发明创造名称：温差电池、热交换器、卡诺循环三个技术融合的装置
外观设计名称：
决定号：181334
决定日：2019-06-19
委内编号：1F264105
优先权日：2015-12-08
申请（专利）号：201610775809.0
申请日：2016-08-31
复审请求人：郭富强
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：施岚
合议组组长：潘莉
参审员：王喆
国际分类号：H02N11/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第4款
决定要点
：如果发明申请违背能量守恒定律和热力学第二定律，那么该申请说明书和权利要求的技术方案是不能实施的，不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610775809.0，名称为“温差电池、热交换器、卡诺循环三个技术融合的装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为郭富强，申请日为2016年08月31日，优先权日为2015年12月08日，公开日为2016年12月07日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年09月30日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2不具备专利法第22条第3款规定的创造性，权利要求3-4不具备专利法第22条第4款规定的实用性。其中引用了三篇对比文件，即对比文件1：CN202930432U，公告日为2013年05月08日；对比文件2：CN103227589A，公开日为2013年07月31日；对比文件3：CN104883097A，公开日为2015年09月02日。驳回的具体理由为：（1）独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：温差材料A制成的A管冷端通过第一温差接头与温差材料B制成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端通过上温差接头与温差材料A做成的A管的热端向电气连接，温差材料A做成的A管的冷端通过第二温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接。基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是如何方便将温差电池产生的电能输出。部分区别技术特征被对比文件2所公开，且其在对比文件2中所起作用与其在本申请中所起作用相同，其余部分区别技术特征是本领域技术人员容易想到的，因此权利要求1相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）独立权利要求2与对比文件3的区别技术特征在于：该装置为热交换电池效率测量装置。基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是提供一种该装置的应用。上述区别技术特征是本领域技术人员容易想到的，因此权利要求2相对于对比文件3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（3）权利要求3-4分别请求保护一种热能完全转化为电能的方法，上述内容是以说明书记载的内容为依据的，说明书记载的方案违背了热力学第二定律，不具备专利法第22条第4款规定的实用性，因此权利要求3-4不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年08月31日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要，2017年02月20日提交的说明书第1-55段，2018年02月23日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种热交换温差电池，其特征在于：其外壳的上、下部分别横向设置有上管板、下管板，所述上管板、下管板分别在对应处开有孔，在相应的孔内插入由温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管，使得从上部进入壳体的热流从由温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管管内流过，从壳体的下部流出，上管板、下管板在壳体内隔出的空间为冷流流通通道，构成热流从温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管管内流过，冷流从温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管管外流过的结构；温差材料A制成的A管冷端通过第一温差接头与温差材料B制成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端通过上温差接头与温差材料A做成的A管的热端相电气连接，温差材料A做成的A管的冷端通过第二温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接。
2. 一种热交换电池效率测量装置其特征在于：热泵加热热交换电池的冷流热端流出的流体然后流体通向热端入口，热泵冷却热交换电池的热流冷端流出的流体然后通向冷端入口。
3. 一种热能完全转化为电能的方法：热泵加热热交换电池的冷流热端流出的流体然后流体通向热端入口，热泵冷却热交换电池的热流冷端流出的流体然后通向冷端入口。
4. 一种热能完全转化为电能的方法，其特征在于：包括步骤：
在一个热交换器内设置相互隔离的热流通道、冷流通道，其中热流通道为采用温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管间隔设置构成，热流从用温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管的内管流过；所述温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管的管外为冷流通道，冷流从温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管管外流过；
温差材料A制成的A管冷端通过第一温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端通过上温差接头与温差材料A做成的A管的热端相电气连接，温差材料A做成的A管的冷端通过第二温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端引出作为电源负极；
将两个独立的冷、热流流通通道的进口相互连通，两个独立的流通通道出口相互连通；
在相互连通的进口管道内设置有循环泵、热交换器；
在相互连通的出口管道内设置有环境热交换器、压缩机、膨胀机。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年10月29日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了说明书的全文替换页，其中将说明书中的内容“卡诺循环”修改为“逆卡诺循环”，并且适应性修改背景技术部分的相关内容，并于2019年03月03日再一次提交了意见陈述书。复审请求人认为：（1）热力学第二定律为技术偏见，因为有著名科学家质疑该定律的可靠性是不足的；（2）权利要求1中的设置温差接头方便引出属于本申请的发明点，并且也节约了成本，提高了效率。复审请求人于2019年03月03日提交意见陈述书时提出“热泵的理论基础为逆卡诺循环”，并请求口头审理本案。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月12日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）专利法第22条第4款规定，实用性，是指该发明或者实用新型能够制造或者使用，并且能够产生积极的效果，目前而言，热力学第二定律是公认的科学定律，如果发明申请违背热力学第二定律，那么该申请权利要求的技术方案是不能实施的，不具备专利法第22条第4款规定的实用性。热力学第二定律指出：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化；本申请将热交换器、温差电池和热泵组成一个将热能转化为电能的装置和方法中，却能够从单一热源取热，来实现温差电池输出电能大于热泵消耗电能，也即实现了在不引起其他变化的情况下，从单一热源取热使之完全变为电能的效果，根据热力学第二定律，这种技术方案是不可能实现的；因此，本申请记载的方案违背了热力学第二定律，不具备专利法第22条第4款规定的实用性；（2）对比文件2中公开了设置温差接头，且其作用与本申请权利要求1中的温差接头的作用相同，在对比文件1公开的热交换温差电池的基础上，本领域技术人员有动机在对比文件2给出的技术启示下对其改进，根据温差材料做成的管的个数来设置相应的温差接头，以便于将电能引出，同时提高效率，这不需要付出创造性劳动。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月26日向复审请求人发出复审通知书，指出：本申请说明书和权利要求1-4由于违背能量守恒定律和热力学第二定律，均不具备专利法第22条第4款规定的实用性。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）热力学第二定律指出：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化；本申请将热交换器、温差电池和热泵组成一个将热能转化为电能的装置和方法中，却能够从单一热源取热，来实现温差电池输出电能大于热泵消耗电能，也即实现了在不引起其他变化的情况下，从单一热源取热使之完全变为电能的效果，根据热力学第二定律，这种技术方案是不可能实现的；因此，本申请记载的方案违背了热力学第二定律，不具备专利法第22条第4款规定的实用性。（2）审查权利要求所限定的技术方案是否具备专利法第22条第3款规定的创造性之前，应当首先判断该申请是否具有专利法第22条第4款规定的实用性。（3）本案事实清楚，合议组认为无需进行口头审理。
复审请求人于2019年05月09日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文替换页（共3项权利要求），其中修改了权利要求1，删除了原权利要求3。复审请求人认为：热泵消耗10焦耳的电能和吸收20焦耳0摄氏度环境的热能就可以将0摄氏度的房间加热到30摄氏度，本申请符合能量守恒定律，热力学第二定律为技术偏见。2019年05月09日修改的权利要求书如下：
“1. 一种热交换电池其特征在于：温差接头11，是在冷端较远电气连接温差材料A做成的管7与温差材料B做成的管8，接头材料可以是温差材料A，温差材料B或者导体：温差接头12是在热端电气连接温差材料A做成的管9与温差材料B做成的管8，接头材料可以是温差材料A，温差材料B或者导体：温差接头13，是冷端较远电气连接温差材料A做成的管9与温差材料B做成的管10，接头材料可以是温差材料A，温差材料B或者导体：温差接头11、温差接头13距离冷端较远的目的是让温差电池的内阻减少同时降低热流出口的温度：原理是由于温差接头11、温差接头13会发热，而这个时候热能还未充分的交换所以上移温差接头，让流体热交换充分。
2. 一种热交换电池效率测量装置其特征在于：热泵加热热交换电池的冷流热端流出的流体然后流体通向热端入口，热泵冷却热交换电池的热流冷端流出的流体然后通向冷端入口。
3. 一种热能完全转化为电能的方法，其特征在于：包括步骤：在一个热交换器内设置相互隔离的热流通道、冷流通道，其中热流通道为采用温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管间隔设置构成，热流从用温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管的内管流过；所述温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管的管外为冷流通道，冷流从温差材料A制成的A管和温差材料B制成的B管管外流过；温差材料A制成的A管冷端通过第一温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端通过上温差接头与温差材料A做成的A管的热端相电气连接，温差材料A做成的A管的冷端通过第二温差接头与温差材料B做成的B管的冷端相电气连接，温差材料B做成的B管的热端引出作为电源负极；将两个独立的冷、热流流通通道的进口相互连通，两个独立的流通通道出口相互连通；在相互连通的进口管道内设置有循环泵、热交换器；在相互连通的出口管道内设置有环境热交换器、压缩机、膨胀机。”
经过充分阅卷并合议，本案合议组认为事实已经清楚，可以做出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年05月09日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定针对的审查文本为：申请日2016年08月31日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要，以及2018年10月29日提交的说明书第1-58段，2019年05月09日提交的权利要求第1-3项。
2、关于专利法第22条第4款
专利法第22条第4款规定：实用性，是指该发明或者实用新型能够制造或者使用，并且能够产生积极效果。
如果发明申请违背能量守恒定律和热力学第二定律，那么该申请说明书和权利要求的技术方案是不能实施的，不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
2.1. 说明书和权利要求1-3不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
本申请的说明书记载了一种温差电池、热交换器、卡诺循环三个技术融合的装置，其中说明书第47-48段记载了如下内容：“在热交换电池无耗损的情况下，热泵输入的热能全部转化热交换温差电池发出的电能，热泵消耗的电能小于热泵输出的热能，故热交换温差电池发出的电能大于热泵消耗的电能，所以在理想条件下是一个‘永动机’”。由此可见，该装置作为一个系统，其输入的能量是用于使热泵产生热的电能，输出的能量是温差电池输出的电能，其输出的电能大于输入的电能，实际上是一种要求输出大于输入的装置，明显违背了能量守恒定律。此外，根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。因此，要实现热能完全转换为电能而不产生任何损耗是明显违背热力学第二定律的。因此，本申请的说明书所述的装置由于违背能量守恒定律、热力学第二定律而不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
本申请权利要求1请求保护一种热交换温差电池，权利要求2请求保护一种热交换电池效率测量装置，权利要求3请求保护一种热能完全转化为电能的方法，上述内容是以说明书记载的内容为依据的。同样地，本申请权利要求1-3请求保护的热交换温差电池、热交换电池效率测量装置、热能完全转化为电能的方法由于违背能量守恒定律、热力学第二定律也不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
3、关于复审请求人陈述意见的评述
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：本申请的技术方案同时包括为将热量从外界环境抽取到该系统内以保持其高温的热泵端和将热量从该系统抽出到外界环境中的制冷端，复审请求人认为，热泵能够使得10J电能和20J环境热能转化为30J热能。然而这30J热能却并不能全部用来转化为电能，将有部分热能用于低温端制冷，剩余部分的热能才能转化为电能，而现有温差电池的转化效率通常仅在8-12%之间，因此无法实现“热交换温差电池发出的电能大于热泵消耗的电能”。本申请将热交换器、温差电池和热泵组成一个将热能转化为电能的装置和方法中，却能够从单一热源取热，来实现温差电池输出电能大于热泵消耗电能，也即实现了在不引起其他变化的情况下，从单一热源取热使之完全变为电能的效果，根据热力学第二定律，这种技术方案是不可能实现的；此外，本申请的装置作为一个系统，其输入的能量是用于使热泵产生热的电能，输出的能量是温差电池输出的电能，其输出的电能大于输入的电能，实际上是一种要求输出大于输入的装置，明显违背了能量守恒定律。因此，本申请记载的方案违背了热力学第二定律和能量守恒定律，不具备专利法第22条第4款规定的实用性。
因此，对于复审请求人的意见陈述，合议组不予支持。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月30日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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