BPatG Beschluss vom 29.03.2006 – 7 W (pat) 393/03

BUNDESPATENTGERICHT

7 W (pat) 393/03

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

29. März 2006

…

B E S C H L U S S

In der Einspruchssache

betreffend das Patent 101 55 508

… 08.05

hat der 7. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die

mündliche Verhandlung vom 29. März 2006 unter Mitwirkung …

beschlossen:

Das Patent wird beschränkt aufrechterhalten mit den am

29. März 2006 überreichten Patentansprüchen 1 bis 15 gemäß

Hilfsantrag, der Beschreibung vom 21. März 2006 und Zeichnungen gemäß Patentschrift.

G r ü n d e

I .

Die Erteilung des Patents 101 55 508 mit der Bezeichnung „Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie“, das die innere Priorität der Patentanmeldung P 100 58 751.8 vom 28. November 2000 in Anspruch nimmt, ist am

8. Mai 2003 veröffentlicht worden. Am 28. Juli 2003 st gegen die Erteilung des Patents Einspruch erhoben. Der Einspruch ist auf die Behauptung gestützt, dass der

Gegenstand des Patents keine patentfähige Erfindung darstelle. Zum Stand der

Technik hat die Einsprechende folgende Druckschriften genannt:

D1 A…,

Erdgasentspannungsturbinen

zur

Energierückgewinnung für erdgasbefeuerte Großkraftwerke, B…

63, Heft 5, Mai 1983, Seiten 388 bis 394,

D2 EP 0 391 082 A2,

D3 EP 0 659 980 A1,

D4 DE 195 12 466 C1,

D5 JP 103 06 708 (Abstract und Schrift),

D6 US-PS 4 693 072.

Die Patentinhaberin hat mit Schriftsatz vom 21. März 2006 neue Patentansprüche 1

bis 16 mit einer neuen Beschreibung vorgelegt. In der mündlichen Verhandlung am

29. März 2006 hat sie Patentansprüche 1 bis 15 gemäß Hilfsantrag überreicht.

Die Einsprechende beantragt,

das Patent zu widerrufen.

Die Patentinhaberin beantragt,

das Patent aufrechtzuerhalten mit den Patentansprüchen 1 bis 16

mit Beschreibung, jeweils vom 21. März 2006, wobei in Patentanspruch 1 in Zeile 11 das Wort „geringen“ gestrichen wird, Zeichnungen gemäß Patentschrift (Hauptantrag),

hilfsweise mit den Patentansprüchen 1 bis 15 gemäß Hilfsantrag

vom 29. März 2006, Beschreibung vom 21. März 2006, und Zeichnungen gemäß Patentschrift.

Der Patentanspruch 1 gemäß Hauptantrag lautet:

„Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der Entladung eines Erdgasspeichers mit Hilfe einer Entspannungsturbine,

Dampfturbine und einer Gasturbine, der eine Brennkammer vorgeschaltet und ein Abhitzekessel nachgeschaltet ist, der mit von

einem Wasser-Dampf-Kreislauf durchströmten und als Speisewasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer ausgebildeten

Heizflächen versehen ist, wobei unter hohem Eingangsdruck stehendes Erdgas erwärmt und anschließend in der Entspannungsturbine auf den Verbraucherdruck entspannt und zu einem Anteil

in der Brennkammer verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet,

dass von dem in den Heizflächen des Abhitzekessels erhitzten

Wasser-Dampf-Kreislauf ein Teilstrom abgezweigt wird, dass das

in dem Speisewasservorwärmer vorgewärmte Speisewasser in einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt wird, dass der

erste Teilstrom dem Verdampfer des Abhitzekessels zugeführt

wird und dass mit dem zweiten Teilstrom das unter dem hohen

Eingangsdruck stehende Erdgas in einem Gas/Wasser-Wärmetauscher erwärmt wird."

Die Patentansprüche 1 und 6 bis 8 gemäß Hilfsantrag lauten:

„1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der

Entladung eines Erdgasspeichers mit Hilfe einer Entspannungsturbine, Dampfturbine und einer Gasturbine, der eine Brennkammer vorgeschaltet und ein Abhitzekessel nachgeschaltet ist, der

mit von einem Wasser-Dampf-Kreislauf durchströmten und als

Speisewasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer ausgebildeten Heizflächen versehen ist, wobei unter hohem Eingangsdruck

stehendes Erdgas erwärmt und anschließend in der Entspannungsturbine auf den Verbraucherdruck entspannt und zu einem

Anteil in der Brennkammer verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von dem in den Heizflächen des Abhitzekessels erhitzten Wasser-Dampf-Kreislauf ein Teilstrom abgezweigt wird, dass

das in dem Speisewasservorwärmer vorgewärmte Speisewasser

in einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt wird, dass

der erste Teilstrom dem Verdampfer des Abhitzekessels zugeführt

wird und dass mit dem zweiten Teilstrom das unter dem hohen

Eingangsdruck stehende Erdgas in einem Gas/Wasser-Wärmetauscher erwärmt wird, dass die dem Abhitzekessel zugeführte

Menge an Speisewasser entsprechend der Lastanforderung des

Abhitzekessels geregelt wird und dass die Menge des Speisewassers für die Erwärmung des Erdgases über eine Wasserstandsregelung in einem separaten Druckbehälter auf einen konstanten

Wert gehalten wird.

6. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch

gekennzeichnet, dass zu dem Eindrucksystem ein zusätzliches

Niederdruckdampfsystem auf der Abgasseite der Gasturbine installiert wird und dass bei einem einen Niederdruckteil und einen

Hochdruckteil aufweisenden Wasser-Dampf-Kreislauf das unter

dem hohen Eingangsdruck stehende Erdgas durch einen Teilstrom des in dem Niederdruckteil erzeugten Dampfes erwärmt

wird.

7. Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der

Entladung eines Erdgasspeichers mit Hilfe einer Entspannungsturbine, Dampfturbine und einer Gasturbine, der eine Brennkammer vorgeschaltet und ein Abhitzekessel nachgeschaltet ist, der

mit als Speisewasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer ausgebildeten Heizflächen versehen ist, wobei der Eingang der Entspannungsturbine mit einer Versorgungsleitung für ein unter hohem Eingangsdruck stehendes Erdgas über einen Wärmetauscher

zur Erwärmung dieses Erdgases und der Ausgang der Entspannungsturbine über eine Leitung mit der Brennkammer der Gasturbine und über eine weitere Leitung mit einem zusätzlichen Erdgasverbraucher verbunden ist, zur Durchführung des Verfahrens

nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

der Ausgang des Speisewasservorwärmers mit zwei Zweigleitungen verbunden ist, dass die erste Zweigleitung mit den dem Speisewasservorwärmer nachgeschalteten Heizflächen des Abhitzekessels verbunden ist und dass die zweite Zweigleitung zu dem

Wärmetauscher geführt und anschließend zu dem Speisewasserentgaser zurückgeführt ist, dass eine Speisewasserpumpe in

einer Leitung für die dem Abhitzekessel zugeführte Menge an

Speisewasser entsprechend der Lastanforderung des Abhitzekessels regelbar angeordnet ist und dass die Menge des Speisewassers für die Erwärmung des Erdgases über eine Wasserstandsregelung in einem separaten Druckbehälter auf einem konstanten

Wert gehalten ist.

8. Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der

Entladung eines Erdgasspeichers mit Hilfe einer Entspannungsturbine, Dampfturbine und einer Gasturbine, der eine Brennkammer vorgeschaltet und ein Abhitzekessel nachgeschaltet ist, der

mit als Speisewasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer ausgebildeten Heizflächen versehen ist, wobei der Eingang der Entspannungsturbine mit einer Versorgungsleitung für ein unter hohem Eingangsdruck stehendes Erdgas über einen Wärmetauscher

zur Erwärmung dieses Erdgases und der Ausgang der Entspannungsturbine über eine Leitung mit der Brennkammer der Gasturbine und über eine weitere Leitung mit einem zusätzlichen Erdgasverbraucher verbunden ist, zur Durchführung des Verfahrens

nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abhitzekessel in einen Niederdruckteil mit einem Verdampfer und einem

Überhitzer und einen Hockdruckteil mit dem Speisewasservorwärmer, einem Verdampfer und einem Überhitzer aufgeteilt ist und

dass der Überhitzer des Niederdruckteiles mit dem Wärmetauscher zur Erwärmung des Erdgases verbunden ist."

Die Ansprüche 2 bis 5 gemäß Hilfsantrag sind auf Merkmale gerichtet, mit denen

das Verfahren nach Patentanspruch 1 weiter ausgebildet werden soll. Die Ansprüche 9 bis 15 sind zumindest mittelbar auf einen der Ansprüche 7 oder 8 rückbezogen.

Zum Wortlaut dieser Ansprüche sowie der Ansprüche 2 bis 16 gemäß Hauptantrag

und der erteilten Ansprüche wird auf den Akteninhalt verwiesen.

Laut Beschreibung (S. 4 letzter Abs.) soll die Aufgabe gelöst werden, die Entspannung des Erdgases in einer Entspannungsturbine so in einem Gas/Dampfturbinen-

Prozess einzubinden, dass es an den der Entspannungsturbine nachgeschalteten

Rohrleitungsarmaturen nicht zu Vereisungen kommt und die Stromerzeugung oder

Abwärmenutzung des eigentlichen Gas/Dampfturbinen-Prozesses nicht beeinflusst

wird.

II.

1. Über den Einspruch ist gemäß § 147 Abs. 3 Satz 1 Ziff. 1 Patentgesetz durch

den Beschwerdesenat des Bundespatentgerichts zu entscheiden.

2. Der frist- und formgerecht erhobene Einspruch ist zulässig.

3. Der Gegenstand des angefochtenen Patents in der Fassung gemäß Hilfsantrag

stellt eine patentfähige Erfindung im Sinne des Patentgesetz § 1 bis § 5 dar. Der

Gegenstand des Patentanspruchs 1 gemäß Hauptantrag ist hingegen nicht patentfähig, da er nicht das Ergebnis einer erfinderischen Tätigkeit ist.

Als Fachmann ist im vorliegenden Falle ein Ingenieur des Maschinenbaus oder der

Kraftwerkstechnik mit Erfahrungen in der Konstruktion von gasgefeuerten Kombikraftwerken (Gas- und Dampfkraftwerken) anzusehen.

3.1 Zum Anspruch 1 gemäß Hauptantrag

Der Gegenstand des Anspruchs 1 nach Hauptantrag ist nicht schutzfähig, denn er

beruht nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit.

In B… (D1), a. a. O., ist beschrieben, dass mit einer Entspannungsturbine elektrische Energie aus der Entspannung von unter hohem Druck stehenden Erdgas gewonnen wird. Bei einem in der Druckschrift beschriebenen ersten

Anwendungsfall wird die Entspannungsturbine in einem Gas-Dampf-Kombikraftwerk

eingesetzt (Bild 5). Das in der Entspannungsturbine entspannte Erdgas wird der

Brennkammer einer Gasturbine zugeführt. Das Abgas aus der Gasturbine strömt

durch einen Abhitzekessel, in dem Dampf für eine Dampfturbine erzeugt wird. Das

Erdgas wird vor dem Eintritt in die Entspannungsturbine mit aus dem Dampfkreislauf des Kombikraftwerks ausgekoppelter Wärme aufgeheizt, um eine Unterkühlung

des Erdgases bei der Entspannung zu verhindern (S. 389 li. Sp. Abs. 2 und 3). Einzelheiten des Abhitzekessels sind in der Druckschrift nicht beschrieben. Dem

Fachmann ist jedoch geläufig, dass solche Abhitzekessel in aller Regel als Speisewasservorwärmer, Verdampfer und Überhitzer ausgebildete Heizflächen aufweisen.

Somit unterscheidet sich das Verfahren nach Anspruch 1 dadurch von dem bekannten Verfahren, dass von dem in der Entspannungsturbine entspannten Erdgas

nur ein Anteil in der Brennkammer der Gasturbine des Kombikraftwerks verbrannt

wird, d. h. dass zusätzlich entspanntes Erdgas anderen Verbrauchern zugeführt

wird, und dass die Vorwärmung des Erdgases vor der Entspannungsturbine in einem Gas/Wasser-Wärmetauscher durchgeführt wird, der wasserseitig von einem

Teilstrom des im Speisewasservorwärmer des Abhitzekessels vorgewärmten Speisewasser durchströmt wird. Außerdem soll es sich bei dem zu entspannendem Erdgas ausdrücklich um Gas aus der Entladung eines Erdgasspeichers handeln.

Diese Unterschiede können jedoch eine Erfindungshöhe des anspruchsgemäßen

Verfahrens nicht begründen. Es liegt für den Fachmann ohne weiteres nahe, bei

entsprechendem Bedarf mehr Erdgas, als für den Betrieb des Kombikraftwerks

benötigt wird, in der Entspannungsturbine zu entspannen und den Überschuss

sonstigen Verbrauchern zuzuführen. Die im Anspruch 1 geforderte Herkunft des zu

entspannenden Erdgases aus der Entladung eines Erdgasspeichers hat keinen erkennbaren Einfluss auf die Ausgestaltung des anspruchsgemäßen Verfahrens und

bedingen daher keine Besonderheit, die eine erfinderische Tätigkeit erfordern

würde. Schließlich ist die Verwendung eines Teilstroms des im Speisewasservorwärmer des Abhitzekessels eines Kombikraftwerkes vorgewärmten Speisewassers

zur Erwärmung des Brennstoffs für die Brennkammer der Gasturbinen des Kombikraftwerks bekannt, z. B. aus der EP 0 391 082 A2 (D2). Zwar weist die in dieser

Druckschrift beschriebene Anlage keine Entspannungsturbine für einen gasförmigen Brennstoff auf und somit wird das Problem einer eventuellen Unterkühlung des

Gases bei seiner Entspannung in einer Entspannungsturbine dort nicht erwähnt.

Vielmehr ist in der Druckschrift lediglich eine Verbesserung des Wirkungsgrades

des Kraftwerks durch die Vorwärmung des Brennstoffs angesprochen. Für den

Fachmann ist aber ohne weiteres ersichtlich, dass die in der D2 beschriebene Art

der Vorwärmung des Brennstoffs ohne weiteres auch bei einem erdgasbefeuerten

Kombikraftwerk mit vorgeschalteter Entspannungsturbine für Erdgas zur Vorwärmung des Erdgases vor dem Eintritt in die Entspannungsturbine anwendbar und

auch dort energetisch günstig ist, da die zum Vorwärmen des Erdgases benötigte

Wärme auf niedrigem Temperaturniveau aus dem Wasser/Dampfkreislauf des

Kombikraftwerks ausgekoppelt wird. Das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 nach

Hauptantrag ergibt sich somit für den Fachmann in nahe liegender Weise aus dem

Stand der Technik.

Bei dieser Sachlage kann dem Hauptantrag der Patentinhaberin nicht entsprochen

werden.

3.2 Zum Hilfsantrag

Die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche 1 und 6 bis 8 gemäß Hilfsantrag

stellen jeweils eine patentfähige Erfindung im Sinne des Patentgesetzes des § 1

und bis § 5 dar.

Der Anspruch 1 enthält die Merkmale aus den erteilten Ansprüchen 1, 2 und 5 sowie Ergänzungen aus der Beschreibung und ist somit zulässig.

Das Verfahren nach Anspruch 1 weist die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 gemäß Hauptantrag - insoweit wird auf die Ausführungen unter Hauptantrag hingewiesen - und zusätzlich die Merkmale auf , dass die dem Abhitzekessel

zugeführte Menge an Speisewasser entsprechend der Lastanforderung des Abhitzekessels geregelt wird und dass die Menge des Speisewassers für die Erwärmung des Erdgases über eine Wasserstandsregelung in einem separaten Druckbehälter auf einem konstanten Wert gehalten wird.

Zwar ist es dem Fachmann geläufig, zur Förderung des Speisewassers in einem

Dampferzeuger bzw. Abhitzekessel eine regelbare Speisewasserpumpe einzusetzen. Es ist aber nicht bekannt, die Menge von nach dem Speisewasservorwärmer

des Abhitzekessels abgezweigtem und zum Wärmetauscher zur Vorwärmung des

Erdgases geführtem Speisewassers konstant zu halten und somit von den Änderungen im Wasserdampfkreislauf des Kombikraftwerks zu entkoppeln. Erst recht gilt

dies hinsichtlich der dazu eingesetzten Wasserstandsregelung in einem separaten

Druckbehälter. Für eine solche Maßnahme liefern die aufgezeigten Druckschriften

auch keine Anregung. Nur in der DE 195 12 466 D1 (D4) und der JP 103 067 08 A

(D5) sind überhaupt in den das Speisewasser zum Wärmetauscher für das Erdgas

und von diesem zurück zum Kondensator oder Entgaser führenden Leitungen Ventile offenbart. Dass mit diesen Ventilen ein von den Vorgängen im Wasserdampfkreislauf entkoppelter konstanter Durchsatz eingestellt würde, ist den Druckschriften

nicht zu entnehmen. Außerdem ist auch kein Druckbehälter mit einer Wasserstandsregelung vorhanden.

Das Verfahren nach Anspruch 6 stimmt hinsichtlich der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Merkmale mit dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 überein. Im Unterschied zu diesem wird jedoch das zu entspannende

Erdgas nicht durch Speisewasser des Dampfkreislaufs, sondern durch Dampf erwärmt, der in einem gesondertem Niederdruckteil des Abhitzekessels erzeugt wird.

Ein solches Verfahren ist in keiner der zum Stand der Technik aufgezeigten Druckschriften offenbart. Es finden sich in diesen Druckschriften auch keine Anregungen

in dieser Richtung. Abhitzekessel, in denen Dampf unterschiedlichen Druckniveaus

erzeugt wird, sind nur in der EP 0 659 980 A1 (D3), der DE 195 12 466 C1 (D4) und

der JP 103 06 708 A (D5, Fig. 10, 11 und 12) beschrieben. In allen diesen Fällen

wird jedoch unverdampftes Wasser dem Erdgasvorwärmer bzw. dem Wärmetauscher eines zwischengeschalteten Wärmeträgerkreislaufs (D4) zugeführt. In B…

(D1) und der US-PS 4 693 072 (D6) wird zwar die Vorwärmung

des zu entspannenden Erdgases mit Dampf vorgeschlagen. Dazu wird jedoch Entnahmedampf aus der Dampfturbine bzw. Abdampf der Dampfturbine eingesetzt.

Hieraus erhält der Fachmann kein Vorbild dafür, in einem eigenen Niederdruckteil

des Abhitzekessels erzeugten Dampf zur Vorwärmung des entspannenden Erdgases einzusetzen.

Der Anspruch 7 enthält die Merkmale aus dem erteilten Anspruch 9 und zusätzlich

Merkmale, die auf die Offenbarung im erteilten Anspruch 5 und in der Beschreibung

(Sp. 3 Z. 11-13) zurückgehen. Die Merkmale korrespondieren mit den Merkmalen

des Verfahrens nach Anspruch 1. Hinsichtlich der Patentfähigkeit der Vorrichtung

nach Anspruch 7 gelten daher in entsprechender Weise die Ausführungen zum Anspruch 1. Die Vorrichtung nach Anspruch 7 ist somit ebenfalls patentfähig.

Der Anspruch 8 entspricht dem erteilten Anspruch 10. Er stimmt in seinen Oberbegriffsmerkmalen mit dem Oberbegriff des Anspruchs 7 überein. Zur Durchführung

des Verfahrens nach Anspruch 6 ist im kennzeichnenden Teil angegeben, dass der

Abhitzekessel in einem Niederdruckteil mit einem Verdampfer und einem Überhitzer

und einem Hochdruckteil mit dem Speisewasservorwärmer, einem Verdampfer und

einem Überhitzer aufgeteilt ist und dass der Überhitzer des Niederdruckteils mit

dem Wärmetauscher zur Erwärmung des Erdgases verbunden ist. Eine Anlage mit

diesen Merkmalen ist in den aufgezeigten Druckschriften nicht offenbart, und diese

Druckschriften enthalten auch keine Anregungen für eine derartige Ausbildung. Hier

gelten sinngemäß die Ausführungen zum Anspruch 6, auf die hierzu verwiesen

wird.

Die Ansprüche 2 bis 5 sind auf Merkmale zur Weiterbildung des Verfahrens nach

Anspruch 1 und die Ansprüche 9 bis 15 auf Merkmale zur Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 gerichtet. Sie haben daher mit diesem

Bestand.

gez.

Unterschriften