東京高等裁判所 平成2年(行ケ)133号 判決
一 請求の原因一ないし三は、当事者間に争いがない。
二 本願発明について
原本の存在及び成立に争いのない甲第二号証及び甲第四号証によれば、本件特許願に添附された明細書に昭和五九年一〇月一六日付手続補正書によつて補正を加えたもの(以下、「本願明細書」という。)及び本件特許願に添附された図面(以下、「本願図面」という。)には、本願発明の技術課題、構成及び効果について、次のような記載があることが認められる。
(一) 本願発明の技術課題
ア NOXはNOおよび/またはNO2の略称である。ガラス溶融炉の高温条件においては生成する窒素酸化物はほとんど全てNOであるが、NOを含む排気ガスが大気中へ放出された後にNOの多くがNO2に転化される。NO2は不愉快な大気汚染物質であるばかりでなく、スモツグ生成の化学作用にかかわるものと考えられている。したがつて、ガラス溶融炉等の大量燃焼源は行政上の規制を受けやすく、作業を厳しく制限されることがある。
ボイラーや内燃機関等からのNOX排出を抑制するために多くの提案がなされてきたが、大部分はガラス溶融炉のようなプロセス炉には適合しない。(甲第二号証五頁一三行から六頁四行まで)
イ NOX管理のためのいくつかの提案は排気ガスを狭い温度範囲内で処理するものであるが、蓄熱室を使用し燃焼を周期的に逆転させるガラス溶融炉では、排気ガスの温度は絶えず変化する。(甲第二号証六頁一二行から一六行まで)
ウ 排気ガス流にアンモニアを注入してNOを窒素と水に選択的に還元する触媒によらない方法が、米国特許第三九〇〇五四四号明細書に記載されている。この方法は触媒も作業の変更も必要としないので、このような技術はガラス製造業者には魅力的であろう。ただし、この方法は狭い温度範囲においてのみ有効である。それは典型的な排気ガス環境において次のような競合する反応が起きるからである。
4NH3+4NO+O2=4N+6H2O <1>
4NH3+5O2=4NO+6H2O <2>
臨界の範囲より低い温度では、いずれの反応も感知されるほどには起きず、したがつてNOXの排出は改善されない。前記の温度範囲内では、反応<1>が優勢であり、したがつてNOの正味の減少がある。より高い温度では反応<2>がより重要になり、その結果、排気ガス流中のNOの量は増加する。
したがつてこのNOX還元方法は、これまで、十分明確に決められた安定な温度範囲が確認できアンモニアの注入に利用できるボイラー等に実用性が限られてきた。この特許は、また、有用な温度範囲はアンモニアとともに水素を注入することによつて拡大し得ることをも開示しているが、温度の変わりやすさを無視できるほどではない。(甲第二号証七頁五行から八頁まで)
(二) 本願発明の構成
ア 本願発明の特許請求の範囲
請求の原因二(本願発明の要旨)のとおり。
イ 好ましい実施態様においては、二室蓄熱装置を有するガラス溶融炉に関連して、一次および二次蓄熱室を結ぶ煙道内の各燃焼サイクルのかなりの部分にわたつてアンモニアによるNOXの還元に適した条件が存在するかまたは作り出せることが見い出された。熱的条件がNOXの還元に適するばかりでなく、比較的狭い煙道位置は実質的に全ての生成ガス流と注入される還元剤との十分な混同に寄与する。アンモニアの注入は煙道を通る排気ガスの温度が八七〇~一〇九〇℃(水素を伴う場合は七〇〇~一〇九〇℃)の範囲からはずれるたびに停止される。しかしながら、典型的には煙道の位置は必要な熱的条件が燃焼の排気位相の大部分にわたつて存在するところに選択することができることが見い出された。(甲第二号証八頁一八行から九頁一二行までに甲第四号証によつて補正を加えたもの)
ウ 本発明の第二の実施態様は単室蓄熱装置を用いる型式のガラス溶融炉に関し、アンモニアによるNOXの非触媒式還元のための条件は、典型的には、燃焼サイクルの間に変化する位置において蓄熱室充填物の中に見い出される。(甲第二号証九頁一九行から一〇頁三行まで)
エ 第3図(本判決別紙本願発明図面第3図)に示す本判決の別の実施態様は工業的に使用されている異なる型式の蓄熱式ガラス溶融炉に関するものであり、溶融室の各側の蓄熱装置は単一の蓄熱室チエツカー充填物23´を有する単一の蓄熱室21´から成る。蓄熱室21´の構造は前記の実施態様に関連して前に説明した一次蓄熱室21の構造と本質的に同じであり、第3図中のダツシユ(´)のついた数字は第1図に関連して説明したものと同様の構成要素を示す。(甲第二号証一七頁四行から一二行まで)
第1図および第2図(本判決別紙本願発明図面第1図及び第2図)に示す普通の板ガラス溶融炉10…は周知の交差燃焼(cross-fired)蓄熱型であり、溶融室11は一対の同様の構造の一次蓄熱室20及び21と側面で接している。各蓄熱室は耐火ハウジング22を有し、その中に含まれる蓄熱室充填物床23は耐火レンガのチエツカー構造を有して空気と排気ガスの交互の通過を可能にしている。一次蓄熱室20および21の各々は溶融室11の側部に沿つて間隔を置いた複数の開口24によつて溶融室11に連絡している。各開口は一端で溶融室11の内部に通じ、他端で蓄熱室内の充填物23の上方のプレナムスペース26に通じている。各蓄熱室内の充填物の下方には分配用空間27があり、煙道30と一端で連絡している。(甲第二号証一〇頁一一行から一一頁九行までに甲第四号証で補正を加えたもの)
オ (第3図の)21´のような大きな蓄熱室においては、底部空間27´に達する排気ガスの温度は燃焼サイクルの大部分または全体にわたつて、有効なNOX還元範囲より低いことがある。さらに、適切な温度の帯域は燃焼サイクルの各排気位相の途中でチエツカー充填物23´を通つて下方に進む。したがつて、燃焼サイクルのかなりの部分にわたつてアンモニアの注入に都合のよい位置は、このような蓄熱室には存在しない。したがつて、本発明のこの実施態様においては、アンモニアの注入は蓄熱室充填物の段階化した帯域で行われる。第3図に示す構成においては、上列の有孔アンモニア注入管40と下列の有孔アンモニア注入管41とによつて形成される二つの段がある。注入はまず管40を通して、次いで管41を通して行なうが、その方法は以下にさらに詳しく説明する。(甲第二号証一七頁一二行から一八頁八行までに甲第四号証で補正を加えたもの)
カ 第5図(本判決別紙本願発明図面第5図)は、第3図の実施態様の蓄熱室充填物をある一つの鉛直線に沿つて頂部から底部まで貫く熱的輪郭の近似を、一つの排気位相中の二つの異なる時刻について図式で示す。線45は時刻t1における蓄熱室の頂部から底部までの温度変化を示し、曲線48は同じ時刻における隣接する排気ガスの温度を示す。線47はもつとあとの時刻t2における充填剤温度を示し、曲線48は同じ時刻t2における対応する排気ガス温度を示す。
第5図は、任意の時刻において排気ガス温度は蓄熱室の頂部(入口)から底部(出口)まで低下することと、蓄熱室充填剤の任意の位置においてそこを通る排気ガスの温度は時間がたつにつれて上昇することを示している。さらに、この図から、任意の時刻で排気ガスは限られた帯域内においてのみNOX還元範囲内にあることと、必要な温度条件が存在する蓄熱室の帯域は時間がたつにつれて蓄熱室の出口側へ移動することがわかる。
すなわち、時刻t1ではNOXの還元に適した温度条件は第5図に示す蓄熱室の“帯域1”内にあり、時刻t2ではその条件は蓄熱室の“帯域2”内にある。したがつて、第3図の上列の注入管40が帯域1内にあり、下列の注入管41が帯域2内にあるならば、第5図の図式から、アンモニアの注入を時刻t1に上方の管40から行なうべきであり、時刻t1の後のある時刻に管40からのアンモニアの注入を停止して下方の管41へ切り替えるべきであり、そこで時刻t2を含むある時間アンモニアの注入を続けてもよいことがわかる。(甲第二号証一八頁九行から一九頁一七行まで)
キ いくつかの場合には、三列以上の注入管を設けて全処理時間を長くすることが望ましい。(甲第二号証二〇頁四行から六行まで)
ク 例えば、第3図に示した型式の蓄熱室内の流れの状態が均一なことはまれであり、したがつてこのような蓄熱室を通るいかなる水平面をとつてもその平面内に等温状態が存在することはまれである。そこで、場合によつては第3図に示すように注入管の列を傾斜させるかまたは高低をつけて蓄熱室内の等温線に適合させる。第3図に示す注入管の傾斜配置は、第3図で見て蓄熱室の左側へ向かう排気ガス流本来の偏りを補償することを意図したものであり、このように配置しないと左側の温度が右側の温度より速く上昇する。もつと複雑な注入パターンを想像することもでき、注入の順序を列と列の間だけでなく蓄熱室の一方の側から他方の側へと変化させることもできる。(甲第二号証二〇頁一二行から二一頁六行までに甲第四号証で補正を加えたもの)
ケ 本判決別紙本願発明図面のとおりの図面
(三) 本願発明の効果
アンモニア注入によるNOXの選択的かつ非触媒式還元をある一定の条件下でガラス溶融炉の排気ガス流に効果的に使用し得ることが今見い出された。(甲第二号証八頁一四行から一七行まで)
三 認定判断の誤り第一点について
(一) 原告は、第一引用例には、薬品の供給を蓄熱室内で行う旨の記載はないと主張するので、この点について検討する。
ア 成立について当事者間に争いのない甲第五号証によれば、第一引用例には、
<1> 同書記載の発明は、「改良された排ガス処理装置を備えたタンク窯タイプのガラス溶融炉に関するもので」あること、
<2> 排ガス中に含まれるNOXを除去する方法として従来広く開発の対象とされてきた触媒を用いる乾式法、吸収液を用いる湿式法は、ガラス溶融炉の場合、触媒法では処理が困難であり、湿式吸収法ではコストが高くなることなどの欠点があること、
<3>「最近、高温ガス中にアンモニアなどの薬品を直接添加混合することによつてNOXを還元除去する、いわゆる無触媒還元法や、同じく高温ガス中にメタノールなどの薬品を直接添加混合することによつて、一酸化窒素を酸化し湿式吸収しやすくするいわゆる無触媒酸化法が注目されている」こと、
<4> 第一引用例記載の発明の「発明者らはかかる無触媒還元法および無触媒酸化法をタンク窯タイプのガラス溶融炉からの排ガス処理に適用すべく検討を行なつた」結果、「ガラス溶解槽からの燃焼排ガスの左右の通路内の空間部に、排ガス処理用薬品の分散管をそれぞれ少なくとも一つ以上設置することを特徴とするタンク窯タイプのガラス溶融炉」という構成の発明をするに至つたものであること、
<5> 本判決別紙第一引用例図面のとおりの図面
が記載されていることが認められる。
イ 第一引用例における薬品の供給場所についての記載を更に検討する。
前記甲第五号証によれば、第一引用例には、薬品の供給場所について、
<1> 「ガラス溶解槽からの燃焼排ガスの左右の通路内の空間部に、排ガス処理用薬品の分散管をそれぞれ少なくとも一つ以上設置する」(特許請求の範囲第一項及び甲第五号証二頁右上欄八行から一一行まで)
<2> 「本発明においては、ガラス溶解槽1からの排ガスの通路である溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り換えダンパー3までの煙道4内の空間部に薬品の供給用の分散管を左右の前記ガス通路それぞれ少なくとも一つ以上設置する」(甲第五号証二頁右上欄一六行から二〇行まで)
<3> 「蓄熱室内および蓄熱室よりも下流に分散管がある場合、」(甲第五号証三頁左下欄二行から三行まで)との記載があることが認められる。
そして、<3>の記載は、明らかに、第一引用例記載の発明は、薬品供給用の分散管が蓄熱室内にある場合を含むことを示すものであり、また<2>の記載も、「ガラス溶解槽1からの排ガスの通路である溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り換えダンパー3までの煙道4」との記載を本判決別紙第一引用例図面と照らし合わせて読めば、「溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り替えダンパー3まで」を煙道4と称していて、その中間の蓄熱室をも煙道に含むことが明らかであり、当然煙道の一部である蓄熱室内の空間部に薬品の供給用の分散管が設置される場合を含む表現であると認められる。更に、<2>の「ガラス溶解槽1からの排ガスの通路である溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り換えダンパー3までの煙道4」との記載によれば、「溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り換えダンパー3までの煙道4」が「ガラス溶解槽1からの排ガスの通路である」としているのであるから、<1>の「ガラス溶解槽からの燃焼排ガスの左右の通路内の空間部」も、左右にある「溶解槽出口5から排ガスと燃焼用空気の切り換えダンパー3までの煙道4内の空間部」を指すものと解することができ、これまた、煙道の一部である蓄熱室内の空間部に薬品の供給用の分散管が設置される場合を含む表現であると認められる。
そして、前記甲第五号証によれば、第一引用例には、蓄熱室内の空間部に薬品の供給用の分散管が設置される場合が含まれないものと解しなければならない表現はないものと認められる。
したがつて、第一引用例には、蓄熱室内の空間部に薬品の供給用の分散管が設置される場合を含むことが記載されているのであり、その旨の本件審決の認定に誤りはない。
ウ 原告は、前記イ<2>の記載は「煙道4内の空間部」としている点に意味があり、蓄熱室内は、チエツカー充填物等によつて占められているものであるから、この蓄熱室をも含めて「煙道4内の空間部」とみるのは妥当といえない旨主張する。
しかし、蓄熱室内にもガス、空気の通路があることは当然のことであり、蓄熱室内の充填物等が占めている部分以外のガス、空気の通路を空間部ということができるから、原告の主張は理由がない。
また、原告は、第一引用例の、「蓄熱室出の燃焼排ガスは混合しにくく、各蓄熱室から出た排ガスは煙道中を層状に流れる傾向がある。したがつて、排ガスを均一混合する目的でガス混合装置を設置することが好ましい。」等の記載を根拠に、蓄熱室を除いた煙道4内の空間部にガス混合装置を設け、排ガスを均一混合した所に分散管を設置することが開示されていることから、「蓄熱室出口附近」とは、蓄熱室を出た附近の煙道4内の空間部と解すべきである旨主張するが、原告が根拠とする第一引用例の記載は、いずれも好ましい態様を記述しているものであり、蓄熱室内の空間部に分散管を設置することを排除しているものではないから、原告の主張は採用できない。
(二) 次に、原告は、第一引用例には、その蓄熱室内が蓄熱室充填物が段階化した帯域になつている旨の記載はないと主張するので、この点について検討する。
ア 前記2(本願発明について)(二)エないしケに認定の本願明細書の記載及び本願発明図面を合わせ考えれば、
<1> 蓄熱室の耐火ハウジングの中に設置される耐火レンガをチエツカー構造として空気と排気ガスの交互の通過を可能にしている物を蓄熱室充填物ということ、
<2> アンモニアによるNOXの還元には、それに適した温度条件があるが、単室式の大きな蓄熱室内においては、室内の全ての充填物の部分で排気ガスの温度がNOXの還元に適した範囲にあるわけではなく、しかも、適切な温度の部分は燃焼サイクルの排気位相の途中でチエツカー充填物を通つて入口から出口の方に進むため、燃焼サイクルのかなりの部分にわたつてアンモニアの注入に都合のよい位置は、このような蓄熱室には存在しないこと、
<3> したがつて、このような蓄熱室には蓄熱室充填物の異なる位置に複数のアンモニア注入管を設けておいて、時間の進行に伴つて移動する、排気ガスの温度がNOXの還元に適切である部分(帯域)の位置に対応して、ある時期には温度条件が適切な一定の部分(帯域1)で、次の時期には温度条件が適切になつた別の部分(帯域2)でというように、段階を分けてアンモニアを注入する位置を変化させる必要があること、
<4> たとえば、本願発明図面第3図に示す構成においては、上列の有孔アンモニア注入管40と下列の有孔アンモニア注入管41とによつて形成される二つの段があり、注入はまず管40を通して、次いで管41を通して行うものであること、
<5> アンモニアの注入は、三列以上の注入管を設けて行う場合も、複雑な注入パターンによる場合もあること、
が認められる。
前記の事実によれば、本願発明における「蓄熱室充填物の段階化した帯域」とは、時間の進行にともない、ある時期は蓄熱室充填物のある部分(帯域1)、次の時期は別の部分(帯域2)、更に次の時期は別の部分(帯域3)等と、段階によつて分けられた部分(帯域)を指すものと認められる。
原告の主張も、これと同趣旨と解することができる。
イ 被告は、本願発明における「蓄熱室充填物の段階化した帯域」とは、「蓄熱室充填物(耐火レンガ)の段階化した(チエツカー構造を有した)帯域」を意味する旨主張する。
しかし、被告の主張は、前記二(本願発明について)(二)エないしケに認定した本願明細書の記載及び本願発明図面の記載を無視するものであり採用できない。
また、被告は、第一引用例記載のガラス溶融炉の蓄熱室内は、充填物である耐火レンガを段階状に積んであり、この状態を、「蓄熱室内は、蓄熱室充填物が段階化した帯域になつている」ということができ、本件審決の認定もその趣旨である旨主張するが、本願発明における「蓄熱室充填物の段階化した帯域」とは、前記アの末尾に認定したとおりの意味であるから、本願発明と対比するための第一引用例の記載事項の主張としては失当であり、上記趣旨の本件審決は、第一引用例の記載事項を誤認したものというべきである。
(三) よつて、本件審決は、第一引用例記載の蓄熱室内は蓄熱室充填物が、本願発明でいう意味での段階化した帯域になつていると誤認した結果、本願発明と第一引用例記載のものとは、単室蓄熱室充填物の段階化した帯域にアンモニアを注入し得るようにする点で一致するとして、一致点でない事項を一致点と誤認したままで判断を進めた結果、本願発明は第一引用例及び第二引用例に記載された事項に基づき当業者が容易に発明をすることができたと判断を誤つたものといわなければならない。
四 以上のとおり、認定判断の誤り第一点の内、前記三(二)イ及び三(三)に認定した違法があることを理由に、本件審決の取消を求める原告の本訴請求は、その余の主張について判断するまでもなく正当であるからこれを認容する。
〔編注1〕本願発明の要旨は左のとおりである。
左右に蓄熱室を有するガラス溶融炉において燃焼ガス流を周期的に左右交互に逆転させる方式でガラスを溶融する際、炉中で発生する排ガス中に含まれるNOX化合物を還元する方法において、二室蓄熱室の場合一次蓄熱室と二次蓄熱室を結ぶ煙道に、そして単室蓄熱室の場合蓄熱室充填物の段階化した帯域に、排ガス温度が七〇〇℃を超えたときアンモニア又はアンモニアと水素の注入を開始し、注入位置で排ガス温度が七〇〇~一〇九〇℃の範囲を外れたときに、その位置への注入を停止することを特徴とする、上記方法。(以下本願発明につき、本判決別紙本願発明図面参照)
〔編注2〕本件における図面は左のとおりである。
別紙 本願発明図面
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別紙 第一引用例図面
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