【事件の表示】
　特願２０１３−１３００９９「ターボ機械の監視システムおよび方法」拒絶査定不服審判事件〔平成２６年１月２０日出願公開、特開２０１４−９６８７、請求項の数（１０）〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　原査定を取り消す。
　本願の発明は、特許すべきものとする。
【理　由】
第１　手続の経緯
　本願は、平成２５年６月２１日（パリ条約による優先権主張２０１２年６月２７日（ＵＳ）アメリカ合衆国）の出願であって、平成２８年６月１３日に手続補正書が提出され、平成２９年４月１８日付けで拒絶の理由が通知され、その指定期間内の同年８月３日に意見書及び手続補正書が提出されたが、同年１０月２４日付けで拒絶査定がされ（発送日：同年１０月３１日）、これに対し、平成３０年２月２２日に拒絶査定不服審判が請求され、その審判の請求と同時に手続補正書が提出されたものである。
　
第２　原査定の概要
　原査定の概要は次のとおりである。
  
　請求項１〜１０に係る発明は、引用文献１又は引用文献２と、引用文献３とに基づいて、当業者が容易に想到し得たものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
  
　１．特開２０１０−２６１４５９号公報（本審決における引用文献１）
　２．特表２０１０−５２０９６１号公報（本審決における引用文献２）
　３．Chao-Nan Xu,etc.，Direct view of stress distribution in solid by mechanoluminescence，Applied Physics Letters，米国，American Institute of Physics，１９９９年４月２６日，Vol.74, No.17，p.2414-2416（本審決における引用文献３）
　
第３　本願発明
　本願の請求項１ないし１０に係る発明（以下、それぞれ「本願発明１」ないし「本願発明１０」という。）は、平成３０年２月２２日の手続補正により補正がされた特許請求の範囲の請求項１ないし１０に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。
　１　本願発明１
　「【請求項１】
　　第１のメカノルミネッセンス材料を含む第１のターボ機械構成要素と、
　　第２のメカノルミネッセンス材料を含む第２のターボ機械構成要素と、
　を備え、
　　前記第１のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第１の光の放射を生成し、
　　前記第２のターボ機械構成要素が、前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長の異なる第２の光の放射を生成し、
　前記第１の光の放射および前記第２の光の放射がそれぞれ、１つまたは複数の特徴的な放射パラメータを含む、
　ターボ機械と、
　　第１および第２の光の放射と第１および第２のターボ機械構成要素の前記メカノルミネッセンスとの相関による第１および第２の光の放射の分析に基づいて、第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視し、かつ、
　　　前記第１および第２のターボ機械構成要素の前記構造上の健全性を示すユーザが認知できる表示を提供し、及び／又は、
　　　前記第１および第２の光の放射に応じて前記ターボ機械の運転速度を調整する
　　ように構成されたデータ取得および分析回路を含む制御装置を備える
　ターボ機械監視システムと、
を備える、システム。」
　
　２　本願発明２ないし１０
　「【請求項２】
　前記ターボ機械監視システムが、
　前記第１の光の放射を検知し、前記第１の光の放射を表す第１の電気信号を生成するように構成された光検出器を備え、
　前記制御装置は、前記第１の電気信号を分析して、前記第１の光の放射に関するパラメータを測定するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
　　【請求項３】
　前記制御装置が、前記パラメータを測定することで、前記第１の光の放射が、前記第１のターボ機械構成要素の機械的故障を示すものか、または初期の機械的故障を示すものかを判定するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
　　【請求項４】
　前記パラメータが、前記検知された第１の光の放射の強度、前記第１の光の放射における１つまたは複数の波長の相対的強度、前記第１の光の放射のタイミング、前記第１の光の放射の波長、前記第１の光の放射の周波数、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項２または３に記載のシステム。
　　【請求項５】
　前記ターボ機械監視システムが、前記第１のターボ機械構成要素を前記光検出器に光学的に結合する光ファイバケーブルを備える、請求項２乃至４のいずれかに記載のシステム。
　　【請求項６】
　前記ターボ機械監視システムが、前記第１の光の放射の少なくとも一部を捕捉するように構成されたカメラを備える、請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
　　【請求項７】
　前記ターボ機械が、タービン、圧縮機またはポンプを備え、
　前記第１のターボ機械構成要素が、燃料ノズル、燃焼器、排気部分、回転ブレード、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも一部を備える、
請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
　　【請求項８】
　前記第１のターボ機械構成要素が、複数の積み重ねられた層を備え、前記複数の積み重ねられた層のそれぞれがセラミックマトリクス複合体（ＣＭＣ）から形成される、請求項１乃至７のいずれかに記載のシステム。
　　【請求項９】
　前記ターボ機械監視システムが、前記第１の光の放射と、前記第２の光の放射を差別化することで、前記第１のターボ機械構成要素および前記第２のターボ機械構成要素の機械的故障が示されているか、または初期の機械的故障が示されているかを判定するように構成されている、請求項１乃至８のいずれかに記載のシステム。
　　【請求項１０】
　前記機械的刺激が、前記第１のメカノルミネッセンス材料に対する圧力、前記第１のメカノルミネッセンス材料に対する摩耗、前記第１のメカノルミネッセンス材料に対する振動性かつ固定式の負荷、または前記第１のメカノルミネッセンス材料に対する異物損傷のうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至９のいずれかに記載のシステム。」
　
第４　引用文献
　１　引用文献１
　原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１（特開２０１０−２６１４５９号公報）には、「多段圧縮機の故障検出及び保護」に関し、図面（特に、図１〜図４、図６参照）とともに次の事項が記載されている。なお、下線は当審で付した。
　
（１）引用文献１の記載事項
　ア　「【０００１】
　本発明は、圧縮機の故障検出及び保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
　圧縮機は、多様な産業及びシステムにおいて、空気などの気体を圧縮するために使用される。例えば、ガスタービンエンジンは一般に、燃焼及び冷却のために、圧縮された空気を供給する圧縮機を含む。自明であろうが、圧縮機の正常性は、機械の性能、効率、ダウンタイム及び全体的な可用性に影響を及ぼす。圧縮機の部品（例えば、ブレード、シール等）が摩耗又は破損した場合、圧縮機は、目的のシステム（例えば、ガスタービンエンジン）に対して気体（例えば、空気）の十分な圧縮を行えないことがある。さらに、圧縮機の部品の破損は、目的のシステム（例えば、ガスタービンエンジン）に損傷を引き起こすことがあり、それによりダウンタイムが発生し、補修費用が増加する。これは、ガスタービンエンジンの連続的な運転を利用する発電所では、特に問題となる。その結果、圧縮機及び下流のガスタービンエンジン部品を損傷から保護するために、早い段階で故障を識別することが望ましい。残念なことに、既存のシステムは、圧縮機の故障を早期に検出するのに特に適しているわけではない。このことは、発電所のガスタービンエンジンで使用されるような多段圧縮機に特に当てはまる。例えば、既存のシステムでは、このような多段圧縮機の段間領域をモニタしていない。」
　
　イ　「【０００４】
　本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明の幾つかの実施形態について要約する。これらの実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の可能な形態を簡単にまとめたものである。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のものだけでなく、異なる様々な実施形態を包含する。
【０００５】
　第１の実施形態では、システムは、回転機械の動翼の複数の段の間の段間位置でのパラメータを検知するように構成された段間センサを含む。システムはまた、検知された段間パラメータに少なくとも部分的に基づいて、回転機械の故障を識別するように構成された制御装置も含む。
【０００６】
　第２の実施形態では、システムは、多段圧縮機の段の間の段間圧力測定を取得するように構成された制御装置を含む。制御装置はまた、少なくとも部分的に段間圧力測定に基づいて、多段圧縮機の実際の損傷を識別するように構成されている。
【０００７】
　
第３の実施形態では、システムは、タービンエンジンを含む
タービンエンジンは、圧縮機、燃焼器及びタービンエキスパンダーを含む
システムはまた、タービンエンジン内の段間位置で複数のパラメータを測定するように構成された複数の段間センサを含む
システムはさらに、複数のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、圧縮機段の１つにおける破損を識別するように構成された制御装置を含む
制御装置はまた、破損を示す警告を出力するか、破損に応答してタービンエンジンの運転パラメータを自動的に調整するか、破損に応答してタービンエンジンを自動的に停止するか、或いはこれらの組合せを実施するように構成されている
　
　ウ　「【００１２】
　
開示された実施形態は、多段回転機械内の故障を識別するために、多段回転機械（例えば、圧縮機、タービン等）の複数の段からの段間センサ測定（例えば、圧力、温度、音声、光学等）を使用するためのシステム及び方法を含む
【００１３】
　正常運転中、多段圧縮機の各段は、作動流体の圧力及び温度を一定の量だけ、徐々に増加させる。多段圧縮機の各段における圧力及び温度の増加量は、速度、入口境界条件（例えば、流量、圧力、温度、組成等）、出口境界条件（例えば、流動抵抗等）及び段効率など、特定の運転条件によることができる。多段圧縮機での圧力及び温度の全体的な増加は、一般に個々の段の圧力及び温度増加の合計となる。したがって、１以上の段が標準より低い働きをする場合、多段圧縮機を出る作動流体の状態（例えば、圧力、温度、等）が影響を受ける。
【００１４】
　理想的には、多段圧縮機の吐出測定は、予測される性能又は過去の性能からの逸脱を検出できるほど十分に正確である。しかし、多段圧縮機内には数百又は数千の翼があることがあるため、個々の翼の１つの又はいくつかが故障しても、多段圧縮機の全体的な性能は、測定ノイズのレベルを超えて上昇するほど十分に、著しく変化をしないことがある。さらに、多段圧縮機の性能は、運転条件（例えば、案内翼位置、入口温度及び圧力、下流抵抗等）によって著しく異なることがあり、時間の経過とともに悪化することがあり（例えば、付着物、ブレード浸食、間隙の変化等による）、さらに故障検出を複雑にしている。
【００１５】
　開示される実施形態は、多段圧縮機の故障検出への異なるアプローチをとることによって、これらの困難に取り組む。部品が多段圧縮機内で損傷又は故障したとき、多段圧縮機内の個々の段での圧力及び温度分布も変化する。多段圧縮機の全体的な性能の変化は容易に検出可能でないこともあるが、各段又は段のグループの相対的な性能をより明白にすることができ、したがって、部品の損傷又は故障をより確実に示すことができる。
開示される実施形態は、多段圧縮機内の複数の位置（例えば、多段圧縮機の入口及び出口に加えて、１以上の段間位置）でのセンサ測定（例えば、圧力、温度、音声、光学等）を利用する
これらの段間センサ測定が、予測される値から逸脱している場合、段の１つで故障が起きていることを示すことができる
本明細書で開示される段間センサ測定は、主に圧力センサ測定について述べる
本明細書で開示されるシステム及び方法はまた、温度センサ測定、音声センサ測定、光学センサ測定又は多段圧縮機などの多段回転機械内の故障を示すことができる他のタイプのセンサ測定も含む
【００１６】
　連続する測定位置間の圧力の増加を、多段圧縮機での全体的な圧力の増加と比較することができ、それにより、圧力増加比率が測定される。これらの測定された圧力増加比率は、一般に多段圧縮機の性能に影響を及ぼすと考えられる、関連するいくつかの運転条件（例えば、シャフトの速度、案内翼位置、入口条件、出口条件等）の関数として扱うことができる。測定された圧力増加比率はまた、モデリング、他の多段圧縮機の測定又は同じ多段圧縮機の過去の測定によって判断された予測圧力増加比率と比較することもできる。測定された圧力増加比率が、予測される圧力増加比率から、あらかじめ定められた量以上に逸脱している場合、アラームの開始、多段圧縮機の停止等の適切な制御応答を開始することができる。
【００１７】
　或いは、上述したように、ある実施形態では、圧力測定及び圧力増加比率に代えて或いはそれらと共に、温度測定及び温度増加比率を使用することができる。圧力測定又は温度測定のいずれかを使用するかの選択は、測定の不確実性及びそれによって得られる故障検出の感度によることができる。言い換えると、特定の多段圧縮機の圧力増加比率を使用することによってより信頼性の高い故障検出が得られる場合、圧力増加比率が温度増加比率より好ましいことがあり、逆もまた同様である。さらに、ある実施形態では、各々の多段圧縮機セクションの圧力及び温度の両方の増加を、他のそのようなセクションと比較することが、多段圧縮機での全体的な圧力及び／又は温度増加との比較に代えて或いはそれらと共に、有利となることがある。」
　
　エ　「【００１８】
　図１は、ガスタービンエンジン１２全体での段間測定に少なくとも部分的に基づいて、故障を初期に検出するように構成されている故障検出及び保護システム１０の例示的な実施形態のブロック図である。ある実施形態では、故障検出及び保護システム１０は、ガスタービンエンジン１２の損傷及びダウンタイムが拡大する可能性が減少するように、検出された故障に早期に応答するように構成された制御装置１４を含む。
故障検出及び保護システム１０は、モニタリングシステム１８を介して、多段圧縮機１６の全体にわたる複数の位置（例えば、入口、出口及び段間）での故障の検知に使用することができる
故障検出及び保護システム１０はまた、モニタリングシステム２２を介して、多段タービン２０の全体にわたる複数の位置（例えば、入口、出口及び段間）での故障の検知に使用することもできる
段間測定（例えば、圧力、温度、音声、光学、流速、振動等）によって、制御装置１４が圧縮機１６及びタービン２０における故障をより迅速に識別することが可能になり、それにより、損傷及びダウンタイムがより拡大する可能性が減少する
モニタリングシステム１８及び２２は、各段に配設された１以上のセンサを含むことができる
以下の説明は、主にガスタービンエンジン１２との関連において圧縮機１６について述べるが、開示される実施形態は、例えば、ガスタービン、蒸気タービン、水力タービン、別の動力源によって駆動される圧縮機等、動翼を有するどのような多段システムでも使用することができる
【００１９】
　ある実施形態では、ガスタービンエンジン１２は、圧縮された空気を液体又は気体燃料（天然ガス及び／又は水素に富んだ合成ガスなど）と混合することができる。図示するように、複数の燃料ノズル２４が燃料供給を取り込み、燃料を空気と混合し、空気／燃料混合物を燃焼器２６へと送り込む。空気／燃料混合物は燃焼器２６内の室内で燃焼し、それにより、高温の加圧された排気ガスが生成される。燃焼器２６は、排気ガスを、タービン２０を通って排気出口２８へと向かわせる。排気ガスがタービン２０を通過すると、ガスによって、１以上のタービン動翼が、ガスタービンエンジン１２の軸３２に沿ってシャフト３０を回転させる。図示するように、シャフト３０は、多段圧縮機１６を含む、ガスタービンエンジン１２の様々な部品に連結されている。以下でより詳細に説明するように、多段圧縮機１６は、シャフト３０に連結することができる複数の動翼を備えた複数の段を含むことができる。したがって、シャフト３０が回転すると、多段圧縮機１６内の複数の動翼が回転し、それにより、空気取入口３４から多段圧縮機１６を通って燃料ノズル２４及び／又は燃焼器２６へと、空気を圧縮する。シャフト３０はまた、車両或いは発電所内の発電機又は航空機のプロペラなどの固定負荷とすることができる、負荷３６に連結されている。負荷３６は、ガスタービンエンジン１２の回転出力によって電力供給されるように構成された適切なデバイスを含むことができる。」
　
　オ　「【００２１】
　ある実施形態では、図１の故障検出及び保護システム１０は、圧縮機１６の全体にわたる段間位置及びタービン２０の全体にわたる段間位置を含む、
タービンエンジン１２全体にわたる入口、出口及び段間位置で、１以上のパラメータを測定するように構成されている
例えば、故障検出及び保護システム１０は、入口４４及び／又は出口４８の圧縮機センサ４２を含むだけでなく、圧縮機入口４４、複数の段間圧縮機位置４６、及び圧縮機出口４８に配設された１以上の圧縮機センサ４２を含むことができる
他の例では、故障検出及び保護システム１０は、入口５２及び／又は出口５６のタービンセンサ５０を含むだけでなく、タービン入口５２、複数の段間タービン位置５４及びタービン出口５６に配設された１以上のタービンセンサ５０を含むことができる
センサ４２及び５０は、圧力センサ、温度センサ、振動センサ、音声センサ、光学センサ又はそれらの組合せを含むことができる
これらのセンサ４２及び５０は、ケーシングの外周の周りの複数の位置、各段の上流及び下流側の複数の軸方向位置等に配置することができる
【００２２】
　例えば、開示された故障検出及び保護システム１０と比較して、センサが圧縮機入口４４及びタービン出口５６にしか置かれていない場合、故障モニタリングは特に遅くなり、場所に対して応答しない。これらの位置は、センサが容易にアクセス可能であるが、これらの入口４４と出口位置５６との間にセンサ４２及び５０がないと、大部分の空間がモニタされない。言い換えると、センサが入口４４及び出口５６にしか置かれていない場合、変化はタービンエンジン１２の全体にわたって平均化され、それにより、圧縮機１６又はタービン２０のいずれかにおける故障を識別することが困難になる。圧縮機１６又はタービン２０の１つの特定の段で重大な故障があると、その特定の段の温度及び／又は圧力に変化が起きるが、この変化の影響は、入口４４及び出口５６のセンサのみでは、検出不可能なことがある。同様に、圧縮機１６が圧縮機入口４４及び圧縮機出口４８のセンサのみによってモニタされる場合、故障は、より局所的に測定可能な影響と比較して、測定可能な出口条件の変動がより小さいため、容易に検出できないことがある。さらに、タービン入口５２及びタービン出口５６のセンサのみによってタービン２０がモニタされる場合、複数の段にわたって平均化され、及び／又は例えば選択された出力を維持するように補償制御動作が行われるために、故障を容易に検出することができない。
【００２３】
　
回転ターボ機械における故障検出の一般的な手段は、軸受け５８、６０における振動モニタリングである
【００２４】
　また、故障検出及び保護システム１０の開示された実施形態では、圧縮機１６、タービン２０又はそれらの組合せの１以上の段間位置でセンサを利用することによって、故障検出の時間及び場所の感度が高くなる。以下の説明では、故障検出及び保護システム１０を、圧縮機１６に関して説明するが、故障検出及び保護システム１０はタービン２０及び他の多段システムにも同じく適応可能であることが理解されよう。
様々な段間位置４６及び５４で、センサ４２及び５０は、圧力、温度、振動、音声又はそれらの組合せをモニタすることができる
【００２５】
　図３は、図１及び２のガスタービンエンジン１２の多段圧縮機１６の、例示的な実施形態の側面断面図である。図示されているように、
多段圧縮機１６は、多段圧縮機１６の長さに沿って置かれた複数のセンサを含むことができる
【００２６】
　
上述のように、ある実施形態では、入口センサ６２、出口センサ６４、及び複数の段間センサ６６は、圧力センサ、温度センサ、振動センサ、音声センサ、光学センサ、流速センサ等を含むことができる
段間圧力及び温度をモニタすることによって、多段圧縮機１６内の故障をより容易に検出することができる
【００２７】
　
圧力及び温度測定は、多段圧縮機１６内の故障の検出に使用することのできる唯一のタイプの段間測定ではない
他の実施形態では、段間センサ６６に光学センサを使用することもできる
多段圧縮機１６内の故障を示すことのできる、どのようなタイプのセンサ（例えば、振動センサ、流速センサ等）を使用することもできる
　
　カ　「【００３０】
　ある実施形態では、多段圧縮機１６の各段での圧力増加を、多段圧縮機１６での全体的な圧力増加と比較することができる。例えば、正常状態における多段圧縮機１６が図４に示されていると想定すると（第１の圧力プロファイル６８）、多段圧縮機１６の個々の段は、全く同じ量の圧力増加を生じさせる。これらの正常状態では、個々の段はそれぞれ、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の２０％を生じさせる。しかし、図４に図示されるように、第３段で部品の故障又は損傷が起きているシナリオであると想定すると（第２の圧力プロファイル７０）、第３段での圧力増加はゼロにまで減少している一方で、他の４つの段が第３段での圧力増加の減少を完全に補償している。この故障シナリオでは、第３段が多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の０％を生じさせる一方、他の４つの段はそれぞれ、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の２５％を生じさせる。
多段圧縮機１６の個々の段のそれぞれでの圧力増加のこれらの変化をモニタすることによって、部品の故障又は損傷をより迅速に検出し、より正確に故障の場所を特定することが可能になる
【００３１】
　多段圧縮機１６の各段での圧力増加を多段圧縮機１６での全体的な圧力増加と比較することに加えて、多段圧縮機１６の各段での圧力増加を、正常運転中の各段での圧力増加と比較することができ、又は多段圧縮機１６の他の段の圧力増加と比較することができる。この方法によって、測定された変化を拡大することができ、部品の故障又は損傷がより容易に検出可能になる。例えば、図４に示すように、多段圧縮機１６の第３段は、正常運転中（第１の圧力プロファイル６８）、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の２０％を生じさせることができる。しかし、第３段の部品が故障又は損傷中（第２の圧力プロファイル７０）、第３段は、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の０％を生じさせることがある。したがって、第３段の部品が故障又は損傷中、第３段によって生じる圧力増加は、図示された例では、１００％減少することができる。反対に、図４に示すように、多段圧縮機１６の他の４つの段もまた、正常運転中（第１の圧力プロファイル６８）、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の２０％を生じさせることができる。しかし、第３段の部品が故障又は損傷中（第２の圧力プロファイル７０）、他の４つの段は、多段圧縮機１６の総合的な圧力増加の２５％を生じさせることができる。したがって、第３段の部品が故障又は損傷中、他の４つの段によって生じる圧力増加は、図示された例では、２５％増加することができる（例えば、（２５％〜２０％）を２０％で割る）。
【００３２】
　
多段圧縮機１６の個々の段での圧力増加を測定しモニタすることに加えて、多段圧縮機１６の他のセクションでの圧力増加を測定しモニタすることもできる
【００３３】
　上述したように、図４に示す第１の圧力プロファイル６８は、多段圧縮機１６の正常運転状態を表す。第１の圧力プロファイル６８は、多段圧縮機１６の複数の段での性能の適切な表現を使用して、測定することができる。例えば、ある実施形態では、多段圧縮機１６の予測される圧力プロファイルは、多段圧縮機１６の過去の性能に基づいて測定することができる。他の実施形態では、多段圧縮機１６の予測される圧力プロファイルは、予測モデルを使用して測定することができる。さらに他の実施形態では、多段圧縮機１６の予測される圧力プロファイルは、過去の性能、予測モデル、及び使用されている特定の多段圧縮機１６又は別の同程度の多段圧縮機１６のいずれかに関して実証又は計算された他の方法の組合せを組み込むことができる。さらに、多段圧縮機１６の予測される圧力プロファイルは、一般に性能に影響を及ぼすと予測される、多段圧縮機１６の関連する運転条件の関数とすることができる。例えば、ある実施形態では、予測される圧力プロファイルは、シャフトの速度、案内翼位置、入口条件、出口条件等の関数とすることができる。ともかく、予測される圧力プロファイルは、（例えば、段間センサ６６によって検知される）段間パラメータと比較することのできるベースラインということができる。
【００３４】
　特定の段又は段のセクションの圧力増加比率が、段又は段のセクションの予測される圧力増加比率から、あらかじめ定められた量以上に逸脱している（例えば、増加又は減少）と判断されると、適切な制御応答を開始することができる。例えば、ある環境では、適切な制御応答は、圧力増加比率が、予測される圧力増加比率からあらかじめ定められた量以上に逸脱していることを多段圧縮機１６のオペレータに警告することとすることができる。
例えば、予測される圧力増加比率からの逸脱が少量に過ぎないとき、又は逸脱が短期間に起きただけであるときも、オペレータに警告することができる
警告は、音声警告（例えば、ビープ音）、振動、光（例えば、発光ダイオードから）、表示メッセージ（例えば、表示スクリーンに）、電子メールメッセージ、テキストメッセージ等を含むことができる
予測される圧力増加比率からの逸脱が、より大きい値になる、又は長期間にわたって連続して起きると、多段圧縮機１６の運転パラメータは、自動的に調整することができる
　
　キ　「【００３８】
　図６は、段間圧力増加比率を使用して、多段圧縮機１６の故障を識別する方法７４の例示的な実施形態である。段階７６では、多段圧縮機１６の段の間で１以上の段間パラメータを検知することができる。上述したように、検知される段間パラメータは、多段圧縮機１６内の故障を識別するためのどのような適切なパラメータとすることもできる。例えば、ある実施形態では、検知される段間パラメータは、段間圧力とすることができ、又はより詳細には、段間圧力センサによって検知される段間圧力増加とすることができる。他の実施形態では、検知される段間パラメータは、段間温度とすることができ、又はより詳細には、段間温度センサによって検知される段間温度増加とすることができる。さらに、他のタイプの段間センサを利用することもできる。例えば、多段圧縮機１６内の故障を示す音声パラメータを検知するために、段間音声センサを利用することができる。さらに、やはり多段圧縮機１６内の故障を示す光学パラメータを検知するために、段間光学センサを使用することもできる。さらに、
多段圧縮機１６内の故障を示すどのようなタイプの段間センサ（例えば、振動センサ、流速センサ等）を使用することもできる
【００３９】
　
段階７８では、検知された段間パラメータに少なくとも部分的に基づいて、多段圧縮機１６の故障を識別することができる
【００４０】
　
段階８０では、故障が識別されると、故障を示す警告を適宜出力することができる
例えば、警告は、音声警告（例えば、ビープ音）、振動、光（例えば、発光ダイオードから）、表示メッセージ（例えば、表示スクリーンに）、電子メールメッセージ、テキストメッセージ等を含むことができる
段階８２では、故障が識別されると、多段圧縮機１６の運転パラメータを故障に応答して適宜調整することができる
【００４１】
　
多段圧縮機１６の運転パラメータの調節は、最小限の調整（例えば、多段圧縮機１６の運転速度又は負荷を低減する）から、より大きな調整（例えば、多段圧縮機１６を停止する）まで、様々とすることもできる
　
　ク　上記イの段落【０００７】の「第３の実施形態では、システムは、タービンエンジンを含む。タービンエンジンは、圧縮機、燃焼器及びタービンエキスパンダーを含む。・・・（中略）・・・。システムはまた、タービンエンジン内の段間位置で複数のパラメータを測定するように構成された複数の段間センサを含む。システムはさらに、複数のパラメータに少なくとも部分的に基づいて、圧縮機段の１つにおける破損を識別するように構成された制御装置を含む。制御装置はまた、破損を示す警告を出力するか、破損に応答してタービンエンジンの運転パラメータを自動的に調整するか、破損に応答してタービンエンジンを自動的に停止するか、或いはこれらの組合せを実施するように構成されている。」という記載、上記ウの段落【００１２】の「開示された実施形態は、多段回転機械内の故障を識別するために、多段回転機械（例えば、圧縮機、タービン等）の複数の段からの段間センサ測定（例えば、圧力、温度、音声、光学等）を使用するためのシステム及び方法を含む。」という記載、上記ウの段落【００１５】の「開示される実施形態は、多段圧縮機内の複数の位置（例えば、多段圧縮機の入口及び出口に加えて、１以上の段間位置）でのセンサ測定（例えば、圧力、温度、音声、光学等）を利用する。これらの段間センサ測定が、予測される値から逸脱している場合、段の１つで故障が起きていることを示すことができる。」という記載、上記エの段落【００１８】の「以下の説明は、主にガスタービンエンジン１２との関連において圧縮機１６について述べるが、開示される実施形態は、例えば、ガスタービン、蒸気タービン、水力タービン、別の動力源によって駆動される圧縮機等、動翼を有するどのような多段システムでも使用することができる。」という記載から、引用文献１には、タービンエンジンを構成する多段回転機械内（例えば多段圧縮機）の複数の位置に設けられたセンサ（例えば、圧力センサ）による測定を利用して故障を検知するシステムが記載されていることが分かる。この圧力センサの複数の位置を、それぞれ第１の位置及び第２の位置と定義すると、引用文献１に記載されたシステムは、第１の圧力センサが設けられた多段回転機械内の第１の位置と、第２の圧力センサが設けられた多段回転機械内の第２の位置と、を備えるといえる。また、圧力センサは、所定の圧力がかかるときに電圧等の出力をするものであるから、多段回転機械内の第１の位置に所定の圧力がかかると第１の圧力センサは第１の出力をし、多段回転機械内の第２の位置に所定の圧力がかかると第２の圧力センサは第２の出力をするといえる。
　
　ケ　上記エの段落【００１８】の「故障検出及び保護システム１０は、モニタリングシステム１８を介して、多段圧縮機１６の全体にわたる複数の位置（例えば、入口、出口及び段間）での故障の検知に使用することができる。」という記載、上記オの段落【００２６】の「段間圧力及び温度をモニタすることによって、多段圧縮機１６内の故障をより容易に検出することができる。」という記載、上記カの段落【００３０】の「多段圧縮機１６の個々の段での圧力増加を測定しモニタすることに加えて、多段圧縮機１６の他のセクションでの圧力増加を測定しモニタすることもできる。」という記載等から、引用文献１に記載されたシステムは、多段圧縮機１６内の複数の位置の圧力をモニタすることにより、故障を検知することが分かる。
　
　コ　上記カの段落【００３４】の「例えば、予測される圧力増加比率からの逸脱が少量に過ぎないとき、又は逸脱が短期間に起きただけであるときも、オペレータに警告することができる。警告は、音声警告（例えば、ビープ音）、振動、光（例えば、発光ダイオードから）、表示メッセージ（例えば、表示スクリーンに）、電子メールメッセージ、テキストメッセージ等を含むことができる。」という記載、上記キの段落【００４０】の「段階８０では、故障が識別されると、故障を示す警告を適宜出力することができる。例えば、警告は、音声警告（例えば、ビープ音）、振動、光（例えば、発光ダイオードから）、表示メッセージ（例えば、表示スクリーンに）、電子メールメッセージ、テキストメッセージ等を含むことができる。」という記載等から、引用文献１に記載されたシステムは、故障が識別されると、オペレータに表示メッセージ等で警告することが分かる。
　
　サ　上記カの段落【００３４】の「予測される圧力増加比率からの逸脱が、より大きい値になる、又は長期間にわたって連続して起きると、多段圧縮機１６の運転パラメータは、自動的に調整することができる。」という記載、上記キの段落【００４０】の「段階８２では、故障が識別されると、多段圧縮機１６の運転パラメータを故障に応答して適宜調整することができる。」という記載、段落【００４１】の「多段圧縮機１６の運転パラメータの調節は、最小限の調整（例えば、多段圧縮機１６の運転速度又は負荷を低減する）から、より大きな調整（例えば、多段圧縮機１６を停止する）まで、様々とすることもできる。」という記載から、引用文献１に記載されたシステムは、故障が識別されると、多段圧縮機１６の運転パラメータ（例えば、運転速度）を調整することが分かる。
　
（２）引用発明１
　上記（１）から、引用文献１には、次の発明が記載されているといえる。
　「第１の圧力センサが設けられた多段回転機械内の第１の位置と、
　　第２の圧力センサが設けられた多段回転機械内の第２の位置と、
　を備え、
　　前記多段回転機械内の第１の位置に所定の圧力がかかると、第１の圧力センサは第１の出力をし、
　　前記多段回転機械内の第２の位置に所定の圧力がかかると、第２の圧力センサは第２の出力をする、
　多段回転機械と、
　多段回転機械内の第１の位置と第２の位置の圧力をモニタし、かつ
　　故障が識別されると、オペレータに表示メッセージ等で警告し、及び／又は、
　　故障が識別されると、多段回転機械の運転パラメータを調整する制御装置１４を備える
　モニタリングシステムと、
を備える、システム。」
　
　２　引用文献２
　同じく、原査定の拒絶の理由に引用された引用文献２（特表２０１０−５２０９６１号公報）には、図面（特に、図１〜図６ｃ，図８〜図１５を参照）とともに次の事項が記載されている。
　
（１）引用文献２の記載事項
　ア　「【０００２】
　
本発明は、一般に動作環境のモニタリングに関し、特に、動作環境内におけるガスタービンエンジンのような個別部品の状態に関連したデータを伝送するために使用可能な構成部品に関する
　
　イ　「【００１６】
　図１には、当業者には明らかな発電に用いられるガスタービンのような典型的な燃焼タービン１０が例示されている。本発明の実施形態は、当業者には明らかなように、燃焼タービン１０または他の多くの動作環境およびさまざまな目的に利用することが可能である。例えば、それらの実施形態は、航空機のエンジンに用いて、ボイラ、熱交換器、および、排気筒の温度および熱流束を監視し、断熱性能および劣化を求め、パイプの汚損を求め、振動構成部品の調子を評価することが可能である。本発明の実施形態は、自動車産業で用いて、燃焼室の状態を監視し、クランク軸、カム、変速機、差動装置のような構成部品を回転させ、ヘビーデューティ車両のサスペンションおよびフレームの完全性を確認することが可能である。本発明の実施形態は、可搬式のタンクや、砂漠、湿潤、および／または、高温の状況で動作する他の機器の歪みおよび熱流束の測定に利用することも可能である。
【００１７】
　図１を参照すると、燃焼タービンエンジン１０には、圧縮機１２、少なくとも１つの燃焼器１４（切り欠いて示されている）、および、タービン１６が含まれている。圧縮機１２、燃焼器１４、および、タービン１６は、ガスまたは燃焼タービンエンジンと総称される場合もある。タービン１６には、回転中心軸２０に固定された複数の動翼１８が含まれている。動翼１８の間には複数の静翼２２が配置されており、静翼２２は動翼１８に空気を導くように設計および構成されている。動翼１８および静翼２２は、一般にニッケルコバルトから製造され、イットリアで安定化されたジルコニアのような遮熱コーティング２６で被覆することが可能である。同様に、圧縮機１２にはそれぞれの静翼２３の間に配置された複数の動翼１９が含まれている。
【００１８】
　使用時、圧縮機１２に空気が吸い込まれ、圧縮されて、燃焼器１４に送られる。燃焼器１４は空気と燃料を混合して、点火することによって、作動ガスを生じさせる。この作動ガスは一般に約１３００℃を超えている。このガスはタービン１６内を通って膨張し、静翼２２に導かれて動翼１８を横切る。ガスは、タービン１６の通過時に動翼１８および軸２０を回転させ、その結果、軸２０によって有効な機械的作用が伝達される。燃焼タービン１０には、動翼１８および静翼２２に例えば蒸気または圧縮空気といった冷却材を供給するように設計および構成された冷却システム（不図示）を含むことも可能である。
【００１９】
　動翼１８および静翼２２が動作する環境は、とりわけ過酷であって、高動作温度および腐食性大気にさらされるので、動翼１８および静翼２２の深刻な損傷を生じる可能性がある。この可能性は、遮熱コーティング２６が剥離するとかあるいはさもなければ劣化する場合にはとりわけ高い。本発明の実施形態は、燃焼タービン１０の運転中に構成部品の状態を表わすデータを伝送するように構成できるので有利である。動翼１８，１９、静翼２２，２３、および、コーティング２６は、例えば、運転中における各構成部品のそれぞれの状態を確認し、予知保全スケジュールを立てるために直接監視することが可能な構成部品の特定データを伝送するように構成することが可能である。
【００２０】
　図１には、本発明の各種態様に従って利用可能な典型的な監視および制御システム３０の概略図が例示されている。システム３０には、アンテナ３２、受信器３３、プロセッサまたはＣＰＵ３４、データベース３６、および、ディスプレイ３８を含むことが可能である。プロセッサ３４、データベース３６、および、ディスプレイ３８は、従来の構成部品であってよく、アンテナ３２および受信器３３は、本発明の各種実施形態の機能である性能仕様を備えるものとする。例えば、アンテナ３２および受信器３３は、さらに詳細に後述するように燃焼タービン１０全体のさまざまな位置に配置された複数の送信器から送られてくる無線遠隔測定データを受信するように選択することが可能である。
【００２１】
　本発明の実施形態によれば、燃焼タービン１０内における複数の構成部品のそれぞれのコーティング内に複数のセンサを埋め込むことが可能になる。代替実施形態によれば、とりわけ、構成部品が遮熱コーティングを必要としない領域、例えば圧縮機１２内に収容されている構成部品上に、センサの表面取付けまたは堆積を行うことが可能になる。典型的なセンサ実施形態を利用して、構成部品の物理特性、性能特性、または、動作特性、および／または、構成部品のコーティングの性質並びに燃焼タービンエンジン１０の動作パラメータに関するデータをシステム３０に伝達することが可能である。
【００２２】
　例えば、典型的なセンサを利用して、２つの構成部品間における摩耗を検出するか、構成部品のコーティングを横切る熱流束を測定するか、コーティングの剥離を検出するか、構成部品のある領域全体にわたる歪みを測定するか、あるいは、構成部品またはコーティング内における亀裂の形成を検出することが可能である。当業者には、本発明の態様に従って測定および／または検出することが可能な構成部品または構成部品コーティングの他の性質および／または特性が明らかになるであろう。
【００２３】
　本発明の態様によれば、タービン１６の動翼１８または静翼２２の遮熱コーティング２６のような遮熱コーティング内にさまざまなセンサ構造を埋め込むことが可能になるのは明らかであろう。参考までに本明細書において詳細に援用されている米国特許第６，８３８，１５７号明細書には、本発明の態様に従ってセンサを堆積させるのに利用可能な動翼１８および静翼２２といったガスタービン構成部品の計装方法のさまざまな実施形態が記載されている。この特許明細書には、遮熱コーティングに溝を形成し、コーティング内にセンサを形成し、コーティングの溝にバックフィル材料を設けるさまざまな方法が開示されている。それらの方法および構成部品の実施形態を利用して、本明細書に開示のような高性能の構成部品を形成することが可能である。
【００２４】
　参考までに本明細書において詳細に援用されている米国特許第６，５７６，８６１号明細書には、本発明の態様によるセンサおよび送信器とのセンサコネクタの実施形態を設置するために利用可能な方法および装置が開示されている。これに関して、その特許明細書に開示されている方法および装置は、マスクの利用を必要とせずに、約１００ミクロン〜５００ミクロンの微細センサおよび／またはコネクタ特徴のパターン形成に利用することが可能である。導電材料、抵抗材料、誘電体材料、絶縁材料、および、他の用途特有の材料を利用した構成要素を堆積させることによって、多層電気回路およびセンサの形成が可能になる。他の方法を利用して、本発明の態様による多層電気回路およびセンサを堆積させることができるのは明らかである。例えば、溶射、蒸着、レーザ焼結、および、低温で吹き付けられる材料の硬化堆積を利用することもでき、さらに、当業者によって認められている他の適切な技術を利用することも可能である。
【００２５】
　
本発明の実施形態によれば、燃焼タービン１０内の多くの場所に複数のセンサ５０を配置して、構成部品特有の状態またはコーティング特有の状態の監視、並びに、燃焼タービン１０の動作または性能に関連した他のデータの収集を行うことが可能になる。例えば、図１に例示のように、タービン１６の１つ又は複数の動翼１８のそれぞれの遮熱コーティング２６内に１つ又は複数のセンサ５０を埋め込むことが可能である。構成部品特有のデータおよび／またはコーティング特有のデータを収集すべきタービン１６と共に、他の構成部品遮熱コーティング内にセンサ５０を埋め込むことができるのも明らかである
　
　ウ　「【００２６】
　図２には、圧縮機１２から取り外した１対の静翼２３が例示されているが、一方の静翼２３には、静翼２３の状態を検出するためにセンサ５０が取り付けられるかまたは結合されている。トランシーバ５６にデータ信号を無線送信するように構成された送信器５４にセンサ５０からのデータ信号を送るための手段としてコネクタ５２を設けることが可能である。コネクタ５２は、センサ５０から表面取付け送信器５４に信号を伝えるための１つまたは複数の電気リード線とすることが可能である。代替実施形態では、特定の用途に応じて、センサ５０から送信器５４にデータ信号を送るための手段としてさまざまなタイプのコネクタ５２を利用することが可能になる。例えば、単一波長または可変波長の光を用いて信号を送るために、１つまたは複数の光ファイバコネクタを利用することが可能である。
【００２７】
　本発明の実施形態によれば、送信器５４は、燃焼タービン１０のケーシング内におけるそれらの位置に応じてマルチチャネルとし、さまざまな仕様にすることが可能になる。送信器５４は、約８０℃〜１２０℃の動作温度にさらされる圧縮機１２の初段内で機能するように構成することが可能である。送信器５４は、約１２０℃を超える動作温度および２５０℃を超える温度にさえさらされる圧縮機１２の後段および／またはタービン１６の任意の段内で機能し、酸化攻撃に耐えるように構成することも可能である。耐熱性電子材料を用いて、温度が約１２０℃を超える領域内で動作する送信器５４を製作することが可能である。
【００２８】
　図３には、センサ５０が結合されており、センサ５０を送信器５４に接続するためのコネクタ５２を備えている圧縮機静翼２３の略平面図が例示されている。送信器５４に電力供給するのに適したサイズのバッテリのような電源５１を設けることが可能である。代替実施形態では、送信器５４を静翼２３から遠隔位置に設けて、外部電源から電力供給することが可能である。送信器５４は、信号をセンサ５０からコネクタ５２を介して受信して、引き続きトランシーバ５６に無線で送信するすることが可能である。トランシーバ５６は、ハブ５８または図１に示す典型的な位置のような、圧縮機１２の外部表面に取り付けることが可能である。トランシーバ５６は、送信器５４からのＲＦ信号のような無線データ送信を受信するのに十分であるように送信器５４に近い範囲内であれば、さまざまな位置に取り付けることが可能である。トランシーバ５６は、圧縮機の静翼２３の状態を監視するための信号処理が可能なシステム３０のアンテナ３２に対してＲＦ信号を送ることが可能である。
【００２９】
　図２および３を参照すると、静翼２３の表面にセンサ５０を直接製作することによって、１つ又は複数のセンサ５０を１つ又は複数の圧縮機静翼２３に結合することが可能である。コネクタ５２は静翼２３の表面に直接堆積（deposit）させることが可能である。代替実施形態の場合、堆積されるセンサ５０およびコネクタ５２を収容するサイズの溝または凹部を静翼２３の表面内に形成することが可能である。センサ５０およびコネクタ５２は、凹部内に配置して、静翼２３表面のセンサ５０およびコネクタ５２を覆うような適切な材料のコーティングを堆積させることによって保護することが可能である。」
　
　エ　「【００３０】
　他の代替実施形態には、静翼２３の表面にコーティングを堆積させ、コーティング内に溝を形成して、その溝内にセンサ５０およびコネクタ５２を配置することが可能なものもある。センサ５０およびコネクタ５２の上に保護コーティングを堆積させることが可能である。コネクタ５２は、コネクタ５２の遠位端５３が送信器５４への接続のために露出するように、センサ５０から静翼２３の周縁のような終端位置まで延ばすことが可能である。センサ５０およびコネクタ５２を静翼２３に配置して、静翼２３の空気力学特性に対する悪影響を最小限に抑えることが可能である。
【００３１】
　
１つ又は複数のタービンまたは圧縮機動翼１８，１９に、例えば歪みゲージまたは熱電対のような１つ又は複数のセンサ５０を堆積（deposit）させることが可能である。図４には、圧縮機１２に関する実施形態の１つが例示されている。コネクタ５２を配置して、動翼１８，１９に接続された１つ又は複数の送信器５４に各センサ５０を接続することが可能である。典型的な実施形態によれば、それぞれのコネクタ５２を介して複数のセンサ５０と単一の送信器５４とを接続することが可能になる。例えば、複数の動翼１８，１９のそれぞれにセンサ５０を配置することが可能である。コネクタ５２を配置して、各センサ５０から単一の送信器５４に信号を送ることが可能である。
　
　オ　「【００３４】
　図５には、タービン１６の、遮熱コーティング２６を堆積させた静翼２２のような構成部品の部分図が例示されている。センサ５０およびコネクタ５２は、遮熱コーティング２６の上面の下に埋め込むことが可能である。コネクタ５２は、送信器５４との接続のため、静翼２２の周縁５９近くのような終端位置において露出した遠位端５３を備えることが可能である。ある実施形態では、送信器５４を静翼２２に対して表面取付けすることもでき、あるいは、周縁５９の近くでコーティング２６内に埋め込むことも可能である。代替実施形態によれば、当業者には明らかなように、例えば静翼２２が接続されるプラットホーム（不図示）または冷却流チャネルといった他の場所に送信器５４を配置することが可能になる。」
　
　カ　「【００３５】
　図６Ａには、典型的なセンサ５０が結合され、このセンサ５０を送信器５４に接続するコネクタ５２を備えた動翼１８の略平面図が例示されている。送信器５４には、燃焼タービン１０の運転中にタービン１６内に生じる誘導によって電力を供給することが可能である。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃには、送信器５４がさまざまな場所に配置されたタービン動翼１８の典型的な実施形態が例示されている。図６Ａ、６Ｂの場合、送信器５４は動翼１８に取り付けることが可能であり、図６Ｃに例示のように、動翼１８から遠隔の場所に送信器５４を配置することも可能である。
【００３６】
　例えば、複数の動翼１８が取り付けられたディスク（不図示）内のような、動翼１８から遠隔の位置に送信器５４を配置することが可能である。これに関して、送信器５４は高温ガス経路外のより低温の場所に保持することが可能であり、これによって送信器の耐用寿命を延ばすことが可能になる。動翼１８から遠隔の場所に送信器５４を配置すると、バッテリまたは誘導を利用せずに外部電源を利用して送信器５４に電力供給することが可能になる。
センサ５０に電源を取り付けて、センサに付加機能性を提供することも可能である
【００３７】
　図３〜図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに例示されている、内蔵センサ５０およびコネクタ５２を備えるように構成された圧縮機静翼２３およびタービン動翼１８の典型的な実施形態は、現場技術者による燃焼タービン１０への取付けに備えて予め製造しておくことができるので有利である。本発明の実施形態によれば、終端位置においてコネクタ５２の遠位端５３を露出させることが可能である。この終端位置は、構成部品の周縁に近接した位置または他の位置とすることが可能である。これによって、送信器５４の位置に関係なく現場技術者が送信器５４にコネクタ５２を迅速かつ容易に接続することが可能になる。
【００３８】
　
燃焼タービン１０の構成部品として、センサ５０およびコネクタ５２が予め取り付けられた静翼２３および／または動翼１８を用意しておく
【００３９】
　本発明の実施形態によれば、センサ５０を広範囲の機能を果たすように構成することが可能になる。例えば、
センサ５０は、単一の構成部品または２つの構成部品間の摩耗を検出するか、構成部品のコーティングを横切る熱流速を測定するか、コーティングの剥離を検出するか、構成部品のある領域にわたる歪みを測定するか、または、構成部品またはコーティング内の亀裂形成を検出するように構成することが可能である
【００４０】
　
摩耗センサ５０は、動翼１８の先端のような、構成部品の接触面に埋め込まれる電気回路として構成することが可能であり、摩耗を表示するための監視システム３０によってこの回路を監視することが可能である
【００４１】
　センサ５０は、摩耗検出を行うように構成し、本発明の態様に従って単独でまたは送信手段５４と組み合わせて燃焼タービン１０内で利用される構成部品内に予め製作しておくことが可能である。これに関して、
摩耗検出のために取り出された信号は、コネクタ５２を介して送信器５４に伝達することが可能であり、送信器５４は、信号を無線遠隔測定法によってトランシーバ５６に、続いてシステム３０に送ることが可能である
【００４２】
　本発明の実施形態によれば、監視および制御システム３０は構成部品の摩耗に関する履歴データを収集して、記憶し、構成部品の摩耗と摩耗の発生に関与した燃焼タービン１０の運転条件とを相関させることが可能になる。これは、例えば、タービン１６内のさまざまな構成部品がさらされる負荷条件および振動数を表わす連続データストリームを供給するように構成された圧電装置および／または他のセンサ５０を配置して、タービン１６の状態について継続的に情報を送らせることで実施可能になる。
このデータは、構成部品の摩耗を表わしたデータと相関させて、予知保全または他の是正措置に利用することが可能である
　
　キ　「【００４７】
　図８および９には、基体７０のような問題場所内における歪みまたは亀裂の検出および／または測定を行うように構成された典型的なセンサ６８として構成することが可能なセンサ５０の典型的な実施形態が例示されている。例えば、基体７０が、動翼１８の表面領域の問題場所ということもあれば、遮熱コーティング６０またはボンディングコート６２内またはその表面における他の場所が問題となることもある。このように構成されたセンサ６８を燃焼タービン１０全体にわたる多くの場所で利用することができるのは明らかである。図８および９に描かれたセンサは、歪み出力を生じる抵抗変化の利用を表わしている。歪みゲージの他の実施形態は、局所歪み値を決定する容量変動を取り入れることも可能である。
【００４８】
　これに関して、動翼１８，１９および静翼２２，２３のような必要不可欠な工学的構成部品は、何らかの形の機械的および／または熱機械的繰返し負荷をほぼ例外なく受ける。本発明の態様によれば、構成部品に作用する歪みの間欠的または継続的な現場測定および亀裂検出によって構成部品の耐用寿命を推定することが可能になる。これは、燃焼タービン１０内のさまざまな場所に埋め込み型歪みゲージおよび亀裂センサ６８を配置することによって実現可能である。歪みゲージ６８として構成されたセンサ５０は、燃焼タービン１０の圧縮機１２内といったより低温の用途での使用に合わせてＮｉＣｒ材料を用いて形成することが可能である。
【００４９】
　センサ６８は、亀裂が生じることが分かっているかまたは生じそうな場所または箇所に配置することによって亀裂センサとして用いることが可能である。亀裂センサゲージ６８は、ゲージ６８のパラメータを適切に選択することによって、サイズ、亀裂伝播、および、亀裂範囲について最適化することが可能である。こうしたパラメータには、ゲージ６８の設置面積、フィンガ７２の間隔、および、予測される亀裂伝播方向に対するフィンガ７２の配向を含むことが可能である。基体７０に亀裂が生じると、この亀裂は、歪みゲージの応答が大きく急激に変化するので、公知の信号処理技術を用いてセンサ６８の出力の急激な信号変化を継続的に監視することによって検出可能である。信号の変化を表わすデータは、送信手段５４を介してトランシーバ５６に伝達し、続いて、無線遠隔測定法によって監視および制御システム３０に送ることが可能である。
【００５０】
　歪みゲージセンサ６８は、圧縮機動翼１９の表面に結合または堆積させて、動翼１９の曲げ応力によってセンサ６８からの出力信号が変化するように配置することが可能である。リード線とすることが可能なコネクタ５２は、圧縮機１２の内部の回転カラーに配置された送信器５４までの経路を指定される。送信器５４は、オンボードブリッジを実現して、センサ６８に調整電圧を供給することが可能である。センサ６８からの出力信号が変化すると、送信器５４からのＲＦ信号は比例して変化する。ＲＦ信号はトランシーバ５６に送信することが可能であり、トランシーバ５６はＲＦ信号を受信すると、センサ６８によって検出された歪みに比例した電圧信号に変換する。ＲＦ信号はシステム３０に送信することが可能である。典型的な送信器５４は、約３０Ｈｚ〜約３０ＫＨｚの歪みの変化を捕捉することが可能である。
【００５１】
　本発明の実施形態によれば、亀裂センサ６８を利用して、燃焼タービン１０の運転中における亀裂の拡大を監視し、亀裂センサ６８によって亀裂が検出されるまで、構成部品の動作パラメータを変えることによって設計モデルを検証することが可能になる。設計モデルは、同じ動作パラメータについて計算されて、亀裂の拡大および形成がうまく予測されるか否かが確認され、然るべく修正を施される。
【００５２】
　監視および制御システム３０は、例えば動翼１８のような燃焼タービン１０内のクリティカルな場所にある複数の構成部品から歪みおよび亀裂測定結果を表わすデータを収集し、記憶することが可能である。こうしたデータを長期間にわって分析することによって、各構成部品の歪み履歴を作成することが可能になる。構成部品の歪み履歴には、歪みの大きさおよび配向や、繰返し負荷下における過負荷の発生を含むことが可能である。疲労損傷の評価報告を作成して、予知保全に利用することが可能である。
【００５３】
　
本発明の実施形態によれば、複数のセンサ５０を構成部品に表面取付けするか、または、それぞれの構成部品の遮熱コーティング内に埋め込むことによって、燃焼タービン１０全体に複数のセンサ５０を配置し、特の構成部品の状態データを収集して、無線遠隔測定法を用いて監視および制御システム３０に送信することが可能である。このアプローチは、燃焼タービン１０の運転中に、交換、修理、および、保守の意思決定過程が特定の構成部品の状態に基づくようにすることが可能になるので好都合である
【００５４】
　これに関して、特定の構成部品の状態データは、アンテナ３２および受信器３３によって受信し、ＣＰＵ３４によってデータベース３６に記憶することが可能である。
本発明の実施形態によれば、特定の構成部品の状態データを収集し、ディスプレイ３８を介してオペレータにリアルタイムで提示することが可能になる。これによって、オペレータは、１つまたは複数の特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施することが可能になる
　
　ク　「【００５８】
　センサは、温度、歪み、亀裂の開始、化学変化、振動、圧力、または、問題となる他のパラメータを表わす信号を供給するものとする。これらのセンサ自体、多層化して、電極と機能体との組合せを収容することが可能である。表面１１８の下に配置することが可能な導体１２２によって、センサの発生した信号を検知位置１２０から終端位置へ送ることが可能であり、終端位置は、信号を構成部品１１０から好都合にも送り出すことができる接続位置１２４であってよい。導体１２２は、同様に、センサ５０のようなセンサから送信器５４に信号を送り、無線測定法によってシステム３０への送信が行われるようにする働きが可能である。センサおよび導体１２２は、絶縁材料１２６によって周囲環境から絶縁することが可能である。」
　
　ケ　「【００６４】
　ステップ１５４では、溝１４２が形成され、ステップ１５６では、センサ１４０とＴＢＣ材料１３４の間に電気絶縁を施すため、溝１４２の表面に絶縁コーティング１４４を設けることが可能である。絶縁コーティング１４４は、化学蒸着（ＣＶＤ;chemical vapor deposition）のような任意の公知方法によって所望の電気絶縁レベルを実現するのに十分な厚さまで堆積させることが可能である。ステップ１５４における溝１４２の形成およびステップ１５６におけるその絶縁が済むと、ステップ１５８では、溝１４２に適合する１つまたは複数の材料を堆積させて、センサ１４０を形成することが可能である。所望の材料特性をもたらす任意の公知材料の堆積プロセスを利用することが可能である。このような堆積プロセスは、急速プロトタイピング、薄膜および厚膜堆積、および、溶射の分野において一般的であり、例えば、化学蒸着、プラズマ溶射、マイクロプラズマ溶射、コールドスプレー、電気メッキ、電気泳動堆積、ＨＶＯＦ、スパッタリング、ＣＣＶＤ、ソルゲル法、および、選択的レーザ溶融が含まれる。所望の材料のペーストおよびテープを付けるといった、一般に多層厚膜コンデンサの製作に用いられるプロセスを利用することも可能である。
【００６５】
　材料の堆積後、入熱を利用して材料を焼結させることによって、センサの機械的完全性が向上する。これは、火炎、プラズマ、および、炉内焼きなましを利用した加熱、または、局所的レーザエネルギ照射によって実施可能である。選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）の場合、所定の化学的性質を備えた粉末材料を溝内に付着させて、レーザビームのエネルギで溶融させ、図１１のセンサ１４０および図１０の相互接続導体１２２のそれぞれの部分を形成することが可能である。例えば、熱電対を形成するには、溝１４２のある部分に白金粉末を付着させ、ＳＬＭ法によって凝固させることが可能である。溝の長さに沿ってまたは第２の垂直層として、溝１４２の第２の部分に白金ロジウム粉末を付着させて、ＳＬＭ法で凝固させ、白金材料と接触して、熱電対接合が形成されるようにすることが可能である。」
　
　コ　「【００７１】
　
本発明の実施形態によれば、燃焼タービン１０内の動翼１８，１９および／または静翼２２，２３のような構成部品は、構成部品の表面に適合するように堆積された用途特有のセンサ５０、および／または、燃焼タービン１０内に堆積した遮熱コーティングまたは他のコーティング内に埋め込まれた用途特有のセンサ５０を備えることが可能になる
図１３には、埋込みまたは表面取付けセンサ２０４を無線遠隔測定装置２０６に接続するために堆積されたコネクタ２０２のような耐熱性リード線を備える、タービン１６の列１からの動翼とすることが可能な典型的な動翼２００が示されている。
【００７２】
　センサ２０４は、動作温度が１１００℃を超える可能性のある燃焼タービン１６の高温ガス経路セクションに用いるのに適した新規のセラミック材料を用いて堆積（deposit）させることが可能である。無線遠隔測定装置２０６は、動作温度が一般に約２５０℃を超え、約７００℃未満である動翼２００の根元部２０８の近くのような、遠隔測定構成部品が比較的低い温度にさらされる場所に取り付けることが可能である。動翼２００および根元部２０８はまとめて基体と称することが可能である。
【００７３】
　データ送信に用いることが可能な半導体のようなシリコンベースの電子半導体は、その動作温度の制約のためにその用途が制限される可能性がある。シリコンおよびシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）電子チップテクノロジの温度および性能特性によって、約２００℃未満の動作環境への適用が制限される可能性がある。本発明の態様によれば、こうした電子システムは、一般に動作温度約１００〜１５０℃の圧縮機１２内に無線遠隔測定のために配置することが可能になる。無線遠隔測定センサシステムの実施形態は、圧縮機１２の後続段およびタービン１６に存在するより高温の領域内で動作するように構成することが可能である。これらの領域は、動作温度が圧縮機セクションの後続部分で約１５０〜２５０℃、タービンセクションにおいて２５０〜７００℃になる可能性がある。これらのより高温の領域内で動作可能な温度および電気特性を備える材料を用いて、センサ５０，２０４、コネクタ５２，２０２を堆積（deposit）させ、無線遠隔測定装置２０６を製作することが可能である。
【００７４】
　
図１３を参照すると、タービン１６の動翼２００が１つ又は複数の耐熱性センサ２０４、それぞれの相互接続線２０２、および、１つ又は複数の無線遠隔測定装置２０６を備えることによって、タービン１６内の構成部品および／またはコーティングのさまざまな動作パラメータまたは状態を表わすリアルタイムの性能データを収集することが可能になる
【００７５】
　センサ２０４および耐熱相互接続線またはコネクタ２０２は、プラズマ溶射、ＥＢ  ＰＶＤ、ＣＶＤ、パルスレーザ堆積法、ミニプラズマ、直接描画、ミニＨＶＯＦ、コールドスプレー、または、溶液プラズマ溶射といった公知の堆積プロセス（deposition process）を用いて堆積（deposit）させることが可能である。一般に、燃焼タービン１０の固定構成部品と回転構成部品の両方において、構成部品の表面温度および熱流測定と共に、動圧測定、動的および静的歪み測定、および、動的加速測定を実施するのが望ましい。従って、埋め込みセンサ２０４は、歪みゲージ、熱電対、熱流束センサ、圧力変換器、マイクロ加速計、並びに、他の所望のセンサとして構成することが可能である。
【００７６】
　薄膜埋め込みセンサ２０４を利用する利点は、同じ堆積プロセスを利用してリード線またはコネクタ２０２の堆積および経路設定を同時に実施できる点にある。これに関して、リード線またはコネクタ２０２通路を任意の所望の経路の上に堆積させ、１つ又は複数のセンサ２０４を無線遠隔測定装置２０６に接続することが可能である。本発明の実施形態によれば、コネクタ２０２は、センサ２０４と同じ材料または用途特有の電気および温度特性を備えた他の導電材料とすることが可能になる。」
　
　サ　「【００７９】
　公知の金属熱電対および歪みゲージの長期安定性、感度、および、応答性は、厳しい温度環境のためタービン１６の高温ガス経路セクションに用いる場合には十分に性能を発揮しない。本発明の実施形態によれば、例えば約１１００℃を超える高温におけるその高い安定性、頑健性、および、電気特性のため、こうした環境に耐熱性セラミックベース材料を利用することが可能になる。センサ５０、２０４用のセラミックベース材料の選択は、所望の動作温度における能動的センサ素子の化学的および電気的安定性に基づいて行うことが可能である。材料選択は、熱電対の熱起電力および歪みゲージのゲージ率といった高温における材料特性の大きさに基づいて実施することも可能である。
【００８０】
　センサ５０、２０４は、タービン１６内のような燃焼タービン１０のより高温のセクションにおける温度および／または熱流束の測定に用いられるセラミックベース熱電対として形成することが可能である。こうしたセンサ用途および遮熱コーティング内の埋め込みセンサのような他のより高温での用途のための典型的な３クラスの材料は、炭化物、珪化物、および、酸化物である。炭化物および珪化物は、高耐熱特性および所望の電気特性を示し、熱起電力をもたらすために利用可能である。約１１００℃を超えるような高温の場合、空気中で不動態化膜を形成するので、珪化物材料を酸化性雰囲気中における熱電対および熱流束センサとして用いることが可能である。炭化物材料は、不活性および還元性環境内における熱電対および熱流束センサとして用いることが可能である。典型的な珪化物材料には、ＴｉＳｉ2、ＣｒＳｉ2、ＴａＳｉ2、および、ＭｏＳｉ2がある。典型的な炭化物材料には、ＷＣ、ＴａＣ、ＨｆＣ、ＴｉＣ、および、ＺｒＣがある。用途特有のセンサに代替珪化物および炭化物材料を用いることも可能である。
【００８１】
　酸化物材料は、酸化環境において安定しており、耐酸化性があり、センサ５０、２０４として安定した頑健性の熱電対が得られるように、さまざまな電荷担体濃度に製作することが可能である。図１４には、熱成長酸化物（ＴＧＯ）層２１２に堆積した薄膜インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）とすることが可能な典型的な酸化物熱電対センサ２１０が示されている。実施形態の１つでは、センサ２１０をＴＧＯ層２１２に堆積させて、タービン１６内の典型的な動翼２００または静翼２２のような超合金構成部品とすることが可能な基体２１６に堆積したボンディングコート層２１４からセンサを電気的に絶縁することが可能である。代替実施形態によれば、センサ２１０が必要に応じて周囲の材料から電気的に絶縁される場合、構成部品の表面または遮熱コーティング２１８内のさまざまな深さのようなさまざまな位置にセンサ２１０を堆積させることが可能になる。
【００８２】
　センサ５０，２０４は、動翼１８，１９，２００、静翼２２，２３といったタービン構成部品、および、それらに堆積した遮熱コーティングの不安定性、構造完全性、および、他の状態を監視するために用いられる
歪みゲージ
【００８３】
　無線遠隔測定装置２０６は、圧縮機１２およびタービン１６内のような燃焼タービン１０内のさまざまな場所に配置されたセンサ５０、２０４と電力およびデータの授受を行うために用いることが可能である。受動的または電池式無線検知は、タービン１６のより高温の環境内で用いるのは不可能であるが、圧縮機１２内で用いることは可能である。熱電対列が電力に関してゼーベック効果を生じる熱起電力、火炎の放射エネルギを利用して電力を発生する熱光起電力、または、ダイオードが熱を電力に変換する熱電子エネルギといったタービン１６内の能動電源を用いることが可能である。回転送信器を利用した実施形態は、固定コイルによってあるいは熱または振動エネルギから電力を誘導することが可能である。」
　
　シ　上記アの段落【０００２】の「本発明は、一般に動作環境のモニタリングに関し、特に、動作環境内におけるガスタービンエンジンのような個別部品の状態に関連したデータを伝送するために使用可能な構成部品に関する。」という記載、上記イの段落【００２５】の「本発明の実施形態によれば、燃焼タービン１０内の多くの場所に複数のセンサ５０を配置して、構成部品特有の状態またはコーティング特有の状態の監視、並びに、燃焼タービン１０の動作または性能に関連した他のデータの収集を行うことが可能になる。例えば、図１に例示のように、タービン１６の１つ又は複数の動翼１８のそれぞれの遮熱コーティング２６内に１つ又は複数のセンサ５０を埋め込むことが可能である。構成部品特有のデータおよび／またはコーティング特有のデータを収集すべきタービン１６と共に、他の構成部品遮熱コーティング内にセンサ５０を埋め込むことができるのも明らかである。」という記載から、引用文献２には、燃焼タービン１０内の複数の場所に複数のセンサ５０を配置して、構成部品特有の状態またはコーティング特有の状態の監視、並びに、燃焼タービン１０の動作または性能に関連した他のデータの収集を行うシステムが記載されていることが分かる。したがって、引用文献２には、第１のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第１の場所と、第２のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第２の場所を備える燃焼タービン１０が記載されているといえる。
　
　ス　上記エの段落【００３１】の「１つ又は複数のタービンまたは圧縮機動翼１８，１９に、例えば歪みゲージまたは熱電対のような１つ又は複数のセンサ５０を堆積（deposit）させることが可能である。図４には、圧縮機１２に関する実施形態の１つが例示されている。コネクタ５２を配置して、動翼１８，１９に接続された１つ又は複数の送信器５４に各センサ５０を接続することが可能である。典型的な実施形態によれば、それぞれのコネクタ５２を介して複数のセンサ５０と単一の送信器５４とを接続することが可能になる。例えば、複数の動翼１８，１９のそれぞれにセンサ５０を配置することが可能である。コネクタ５２を配置して、各センサ５０から単一の送信器５４に信号を送ることが可能である。」という記載、上記コの段落【００７１】の「本発明の実施形態によれば、燃焼タービン１０内の動翼１８，１９および／または静翼２２，２３のような構成部品は、構成部品の表面に適合するように堆積された用途特有のセンサ５０、および／または、燃焼タービン１０内に堆積した遮熱コーティングまたは他のコーティング内に埋め込まれた用途特有のセンサ５０を備えることが可能になる。」という記載から、引用文献２に記載されたシステムは、例えば複数の圧縮機動翼１８，１９に、歪みゲージまたは熱電対のような複数のセンサ５０を堆積（deposit）させることが分かる。したがって、引用文献２には、燃焼タービン１０内の第１の場所に所定の歪みがかかると、第１のセンサ（歪ゲージ）は第１の出力をし、燃焼タービン１０内の第２の場所に所定の歪みがかかると、第２のセンサ（歪ゲージ）は第２の出力をする、燃焼タービン１０が記載されているといえる。
　
　セ　上記コの段落【００７１】の「図１３には、埋込みまたは表面取付けセンサ２０４を無線遠隔測定装置２０６に接続するために堆積されたコネクタ２０２のような耐熱性リード線を備える、タービン１６の列１からの動翼とすることが可能な典型的な動翼２００が示されている。」という記載、同じく段落【００７４】の「図１３を参照すると、タービン１６の動翼２００が１つ又は複数の耐熱性センサ２０４、それぞれの相互接続線２０２、および、１つ又は複数の無線遠隔測定装置２０６を備えることによって、タービン１６内の構成部品および／またはコーティングのさまざまな動作パラメータまたは状態を表わすリアルタイムの性能データを収集することが可能になる。」という記載から、引用文献２に記載されたシステムは、無線遠隔測定装置２０６を備えることが分かる。
　
　ソ　上記キの段落【００５３】の「本発明の実施形態によれば、複数のセンサ５０を構成部品に表面取付けするか、または、それぞれの構成部品の遮熱コーティング内に埋め込むことによって、燃焼タービン１０全体に複数のセンサ５０を配置し、特の構成部品の状態データを収集して、無線遠隔測定法を用いて監視および制御システム３０に送信することが可能である。このアプローチは、燃焼タービン１０の運転中に、交換、修理、および、保守の意思決定過程が特定の構成部品の状態に基づくようにすることが可能になるので好都合である。」という記載から、引用文献２に記載されたシステムは、燃焼タービン１０全体に複数のセンサ５０を配置し、特定の構成部品の状態データを収集して、無線遠隔測定法を用いて監視および制御システム３０に送信することが可能であることが分かる。
　
　タ　上記キの段落【００５４】の「本発明の実施形態によれば、特定の構成部品の状態データを収集し、ディスプレイ３８を介してオペレータにリアルタイムで提示することが可能になる。これによって、オペレータは、１つまたは複数の特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施することが可能になる。」という記載から、引用文献２に記載されたシステムは、特定の構成部品の状態データを収集し、ディスプレイ３８を介してオペレータにリアルタイムで提示することが可能であること、それにより、オペレータは、１つまたは複数の特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施することが可能になることが分かる。
　
（２）引用発明２
　上記（１）から、引用文献２には、次の発明が記載されているといえる。
「第１のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第１の場所と、
　第２のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第２の場所と、
　を備え、
　燃焼タービン１０内の第１の場所に所定の歪みがかかると、第１のセンサ（歪ゲージ）は第１の出力をし、
　燃焼タービン１０内の第２の場所に所定の歪みがかかると、第２のセンサ（歪ゲージ）は第２の出力をする、
　燃焼タービン１０と、
　燃焼タービン１０の複数の場所での構成部品特有の状態を監視し、かつ
　　複数の場所での特定の構成部品の状態データを、ディスプレイ３８を介してオペレータにリアルタイムで提示し、及び／又は、
　　複数の場所での特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施する、
　監視システムと、
を備える、システム。」
　
　３　引用文献３
　同じく、原査定の拒絶の理由に引用された引用文献３（Chao-Nan Xu,etc.，Direct view of stress distribution in solid by mechanoluminescence，Applied Physics Letters，米国，American Institute of Physics，１９９９年４月２６日，Vol.74, No.17，p.2414-2416）には、図面とともに次の事項が記載されている。
　
（１）引用文献３の記載事項
　ア　「Measurement of stress distribution is of great importance for solids in order to improve their reliability and extend their application. A lot of effort has been made to sense stress and fracture of structural ceramics and composites by use of electrical signals. However, in these cases, electrodes and physical contacts are needed, therefore, it is difficult to measure stress distribution of a dynamic moving part such as a cutting tool or gas turbine. In an effort to solve this problem, we carried out a series of research to realize remote detection of stresses by visualization of mechanical stress distribution. Various systems of materials have been investigated to develop high triboluminescence for a direct view of stress distribution. It is known that many materials emit light during applied mechanical stress which has been named as mechanoluminescence (ML) or triboluminescence (TL). Although the mechanism of this phenomenon is complex, as a result it transfers mechanical stress into light radiation, thus we think it is possible to use the ML phenomena to directly display stress distribution. In general, ML can be divided into fractoluminescence and deformation luminescence (DL), which correspond to luminescence induced by fracture and mechanical deformation of solid, respectively. According to a rough estimation, 50% of solids give fractoluminescence by fracture; the well known materials include sugar, molecular crystals, alkali halides, quartz, and minerals. On the other hand, the deformation luminescence is induced by mechanical deformation without fracture which is, therefore, of interest from the view- point of nondestructive evaluation. The DL can be further divided into elasticoluminescence, and plasticoluminescence. DL has already been reported formany materials such as colored alkali halides, quartz, II−VI semiconductors, polymer crystals, and rubber. However, the DL luminescence intensities of the materials reported until now are too weak so that, to our knowledge, no practical application of this phenomenon has been explored so far.」（第２４１４ページ左欄第１行ないし第３７行）
（当審仮訳：応力分布の測定は、固体の信頼性を向上させ、用途を拡大するために固体にとって非常に重要である。電気信号を用いて構造セラミックスや複合材料の応力や破壊を検知するための多くの努力がなされている。しかし、これらの場合、電極と物理的接触が必要であり、それゆえに、
切削工具またはガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を測定することは困難である
この問題を解決するために、我々は機械的な応力分布の可視化により応力の遠隔検出を実現するための一連の研究を行った
機械的応力の印加中に多くの物質が発光することが知られており、メカニカルルミネッセンス（ＭＬ）またはトリボルミネッセンス（ＴＬ）として名付けられた
応力分布を直接表示するためにＭＬ現象を使用することが可能であると考えている
　
　イ　「We have carried out a systematical material research and found that ZnS and MAl2O4 (M＝Mg, Ca, Sr) doped with proper emission centers were the most promising candidates to emit strong ML. In this letter, we report a novel realization of direct view of stress distribution by ML using SrAl2O4 :Eu. A simulation result confirms that such a ML image successfully reflects the stress distribution.」（第２４１４ページ左欄第３８行ないし右欄第３行）
（当審仮訳：私たちは系統的な材料研究を行い、適切な発光中心をドープしたＺｎＳとＭＡｌ２Ｏ４（Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ）が最も有望なＭＬを放出する候補であることを見出した。このレターでは、
ＳｒＡｌ
２
Ｏ
４
：Ｅｕを用いたＭＬによる応力分布の直接視の新規な現実化を報告する
　
　ウ　「Among the samples prepared, SrAl2O4 doped with 0.5 mol % Eu by wet process from Eu(NO3)3・2H2O was found to give strongest ML intensity, which was three magnitudes in order higher than that of the well known ML material of quartz. Therefore, we will concentrate on this composition in this letter. Figure 1 shows the stressed SAO-E sample and the ML image under a compressive load of 1000 N. Intense green light was seen from the two ends of the stressed SrAl2O4 :Eu sample which can be clearly observed by the naked eye in the atmosphere. Figure 2 shows the stressed sample and the distribution of ML intensity along the CC’ axis which was detected by an ICCD camera (C6394, Hamamatus Photonics). The ML intensity increased exponentially from the center of the sample (o). The stress distribution of such a stressed sample was simulated based on elastics. As shown by the dotted line in Fig. 2, the simulated compressive stress with a contact angle θ＝18°, which was evaluated from Fig. 1, increased exponentially with increasing r/a. This is consistent with that of the measured ML intensity, demonstrating that ML from stressed SrAl2O4 :Eu gives a direct view of stress distribution. The visualization of stress distribution due to this intense visible light emission was obtained by the application of only a single compression in atmosphere. This is obviously different from the thermography which needs repetitive cycles of stress and thus is limited to evaluate stress in a fatigue process.」（第２４１４ページ右欄第２７行ないし第２４１５ページ右欄第２行）
（当審仮訳：作製した試料のうち、
Ｅｕ（ＮＯ
３
）
３
・２Ｈ
２
Ｏから湿式法で０．５ｍｏｌ％ＥｕをドープしたＳｒＡｌ
２
Ｏ
４
は、ＭＬの最も強い強度を示した
応力を受けたＳｒＡｌ
２
Ｏ
４
：Ｅｕ試料の２つの端部から、大気中の肉眼で明瞭に観察される激しい緑色光が見られた
　エ　「As is clearly seen, the present method can be used to evaluate stress distribution in various kinds of materials by coating a SrAl2O4 :Eu surface layer or mixing SrAl2O4 :Eu to fabricate a composite structure. This is practical for MAl2O4 especially, because of its high stability in severe environments.」（第２４１６ページ左欄第１行ないし第６行）
（当審仮訳：明らかになったように、本発明の方法は、
ＳｒＡｌ
２
Ｏ
４
：Ｅｕ表面層をコーティングするか、またはＳｒＡｌ
２
Ｏ
４
：Ｅｕを混合して複合構造を製造することによって、様々な種類の材料における応力分布を評価するために使用することができる
　
　オ　上記アの「切削工具またはガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を測定することは困難である。この問題を解決するために、我々は機械的な応力分布の可視化により応力の遠隔検出を実現するための一連の研究を行った。」という記載から、引用文献３の研究は、ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出するためにされたことがわかる。
　
　カ　上記アの「機械的応力の印加中に多くの物質が発光することが知られており、メカニカルルミネッセンス（ＭＬ）またはトリボルミネッセンス（ＴＬ）として名付けられた。」という記載から、機械的な応力の印加中に発光する物質が公知であったことが分かる。
　
　キ　上記イの「ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを用いたＭＬによる応力分布の直接視の新規な現実化を報告する」という記載、上記ウの「応力を受けたＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ試料の２つの端部から、大気中の肉眼で明瞭に観察される激しい緑色光が見られた。」という記載、上記エの「ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ表面層をコーティングするか、またはＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを混合して複合構造を製造することによって、様々な種類の材料における応力分布を評価するために使用することができる。」という記載から、引用文献３の研究においては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕという物質を用いたメカニカルルミネッセンス（ＭＬ）による応力分布の直接視についての研究がされたことが分かる。
　
（２）引用技術３
　上記（１）から、引用文献３には、次の技術が記載されているといえる。
「ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出するために、
　材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ表面層をコーティングするか、または材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを混合して複合構造を製造し、
　機械的応力の印加時にメカニカルルミネッセンス（ＭＬ）によりＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕからの強い発光を検出することにより、
　様々な種類の材料における応力分布を可視化する技術。」
　
第５　対比・判断
　１　本願発明１について
（１）引用文献１を主引例とする場合
　本願発明１と引用発明１とを対比すると、引用発明１の「多段回転機械内の第１の位置」は本願発明１の「第１のターボ機械構成要素」に相当し、以下同様に、「多段回転機械内の第２の位置」は「第２のターボ機械構成要素」に、「多段回転機械」は「ターボ機械」に、「圧力をモニタ」することは「構造上の健全性を監視」することに、「オペレータに表示メッセージ等で警告」することは「ユーザが認知できる表示を提供」することに、「多段回転機械の運転パラメータ（例えば、運転速度）を調整する」ことは「ターボ機械の運転速度を調整する」ことに、「制御装置１４」は「データ取得および分析回路を含む制御装置」に、「モニタリングシステム」は「ターボ機械監視システム」に、それぞれ相当する。
　また、引用発明１の「圧力センサ」は、「素子」という限りにおいて、本願発明１における「メカノルミネッセンス材料」と共通する。
　したがって、引用発明１の「第１の圧力センサが設けられた」は、「第１の素子を含む」という限りにおいて、本願発明１の「第１のメカノルミネッセンス材料を含む」と一致する。
　同様に、引用発明１の「第２の圧力センサが設けられた」は、「第２の素子を含む」という限りにおいて、本願発明１の「第２のメカノルミネッセンス材料を含む」と一致する。
　また、引用発明１の「前記多段回転機械内の第１の位置に所定の圧力がかかると、第１の圧力センサは第１の出力をし」は、「前記第１のターボ機械構成要素が十分な機械的刺激に曝されると、第１の出力をし」という限りにおいて、本願発明１の「前記第１のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第１の光の放射を生成し」と一致する。
　同様に、引用発明１の「前記多段回転機械内の第２の位置に所定の圧力がかかると、第２の圧力センサは第２の出力をし」は、「前記第２のターボ機械構成要素が十分な機械的刺激に曝されると、第２の出力をし」という限りにおいて、本願発明１の「前記第２のターボ機械構成要素が、前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第２の光の放射を生成し」と一致する。
　また、引用発明１において「多段回転機械内の第１の位置と第２の位置の圧力をモニタ」することは、「第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視」するという限りにおいて、本願発明１の「第１および第２の光の放射と第１および第２のターボ機械構成要素の前記メカノルミネッセンスとの相関による第１および第２の光の放射の分析に基づいて、第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視」することと一致する。
　また、引用発明１の「故障が識別されると、オペレータに表示メッセージ等で警告し」は、本願発明１の「前記第１および第２のターボ機械構成要素の前記構造上の健全性を示すユーザが認知できる表示を提供し」に相当する。
　また、引用発明１の「故障が識別されると、多段回転機械の運転パラメータを調整する制御装置１４」は、「前記ターボ機械の運転速度を調整するように構成された制御装置」という限りにおいて、本願発明１における［前記第１および第２の光の放射に応じて前記ターボ機械の運転速度を調整するように構成されたデータ取得および分析回路を含む制御装置」と一致する。
　
　したがって、両者は、
　「第１の感圧素子を含む第１のターボ機械構成要素と、
　　第２の感圧素子を含む第２のターボ機械構成要素と、
　を備え、
　　前記第１のターボ機械構成要素が十分な機械的刺激に曝されると、第１の出力をし、
　　前記第２のターボ機械構成要素が十分な機械的刺激に曝されると、第２の出力をする、
　ターボ機械と、
　　第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視し、かつ、
　　　第１および第２のターボ機械構成要素の前記構造上の健全性を示すユーザが認知できる表示を提供し、及び／又は、
　　　前記ターボ機械の運転速度を調整するように構成された制御装置を備える
　ターボ機械監視システムと、
を備える、システム。」
という点で一致し、次の点で相違する。 
　
〔相違点１〕
　本願発明１は「メカノルミネッセンス材料」を用い、前記第１のターボ機械構成要素が、「前記第１のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに」十分な機械的刺激に曝されると、「第１の光の放射を生成し」、前記第２のターボ機械構成要素が、「前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに」十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長の異なる第２の光の放射を生成し、「前記第１の光の放射および前記第２の光の放射がそれぞれ、１つまたは複数の特徴的な放射パラメータを含む」のに対し、
　引用発明１は「圧力センサ」を用い、前記多段回転機械内の第１の位置に所定の圧力がかかると、第１の圧力センサは第１の出力をし、前記多段回転機械内の第２の位置に所定の圧力がかかると、第２の圧力センサは第２の出力をする点。
  
〔相違点２〕
　本願発明１は、「第１および第２の光の放射と第１および第２のターボ機械構成要素の前記メカノルミネッセンスとの相関による第１および第２の光の放射の分析に基づいて」、第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視するのに対し、
　引用発明１は、多段回転機械内の第１の位置と第２の位置の圧力をモニタする点。
  
〔相違点３〕
　本願発明１は、「前記第１および第２の光の放射に応じて」前記ターボ機械の運転速度を調整するように構成された「データ取得および分析回路を含む」制御装置を備えるのに対し、
　引用発明１は、故障が識別されると、多段回転機械の運転パラメータを調整する制御装置１４を備える点。
　
　相違点１について検討する。
　引用文献３には、
「ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出するために、
　材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ表面層をコーティングするか、または材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを混合して複合構造を製造し、
　機械的応力の印加時にメカニカルルミネッセンス（ＭＬ）によりＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕからの強い発光を検出することにより、
　様々な種類の材料における応力分布を可視化する技術。」（上記「引用技術３」）
が記載されている。
　引用文献３に記載された「ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ」は、機械的応力すなわち圧力を検知して発光するものであるから、ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出することができ、一種の圧力センサとして用いることができるものである。
　したがって、引用発明１において、引用技術３を圧力センサとして用いることにより、前記第１のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第１の光の放射を生成し、前記第２のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長が同じ第２の光の放射を生成し、前記第１の光の放射および前記第２の光の放射がそれぞれ、１つまたは複数の特徴的な放射パラメータを含むものを想到することができる。
　しかしながら、引用発明１において、引用技術３を適用しても、「前記第２のターボ機械構成要素が、前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長の異なる第２の光の放射を生成」することまでは想到することができない。
　したがって、引用発明１において、引用技術３を適用しても、上記相違点１に係る本願発明１の発明特定事項を想到することはできない。
　そして、本願発明１は、上記相違点１に係る発明特定事項を有することにより、本願明細書に記載された格別顕著な作用効果を奏するものである。
　
　したがって、本願発明１は、相違点２及び３について検討するまでもなく、引用発明１及び引用技術３に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　
（２）引用文献２を主引例とする場合
　本願発明１と引用発明２とを対比すると、引用発明２の「燃焼タービン１０」は、その技術的意義からみて、本願発明１の「ターボ機械」に相当し、同様に、引用発明２の「監視システム」は、本願発明１の「ターボ機械監視システム」に相当する。
　また、引用発明２の「センサ５０」は、「センサ」という限りにおいて、本願発明１の「メカノルミネッセンス材料」と一致する。
　そして、引用発明２の「第１のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第１の場所」は、「第１のセンサを含む第１のターボ機械構成要素」という限りにおいて、本願発明１の「第１のメカノルミネッセンス材料を含む第１のターボ機械構成要素」と一致し、同様に、引用発明２の「第２のセンサ５０が設けられた燃焼タービン１０内の第２の場所」は、「第２のセンサを含む第２のターボ機械構成要素」という限りにおいて、本願発明１の「第２のメカノルミネッセンス材料を含む第２のターボ機械構成要素」と一致する。
　また、引用発明２の「燃焼タービン１０内の第１の場所に所定の歪みがかかると、第１のセンサは第１の出力をし」は、「前記第１のターボ機械構成要素が、十分な機械的刺激に曝されると、第１の出力をし」という限りにおいて、本願発明１の「前記第１のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第１の光の放射を生成し」と一致する。
　また、引用発明２の「燃焼タービン１０内の第２の場所に所定の歪みがかかると、第２のセンサは第２の出力をし」は、「前記第２のターボ機械構成要素が、十分な機械的刺激に曝されると、第２の出力をし」という限りにおいて、本願発明１の「前記第２のターボ機械構成要素が、前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第２の光の放射を生成し」と一致する。
　また、引用発明２の「燃焼タービン１０の複数の場所での構成部品特有の状態を監視し」は、「第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視し」という限りにおいて、本願発明１の「第１および第２の光の放射と第１および第２のターボ機械構成要素の前記メカノルミネッセンスとの相関による第１および第２の光の放射の分析に基づいて、第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視し」と一致する。
　また、引用発明２の「複数の場所での特定の構成部品の状態データを、ディスプレイ３８を介してオペレータにリアルタイムで提示し」は、「前記第１および第２のターボ機械構成要素の前記構造上の健全性を示すユーザが認知できる表示を提供し」に相当する。
　また、引用発明２の「複数の場所での特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施する」は、「前記ターボ機械の運転速度を調整する」という限りにおいて、本願発明１の「前記第１および第２の光の放射に応じて前記ターボ機械の運転速度を調整するように構成されたデータ取得および分析回路を含む制御装置を備える」と一致する。
　したがって、両者は、
　「第１のセンサを含む第１のターボ機械構成要素と、
　　第２のセンサを含む第２のターボ機械構成要素と、
　を備え、
　　前記第１のターボ機械構成要素が、十分な機械的刺激に曝されると、第１の出力をし、
　　前記第２のターボ機械構成要素が、十分な機械的刺激に曝されると、第２の出力をする、
　ターボ機械と、
　　第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視し、かつ、
　　　前記第１および第２のターボ機械構成要素の前記構造上の健全性を示すユーザが認知できる表示を提供し、及び／又は、
　　　前記ターボ機械の運転速度を調整する
　ターボ機械監視システムと、
を備える、システム。」
という点で一致し、次の点で相違する。
　
〔相違点５〕
　本願発明１は「メカノルミネッセンス材料」を用い、前記第１のターボ機械構成要素が、「前記第１のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに」十分な機械的刺激に曝されると、「第１の光の放射を生成し」、前記第２のターボ機械構成要素が、「前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに」十分な機械的刺激に曝されると、「前記第１の光と波長の異なる第２の光の放射を生成し、前記第１の光の放射および前記第２の光の放射がそれぞれ、１つまたは複数の特徴的な放射パラメータを含む」のに対し、
　引用発明２は「センサ」を用い、前記多段回転機械内の第１の位置に所定の歪みがかかると、第１の圧力センサは第１の出力をし、前記多段回転機械内の第２の位置に所定の歪みがかかると、第２の圧力センサは第２の出力をする点。
  
〔相違点６〕
　本願発明１は、「第１および第２の光の放射と第１および第２のターボ機械構成要素の前記メカノルミネッセンスとの相関による第１および第２の光の放射の分析に基づいて」、第１および第２のターボ機械構成要素の構造上の健全性を監視するのに対し、
　引用発明２は、燃焼タービン１０の複数の場所での構成部品特有の状態を監視する点。
  
〔相違点７〕
　本願発明１は、「前記第１および第２の光の放射に応じて」前記ターボ機械の運転速度を調整する「ように構成されたデータ取得および分析回路を含む制御装置を備える」のに対し、
　引用発明２は、複数の場所での特定の構成部品の状態に応答して、燃焼タービン１０の動作に関する決定を瞬時に実施する点。
　
　相違点５について検討する。
　引用文献３には、
「ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出するために、
　材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ表面層をコーティングするか、または材料にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを混合して複合構造を製造し、
　機械的応力の印加時にメカニカルルミネッセンス（ＭＬ）によりＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕからの強い発光を検出することにより、
　様々な種類の材料における応力分布を可視化する技術。」（上記「引用技術３」）が記載されている。
　引用文献３に記載された「ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ」は、機械的応力すなわち圧力を検知して発光するものであるから、ガスタービンのような動的に動く部品の応力分布を可視化して検出することができ、一種の圧力センサとして用いることができるものである。
　したがって、引用発明２において、引用技術３を圧力センサとして用いることにより、前記第１のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、第１の光の放射を生成し、前記第２のターボ機械構成要素が、前記第１のメカノルミネッセンス材料（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長が同じ第２の光の放射を生成し、前記第１の光の放射および前記第２の光の放射がそれぞれ、１つまたは複数の特徴的な放射パラメータを含むものを想到することができる。
　しかしながら、引用発明２において、引用技術３を適用しても、「前記第２のターボ機械構成要素が、前記第２のメカノルミネッセンス材料によってメカノルミネッセンスが生じるのに十分な機械的刺激に曝されると、前記第１の光と波長の異なる第２の光の放射を生成」することまでは想到することができない。
　したがって、引用発明２において、引用技術３を適用しても、上記相違点１に係る本願発明１の発明特定事項を想到することはできない。
　そして、本願発明１は、上記相違点５に係る発明特定事項を有することにより、本願明細書に記載された格別顕著な作用効果を奏するものである。
　
　したがって、本願発明１は、相違点６及び７について検討するまでもなく、引用発明２及び引用技術３に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　
　３　本願発明２ないし１０について 
　本願発明２ないし１０は、本願発明１の発明特定事項を全て含むものであるから、本願発明１と同様の理由により、引用発明１及び引用技術３に基づいて、又は引用発明２及び引用技術３に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　
　４　まとめ
　以上のとおり、本願発明１ないし１０は、引用発明１及び引用技術３に基づいて、又は引用発明２及び引用技術３に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　
第６　原査定について
　前記「第５」のとおり、本願発明１ないし１０は、引用発明１及び引用技術３に基づいて、又は引用発明２及び引用技術３に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
　したがって、原査定の理由を維持することはできない。
　
第７　むすび
　以上のとおり、原査定の理由によっては、本願を拒絶することはできない。
　また、他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり審決する。