2020-003804

特願２０１５－１７６１８８「発電システム及び発電方法」拒絶査定不服審判事件〔平成２９年 ３月１６日出願公開、特開２０１７－ ５３２４６〕について、次のとおり審決する。

結 論 本件審判の請求は、成り立たない。

理 由 第１ 手続の経緯 本願は、平成２７年９月７日に出願された特願２０１５－１７６１８８号であり、その手続の経緯は、概略、以下のとおりである。 令和 元年 ５月３１日付け 拒絶理由通知書 令和 元年 ８月２３日 意見書、手続補正書の提出 令和 元年１１月２５日付け 拒絶査定 令和 ２年 ３月１９日 審判請求書、手続補正書の提出 令和 ３年 ４月２８日付け 拒絶理由通知書 令和 ３年 ７月 ７日 意見書、手続補正書の提出（以下、この手続補正書による手続補正を「本件補正」という。） 第２ 本願発明 本件補正によって補正された特許請求の範囲の請求項１（以下「本願発明」という。）は、以下のとおりである。 「【請求項１】 少なくとも下部が液体で満たされた貯液部（１００）と、 下部が前記貯液部（１００）の前記液体の液面下部に沈み、上部が該液面上部に出る様に設置され、上端部近傍の前記液面より所定の高さ位置に液取り出し口が設けられた揚水路（２００）と、 一定量の圧縮気体（圧力値Ｐｔ）を貯蔵する圧縮気体貯蔵タンク（６００）と、 前記液取り出し口から、前記揚水路（２００）内に揚水された液体を前記所定の高さ位置より一定距離下方に導出する下方導水路（２５０）と、 一方が前記下方導水路（２５０）の下方端部に連結し、他方に前記液体を水平に送り出す入口を設けるとともに開閉式のゲート（３００）が配設された水平導水路（２６０）と、 下部が前記水平導水路（２６０）に連通し上部が気体圧縮機（５００）に連結し、少なくとも前記水平導水路（２６０）との連結部よりも下方に前記液体を集液可能な、内部が大気圧（圧力値Ｐ０（Ｐ０＜Ｐｔ））に維持された集液部（４００）と、 前記気体圧縮機（５００）で圧縮された気体を前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）へ送出する気体通路（６５０）と、 前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）よりの圧縮気体を前記水平導水路（２６０）の前記入口から前記集液部（４００）方向に出射する圧縮気体供給路（６７０）と、 一方が前記集液部（４００）底部に接続され、他方が前記貯液部（１００）の水面下までほぼ垂直に延出するよう配設された導水路（３５０）と、 前記導水路（３５０）下部に設けられ、前記導水路（３５０）を介して前記貯液部（１００）へ落下する液体の落下エネルギーで発電する発電手段（７００）とを備え、 発電開始前に前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）に圧縮した気体を貯蔵するとともに、前記ゲート（３００）を閉めて前記揚水路（２００）および前記下方導水路（２５０）内に前記液体を充填しておき、 発電時に前記ゲート（３００）を開けて、前記水平導水路（２６０）の前記入口を介して、前記液体と前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）に貯蔵されている圧縮気体とが前記水平導水路（２６０）から前記集液部（４００）に射出されるとともに前記集液部（４００）上部から前記気体が前記気体圧縮機（５００）に供給されて圧縮されることによって、前記下方導水路（２５０）内の液体が前記一定距離下方に落下し、該落下に伴って前記揚水路（２００）の頂上部の液体も前記下方導水路（２５０）に流出して該頂上部が真空域に保たれることで前記揚水路（２００）に前記貯液部（１００）の液体が揚水され、前記液体と前記圧縮気体とが循環再使用されることを特徴とする発電システム。」 第３ 当審の拒絶理由通知書の概要 令和３年４月２８日付けで当審が通知した拒絶理由のうちの理由１の概要は、次のとおりである。 １．（実施可能要件）この出願は、発明の詳細な説明の記載が下記の点で、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしていない。 記 ●理由１（実施可能要件）について （１）発明の詳細な説明の【００３１】には、「エネルギー源として、（１）大気圧は、水銀柱７６０ｍｍＨｇ（トリチェリの実験）程度である。」と記載されている。 トリチェリの実験とは、水を満たした管の一端が水槽に入れられ、管の他端は閉じられている状態（真空状態）で、管を鉛直に立てて大気圧を測定する実験である。 しかし、本願の発明では、揚水棟２００の下端は水槽１００に入れられているものの、揚水棟２００の他端は上部導水路２１０、下方導水路２５０、下部導水路２６０を介して大気圧室４００に開放されている。すなわち、揚水棟２００から続いている水柱の、水槽１００側端部には水槽１００を介して大気圧が働き、水柱の大気圧室４００側端部にも大気圧室４００からの大気圧（又は圧縮された空気圧）が働いている。 したがって、発電のために少しでもゲート３００が開口しているときは、揚水棟２００から続いている上記水柱にトリチェリの実験の条件が当てはまらないから、発明の詳細な説明の【００３１】に記載されている「エネルギー源としての大気圧」とは、何のエネルギー源を意味しているのか不明である。 （２）発明の詳細な説明の【００２６】には、「大気圧を利用し真空域として水面上１０．０ｍ程度まで揚水し、揚水した水を圧縮空気も使用して大気圧域へ放出し、その際の落下エネルギーを利用して発電を行なう。」と記載されている。これは、揚水棟２００からゲート３００までが水で満たされたならば、圧縮空気も使用して水を大気圧域（大気圧室４００）へ放出し、水槽１００へ戻された水を揚水棟２００を介して循環させることを意味していると解される。 上記（１）で検討したとおり、揚水棟２００から続いている水柱には、両端に大気圧が作用しているため、サイフォンの原理に従って当該水柱に働く力を考察する。 当該水柱の一端は水槽１００の水面にあり、水柱は長く見積もっても大気圧室４００で途切れているから、当該水柱の他端は下部導水管２６０にあると考えられる。揚水棟２００の高さが７ｍ～８ｍ（【００４０】）、下方導水路２５０の長さが２ｍ（【００４４】）であることから、下部導水管２６０（水柱の他端）は水槽１００の水面（水柱の一端）から５ｍ～６ｍ上方に位置していることになる。サイフォンの原理では水柱の両端に作用する大気圧は相殺されるから、当該水柱には下部導水管２６０から揚水棟２００へ戻る方向（発電する際の水の流れとは逆方向）に、水柱両端の高低差である５ｍ～６ｍの水圧に相当する力が作用していることになる。 一方、水柱を大気圧室４００の方向へ移動させる動力源は、圧縮空気導出管６７０から噴射される圧縮空気である。 空気の密度は温度が０度で、圧力が大気圧の場合、１ｍ３あたり１．２９３ｋｇであるから、発明の詳細な説明の【００４１】に記載されている大気圧の１．５倍に加圧された圧縮空気の密度は、１ｍ３あたり約１．９ｋｇである。それに対して水の密度は１ｍ３あたり１０００ｋｇである。 また、発明の詳細な説明の【００４８】には「圧縮空気を毎秒１．０ｍ３程度下部揚水路内に上述した構成で噴出すると、毎秒０．７～１．０ｍ３の水を送り出すことができる。」と記載されている。１秒当たり、圧縮空気が１．０ｍ３程度噴射され、送り出される水の量が０．７～１．０ｍ３であるならば、大気圧の１．５倍程度の圧力の圧縮空気約１．９ｋｇで、７００ｋｇ～１０００ｋｇの水を、圧縮空気の噴出方向とは逆向きに働いている５ｍ～６ｍの水圧（約１．５気圧）相当の力に抗して、水を移動させることになるが、エネルギー保存則や運動量保存則に基づけば圧縮空気のみでは不可能といえる。なお、発明の詳細な説明の【００２６】には、「揚水した水を圧縮空気も使用して大気圧域へ放出し」と記載されているが、大気圧域へ放出する方向へ圧縮空気以外に何の力が作用しているのか不明である。したがって、どのようにして大気圧室４００の方向へ水を移動させているのか不明である。 （３）発明の詳細な説明の【００４８】の記載によれば、１秒当たり、圧縮空気が１．０ｍ３程度噴射され、送り出される水の量が０．７～１．０ｍ３であるため、下部導水路において圧縮空気と水の体積比は１：１～１：０．７となっている。これは、水柱が大量の空気によって途切れてしまい、水柱を形成し得ない状態といえる。つまり、圧縮空気が噴射されるときの力を水柱へ伝達することができない。その結果、サイフォンの原理により、水は揚水棟２００方向へ逆流してしまうはずであり、どのようにして大気圧室４００の方向へ水を移動させるのか不明である。 第４ 当審の判断 １．当審が通知した拒絶理由について （１）発明の詳細な説明には、本願発明の発電原理に関して、次のように記載されている。 「【００２６】原理的には、大気圧０の環境では大気圧作用により水であれば約１０ｍの高さとなる。そこで、大気圧を利用し真空域として水面上１０．０ｍ程度まで揚水し、揚水した水を圧縮空気も使用して大気圧域へ放出し、その際の落下エネルギーを利用して発電を行なう。」、「【００２９】本実施の形態例の具体的な発電原理をまとめると以下の通りである。【００３０】（１）大気圧を利用すると真空域において水は１０ｍ程度まで揚水可能である。」、「【００３１】以上を踏まえて、（１）大気圧は、水銀柱７６０ｍｍＨｇ（トリチェリの実験）程度である。」 これらの記載から、本願発明は、大気圧を測定するトリチェリの実験に着想を得て、大気圧をエネルギー源として揚水しようとしているものであると解される。 ここで、上記【００３１】において言及されている「トリチェリの実験」とは、液体を満たした管の一端が液槽に入れられ、管の他端は閉じられている状態（真空状態）で、管を鉛直に立てて大気圧を測定する実験である。液体が水銀の場合、管内の水銀は液槽に働く大気圧により約７６０ｍｍの高さの水銀柱となり、水銀柱より上の閉じた管内は真空となる。また、液体が水の場合、管内の水は水槽に働く大気圧により約１０ｍの高さの水柱となり、水柱より上の閉じた管内は真空となる。 本願発明において、水槽１００から延びる水柱に着目すると、請求項１には「発電開始前に前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）に圧縮した気体を貯蔵するとともに、前記ゲート（３００）を閉めて前記揚水路（２００）および前記下方導水路（２５０）内に前記液体を充填しておき、発電時に前記ゲート（３００）を開けて、」と記載されており、発明の詳細な説明にも同様に【００２４】において「発電開始前に堰圧縮気体貯蔵タンクに圧縮空気を貯蔵すると共に、前記開閉式ゲートを閉めて前記揚水路内に前記液体を充填しておき、発電時に前記ゲートを開けて」と記載されていることから、発電開始前の水柱は、一端が水槽１００の水面であり、そこから、揚水路２００、（上部導水路２１０、）下方導水路２５０を経て、他端はゲート３００まで延在していると理解できる。なお、【００４１】には「大気圧室４００の水面は下部導水路２６０の下部より低く保つ」と記載されていることから、水柱の一端を上流側、他端を下流側とすると、ゲート３００よりも下流側の管内には水が存在しないことも理解できる。この状態をトリチェリの実験と対比すると、揚水路２００、上部導水路２１０、下方導水路２５０が、トリチェリの実験における管に相当し、管の一端である揚水路２００の下端は水槽（液槽）に入れられ、管の他端である下方導水路２５０の下流側端部はゲート３００により閉じられているから、ここまでは、トリチェリの実験と同様の状態となっている。 次に、請求項１及び【００２４】の上記記載によれば、発電時にはゲート３００を開けることから、トリチェリの実験における管の他端である下方導水路２５０は、ゲート３００によって閉じられている状態から、下部導水路２６０を介して集液部４００に連通する状態となる。そして、請求項１には「内部が大気圧（圧力値Ｐ０（Ｐ０＜Ｐｔ））に維持された集液部（４００）」と記載されており、発明の詳細な説明には「大気圧室４００」と記載されていることから、トリチェリの実験における管の他端である下方導水路２５０は、下部導水路２６０を介して大気圧に連通し、真空を維持できない状態になる。つまり、発電時には、トリチェリの実験とは異なる状態になると理解できる。 本願発明は、「発電時に前記ゲート（３００）を開けて」「前記液体と」「圧縮気体とが前記水平導水路（２６０）から前記集液部（４００）に射出されるとともに」「前記下方導水路（２５０）内の液体が前記一定距離下方に落下し、該落下に伴って前記揚水路（２００）の頂上部の液体も前記下方導水路（２５０）に流出して該頂上部が真空域に保たれることで前記揚水路（２００）に前記貯液部（１００）の液体が揚水され、前記液体と前記圧縮気体とが循環再使用される」ようにしようとするものであるが、上述したように、発電時にゲート３００を開けると揚水路２００の頂上部は真空域に保たれないため、大気圧を利用して揚水路２００に貯液部１００の液体を揚水することはできない。 （２）次に、ゲート３００を開けた後の水柱の挙動について検討する。 発明の詳細な説明の【００２６】には、「大気圧を利用し真空域として水面上１０．０ｍ程度まで揚水し、揚水した水を圧縮空気も使用して大気圧域へ放出し、その際の落下エネルギーを利用して発電を行なう。」と記載されている。これは、揚水路２００からゲート３００までが水で満たされたならば、圧縮空気も使用して水を大気圧域（大気圧室４００）へ放出し、水槽１００へ戻された水を揚水路２００を介して循環させることを意味していると解される。 ゲート３００を開けた後の水柱には、上記（１）で検討したとおり、一端には水槽１００を介して大気圧が作用し、他端には大気圧に維持された集液部４００からの気圧が作用するため、サイフォンの原理に従って水柱に働く力を考察することができる。 サイフォンの原理では、高い位置にある液槽と低い位置にある液槽を管でつないだ場合、管内が液体で満たされていれば、高い位置にある液槽よりも、さらに高い地点が管の途中にあっても、液体はポンプで汲み上げることなく低い位置にある液槽へ流れ続ける。これは、液柱の両端に作用する大気圧は相殺され、高い位置にある液槽の液面から管の頂上部までの高さと、低い位置にある液槽の液面から管の頂上部までの高さとの差分に相当する圧力が、低い液槽側へ向かって液柱に働くためである。 本願発明において、ゲート３００を開けた直後の水柱の一端は水槽１００の水面にあり、水柱の他端は下方導水管２５０の下端にある。【００４０】の記載によれば、揚水路２００の高さは７ｍ～８ｍであり、【００３８】の記載によれば、上部導水路２１０はほぼ水平であり、【００４４】の記載によれば下方導水路２５０の長さは２ｍであることから、水柱の他端は水槽１００の水面（水柱の一端）から５ｍ～６ｍ上方に位置している。また、図１の記載からも、水柱の一端より他端の方が上方に位置していることが看取される。 サイフォンの原理を本願発明の水柱に当てはめると、水柱は一端から他端まで連続しており、一端の方が他端より５ｍ～６ｍ低いから、水柱には他端から一端へ（揚水棟２００へ戻る方向、発電する際の水の流れとは逆方向へ）、水柱両端の高低差である５ｍ～６ｍの水圧に相当する力が作用していることになる。 また、請求項１における「前記水平導水路（２６０）の前記入口から前記集液部（４００）方向に出射する圧縮気体供給路（６７０）」との記載から、圧縮気体供給路６７０は、下方導水管２５０より下流側に位置する水平導水路２６０に設けられていることが理解でき、図１及び図２からも、圧縮気体供給路６７０がゲート３００より下流側に設けられていることが看取されるから、発電時にゲート３００を開けた時、水柱の他端は圧縮気体供給路６７０より上流側に位置しており、圧縮空気は水柱内には噴出されない。 本願発明は、「発電時に前記ゲート（３００）を開けて」「前記下方導水路（２５０）内の液体が前記一定距離下方に落下し、該落下に伴って前記揚水路（２００）の頂上部の液体も前記下方導水路（２５０）に流出して該頂上部が真空域に保たれることで前記揚水路（２００）に前記貯液部（１００）の液体が揚水され、前記液体と前記圧縮気体とが循環再使用される」ようにしようとするものであり、これに関して発明の詳細な説明には、上述した【００２６】【００３０】【００３１】等の記載があるが、上述したとおり、ゲート３００を開けた時に、圧縮空気は水柱内に噴射されず、水柱はサイフォンの原理により他端から一端へ（揚水棟２００へ戻る向き、発電する際の水の流れとは逆向きに）移動することになるから、揚水路に貯液部の液体を揚水したり、液体を循環再使用したりすることはできない。 仮に、水柱内に圧縮空気が噴出された場合についても検討しておく。 空気の密度は温度が０度で、圧力が大気圧の場合、１ｍ３あたり１．２９３ｋｇであるから、【００４１】に記載されている大気圧の１．５倍に加圧された圧縮空気の密度は、１ｍ３あたり約１．９ｋｇである。それに対して水の密度は１ｍ３あたり１０００ｋｇである。 【００４８】には「圧縮空気を毎秒１．０ｍ３程度下部導水路２６０内に上述した構成で噴出すると、毎秒０．７～１．０ｍ３の水を送り出すことができる。」と記載されている。１秒当たり、圧縮空気が１．０ｍ３程度噴射され、送り出される水の量が０．７～１．０ｍ３であるならば、大気圧の１．５倍程度の圧力の圧縮空気約１．９ｋｇで、７００ｋｇ～１０００ｋｇの水を、圧縮空気の噴出方向とは逆向きに働いている５ｍ～６ｍの水圧相当の力に抗して、水を移動させることになるが、エネルギー保存則や運動量保存則に基づけば、この水の移動を実施することはできない。 （３）本願発明は、「前記液体と前記圧縮気体貯蔵タンク（６００）に貯蔵されている圧縮気体とが前記水平導水路（２６０）から前記集液部（４００）に射出されるとともに前記集液部（４００）上部から前記気体が前記気体圧縮機（５００）に供給されて圧縮されることによって、前記下方導水路（２５０）内の液体が前記一定距離下方に落下し、該落下に伴って前記揚水路（２００）の頂上部の液体も前記下方導水路（２５０）に流出して該頂上部が真空域に保たれることで前記揚水路（２００）に前記貯液部（１００）の液体が揚水され、前記液体と前記圧縮気体とが循環再使用される」ようにしようとするものである。これに関して、発明の詳細な説明における【００４８】の記載によれば、１秒当たり、圧縮空気が１．０ｍ３程度噴射され、送り出される水の量が０．７～１．０ｍ３であるため、下部導水路において圧縮空気と水の体積比は１：１～１：０．７となっている。これは、水柱が大量の空気によって途切れてしまい、水柱を形成し得ない状態といえる。つまり、圧縮空気が水中内に射出されたとしても水柱が分離してしまい、圧縮空気が射出されたときのエネルギーや運動量を水柱へ伝達することができない。その結果、サイフォンの原理により、水は揚水路２００の方へ逆流することになるから、揚水路２００に貯液部１００の液体を揚水して前記液体と圧縮気体とを循環再使用することはできない。 よって、発明の詳細な説明の記載は、当業者が本願発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載したものであるとは認められない。 ２．審判請求人の主張について 審判請求人は意見書の「３．１ 理由１（実施可能要件）の（１）～（３）について」において主に次の主張をしている。 （１）発電時にはゲート３００を開けることで、液体と、圧縮気体貯蔵タンク６００に貯蔵されている圧縮気体とが水平導水路２６０の入口を介して大気圧室（集液部）４００方向に射出（放流）されます。 すなわち、水平導水路２６０より液体が大気圧室４００に射出されると、下方導水路２５０内の液体が一定距離（下方導水路２５０の垂直方向の長さ分）下方に落下し、それに伴い揚水路２００の頂上部の液体も下方導水路２５０に流出し、それによって揚水路２００の頂上部が真空域に保たれます。 （２）このとき集液部４００内の気体は、水平導水路２６０より噴出された圧縮気体によって押しのけられ、それにより集液部４００内には、水平導水路２６０の入口を介して噴出される液体の移動空間が確保されます。この空間は、真空域である揚水路２００の頂上部の圧力値に近い低圧力値の空間となるため、あたかも、水平導水路２６０より液体をストローで吸い込むように、水平導水路２６０から大気圧室４００へ液体が射出されます。 （３）上記のように揚水路２００の頂上部が真空域（負圧状態）に保たれることで、貯液部１００の水面に作用する大気圧によって揚水路２００に貯液部１００の液体が揚水されます。 主張（１）について。 上記１（１）（２）で検討したとおり、ゲート３００を閉めて水柱の他端側を真空にすれば、トリチェリの実験のとおり１０ｍ程度まで揚水することは理論上可能であるが、発電時にゲート３００を開けるとトリチェリの実験とは異なる状態となり、サイフォンの原理によって、水柱は、より低い位置に端面がある一端側に流れることになる。 ゲート３００を開けることによって下方導水路２５０は、内部が大気圧に維持された集液部４００に連通するから、ゲート３００を開けた際に、集液部４００からの空気が水柱内に混入して水柱が途中で分離（切断）した場合は、下方導水路２５０内に溜まっていた液体が集液部４００側に落下することも考えられるが、集液部４００からの空気が水柱内に混入して水柱分離を起こしたことによる落下であるから、揚水路２００内の水を集液部４００側へ引き込むことは無い。そして、内部が大気圧に維持された集液部４００に連通した下方導水路３００に、揚水路２００の頂上部が連通することになるから、揚水路２００の頂上部が真空域に保たれるとの主張を採用することはできない。 主張（２）について。 上述したとおり、ゲート３００を開けることによってトリチェリの実験とは異なる状態となるから、揚水路２００の頂上部の圧力値は真空域ではなくなる。また、内部が大気圧に維持された集液部４００（大気圧室４００）の一部分だけが、水平導水路２６０から集液部４００（大気圧室４００）へ液体をストローで吸い込むような真空に近い低圧力値の空間になるとの主張も、流体力学の技術常識に照らせば採用することはできない。 主張（３）について。 ゲート３００を開けた後、揚水路２００の頂上部が真空域（負圧状態）に保たれることを前提とした主張は、上述したとおり採用することはできない。 そうすると、発明の詳細な説明は、当業者が本願発明の実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものであるとはいえず、本願は、発明の詳細な説明の記載が特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしていない。 第５ むすび 以上のとおり、この出願は、発明の詳細な説明の記載が、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしていないから、拒絶すべきものである。 よって、結論のとおり審決する。