薄膜蒸餾領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)綜述

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣東 廣州 510600

1.膜蒸餾的技術(shù)概況

膜蒸餾技術(shù)兼具一般蒸餾與薄膜分離的優(yōu)點，過程原理是利用只允許水蒸氣分子通過的多孔疏水性薄膜將兩種工作水體分隔開來，此種疏水性細(xì)小孔洞借由兩側(cè)液體表面張力的作用而防止兩側(cè)液體水相相互混合，若控制疏水性微孔膜兩側(cè)液體具有一定的溫度差，就將導(dǎo)致微孔道兩端具有不同的水蒸氣壓力，從而致使由高溫側(cè)的液體蒸發(fā)而形成的高的蒸汽壓力并流向低溫側(cè)進(jìn)行冷凝，維持這種溫度差，則高溫側(cè)的液體將持續(xù)蒸發(fā)，微孔通道內(nèi)的蒸汽將在低溫側(cè)的液體表面持續(xù)冷凝，從而持續(xù)得到蒸餾液體。要維持疏水性膜兩側(cè)的溫度差，就需要對原料液進(jìn)行加熱，對蒸餾液進(jìn)行冷卻，是否能夠有效獲取加熱原料液的熱源以及冷卻蒸餾液的冷源是膜蒸餾過程能否實現(xiàn)的關(guān)鍵問題。

2.膜蒸餾領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)

近年來，國內(nèi)對于膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用研已經(jīng)經(jīng)歷了近40年，但是2010年以后兩國在該方面的專利幾乎處于停滯階段。圖1可以看出，中、美、日三國在膜蒸餾領(lǐng)域的專利發(fā)展?fàn)顩r。

2.1 中國膜蒸餾技術(shù)的發(fā)展

國內(nèi)目前的專利申請主要集中在對于膜蒸餾組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（1）利用太陽能或廢熱的膜蒸餾式水處理裝置。該裝置以非揮發(fā)性物質(zhì)的水溶液（如海水、苦咸水等）為蒸餾處理對象，有效利用太陽能或者廢熱，使用疏水性膜，通過膜蒸餾過程，以獲取所需要的生活與飲用淡水。

（2）汽、水四級分離蒸餾水機。該發(fā)明提供一種汽、水四級分離蒸餾水機，這樣生產(chǎn)出來的純蒸汽十分干燥，制得的蒸餾水空前的純凈。

（3）復(fù)合裂隙蒸餾膜膜件及裝置。該發(fā)明旨在提高產(chǎn)水質(zhì)量和產(chǎn)水量，如圖1所示，裝置由高分子材料熱傳導(dǎo)版1 和耐溫疏水膜2 組成，高分子材料熱傳導(dǎo)板1 一側(cè)為平面，另一側(cè)上設(shè)有若干個凸點，相鄰?fù)裹c的間距為1.0mm～1.5mm，凸點高度為0.3mm～0.5mm。

圖1 復(fù)合裂隙蒸餾膜膜件裝置

2.2 美國膜蒸餾技術(shù)的發(fā)展

（1）海水淡化的設(shè)備。如圖2所示，該專利利用平板微孔疏水膜制成的螺旋型膜組件，使原料液與蒸餾液反向流動，原料液可以有效吸收餾出液冷凝時放的冷凝熱，在實施例中，每產(chǎn)生1 千克餾出液僅僅消耗212 千焦的能量，獲得較高的能量利用率。

圖2 海水淡化的設(shè)備

3.膜蒸餾案例的實際審查

通過對膜蒸餾技術(shù)領(lǐng)域的專利技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理，使審查員對于該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展背景有了整體的了解，并掌握了該領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)知識和技術(shù)手段，可以幫助審查員更加接近本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技術(shù)水平。當(dāng)需要審查該領(lǐng)域的專利申請時，對于該技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)的了解將有助于審查員快速、正確的理解待審案件的技術(shù)方案，從而準(zhǔn)確把握專利申請的發(fā)明點，并快速找到最接近的現(xiàn)有技術(shù)，提高檢索效率。以下的審查實例，說明了整體把握專利技術(shù)對于審查實踐的重要性。

【實際案例】

申請?zhí)枺?00710086618.4

發(fā)明名稱：海水淡化環(huán)形波節(jié)管降膜蒸發(fā)器

技術(shù)方案：本發(fā)明涉及一種利用環(huán)形波節(jié)管制做海水淡化用降膜蒸發(fā)器技術(shù)，該裝置充分利用環(huán)型球體狀體設(shè)計結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)直管降膜蒸發(fā)機理，進(jìn)一步提高了蒸發(fā)效率，該蒸發(fā)器適用于多效蒸發(fā)海水淡化模式。

如圖3所示，該蒸發(fā)器主要由環(huán)形波節(jié)蒸發(fā)管、管頂板、冷凝器、淡水盤、海水噴淋器、折流板組成。其特別之處是：經(jīng)噴淋的海水或其他需濃縮的液體經(jīng)過球體結(jié)構(gòu)設(shè)計的蒸發(fā)管時，在環(huán)形波節(jié)管球體表面均勻分布并凝結(jié)成膜，在高溫流體通過環(huán)形波節(jié)管蒸發(fā)管時，內(nèi)傳熱流體在管內(nèi)形成擾動，其熱能均勻分布到每一個波節(jié)，加快管外降膜蒸發(fā)。在新型環(huán)形波節(jié)管蒸發(fā)模塊中，蒸發(fā)氣體在冷凝器凝結(jié)成水，由下部的淡水盤收集送出蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)濃縮的海水經(jīng)排出口排出。

圖3 海水淡化環(huán)形波節(jié)管降膜蒸發(fā)器

審查過程：審查員通過全面閱讀本申請的原始申請文件了解到，本申請的目的在于提高蒸發(fā)效率，進(jìn)而進(jìn)一步提高海水淡化產(chǎn)量?；趯Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)背景的完整了解，審查員可以迅速將本申請的發(fā)明點歸于環(huán)型球體狀設(shè)計結(jié)構(gòu)的環(huán)形波節(jié)管，從而想到這種通過突起或波節(jié)擴大蒸發(fā)器的傳熱面積從而改善蒸發(fā)性能并提高傳熱效率的技術(shù)在日本已經(jīng)被公開了。因此，審查員可以做出本申請不具備創(chuàng)造性的初步判斷。在此基礎(chǔ)上，找出更適合評價本申請創(chuàng)造性的申請文件。

檢索后，確定CN2539124Y 就是可以評價本申請創(chuàng)造性的一篇對比文件。該對比文件公開了一種新型波紋管換熱器，形狀為螺旋波紋性。其波峰與波谷之間的高度差，使管內(nèi)外流體受到充分?jǐn)_動，即在低流速下也能形成湍流狀態(tài)，換熱效率很高。而且螺紋管的管形決定了物料在隨螺紋管旋轉(zhuǎn)的同時實現(xiàn)了直線傳動，物料不會沉積。因此，該波紋管換熱器兼具換熱效率高和物料不沉積的特點。

4.結(jié)語

在專利審查的過程中，對于申請文件新穎性、創(chuàng)造性的審查都是基于對現(xiàn)有技術(shù)的全面、系統(tǒng)的掌握而進(jìn)行的。因此，專利技術(shù)綜述不僅對審查員把握技術(shù)實質(zhì)以提高檢索效率有很大幫助，更是提高審查員技術(shù)素養(yǎng)，對申請文件做出合理預(yù)判，提高審查質(zhì)量的有效途徑。

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