令和5(行ケ)10149審決取消請求事件

令和７年１月１６日判決言渡
令和５年（行ケ）第１０１４９号 審決取消請求事件
口頭弁論終結日 令和６年１１月１３日
判 決
原 告
ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
同訴訟代理人弁理士 阿部達彦、崔允辰、田中研二
被 告
特許庁長官
同指定代理人 間中耕治、水野治彦、鈴木充、秋田将行、山根まり子
主 文
１ 原告の請求を棄却する。
２ 訴訟費用は原告の負担とする。
３ 原告のため、この判決に対する上告及び上告受理申立てのための付加期間
を３０日と定める。
事 実 及 び 理 由
第1 請求
特許庁が不服２０２２－０１９９２５号事件について令和５年８月２
１日にした審決を取り消す。
第2 事案の概要
第2-1 特許庁における手続の経過等（当事者間に争いがない。）
(1) 原告は、令和３年３月２２日（パリ条約による優先権主張外国庁受
理：令和２年３月２３日、アメリカ合衆国）を国際出願日とし、発明の
名称を「独立バッフルを有する多分岐熱交換器」とする発明について特
許出願（特願２０２１－４７１１６号、請求項の数１３）をした。
(2) 原告は、上記特許出願について、令和４年１月２０日付けで拒絶の通
知を受けたため、同年４月２８日に意見書及び手続補正書を提出したも
のの、同年７月２８日付けで拒絶査定を受けた。
(3) 原告は、令和４年１２月８日、拒絶査定不服審判を請求し、同時に特
許請求の範囲を変更する手続補正（以下「本件補正」という。）をした
ところ、特許庁は、不服２０２２－１９９２５号事件として審理の上、
令和５年８月２１日、「本件審判の請求は、成り立たない。」との審決
（本件審決）をし、その謄本は同年９月４日原告に送達された（附加期
間９０日）。
(4) 原告は、令和５年１２月２８日、本件審決の取消しを求める本件訴訟
を提起した。
第2-2 本件発明の内容
第2-2(1) 特許請求の範囲の記載
本件補正後の特許請求の範囲の請求項１の記載は、以下のとおりであ
る（以下、この特許請求の範囲の記載によって特定される発明を「本件
補正発明」といい、本件補正前の特許請求の範囲の請求項１の記載に
よって特定される発明を「本願発明」という。
【請求項１】
第１の流体が通って流れるように構成される第１の通路、および第２
の流体が通って流れるように構成される第２の通路を画定するコアで
あって、前記コアが一緒に結合される複数の単位セルからなる組立体を
備え、前記組立体の各単位セルが、各単位セルの内部容積内の第１の通
路部、および各単位セルの外面における第２の通路部を画定し、各単位
セルが、前記第１の通路部を通る前記第１の流体の流れのため、前記内
部容積への複数の第１の開口を含み、前記組立体が、一緒に結合される
前記複数の単位セル間の容積中に前記第２の通路を形成し、前記組立体
が、前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱の交換中に、各単位セ
ル中の前記第１の通路部中の前記第１の流体を混合して分け、各単位セ
ルの前記第２の通路部中の前記第２の流体を混合して分けるように形作
られ、各第２の通路部が、３つの他の第２の通路部からの前記第２の流
体を受け取る、コアと、
第１の流体の前記流れを、第２の流体の前記流れから独立に経路指定
するように構成される、前記第１の通路および前記第２の通路の中に配
置された少なくとも１つのバッフルと
を備え、
前記バッフルは前記コアの中に組み込まれた固体壁であり、
前記少なくとも１つのバッフルは前記単位セルとは別個の壁である熱
交換器。
（注：下線部が本件補正によって加えられた構成である。本件補正前の下
線部の前後の記載は「･･･固体壁である、熱交換機。」である。）
第2-2(2) 本願明細書の記載
本願に係る発明について、本願明細書（甲１）には次の開示があると
認められる（詳細は別紙１「本願明細書の記載事項及び図面（抜粋）」
記載のとおり）。
ア 技術分野
本開示は、一般的に熱交換器に関し、より詳細には、分岐する流路を
形成する単位セルを含む熱交換器、および、各流体領域の独立バッフル
を可能にするバッフル設計に関する（【０００２】 。
）
イ 背景技術
いくつかの熱交換器は、熱交換器を通して流れ、熱を伝達する熱伝達
流体を利用する。熱交換器の熱伝達効率は、少なくとも部分的に、熱交
換器を通る熱伝達流体の流れによって決定される。熱伝達流体が熱交換
器を通して流れるので、熱伝達流体は、熱交換器の熱抵抗を増加させて
熱伝達効率を減少させる境界層を確立する傾向がある。熱交換器の熱伝
達効率は、材料特性、表面積、流れの構成、圧力低下、および熱交換に
対する抵抗などといった、熱交換器の特性によっても影響を受ける。こ
れらの特性のいずれかの改善によって、熱交換器が、熱伝達効率を増加
させることが可能になる（【０００３】 。
）
いくつかのシステムまたは用途は、熱交換器が、指定されたシステム
容積内で、指定された重さより軽い重さに収まることが必要である。シ
ステム要件を満たすために熱交換器のサイズを減らすことによって、熱
伝達効率を決定する特性に影響を及ぼす。いくつかの熱交換器は、シス
テム内に収まるように適切に形作られておらず、このことによって、空
間の効果的でない使用および/または無駄になった容積がもたらされる。
いくつかの熱交換器は、ろう付けおよび溶接した継手などといった、複
数の継手を必要とする製造技術を使用して、システム要件を満たすよう
に形成される。そのような継手は、時間が経つと劣化し、それによって、
熱交換器の耐用期間を減らす場合がある（【０００４】 。
）
ウ 課題を解決するための手段
１つの例によれば、熱交換器はコアを備える。コアは、第１の流体が
通って流れるように構成される第１の通路、および第２の流体が通って
流れるように構成される第２の通路を画定する。コアは、一緒に結合さ
れる複数の単位セルからなる組立体を備える。組立体の各単位セルは、
各単位セルの内部容積内の第１の通路部、および各単位セルの外面にお
ける第２の通路部を画定する。各単位セルは、第１の通路部を通る第１
の流体の流れのため、内部容積への複数の第１の開口を含む。組立体は、
一緒に結合される複数の単位セル間の容積中に第２の通路を形成する。
組立体は、第１の流体と第２の流体との間の熱の交換中に、各単位セル
中の第１の通路部中の第１の流体を混合して分け、各単位セルの第２の
通路部中の第２の流体を混合して分けるように形作られる。各第２の通
路部は、３つの他の第２の通路部からの第２の流体を受け取る。熱交換
器は、第１の流体の流れを、第２の流体の流れから独立に経路指定する
ように構成される、第１の通路または第２の通路のうちの少なくとも１
つの中に少なくとも１つのバッフルをさらに備える（【０００５】 。
）
第2-3 本件審決の理由の要旨
第2-3(1) 本件審決の結論
ア 本件審決は、まず、本件補正につき、特許請求の範囲の減縮を目的と
するもの（特許法１７条の２第５項２号）と認められるものの、本件補
正後の本件補正発明は、下記引用発明１及び引用発明２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って、特許法１７条の２第
６項で準用する同法１２６条７項所定の独立特許要件を満たさないとし
て、本件補正を却下した。
イ 次いで、本件審決は、上記アを前提に、本願に係る発明は本件補正前
の特許請求の範囲に記載された事項により特定されるものであるとした
上で、本件補正前の本願発明は、同じく引用発明１及び引用発明２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から、拒絶す
べきものと判断した。
第2-3(2) 本件審決の独立特許要件に関する判断部分（上記(1)ア）の要旨
ア 引用発明１の認定
引用文献１（特開２０１７－１７２９５７号公報、甲２）には、次の
引用発明１が記載されている。
【引用発明１】
「第１の流体１１２が流れるための第１の流路１１０、および第２の流
体１１６が流れるための第２の流路１１４を画定するコア１０２を含み、
前記コア１０２は互いに結合された複数の単位セル１０８を含み、前記
各単位セル１０８が、前記単位セル入口１４０を通って流入し、内面１
４４に接触し、単位セル出口１４２を通って流出する前記第１の流体１
１２のため、複数の単位セル入口１４０を含み、第２の流体１１６は、
第２の流体１１６が外面１４６と接触するように、単位セル１０８を
通って流れ、前記各単位セル１０８は第２の流路１１４の第２の流路部
分１５０を形成し、前記各単位セル１０８は、第１の流路１１０の第１
の流路部分１４８を形成し、動作時には、第１の流体１１２が３つの異
なる第１の流路部分１４８に向かって流入するように、第１の流路部分
は３つに分岐し、第２の流体１１６が３つの異なる第２の流路部分１５
０に向かって流入するように、第２の流路部分１５０は３つに分岐して
いるコア１０２と、
を備えた熱交換器１００。」
イ 引用発明２の認定
引用文献２（米国特許出願公開第２０２０／１６７０４明細書、甲３
－１、抄訳は甲３－２、乙５〔特願２０２１－５０１００５〕）には、
次の引用発明２が記載されている。
【引用発明２】
「繰り返し単位セルの３次元格子１０４を備え、３次元格子１０４は、
一体的に形成された複数の連続する単位セルにより形成され、単位セル
は、３次元格子に適合した複数の経路セル２００と複数のバッフルセル
２５０を含み、複数の経路セル２００は、複数の経路セル２００を横
切って流れる第１の流体１３８のための第１分岐流体ドメイン２０４を
画定する連続した内部経路－セル表面２０８と、第２の流体１４４のた
めの第２分岐流体ドメイン２０６を規定する複数の経路セル２００を横
断して流れる連続的な外側経路－セル表面２１０を備え、
第１の流体１３８のための第１分岐流体ドメイン２０４に境界を画定
する第１分岐経路ブラインド２５４および第２の流体１４４のための第
２分岐流体ドメイン２０６に境界を画定する第２分岐経路ブラインド２
５６を含むソリッドドメイン２５２を有する複数のバッフルセル２５０
と、複数の経路セル２００により形成されている熱交換器１１０。」
ウ 一致点及び相違点の認定
本件補正発明と引用発明１の一致点及び相違点は以下のとおりである。
【一致点】
第１の流体が通って流れるように構成される第１の通路、および第２
の流体が通って流れるように構成される第２の通路を画定するコアで
あって、前記コアが一緒に結合される複数の単位セルからなる組立体を
備え、前記組立体の各単位セルが、各単位セルの内部容積内の第１の通
路部、および各単位セルの外面における第２の通路部を画定し、各単位
セルが、前記第１の通路部を通る前記第１の流体の流れのため、前記内
部容積への複数の第１の開口を含み、前記組立体が、一緒に結合される
前記複数の単位セル間の容積中に前記第２の通路を形成し、前記組立体
が、前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱の交換中に、各単位セ
ル中の前記第１の通路部中の前記第１の流体を混合して分け、各単位セ
ルの前記第２の通路部中の前記第２の流体を混合して分けるように形作
られ、各第２の通路部が、３つの他の第２の通路部からの前記第２の流
体を受け取る、コアと、
を備えた熱交換器。
【相違点】
前者は、「第１の流体の前記流れを、第２の流体の前記流れから独立
に経路指定するように構成される、前記第１の通路および前記第２の通
路の中に配置された少なくとも１つのバッフルとを備え、前記バッフル
は前記コアの中に組み込まれた固体壁であり、前記少なくとも１つの
バッフルは前記単位セルとは別個の壁である」のに対し、後者は、かか
る事項を備えていない点。
エ 相違点についての判断
引用発明２は、「第１の流体１３８のための第１分岐流体ドメイン２
０４に境界を画定する第１分岐経路ブラインド２５４および第２の流体
１４４のための第２分岐流体ドメイン２０６に境界を画定する第２分岐
経路ブラインド２５６を含むソリッドドメイン２５２を有する複数の
バッフルセル２５０と、複数の経路セル２００により形成されている熱
交換器１１０」を備えるものである。
そして、引用発明２の「複数のバッフルセル２５０」は、「第１分岐
流体ドメイン２０４に境界を画定する第１分岐経路ブラインド２５４」
及び「第２分岐流体ドメイン２０６に境界を画定する第２分岐経路ブラ
インド２５６」を含む「ソリッドドメイン２５２」を有するから、完全
にソリッドであるソリッドドメイン２５２を有するバッフルセル２５０
は固体壁といえるものである。また、「複数のバッフルセル２５０」は、
「複数の経路セル２００を横切って流れる第１の流体１３８のための第
１分岐流体ドメイン２０４を画定する連続した内部経路－セル表面２０
８」と、「第２の流体１４４のための第２分岐流体ドメイン２０６を規
定する複数の経路セル２００を横断して流れる連続的な外側経路－セル
表面２１０」に対して、それぞれ「境界を画定する」のであるから、
「複数の経路セル２００とは別個の壁」であることが明らかである。
そうすると、引用発明２は「第１の流体の前記流れを、第２の流体の
前記流れから独立に経路指定するように構成される、前記第１の通路お
よび前記第２の通路の中に配置」された、「コアの中に組み込まれた固
体壁」であり、「単位セルとは別個の壁」である「少なくとも１つの
バッフル」に係る技術事項を備えるものといえる。
そして、引用発明１と引用発明２とは、「熱交換器」に関する技術で
ある点で共通し、さらに熱交換器における流路を構成することにおいて
も共通する。そして、引用発明１において、引用発明２を適用すること
を阻害する格別な事情を見いだすこともできない。
そうすると、引用発明１に引用発明２を適用し、上記相違点に係る本
件補正発明の発明特定事項とすることは、当業者であれば容易に想到し
得たことである。
また、本件補正発明は、全体としてみても、引用発明１及び引用発明
２から予測し得ない格別な効果を奏するものではない。
第2-4 取消事由
原告は、本件審決の取消事由として、本件補正の独立特許要件に係る
本件補正発明の進歩性の判断の誤り、具体的には以下の判断の誤りを主
張する。
(1) 本件補正発明の「バッフル」と引用発明２の構成との対応関係の認定
の誤り（取消事由１）
(2) 本件補正発明と引用発明１の相違点に係る容易想到性の判断の誤り
（取消事由２）
第3 取消事由に関する当事者の主張
第3-1 取消事由１（本件補正発明の「バッフル」と引用発明２の構成との対
応関係の認定の誤り）について
【取消事由１：原告の主張】
(1) 主位的主張
本件補正発明における「バッフル」は、「第１の流体の前記流れを、
第２の流体の前記流れから独立に経路指定するように構成される、前記
第１の通路および前記第２の通路の中に配置された」ものであり、「前
記コアの中に組み込まれた固体壁であ」り、「前記単位セルとは別個の
壁である」というものである。
そして、「別個」とは、他と切り離された一つ一つ、別々のものを意
味し、「切り離す」とは、切って別々にする、分離することを意味する
から、「前記少なくとも１つのバッフルは前記単位セルとは別個の壁で
ある」とは、「バッフル」が「単位セル」と分離された壁であることを
意味する。また、本願の内容を参酌すると、本件補正発明における「別
個の壁」の技術的意義は、単位セルに対するバッフルの配置や形状を自
由に設定できるようにする点にある。このような本件補正発明における
技術的意義に照らしても、「前記少なくとも１つのバッフルは前記単位
セルとは別個の壁である」とは、「バッフル」が「単位セル」と非一体
的に分離された壁であることを意味する。
そうすると、本件補正発明の「バッフル」に相当する引用発明２の構
成は、本件審決が認定したように、「完全にソリッドであるソリッドド
メイン２５２を有する」複数の「バッフルセル２５０」ではなく、引用
発明２における「第１分岐経路ブラインド２５４」と「第２分岐経路ブ
ラインド２５６」である（主位的主張）。もっとも、これらの分岐経路
ブラインドは、「ソリッド」であるから「固体壁」とはいえるものの、
単位セル(経路セル)の開口を塞ぐ形態、すなわち単位セルの一部をなす
壁の形態であり、単位セルと一体的に形成されたものにすぎないから、
「（単位セルと）別個の壁」とはいえない。
(2) 予備的主張
仮に、本件審決が認定したように、本件補正発明の「バッフル」に相
当する構成が、引用発明２の「バッフルセル２５０」であるとしても、
本件審決が認定した上記相違点と引用発明２の構成との対応関係の認定
には、以下のとおり誤りがある。
ア 「固体壁」の認定の誤り（予備的主張①）
引用発明２のバッフルセル２５０は、「完全にソリッド」なソリッド
ドメイン２５２のみならず、第１分岐流体ドメイン２０４及び第２分岐
流体ドメイン２０６を含むものであるから、「固体壁」ではない。
イ 「（単位セルと）別個の壁」の認定の誤り（予備的主張②）
引用発明２においては、バッフルセル２５０は、経路セルと一体的に
形成され、分離していないから、「（単位セルと）別個の壁」ではない。
【取消事由１：被告の主張】
(1) 原告の主位的主張について
ア 本件補正発明の「バッフル」の意義
本願明細書の段落【００４３】～【００４６】によれば、本件補正
発明における「バッフル」の意義は、「第１の流体を通過する第１の流
体１１２の流れ及び／又は第２の流路を通過する第２の流体１１６の流
れを、各々、独立にブロックするために、単位セル１０８によって包含
される第１の流路及び／又は第２の流路に配置される固体壁であって、
第１の流体１１２の流れ及び／又は第２の流体１１６の流れの方向を変
更する」ものである。
また、「別個」は、切り離されたものとして観念できること、別々
のものとして観念できること、又は、異なるものとして観念できること
を意味するのであって、物理的に「分離」されることまで一律に求めら
れることはない。本件補正発明における「バッフル」も、本件補正後の
特許請求の範囲の請求項１において「前記第１の通路および前記第２の
通路の中に配置された」ものであり、「コアの中に組み込まれた」、
「固体壁」であることを特定するのであるから、「バッフル」が他の部
材と「非一体的」である態様に限定されるものではない。したがって、
本件補正発明における「別個の壁」は、「別々のものとして観念できる
壁」又は「異なるものとして観念できる壁」であると理解できる。
そして、「バッフル」は、「各単位セルの内部容積内の第１の通路
部、及び各単位セルの外面における第２の通路部を画定」するものでは
ないから、「単位セル」とは異なるものである。
そうすると、本件補正発明の「前記少なくとも１つのバッフルは前記
単位セルとは別個の壁である」との記載は、「バッフル」が、「単位セ
ル」と物理的に分離されているか否かに関わらず、「別々のもの」とし
て観念できる又は「異なるもの」として観念できる「壁」であると理解
することができる。
イ 引用発明２の「バッフルセル２５０」が「固体壁」であること
引用発明２における「バッフルセル２５０」は、経路セル２００に
対して経路セル２００と切り離して配置され、経路セル２００を通過す
る流体の流れをブロックし、流体の流れの方向を変更できるものである。
このようなバッフルセル２５０が奏する作用・機能は、バッフルセル２
５０全体が「壁」として機能することである。そうすると、引用発明２
における「バッフルセル２５０」は、「完全にソリッドであるソリッド
ドメイン２５２を有」し、「壁」としての作用・機能を奏する「固体」
であるから、「固体壁」といえる。
ウ 引用発明２の「バッフルセル２５０」が「（単位セルと）別個の壁」
であること
引用文献２においては、第１分岐経路ブラインド２５４、第２分岐経
路ブラインド２５６が単位セル内に存在するバッフルセル２５０と経路
セル２００が区別されていることは明らかであり、バッフルセル２５０
は、経路セル２００と「別々に観念できるもの」、又は、「異なるもの
として観念できるもの」といえる。すなわち、「バッフルセル２５０」
は、単位セル（経路セル）とは「別個の壁」であり、本件補正発明の
「バッフル」に相当する機能を備えるといえる。
エ 小括
以上により、本件補正発明の「バッフル」に相当する引用発明２の構
成は「バッフルセル２５０」であり、これと異なり、本件 補正発明の
「バッフル」に相当する引用発明２の構成を「第１分岐経路ブラインド
２５４および第２分岐経路ブラインド２５６」であるとする原告の主位
的主張はいずれも当を得ない。
(2) 原告の予備的主張について
上記のとおり、「バッフルセル２５０」は、「完全にソリッドであるソ
リッドドメイン２５２を有」し、「壁」としての作用・機能を奏する
「固体壁」であり、単位セル（経路セル）とは「別個の壁」である本件
補正発明の「バッフル」に相当するといえる。よって、原告の予備的主
張も理由がない。
第3-2 取消事由２（本件補正発明と引用発明１の相違点に係る容易想到性の
判断の誤り）について
【取消事由２：原告の主張】
(1) 主位的主張について
上記のとおり、本件補正発明の「バッフル」に相当するのは、引用発
明２における「第１分岐経路ブラインド２５４」と「第２分岐経路ブラ
インド２５６」であり、これを前提にすれば、引用発明１に引用発明２
を適用する動機付けはなく、むしろ阻害要因があり、本件補正発明には
有利な効果も認められるから、引用発明１に引用発明２を適用して本件
補正発明に容易に想到し得るとした本件審決の判断は誤りである。
ア 動機付けについて
引用発明１の作用・機能は、分岐構造によって表面積を増加させて流
体間の熱交換を容易にし、熱境界層の形成を低減及び／又は阻止するこ
とであるのに対し、引用発明２の作用・機能は、バッフルセルによって
別個の流体が独立した流路に追従することを可能にするとともに、丸み
を帯びた単位セル入口によって単位セルに入る流体の圧力損失を低減す
ることである。そうすると、引用発明１と引用発明２の間には課題の共
通性は存在せず、作用・機能の共通性もないから、仮に技術分野が関連
するとしても、それらを組み合わせる動機付けは存在しない。
イ 阻害要因について
引用発明１に引用発明２を適用した場合、引用発明２のバッフルセル
２５０の「分岐経路ブラインド」では、引用発明１の「単位セル１０８」
の開口を塞いでしまい、引用発明１の作用・機能や目的と反するものと
なるから、阻害要因がある。
ウ 有利な効果について
本件補正発明では、バッフルが必要に応じて様々な形態で各単位セル
を仕切ることができるので、バッフルと単位セルとの交差する角度を単
位セルごとに任意に設定することができ、流れを直接的に変更すること
ができる。仮に、引用発明１に引用発明２を適用したとしても、「別個
の壁」である構成は得られないから、上記のような本件補正発明の効果
は得られないし、当該効果は引用発明１及び引用発明２から予測可能な
ものでもない。
(2) 予備的主張について
仮に、被告が主張するように、本件補正発明の「バッフル」に相当
する構成が引用発明２の「バッフルセル２５０」であるとしても、上記
(1)アと同様に、引用発明１に引用発明２を適用する動機付けはない。
また、引用発明１では、流体の全体的な流れ方向に対して約４５度の
角度で流路が分岐することによって、どの分岐流路にも流体が流れるこ
とができ、熱境界層の破壊が促されるので、熱交換性能が向上する。こ
れに対し、引用発明２では、各単位セル（経路セル２００、バッフルセ
ル２５０）の開口の向きが流体の巨視的（全体的）な流れ方向と一致又
は直交し、流体の流れを分岐させようとするものではなく、引用発明１
に、流体の全体的な流れ方向に直交する引用発明２を組み合わせても、
引用発明１の分岐構造が失われ、機能を発揮できないから、阻害要因が
ある。
そして、上記(1)ウと同様に、本件補正発明には引用発明１及び引用
発明２には見られない有利な効果もある。
よって、本件補正発明について容易想到とした本件審決の判断は誤り
である。
【取消事由２：被告の主張】
(1) 原告の主位的主張について
ア 動機付けについて
引用文献１の段落【０００２】には、「熱交換器の熱伝達効率は、材
料特性、表面積、流れ構成、圧力降下、および熱交換に対する抵抗率な
どの熱交換器の特性によって影響される。これらの特性のいずれかを向
上させることによって、熱交換器の熱伝達効率を増大させることができ
る。」との記載がある。これは、「熱交換器の熱伝達効率は、流れ構成な
どの熱交換器の特性を向上させることによって増大させることができ
る。」ことを示すものであるといえ、「熱交換器の熱伝達効率を上げるた
めの流れ構成を形成する」ことは、熱交換器の「背景技術」として記載
されている。また、「これらの特性のいずれかを向上させることによっ
て、熱交換器の熱伝達効率を増大させることができる。」という記載か
らみて、段落【０００２】に記載されるこの背景技術は、熱交換器にお
ける一般的な「課題」であると理解できる。
また、「熱交換器の熱伝達効率を上げるための流れ構成を形成する」
ためにバッフルを用いることは周知技術（乙３、４）であり、引用文献
２には、単位セルと「別個の壁」である「バッフル」を採用することが
記載されている。
よって、引用文献１に引用文献２を適用する動機付けは認められる。
イ 阻害要因及び有利な効果について
阻害事由及び有利な効果に関する原告の主張は、上記のとおり主位的
主張に理由がない以上、いずれもその前提を欠き、失当である。
(2) 原告の予備的主張について
ア 動機付けがあること
上記(1)ア記載のとおりである。
イ 阻害要因がないこと
引用文献２の段落［００２８］（訳文は乙５【００２３】）は、「３次
元格子内のバッフルセルの配置は、３次元格子の配置を変更することな
く修正することができる。このように、同じ３次元格子構成から出発し
て、多種多様な流路を設けてもよい。例えば、流路は、３次元格子の構
成を変更することなく、特定の用途に合わせてカスタマイズすることが
できる。」と記載する。これは、引用発明２のバッフルセル２５０は３
次元格子の構造を失うことなく配置できることを示すものといえ、引用
発明２のバッフルセル２５０を引用発明１のコア１０２の中に組み込む
ことにより、引用発明１の分岐構造が失われることはない。
ウ 有利な効果がないこと
引用発明１に引用発明２を適用して得られる構成は、本件補正発明の
「前記少なくとも１つのバッフルは前記単位セルとは別個の壁である」
という構成であり、本件補正発明に予測し得ない有利な効果は認められ
ない。
第4 当裁判所の判断
第4-1 引用文献１、２の記載等について
(1) 引用文献１（主引用例）の記載
引用文献１（甲２）は、「分岐流路を形成する単位セルを含む熱交換
器」を開示するものであり、複数の単位セルの各単位セルは、第１の流
体及び第２の流体が、それぞれ第１の流路部分及び第２の流路部分にお
いて、結合および分岐することができるように構成されること等により、
熱をより効率的に伝達できるようにすることが記載されている。
なお、引用文献１は、原告を出願人とする別件の公開特許公報であり、
本願に係る図面１～１０と同じ図面が示され、本願 明細書の【００１
４】 【００２３】～【００２５】と同じ実施形態が記載されているが、
、
バッフルに関する記載はない。
(2) 引用文献２（副引用例）の記載
引用文献２（甲３）は、単位セルを用いた３次元格子構造を有する熱
交換器を開示するものであり、別紙２「引用文献２の記載」のとおりの
記載がある。
第4-2 取消事由１（本件補正発明の「バッフル」と引用発明２の構成との対
応関係の認定の誤り）について
第4-2(1) 取消事由１に係る原告の主位的主張について
原告は、本件補正発明のバッフルに相当するのは、引用発明２におけ
る第１分岐経路ブラインド２５４と第２分岐経路ブラインド２５６であ
ると主張し、本件補正発明のバッフルに相当する引用発明２の構成を
バッフルセル２５０と認定した本件審決の認定の誤りを主張し（主位的
主張）、仮に本件審決の認定のとおりだとしても、バッフルセル２５０
は「固体壁」ではなく、「（単位セルと）別個の壁」でもないと主張す
る（予備的主張）ので、最初に上記主位的主張について検討する。
ア 引用発明２のバッフルセル２５０は、引用文献２の段落[００１３]に
おいて「バッフルセルは、１つ以上の第１分岐経路バッフルおよび／ま
たは１つ以上の第２分岐経路バッフルを含むソリッドドメインを有する
ように形成され」、「第１分岐経路バッフルの各々は、第１分岐流体ド
メインに対する第１境界を隣接して画定するように形成されてもよく、
第２分岐経路バッフルの各々は、第２分岐流体ドメインに対する第２境
界を隣接して画定するように形成」されると記載されている。他方、本
件補正発明のバッフルが、「流体の流れを邪魔し、その方向を変更する
ための構成」であることについては、当事者間に争いがないところ、
バッフルセル２５０に関する引用文献２の上記記載 に照らすと、当該
バッフルセル２５０は、「流体の流れを邪魔し、その方向を変更するた
めの構成」と理解できるものである。
イ 物理的な意味で「流体の流れを邪魔し、その方向を変更する」のが分
岐経路ブラインドによるのだとしても、引用文献２において、バッフル
セル２５０に関する説明が、「流体の流れを邪魔し、その方向を変更す
るための構成」と理解できる内容となっている以上、これを、本件補正
発明の「バッフル」に相当する構成であるとした本件審決の認定を誤り
ということはできない。原告が本件補正発明のバッフルに相当するのは
分岐経路ブラインドであると主張する根拠は、結局、引用発明２のバッ
フルセル２５０が「（単位セルと）別個の壁」とはいえないということ
に尽きると解されるところ、これを採用できないことは後記第 4－2(3)
のとおりである。
ウ よって、原告の主位的主張は採用できず、以下では、本件審決の上記
認定（本件補正発明のバッフルに相当する引用発明２の構成はバッフル
セル２５０であるとの認定）を前提にした原告の予備的主張について検
討する。
第4-2(2) バッフルセル２５０が「固体壁」といえるか（予備的主張①）につ
いて
ア 原告は、予備的主張①として、仮に、本件補正発明におけるバッフル
に相当するのが引用発明２のバッフルセル２５０であるとしても、この
バッフルセル２５０には第１分岐流体ドメイン２０４及び第２分岐流体
ドメイン２０６を含むから、「固体壁」ではないと主張する。この点、
確かに第１分岐流体ドメインと第２分岐流体ドメインは、それぞれ第１
流体と第２流体が流れる部分（空間）であり、固体状の「ソリッドドメ
イン」ではない（引用文献２[００１３]）。
イ しかし、本願明細書には、バッフルが「固体壁」であることについて、
「バッフル５０２、５０４、５０６、５０８は、個々の単位セル１０８
によって包含される流路をブロックする、たとえば熱交換器コア５００
といった熱交換器の中に組み込まれる固体壁であってよい。」（【００
４５】）との記載があるにすぎず、バッフル自体が全て固体であること
を必要とする記載は見当たらない。むしろ本願明細書においては、バッ
フルは、「第１の流体の流れおよび第２の流体の流れの各々を独立に案
内するために、第１の通路および／または第２の通路に設け」られるも
のであり（【００４４】）、当該記載ないし段落【００４６】の記載の
とおり、流路をブロックする、あるいは各流体の流れを独立して経路指
定するものとして、その機能の面から特定されている。
そうすると、バッフルセル２５０に、第１分岐流体ドメイン２０４及
び第２分岐流体ドメイン２０６という固体でない部分を含むことを根拠
として、バッフルセル２５０が「固体壁」ではないとする原告の前記主
張は、本願明細書の記載に基づかないものであり、採用することができ
ない。
ウ そして、引用発明２におけるバッフルセル２５０は、固体部分である
「ソリッドドメイン２５２」と、ソリッドドメイン２５２の一部として
一体的に形成された「第１分岐流体ドメイン２０４に境界を画定する第
１分岐経路ブラインド２５４」及び／又は「第２分岐流体ドメイン２０
６に境界を画定する第２分岐経路ブラインド２５６」を含むものである
（[００４３]）。さらに、引用文献２の段落［００４５］及び［００４
７］の記載からすると、第１分岐流体ドメイン２０４内の流体は、第１
分岐経路ブラインド２５４を有するバッフルセル２５０の周辺平面を横
切って流れないこととなり、第２分岐流体ドメイン２０６内の流体は、
第２分岐経路ブラインド２５６を有するバッフルセル２５０の周辺平面
を横切って流れないこととなる。そうすると、結局、このバッフルセル
２５０自体が、「固体壁」として要求される機能、すなわち、流路をブ
ロックし、あるいは各流体の流れを独立して経路指定する機能を有する
といえる。
エ よって、上記機能を有する引用発明２のバッフルセル２５０は、本件
補正発明にいう「固体壁」であるバッフルに相当する構成であるといえ、
この点で、本件審決の認定に誤りはない。
第4-2(3) バッフルセル２５０が「（単位セルと）別個の壁」といえるか（予
備的主張②）について
ア 原告は、さらに、予備的主張②として、引用発明２のバッフルセル２
５０は、経路セルと一体的に形成され分離していないから、「（単位セ
ルと）別個の壁」ではないと主張する。
イ そこで検討するに、一般に「別個」とは、「他と切り離された一つ一
つ」 「異なっていること」
、 （甲１２）を意味するところ、その文言自体
からは、物理的に分離されていることを意味するのか、異なる機能・役
割に着目して理解すべきものか、一義的に明らかとはいえない。
この点、本願明細書の記載を検討しても、本件補正発明におけるバッ
フルが「（単位セルと）別個の壁」であることが、具体的にいかなる技
術的意義を有し、いかなる実施形態を想定しているかの説明はなく、少
なくとも後者（異なる機能・役割に着目して理解）を排斥する趣旨を読
み取ることはできない。本件補正後の特許請求の範囲の請求項１におい
ても、バッフルは、「前記第１の通路および前記第２の通路の中に配置
された」ものとされ、「前記コアの中に組み込まれた固体壁」であると
して特定されているにすぎないから、バッフルが他の部材と結合してい
ないことまでを特定するものではない。かえって、本件補正発明のバッ
フルは、「個々の単位セル１０８によって包含される流路をブロックす
る」もの（【００４５】）とされていることに照らすと、バッフルが単位
セル１０８と物理的に一体となって流路をブロックしていることが想定
されているともいえる。
そして、本件補正後の特許請求の範囲の請求項１は、「単位セル」につ
き、「各単位セルの内部容積内の第１の通路部、および各単位セルの外
面における第２の通路部を画定」するものとしているところ、「バッフ
ル」はこのような画定機能を有するものではなく、両者は、その担う機
能・役割において異なるものである。
そうすると、本件補正発明の「前記少なくとも１つのバッフルは前記
単位セルとは別個の壁である」とは、「バッフル」が、通路部を形成す
る「単位セル」と、物理的に分離されているかに関わらず、 機能的に
「切り離されている」か、「異なっている」といえるものであることを
明らかにするものであると解するのが相当である。
ウ 以上を前提に、引用発明２のバッフルセル２５０が「（単位セルと）別
個の壁」といえるかどうかを検討すると、引用文献２においては、「単
位セルは、経路セルまたはバッフルセルであってもよい」とされ（[０
０３８]）、第１分岐経路ブラインド２５４や第２分岐経路ブラインド２
５６が単位セル内に存在するバッフルセル２５０と、経路セル２００は、
明らかに区別されて記載されている（[００１３]、[００３８]、[００
４４]、[００４７]、[００５０]）。このような引用発明２のバッフルセ
ル２５０は、通路部を形成する「経路セル」と、物理的に接合されては
いるものの、その機能（流路をブロックし、あるいは各流体の流れを独
立して経路指定する機能）の面からみて、経路セルと「切り離され」、
「異なっている」といえることは明らかである。
エ よって、引用発明２のバッフルセル２５０は、単位セルである「経路
セル２００」とは「別個の壁」であるといえ、その旨をいう本件審決の
認定に誤りはない。
第4-2(4) 小括
以上により、原告の取消事由１は、主位的主張、予備的主張①、②と
もに理由がない。
第4-3 取消事由２（本件補正発明と引用発明１の相違点に係る容易想到性の
判断の誤り）について
原告は、取消事由２においても、取消事由１と同様、主位的に「本件
補正発明のバッフルに相当する引用発明２の構成は第１分岐経路ブライ
ンド２５４、第２分岐経路ブラインド２５６である」ことを前提に、本
件審決の誤りをいうが、当該前提を採用できないことは前述のとおりで
ある。よって、以下、原告の予備的主張について検討する。
第4-3(1) 動機付けについて
ア 原告は、引用発明１と引用発明２の間に課題、作用・機能の共通性は
ないから、仮に技術分野が関連するとしても、それらを組み合わせる動
機付けは存在しないと主張する。
イ しかし、引用発明１と引用発明２は、ともに「熱交換器」に関する技
術であって同一の技術分野に属し、単位セルを用いて分岐する流路を構
成する点でも共通する。
また、引用文献１の段落【０００２】には、「熱交換器の熱伝達効率
は、少なくとも部分的には、熱交換器を通る熱伝達流体の流れによって
決定される。熱伝達流体が熱交換器を通って流れる際に、熱伝達流体は、
熱抵抗を増加させ、かつ熱交換器の熱伝達効率を低下させる境界層を確
立しようとする。加えて、熱交換器の熱伝達効率は、材料特性、表面積、
流れ構成、圧力降下、および熱交換に対する抵抗率などの熱交換器の特
性によって影響される。これらの特性のいずれかを向上させることに
よって、熱交換器の熱伝達効率を増大させることができる。」との記載
があるから、熱交換器の流れ構成を形成し、上記記載の特性を向上させ
ることで、熱交換器の熱伝達効率を増大させることが引用発明１の課題
であると理解できる。
そして、熱交換器の熱伝達効率を上げるための流れ構成を形成するた
めにバッフルを用いることは周知技術（乙３、４）であり、引用文献２
は、「一般に、丸みを帯びた単位セル入口を有する３次元格子構造を有
する熱交換器、および熱交換器の３次元格子構造内に丸みを帯びた単位
セル入口を形成する方法」を開示し（[０００１]）、「熱交換器の３次
元格子構造内にバッフルを形成する方法」を開示するものである（[０
０１３]）。
そうすると、技術分野の共通性や課題解決の方法となる点で、引用文
献１に引用文献２を適用する動機付けがあるといえる。
ウ これに対し、原告は、引用発明１の作用・機能は、分岐構造によって
表面積を増加させて流体間の熱交換を容易にし、熱境界層の形成を低減
及び／又は阻止することであるのに対し、引用発明２の作用・機能は、
バッフルセルによって別個の流体が独立した流路に追従することを可能
にし、また、丸みを帯びた単位セル入口によって単位セルに入る流体の
圧力損失を低減することであるから、両者を組み合わせる動機付けはな
いと主張する。
しかし、原告が主張する引用発明１の上記各作用・機能は、熱抵抗を
増加させ、かつ熱交換器の熱伝達効率を低下させる熱伝達流体の境界層
を低減させることを目的とするものであり、熱交換器の熱伝達効率を上
げるための流れ構成を形成する「熱交換器の３次元格子構造内にバッフ
ルを形成する方法」を開示する引用発明２を、引用発明１に適用する動
機付けがある。引用発明２の作用・機能として上記の圧力損失の低減が
あるとしても、引用発明２の上記バッフルを形成する方法による流れ構
成の有用性に何ら影響があるものではないから、原告の主張は失当であ
る。
エ よって、引用文献１に引用文献２を適用する動機付けは認められる。
第4-3(2) 阻害要因について
原告は、引用発明１が流体の全体的な流れ方向に対して約４５度の角
度で流路が分岐するものであるところ、これに、流体の全体的な流れ方
向に直交する引用発明２を組み合わせても、引用発明１の分岐構造が失
われ、機能を発揮できないから阻害要因があると主張する。
原告の上記主張は、引用発明１につき、引用文献１の図１、２（別紙
１「本願明細書の記載事項及び図面（抜粋）」の図１、２と同じ。）の
実施形態を取り上げ、これを前提に引用発明２との組合せの可否を論ず
るものであるが、そもそも、本件審決が認定した引用発明１（当該認定
は当事者間に争いがない。）は、前記第２の３(2)ア記載のとおりで
あって、上記実施形態のように「流体の全体的な流れ方向に対して約４
５度の角度で流路が分岐」することが不可欠の構成要素になっていると
は解されない。
これを措くとしても、引用文献２の段落[００２８]には、「３次元格
子内のバッフルセルの配置は、３次元格子の配置を変更することなく修
正することができる。このように、同じ３次元格子構成から出発して、
多種多様な流路を設けてもよい。例えば、流路は、３次元格子の構成を
変更することなく、特定の用途に合わせてカスタマイズすることができ
る。」との記載があり、多種多様な流路を設けることが可能とされてい
る。したがって、引用発明２のバッフルセル２５０を引用発明１のコア
１０２の中に組み込む場合にも、引用発明１の分岐構造が失われないよ
うにバッフルセル２５０を配置することが可能であり、引用発明１に引
用発明２を適用することに阻害要因があるとは認められない。
第4-3(3) 有利な効果について
原告は、本件補正発明では、バッフルが必要に応じて様々な形態で各
単位セルを仕切ることができるので、バッフルと単位セルとの交差する
角度を単位セルごとに任意に設定することができ、流れを直接的に変更
することができるのに対し、引用発明１に引用発明２を適用したとして
も、「（単位セルと）別個の壁」である構成は得られないから、上記の
ような本件補正発明の効果は得られないと主張する。
しかし、引用発明２におけるバッフルセル２５０が「（単位セルと）
別個の壁」であるといえること、そして、バッフルセル２５０を多種多
様な流路を設けるように配置することが可能なことは、上記のとおりで
ある。引用発明１に引用発明２を適用して得られる構成は、正に本件補
正発明の「（単位セルと）別個の壁」との構成であり、原告が主張する
上記の本件補正発明の効果が、予測できない顕著な効果であるとはいえ
ない。
第4-3(4) 小括
以上によれば、原告の取消事由２も理由がない。
第4-4 結論
以上のとおり、原告主張の取消事由はいずれも理由がなく、本件審決
に取り消すべき違法は認められない。よって、原告の請求を棄却するこ
ととし、主文のとおり判決する。
知的財産高等裁判所第４部
裁判長裁判官
宮 坂 昌 利
裁判官
本 吉 弘 行
裁判官
岩 井 直 幸
別紙１
本願明細書の記載事項及び図面（抜粋）
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般的に熱交換器に関し、より詳細には、分岐する流路を形成する単位セルを含
む熱交換器、および、各流体領域の独立バッフルを可能にするバッフル設計に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの熱交換器は、熱交換器を通して流れ、熱を伝達する熱伝達流体を利用する。
熱交換器の熱伝達効率は、少なくとも部分的に、熱交換器を通る熱伝達流体の流れによって決
定される。熱伝達流体が熱交換器を通して流れるので、熱伝達流体は、熱交換器の熱抵抗を増
加させて熱伝達効率を減少させる境界層を確立する傾向がある。熱交換器の熱伝達効率は、材
料特性、表面積、流れの構成、圧力低下、および熱交換に対する抵抗などといった、熱交換器
の特性によっても影響を受ける。これらの特性のいずれかの改善によって、熱交換器が、熱伝
達効率を増加させることが可能になる。
【０００４】
いくつかのシステムまたは用途は、熱交換器が、指定されたシステム容積内で、指定された
重さより軽い重さに収まることが必要である。システム要件を満たすために熱交換器のサイズ
を減らすことによって、熱伝達効率を決定する特性に影響を及ぼす。いくつかの熱交換器は、
システム内に収まるように適切に形作られておらず、このことによって、空間の効果的でない
使用および/または無駄になった容積がもたらされる。いくつかの熱交換器は、ろう付けおよ
び溶接した継手などといった、複数の継手を必要とする製造技術を使用して、システム要件を
満たすように形成される。そのような継手は、時間が経つと劣化し、それによって、熱交換器
の耐用期間を減らす場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの例によれば、熱交換器はコアを備える。コアは、第１の流体が通って流れるように構
成される第１の通路、および第２の流体が通って流れるように構成される第２の通路を画定す
る。コアは、一緒に結合される複数の単位セルからなる組立体を備える。組立体の各単位セル
は、各単位セルの内部容積内の第１の通路部、および各単位セルの外面における第２の通路部
を画定する。各単位セルは、第１の通路部を通る第１の流体の流れのため、内部容積への複数
の第１の開口を含む。組立体は、一緒に結合される複数の単位セル間の容積中に第２の通路を
形成する。組立体は、第１の流体と第２の流体との間の熱の交換中に、各単位セル中の第１の
通路部中の第１の流体を混合して分け、各単位セルの第２の通路部中の第２の流体を混合して
分けるように形作られる。各第２の通路部は、３つの他の第２の通路部からの第２の流体を受
け取る。熱交換器は、第１の流体の流れを、第２の流体の流れから独立に経路指定するように
構成される、第１の通路または第２の通路のうちの少なくとも１つの中に少なくとも１つの
バッフルをさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な熱交換器の概略断面図である。
【図２】図１に示された熱交換器の一部の概略図である。
【図３】図１に示された熱交換器の単位セルの概略等角図である。
【図４】図３に示された複数の単位セルの概略側面図である。
【図１１】例示的な熱交換器コアの概略斜視図である。
【図１２】図１１の例示的な熱交換器コアの概略側面図である。
【図１３】図１１の例示的な熱交換器コアの概略端面図である。
【図１４】第１の流れ領域および第２の流れ領域の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に記載されるシステムおよび方法は、熱交換器が異なる形状、サイズ、および流れ
構成を有することを可能にするコアを含む。コアは、複数の単位セルを含む。流体が混合して、
極めて近接して分かれ、単位セルの側壁によってのみ分離されるように、単位セルは、少なく
とも２つの異なる熱交換流体のための通路を画定する。いくつかの実施形態では、各単位セル
は、流れが単一の流れに混合するように、少なくとも３つの他の単位セルからの熱交換流体の
流れを受け取るように構成される。加えて、各単位セルは、流れが分かれて少なくとも３つの
他の単位セルへと吐出されるように、３分岐通路部を形成する。結果として、熱交換流体の熱
境界層が減少し、熱交換流体は、知られている熱交換器中の熱交換流体と比較して、単位セル
の側壁を通してより効率的に熱を伝達する。さらに、本明細書に記載される熱交換器は、全体
的なシステム要件を満たし、効率を増加させるために、複数の配置構成および流れ構成を含む。
【００１４】
図１は、例示的な熱交換器１００の断面図である。図２は、熱交換器１００の一部の部分概
略図である。熱交換器１００は、コア１０２、出力先変更部１０３、分岐管部１０４、および
ケーシング１０６を含む。分岐管部１０４、コア１０２、および出力先変更部１０３の各々は、
第１の流体１１２が通って流れるための第１の通路１１０および第２の流体１１６が通って流
れるための第２の通路１１４を画定する複数の単位セル１０８を含む。出力先変更部１０３に
おいて、第１の流体１１２および第２の流体１１６は、単位セル１０８によって出力先変更さ
れる。具体的には、第１の流体１１２および第２の流体１１６は、出力先変更部１０３中で、
およそ１８０度（およそ３．１４１５ラジアン）向きを変える。代替実施形態では、熱交換器
１００は、熱交換器１００が本明細書に記載されるように動作するのを可能にする任意の構成
を有する。たとえば、いくつかの実施形態では、第１の流体１１２および／または第２の流体
１１６の少なくとも一部は、ワックス、可融合金、および／または融解塩などといった、熱
ショックを調節するように構成される少なくとも部分的に固体の物質と交換される。
【００２３】
図３は、単位セル１０８の概略等角図である。図４は、複数の単位セル１０８の概略側面図
である。いくつかの実施形態では、コア１０２は、図３および図４に示される単位セル１０８
からいくつかの観点で異なるいくつかの単位セル１０８を含む。例示的な実施形態では、各単
位セル１０８は、複数の単位セル入口１４０、複数の単位セル出口１４２、内面１４４、およ
び外面１４６を画定する側壁１３８を含む。第１の流体１１２は、単位セル入口１４０を通っ
て単位セル１０８へと流れ、内面１４４に接触し、単位セル出口１４２を通って単位セル１０
８から流れ出る。第２の流体１１６は、第２の流体１１６が外面１４６と接触するように、単
位セル１０８を流れ過ぎる。説明される実施形態では、各単位セル１０８は、３つの単位セル
入口１４０および３つの単位セル出口１４２を有する。代替実施形態では、単位セル１０８は、
熱交換器１００が本明細書に記載されるように動作するのを可能にする任意の単位セル入口１
４０および単位セル出口１４２を有する。
【００２４】
また、例示的な実施形態では、各単位セル１０８は、第１の通路１１０の第１の通路部１４
８および第２の通路１１４の第２の通路部１５０を形成する。第１の通路部１４８および第２
の通路部１５０は、第１の流体１１２および第２の流体１１６が側壁１３８を通して熱エネル
ギーを交換するように構成される。動作では、第１の流体１１２は、他の単位セル１０８に関
連する他の第１の通路部１４８から第１の通路部１４８へと流れる。第１の通路部１４８は、
第１の流体１１２が第１の通路部１４８からさらなる第１の通路部１４８に向けて流れ出るよ
うに分岐する。具体的には、第１の通路部１４８は、第１の流体１１２が３つの異なる第１の
通路部１４８に向けて３つの流路へと流れるように３分岐する。第２の流体１１６は、他の第
２の通路部１５０から第２の通路部１５０へと流れる。第２の通路部１５０は、第２の流体１
１６が第２の通路部１５０からさらなる第２の通路部１５０に向けて流れ出るように分岐する。
具体的には、第１の通路部１４８は、第２の流体１１６が３つの異なる第２の通路部１５０に
向けて３つの流路へと流れるように３分岐する。第１の通路部１４８と第２の通路部１５０は、
およそ９０度の角度で分岐する。代替実施形態では、第１の通路部１４８および第２の通路部
１５０は、熱交換器１００が本明細書に記載されるように動作するのを可能にする任意の角度
で分岐する。
【００２５】
第１の通路部１４８および第２の通路部１５０の分岐形状によって、第１の流体１１２と第
２の流体１１６の間の熱交換を促進する、追加の表面積がもたらされる。さらに、単位セル１
０８の分岐によって、第１の流体１１２および第２の流体１１６中の熱境界層の形成が減少お
よび／または抑止される。たとえば、熱および運動量境界層は、単位セル１０８の分岐に起因
して第１の流体１１２および第２の流体１１６が出力先変更されるたびに壊される。さらに、
単位セル１０８中で繰り返される分岐によって、第１の流体１１２および第２の流体１１６が
著しい熱および運動量境界層を確立することが抑止される。代替実施形態では、第１の通路部
１４８および第２の通路部１５０は、熱交換器１００が本明細書に記載されるように動作する
のを可能にする任意の構成を有する。
【００４２】
図１および図２を参照すると、バッフル１０５を使用して、流体供給源からの流れ、たとえ
ば第１の流体１１２および第２の流体１１６を、分岐管部１０４を通し、熱交換器コア１０２
を通し、出力先変更部１０３を通して、流体吐出区域１２６、１２８へと案内する。バッフル
１０５を使用して、同じ幾何平面内で両方の流体領域と相互作用することによって、コア１０
２内の同じ場所で両方の流体領域を調節する。上で議論したようにそのような配置構成によっ
て、向流構成、並流構成、または交差流構成が可能になる。そのような構成では、第１および
第２の流体の流れは、互いに依存する。
【００４３】
図１１～図１４を参照すると、代替実施形態では、熱交換器コア５００は、上で記載したも
のと同様の任意の様式で、単位セル１０８によって形成される。熱交換器コア５００は、図１
および図２に示されたものと同様の構造を有する、上で記載されたようなたとえばケーシング
１０６といったケーシングの中に設けることができる。熱交換器は、熱交換器コア５００に結
合される、上で記載されたものと同様の分岐管部をやはり含むことができる。分岐管部は、複
数の第１の入口、第２の入口、入口ヘッダ、出口ヘッダ、第１の出口、および／または第２の
出口を各々含むことができる。熱交換器コア５００は、図１および図２に関して上で議論した
熱交換器コアと同様に、入口プレナムおよび出口プレナムをやはり含むことができる。
【００４４】
熱交換器コア５００は、熱交換器コア５００を通る流れを案内する内部バッフル５０２、５
０４、５０６、５０８を含む。バッフルは、第１の流体の流れおよび第２の流体の流れの各々
を独立に案内するために、第１の通路および／または第２の通路に設けることができる。本明
細書で使用する「独立」および「独立に」という用語は、第１の流体の流れの設計は、第２の
流体の流れのパラメータに依存しないことを意味する。第１の流体の流れおよび第２の流体の
流れの各々は、熱伝達要件および圧力低下要件と一致する、独立した流れ構成および速度を有
することができる。第１の流体および第２の流体の各々についての流れ要件は、流量要件、圧
力低下要件、熱伝達要件、容積要件、および／または内部バッフル配置によって決定される。
【００４５】
図１１～図１４に示されるように、バッフル５０２、５０４、５０６、５０８は、個々の単
位セル１０８によって包含される流路をブロックする、たとえば熱交換器コア５００といった
熱交換器の中に組み込まれる固体壁であってよい。バッフルは、他の流体領域のいずれかの流
路に影響を及ぼすことなく、コア５００を通して流体の流れを経路指定するため、たとえば第
１の流体領域および／または第２の流体領域といった特定の流体領域の流路を独立にブロック
することができる。図１および図２に示されるバッフル１０５とは異なって、図１４に示され
るような各バッフル５０２、５０４、５０６、５０８は、同じ場所で任意の他の流体領域の流
路をブロックすることなく、その場所で特定の流体領域の流路をブロックする。図１４に示さ
れるように、バッフル５０２、５０４、５０６、５０８は、第１の流体１１２が自由に通過す
る一方、第２の流体１１６の通過をブロックすることを可能にする。図から、第１の流体１１
２と第２の流体１１６が交差または混ざるように見えるが、第１の流体１１２の領域と第２の
流体１１６の領域は別個であり、第１の流体１１２と第２の流体１１６の混合は生じないこと
を了解するべきである。
【００４６】
バッフルは、流れの分布を改善して圧力低下を減らすために、各流体の分岐管領域へと延び
ることができる。各流体のための入口および出口の場所が同じ場所にある場合、独立バッフル
を使用して、流体の部分的または完全な向流を実現し、こうして熱交換特性を増加させること
ができる。このことによって、供給および吐出の位置の制限が減ることが可能になる。具体的
な熱交換器の設計は、供給および吐出ポートの要求される場所、利用可能な容積、流量、圧力
低下、および必要な熱伝達によって制限される場合がある。各流体の流れを独立して経路指定
するために内部バッフルを使用することによって、より大きい設計自由度が実現され、結果と
して、より小さく、軽く、より良好に働く熱交換器がもたらされる。
【００４７】
本明細書に記載されるシステムおよび方法は、熱交換器が異なる形状、サイズ、および流れ
構成を有することを可能にするコアを含む。コアは、複数の単位セルを含む。流体が混合して、
極めて近接して分かれ、単位セルの側壁によってのみ分離されるように、単位セルは、少なく
とも２つの異なる熱交換流体のための通路を画定する。いくつかの実施形態では、各単位セル
は、流れが単一の流れに混合するように、少なくとも３つの他の単位セルからの熱交換流体の
流れを受け取るように構成される。加えて、各単位セルは、流れが分かれて少なくとも３つの
他の単位セルへと吐出されるように、３分岐通路部を形成する。結果として、熱交換流体の熱
境界層が減少し、熱交換流体は、知られている熱交換器中の熱交換流体と比較して、単位セル
の側壁を通してより効率的に熱を伝達する。さらに、本明細書に記載される熱交換器は、全体
的なシステム要件を満たし、効率を増加させるために、複数の配置構成および流れ構成を含む。
【００４８】
こうして書いた記載は、最良の形態を含む実施形態を開示して、任意のデバイスまたはシス
テムを作ることおよび使用すること、ならびに任意の組み込まれる方法を実施することを含む
実施形態を当業者が実行するのを可能にするために、例を使用する。特許請求の範囲は、本開
示の特許性のある範囲を規定し、当業者が想到する他の例を含む。そのような他の例は、特許
請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲
の文字通りの言葉と本質的でない差異を有する等価な構造的要素を含む場合に、特許請求の範
囲内となることが意図される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
別紙２ 引用文献２の記載
以下の［］内の記載は引用文献２での段落である。訳文は乙５に従うが、対応する乙５の段
落番号が異なる場合には【】内に記載する。
［０００１］
本開示は、一般に、丸みを帯びた単位セル入口を有する３次元格子構造を有する熱交換器、
および熱交換器の３次元格子構造内に丸みを帯びた単位セル入口を形成する方法に関する。
［０００３］
熱交換器は時にバッフルを利用して、流体の流れを導いたり調節したりする。典型的なシェ
ルおよびチューブ熱交換器は、バッフルによって規定される流路を通ってシェル側流体を導く
バッフルを熱交換器のシェル側に含むことができる。バッフルは、熱交換器シェル内のチュー
ブ束を支持する役割も果たすことができる。このようなバッフルは、典型的には、チューブ束
内の各チューブに対応する多数の穴を有するパネルから製造される。パネルの穴は、熱交換器
チューブの上に取り付けられ、パネルは所定の位置に溶接される。
［０００４］
この性質のバッフルの製造プロセスは、複雑で時間を要する可能性があり、その結果、熱交
換器は、通常、かなり単純なバッフル構成を有する。加えて、熱交換器チューブは、バッフル
をチューブに取り付け、溶接する際に損傷を生じやすく、漏れまたは応力点は、不良溶接部な
どの製造誤差から生じ、最適以下の性能、流体のクロスコンタミネーション、または構造上の
不具合につながる可能性がある。更に、熱交換器のチューブ側は、特に多数のチューブを有す
る熱交換器の場合、製造の複雑さのために、典型的にバッフルを欠く。３次元格子構造は、管
群に代わるものを提供する。しかしながら、格子構造が典型的な管群に比べてはるかに複雑な
構成を有する場合があるため、３次元格子構造にバッフルを追加する場合には、上述の欠点が
さらに顕著になる可能性がある。
［００１３］
別の態様では、本開示は、熱交換器の３次元格子構造内にバッフルを形成する方法を含む。
例示的な方法は、反復する単位セルの３次元格子を画定する複数の一体的に形成された隣接す
る単位セルを形成することを含む。複数の一体的に形成された隣接単位セルを形成することは、
複数の経路セルを形成することと、複数の経路セルの間に複数のバッフルセルを一体的に形成
することとを含む。複数の経路セルは、第１流体が複数の経路セルを横切って流れるための第
１分岐流体ドメインを隣接して画定する内部経路セル表面と、第２流体が複数の経路セルを横
切って流れるための第２分岐流体ドメインを隣接して画定する外部経路セル表面とを含むソ
リッドドメインを有するように形成されてもよい。複数のバッフルセルは、１つ以上の第１分
岐経路バッフルおよび／または１つ以上の第２分岐経路バッフルを含むソリッドドメインを有
するように形成されてもよい。第１分岐経路バッフルの各々は、第１分岐流体ドメインに対す
る第１境界を隣接して画定するように形成されてもよく、第２分岐経路バッフルの各々は、第
２分岐流体ドメインに対する第２境界を隣接して画定するように形成されてもよい。
［００２８］【００２３】
・
本開示の熱交換器は、改善された製造性を提供することができる。例えば、３次元格子は、
一体的に形成された隣接する単位セルのアレイとしてモデル化されてもよく、これらは共に、
反復される単位セルの３次元格子を画定する。３次元格子構造は、例えば、任意の所望のサイ
ズ、形状、または構成で、および任意の所望の数または組み合わせの単位セルを用いて、付加
製造技術を使用して、迅速かつ正確に製造することができる。３次元格子内のバッフルセルの
配置は、３次元格子の配置を変更することなく修正することができる。このように、同じ３次
元格子構成から出発して、多種多様な流路を設けてもよい。例えば、流路は、３次元格子の構
成を変更することなく、特定の用途に合わせてカスタマイズすることができる。
［００２９］【００２４】
・
流路は、改善された熱伝達を提供することができる所望の熱伝達特性を提供するように選択
することができる。例えば、バッフルセルは、熱交換器の有効長さを増大させることができ、
一方、部分経路セルおよび対応する丸みを帯びた単位セル入口は、圧力損失を低減することが
できる。加えて、バッフルセルは、３次元格子に付加された構造的支持を提供してもよい。
バッフルセルは、任意の所望の構成で３次元格子内に設けられてもよく、熱交換器の３次元格
子構造を通って流れる各別個の流体が、それ自体の独立した流路に追従することを可能にする。
複数のバッフルセルは、３次元格子を通って流れ１つまたは複数の流体のための流路を画定す
ることができる。
［００３８］【００３３】
・
単位セルは、経路セルまたはバッフルセルであってもよい。単位セルが単位セルドメインに
セグメント化される方法は、単位セルが経路セルであるかバッフルセルであるかを決定する。
図２Ａおよび２Ｂは、例示的な経路セル２００を示し、図２Ｃ～２Ｈは、例示的なバッフルセ
ル２５０を示す。単位セルは、少なくとも４つの周辺平面を含む。図２Ａ～２Ｈに示すように、
単位セルは、６つの周辺平面を含むことができ、６つの周辺平面は、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、
またはＺ軸に垂直に配向することができる。単位セルは、任意の所望の数の周辺平面を含むこ
とができ、単位セルは、任意の所望の多面体の形態をとることができることが理解されよう。
さらに、周辺平面は、任意の所望の向きで構成されてもよいことが理解されるであろう。
［００３９］【００３４】
・
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、経路セル２００は、少なくとも２つの別個の分岐した流体
ドメインを画定するソリッドドメイン２０２を有する３次元格子１０４の単位セルを含み、流
体は、この分岐した流体ドメインを通って、単位セルの各周辺平面まで、またはそれを横切っ
て流れることができる。経路セル２００は、少なくとも４つの周辺平面を含む。図に示すよう
に。２Ａおよび２Ｂ、経路セル２００は、６つの周辺平面を含み得る。６つの周辺平面は、そ
れぞれ、Ｘ、Ｙ、またはＺ軸に垂直に向けられてもよい。経路セル２００は、複数の分岐流体
ドメインを分離し画定するソリッドドメイン２０２を含む。分岐した流体ドメインは、流体が
３次元格子１０４全体にわたって複数の方向に流れることを可能にする分岐を有する。任意の
数の分岐部を設けることができることが理解されよう。このような分岐流体ドメインの構成お
よび配置は、３次元格子１０４を構成するそれぞれの単位セルのソリッドドメイン２０２の構
成および配置によって規定され得る。
[００４３]・【００３８】
図２Ｃ～２Ｈを参照すると、バッフルセル２５０は、ソリッドドメイン２５２の一部として
一体的に形成された分岐経路ブラインド２５４、２５６を含むソリッドドメイン２５２を有す
る３次元格子１０４の単位セルを含む。バッフルセル２５０のソリッドドメイン２５２は、第
１分岐流体ドメイン２０４への境界を画定する第１分岐経路ブラインド２５４、および／また
は第２分岐流体ドメイン２０６への境界を画定する第２分岐経路ブラインド２５６を含むこと
ができる。バッフルセル２５０のソリッドドメイン２５２は、完全にソリッドであってもよく、
または第１分岐流体ドメイン２０４および第２分岐流体ドメイン２０６の両方から隔離された
中空空間を有してもよい。以下、図３Ａ～３Ｃを参照して説明する。第１分岐経路ブラインド
２５４を含む複数の一体的に形成された隣接バッフルセル２５０は、共に第１分岐経路バッフ
ルを画定し、第２分岐経路ブラインド２５６を含む複数の一体的に形成された隣接バッフルセ
ル２５０は、共に第２分岐経路バッフルを画定する。
［００４４］【００３９】
・
バッフルセル２５０は、少なくとも４つの周辺平面を含む。示されるように、バッフルセル
は、６つの周辺平面を含んでもよい。６つの周辺平面は、それぞれ、Ｘ、Ｙ、またはＺ軸に垂
直に向けられてもよい。分岐経路ブラインド２５４、２５６は、分岐流体領域内の流体がバッ
フルセル２５０の少なくとも１つの周辺平面を横切って流れないように境界を画定する。境界
は、バッフルセル２５０の分岐した流体ドメイン２０４、２０６から３次元格子１０４の隣接
する単位セルへの流体の流れに関して、または隣接する単位セルの分岐した流体ドメイン２０
４、２０６からバッフルセル２５０への流体の流れに関して規定されてもよい。分岐した経路
ブラインドは、バッフルセル２５０のソリッドドメイン２５２のそのような部分を含み、それ
は、バッフルセル２５０のそのような周辺平面に関して分岐した流体ドメイン２０４、２０６
へのそのような境界を定義する。バッフルセル２５０は分岐経路ブラインド２５４、２５６を
含むが、いくつかの実施形態では、バッフルセル２５０は、流体が単位セルの１つ以上の外周
面まで、またはそれを横切って流れることができる１つ以上の分岐流体ドメイン２０４、２０
６も含むことができる。しかし、分岐経路ブラインド２５４、２５６が単位セル内に存在する
と、経路セル２００とは対照的に、単位セルをバッフルセル２５０として区別する。分岐経路
ブラインド２５４、２５６は、バッフルセル２５０の単一の周辺平面、バッフルセル２５０の
すべての周辺平面、またはバッフルセル２５０の周辺平面のサブセットを含む、１つまたは複
数の許容平面において分岐流体ドメインへの境界を画定することができる。
［００４５］【００４０】
・
図２Ｃ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｈに示すように、バッフルセル２５０のソリッドドメイン２５２は、
第１分岐流体ドメイン２０４への境界を画定する第１分岐経路ブラインド２５４を含むことが
できる。第１分岐経路ブラインド２５４を含む複数の一体的に形成された隣接バッフルセルは、
図３Ａ～３Ｃを参照して以下に説明するように、第１分岐経路バッフルを共に提供する。第１
分岐経路ブラインド２５４は、バッフルセル２５０（図２Ｃおよび２Ｅ）の各周辺平面、また
はバッフルセル（図２Ｆおよび２Ｈ）の周辺平面のサブセットへの境界を画定してもよい。経
路セル２００のような別の単位セルに隣接する第１分岐経路ブラインド２５４では、第１分岐
経路ブラインド２５４が第１分岐流体ドメイン２０４への境界を画定するので、第１分岐流体
ドメイン２０４内の流体は、第１分岐経路ブラインド２５４を有するバッフルセル２５０の周
辺平面を横切って流れないことがある。
［００４７］【００４２】
・
図２Ｄ、２Ｅ、２Ｇ、および２Ｈに示すように、バッフルセル２５０のソリッドドメイン２
５２は、第２分岐流体ドメイン２０６への境界を画定する第２分岐経路ブラインド２５６を含
むことができる。第２分岐経路ブラインド２５６を含む複数の一体的に形成された隣接バッフ
ルセル２５０は、図３Ａ～３Ｃを参照して以下に説明するように、第２分岐経路バッフルを共
に提供する。第２分岐経路ブラインド２５６は、バッフルセル２５０（図２Ｄおよび２Ｅ）の
各周辺平面、またはバッフルセル（図２Ｇおよび２Ｈ）の周辺平面のサブセットへの境界を画
定してもよい。さらに、バッフルセル２５０のソリッドドメイン２５２は、第１分岐した流体
ドメイン２０４および第２分岐した流体ドメイン２０６（例えば、図２Ａおよび２Ｂ）の両方
に対する境界をそれぞれ規定する、第１分岐した経路ブラインド２５４および第２分岐した経
路ブラインド２５６（図２Ｅおよび２Ｈ）の両方を含み得る。経路セル２００のような別の単
位セルに隣接する第２分岐経路ブラインド２５６では、第２分岐経路ブラインド２５４が第２
分岐流体ドメイン２０６への境界を画定するので、第２分岐流体ドメイン２０６内の流体は、
第２分岐経路ブラインド２５６を有するバッフルセル２５０の周辺平面を横切って流れること
ができない。
［００５０］【００４５】
・
次に、図３Ａ～３Ｃを参照して、熱交換器１００の例示的な３次元格子１０４を更に詳細に
論じる。図３Ａ～３Ｃに示す例示的な熱交換器１００は、反復単位セルの３次元格子１０４を
含む。３次元格子１０４は、複数の一体的に形成された隣接する単位セルによって規定される。
単位セルは、複数の経路セル２００と複数のバッフルセル２５０とを含み、各バッフルセルは
３次元格子に適合する。複数の経路セル２００は、第１流体１３８が複数の経路セル２００を
横切って流れるための第１分岐流体ドメイン２０４を隣接して画定する内部経路－セル表面２
０８を含むソリッドドメイン２０２を有する。複数の経路セル２００のソリッドドメイン２０
２は、第２流体１４４が複数の経路セル２００を横切って流れるための第２分岐流体ドメイン
２０６を隣接して画定する外部経路－セル表面２１０をさらに含む。複数のバッフルセル２５
０は、複数の経路セル２００の間に一体的に形成される。複数のバッフルセル２５０は、１つ
以上の第１分岐経路ブラインド２５４および／または１つ以上の第２分岐経路ブラインド２５
６を含むソリッドドメイン２５２を有する。
ＦＩＧ．２Ａ、２Ｂ
ＦＩＧ．２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ
ＦＩＧ．２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ
ＦＩＧ．３Ａ、３Ｂ、３Ｃ