水力发电工业领域专利保护状况和

1、水力发电工业领域专利保护状况和热点技术分析机械发明审查部 左凤茹加入世贸组织（WTO）之后，中国的企业正在饱尝没有自主知识产权之痛。最近发生的几起知识产权和专利纠纷案表明，外国企业正在加紧实施针对中国企业的专利战略，专利正成为他们遏止中国企业及其产品拓展国内外市场的利器，而国内一些企业也因为缺乏专利意识，缺乏有效的专利战略而成为外国企业的刀下鱼肉。水力发电工业、特别是设备制造业对整个国民经济持续、健康、高速发展起着重要作用。近年来，我国发电设备制造业在技术水平和生产能力上都有很大的提高。目前，我国发电设备装机容量和年发电量均已跃居世界第2位，其中80%以上的机组是由国内生产供应的。去年，我国发

2、电设备制造业已为三峡工程生产出70万KW的混流式机组。然而，成绩的背后也有许多令人担忧的问题。我国在水力发电设备的核心技术上根本无法和世界先进水平相比，对于核心技术只是依赖进口，对于最占市场份额的水力发电设备的核心部件，我国只是作为国内加工基地。面对如此困境，我国企业一方面要不断地提高技术水平，另一方面，要加强知识产权保护意识、特别是积极主动地制订和实施专利战略是摆在中国水力发电企业面前的当务之急。本案例的重点在于通过分析国内外水力发电工业领域专利申请的情况，探讨国内外研究的技术热点问题，为我国水力发电工业提供有效的信息，促使我国水力发电企业认清自己在世界上同行业的位置，根据企业的实际情况建立

3、自己的专利保护体制、制定专利战略，以扭转我国水力发电行业面对世界上有强大竞争力的企业，没有任何还手之力、只能听从别人调遣的尴尬局面。一、我国水电领域的专利申请量及研究方向1. 数量分布研究水力发电技术的国际专利分类主要集中在F03B小类，在分析中，统计数据是通过中国专利文献检索系统（CPRS）、欧洲专利局提供的EPOQUE检索系统，采集了2007年4月之前有关水电领域的相关专利申请列出表1至5，旨在了解水电领域专利技术的分布状况。表1 水电领域中国申请量统计表分类统计世界各国在中国的总申请量本国总申请（发明实用新型）国外总申请（发明）数量占百分比数量占百分比F03B125724896.5%93

4、.5%F03B328622679.0%6021.0%F03B59777.8%222.2%F03B7403485.0%615.0%F03B9464189.1%510.9%F03B1113010379.2%2720.8%F03B1369660286.5%9413.5%F03B1512810985.2%1914.8%F03B1727724287.4%3512.6%总 计1869161286.2%25713.8%注：F03B1冲击式发动机；F03B3反作用式机械或发电机及专用部件或零件；F03B5以无叶片转子，利用摩擦力为特点的机械或发动机；F03B7水轮；F03B9循环链型机械或发动机；F03B11

5、未列入或与以前各组无关的部件或零件；F03B13特殊用途的机械或发动机；机械或发动机或从动装置组合站或机组；F03B15控制；F03B17其它机械或发动机。各国专利申请分为本国申请和外国申请两部分。一个国家的外国专利申请量可以说明两方面情况，一是该国受外国专利控制的情况，二是该国市场对其他国家的吸引力。本国专利申请量能够说明该国拥有自主专利的情况。从表1可以看出，在相关领域的专利申请中，我国公民或企业在本国提交的申请量所占总申请量的比例为86.2%，这一比例值很高。其中，在两个分类号F03B1、F03B9中，中国专利申请的比例分别为96.5%和89.1%，这一比例是相当高的。表1中我国占比例较

6、大的领域都是水力发电设备的基础领域，如F03B1涉及的是冲击式发电机，利用高速液体冲击装有叶片或者类似物的转子上的涡轮机，例如皮尔顿式水轮机及其专用部件或零件，主要指水斗、喷嘴等构件，这一分类号中的水轮机装置主要用于较小型水力发电站，其发电效率较低；F03B9/涉及循环链型机械或发电机，其设备主要是通过链条、重物等利用水的流动性发电，主要用在例如河流等地方，无需较大落差就可实现发电，但是这种结构将外部能力转化成机械能、再转化为电能的效率相当低，在实践中的应用率也很低。国外申请量较大、所占比例也较大的三个分类号分别为F03B3、F03B5、F03B11，上述三个领域是目前水力发电行业最活跃、在发

7、电设备中最为关键技术的部分，其涉及的主要技术内容有：F03B11是有关国内普遍应用的法兰西斯水轮机（该水轮机在三峡工程中采用）、卡普兰水轮机以及水轮机/交替地起泵或具有涡轮机功能的机械、水轮机的叶片和定子等水轮机结构中的关键部分的技术。我国在比较热点的领域上的申请量相对较小，说明我国在高精尖技术的研究和开发还有一定的差距。因此，通过分析表1的数据所隐含的问题，可以看出，我国水力发电行业的状况并不乐观。这一点从下面的表2中更能深刻地体会出来。表2 本国发明、实用新型申请分布表分类本国申请量发明申请量实用新型申请量数量百分比职务发明非职务发明数量百分比总数研究所高校企业F03B12489437.9

8、%81348615462.1%F03B32267935.0%2441195514765.0%F03B57457.1%00004342.9%F03B7341235.3%2002102264.7%F03B9412458.5%0000241741.5%F03B111033635.0%151410216765.0%F03B1360232453.8%321017529227846.2%F03B151092724.82%F03B1724217070.2%20201687229.8%总 计161277047.8%9820403867284252.2%从表2中可以看出，我国的发明专利

9、申请所占的比例47.8%低于实用新型专利申请的比例52.2%，其中实用新型专利申请的技术含量低、保护周期短，说明我国专利申请的技术水平比较低、质量相对差。其次，单位申请的职务发明申请量仅为98件，占本国发明申请量的12.7%，个人申请的非职务发明申请量为672件，占本国发明申请量的87.3%，两者的比例相差悬殊。此外，表1表示出的外国在中国的申请中，全部为企业（或公司）的职务发明申请，其比例占相关领域世界各国在华申请总量的13.8%，而我国在本领域的职务发明申请量仅占世界各国在华申请总量的5.2%，其差距很大。由于在发明创造条件和资金方面的限制，个人申请的质量较低，并且对市场的控制力也不会很大

10、，而单位申请，由于专业化研究队伍和资金的保证，质量要高得多。在我国98件职务发明申请中，研究所和高校的申请量为60件，占整个职务发明申请的61.2%，企业为38件，仅占38.8%。由于研究所和高校在将其专利技术实施时，其专利受益人（或且说专利实施人）是企业，研究所和高校需将其专利权转让给企业，企业才能实施，这样专利的转让和实施就需要大量的时间，同时企业还要支付大笔专利费，其实施需要成熟的条件。有时高校申请的专利是为了发明人申报职称或者单位评奖等，在拿到专利权（凭证）之后，真正实施的专利数量更是相当有限，能维持其专利有效性的很少，因此，这种专利已失去专利制度所弘扬的精神。一般来说，企业申请专利的

11、目的是为了控制市场，因此企业的专利数量较高，作用较大。但是，如表2所示，我国仅有的少量职务发明中，企业的申请也只有38件，其数量甚微。由此可以清楚地看到我国水力发电企业在进入WTO之后，需要面临怎样严峻的挑战。2. 质量比较研究表3 F03B领域本国、国外发明专利状况对比表本国发明申请量已结案国外发明申请量已结案数量有效专利无效专利数量有效专利无效专利数量百分比数量百分比7704027819.4%3242571358462.2%51专利申请量只能说明一方面的问题，最能反映出专利申请质量的应从授权质量上看。表3清楚地反映出，尽管本国发明专利申请的数量比外国在国内的申请量大，但是，我国发明专利在经

12、过实质审查程序结案后，能够获得专利权且能够维持专利权有效的比例仅为19.4%，无效专利（经过实质审查被驳回、视撤和获得专利权后不交年费维持专利权有效的专利）的比例竟占到80.6%；而外国在我国申请的发明专利中，经过实质审查程序结案后，能够获得专利权且能够维持专利权有效的比例为62.2%，无效专利的比例仅为37.8%；上面两组数据直观地反映出我国发明专利申请的现状。从授权的专利质量上看，授权后能够维持较长时间专利权的是质量较高的专利，授权的统计数字比专利申请量更能说明我国的专利情况。我国进入WTO后，承诺将1993年以前申请的发明专利保护期限由原来的15年延长到20年。笔者在做上述统计当中，发现

13、维持较长时间的专利收益人，大部分是外国申请人。我国企业由于科技创新能力相对较差，加上不太重视知识产权，所以收益不大。那些能够延长保护期的专利权至少维持了9年，因此都是高质量的发明专利，其分布情况大致是：总体上看国内专利占19%，远远小于外国专利81%。这说明我国在专利质量方面与外国相比有较大差距。这些数据表明：外国公司的专利质量较高，生命周期较长，而我国的专利质量较低，生命周期较短，也就是说，在专利质量方面我国与国外公司相比差距很大。在统计当中，笔者发现自1997以来，国外的PCT申请呈逐渐增多的趋势，见表4。表4 国外的PCT申请量表分类统计PCT数量国外申请量比例F03B16967%F03

14、B3256042%F03B51250%F03B74667%F03B955100%F03B11122744.4%F03B13569459.6%F03B1571936.8%F03B17273577.1%合计14325755.6%表4中的F03B13/是特殊用途的机械或发动机；机械或发电机与驱动或从动装置的组合；电站或机组，其中主要涉及利用波能或潮汐能等方面的装置，不是本文研究的重点。从表中可以看出，F03B3/、F03B11/等技术领域的PCT申请量比较大。PCT申请是国际申请，在我国的PCT申请是申请人指定的，希望在中国获得专利保护。一般来说，PCT申请的技术含量较高，因而获得专利权的比例很高。

15、在上述143项PCT申请中，全部获得了在我国的专利权，到目前为止也都维持有效。而我国在水利发电设备方面（F03B领域）竟没有一项PCT国际申请。也就是说，我国水力发电企业还没有意识到，专利战略是占领国际市场的一个重要武器。我国改革开放后，经济迅速发展，电力需求不断提高，而且建设和规划的水利建设项目采用的国际投标方式，大大吸引了外国公司，因此他们在计划进入中国市场前，将核心技术先在中国申请专利，以期在日后中国水利工程竞标中占据主动。3. 我国主要企业专利申请状况研究从国内主要企业（东电、哈电）的专利申请现状，看国内龙头企业的技术发展状况。表5 东电、哈电本国专利申请情况东 电哈 电发明专利实用新

16、型合计发明专利实用新型合计数量有效无效数量有效无效数量有效无效数量有效无效10180898621651124东电和哈电两个企业申请量的总和只占本国申请量的2%，发明申请量所占比例更小，仅为0.6%。在统计中感觉到，作为我国水利发电行业的龙头企业，在水利发电设备的研究、开发方面更是欠缺。在哈电的24项申请中，有5项关于F03B（即水利发电设备）的，其中3项发明，2项实用新型；在东电的9项申请中，只有2项关于F03B方面的，而且都是实用新型专利申请，哈电的3项发明申请是关于冲床和焊接材料，不是对水力发电设备的改进。我国龙头企业在水利发电设备方面的专利申请量太少，面对中国即将招标的若干水利工程，我们

17、的龙头企业恐怕只能依靠国家政策扶持，以分包商身份利用外国企业的技术，作为水利工程项目的设备制造基地。但是，这样的身份能一直保持得住吗？这是值得我们认真思考的问题。更值得关注的是，东电和哈电两大企业不仅是在国内的专利申请量小，其在国外竟没有申请一个专利。从这一点也可以看出，我国水力发电设备制造企业除了知识产权保护意识差外，技术水平也无法与世界上的技术先进公司相比。尽管从80年代开始，我国已经过了20年的开放。哈尔滨、东电两个大的水电设备制造基地已经具备了年生产400万KW的能力，他们结合三峡机组的制造，进行了制造厂房的改造，引进了现代的数字机床等重大设备，同时与国际上一些先进制造厂进行技术合作，

18、并结合三峡工程的技术转让，引进了大量先进技术软件及三峡工程的技术转让，同时已经向国外输出了水电设备，可以说国内制造厂已具备了生产21世纪我国各种水电设备的能力。但是，我们应该看到自己的差距，抓住现在我国改革开放的大好时机，积极引进国外先进技术，对其进行消化和吸收，使之变成自己的技术和实力，同时注重提高知识产权保护意识，对于技术创新应该力求尽快申请专利，加强技术创新的法律保护力度，使我国的水电企业从各个方面追上国际水平。4. 水力发电领域学术论文与专利申请数量对比研究在前面的分析中，通过检索中国专利数据库，得出中国水力发电行业的专利申请状况后，笔者利用“中国期刊网专题全文数据库”对2007年4月

19、前水力发电方面的非专利科技文献也进行了检索，旨在了解相关技术领域研发与专利保护现状和技术发展状况，参见表6和表7。表6 科技文献中技术和知识产权、专利结合的情况统计一次检索关键词数量二次检索关键词数量水力15729发电2261知识产权2专利15水利50251发电921知识产权25专利29发电31550知识产权31专利35从表6可以看出，在水力发电行业中有较丰富经验的技术人员或者管理者发表的文章中，还没有人对水力发电与专利（或知识产权）的关系进行研究，而且没有水力发电行业的专利战略等方面的研究。上述统计数据中有关水电领域技术的论文数量和对于相关技术的知识产权（专利）保护方面的文章数量之间的反差，

20、显示出水电领域的科技人员对知识产权的了解和运用远远不够，还没有意识到技术的不断发展需要知识产权（专利）保护，才能顺利充分地进入国内外市场，创造更大的经济价值。但上表6显示有一篇关水力发电专利方面的文章，该文章题目为“中国水力水电基础工程局专利介绍”，主要内容是对该局的7项实用新型专利进行简单介绍，只占了半页纸。但是，应该说这半页纸也是本领域对于知识产权保护问题的突破，是一个新的起点。在我国入世后，本领域的技术人员虽然已经意识到专利战略的重要性，但是意识和行动还应跟上市场的需要，步子迈得更大更快些。表7 科技文献中涉及水力发电技术的重点问题统计一次检索关键词数量二次检索关键词数量水力20685发

21、电3200水轮机939控制765振动242水轮349叶片328泥沙213气蚀39水利59965发电1220水轮机372控制1902振动146水轮325叶片42泥沙845气蚀24从表7可以看出，我国在水力发电设备的一些重要问题上都已经有一些研究，例如：泥沙治理、水轮机控制以及减少机组振动等方面的研究是很深入的。但是，这些研究成果中申请专利量较少，在进行很多的研究之后，对于有价值的科技成果应该积极申请专利，这样科技成果就可以得到逐步健全的法律的保护。从表6和表7可以看出，科技人员仍然有“重成果，轻专利”的现象，同时表现出强化的专利法制与淡漠的专利意识之间不协调的意识问题。目前，企业和科技人员中还是

22、存在获得科技成果奖多，发表论文多，但申请专利却较少的“两多一少”的结构，这种现象也反映出企业在对待科技成果上的计划经济色彩依然较浓，而市场经济观念淡薄。时至今日，企业和科技人员必需清楚，没有申请专利的科研成果是不受法律保护的，甚至国外企业都可以无偿使用，造成无形资产的流失。从上面大量统计和分析可以看出，我国水力发电企业在技术水平方面与国外企业相比有较大差距，同时，相关企业应增强知识产权保护意识，充分了解国外发达国家和企业的技术研发和知识产权状况，及时调整技术研发方向，发展适合企业自身的专利战略，真正做到有的放矢地发展自己。二、外国专利申请量及热点问题在知识经济时代，世界各国都清楚地认识到产品的

23、质量和技术含量是经济发展的根本动力。国外大型企业现在进入市场的策略是“先质量和技术后产品”，因此，从专利申请量能够看出发达国家在相关技术领域的发展方向以及国际上相关领域的著名企业（主要竞争对手）的研究热点问题。1. 发达国家专利申请状况下面的统计数据是通过中国专利文献检索系统（CPRS）、欧洲专利局提供的EPOQUE检索系统，采集了2007年4月之前有关水电领域的相关专利申请，旨在通过对各国专利申请量的统计，了解本领域专利的分布状况。参见表8、表9和表10。表8 世界各国在主要国家（地区）的申请量表分类号JP日本US美国DE德国EP欧洲SU前苏联CN中国FR法国GB英国AU澳大利亚CA加拿大N

24、O挪威F03B1186270167145721288252665633F03B372068545436136720219316218421090F03B52255322887101316134F03B7144116196463524403140353F03B931424917192719229106F03B114683612361642478898816011643F03B13713998766438452407458517415299229F03B15484224195109159529957466424F03B174982003991976222217413022810641合 计3266

25、29512494150514211157117310651064909473表8是世界各国在世界上主要国家或地区在水力发电领域中专利申请数量统计表。从表8中可以看出，在水电领域专利申请总量前3位的国家是日本、美国、德国，也就是说，这些国家这一领域的发展对于发明人或专利权来讲认为是最有市场，最有吸引力的。但是，在统计中，笔者看到这些申请的申请时间都比较早，而近五年来申请量并不是很高。这说明上述国家的近年来在水电方面的投资有下降趋势。而中国近五年来的申请量较大，明显受到国外企业的高度关注。表9 主要国家（地区）在世界范围的申请量统计分类号JP日本US美国DE德国SU前苏联CN中国GB英国FR法国E

26、P欧洲CA加拿大AU澳大利亚NO挪威F03B1127154903088274219457F03B362239624018787825349383325F03B514321653441420F03B7128831754513101371391F03B928344423211491313F03B11416186122130283328251437F03B1359868248945428228414753646973F03B1549193867725253517841F03B17444102312791631098135372813合计28681762157410307105884122071851

27、54130表9是世界上主要国家或地区在世界范围内水力发电领域中专利申请数量统计表。该表9显示出，日本在本领域的申请量居世界首位，说明日本在能源利用、再生等方面的开发和研究投入的精力和资金是非常大的。此外，美国、德国等国家在水力发电方面也给予了高度的重视。由于美国的电力需求能够得到充分的满足，因此，可以看出美国已经基本停止了这方面的发展。我国在世界的申请量处于世界第五位，就中国的国情和对电力的需求情况而言，这一地位是不能让人乐观。特别是，近年来中国要投资建设几个大型水电站，这对中国水电企业来说是绝好的实战机会。但是从上面的统计看出，我国企业在水力发电系统的技术水平与世界先进水平相比还存在较大的差

28、距。表10 主要国家（地区）各时期的申请量统计时 期1980.12前1981.1-1984.121985.1-1989.121990.1-1994.121995.1-2002.122003.1-至今合计JP 日本1321221139736531894US 美国 31412221873005821435DE 德国4911922643672351153SU 前苏联2125392412560987CN 中国004090209299638EP 欧洲27711414223343611GB 英国180756285161464AU澳大利亚06137125436380FR 法国02972334477255CA

29、 加拿大0416706758215NO 挪威001296143134从表10中可以看出，大部分国家的申请量近年来都有增长的趋势，其中日本自1995年以来申请量有了最大幅度的增长。中国自1985年建立专利制度以来，申请量（在此反映的只是发明专利申请量）连年上升，可以看出国内的专利保护意识不断提高，同时对水力发电的研究的水平也在不断向国际靠拢。2. 国外著名企业专利申请量及研究热点对国外著名企业的申请量进行统计，有助于了解竞争对手的发展方向和研发能力以及其专利战略。参见表11。表11 水电行业中世界著名企业的申请量表企业分类东芝日立富士沃依特.西门子西门子涡轮系统有限公司阿尔斯通通用克韦尔纳三菱重

30、工F03B1166124832100F03B320912154444273774F03B50101000000F03B70841010100F03B90010000000F03B111667436281773331F03B1319232010589123F03B1517811032141800002F03B1778130021001合 计595351172102902818131211从表11可以看出，世界上各大水电机械公司，在传统的水轮机及其部件等方面都有较多的研究和开发，例如冲击式发动机（F03B1/00）、反击式机械或发动机（F03B3/00）、涉及减少气蚀或振动和去除杂物例如泥沙的部件或零件（F03B11/00）以及液力机械或液力发动机的控制（F03B15/00）等方面的研究是比较多的，也就是说，各大公司特别注重根据现有技术，优化其结构性能，从而提高水轮机的效率，减少损耗和加强计算机管理。其中，最值得一提的是，关于减少气蚀或振动和去除杂物例如泥沙的部件或零件（