实用性的判断——违背自然规律的情形思维导图

国家知识产权局专利复审委员会于2007年12月7日作出的第12249号复审请求审查决定涉及申请号为02102237.2、名称为“气体自激电离能量发生器及应用方法和产品”的发明专利申请（下称本申请），其申请日为2002年1月5日。

本申请请求保护一种气体自激电离能量发生器，根据说明书的记载，该发生器基于自激放电使电子呈（2n-1）的增量模式：首先通过瞬间高压击穿，使气体中存在的电子打击气体中的原子，从而在该电子不被俘获的情况下令受击原子释放电子，这两个电子再继续打击其它原子从而使这些受击原子又释放相同数量的电子，如此重复导致电子打击群增大，最终造成电子雪崩；同时，基于自激放电能量聚集会产生高温，利用该高温维持自激放电持续进行，从而在高压击穿引发自激放电之后调节为低压放电；基于以上两方面，该发生器要求以少的外部电能投入取得较大的自激放电效果。

经实质审查后，国家知识产权局实质审查部门以本申请不符合专利法第22条第4款有关实用性的规定为由，于2006年5月19日做出了驳回本申请的决定，驳回决定中认为：本申请中自激放电以M（2n-1）的增量模式最终造成电子雪崩的理论违背了能量守恒定律和动量守恒定律，本申请中在自激放电过程中很少的外部电能投入可以取得较大的自激放电效果的理论违背了能量守恒定律，因此不符合专利法第22条第4款的规定。

申请人 (下称复审请求人)不服上述驳回决定，于2006年8月20日向专利复审委员会提出复审请求。复审请求人认为：摆脱核束缚的电子本身的能量不是外加电压赋予的而只能是其诱发的，除外加电压之外，自激放电的能量可以来自原子内部，由于电离，原子在减少总质量的同时也丧失了相应的能量，这一部分能量就是自激放电中电子的能量，是由外加电压诱发的原子内部的能量，在自激放电过程中，打击电子不被俘获说明外加电压赋予的能量没有被受击原子吸收，耗损极小，自激放电的能量表现应当是外部能量与内部能量的总合，并全部包含在等离子体高温现象中。

专利复审委员会依法受理了上述复审请求并成立合议组对本案进行审查。合议组于2007年12月7日作出第12249号复审决定，复审决定中认为：首先，根据能量守恒定律，电子在打击原子时会损耗能量，要在该电子不被俘获的情况下令受击原子释放电子，则需要外界提供足够的能量，在自激放电过程中，提供这种能量的是外加电压，如果打击电子增加，则这些打击电子在打击原子时损耗的能量也增加，相应要提供的外加电压也增加，因此如果要电子在自激放电中呈（2n-1）的增量模式，则施加的外加电压也要呈相对应的增长模式；其次，根据能量守恒定律，自激放电过程中产生高温会耗能，要令自激放电持续进行从而保持高温，也需要外界提供足够的能量，在自激放电过程中，提供这种能量的仍然是外加电压；基于上述两点，要令本申请所述的自激放电过程正常进行，自激放电过程中所施加的外加电压提供的能量必须等于或大于产生电子雪崩的过程中所有打击电子在打击原子时所损耗的能量和自激放电产生高温所损耗的能量之和。因此，在气体被高压击穿引发自激放电后，立即调为低压放电，还能维持自激放电并造成电子雪崩是违背自然规律的，因此，本申请的主题不能实施，因而不具备专利法第22条第4款规定的实用性。

对于复审请求人的上述观点，第12249号复审决定认为：电场的外加电压是自激放电产生和维持的必要条件，根据能量守恒定律可知，在自激放电过程中，打击电子打击受击原子会损耗能量，此时打击电子要不被受击原子俘获并且要维持一定的动能以打击其它受击原子则需要外加能量的转化以补给其能量损耗，受击原子的电子要被打击出来成为自由电子需要克服受击原子核对其的库伦引力并耗能，被打击出来的该电子要保持一定的动能以打击其它原子也要耗能，这些能量损耗均需要外加能量的转化以对其进行补给。与此同时，因为原子、电子等的运动会产生热能，这种热能的产生也源自外加能量的转化。由此可见，由于电子摆脱原子核的束缚是对库伦力做功的耗能过程，要维持该耗能过程就需要外加电压提供能量，而原子内部的能量是相对稳定的能量，除非发生核裂变这种化学变化其能量才会释放出来，上述自激放电仅是电子脱离原子核束缚的简单物理现象，不会影响原子核的稳定，因而不会导致原子释放本身的能量，因此原子本身的能量也不能成为维持自激放电的能量来源。

案例评析

本案是典型的因技术方案违背自然规律而不具备实用性的案例。

中国专利法规定的实用性要求发明或实用新型申请的主题必须能够在产业上制造或者使用。这就是说，授予专利权的发明或者实用新型，必须是能够解决技术问题，并且能够应用的，虽然其不需达到已直接应用于产业的阶段，但至少应当是可以在产业上实施的技术方案。

在产业上能够制造或者使用的技术方案，是指符合自然规律、具有技术特征的任何可实施的技术方案。也就是说，违背自然规律的技术方案由于其不能实施而必然不具备实用性。

本申请涉及气体自激电离能量发生器，其所声称的原理是：基于自激放电会使电子呈M（2n-1）的增量模式，通过瞬间高压击穿，使电子不断打击原子并使受击原子释放相同数量的电子、伴随高温，造成电子雪崩；由于自激放电产生的高温能维持自激放电继续进行，因此高压击穿后立即调成低压，从而以很少的外部电能投入，取得较大的自激放电效果。然而，根据能量守恒定律，维持电子不被俘获的情况下令受击原子释放电子的行为，以及令自激放电持续进行从而保持高温的行为，均属于耗能行为，要维持上述行为必需要外界提供足够的能量，而在自激放电过程中，提供这种能量的是外加电压，这就是说，要令本申请所述的自激放电过程正常进行，自激放电过程中所施加的外加电压提供的能量必须等于或大于产生电子雪崩的过程中所有打击电子在打击原子时所损耗的能量和自激放电产生高温所损耗的能量之和。因此，在气体被高压击穿引发自激放电后，立即调为低压放电，还能维持自激放电并造成电子雪崩是违背自然规律的，即本申请的上述技术方案不能实施因而不具备实用性。

本案的焦点在于，尽管自激放电现象本身是符合自然规律的，但复审请求人试图利用自激放电原理构思技术方案时忽略了该原理所遵循的能量守恒定律，未整体考虑其中所有的耗能行为及其所需的能量补给，而简单地认为自激放电的能量可以来自原子内部，外加电压诱发原子内部的能量后，可以通过原子内部能量引起的高温维持整个自激放电过程进行。而实际上，在自激放电过程中，打击电子打击受击原子而不被受击原子俘获并维持一定的动能以打击其它受击原子的过程，以及受击原子的电子克服库伦力做功而成为自由电子的过程，均属耗能过程。与此同时，原子、电子因运动而产生热能引起高温的过程也是耗能过程。根据能量守恒定律，要维持自激放电继续进行，就要提供足够的补充能量对上述耗能过程进行补给。由于原子内部的能量是相对稳定的能量，除非发生核裂变这种化学变化其能量才会释放出来，而上述自激放电仅是电子脱离原子核束缚的简单物理现象，其不会影响原子核的稳定，不会导致原子释放本身的能量，因而原子本身的能量不能成为维持自激放电的能量来源。基于上述理由，要维持自激放电继续进行，就必须要外加电压提供的外部电能来补充上述耗能，以达到能量守恒，因此，本申请的在自激放电过程中以很少的外部电能投入以取得较大的自激放电效果的技术方案违背了自然规律而不能实施，因而不具备实用性。（知识产权报杨加黎）