分は、低圧カラム11から補助カラム13の上部に供給されるものであり、低純度液体酸素は、低圧カラム11から液体流れ120として取り出され、液体流れ120の第1の部分121は前記のとおりに処理され、液体流れ120の第2の部分125が補助カラム13の上部に供給され、あるいは、第1の部分121及び第2の部分125を低圧カラム11から別々に取り出すこともでき、低純度酸素液体は、上昇する蒸気に逆らって補助カラム13を流下し、その過程で、下降する液体内の窒素とアルゴンが下降する液体から上昇する蒸気へと除去され、補助カラム13の底部に高純度酸素液体が生成され、補助カラム13の上部に残りの蒸気が生成し、残りの蒸気は、補助カラム13の上部から取り出され、流れ126により低圧カラム11に供給されるものである。
また、補助カラム13の底部からの高純度酸素液体は、リボイラー15で少なくとも部分的に気化され、高純度酸素蒸気が生成され、完全に気化されない場合は残りの高純度酸素液体が生成されるものであり、高純度酸素蒸気の少なくとも一部は、前記上昇する蒸気として補助カラム13を通過し、高純度酸素蒸気、高純度酸素液体の少なくとも一方の少なくとも一部は、製品高純度酸素として回収されるものであり、高純度酸素蒸気の一部は、補助カラム13の下部から流れ127として取り出され、製品高純度酸素として流れ129で回収されるものであり、高純度酸素液体は、補助カラム13の下部から流れ130として取り出され、製品高純度酸素が回収されるものであり、変形例では、高純度酸素を液体として補助カラム13から取り出し、高圧に昇圧して気化させ、製品高圧高純度酸素蒸気として回収することもできるものである。
更に、リボイラー15が供給空気の一部によって駆動される実施形態では、供給空気50の別の部分58が補助熱交換器18を通過することにより冷却され、得られた冷却された流れ59が供給空気流60に供給され、供給空気流60の一部62は、リボイラー15に供給され、ここでそれは少なくとも部分的に気化する高純度酸素液体との間接熱交換により少なくとも部分的に凝縮され、リボイラー15から得られた供給空気の流れ63は、流れ82に供給され、高圧カラム10に供給されるものであり、高純度酸素蒸気127は、流れ129で回収される前に、熱交換器18を通過することにより加温されるものである。
(ウ) 前記(イ)によれば、甲第2号証には、以下の発明が記載されているといえる(以下、「甲2発明」という。)。
「低純度酸素と高純度酸素を製造するための装置であって、
前記装置においては、水蒸気、二酸化炭素、及び炭化水素などの高沸点不純物が除かれ、一般に50~100ポンド/平方インチ絶対圧(psia)の範囲内の圧力にある供給空気50は、流れ51、52及び55で示される3つの部分に分割され、供給空気50の約3~20%が流れ52で圧縮機30に供給され、一般に70~200psiaの範囲内の圧力に圧縮され、結果として得られた圧縮供給空気部分53は、冷却器31を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ54は、主熱交換器17を部分的に通過することによって戻り流れとの間接熱交換により更に冷却され、得られた供給空気流れ70は、その後、ターボ膨張器21を通過することによりターボ膨張されて冷却を生じ、得られたターボ膨張された供給空気流れ71は低圧カラム11に供給され、
供給空気50の約24~35%が流れ55で圧縮機32に供給され、一般に60~800psaiaの範囲内の圧力に圧縮され、結果として得られた圧縮供給空気部分56は冷却器33を通過することにより圧縮熱が冷却され、結果として生成する流れ57は、主熱交換器17を通過することによって戻り流れとの間接熱交換により冷却され、その結果、得られた供給空気流れ80は、流れ83及び81に分割され、流れ81は、弁190を通過して流れ82として高圧カラム10に供給され、流れ83は弁192を通過して流れ84として低圧カラム11に供給され、所望ならば、流れ83は、低圧カラム11に供給される前に、熱交換器16を通過させることによってサブクールされてもよいものであり、供給空気50の残りの部分は、流れ51として主熱交換器17に供給され、戻り流れとの間接的熱交換によって冷却され、結果として生成する冷却された供給空気流れ60が高圧カラム10に供給されるものであり、
第一又は高圧カラム10は、一般に44~95psiaの範囲内の圧力で運転され、高圧カラム10内で、供給空気は極低温精留により窒素富化蒸気と酸素富化液体に分離され、酸素富化液体は、流れ90として高圧カラム10の下部から取り出され、熱交換器16を通過することによってサブクールされ、弁191を通過して流れ91として低圧カラム11に供給され、窒素富化蒸気は、高圧カラム10の上部から流れ140として取り出され、リボイラ14に供給され、そこで低純度酸素との間接熱交換により凝縮され、得られた窒素富化液体36は、還流液として高圧カラム10に戻される流れ141と、熱交換器16を通過することによりサブクールされ、弁193を通過し、流れ101として還流液として低圧カラム11に供給される流れ100とに分割され、
第二又は低圧カラム11は、高圧カラム10よりも低い圧力で、一般に16~25psiaの範囲内で運転され、低圧カラム11内で、様々な原料が極低温精留により窒素富化流体と低純度酸素とに分離され、窒素富化流体は、低圧カラム11の上方部分から蒸気流れ110として取り出され、熱交換器16、17を通過することによって加温され、製品窒素として全部又は一部を回収することができる流れ112としてシステムから除去され、低純度酸素は、低圧カラム11の下部から回収され、低純度酸素は液体流れ120として低圧カラム11から取り出され、液体流れ120の第1の部分121として液体ポンプ19に供給され、そこで圧力が増加し、加圧された低純度酸素流れ122は主熱交換器17を通過することにより気化され、その後、一般に25~450psiaの範囲内の圧力で製品低純度酸素として流れ123で回収されるものであり、
低純度酸素の第2の部分は、低圧カラム11から補助カラム13の上部に供給されるものであり、低純度液体酸素は、低圧カラム11から液体流れ120として取り出され、液体流れ120の第1の部分121は前記のとおりに処理され、液体流れ120の第2の部分125が補助カラム13の上部に供給され、あるいは、第1の部分121及び第2の部分125を低圧カラム11から別々に取り出すこともでき、低純度酸素液体は、上昇する蒸気に逆らって補助カラム13を流下し、その過程で、下降する液体内の窒素とアルゴンが下降する液体から上昇する蒸気へと除去され、補助カラム13の底部に高純度酸素液体が生成され、補助カラム13の上部に残りの蒸気が生成し、残りの蒸気は、補助カラム13の上部から取り出され、流れ126により低圧カラム11に供給されるものであり、
補助カラム13の底部からの高純度酸素液体は、リボイラー15で少なくとも部分的に気化され、高純度酸素蒸気が生成され、完全に気化されない場合は残りの高純度酸素液体が生成されるものであり、高純度酸素蒸気の少なくとも一部は、前記上昇する蒸気として補助カラム13を通過し、高純度酸素蒸気、高純度酸素液体の少なくとも一方の少なくとも一部は、製品高純度酸素として回収されるものであり、高純度酸素蒸気の一部は、補助カラム13の下部から流れ127として取り出され、製品高純度酸素として流れ129で回収されるものであり、高純度酸素液体は、補助カラム13の下部から流れ130として取り出され、製品高純度酸素が回収されるものであり、変形例では、高純度酸素を液体として補助カラム13から取り出し、高圧に昇圧して気化させ、製品高圧高純度酸素蒸気として回収することもできるものであり、
リボイラー15が供給空気の一部によって駆動される実施形態では、供給空気50の別の部分58が補助熱交換器18を通過することにより冷却され、得られた冷却された流れ59が供給空気流60に供給され、供給空気流60の一部62は、リボイラー15に供給され、ここでそれは少なくとも部分的に気化する高純度酸素液体との間接熱交換により少なくとも部分的に凝縮され、リボイラー15から得られた供給空気の流れ63は、流れ82に供給され、高圧カラム10に供給されるものであり、高純度酸素蒸気127は、流れ129で回収される前に、熱交換器18を通過することにより加温されるものである、装置。」
ウ 甲第3号証の記載事項及び甲第3号証に記載された発明
(ア) 甲第3号証には、以下のa~cの記載がある。
a 「【特許請求の範囲】
・・・
【請求項14】 生成物ガスを生成するために極低温蒸留によって空気を分離するための装置であって、
(A)第1の塔と、第2の塔と、リボイラーと、第1の塔からの流体をリボイラーに送通するための手段と、リボイラーからの流体を第2の塔へと流通させるための手段とを含む空気分離プラントと、
(B)第1の凝縮器と、第1の凝縮器に給送空気を提供するための手段と、第1の凝縮器からの流体を第1の塔内に送通するための手段と、
(C)ターボエキスパンダーと、ターボエキスパンダーに給送空気を提供するための手段と、ターボエキスパンダーからの流体を第1の塔内に送通させるための手段と、
(D)第2の凝縮器と、第2の凝縮器に給送空気を提供するための手段と、第2の凝縮器からの流体を第1の塔に送通するための手段と、
(E)空気分離プラントからの流体を第2の凝縮器に送通するための手段と、第2の凝縮器から生成物ガスを回収するための手段と、
(F)空気分離プラントからの流体を第1の凝縮器に送通するための手段にして、前記空気分離プラントからの流体の圧力を増大させるための手段と、第1の凝縮器から生成物ガスを回収するための手段とを含む、前記空気分離プラントからの流体を第1の凝縮器に送通するための手段とを包含する前記装置。」
b 「【0008】
【実施例】図面を参照して本発明を詳しく説明する。図1を参照するに、一般に、絶対平方インチ当り90から500ポンド(psia)の範囲内の圧力に圧縮された給送空気100が、熱交換器101を貫く戻り流れに対し、間接熱交換によって冷却される。冷却され圧縮された給送空気の第1の部分106が凝縮器107に提供され、空気分離プラントから取出された蒸発する液体と間接熱交換されることによって少なくとも部分的に凝縮される。一般に、給送空気の第1の部分106は給送空気100の5乃至30%を含んでいる。生じた液体は、一般に60から100psiaの範囲内の圧力で運転される第1の塔105に導入される。給送空気の第1の部分が部分的に凝縮される場合は、生じた流れ160は第1の塔105内に直接送通され得、或いは図1に示されるように分離器108に送通され得る。分離器108からの液体109は次いで、第1の塔105内に送通される。液体109は、第1の塔105内部に送通されるに先立ち、熱交換器110を貫流されることにより一層冷却され得る。給送空気の凝縮部分を冷却することでプロセスにおける液体生成が改善される。
【0009】分離器108からの蒸気111は第1の塔105内に直接送通され得或いは冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され、次いで第1の塔105内に送通され得る。更に、冷却され圧縮された給送空気の第4の部分113は冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得る。蒸気111及び給送空気の第4の部分113の流れは、給送空気の流れ103の温度を調節するために使用し得る。例えば、給送空気の第4の部分113を増大させると熱交換器112内の戻り流れが一層暖められそれにより、給送空気の第1の部分103の温度が増大する。ターボエキスパンダー102への高い流入温度が冷却の度合いを強めそれにより、ターボ膨張された空気の排気温度を、そこに液体が含まれないようにするために制御可能である。空気分離プラントがアルゴン塔を含む場合は、冷却され圧縮された給送空気の第3の部分120は、熱交換器122の如きにおけるアルゴン塔に於て生成された流体との間接熱交換によって更に冷却され得或いは更に凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得る。
【0010】冷却され圧縮された給送空気の第2の部分103がターボエキスパンダー102に提供され、一般に60から100psiaの範囲内の圧力にターボ膨張される。一般に、給送空気の第2の部分103は給送空気100の60乃至90%を含む。ターボ膨張された給送空気の第2の部分104は第1の部分147及び第2の部分146に分割し得る。第1の部分147は、もし使用される場合にはターボ膨張された給送空気の第2の部分104の0から75%を含み、凝縮された給送空気の第1の部分が送通された位置よりも低い位置で第1の塔105内に送通される。第2の部分146はターボ膨張された給送空気の第2の部分104の25から100%を含み、凝縮器149に送通され、そこでその少なくとも幾分かが凝縮され、次で第1の塔105内部に送通される。好ましくは、図1に例示されるように給送空気の第2の部分146は液化された給送空気の第1の部分と結合されそして第1の塔105内に送通される。
【0011】第1の塔105内部では、給送空気は極低温蒸留によって窒素富化流体及び酸素富化流体に分離される。図1に例示される具体例に於ては第1の塔は二重塔システムにおける高圧塔である。窒素富化蒸気161は第1の塔105から引出されそしてリボイラー162内で第2の塔130の底部に凝縮される。生じた液体163は、還流液として第1の塔105に戻る流れ164と熱交換器112内でサブクールされる流れ118とに分割され、次いで空気分離プラントの第2の塔130内部にフラッシュされる。第2の塔130は第1の塔105の圧力未満の圧力、一般的には15乃至30psiaの圧力で運転される。液体窒素生成物は流れ118から、それが第2の塔130内にフラッシュされる以前に回収され得或いは、図1に例示されるようにタンクのフラッシュオフを最小限化させるための流れ119として第2の塔130から直接取り出され得る。酸素富化液体は第1の塔105から流れ117として引出され、熱交換器112内でサブクールされそして第2の塔130内部に送通される。空気分離プラントに図1に例示される具体例のようにアルゴン塔が含まれる場合は、流れ117の全て或いは一部は、アルゴン登上部の蒸気を凝縮させる作用を為す凝縮器131内部にフラッシュされ得る。生じた流れ165及び166は夫々蒸気及び液体を含み、次いで凝縮器131から第2の塔130内部へと送通される。
【0012】第2の塔130内部に送通された流体は極低温蒸留によって窒素富化蒸気及び酸素富化液体に分離される。窒素富化蒸気は流れ114として第2の塔130から引出され、熱交換器112及び101を貫流されることによってほぼ大気温度にまで暖められ、そして生成物窒素ガスとして回収される。塔純度を制御する目的上、窒素富化された廃棄流れ115は第2の塔130の、窒素富化流れ及び酸素富化流れの導入位置間に於て第2の塔130から引出され、大気に放出される以前に熱交換器112及び101に貫流させることによって暖められる。廃棄流れ115の幾分かは給送空気を浄化するために使用された吸着床を再生するために使用可能である。90%或いはそれ以上の窒素回収が本発明を使用して可能である。言及された如く、図1に例示される具体例は空気分離プラントに於てアルゴン塔を含んでいる。そうした具体例では、一次酸素及びアルゴンを含む流れが第2の塔130からアルゴン塔132内に送通され、そこで極低温蒸留によって酸素富化液体及びアルゴン富化蒸気に分離される。酸素富化液体は流れ133として第2の塔130に還流される。アルゴン富化蒸気は流路167を経てアルゴン塔凝縮器131に至り、そこで酸素富化流体に対して凝縮されアルゴン富化液体168を生成する。アルゴン富化液体の部分169はアルゴン塔132のための還流液として使用される。アルゴン富化液体の他の流れ部分121は、一般に96%を越えるアルゴン濃度を有する生アルゴン生成物として回収される。図1に例示されるように、生アルゴン生成物の流れ121は熱交換器122内で一層の品質改良及び回収に先立ち、給送空気の第3の部分120に対し暖められ或いは蒸発され得る。
【0013】酸素富化液体140は第2の塔130から引出され、高さ、即ち図1に例示される如き液頭を創出する高さをポンピング、加圧貯蔵タンクの使用或いはこれら方法の任意の組み合わせによって変化させることによって、第2の塔130の圧力よりも高い圧力に加圧される。引き出された液体は、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第1の部分144と、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第2の部分148とに分割される。第1の部分144は次で凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通されそこで、凝縮するターボ膨張された給送空気の第2の部分と間接熱交換されることによって気化される。ガス状の生成物酸素145が凝縮器149から熱交換器101を貫いて送通されそこで暖められ、そして低圧生成物酸素ガスとして回収される。ここで”回収された”とは、ガス或いは液体の、大気への放出を含む任意の処理を意味する。液体酸素もまた酸素富化液体140或いは凝縮器149から回収され得る。
【0014】引き出された液体の第2の部分148は図1に例示される如きポンプ141への送通並びに液頭の創出による等して、第1の部分144よりも高い圧力に加圧される。生じたより高圧の液体142は次で、熱交換器110に送通されることによって暖められ、そして凝縮器或いは生成ボイラー107内に絞り入力されそこで少なくとも部分的に給送空気の第1の部分との間接熱交換によって蒸発される。ガス状の生成物酸素143は凝縮器107から熱交換器101を通して送通されそこで暖められ、高圧の生成物酸素ガスとして回収される。凝縮器107から液体116を取出し、熱交換器112に通すことによってサブクールし、そして生成物液体酸素として回収し得る。一般に、低圧の酸素生成物ガスの圧力は20から35psiaの範囲内であり、高圧の酸素生成物ガスの圧力は40から250psiaの範囲内である。」(当審注:段落【0011】の「アルゴン登上部」は「アルゴン塔上部」の誤記と認める。)
c 「
[図:0001418273000003.jpg]
」
(イ) 前記(ア)aによれば、甲第3号証には極低温蒸留によって空気を分離するための装置が記載されており、前記(ア)b~cによれば、前記装置においては、一般に、絶対平方インチ当り90から500ポンド(psia)の範囲内の圧力に圧縮された給送空気100が、熱交換器101を貫く戻り流れに対し、間接熱交換によって冷却され、冷却され圧縮された給送空気の第1の部分106が凝縮器107に提供され、空気分離プラントから取出された蒸発する液体と間接熱交換されることによって少なくとも部分的に凝縮され、一般に、給送空気の第1の部分106は給送空気100の5乃至30%を含んでおり、生じた液体は、一般に60から100psiaの範囲内の圧力で運転される第1の塔105に導入され、給送空気の第1の部分が部分的に凝縮される場合は、生じた流れ160は第1の塔105内に直接送通され得、或いは分離器108に送通され得るものであり、分離器108からの液体109は次いで、第1の塔105内に送通され、液体109は、第1の塔105内部に送通されるに先立ち、熱交換器110を貫流されることにより一層冷却され得るものである。
そして、分離器108からの蒸気111は第1の塔105内に直接送通され得或いは冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され、次いで第1の塔105内に送通され得るものであり、冷却され圧縮された給送空気の第4の部分113は冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得るものであり、蒸気111及び給送空気の第4の部分113の流れは、給送空気の流れ103の温度を調節するために使用し得るものであり、空気分離プラントがアルゴン塔を含む場合は、冷却され圧縮された給送空気の第3の部分120は、熱交換器122の如きにおけるアルゴン塔に於て生成された流体との間接熱交換によって更に冷却され得或いは更に凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得るものである。
また、冷却され圧縮された給送空気の第2の部分103がターボエキスパンダー102に提供され、一般に60から100psiaの範囲内の圧力にターボ膨張され、一般に、給送空気の第2の部分103は給送空気100の60乃至90%を含み、ターボ膨張された給送空気の第2の部分104は第1の部分147及び第2の部分146に分割し得るものであり、第1の部分147は、もし使用される場合にはターボ膨張された給送空気の第2の部分104の0から75%を含み、凝縮された給送空気の第1の部分が送通された位置よりも低い位置で第1の塔105内に送通されるものであり、第2の部分146はターボ膨張された給送空気の第2の部分104の25から100%を含み、凝縮器149に送通され、そこでその少なくとも幾分かが凝縮され、次で第1の塔105内部に送通されるものであり、好ましくは、給送空気の第2の部分146は液化された給送空気の第1の部分と結合されそして第1の塔105内に送通されるものである。
そして、第1の塔105内部では、給送空気は極低温蒸留によって窒素富化流体及び酸素富化流体に分離されるものであり、第1の塔105は二重塔システムにおける高圧塔であり、窒素富化蒸気161は第1の塔105から引出されそしてリボイラー162内で第2の塔130の底部に凝縮され、生じた液体163は、還流液として第1の塔105に戻る流れ164と熱交換器112内でサブクールされる流れ118とに分割され、次いで空気分離プラントの第2の塔130内部にフラッシュされ、第2の塔130は第1の塔105の圧力未満の圧力、一般的には15乃至30psiaの圧力で運転され、液体窒素生成物は流れ118から、それが第2の塔130内にフラッシュされる以前に回収され得或いは、タンクのフラッシュオフを最小限化させるための流れ119として第2の塔130から直接取り出され得るものであり、酸素富化液体は第1の塔105から流れ117として引出され、熱交換器112内でサブクールされそして第2の塔130内部に送通され、空気分離プラントにアルゴン132塔が含まれる場合は、流れ117の全て或いは一部は、アルゴン塔132上部の蒸気を凝縮させる作用を為す凝縮器131内部にフラッシュされ得るものであり、生じた流れ165及び166は夫々蒸気及び液体を含み、次いで凝縮器131から第2の塔130内部へと送通されるものである。
また、第2の塔130内部に送通された流体は極低温蒸留によって窒素富化蒸気及び酸素富化液体に分離され、窒素富化蒸気は流れ114として第2の塔130から引出され、熱交換器112及び101を貫流されることによってほぼ大気温度にまで暖められ、そして生成物窒素ガスとして回収されるものであり、塔純度を制御する目的上、窒素富化された廃棄流れ115は第2の塔130の、窒素富化流れ及び酸素富化流れの導入位置間に於て第2の塔130から引出され、大気に放出される以前に熱交換器112及び101に貫流させることによって暖められ、廃棄流れ115の幾分かは給送空気を浄化するために使用された吸着床を再生するために使用可能であり、90%或いはそれ以上の窒素回収が可能であり、空気分離プラントに於てアルゴン塔132を含んでいる具体例では、一次酸素及びアルゴンを含む流れが第2の塔130からアルゴン塔132内に送通され、そこで極低温蒸留によって酸素富化液体及びアルゴン富化蒸気に分離され、酸素富化液体は流れ133として第2の塔130に還流され、アルゴン富化蒸気は流路167を経てアルゴン塔凝縮器131に至り、そこで酸素富化流体に対して凝縮されアルゴン富化液体168を生成し、アルゴン富化液体の部分169はアルゴン塔132のための還流液として使用され、アルゴン富化液体の他の流れ部分121は、一般に96%を越えるアルゴン濃度を有する生アルゴン生成物として回収され、生アルゴン生成物の流れ121は熱交換器122内で一層の品質改良及び回収に先立ち、給送空気の第3の部分120に対し暖められ或いは蒸発され得るものである。
更に、酸素富化液体140は第2の塔130から引出され、高さ、即ち液頭を創出する高さをポンピング、加圧貯蔵タンクの使用或いはこれら方法の任意の組み合わせによって変化させることによって、第2の塔130の圧力よりも高い圧力に加圧され、引き出された液体は、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第1の部分144と、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第2の部分148とに分割され、第1の部分144は次で凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通されそこで、凝縮するターボ膨張された給送空気の第2の部分と間接熱交換されることによって気化され、ガス状の生成物酸素145が凝縮器149から熱交換器101を貫いて送通されそこで暖められ、そして低圧生成物酸素ガスとして回収され、液体酸素もまた酸素富化液体140或いは凝縮器149から回収され得るものである。
そして、引き出された液体の第2の部分148は、ポンプ141への送通並びに液頭の創出による等して、第1の部分144よりも高い圧力に加圧され、生じたより高圧の液体142は次で、熱交換器110に送通されることによって暖められ、そして凝縮器或いは生成ボイラー107内に絞り入力されそこで少なくとも部分的に給送空気の第1の部分との間接熱交換によって蒸発され、ガス状の生成物酸素143は凝縮器107から熱交換器101を通して送通されそこで暖められ、高圧の生成物酸素ガスとして回収されるものであり、凝縮器107から液体116を取出し、熱交換器112に通すことによってサブクールし、そして生成物液体酸素として回収し得るものであり、一般に、低圧の酸素生成物ガスの圧力は20から35psiaの範囲内であり、高圧の酸素生成物ガスの圧力は40から250psiaの範囲内であるものである。
(ウ) 前記(イ)によれば、甲第3号証には、以下の発明が記載されているといえる(以下、「甲3発明」という。)。
「極低温蒸留によって空気を分離するための装置であって、
前記装置においては、一般に、絶対平方インチ当り90から500ポンド(psia)の範囲内の圧力に圧縮された給送空気100が、熱交換器101を貫く戻り流れに対し、間接熱交換によって冷却され、冷却され圧縮された給送空気の第1の部分106が凝縮器107に提供され、空気分離プラントから取出された蒸発する液体と間接熱交換されることによって少なくとも部分的に凝縮され、一般に、給送空気の第1の部分106は給送空気100の5乃至30%を含んでおり、生じた液体は、一般に60から100psiaの範囲内の圧力で運転される第1の塔105に導入され、給送空気の第1の部分が部分的に凝縮される場合は、生じた流れ160は第1の塔105内に直接送通され得、或いは分離器108に送通され得るものであり、分離器108からの液体109は次いで、第1の塔105内に送通され、液体109は、第1の塔105内部に送通されるに先立ち、熱交換器110を貫流されることにより一層冷却され得るものであり、
分離器108からの蒸気111は第1の塔105内に直接送通され得或いは冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され、次いで第1の塔105内に送通され得るものであり、冷却され圧縮された給送空気の第4の部分113は冷却され得或いは戻り流れに対し熱交換器112内で凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得るものであり、蒸気111及び給送空気の第4の部分113の流れは、給送空気の流れ103の温度を調節するために使用し得るものであり、空気分離プラントがアルゴン塔を含む場合は、冷却され圧縮された給送空気の第3の部分120は、熱交換器122の如きにおけるアルゴン塔に於て生成された流体との間接熱交換によって更に冷却され得或いは更に凝縮され得、次いで第1の塔105内に送通され得るものであり、
冷却され圧縮された給送空気の第2の部分103がターボエキスパンダー102に提供され、一般に60から100psiaの範囲内の圧力にターボ膨張され、一般に、給送空気の第2の部分103は給送空気100の60乃至90%を含み、ターボ膨張された給送空気の第2の部分104は第1の部分147及び第2の部分146に分割し得るものであり、第1の部分147は、もし使用される場合にはターボ膨張された給送空気の第2の部分104の0から75%を含み、凝縮された給送空気の第1の部分が送通された位置よりも低い位置で第1の塔105内に送通されるものであり、第2の部分146はターボ膨張された給送空気の第2の部分104の25から100%を含み、凝縮器149に送通され、そこでその少なくとも幾分かが凝縮され、次で第1の塔105内部に送通されるものであり、好ましくは、給送空気の第2の部分146は液化された給送空気の第1の部分と結合されそして第1の塔105内に送通されるものであり、
第1の塔105内部では、給送空気は極低温蒸留によって窒素富化流体及び酸素富化流体に分離されるものであり、第1の塔105は二重塔システムにおける高圧塔であり、窒素富化蒸気161は第1の塔105から引出されそしてリボイラー162内で第2の塔130の底部に凝縮され、生じた液体163は、還流液として第1の塔105に戻る流れ164と熱交換器112内でサブクールされる流れ118とに分割され、次いで空気分離プラントの第2の塔130内部にフラッシュされ、第2の塔130は第1の塔105の圧力未満の圧力、一般的には15乃至30psiaの圧力で運転され、液体窒素生成物は流れ118から、それが第2の塔130内にフラッシュされる以前に回収され得或いは、タンクのフラッシュオフを最小限化させるための流れ119として第2の塔130から直接取り出され得るものであり、酸素富化液体は第1の塔105から流れ117として引出され、熱交換器112内でサブクールされそして第2の塔130内部に送通され、空気分離プラントにアルゴン塔132が含まれる場合は、流れ117の全て或いは一部は、アルゴン塔132上部の蒸気を凝縮させる作用を為す凝縮器131内部にフラッシュされ得るものであり、生じた流れ165及び166は夫々蒸気及び液体を含み、次いで凝縮器131から第2の塔130内部へと送通されるものであり、
第2の塔130内部に送通された流体は極低温蒸留によって窒素富化蒸気及び酸素富化液体に分離され、窒素富化蒸気は流れ114として第2の塔130から引出され、熱交換器112及び101を貫流されることによってほぼ大気温度にまで暖められ、そして生成物窒素ガスとして回収されるものであり、塔純度を制御する目的上、窒素富化された廃棄流れ115は第2の塔130の、窒素富化流れ及び酸素富化流れの導入位置間に於て第2の塔130から引出され、大気に放出される以前に熱交換器112及び101に貫流させることによって暖められ、廃棄流れ115の幾分かは給送空気を浄化するために使用された吸着床を再生するために使用可能であり、90%或いはそれ以上の窒素回収が可能であり、空気分離プラントに於てアルゴン塔132を含んでいる具体例では、一次酸素及びアルゴンを含む流れが第2の塔130からアルゴン塔132内に送通され、そこで極低温蒸留によって酸素富化液体及びアルゴン富化蒸気に分離され、酸素富化液体は流れ133として第2の塔130に還流され、アルゴン富化蒸気は流路167を経てアルゴン塔凝縮器131に至り、そこで酸素富化流体に対して凝縮されアルゴン富化液体168を生成し、アルゴン富化液体の部分169はアルゴン塔132のための還流液として使用され、アルゴン富化液体の他の流れ部分121は、一般に96%を越えるアルゴン濃度を有する生アルゴン生成物として回収され、生アルゴン生成物の流れ121は熱交換器122内で一層の品質改良及び回収に先立ち、給送空気の第3の部分120に対し暖められ或いは蒸発され得るものであり、
酸素富化液体140は第2の塔130から引出され、高さ、即ち液頭を創出する高さをポンピング、加圧貯蔵タンクの使用或いはこれら方法の任意の組み合わせによって変化させることによって、第2の塔130の圧力よりも高い圧力に加圧され、引き出された液体は、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第1の部分144と、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第2の部分148とに分割され、第1の部分144は次で凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通されそこで、凝縮するターボ膨張された給送空気の第2の部分と間接熱交換されることによって気化され、ガス状の生成物酸素145が凝縮器149から熱交換器101を貫いて送通されそこで暖められ、そして低圧生成物酸素ガスとして回収され、液体酸素もまた酸素富化液体140或いは凝縮器149から回収され得るものであり、
引き出された液体の第2の部分148は、ポンプ141への送通並びに液頭の創出による等して、第1の部分144よりも高い圧力に加圧され、生じたより高圧の液体142は次で、熱交換器110に送通されることによって暖められ、そして凝縮器或いは生成ボイラー107内に絞り入力されそこで少なくとも部分的に給送空気の第1の部分との間接熱交換によって蒸発され、ガス状の生成物酸素143は凝縮器107から熱交換器101を通して送通されそこで暖められ、高圧の生成物酸素ガスとして回収されるものであり、凝縮器107から液体116を取出し、熱交換器112に通すことによってサブクールし、そして生成物液体酸素として回収し得るものであり、一般に、低圧の酸素生成物ガスの圧力は20から35psiaの範囲内であり、高圧の酸素生成物ガスの圧力は40から250psiaの範囲内であるものである、装置。」
(2) 対比・判断
ア 甲第1号証を主引用例とした場合について
(ア) 本件発明1と甲1発明とを対比すると、甲1発明における「中圧カラム」は、「空気1の流れ」が送られ、「低温蒸留」により「窒素及び酸素が濃縮した流れ」を生成するものであって、技術常識からみて、前記「窒素及び酸素が濃縮した流れ」は「高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気」といえるから、本件発明1における「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔」に相当する。
甲1発明における「低圧カラム」は、「窒素及び酸素が濃縮した流れ」が「中圧カラムから」「送られ」、「98%未満の酸素を含有する酸素流れ19」が「低圧カラム15の底部から取り出され」るものであって、技術常識からみて、前記「酸素流れ19」は「低圧液化酸素」といえるから、本件発明1における「少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し」、「低圧液化酸素」「に分離する低圧塔」に相当する。
甲1発明における「圧縮機A」は、「圧縮及び浄化された空気1の流れ」のうちの「別な流れ5」を圧縮するものであるから、本件発明1における「前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機」に相当し、甲1発明における「ポンプ25」は、「低圧カラム15の底部から取り出され」た「酸素流れ19」「の一部が蒸発器24内に送られ」た「残りの部分」を「10barの圧力に加圧」するものであるから、本件発明1における「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプ」に相当する。
甲1発明における「熱交換器3」は、前記「別な流れ5」を「液化」するとともに、前記「残りの部分」を「流れ29として蒸発」するものであるから、本件発明1における「前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器」に相当し、甲1発明における「低温蒸留により空気を分離する装置」は、本件発明1における「空気分離装置」に相当する。
(イ) 前記(ア)によれば、本件発明1と甲1発明とは、
「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、
少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧液化酸素に分離する低圧塔と、
前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、
前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、を備える、空気分離装置。」
の点で一致し、以下の点で相違する。
・相違点1:「空気分離装置」の「低圧塔」が、本件発明1は、「少なくとも前記高圧酸素富化液化空気」を「低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する」ものであるのに対して、甲1発明は「低圧窒素ガス」が分離されるか否かが明らかでない点。
・相違点2:「空気分離装置」が、本件発明1は、「前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器」を備えるのに対して、甲1発明は、「低圧カラム15の底部」に、その「周囲に液体酸素が蓄積」する「リボイラー17」を備える点。
・相違点3:「空気分離装置」が、本件発明1は、「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器と、前記第2凝縮器を収容する気液分離器とを備え、前記低圧塔から前記低圧液化酸素の一部を抜き出す経路として、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路と、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路とが、別々に設けられている」のに対して、甲1発明は、「低圧カラム15の底部から取り出され、ポンプ23により2barまで加圧され」た「98%未満の酸素を含有する酸素流れ19」「の一部が蒸発器24内に送られ、そこで酸素の一部は、次いでカラムに送られる供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発するものであり」、「酸素の残りの部分はポンプ25で10barの圧力に加圧され、熱交換器3において流れ29として蒸発するか、あるいは、全ての酸素を低圧で蒸発させ、流れ29は存在しなくてもよい」ものである点。
(ウ) 事案に鑑み、始めに、前記(イ)の相違点3が実質的な相違点であるか否かについて検討すると、甲1発明は、「圧縮及び浄化された空気1の流れは熱交換器3で冷却され、3つに分けられ」、「別な流れ5は、圧縮機Aで圧縮された後、熱交換器3で液化され、弁11で膨張して中圧カラム13に送られ」て、装置が運転されるものであり、このとき、「蒸発器24」において、「低圧カラム15の底部から取り出され」た「酸素流れ19」「の一部」又は「全て」を、「供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発する」ものであって、「酸素流れ19」「の一部が蒸発器24内に送られ」た場合、「酸素の残りの部分はポンプ25で10barの圧力に加圧され」て、「流れ29」とされ、「全ての酸素を低圧で蒸発させ」た場合、「流れ29は存在しなくてもよい」ものである。
このことからみれば、甲1発明は、「圧縮機A」が稼働した状態において、「蒸発器24」により「酸素流れ19」を「供給空気(5又はB)の一部との熱交換により蒸発」させることを前提として、「酸素流れ19」「の一部」が蒸発するとき、「酸素の残りの部分」を「ポンプ25で10barの圧力に加圧」するものといえるから、「圧縮機A」と「蒸発器24」が同時に稼働することを前提としたものといえる。
そして、そのような甲1発明において、「圧縮機A」が稼働した状態で、「酸素流れ19」の全量を、「蒸発器24」を介することなく「ポンプ25で10barの圧力に加圧」することは、「圧縮機A」と「蒸発器24」が同時に稼働する、という前記前提を破却することにほかならないから、そうすることはそもそも想定されない。
すると、仮に、甲1発明における「蒸発器24」が、「前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換」するものである点で、本件発明1における「気液分離器」と共通するとしても、甲1発明が、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けたものとはいえないので、前記相違点3は実質的な相違点である。
(エ) 次に、前記相違点3の容易想到性について検討すると、前記(ウ)に記載したのと同様の理由により、甲1発明において、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けることはそもそも想定されないから、甲1発明を前記相違点3に係る本件発明1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はない。
(オ) 前記(ウ)及び(エ)によれば、前記(イ)の相違点1及び2について検討するまでもなく、本件発明1が甲1発明であるとはいえないし、本件発明1が、甲1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ともいえない。
更に、本件発明1を直接又は間接的に引用し、本件発明1の特定を更に限定したものであるか、又は少なくとも本件発明の特定を全て備える本件発明2及び3について検討しても事情は同じである。
イ 甲第2号証を主引用例とした場合について
(ア) 本件発明1と甲2発明とを対比すると、甲2発明における「高圧カラム10」は、「供給空気」が「極低温精留により窒素富化蒸気と酸素富化液体に分離され」るものであって、技術常識からみて、前記「窒素富化蒸気」及び「酸素富化液体」はそれぞれ「高圧窒素ガス」及び「高圧酸素富化液化空気」といえるから、本件発明1における「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔」に相当する。
甲2発明における「低圧カラム11」は、「流れ90として高圧カラム10の下部から取り出され」た「酸素富化液体」が供給され、「様々な原料が極低温精留により窒素富化流体と低純度酸素とに分離され」るものであって、技術常識からみて、前記「窒素富化流体」及び「低純度酸素」はそれぞれ「低圧窒素ガス」及び「低圧液化酸素」といえるから、本件発明1における「少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔」に相当する。
甲2発明における「リボイラ14」は、「高圧カラム10の上部から流れ140として取り出され」た「窒素富化蒸気」が供給され、「そこで低純度酸素との間接熱交換により凝縮され」るものであって、技術常識からみて、前記「低純度酸素」は前記「間接熱交換」により「気化」して「低圧酸素ガス」となるから、本件発明1における「前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器」に相当する。
甲2発明における「圧縮機32」は、「一般に50~100ポンド/平方インチ絶対圧(psia)の範囲内の圧力にある供給空気50」が分割された「流れ55」を更に圧縮するものであるから、本件発明1における「前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機」に相当し、甲2発明における「液体ポンプ19」は、「低圧カラム11」から「取り出され」た「液体流れ120」の「第1の部分121」である「低純度酸素」が供給されて、「圧力が増加」するものであるから、本件発明1における「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプ」に相当する。
甲2発明における「主熱交換器17」は、「圧縮機32」で圧縮された「圧縮供給空気部分56」が「戻り流れとの間接熱交換により冷却され」、「液体ポンプ19」で「圧力が増加」した「低純度酸素流れ122」が「主熱交換器17を通過することにより気化」するものであって、技術常識からみて、冷却された「圧縮供給空気部分56」は液化し、気化した「低純度酸素流れ122」は「高圧酸素ガス」となるから、本件発明1における「前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器」に相当し、甲2発明における「低純度酸素と高純度酸素を製造するための装置」は、本件発明1における「空気分離装置」に相当する。
(イ)前記(ア)によれば、本件発明1と甲2発明とは、
「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、
少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔と、
前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器と、
前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、
前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、を備える、空気分離装置。」
の点で一致し、以下の点で相違する。
・相違点4:「空気分離装置」が、本件発明1は、「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器と、前記第2凝縮器を収容する気液分離器とを備え、前記低圧塔から前記低圧液化酸素の一部を抜き出す経路として、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路と、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路とが、別々に設けられている」のに対して、甲2発明は、「低純度液体酸素」が「低圧カラム11から液体流れ120として取り出され」、「液体流れ120の第1の部分121」が「液体ポンプ19に供給され、そこで圧力が増加し、加圧された低純度酸素流れ122は主熱交換器17を通過することにより気化され、その後、一般に25~450psiaの範囲内の圧力で製品低純度酸素として流れ123で回収されるものであり」、「流れ120の第2の部分125が補助カラム13の上部に送られ、あるいは、第1の部分121及び第2の部分125を低圧カラム11から別々に取り出すこともでき、低純度酸素液体は、上昇する蒸気に逆らって補助カラム13を流下し、その過程で、下降する液体内の窒素とアルゴンが下降する液体から上昇する蒸気へと除去され、補助カラム13の底部に高純度酸素液体が生成され、補助カラム13の上部に残りの蒸気が生成し、残りの蒸気は、補助カラム13の上部から取り出され、流れ126により低圧カラム11に送られるものであり、補助カラム13の底部からの高純度酸素液体は、リボイラー15で少なくとも部分的に気化され、高純度酸素蒸気が生成され、完全に気化されない場合は残りの高純度酸素液体が生成されるものであり、高純度酸素蒸気の少なくとも一部は、前記上昇する蒸気として補助カラム13を通過し、高純度酸素蒸気、高純度酸素液体の少なくとも一方の少なくとも一部は、製品高純度酸素として回収されるものであり、高純度酸素蒸気の一部は、補助カラム13の下部から流れ127として取り出され、製品高純度酸素として流れ129で回収されるものであり、高純度酸素液体は、補助カラム13の下部から流れ130として取り出され、製品高純度酸素が回収されるものであり、変形例では、高純度酸素を液体として補助カラム13から取り出し、高圧に昇圧して気化させ、製品高圧高純度酸素蒸気として回収することもできるものであり、リボイラー15が供給空気の一部によって駆動される実施形態では、供給空気50の別の部分58が補助熱交換器18を通過することにより冷却され、得られた冷却された流れ59が供給空気流60に供給され、供給空気流60の一部62は、リボイラー15に供給され、ここでそれは少なくとも部分的に気化する高純度酸素液体との間接熱交換により少なくとも部分的に凝縮され、リボイラー15から得られた供給空気の流れ63は、流れ82に供給され、高圧カラム10に供給されるものであり、高純度酸素蒸気127は、流れ129で回収される前に、熱交換器18を通過することにより加温されるものである」点。
(ウ) 始めに、前記(イ)の相違点4が実質的な相違点であるか否かについて検討すると、甲2発明は、「供給空気50」が「流れ51、52及び55で示される3つの部分に分割され」、その「約24~35%が流れ55で圧縮機32に送られ」、「結果として生成する流れ57は、主熱交換器17を通過することによって戻り流れとの間接熱交換により冷却され」、「得られた供給空気流れ80は、流れ83及び81に分割され、流れ81は、弁190を通過して流れ82として高圧カラム10に送られ」るものであり、このとき、「低圧カラム11」から取り出される「低純度液体酸素」の「第1の部分121」が「液体ポンプ19に送られ、そこで圧力が増加し」、最終的に「製品低純度酸素」が回収される一方、「低純度液体酸素」の「第2の部分125」が、「供給空気の一部によって駆動される」「リボイラー15」を収容する「補助カラム13の上部に送られ」て、最終的に「製品高純度酸素」又は「製品高圧高純度酸素蒸気」として回収されるものである。
このことからみれば、甲2発明は、「圧縮機32」及び「液体ポンプ19」が共に稼働した状態において、更に「補助カラム13」を稼働することを前提として、「製品低純度酸素」及び「製品高純度酸素」又は「製品高圧高純度酸素蒸気」を同時に回収し、製品酸素を製造するものといえるから、「圧縮機32」及び「液体ポンプ19」と「補助カラム13」が同時に稼働することを前提としたものといえる。
そして、そのような甲2発明において、「圧縮機32」及び「液体ポンプ19」が共に稼働した状態において、「低純度液体酸素」の「第2の部分125」を「補助カラム13」に送ることなく運転することは、「圧縮機32」及び「液体ポンプ19」と「補助カラム13」が同時に稼働する、という前記前提を破却することにほかならないから、そうすることはそもそも想定されない。
すると、仮に、甲2発明における「補助カラム13」が、「前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換」する「リボイラー15」を収容するものである点で、本件発明1における「気液分離器」と共通するとしても、甲2発明が、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けたものとはいえないので、前記相違点4は実質的な相違点である。
(エ) 次に、前記相違点4の容易想到性について検討すると、前記(ウ)に記載したのと同様の理由により、甲2発明において、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けることはそもそも想定されないから、甲2発明を前記相違点4に係る本件発明1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はない。
(オ) 前記(ウ)及び(エ)によれば、本件発明1が甲2発明であるとはいえないし、本件発明1が、甲2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ともいえない。
更に、本件発明1を直接又は間接的に引用し、本件発明1の特定を更に限定したものであるか、又は少なくとも本件発明の特定を全て備える本件発明2及び3について検討しても事情は同じである。
ウ 甲第3号証を主引用例とした場合について
(ア) 本件発明1と甲3発明とを対比すると、甲3発明における「第1の塔105」は、その内部で、「給送空気」が「極低温蒸留によって窒素富化流体及び酸素富化流体」、すなわち「窒素富化蒸気161」及び「酸素富化液体」「に分離される」ものであって、技術常識からみて、前記「窒素富化蒸気161」及び「酸素富化液体」はそれぞれ「高圧窒素ガス」及び「高圧酸素富化液化空気」といえるから、本件発明1における「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔」に相当する。
甲3発明における「第2の塔130」は、「第1の塔105から流れ117として引出され」た「酸素富化液体」が「熱交換器112内でサブクールされそして第2の塔130内部に送通され」、「第2の塔130内部に送通された流体は極低温蒸留によって窒素富化蒸気及び酸素富化液体に分離され」るものであって、技術常識からみて、前記「窒素富化蒸気」及び「酸素富化液体」はそれぞれ「低圧窒素ガス」及び「低圧液化酸素」といえるから、本件発明1における「少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔」に相当する。
甲3発明においては、「送給空気100」が「一般に、絶対平方インチ当り90から500ポンド(psia)の範囲内の圧力に圧縮」されるのであるから、明示されてはいないものの、本件発明1における「前記原料空気」を「さらに昇圧する空気昇圧機」に相当する「空気昇圧機」を備えるものといえる。
甲3発明における「ポンプ141」は、「第2の塔130」から「引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第2の部分148」を加圧して「高圧の液体142」とするものであるから、本件発明1における「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプ」に相当する。
甲3発明における「熱交換器101」は、「圧縮された給送空気100が、熱交換器101を貫く戻り流れに対し、間接熱交換によって冷却され」、「ガス状の生成物酸素143」が「凝縮器107から熱交換器101を通して送通されそこで暖められ、高圧の生成物酸素ガスとして回収される」ものであるから、本件発明1における「前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と」、「昇圧された高圧」「酸素とを間接的に熱交換し」、「高圧酸素ガスを生成する主熱交換器」に相当し、甲3発明における「極低温蒸留によって空気を分離するための装置」は、本件発明1における「空気分離装置」に相当する。
(イ)前記(ア)によれば、本件発明1と甲3発明とは、
「原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、
少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔と、
前記原料空気をさらに昇圧する空気昇圧機と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、
前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、昇圧された高圧酸素とを間接的に熱交換し、高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、を備える、空気分離装置。」
の点で一致し、以下の点で相違する。
・相違点5:「空気分離装置」が、本件発明1は、「前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器」と備えるのに対して、甲3発明は、「窒素富化蒸気161」が「第1の塔105から引出されそしてリボイラー162内で第2の塔130の底部に凝縮され」る「リボイラー162」を備える点。
・相違点6:「空気分離装置」の「空気昇圧機」が、本件発明1は、「前記原料空気の一部をさらに昇圧する」ものであるのに対して、甲3発明は、「原料空気の一部をさらに昇圧する」ものとはいえない点。
・相違点7:「空気分離装置」の「主熱交換器」が、本件発明1は、「前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する」ものであるのに対して、甲3発明における「熱交換器101」は、「送球空気100」と「ガス状の生成物酸素143」とが「間接的に熱交換」するものであり、「前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成」するか否かが明らかでなく、「前記高圧液化酸素を気化」するものではない点。
・相違点8:「空気分離装置」が、本件発明1は、「前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器と、前記第2凝縮器を収容する気液分離器とを備え、前記低圧塔から前記低圧液化酸素の一部を抜き出す経路として、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路と、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路とが、別々に設けられている」のに対して、甲3発明は、「酸素富化液体140は第2の塔130から引出され、高さ、即ち液頭を創出する高さをポンピング、加圧貯蔵タンクの使用或いはこれら方法の任意の組み合わせによって変化させることによって、第2の塔130の圧力よりも高い圧力に加圧され、引き出された液体は、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第1の部分144と、引き出された酸素富化液体140の10から90%を含む第2の部分148とに分割され、第1の部分144は次で凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通されそこで、凝縮するターボ膨張された給送空気の第2の部分と間接熱交換されることによって気化され、ガス状の生成物酸素145が凝縮器149から熱交換器101を貫いて送通されそこで暖められ、そして低圧生成物酸素ガスとして回収され、液体酸素もまた酸素富化液体140或いは凝縮器149から回収され」、「引き出された液体の第2の部分148は、ポンプ141への送通並びに液頭の創出による等して、第1の部分144よりも高い圧力に加圧され、生じたより高圧の液体142は次で、熱交換器110に送通されることによって暖められ、そして凝縮器或いは生成ボイラー107内に絞り入力されそこで少なくとも部分的に給送空気の第1の部分との間接熱交換によって蒸発され、ガス状の生成物酸素143は凝縮器107から熱交換器101を通して送通されそこで暖められ、高圧の生成物酸素ガスとして回収される」ものである点。
(ウ) 事案に鑑み、始めに、前記(イ)の相違点8が実質的な相違点であるか否かについて検討すると、甲3発明は、「酸素富化液体140」が分割された「第1の部分144」が、「凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通されそこで、凝縮するターボ膨張された給送空気の第2の部分と間接熱交換されることによって気化され、ガス状の生成物酸素145が凝縮器149から熱交換器101を貫いて送通されそこで暖められ、そして低圧生成物酸素ガスとして回収され」るとともに、「酸素富化液体140」が分割された「第2の部分148」が、「ポンプ141」により加圧され、「生じたより高圧の液体142は次で、熱交換器110に送通されることによって暖められ」、最終的に「ガス状の生成物酸素143」が「高圧の生成物酸素ガスとして回収される」ものである。
このことからみれば、甲3発明は、明示されない「空気昇圧機」及び「ポンプ141」が稼働した状態において、更に「凝縮器或いは生成ボイラー149」を稼働することを前提として、「低圧生成物酸素ガス」及び「高圧の生成物酸素ガス」を同時に回収し、製品酸素を製造するものといえるから、「空気昇圧機」及び「ポンプ141」と「凝縮器或いは生成ボイラー149」が同時に稼働することを前提としたものといえる。
そして、そのような甲3発明において、明示されない「空気昇圧機」及び「ポンプ141」が稼働した状態において、「酸素富化液体140」が分割された「第1の部分144」を「凝縮器或いは生成ボイラー149内に送通」することなく運転することは、「空気昇圧機」及び「ポンプ141」と「凝縮器或いは生成ボイラー149」が同時に稼働する、という前記前提を破却することにほかならないから、そうすることはそもそも想定されない。
すると、仮に、甲3発明における「凝縮器或いは生成ボイラー149」が、「前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換」するものである点で、本件発明1における「気液分離器」と共通するとしても、甲3発明が、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けたものとはいえないので、前記相違点8は実質的な相違点である。
(エ) 次に、前記相違点8の容易想到性について検討すると、前記(ウ)に記載したのと同様の理由により、甲3発明において、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けることはそもそも想定されないから、甲3発明を前記相違点8に係る本件発明1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はない。
(オ) 前記(ウ)及び(エ)によれば、前記(イ)の相違点5~7について検討するまでもなく、本件発明1が甲3発明であるとはいえないし、本件発明1が、甲3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ともいえない。
更に、本件発明1を直接又は間接的に引用し、本件発明1の特定を更に限定したものであるか、又は少なくとも本件発明の特定を全て備える本件発明2及び3について検討しても事情は同じである。
(3) 申立人の主張について
ア 特許法第29条第1項、第2項所定の規定違反(新規性、進歩性欠如)についての申立人の主張は、概略、以下のとおりである。
(ア) 甲1発明における「流れ29」は本件発明1における「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」に相当し、甲1発明における「流れ27」は、本件発明1における「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」に相当する。
甲第1号証には、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」及び「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」は開示されていないが、甲1発明では、前記の両方の経路で同時に酸素を回収することも、別々に酸素を回収することも可能であることは自明であるから、本件発明1は甲1発明であるか、甲1発明に基づいて容易に想到できたものである(特許異議申立書25ページ2行~27ページ5行)。
(イ) 甲2発明における「液体流れ120」、「第1の部分121」、「低純度酸素流れ122」及び「流れ123」は、本件発明1における「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」に相当し、甲2発明における「液体流れ120」、「第2の部分125」、「流れ127」及び「流れ129」は、本件発明1における「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」に相当する。
甲第2号証には、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」及び「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」は開示されていないが、甲2発明では、前記の両方の経路で同時に酸素を回収することも、別々に酸素を回収することも可能であることは自明であるから、本件発明1は甲2発明であるか、甲2発明に基づいて容易に想到できたものである(特許異議申立書27ページ最終行~30ページ最終行)。
(ウ) 甲3発明における「酸素富化液体140」、「第2の部分148」、「高圧の液体142」及び「生成物酸素143」は、本件発明1における「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」に相当し、甲3発明における「酸素富化液体140」、「第1の部分144」、及び「生成物酸素145」は、本件発明1における「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」に相当する。
甲第3号証には、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」及び「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」は開示されていないが、甲3発明では、前記の両方の経路で同時に酸素を回収することも、別々に酸素を回収することも可能であることは自明であるから、本件発明1は甲3発明であるか、甲3発明に基づいて容易に想到できたものである(特許異議申立書31ページ11行~33ページ4行)。
イ 以下、前記アの主張について検討すると、前記アの主張は、総じて、甲第1~3号証には、本件発明1における「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」及び「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」に相当する経路が記載されていることから、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」及び「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」が開示されているといえるか、そうすることは容易想到であることをいうものといえる。
しかしながら、甲1~3発明が、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けたものとはいえないこと、及び、甲1~3発明において、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」を設けることが容易想到ではないことは、前記(2)ア(ウ)、(エ)、同イ(ウ)、(エ)、同ウ(ウ)、(エ)に記載したとおりであるから、前記アの主張はいずれも採用できない。
(4) 小括
したがって、本件発明1~3は、甲第1~3号証に記載された発明であるとはいえないし、甲第1~3号証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ともいえないので、前記第3の1及び同2の特許異議の申立て理由はいずれも理由がない。
2 特許法第36条第4項第1号所定の規定違反(実施可能要件違反)について
(1) 実施可能要件違反の判断手法
明細書の発明の詳細な説明の記載が、実施可能要件に適合するか否かは、明細書の発明の詳細な説明に、当業者が、明細書の発明の詳細な説明の記載及び出願当時の技術常識に基づいて、過度の試行錯誤を要することなく、その発明を実施することができる程度に発明の構成等の記載があるか否かという観点から判断すべきものである。
そして、物の発明における実施とは、その物の生産、使用等をする行為をいうから(特許法第2条第3項第1号)、当業者が過度の試行錯誤を要することなく、明細書等にその物を生産し、かつ、その物を使用することができる具体的な記載があるか、そのような記載がなくても、出願時の技術常識に基づいて、当業者が過度の試行錯誤を要することなく、その物を生産し、使用することができるのであれば、実施可能要件を満たすということができる。
また、方法の発明について実施可能要件を満たすためには、発明の詳細な説明に、当業者が発明の詳細な説明及び出願時の技術常識に基づいて、過度の試行錯誤を要することなく、その方法を使用できる程度の記載があることを要する。
(2) 本件特許明細書の記載事項
本件特許明細書には、以下のア~エの記載がある。
ア 「【0001】
本発明は、空気分離装置及び酸素ガス製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、高圧酸素を直接採取可能な空気分離装置が開示されている。図2は、従来の空気分離装置の構成を示す系統図である。図2に示すように、従来の空気分離装置60では、低圧塔106の底部から経路L109に抜き出された低圧液化酸素が液化酸素ポンプ111で昇圧された後、主熱交換器104において経路L102を流れる昇圧原料空気との熱交換により、高圧製品酸素ガスが製造される。なお、経路L102には空気昇圧機112が配設されており、空気圧縮機101によって高圧にされた原料空気をさらに昇圧する。また、経路L102を流れる昇圧された原料空気は、主熱交換器104により冷却されて液化原料空気となり、バルブV101により減圧された後に高圧塔105の中間部に導入される。
【0003】
しかしながら、従来の空気分離装置60では、液化酸素ポンプ111及び空気昇圧機112の少なくとも一方が停止した場合に製品高圧酸素ガスを採取できない。以後、液化酸素ポンプ111、空気昇圧機112の少なくとも一方が停止しているときをを「回転機械停止時」と言い、液化酸素ポンプ111及び空気昇圧機112共に稼動しているときを「通常運転時」と言う。
・・・
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の空気分離装置60において、液化酸素ポンプ111が何らかの理由で停止すると、低圧塔106の底部から経路L109に抜き出しされた低圧液化酸素を液化酸素ポンプ111で昇圧することができなくなる。従来の空気分離装置60において物質収支を考慮すると、低圧塔106から低圧酸素ガスを抜き出して製品酸素ガスとする方法もある。通常運転時では、経路L102によって液化状態で高圧塔105に導入されていた昇圧原料空気(液化原料空気)は、回転機械停止時では、経路L102によって供給される昇圧原料空気は、気化する対象(液化酸素)が無いために自身は液化することが無く、ガス状態で高圧塔105に導入されることになる。
【0006】
すなわち、従来の空気分離装置60では、液化酸素ポンプ111あるいは空気昇圧機112の停止時に、高圧塔105に導入される原料空気は、略全量ガス状態なので、高圧塔105を上昇する原料空気が多くなり、高圧塔105の負荷が通常運転時を超過するため、高圧塔105に供給する原料空気の供給量を減量する必要があり、製品酸素ガスの製造量も減少するという課題があった。
【0007】
一方、従来の空気分離装置60において、空気昇圧機112が何らかの理由で停止すると、低圧塔106の底部から経路L109に抜き出しされた低圧液化酸素を気化させる熱源がないので、液化酸素を液化酸素ポンプ111で昇圧することができなくなる。
【0008】
その場合であっても、従来の空気分離装置60において物質収支を考慮すると、低圧塔106から低圧酸素ガスを抜き出して製品酸素ガスとして抜き出す方法もある。その場合であっても、所定の酸素流量を確保する為には、所定の原料空気を高圧塔に導入する必要があり、前述の問題が生じる。
【0009】
一方、これを回避するために、液化酸素ポンプ111あるいは空気昇圧機112の停止時に備え、高圧塔105の径を大きく設計することも考えられる。しかし、精留塔の一般的な運転範囲が100(設計運転)~60%負荷運転であり、高圧塔105を通常の内部昇圧プロセスの運転をする場合、従来プロセスでは精留塔にとっては70%程度負荷の減量運転となり、減量運転範囲が小さくなり無駄となるデメリットがある。
【0010】
また、低圧塔106の液溜部には原料空気中に含まれる炭化水素が溜まる傾向があるが、通常運転時は低圧塔106の液溜部から液化酸素と同伴されるため、液溜部の炭化水素の濃度は一定となる。一方、液化酸素ポンプ111あるいは空気昇圧機112の停止時に、低圧塔106より酸素ガスを採取する場合、低圧塔106の液溜部に炭化水素が濃縮される傾向なので、何らかの対策が必要となる。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、空気昇圧機及び液化酸素ポンプのいずれかが停止した場合でも連続運転が可能であり、製品酸素ガスを供給可能な空気分離装置、及びこれを用いる酸素ガス製造方法を提供することを課題とする。」
イ 「【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は以下の構成を有する。
[1] 原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、
少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔と、
前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器と、
前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、
前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、
前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器とを備える、空気分離装置。
[2]
前記第1凝縮器が、流下液膜式の凝縮器である、前項[1]に記載の空気分離装置。
[3]
前項[1]又は2に記載の空気分離装置を用いて、酸素ガスを製造する方法であって、
前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止している場合、前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素を前記第2凝縮器で気化させ、低圧酸素ガスとして供給する、酸素ガス製造方法。
【発明の効果】
【0013】
本発明の空気分離装置及び酸素ガス製造方法は、空気昇圧機及び液化酸素ポンプのいずれかが停止した場合でも連続運転が可能であり、製品酸素ガスを供給可能である。」
ウ 「【0017】
<空気分離装置>
図1は、本発明の一実施形態である空気分離装置の構成の一例を示す系統図である。
図1に示すように、本実施形態の空気分離装置50は、空気圧縮機1、空気予冷器2、空気精製器3、主熱交換器4、高圧塔5、低圧塔6、第1凝縮器7、気液分離器8、第2凝縮器9、過冷器10、液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12、空気予冷器13、膨張タービン14、経路L1~L13、バルブV1~V4、及びコールドボックスCLを備える。
【0018】
本実施形態の空気分離装置50は、コールドボックスCLの内側に、主熱交換器4、高圧塔5、低圧塔6、第1凝縮器7、気液分離器8、第2凝縮器9、過冷器10、及び液化酸素ポンプ11を収容する。
本実施形態の空気分離装置50は、通常運転時には経路L9より製品高圧酸素ガスを取り出し、空気昇圧機12及び液化酸素ポンプ11のいずれかが停止した場合には、経路L11より製品低圧酸素ガスを取り出すことが可能な装置である。
・・・
【0037】
従って、定常運転状態では、高圧液化酸素は、主熱交換器4において、主に経路L2に導入された昇圧原料空気との熱交換によって気化される。一方、その熱交換によって、昇圧原料空気自身は液化し、バルブV1、経路L2Aから高圧塔5に導入される。つまり、通常運転時では、高圧塔5に導入される原料空気の中で、経路L1Aを通じて導入される原料空気は略ガス状態であり、経路L2Aを通じて導入される原料空気は略液状態である。
【0038】
気液分離器8には、経路L10、L11、L12がそれぞれ接続されている。気液分離器8は、第2凝縮器9を収容する。気液分離器8は、低圧塔6の下部から経路L10を介して供給される低圧液化酸素を、第2凝縮器9によって気化した低圧酸素ガスと、第2凝縮器9によって気化しなかった低圧液化酸素に分離する。但し、通常運転時では、経路L10、L11、L12、L4A,L4Bに流体が流れる事はなく、第2凝縮器9において熱交換は生じていない。
【0039】
<空気分離方法>
以下、本実施形態の空気分離装置50の運転方法(空気分離方法)、すなわち、上述した空気分離装置50を用いる酸素ガスの製造方法の一例について、詳細に説明する。
以下、上述した空気分離装置50の回転機械が停止した際(回転機械停止時)の空気分離方法(酸素ガスの製造方法)について、説明する。
【0040】
液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12の少なくとも一方が停止し、回転機械停止時となった場合、正常に稼働中の液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12があれば、直ちに停止する。その後、経路L9を遮断し、経路L9から抜き出されていた低圧液化酸素を経路L10から気液分離器8に導入する。更に、定常運転状態では、経路L1から経路L2に分岐されていた原料空気を遮断し、その原料空気を経路L1B経由で主熱交換器4に導入して冷却する。
【0041】
L10から気液分離器8に導入さた低圧液化酸素は、気液分離器8内に貯液される。気液分離器8内に貯液された低圧液化酸素は、後述する経路L4Aに分岐された原料空気と熱交換し、大部分が気化する。気化した低圧酸素ガスは、経路L11から主熱交換器4に導入され、加熱されて常温の製品酸素ガスとなる。L10から気液分離器8に導入さた低圧液化酸素の一部は、経路L12から抜き出される。
【0042】
主熱交換器4で冷却された原料空気の一部は、経路L4Aに分岐される。L4Aに分岐された原料空気は、温流体として第2凝縮器9に導入され、前述した低圧液化酸素との熱交換によって液化し、経路L4B、L2Aを経由して高圧塔5に導入される。
尚、上記以外の部分については、通常運転時と基本的に、同じである。」
エ 「【図1】
[図:0001418273000004.jpg]
」
(3) 実施可能要件についての判断
ア 前記(2)ウ及びエの記載によれば、本件発明に係る空気分離装置50は、空気圧縮機1、空気予冷器2、空気精製器3、主熱交換器4、高圧塔5、低圧塔6、第1凝縮器7、気液分離器8、第2凝縮器9、過冷器10、液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12、空気予冷器13、膨張タービン14、経路L1~L13、バルブV1~V4、及びコールドボックスCLを備えたものであって、通常運転時には経路L9より製品高圧酸素ガスを取り出し、空気昇圧機12及び液化酸素ポンプ11のいずれかが停止した場合には、経路L11より製品低圧酸素ガスを取り出すことが可能な装置である。
すなわち、前記空気分離装置50は、液化酸素ポンプ11及び空気昇圧機12が共に稼動している通常運転時では、高圧液化酸素が主熱交換器4において主に経路L2に導入された昇圧原料空気との熱交換によって気化される一方、その熱交換によって昇圧原料空気自身は液化し、バルブV1、経路L2Aから高圧塔5に導入されるものであり、このとき、高圧塔5に導入される原料空気の中で、経路L1Aを通じて導入される原料空気は略ガス状態であり、経路L2Aを通じて導入される原料空気は略液状態であり、気液分離器8は、第2凝縮器9を収容しており、低圧塔6の下部から経路L10を介して供給される低圧液化酸素を、第2凝縮器9によって気化した低圧酸素ガスと、第2凝縮器9によって気化しなかった低圧液化酸素に分離するものであるが、経路L10、L11、L12、L4A,L4Bに流体が流れる事はなく、第2凝縮器9において熱交換は生じていないものである。
そして、液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12の少なくとも一方が停止し、回転機械停止時となった場合には、正常に稼働中の液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12があれば直ちに停止し、その後、経路L9を遮断し、経路L9から抜き出されていた低圧液化酸素を経路L10から気液分離器8に導入し、更に、通常運転時では経路L1から経路L2に分岐されていた原料空気を遮断し、その原料空気を経路L1B経由で主熱交換器4に導入して冷却するものであり、L10から気液分離器8に導入さた低圧液化酸素は、気液分離器8内に貯液され、気液分離器8内に貯液された低圧液化酸素は、後述する経路L4Aに分岐された原料空気と熱交換し、大部分が気化し、気化した低圧酸素ガスは、経路L11から主熱交換器4に導入され、加熱されて常温の製品酸素ガスとなり、L10から気液分離器8に導入さた低圧液化酸素の一部は、経路L12から抜き出されるものであり、主熱交換器4で冷却された原料空気の一部は、経路L4Aに分岐され、L4Aに分岐された原料空気は、温流体として第2凝縮器9に導入され、前述した低圧液化酸素との熱交換によって液化し、経路L4B、L2Aを経由して高圧塔5に導入されるものである。
イ ここで、前記高圧塔5、低圧塔6、第1凝縮器7、空気昇圧機12、液化酸素ポンプ11、主熱交換器4、第2凝縮器9及び気液分離器8は、それぞれ、本件発明1における「高圧塔」、「低圧塔」、「第1凝縮器」、「空気昇圧機」、「液化酸素ポンプ」、「主熱交換器」、「第2凝縮器」及び「気液分離器」に相当するものであることが理解できる。
また、前記経路L9は、通常運転時に、低圧塔6の下部の低圧液化酸素を液化酸素ポンプ11を介して製品高圧酸素ガスとして取り出す経路であるから、本件発明1における「前記低圧塔から前記低圧液化酸素の一部を抜き出す経路として、前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているときに、前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」に相当するものであることが理解できる。
更に、前記経路L10、L11及びL12は、液化酸素ポンプ11、空気昇圧機12の少なくとも一方が停止し、回転機械停止時となった場合に、低圧塔6の下部の低圧液化酸素を第2凝縮器9を内蔵した気液分離器8を介して製品酸素ガス及び低圧液化酸素として取り出す経路であるから、本件発明1における「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているときに、前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」に相当し、前記空気分離装置50がこれらの「経路」を「別々に設け」たものであることが理解できる。
そして、本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載によれば、前記空気分離装置50は、通常運転時では、高圧液化酸素が主熱交換器4において主に経路L2に導入された昇圧原料空気との熱交換によって気化される一方、その熱交換によって昇圧原料空気自身は液化し、バルブV1、経路L2Aから高圧塔5に導入されることで連続運転でき、回転機械停止時には、主熱交換器4で冷却された原料空気の一部は、経路L4Aに分岐され、L4Aに分岐された原料空気は、温流体として第2凝縮器9に導入され、前述した低圧液化酸素との熱交換によって液化し、経路L4B、L2Aを経由して高圧塔5に導入されることで連続運転できることを理解できる。
そうすると、本件特許明細書の発明の詳細な説明には、本件発明1の発明特定事項を満たす「空気分離装置」を、過度の試行錯誤を要することなく製造し、通常運転時及び回転機械停止時のいずれにおいても連続運転して使用できる程度の記載があるといえる。
ウ 前記イによれば、本件特許明細書の記載に接した当業者は、本件発明1の発明特定事項を満たす「空気分離装置」を、過度の試行錯誤を要することなく製造し、使用することができるものである。
そして、このことを前記(1)の判断手法に当てはめれば、本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載は実施可能要件に適合する。
更に、本件発明3について検討しても事情は同じである。
(4) 申立人の主張について
ア 始めに、前記第3の3(1)の主張について検討すると、前記主張は、本件発明において液化酸素ポンプが停止した場合、低圧液化酸素を第2凝縮器に送るまでの移行期間が存在することを前提としたものといえる。
ところが、本件特許明細書には、そのような移行期間が存在することは記載されていないし、本件特許異議申立てにおいて提出された証拠には、本件発明において前記移行期間が存在することを裏付けるものもないから、前記主張は前提において誤っている。
更に、仮に、前記移行期間が存在するとしても、当該移行期間は、本件発明1の運転が成立し、高圧塔及び第2凝縮器の運転に支障がない程度の期間であると解するのが妥当であるから、前記第3の3(1)の主張は採用できない。
イ 次に、前記第3の3(2)及び(3)の主張について検討すると、本件発明1~3において、低圧酸素ガスと高圧液化酸素の供給が同時になされることはないことが特定されていないとしても、また、甲第1~3号証に、「前記気液分離器を介することなく、前記低圧液化酸素の一部を前記液化酸素ポンプによって加圧した後に回収する経路」と、「前記低圧液化酸素の一部を前記気液分離器に導入した後に回収する経路」を備えており、2経路から同時に酸素を回収できることが開示されているとしても、前記(3)ウに記載したとおり、本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載が実施可能要件に適合することに変わりはないから、前記第3の3(2)及び(3)の主張も採用できない。
ウ 最後に、前記第3の3(4)の主張について検討すると、前記ア、イによれば、本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載に、前記第3の3(1)~(3)の不明瞭点、疑問点があるとはいえないし、本件発明1、3の発明特定事項が、具体的な手段及び方法が極めて不明瞭又は不十分であるともいえないから、前記第3の3(4)の主張も採用できない。
(5) 小括
したがって、本件特許明細書の発明の詳細な説明の記載は実施可能要件に適合するから、前記第3の3の特許異議の申立て理由はいずれも理由がない。
3 特許法第36条第6項第1号所定の規定違反(サポート要件違反)について
(1) サポート要件違反の判断手法
特許請求の範囲の記載がサポート要件に適合するか否かは、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載とを対比し、特許請求の範囲に記載された発明が、発明の詳細な説明に記載された発明で、発明の詳細な説明の記載又はその示唆により当業者が当該発明の課題を解決できると認識できる範囲のものであるか否か、また、その記載や示唆がなくとも当業者が出願時の技術常識に照らし当該発明の課題を解決できると認識できる範囲のものであるか否かを検討して判断すべきものである。
(2) サポート要件についての判断
ア 前記2(2)アの記載によれば、本件発明は、「空気分離装置」に関するものであって、従来の空気分離装置60では、液化酸素ポンプ111あるいは空気昇圧機112の停止時に、高圧塔105に導入される原料空気は略全量ガス状態なので、高圧塔105を上昇する原料空気が多くなり、高圧塔105の負荷が通常運転時を超過するため、高圧塔105に供給する原料空気の供給量を減量する必要があり、製品酸素ガスの製造量も減少する、といった問題があったものである。
そこで、本件発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、空気昇圧機及び液化酸素ポンプのいずれかが停止した場合でも連続運転が可能であり、製品酸素ガスを供給可能な空気分離装置、及びこれを用いる酸素ガス製造方法を提供することを課題(以下、「本件課題」という。)とするものである。
イ そして、前記2(2)イの記載によれば、本件発明は、原料空気を低温で蒸留し、少なくとも高圧窒素ガスと高圧酸素富化液化空気とに分離する高圧塔と、少なくとも前記高圧酸素富化液化空気を低温で蒸留し、低圧窒素ガスと低圧液化酸素とに分離する低圧塔と、前記高圧窒素ガスと前記低圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記高圧窒素ガスを液化して高圧液化窒素を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第1凝縮器と、前記原料空気の一部をさらに昇圧する空気昇圧機と、前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部を昇圧する液化酸素ポンプと、前記空気昇圧機で昇圧された昇圧原料空気と、前記液化酸素ポンプによって昇圧された高圧液化酸素とを間接的に熱交換し、前記昇圧原料空気を液化して昇圧液化原料空気を生成し、前記高圧液化酸素を気化して高圧酸素ガスを生成する主熱交換器と、を備える「空気分離装置」において、前記低圧塔から抜き出した前記低圧液化酸素の一部と、前記原料空気の一部とを間接的に熱交換し、前記原料空気を液化して原料液化空気を生成し、前記低圧液化酸素を気化して低圧酸素ガスを生成する第2凝縮器とを備えるものとすることで、「空気分離装置」を、空気昇圧機及び液化酸素ポンプのいずれかが停止した場合でも連続運転が可能であり、製品酸素ガスを供給可能であるものとして、本件課題を解決するものである。
そして、そのような「空気分離装置」は、本件発明1の発明特定事項を満たすものといえるから、本件発明1は、その発明特定事項により本件課題を解決できるものであり、このことは、前記2(3)イの検討事項からも裏付けられるものである。
ウ 前記イによれば、当業者は、本件発明1の発明特定事項を満たす「空気分離装置」により、本件課題を解決できることを理解することができる。
そして、このことを前記(1)の判断手法に当てはめれば、本件特許請求の範囲の請求項1の記載はサポート要件に適合する。
更に、本件特許請求の範囲の請求項3について検討しても事情は同じである。
(3) 申立人の主張について
前記第3の4の主張について検討すると、本件発明1及び3に、通常運転(定常運転)において、高圧の製品酸素ガスを低圧塔、液化酸素ポンプ、主熱交換器の経路から回収し、回転機械停止時の非常時において、前記経路とは異なる低圧塔、気液分離機(第2凝縮器)、主熱交換器の経路から低圧の製品酸素ガスを回収し、かつ非常時において正常に稼働中の液化酸素ポンプ、空気昇圧機を停止し、これらの経路を遮断することが特定されていないとしても、前記(2)ウに記載したとおり、本件発明1の発明特定事項を満たす「空気分離装置」により本件課題を解決できることに変わりはないから、本件発明1に、本件課題を解決する手段が反映されていないとはいえないし、本件発明1の範囲まで、発明の詳細な説明に開示された内容を拡張ないし一般化することができないともいえないので、前記第3の4の主張は採用できない。
(4) 小括
したがって、本件特許請求の範囲の記載はサポート要件に適合するから、前記第3の4の特許異議の申立て理由は理由がない。
4 特許法第36条第6項第2号所定の規定違反(明確性要件違反)について
(1) 明確性要件違反の判断手法
特許請求の範囲の記載が、明確性要件に適合するか否かは、特許請求の範囲の記載だけでなく、願書に添付した明細書の記載及び図面を考慮し、また、当業者の出願当時における技術常識を基礎として、特許請求の範囲の記載が、第三者の利益が不当に害されるほどに不明確であるか否かという観点から判断されるべきであるので、以下、この観点に立って検討する。
(2) 明確性要件についての判断
本件発明1における「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプが共に稼動しているとき」は、「空気昇圧機」及び「液化酸素ポンプ」が両方稼働しているときを意味し、「前記空気昇圧機及び前記液化酸素ポンプの少なくとも一方が停止しているとき」は、「空気昇圧機」及び「液化酸素ポンプ」の一方、又は両方が停止しているときを意味することは明らかであって、このことは、前記2(2)ア(段落【0003】)の記載からも裏付けられるものである。
更に、本件発明1の上述の特定が明確であることは、本件特許明細書の発明の詳細な説明に、通常運転(定常運転)において、高圧の製品酸素ガスを低圧塔、液化酸素ポンプ、主熱交換器の経路から回収し、回転機械停止時の非常時において、前記経路とは異なる低圧塔、気液分離機(第2凝縮器)、主熱交換器の経路から低圧の製品酸素ガスを回収するものであり、かつ非常時において正常に稼働中の液化酸素ポンプ、空気昇圧機を停止し、これらの経路を遮断することが記載されていることに左右されるものでもない。
してみれば、本件発明1の発明特定事項が、願書に添付した明細書の記載及び図面を考慮し、また、当業者の出願当時における技術常識を基礎として、第三者の利益が不当に害されるほどに不明確であるということはできない。
そして、このことを前記(1)の判断手法に当てはめれば、本件特許請求の範囲の請求項1の記載は明確性要件に適合する。
更に、本件特許請求の範囲の請求項3について検討しても事情は同じである。
(3) 小括
よって、本件特許請求の範囲の請求項1、3の記載は明確性要件に適合するから、前記第3の5の特許異議の申立て理由は理由がない。
第5 むすび
以上のとおりであるから、申立人の特許異議申立書に記載した特許異議の申立て理由によっては、本件発明1~3に係る特許を取り消すことはできない。
また、ほかに本件発明1~3に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
よって、結論のとおり決定する。
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2024-700936