平 成２ ８年度
特 許出 願技術 動向 調査報 告書 （概要 ）
高 効率 火力発 電・ 発電用 ガス タービ ン
平 成 ２ ９ 年 ３ 月
特 許 庁
問 い 合 わ せ 先
特 許 庁 総 務 部 企 画 調 査 課 知 財 動 向 班
電 話：０ ３ － ３ ５ ８ １ － １ １ ０ １（ 内 線：２ １ ５ ５ ）
本 編 要 約 第 １ 部 第 ２ 部 第 ３ 部 第 ４ 部 第 ５ 部 資 第 ６ 部
第 １ 章 調 査 概 要
第 １ 節 調 査 目 的
高 効 率 火 力 発 電 は 、 日 本 の 産 業 競 争 力 を 高 め エ ネ ル ギ ー ・ セ キ ュ リ テ ィ を 担 保 す る 上 で 不 可 欠 の 基 盤 技 術 で あ り 、更 に イ ン フ ラ 輸 出 や グ ロ ー バ ル な 二 酸 化 炭 素 削 減 の 観 点 か ら も 、 今 後 ま す ま す そ の 重 要 度 を 増 し て ゆ く も の と 考 え ら れ る 。2015年 度 に は 経 済 産 業 省 に お い て 、「 次 世 代 火 力 発 電 の 早 期 実 現 に 向 け た 協 議 会 」 が 開 催 さ れ 、「 次 世 代 火 力 発 電 に 係 る 技 術 ロ ー ド マ ッ プ 」 が と り ま と め ら れ た 。
火 力 発 電 の 分 野 に お い て 日 本 企 業 は 高 い 技 術 力 を 有 し て い る も の の 、 石 炭 火 力 分 野 で は 中 国 等 の ア ジ ア 勢 が 急 速 に 追 い 上 げ て き て お り 、ま た ガ ス タ ー ビ ン 分 野 で は 、三 極（ 米 国・ 欧 州 ・ 日 本 ） で 激 し い シ ェ ア 争 い が 繰 り 広 げ ら れ て い る と い う 現 状 で あ る 。
こ の よ う な 背 景 の も と 、 本 プ ロ ジ ェ ク ト で は 高 効 率 火 力 発 電 ・ 発 電 用 ガ ス タ ー ビ ン に 関 す る 特 許 の 動 向 を 調 査 し 、 技 術 革 新 の 状 況 、 技 術 競 争 力 の 状 況 と 今 後 の 展 望 に つ い て 検 討 す る も の で あ る 。
第 ２ 節 技 術 概 要
１ タ ー ビ ン の 概 要
タ ー ビ ン と は 、 高 エ ネ ル ギ ー の 流 体 の 流 れ に よ っ て 羽 根 車 を 回 転 さ せ 、 機 械 的 な 回 転 運 動 の エ ネ ル ギ ー に 変 換 す る エ ン ジ ン で あ る 。 そ の 回 転 軸 を 発 電 機 に 接 続 す る こ と に よ っ て 、 流 体 エ ネ ル ギ ー か ら 発 電 す る こ と が で き る 。 火 力 発 電 の 歴 史 に お い て は 、 作 動 流 体 と し て 、 ま ず ボ イ ラ ー で 発 生 し た 蒸 気 が 用 い ら れ る 蒸 気 タ ー ビ ン 、 続 い て 、 ボ イ ラ ー を 介 さ ず 燃 焼 ガ ス そ の も の で タ ー ビ ン を 回 す ガ ス タ ー ビ ン が 登 場 し た 。
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２ ガ ス タ ー ビ ン の 概 要
図 1-1 に ガ ス タ ー ビ ン の 概 要 を 示 す 。 ガ ス タ ー ビ ン と は 、 燃 料 を 燃 や し て 発 生 す る 高 温 高 圧 の ガ ス エ ネ ル ギ ー を 動 力 に 変 換 す る 、 エ ン ジ ン の 一 種 で あ る 。 そ の 仕 組 み は 、 ま ず 燃 焼 用 に 取 り 込 ん だ 空 気 を 『 圧 縮 機 』 で 圧 縮 し 、 高 圧 に し て 『 燃 焼 器 』 に 供 給 す る 。
『 燃 焼 器 』 で は 、 そ の 高 圧 の 空 気 に 燃 料 を 噴 射 し て 燃 焼 さ せ る 。 最 後 に 、 こ の 高 温 高 圧 の 燃 焼 ガ ス で 『 タ ー ビ ン 』 の 羽 根 車 を 動 か し 出 力 軸 を 回 転 さ せ る 。 こ れ に よ っ て 、 燃 焼 ガ ス の 流 体 エ ネ ル ギ ー を 軸 の 回 転 エ ネ ル ギ ー に 変 換 す る 。 出 力 軸 を 発 電 機 に 接 続 さ せ 電 力 を 得 る の が ガ ス タ ー ビ ン 発 電 で あ る 。
図1 - 1 ガ ス タ ー ビ ン の 概 要
ガ ス タ ー ビ ン の 各 部 分 の 機 能
① 圧 縮 器 ： 燃 焼 用 空 気 を 高 圧 に 圧 縮 す る
② 燃 焼 器 ： 燃 料 を ノ ズ ル か ら 燃 焼 器 内 に 噴 射 し 、 圧 縮 空 気 と 混 合 （ 空 燃 混 合 ） し て 、 燃 焼 さ せ る
③ タ ー ビ ン ： 高 温 高 圧 の ガ ス に よ っ て 羽 根 車 （ ロ ー タ ー ） を 回 転 さ せ る 。
羽 根 （ ブ レ ー ド 、 静 翼 と 動 翼 か ら 成 る ） は 高 温 ガ ス に 晒 さ れ る た め 、 適 切 な 冷 却 が 施 さ れ る
出 典 :日 本 ガ ス タ ー ビ ン 学 会 ホ ー ム ペ ー ジ ／ 「 ガ ス タ ー ビ ン に つ い て 」 h t tp : // pa rk . it c. u -t ok yo . ac . jp / je tl ab / gt sj /
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３ 火 力 発 電 シ ス テ ム
火 力 発 電 の シ ス テ ム は 、使 用 す る 燃 料 、タ ー ビ ン を 駆 動 す る 気 体 の 種 類 、ま た 、エ ネ ル ギ ー の 複 合 的 利 用 の 仕 方 に よ っ て 、 多 様 な 形 態 を と っ て い る 。
火 力 発 電 の 燃 料 と し て は 、石 炭 、石 油 、天 然 ガ ス（ LNG）が あ る が 、石 油 は コ ス ト が 高 く 減 少 し つ つ あ る 。 現 在 日 本 で は 、 石 炭 お よ び LNG に よ る 火 力 発 電 の 高 効 率 化 技 術 が 推 進 さ れ て い る 。タ ー ビ ン を 駆 動 す る 気 体 は 、蒸 気（ 汽 力 発 電 ）と 燃 焼 ガ ス（ ガ ス タ ー ビ ン 発 電 ） の ２ 種 類 が あ る 。 汽 力 発 電 は 燃 料 を ボ イ ラ ー で 燃 焼 さ せ て 蒸 気 を 発 生 さ せ 、 そ の 蒸 気 に よ っ て タ ー ビ ン を 回 す も の で あ り 、 一 方 、 ガ ス タ ー ビ ン 発 電 は 、 燃 焼 に よ っ て 発 生 し た ガ ス で 直 接 タ ー ビ ン を 駆 動 す る も の で あ る 。
エ ネ ル ギ ー の 複 合 的 利 用 と い う 観 点 で は 、 ガ ス タ ー ビ ン 発 電 に 利 用 さ れ た 燃 焼 ガ ス の 余 熱 を 利 用 し て 汽 力 発 電 を す る ガ ス タ ー ビ ン・コ ン バ イ ン ド サ イ ク ル 発 電（ Gas Turbine Combined Cycle、GTCC）が 既 に 実 用 化 さ れ て お り 、高 い 熱 効 率 を 実 現 し て い る 。ま た 、こ れ に 更 に 燃 料 電 池 を 組 み 合 わ せ た ト リ プ ル コ ン バ イ ン ド 発 電 （ Gas Turbine Fuel Cell combined cycle、 GTFC） も 開 発 さ れ つ つ あ る 。 ま た 石 炭 は 従 来 、 汽 力 発 電 と し て し か 利 用 で き な か っ た が 、 ガ ス 化 す る こ と に よ っ て 、 効 率 の 高 い コ ン バ イ ン ド サ イ ク ル 発 電 と し て 活 用 す る こ と が 可 能 と な る 。 こ れ が 石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電 （ Integrated coal Gasification Combined Cycle, IGCC） で あ る 。
表1-1に 現 行 及 び 開 発 中 の 火 力 発 電 シ ス テ ム の 概 略 を ま と め た 。
表1 - 1 火 力 発 電 シ ス テ ム の ま と め
出 典 )資 源 ｴﾈ ﾙ ｷﾞ ｰ庁 ／ 次 世 代 火 力 発 電 の 早 期 実 現 に 向 け た 協 議 会 第4回 資 料 (2 01 5 .7 . 24 )を 元 に 整 理 ･ 作 成 h t tp : // ww w. m et i. g o. jp /c o mm i tt e e/ ke nk y uk ai / en er gy _ en v ir o nm en t/ j is ed a i_ ka ry o ku / pd f /0 04 _0 2 _0 0. p df
種類 発電技術 技術概要・特徴
技術確立 (年度)
送電端 効率 ( ％ HHV )
CO2排出 原単位 ( G-CO2/k Wh)
汽力発電
USC/A -U SC ( 超超臨界)
・ボイラで高温高圧の水蒸気を作り、その蒸気でター ビンを回転させて発電す る。
・極めて信頼性が高く、国内の石炭火力の約半数がUSCを採用している。
・さら に蒸気ター ビンの蒸気温度を700℃以上に高めた高効率発電技術A -USCを 開発中。
USC:1995～ A -USC:2016
USC:40 A -USC:46
USC:820 A -USC:710
IGCC
・石炭をガス化し、ガスター ビンと蒸気ター ビンを組み合わせて発電す るコ ンバイン ドサイク ル発電技術。CO2分離回収が容易。
2020 46～50 650
CO2回収型 次世代IGCC
・酸素燃料技術をIGCC技術に応用。排ガス中のCO2を酸化剤としてガス化炉やガ スター ビンに循環させ、コ ンバインドサイク ル発電を行う。シフ ト反応器やCO2分 離装置が不要であり、CO2回収後も高い発電効率を維持できる。
2030年度 以降
42 CO2回収後
―
IGF C
・IGCCに燃料電池を組み合わせたトリプ ルコ ンバインド式発電技術。
・石炭火力発電技術の中で最も高効率で、幅広い出力幅に対応できる。
2025 55 590
A HA T
・高湿分空気を利用した日本オリジナルのガスター ビン単独発電技術。
・中小容量機向けで、大型GT CCと同等以上の発電効率を達成。
2017 51 350
GTCC
・ガスター ビンと蒸気ター ビンによるコンバインドサイク ル発電技術。
・非常に高効率であり、石炭火力に応用できるなど 、技術展開、波及効果が大き い。
2020 57 310
GTF C
・GT CCに燃料電池を組み合わせたトリプ ルコ ンバインド式発電技術。
・ガス火力発電技術の中で最も高効率で、幅広い出力幅に対応できる。
2025 63 280
石炭 火力発電
天然ガス 火力発電
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４ 技 術 俯 瞰 図
図 1 -2 に 本 調 査 の 対 象 と な る 高 効 率 火 力 発 電 ・ 発 電 用 ガ ス タ ー ビ ン の 技 術 俯 瞰 図 を 示 す 。即 ち 本 調 査 は 、発 電 用 タ ー ビ ン を 中 心 と す る「 火 力 発 電 技 術 」、及 び こ の 要 素 技 術 と し て 、ハ ー ド ウ エ ア と し て の「 構 造・設 備 技 術 」、「 材 料 技 術 」、並 び に ソ フ ト ウ エ ア と し て の 「 燃 焼 制 御 技 術 」、「 運 転 ・ 保 守 管 理 技 術 」 を 対 象 と す る 。
関 連 す る 技 術 と し て 、「 CO2回 収 、利 用 に 関 す る 技 術 」、あ る い は 火 力 発 電 以 外 の 送 配 電 や 地 熱 ・ 原 子 力 発 電 等 の 電 気 事 業 に 関 す る 技 術 が あ る が 、 こ れ ら は 本 技 術 動 向 調 査 の 調 査 対 象 外 と す る 。
図1 - 2高 効 率 火 力 発 電 ・ 発 電 用 ガ ス タ ー ビ ン の 技 術 俯 瞰 図
( 上 図 の 赤 破 線 枠 内 が 本 調 査 の 対 象 範 囲 )
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第 ２ 章 市 場 環 境 調 査
第 １ 節 世 界 お よ び 主 要 国 の 発 電 電 力 量
世 界 の 発 電 電 力 量 は 2013 年 に 対 し 、 2040 年 の 見 通 し で は 約 1.7 倍 に 増 加 し て い る 。 電 源 別 に 見 る と 、 2040年 に は 再 生 可 能 エ ネ ル ギ ー （ 水 力 、 風 力 、 太 陽 光 、 な ど ） が 大 幅 に 増 加 し 、 石 炭 火 力 の 発 電 電 力 量 は 規 模 と し て 若 干 増 加 す る も の の シ ェ ア は 減 少 し て い る 。 ま た 、 天 然 ガ ス 火 力 は シ ェ ア の 増 加 は 少 な い が 、 規 模 と し て は 約 1.8 倍 に 増 加 し て い る 。
図2 - 1 2 01 3年 と20 4 0年 の 世 界 の 発 電 電 力 量 見 通 し （ 電 源 別 ）
（出 所 ： (一 社 )日 本 原 子 力 産 業 協 会 20 16年4月1日 「 世 界 の エ ネ ル ギ ー 展 望2 01 5（ Wo r ld E ne r gy O u tl o ok 2 01 5（ IE A 2 01 5年1 1月30日 発 表 ）） の 概 要 紹 介 」 を 基 に 整 理 ・ 作 成 ）
発 電 電 力 量 の 全 体 の 規 模 は 中 国 と ア メ リ カ が 非 常 に 大 き く 、 特 に 、 中 国 と ア メ リ カ の 石 炭 火 力 発 電 電 力 量 、 ア メ リ カ の 天 然 ガ ス 火 力 発 電 電 力 量 の 規 模 は 他 国 に 較 べ 非 常 に 大 き い の で 、 市 場 環 境 の 点 か ら 見 る と 注 目 す べ き 国 で あ る 。
図2 - 2 2 01 3年 の 主 要 国 の 発 電 電 力 量 の 割 合 と 規 模 ( 電 源 別 )
( 出 所 ： 資 源 エ ネ ル ギ ー 庁 「 エ ネ ル ギ ー 白 書 20 16」 を 基 に 整 理 ・ 作 成 )
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ま た 、 イ ン ド の 2013 年 の 発 電 電 力 量 は 全 体 で 11.93、 石 炭 、 石 油 、 ガ ス で そ れ ぞ れ 、 8.69、 0.23、 0.65(1000億kWh)レ ベ ル の 規 模 で 、 石 炭 火 力 の 市 場 は 大 き い 。
第 ２ 節 火 力 発 電 設 備 の 世 界 市 場 規 模
火 力 発 電 設 備 の 世 界 市 場 規 模 を 整 理 し て み る と 、 デ ー タ に バ ラ つ き は あ る が 、 世 界 の 市 場 規 模 と し て は 石 炭 火 力 発 電 の 方 が LNG 火 力 発 電 よ り 大 き く 、 火 力 発 電 設 備 全 体 と し て の 世 界 の 市 場 規 模 は 、 約10～ 30（ 40） 兆 円 ／ 年 で あ る 。
表2 - 1 火 力 発 電 設 備 に 関 す る 世 界 市 場 規 模
（ 出 所 ： 表 中 右 欄 の 記 載 情 報 を 基 に 整 理 ・ 作 成 ）
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第 ３ 節 石 炭 火 力 発 電 設 備 （SC、USC） の イ ン フ ラ 輸 出 の 現 状 と 課 題
図2 - 3 石 炭 火 力 発 電 設 備 の イ ン フ ラ 輸 出 に 関 す る 現 状 と 課 題
（ 出 所 ： M ET I／ イ ン フ ラ ・ シ ス テ ム 輸 出 部 会 (第2回 )資 料5「 日 本 企 業 の 競 争 力 の 現 状 と 課 題 」 お よ び 資 料4「 イ ン フ ラ ・ シ ス テ ム 輸 出 の 現 状 」 を 基 に 整 理 ・ 作 成 )
中 国 と イ ン ド が 石 炭 火 力 発 電 の 大 き な 市 場 で あ る が 、超 臨 界（ SC）お よ び 超 々 臨 界（ USC） の 分 野 で は 競 争 が 激 化 し て い る の で 、A-USCやIGCC分 野 で の 日 本 の 国 際 競 争 力 の 早 期 強 化 が 望 ま れ る 。
ま た 、 中 国 に お け る 石 炭 火 力 発 電 関 連 メ ー カ ー の 事 業 展 開 に つ い て は 、 以 下 で あ る 。
・ 欧 州 勢 は 中 国 メ ー カ ー と 合 弁 企 業 設 立 。 日 本 勢 は 中 国 メ ー カ ー と の 間 の 技 術 提 携 に よ り ラ イ セ ン ス 生 産 の 形 式 で 参 入 。
・ 日 本 メ ー カ ー に よ る 技 術 移 転 を 受 け 、 中 国 国 内 でUSC技 術 の 国 産 化 が 進 展 。
・ ラ イ セ ン ス 契 約 失 効 後 は 中 国 外 へ の 輸 出 も 可 能 と な り 、 我 が 国 に と っ て 、 第 三 国 市 場 で コ ス ト 競 争 力 を 武 器 に し た 中 国 勢 と の 競 合 は 脅 威 。
ま た 、 イ ン ド に お け る 石 炭 火 力 発 電 関 連 メ ー カ ー の 事 業 展 開 に つ い て は 、 以 下 で あ る 。
・ イ ン ド で は 各 社 と も 合 弁 企 業 形 態 で 進 出 。 イ ン ド 国 内 の み な ら ず 第 三 国 向 け の 生 産 拠 点 と し て の 役 割 も 期 待 さ れ る 。
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第 ３ 章 政 策 動 向 、 規 格 ・ 標 準 化 動 向 調 査
第 １ 節 政 策 動 向 調 査
１ ． 日 本 の エ ネ ル ギ ー 関 係 の 技 術 課 題 お よ び 技 術 開 発 ロ ー ド マ ッ プ
図3 - 1 日 本 の エ ネ ル ギ ー 関 係 の 技 術 課 題 全 体 の 整 理 図
(出 所 ： ME T I エ ネ ル ギ ー 関 係 技 術 開 発 ロ ー ド マ ッ プ )
日 本 は2014年4月 に 第4次「 エ ネ ル ギ ー 基 本 計 画 」を 閣 議 決 定 し た が 、そ の 基 本 計 画 の 中 で 策 定 す る こ と が 明 示 さ れ た「 エ ネ ル ギ ー 関 係 技 術 開 発 ロ ー ド マ ッ プ 」を2014年12 月 に 策 定 し た 。 こ の ロ ー ド マ ッ プ は 、 こ れ ま で 政 府 で 策 定 さ れ て き た 「 環 境 エ ネ ル ギ ー 技 術 革 新 計 画 （ 2013 年 9 月 総 合 科 学 技 術 会 議 決 定 ）」 等 で 整 理 さ れ た 技 術 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト を 中 心 に 、 改 め て 位 置 付 け を 整 理 し 、 エ ネ ル ギ ー に 関 連 す る 技 術 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト 全 体 を 俯 瞰 し た も の で あ る 。そ の 中 で 、9.高 効 率 石 炭 火 力 発 電 、10.高 効 率 ガ ス 火 力 発 電 、 11.二 酸 化 炭 素 回 収 ・ 貯 留 (CCS)に つ い て は 、 重 要 な 技 術 的 課 題 と し て 位 置 付 け ら れ 、 個 別 に 2050年 迄 の ロ ー ド マ ッ プ が 作 成 さ れ た 。
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２ ． 日 本 の 次 世 代 火 力 発 電 に 係 る 技 術 ロ ー ド マ ッ プ お よ び 開 発 状 況
2020 年 代 初 頭 に 、 石 炭 火 力 の 中 型 IGCC は 技 術 の 確 立 を 行 い 、 LNG 火 力 は 1700℃ 級 の GTCC技 術 を 確 立 し 、 更 に1800℃ 級 の 要 素 技 術 開 発 を 行 う な ど の 工 程 が 示 さ れ た 。
図3 - 2 次 世 代 火 力 発 電 技 術 の 早 期 確 立 、 実 用 化 に 向 け た 工 程 表
( 出 所 ： 経 済 産 業 省 平 成2 8年6月 「 次 世 代 火 力 発 電 に 係 る 技 術 ロ ー ド マ ッ プ 」 )
３ ． 米 国 、 欧 州 の 次 世 代 火 力 発 電 に 係 る 開 発 状 況
（ １ ） 米 国 ／ DOE
ア メ リ カ ／ DOEは 、先 進 の ガ ス タ ー ビ ン の コ ン ポ ー ネ ン ト と 超 臨 界CO2(sCO2)発 電 サ イ ク ル の 為 の 革 新 的 な 技 術 を 更 に 開 発 す る た め に 、 6 個 の Phase Ⅱ の プ ロ ジ ェ ク ト を 選 定 し 、 次 の3.5年 間 に 渡 っ て 、 ト ー タ ル で 約3000万 ド ル の 研 究 資 金 を 計 画 。
そ の 中 で 効 率 を65％ に 増 加 さ せ る よ う な 革 新 的 な 技 術 と 先 進 の ガ ス タ ー ビ ン の コ ン ポ ー ネ ン ト (1700℃ 級 )を 開 発 し 、 超 臨 界 CO2 発 電 で は 酸 素 燃 焼 技 術 と タ ー ボ ・ エ キ ス パ ン ダ ー ・ シ ー ル を 開 発 す る こ と を 求 め て い る 。
（ ２ ） 欧 州 ／ EUTurbines (欧 州 の ガ ス ・ 蒸 気 タ ー ビ ン メ ー カ ー の 協 会 ）
A Roadmap on Turbomachinery Research 2014－ 2020 を 発 表 し 、 2014年 か ら2020年 ま で の EU 最 大 の 研 究 開 発 支 援 プ ロ グ ラ ム で あ る ｢Horizon2020｣に お い て 、 タ ー ビ ン 関 連 の 研 究 開 発 の Baseと し て 使 わ れ る こ と を 狙 っ て ロ ー ド マ ッ プ を 作 成 し 、ガ ス タ ー ビ ン の 目 標 は1700℃ 以 上 (効 率65%)で 、 蒸 気 タ ー ビ ン の 目 標 は700℃ 以 上 と し て い る 。
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４ ． 主 要 国 の イ ン フ ラ 輸 出 促 進 政 策
主 要 国 の 政 府 は ト ッ プ 外 交 を 展 開 し て い る 。
図3 - 3 主 要 国 の イ ン フ ラ 輸 出 促 進 政 策
(出 所 ： ME T I／ 産 業 構 造 審 議 会 ／ 貿 易 経 済 協 力 分 科 会 ／ 第2回 イ ン フ ラ ・ シ ス テ ム 輸 出 部 会 (2012年4月5日) 資 料4「 イ ン フ ラ ・ シ ス テ ム 輸 出 の 現 状 」)
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第 ２ 節 規 格 ・ 標 準 化 動 向 調 査
我 が 国 産 業 の 世 界 市 場 へ の 事 業 展 開 に は 、 国 際 規 格 ／ 標 準 化 へ の 積 極 的 な 対 応 が 不 可 欠 で あ る 。 例 え ば 、 工 業 製 品 等 で は 、 WTO/TBT協 定 （ Technical Barriers To Trade： 貿 易 の 技 術 的 障 害 に 関 す る 協 定 ）に よ り ､す べ て のWTO加 盟 国 は 、工 業 製 品 等 の 各 国 の 規 格 及 び 規 格 へ の 適 合 性 評 価 手 続 き （ 規 格 ・ 基 準 認 証 制 度 ） が 不 必 要 な 貿 易 障 害 と な ら な い よ う 、 国 際 規 格 を 基 礎 と し た 国 内 規 格 策 定 の 原 則 、 規 格 作 成 の 透 明 性 の 確 保 、 が 義 務 づ け ら れ て い る 。こ の た め 、世 界 市 場 へ 有 利 に 事 業 展 開 す る に は 、次 の ２ 点 が 重 要 と な る 。 (ｲ) 国 際 規 格 に 準 拠 し た 国 内 規 格 の 整 備 と 自 国 産 業 で の 順 守
(ﾛ) 自 国 産 業 に 有 利 と な る よ う な 国 際 規 格 の 策 定 （ 特 に 、 先 進 ・ 革 新 技 術 分 野 ）
本 調 査 で は 、 主 に こ の ２ 点 に 焦 点 を 当 て 、 日 本 及 び 各 国 の 規 格 /標 準 化 動 向 を 調 査 し た 。
１ ． ガ ス タ ー ビ ン 、 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ に 関 す る 国 際 規 格 とJIS規 格 の 対 応 状 況
高 効 率 火 力 発 電 ・ 発 電 用 ガ ス タ ー ビ ン に 関 す る 技 術 分 野 と し て 、 標 記 の ２ 分 野 に 関 し て 、 国 際 規 格 とJIS規 格 の 対 応 状 況 を 調 べ た 。
「 ガ ス タ ー ビ ン （ コ ン バ イ ン ド サ イ ク ル を 含 む ）」 の 国 際 規 格 はISO/TC192（ ガ ス タ ー ビ ン 委 員 会 ） で 策 定 さ れ て い る 。 そ こ で 成 立 し た ISO 規 格 及 び こ れ ら に 対 応 す る JIS規 格 の リ ス ト を 表 3-1 に 示 す 。 大 部 分 の JIS 規 格 は 国 際 規 格 に 準 拠 し て い る が 、 一 部 の 規 格 は 対 応 作 業 が 進 ん で い な い 。
表 3-2 は 日 本 が 主 導 し て 国 際 標 準 化 を 進 め て い る 「 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ の 特 性 評 価 試 験 方 法 」 に 関 す る JIS 規 格 とISO 規 格 と の リ ス ト で あ る 。 既 に3 件 の JIS規 格 を 元 に ISO 規 格 が 成 立 し 、 現 在1件 がISO/TC107で 審 議 中 で あ る 。
２ ． ガ ス タ ー ビ ン 建 設 等 で の ガ ス タ ー ビ ン 規 格 の 適 用 状 況
ガ ス タ ー ビ ン に 関 す る 規 格 で は 、 ガ ス タ ー ビ ン 設 備 の メ イ ン コ ア 製 品 で あ る エ ン ジ ン そ の も の に 対 す る 開 発 技 術 、 製 造 技 術 等 の 規 定 は 行 っ て お ら ず 、 ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス 的 な 取 り 扱 い を し て い る 。 ガ ス タ ー ビ ン に 関 す る 規 定 の 内 容 は 、 基 本 的 な 項 目 と 使 用 者 と 供 給 者 間 の イ ン タ ー フ ェ イ ス の 取 り 決 め の 範 疇 が 大 半 で あ り 、 製 造 者 と し て 、 規 格 を そ の 製 品 に 特 化 し て 優 位 に し よ う と す る 動 き は し て い な い の が 実 情 で あ る 。
発 電 設 備 向 け の ガ ス タ ー ビ ン 規 格 の 適 用 で は 、 顧 客 の 基 本 要 求 事 項 に 加 え 、ISO 3977 ”Gas turbine-Procurement”及 びISO 2314 “Gas turbine-Acceptance Test”が 呼 び 込 ま れ る こ と が 多 い 。ISO の 場 合 に は 、 詳 細 な 機 器 仕 様 、 構 成 に つ い て の 記 載 が さ ほ ど 多 く な い こ と も あ り 、 供 給 者 と し て デ ビ エ ー シ ョ ン （ 入 札 書 類 に 記 載 さ れ た 仕 様 条 件 を 逸 脱 す る こ と ） を 提 示 し な け れ ば な ら な い 項 目 は 少 な い 。
石 油 化 学 、天 然 ガ ス 向 け の 規 格 で は 、機 械 駆 動（ 圧 縮 機 駆 動 ほ か ）、発 電 用 と も に 、ア メ リ カ 石 油 協 会 規 格 で あ る 、API 616 “Gas turbines for the Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services”が 、デ フ ァ ク ト ス タ ン ダ ー ド と し て ほ ぼ 例 外 な く 適 用 規 格 に 指 定 さ れ て い る 。 産 業 用 発 電 向 け ガ ス タ ー ビ ン に つ い て も 、API 616 を 要 求 す る 顧 客 が 増 え て い る 状 況 で あ る （ 例 え ば 、 イ ン ド 等 ）。
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表3 - 1 I S O/ T C 19 2 （ ガ ス タ ー ビ ン 委 員 会 ） で 成 立 し たIS O規 格 と 対 応 す るJ I S規 格
JIS 番号 JIS規格名称 ISO番号 ISO規格名称
策定した TC/ WG JISB0 1 2 8
: 1 9 9 5
火力発電用語－ガスタービン及び附属 装置
JISB8 0 4 0 : 2 0 0 5
ガスタービン－用語 JISB8 0 4 1
: 2 0 1 2
ガスタービン－受渡試験方法
ISO 2 3 1 4 : 2 0 0 9 - 1 2
Gas t u r bin e s - Ac c e pt an c e t e st s
ISO/ TC 1 9 2 / W G 1 1 JISB8 0 4 2 - 1
: 2 0 0 1
ガスタービン－調達仕様－第１部： 一 般事項及び定義
ISO 3 9 7 7 - 1 : 1 9 9 7 - 0 6
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 1 : Ge n e r al in t r o du c t io n an d de fin it io n s
TC 1 9 2 / WG4 JISB8 0 4 2 - 2
: 2 0 0 1
ガスタービン－調達仕様－第２部： 比 較基準条件及び定格
ISO 3 9 7 7 - 2 : 1 9 9 7 - 0 6
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 2 : St an dar d r e fe r e n c e c o n dit io n s an d r at in gs
TC 1 9 2 / WG4 JISB8 0 4 2 - 3
: 2 0 0 7
ガスタービン－調達仕様－第３部： 設 計要求事項
ISO 3 9 7 7 - 3 : 2 0 0 4 - 0 8
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 3 : De sign r e qu ir e m e n t s
TC 1 9 2 / WG4 JISB8 0 4 2 - 4
: 2 0 0 3
ガスタービン－調達仕様－第４部： 燃 料及び環境
ISO 3 9 7 7 - 4 : 2 0 0 2 - 0 6
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 4 : Fu e ls an d e n vir o n m e n t
ISO/ TC1 9 2 JISB8 0 4 2 - 5
: 2 0 0 1
ガスタービン－調達仕様－第５部： 用 途－石油及び天然ガス工業用
ISO 3 9 7 7 - 5 : 2 0 0 1 - 1 2
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 5 : Applic at ion s for pe t r ole u m an d n at u r al gas in du st r ie s
TC 1 9 2 / WG4 JISB8 0 4 2 - 7
: 2 0 0 1
ガスタービン－調達仕様－第７部： 技 術情報
ISO 3 9 7 7 - 7 : 2 0 0 2 - 0 7
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 7 : Te c h n ic al in fo r m at io n
TC 1 9 2 / WG4 JISB8 0 4 2 - 8
: 2 0 0 1
ガスタービン－調達仕様－第８部： 検 査、試験、据付及び完成
ISO 3 9 7 7 - 8 : 2 0 0 2 - 0 7
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 8 : In spe c t io n , t e st in g, in st allat ion an d c o m m issio n in g
TC 1 9 2 / WG4
JISB8 0 4 2 - 9 : 2 0 0 3
ガスタービン－調達仕様－第９部： 信 頼性，稼動性， 保全性及び安全性
ISO 3 9 7 7 - 9 : 1 9 9 9 - 1 2
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 9 : Re liabilit y, availabilit y, m ain t ain abilit y an d safe t y
ISO/ TC1 9 2 JISB8 0 4 3 - 1
: 2 0 0 0
ガスタービン－排気排出物－第１部： 測定及び評価
ISO 1 1 0 4 2 - 1 : 1 9 9 6 - 0 8
Gas t u r bin e s - Exh au st gas e m issio n - Par t 1 : M e asu r e m e n t an d e valu at ion
ISO/ TC1 9 2 JISB8 0 4 3 - 2
: 2 0 0 0
ガスタービン－排気排出物－第２部： 排出物の自動監視
ISO 1 1 0 4 2 - 2 : 1 9 9 6 - 0 8
Gas t u r bin e s - Exh au st gas e m issio n - Par t 2 : Au t o m at e d e m ission
m o n it o r in g
ISO/ TC1 9 2
JISB8 0 4 4 : 2 0 0 1
ガスタービン及びガスタービン装置－ 空気音の測定－実用測定方法及び簡 易測定方法
ISO 1 0 4 9 4 : 1 9 9 3 - 0 7
Gas t u r bin e s an d gas t u r bin e se t s; m e asu r e m e n t o f e m it t e d air bo r n e n o ise ; e n gin e e r in g/ su r ve y m e t h o d
ISO/ TC1 9 2
JISB8 0 4 5 : 2 0 0 6
ガスタービン－ガスタービン装置用状 態監視装置に対する要求事項
ISO 1 9 8 6 0 : 2 0 0 5 - 0 3
Gas t u r bin e s - Dat a ac qu isit io n an d t r e n d m o n it o r in g syst e m r e qu ir e m e n t s for gas t u r bin e in st allat io n s
TC 1 9 2 / WG8
対応JISなし ガスタービン- 安全性
ISO 2 1 7 8 9 : 2 0 0 9 - 0 2
Gas t u r bin e applic at ion s - Safe t y TC 1 9 2 / WG1 0
対応JISなし マイクロガスタービン装置- 安全性
ISO 1 9 3 7 2
： 2 0 1 5 - 0 2
Mic r o t u r bin e s applic at io n s - Safe t y TC 1 9 2 / WG1 2 JISB8 1 2 3
： 2 0 0 4
コージェネレーションシステ ム の導入評 価検討項目
ISO 2 6 3 8 2
： 2 0 1 0 - 0 2
Co ge n e r at io n syst e m s - Te c h n ic al de c lar at io n s fo r plan n in g, e valu at io n an d pr o c u r e m e n t
TC 1 9 2 / WG1 3
対応JISなし
ガスタービンー発電装置に対する要求 事項
ISO 1 9 8 5 9
： 2 0 1 6 - 0 6
ｇ as t u r bin e applic at io n s -
Re qu ir e m e n t s fo r po we r ge n e r at ion
TC1 9 2 / W G 9
対応JISなし
コンバインドサイクル発電装置ー受渡 試験方法
ISO/ DIS 1 8 8 8 8
： 2 0 1 3 - 0 3
Gas t u r bin e c o m bin e d c yc le po we r plan t s - Th e r m al pe r fo r m an c e t e st s
TC 1 9 2 / WG1 4
対応JISなし
ISO/ NP 1 0 4 9 4
： 2 0 1 4 - 0 2
Gas t u r bin e s an d gas t u r bin e se t s - Me asu r e m e n t o f e m it t e d air bo r n e n o ise - En gin e e r in g/ su r ve y m e t h o d
TC 1 9 2 / JWG1 5
JISB8 0 4 2 - 6 : 2 0 0 3
ガスタービン－調達仕様－第６部： コン バインドサイクル
ISO/ DIS 3 9 7 7 - 6 : 2 0 0 0
【 成立せず】
Gas t u r bin e s - Pr o c u r e m e n t - Par t 6 : Co m bin e d- c yc le s
参考： 策定中のISO規格と対応JIS規格（ DIS： Dr aft In t e r n at io n al St an dar d, NP： Ne w Wo r k It e m Pr o posal）
出典： ISO/ TC1 9 2 HP 、ドイツ規格協会HP 、日本規格協会We bｽﾄｱ、日本内燃機関連合会HP の情報を元に作成 ISO 1 1 0 8 6
: 1 9 9 6 - 0 4
Gas t u r bin e s - Vo c abu lar y ISO/ TC1 9 2
本 編 要 約 第 １ 部 第 ２ 部 第 ３ 部 第 ４ 部 第 ５ 部 資 第 ６ 部
表3 - 2 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ （ T B C） に 関 す るJ IS規 格 と 対 応 す るI S O規 格
３ ．ISO/TC192ガ ス タ ー ビ ン 委 員 会 へ の 国 内 の 対 応 状 況 と 課 題
ガ ス タ ー ビ ン 技 術 は 欧 米 技 術 が 先 行 し て い た 経 緯 か ら 、 ISO 規 格 制 定 以 前 に 日 本 独 自 の 規 格 は 存 在 せ ず 、 現 状 の JIS は 一 部 を 除 き ISO 規 格 に 整 合 し た も の と な っ て い る 。 今 後 も そ の 動 き は 変 わ ら な い と 思 わ れ る が 、 国 際 規 格 が 欧 州 規 格 等 の 影 響 を 受 け る こ と を 踏 ま え 、国 際 -規 格 制 定 作 業 中 に 、そ の 内 容 が 日 本 の 法 規 、技 術 基 準 等 と 矛 盾 す る こ と の 無 い 様 、 十 分 に 規 格 原 案 の 検 討 を 行 い 、 国 際 会 議 の 場 又 は 投 票 に 付 随 す る コ メ ン ト な ど で 、 日 本 の 意 見 を 主 張 す る 必 要 が あ る 。
４ ． 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ の 特 性 評 価 試 験 方 法 の 関 す る 国 際 標 準 化 活 動
日 本 が 主 導 す る 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ の 各 種 試 験 方 法ISO化 活 動 を 表3-3に 示 す 。
表3 - 3 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ の 各 種 試 験 方 法 の 標 準 化 活 動 状 況
（出 典 ： 高 橋 智 「 遮 熱 コ ー テ イ ン ク の 各 種 試 験 方 法 のJI S /I SO化 の 現 状 」、 表 面 技 術 、 64 （ 5 ）、 2 6 8
（ 20 1 3） の デ ー タ を 元 に 加 筆 ・ 作 成 ）
JIS 番号 JIS規格名称 ISO番号 ISO規格名称 TC/W G
JIS H7 8 5 1 :2 01 5
遮熱コーティングの温度傾斜場で の熱サイクル試験方法
ISO 1 3 12 3 :20 1 1
Me tall ic and othe r in organ i c coatin gs - - Test me th od of c yc l ic h eatin g for the rmal- barri er c oatin gs un der tempe ratu re gradie n t
ISＯ / TC1 0 7
JIS H8 4 5 1 :2 00 8
遮熱コーティングの耐はく離性試 験方法
ISO 1 4 18 8 :20 1 2
Me tall ic and othe r in organ i c coatin gs - - Test me th ods for me asu ri ng the rmal c yc le re sistan c e an d the rmal shoc k re sistan ce for th ermal barri er c oatin gs
ISＯ / TC1 0 7
JIS H8 4 5 3 :2 01 0
遮熱コーティングの熱伝導率測定 方法
ＩSO 1 8 55 5 :20 1 6
Me tall ic and othe r in organ i c coatin gs - - De te rmin ati on of th e rmal c ondu ctivity of the rmal barrie r c oatin gs
ISＯ / TC1 0 7 JIS H8 4 5 4
:2 01 0
遮熱コーティングの縦弾性係数試 験方法
ISＯ / TC1 0 7 JIS H8 4 5 5
:2 01 0
遮熱コーティングの線膨張係数試 験方法
ISＯ / TC1 0 7 出典：日本規格協会Webｽﾄｱおよ びISO/TC107のH P情報を元に作成
分類 名称
実機模 擬評価
温度傾斜場での耐熱 試験方法
遮熱コーテ ィングの耐 はく 離性試験方法
耐酸化金属コーテ ィン グの耐はく離試験方
法
遮熱コーテ ィングの熱 伝導率測定方法
遮熱コーテ ィングの縦 弾性係数試験方法
遮熱コーテ ィングの線 膨張係数試験方法
2 0 1 6 2 0 0 4 2 0 0 6 2 0 0 8 2 0 1 0 2 0 1 2 2 0 1 4
健全性 評価
熱的・ 機 械的特 性評価
規格内容
1 9 9 8 2 0 0 0 2 0 0 2
調査研究 JIS化
JIS H7851 ISO 13123発行
ISO化
調査研究 JIS化 JIS H8451 ISO化 ISO 14188発行
調査研究 JIS化 JIS H8452
調査研究 JIS化
JIS H8453 ISO 18555発行 ISO化
調査研究 JIS化 JIS H8454 ISO化
調査研究 JIS化 JIS H8455 調査研究
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第 ４ 章 特 許 動 向 調 査
第 １ 節 調 査 方 法
１ ． デ ー タ ベ ー ス お よ び 検 索 結 果
特 許 情 報 デ ー タ ベ ー ス は 、 Clarivate Analytics社 が 提 供 す る Thomson Innovationを 用 い 、対 象 期 間 は 最 先 の 優 先 権 主 張 年 が2007年 ～ 2014年 と し た 。検 索 式 は 、蒸 気 タ ー ビ ン 、 ガ ス タ ー ビ ン を 示 す IPC 分 類 (F01D,F02C,F01K,F02G,F23R)で 構 成 さ れ る 特 許 文 献 集 団 の う ち 、 輸 送 機 器 に 用 い ら れ る こ と を 前 提 と し た 特 許 文 献 は 除 外 し た 。
２ ． 技 術 区 分 別 調 査 の 方 法
対 象 と な る 特 許 文 献 を 、表4 - 1～表4 - 3に 示 す 技 術 区 分 表 に し た が っ て 、技 術 区 分 の 付 与 を 行 っ た 。 な お 、 大 区 分 に 属 す る 小 区 分 つ い て は 、 重 複 選 択 可 と い う ル ー ル で 解 析 を 行 っ た 。
表4 - 1 技 術 区 分 表 ( 1 )
大分類 中分類 小分類
【 種類・ 形式】 タービンの種類 タービンの種類 蒸気タービン
【 種 類 ・ 形 式 】 タ ー ビ ン の 種 類 タ ー ビ ン の 種 類 ガス タービン
【 種 類 ・ 形 式 】 タ ー ビ ン の 種 類 タ ー ビ ン の 種 類 タービン種類記載な し
【 種 類 ・ 形 式 】 タ ー ビ ン の 種 類 タ ー ビ ン の 種 類 タービン種類非限定
【 種 類 ・ 形 式 】 タ ー ビ ン の 種 類 タ ー ビ ン の 種 類 その他のタービン
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 石油
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 天然ガス
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 石炭
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 水素(水素専焼)
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 水素(LNG混焼)
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 燃料種別非限定
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 燃料の種類 その他の燃料
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発電方式 単独発電
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発 電 方 式 GT-STコンバインド発電
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発 電 方 式 GT-ST-FCコンバインド発電
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発 電 方 式 超臨界CO2発電
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発 電 方 式 発電方式非限定
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 発 電 方 式 その他の発電方式
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 蒸気タービン入口温度 亜臨界圧発電(Sub-C)
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タービン入口蒸気温度 566℃以下（ 超臨界圧発電SC)）
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 蒸 気 温 度 600℃級（ 超々臨界圧発電(USC)）
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 蒸 気 温 度 700℃級（ 先進超々臨界圧発電(A-USC)）
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 蒸 気 温 度 蒸気タービン入口温度記載な し
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 蒸 気 温 度 蒸気タービン入口温度範囲非限定
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 ガス タービン入口温度 1100℃未満級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1200℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1300℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1400℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1500℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1600℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1700℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1800℃級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 1800℃以上級
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 ガス タービン入口温度記載な し
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 タ ー ビ ン 入 口 燃 焼 ガ ス 温 度 ガス タービン入口温度非限定
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 コンバインド発電 一軸、 多軸 一軸
【 種類・ 形式】 火力発電の種類 コンバンド発電 一軸、 多軸 多軸
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表4 - 2 技 術 区 分 表 ( 2 )
大分類 中分類 小分類
【 課題】 発電効率 タービンの効率向上 空力性能
【 課 題 】 発 電 効 率 タービンの熱効率向上 高温化
【 課 題 】 発 電 効 率 タービンの熱効率向上 高圧化
【 課 題 】 発 電 効 率 タービンの熱効率向上 高湿分空気利用
【 課 題 】 発 電 効 率 タ ー ビ ン の 熱 効 率 向 上 その他のタービン効率向上方法
【 課題】 発電効率 複合サイクル（ 排熱回収な ど） 排 熱 ボ イ ラ ー の 改 善
【 課 題 】 発 電 効 率 複 合 サ イ ク ル （ 排 熱 回 収 ） 燃料電池
【 課 題 】 発 電 効 率 複 合 サ イ ク ル （ 排 熱 回 収 ） 燃料供給シ ス テ ム
【 課 題 】 発 電 効 率 複 合 サ イ ク ル （ 排 熱 回 収 ） その他の複合サイクル・ 要素
【 課題】 運転・ 保守管理 運転制御 運転状態把握
【 課題】 運転・ 保守管理 運 転 制 御 負荷追従（ 周波数、 電圧、 出力変動）
【 課題】 運転・ 保守管理 運 転 制 御 その他の運転制御課題
【 課題】 運転・ 保守管理 保守管理 点検、 異常検知な ど
【 課題】 運転・ 保守管理 保守管理 補修、 修理、 交換な ど
部品の長寿命化
【 課題】 運転・ 保守管理 保守管理 その他の保守管理課題
【 課題】 環境 環境 排ガス （CO2）
【 課題】 環境・ 安全 環境、 安全 排ガス （NOx）
環境、 安全 排ガス （SOx）
【 課題】 環境・ 安全 環境、 安全 騒音・ 振動
【 課題】 環境・ 安全 環境、 安全 リサイクル（ 石炭灰など）
CO2分離・ 回収
【 課題】 環境・ 安全 環境、 安全 その他の環境上の課題
【 課題】 コス ト 建設・ 運転コス ト CAPEX（ 設備コスト）
【 課題】 コス ト 建 設 ・ 運 転 コ ス ト OPEX（ 操業コス ト）
【 課題】 コス ト 建 設 ・ 運 転 コ ス ト その他のコス ト
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表4 - 3 技 術 区 分 表 ( 3 )
大分類 中分類 小分類
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 動翼の改良
部品・ 構造 静翼の改良
部品・ 構造 ブレードの改良
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 シャフトの改良
ディスクの改良
部品・ 構造 軸受の改良
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 ノズ ルの改良
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 ケーシ ングの改良
リングシュ ラウドの改良
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 シールの改良
部品・ 構造 クリア ランスの改良
部品・ 構造 軽量化
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 補機・ 配管システ ムの改良
【 解決手段】 発電機設備 部品・ 構造 その他の部品
【 解決手段】 発電機設備 材料 Fe基耐熱金属材料
【 解決手段】 発電機設備 材料 Co基耐熱金属材料
【 解決手段】 発電機設備 材料 Ni基耐熱金属材料
【 解決手段】 発電機設備 材 料 セラミッ ク– マトリ ッ クス複合材(C MC )
【 解決手段】 発電機設備 材 料 遮熱コーティング
【 解決手段】 発電機設備 材 料 耐環境（ 防蝕） コーテ ィング
【 解決手段】 発電機設備 材 料 その他の材料
【 解決手段】 発電機設備 製造技術 3D Printer
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 普通鋳造
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 一方向凝固
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 単結晶鋳造
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 鍛造
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 切削
製 造 技 術 溶接
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 熱処理
製 造 技 術 粉末成形
【 解決手段】 発電機設備 製 造 技 術 その他の製造技術
【 解決手段】 発電機設備 装置・ メカニズ ム 燃焼技術
【 解決手段】 発電機設備 装置・ メカニズ ム 冷却技術
装置・ メカニズ ム 空気圧縮技術
装置・ メカニズ ム 空燃混合技術
【 解決手段】 発電機設備 装置・ メカニズ ム その他の装置・ メカニズ ム
【 解決手段】 モ ニタリ ング・ コントロール 設備監視 動翼の監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル設 備 監 視 静翼の監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル設 備 監 視 ローターの監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル設 備 監 視 ノズ ルの監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル設 備 監 視 シールの監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル設 備 監 視 その他の設備監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 起動・ 停止時間
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 出力変化速度
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 負荷状況
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 低出力運転
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 ガス流量・ 組成
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 劣化診断・ 監視
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ル運転監視・ 制御 その他の運転監視・ 制御
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ルIoT・ICT活用 運転へのIoT・ICT利用 保守へのIoT・ICT利用
【 解 決 手 段 】 モ ニ タ リ ン グ ・ コ ン ト ロ ー ルIoT活用 技術開発へのIoT・ICT利用
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第 ２ 節 全 体 動 向 調 査
１ . 出 願 人 国 籍 別 特 許 出 願 お よ び 登 録 状 況
図4-1 は 出 願 人 国 籍 別 出 願 件 数 推 移 及 び 出 願 件 数 比 率 、 図 4-2 は 出 願 人 国 籍 別 登 録 件 数 推 移 及 び 登 録 件 数 比 率 で あ る 。米 国 籍 の 出 願 人 に よ る 出 願 が 最 も 多 く 、全 体 の48.2%を 占 め る 。次 い で 、欧 州 国 籍 、日 本 国 籍 の 出 願 人 に よ る も の が 続 く 。こ の3者 で89.6%を 占 め て い る 。 近 年 は 中 国 籍 及 び ロ シ ア 籍 出 願 人 に よ る 出 願 件 数 が 増 加 傾 向 に あ り 、 特 に 中 国 籍 出 願 人 に よ る 出 願 件 数 の 増 加 は 著 し い 。 イ ン ド 国 籍 、 ブ ラ ジ ル 国 籍 の 出 願 人 に よ る 出 願 件 数 は 少 な い 。
図4 - 1 出 願 人 国 （ 地 域 ） 籍 別 特 許 出 願 件 数 推 移 及 び 特 許 出 願 件 数 比 率
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
図4 - 2 出 願 人 国 籍 （ 地 域 ） 別 特 許 登 録 件 数 推 移 及 び 特 許 登 録 件 数 比 率
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
4,255 5,131
6,461 6,434 6,744 8,078
7,406
4,121
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 出
願 件 数
出願年（ 優先権主 張年）
日本 米国 欧州 中国 韓国 インド ロシア ブラジル 合計
出願先国・地域 優先権主張 2007-2014年
注）2013年以降はデータベース収録の遅れ、PCT出願の各国移行のずれ等で、全出願データを 反映していない可能性がある。
日本 7,704件
15.8%
米国 12,691件
26.1% 欧州
14,624件 30.1% 中国 7,676件
15.8% 韓国 2,143件
4.4% インド 1,073件
2.2% ロシア 2,505件
5.2% ブラジル
214件 0.4%
合計 48,630件
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２ ． 出 願 先 国 別 出 願 人 国 籍 別 特 許 出 願 お よ び 登 録 動 向
図 4-3 に 出 願 先 国 （ 地 域 ） 別 出 願 人 国 籍 （ 地 域 ） 別 出 願 件 数 を 示 す 。 出 願 人 国 籍 は 、 日 米 欧 の 主 要 3 地 域 の 出 願 人 に よ る も の が 圧 倒 的 に 多 く 、 自 国 お よ び 自 地 域 以 外 へ の 出 願 も 多 い 。主 要3地 域 の 中 で も 、日 本 へ の 出 願 に お け る 自 国 籍 出 願 人 の 率 が 高 い 。中 国 、 韓 国 、 ロ シ ア 地 域 で は 自 国 籍 出 願 人 に よ る も の が 最 も 多 く 、 他 地 域 に 対 し て り 出 願 件 数 は 少 な い 。
図4 - 3 出 願 先 国 （ 地 域 ） 別 出 願 人 国 籍 （ 地 域 ） 別 特 許 出 願 件 数
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
3,616
996
798
723
447
129
29
5 3,180
7,924
7,193
3,305
459
438
832
87 842
3,279
6,414
1,332
420
405
556
109 6
32
28
2,226
19
10
25 34
89
60
41
771
6
7
1 7
2
59
1 2
7
19
5
11
6
1,039
1
1
3
1
8
23
356
107
44
16
19
16
4 出
願 先 国（ 地 域）
出願人国籍（地域）
日本 米国 欧州 中国 韓国 インド ロシア ブラジル その他
日本
米国
欧州
中国
韓国
インド
ロシア
ブラジル
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３ ． 出 願 先 国 別 出 願 人 国 籍 別 特 許 出 願 収 支
図4-4に 出 願 先 国 （ 地 域 ） 別 出 願 人 国 籍 （ 地 域 ） 別 特 許 出 願 件 数 収 支 を 示 す 。 特 許 出 願 件 数 に お け る 日 本 の 収 支 は 、 米 国 に 対 し て は 996 件 の 出 願 に 対 し て 米 国 か ら の 出 願 は 3,180 件 あ り 、 3 倍 以 上 の 大 幅 な マ イ ナ ス と な っ て い る 。 欧 州 に 対 し て は 日 本 か ら が 798 件 に 対 し て 、 欧 州 か ら は842 件 あ り 、 や や マ イ ナ ス で あ る 。 中 国 、 韓 国 、 イ ン ド に 対 し て は 大 幅 な プ ラ ス で あ る 。 日 本 か ら 中 国 へ は 723 件 あ る の に 対 し て 中 国 か ら の 出 願 は 6 件 で あ る 。 件 数 は 少 な い も の の ロ シ ア 、 ブ ラ ジ ル に 対 し て は プ ラ ス と な っ て い る 。
図4 - 4 出 願 先 国 （ 地 域 ） 別 出 願 人 国 籍 （ 地 域 ） 別 特 許 出 願 件 数 収 支
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
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第 ３ 節 技 術 区 分 別 出 願 件 数 推 移
図4-5か ら 図4-12に 、 技 術 区 分 別 特 許 出 願 件 数 推 移 を 示 す 。
タ ー ビ ン の 種 類 と し て 、 蒸 気 タ ー ビ ン に 対 す る ガ ス タ ー ビ ン の 出 願 件 数 比 率 は 2.98 倍 で 、 ガ ス タ ー ビ ン に 関 す る 出 願 件 数 が 多 い 。 タ ー ビ ン の 効 率 向 上 に 関 し て は 、 空 力 特 性 、 高 温 化 に 関 す る 出 願 件 数 が 多 い 。
複 合 サ イ ク ル 化 に よ る 効 率 向 上 に 関 し て は 、発 熱 ボ イ ラ ー の 改 善 と 燃 料 供 給 シ ス テ ム に 関 す る 出 願 件 数 が 多 く 、 燃 料 電 池 に 関 す る 出 願 件 数 は 今 の と こ ろ 少 な い 。
環 境 に 関 し て は 、 NOx低 減 に 関 す る 出 願 件 数 が 最 も 多 く 、 次 い で CO2 低 減 、 騒 音 ・ 振 動 の 低 減 に 関 す る 出 願 件 数 が 多 い 。
部 品 ・ 構 造 に 関 し て は 、ブ レ ー ド の 改 良 の 出 願 件 数 が 一 番 多 く 、 次 い で 補 機 ・ 配 管 シ ス テ ム の 改 良 、ノ ズ ル の 改 良 、 シ ー ル の 改 良 、 シ ャ フ ト の 改 良 、デ ィ ス ク の 改 良 の 順 に 出 願 件 数 が 多 い 。
材 料 面 で は 、 遮 熱 コ ー テ ィ ン グ 、 Ni 基 耐 熱 金 属 材 料 、 セ ラ ミ ッ ク ・ マ ト リ ク ス 複 合 材 (CMC)、 耐 環 境 (防 蝕 )コ ー テ ィ ン グ の 順 で 出 願 件 数 が 多 い 。
装 置 ・ メ カ ニ ズ ム の 観 点 か ら は 、冷 却 技 術 、燃 焼 技 術 、 空 燃 混 合 技 術 、 空 気 圧 縮 技 術 の 順 で 出 願 が 件 数 多 い 。
図4 - 5 タ ー ビ ン の 種 類 の 特 許 出 願 件 数 推 移
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
図4 - 6 タ ー ビ ン の 効 率 向 上 の 特 許 出 願 件 数 推 移
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
623 1116 781 602 748 1060 1245 640
365 939 673 731 519 1193 704 461
83 464 261 425 213 561 361 94
29 40 45 48 72 104 43 17
ター ビ ン の 効 率 向 上
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
空力性能
高温化
高圧化
高湿分空気 利用
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図4 - 7 複 合 サ イ ク ル (排 熱 回 収 な ど ) の 特 許 出 願 件 数 推 移
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
図4 - 8 運 転 制 御 の 特 許 出 願 件 数 推 移
（ 日 米 欧 中 韓 印 露 伯 へ の 出 願 、 出 願 年 （ 優 先 権 主 張 年 ）： 2 0 07年 - 2 0 14年 ）
88 171 216 210 170 367 245 68
20 14 17 8 30 81 53 13
165 199 231 162 209 147 356 63
複 合 サ イ ク ル（ 排 熱 回 収 な ど）
出願年
注）2013年以降はデータベース収録の遅れ、PCT出願の各国移行のずれ等で、全出願データを反映していない可能性がある。
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
排熱ボイラー の改善
燃料電池
燃料供給シス テム
403 169 562 252 352 691 544 215
198 191 205 107 406 380 410 190
運 転 制 御
出願年
注）2013年以降はデータベース収録の遅れ、PCT出願の各国移行のずれ等で、全出願データを反映していない可能性がある。
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
運転状態把握
負荷追従
（周波数、 電圧、 出力変動）
