JP2533262B2 - 高純度窒素および酸素ガス製造装置 - Google Patents

高純度窒素および酸素ガス製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度窒素および酸素
ガス製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子工業では極めて多量の窒素ガスが使
用されているが、部品精度維持向上の観点から窒素ガス
の純度について厳しい要望をだしてきている。すなわ
ち、窒素ガスは、一般に、空気を原料とし、これを圧縮
機で圧縮したのち、吸着筒に入れて炭酸ガスおよび水分
を除去し、さらに熱交換器を通して冷媒と熱交換させて
冷却し、ついで精留塔で深冷液化分離して製品窒素ガス
を製造し、これを前記の熱交換器を通して常温近傍に昇
温させるという工程を経て製造されている。しかしなが
ら、このようにして製造される製品窒素ガスには、酸素
が不純分として混在しているため、これをそのまま使用
することは不都合なことが多い。不純酸素の除去方法と
しては、Pt触媒を使用し窒素ガス中に微量の水素を
添加して不純酸素と200℃程度の温度雰囲気中で反応
させ水として除去する方法およびNi触媒を使用し、
窒素ガス中の不純酸素を200℃程度の温度雰囲気にお
いてNi触媒と接触させNi+1/2O2 →NiOの反
応を起こさせて除去する方法がある。しかしながら、こ
れらの方法は、いずれも窒素ガスを高温にして触媒と接
触させなければならないため、その装置を、超低温系で
ある窒素ガス製造装置中には組み込めない。したがっ
て、窒素ガス製造装置とは別個に精製装置を設置しなけ
ればならず、全体が大形になるという欠点がある。その
うえ、前記の方法では、水素の添加量の調整に高精度
が要求され、不純酸素量と丁度反応するだけの量の水素
を添加しないと、酸素が残存したり、また添加した水素
が残存して不純分となってしまうため、操作に熟練を要
するという問題がある。さらに、前記の方法では、不
純酸素との反応で生じたNiOの再生(NiO+H2
Ni+H2 O)をする必要が生じ、再生用H2 ガス設備
が必要となって精製費の上昇を招いていた。したがっ
て、これらの改善が強く望まれていた。
【0003】また、従来の窒素ガスの製造装置は、圧縮
機で圧縮された圧縮空気を冷却するための熱交換器の冷
媒冷却用に、膨脹タービンを用い、これを精留塔内に溜
る液体空気(深冷液化分離により低沸点の窒素はガスと
して取り出され、残部が酸素リッチな液体空気となって
溜る)から蒸発したガスの圧力で駆動するようになって
いる。ところが、膨脹タービンは回転速度が極めて大
(数万回/分)であって負荷変動に対する追従運転が困
難であり、特別に養成した運転員が必要である。また、
このものは高速回転するため機械構造上高精度が要求さ
れ、かつ高価であり、機構が複雑なため特別に養成した
要員が必要という難点を有している。すなわち、膨脹タ
ービンは高速回転部を有するため、上記のような諸問題
を生じるのであり、このような高速回転部を有する膨脹
タービンの除去に対して強い要望があった。
【0004】この発明者は、このような要望に応えるた
め、膨脹タービンを除去し、それに代えて外部から液体
窒素を寒冷として精留塔内に供給する窒素ガス製造装置
を開発し、すでに特許出願(特願昭58−38050)
している。この装置は、極めて高純度の窒素ガスを製造
しうるため、これまでのような精製装置が全く不要にな
る。また、膨脹タービンを除去しているため、それにも
とづく弊害も生じない。したがって、電子工業向に最適
である。しかしながら、電子工業では、窒素ガス以外
に、酸素ガスも使用しており、1台の装置で窒素ガスの
みならず酸素ガスも製造しうるような装置の提供が望ま
れてきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、膨脹タービ
ンや精製装置を用いることなく高純度の窒素ガスを製造
でき、かつ同時に高純度の酸素ガスも製造しうる高純度
窒素および酸素ガス製造装置の提供をその目的とするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、外部より取り入れた空気を圧縮する空
気圧縮手段と、この空気圧縮手段によって圧縮された圧
縮空気中の炭酸ガスと水とを除去する除去手段と、この
除去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却する熱交換手段
と、上記熱交換手段により超低温に冷却された圧縮空気
の一部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保持
する窒素精留塔と、上記窒素精留塔内の窒素ガスを製品
窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取
出路と、液体空気を対象とし窒素と酸素の沸点の差を利
用して両者を分離する酸素精留塔と、上記窒素精留塔内
の滞留液体空気を上記酸素精留塔内に供給する液体空気
供給路と、上記酸素精留塔内の酸素ガスを製品酸素ガス
として取り出す酸素ガス取出路を備え、液体窒素貯蔵手
段および液体酸素貯蔵手段と、上記液体窒素貯蔵手段お
よび液体酸素貯蔵手段の少なくとも一方の貯蔵低温液化
ガスをこの低温液化ガスと同種ガスの精留塔内に寒冷源
として導く低温液化ガス導入路と、上記低温液化ガス導
入路の供給量を制御することにより上記酸素精留塔内の
低温液体の液面を一定に制御する制御手段を備えている
高純度窒素および酸素ガス製造装置を第1の要旨とし、
外部より取り入れた空気を圧縮する空気圧縮手段と、こ
の空気圧縮手段によって圧縮された圧縮空気中の炭酸ガ
スと水とを除去する除去手段と、この除去手段を経た圧
縮空気を超低温に冷却する熱交換手段と、上記熱交換手
段により超低温に冷却された圧縮空気の一部を液化して
内部に溜め窒素のみを気体として保持する窒素精留塔
と、上記窒素精留塔内の窒素ガスを製品窒素ガスとして
上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取出路と、液体空
気を対象としその窒素分を気化させ酸素分に富んだ状態
にする酸素凝縮塔と、上記窒素精留塔内の滞留液体空気
を上記酸素凝縮塔内に供給する液体空気供給路と、酸素
と窒素の沸点の差を利用して両者を分離する酸素精留塔
と、上記酸素凝縮塔内の酸素分に富んだ液体空気を上記
酸素精留塔内に供給する供給路と、上記酸素精留塔内の
酸素ガスを製品酸素ガスとして取り出す酸素ガス取出路
を備え、液体窒素貯蔵手段および液体酸素貯蔵手段と上
記液体窒素貯蔵手段および液体酸素貯蔵手段の少なくと
も一方の貯蔵低温液化ガスをこの低温液化ガスと同種ガ
スの精留塔内に寒冷源として導く低温液化ガス導入路
と、上記低温液化ガス導入路の供給量を制御することに
より上記酸素精留塔内の低温液体の液面を一定に制御す
る制御手段を備えている高純度窒素および酸素ガス製造
装置を第2の要旨とするものである。
【0007】つぎに、本発明を実施例にもとづいて詳し
く説明する。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示している。図に
おいて、1は第1の空気圧縮機、2は廃熱回収器、3は
インタークーラ、4は第2の空気圧縮機、5はアフター
クーラ、6は2個1組の空気冷却筒で、一方(6a)が
密閉型になっており、他方(6b)が上部開放型になっ
ている。7は2個1組の吸着筒で、内部にモレキュラー
シーブが充填されており、第1および第2の空気圧縮機
1,4により圧縮された空気中のH2 OおよびCO2
交互に作動して吸着除去する。8は第1の熱交換器であ
り、この熱交換器8に、吸着筒7によりH2 OおよびC
2 を吸着除去された圧縮空気が、圧縮空気供給パイプ
9を経て送り込まれ熱交換作用により超低温に冷却され
る。10は第2の熱交換器であり、上記圧縮空気供給パ
イプ9から分岐した分岐パイプ11により、H2 Oおよ
びCO2 の吸着除去された圧縮空気が送り込まれる。こ
の第2の熱交換器10に送り込まれた圧縮空気も熱交換
作用により超低温に冷却され、ついで上記第1の熱交換
器8で冷却された超低温圧縮空気に合流される。12は
棚段式の窒素精留塔であり、第1および第2の熱交換器
8,10により超低温に冷却されパイプ9を経て送り込
まれる圧縮空気をさらに冷却し、その一部を液化し液体
空気13として底部に溜め、窒素のみを気体状態で取り
出すようになっている。この精留塔12の上部側の部分
には、液体窒素溜め12aが設けられ、そこに、液体窒
素貯槽14から液体窒素が導入路パイプ14aを介して
送入される。送入された液体窒素は、上記液体窒素溜め
12aから溢れて精留塔12内を下方に流下し、精留塔
12の底部から上昇する圧縮空気と向流的に接触し冷却
してその一部を液化するようになっている。すなわち、
この過程で圧縮空気中の高沸点成分(酸素分)が液化さ
れて精留塔12の底部に溜り、低沸点成分の窒素ガスが
精留塔12の上部に溜る。19は、このようにして精留
塔12の上部に溜った窒素ガスを製品窒素ガスとして取
り出す取出パイプで、超低温の窒素ガスを第1の熱交換
器8内に案内し、そこに送り込まれる圧縮空気と熱交換
させて常温にしメインパイプ20に送り込む作用をす
る。この場合、精留塔12の最上部には、窒素ガスとと
もに、沸点の低いHe(−269℃),H2 (−253
℃)が溜りやすいため、取出パイプ19は、精留塔12
の最上部よりかなり下側に開口しており、He,H2
混在しない純窒素ガスのみを取り出すようになってい
る。15は棚段式の酸素凝縮塔で、内部に凝縮器16が
配設されている。この凝縮器16に、精留塔12の上部
に溜る窒素ガスの一部がパイプ12bを介して送入され
て液化し、パイプ12cを経て上記導入路パイプ14a
内の液体窒素に合流する。上記酸素凝縮塔15内は、精
留塔12内よりも減圧状態になっており、精留塔12の
底部の貯留液体空気(N2 :50〜70%,O2 :30
〜50%)13が、液面計17によって制御されている
膨脹弁17a付きパイプ18を経て送り込まれ、その高
沸点成分である窒素分を気化させて塔15の内部温度を
超低温に保持し、それ自身は酸素リッチな超低温液体と
なって塔15の底部に溜るようになっている。この酸素
リッチな超低温液体の冷熱により凝縮器16内に送入さ
れた窒素ガスが液化し、前記のように導入路パイプ14
a内の液体窒素に合流するのである。30は、酸素凝縮
塔15の上部に溜った窒素分(純度はそれ程高くない)
を廃窒素ガスとして取り出す廃窒素ガス取出パイプで、
上記廃窒素ガスを第1の熱交換器8に案内してその冷熱
により原料空気を超低温に冷却し、続いてその一部を、
2個1組の冷却筒6のうちの上部開放型冷却筒6bに案
内し、パイプ34の先端ノズルからシャワー状に流下さ
れる水と接触させて冷却し、熱交換を終えた廃窒素ガス
を矢印Dのように大気中に放出するとともに、上記廃窒
素ガスの残部を分岐パイプ30aから矢印Aのように直
接大気中に放出するようになっている。この場合、冷却
筒6に送られる廃窒素ガスは、その一部が、前記2個1
組の吸着筒7における吸着作動していない方の吸着筒の
再生に用いられる。すなわち、弁38を開いて超低温の
廃窒素ガスをパイプ39を経由させ廃熱回収器2に送入
して昇温させ、ついで再生用ヒータ41でさらに常温ま
で昇温させ、吸着作動していない方の吸着筒に送入して
モレキュラーシーブの再生を行わせ、ついで大気中に矢
印Bのように放出する。上記モレキュラーシーブは常温
では吸着能が殆どなく、超低温において優れた吸着能を
発揮するものであり、上記のようにして再生されたまま
の状態では常温になっていて吸着能を発揮しえない。そ
のため、常温の廃窒素ガスを流したのち、直ちに弁38
を閉じ弁37を開き、超低温の廃窒素ガスを流してモレ
キュラーシーブを冷却し、使用済みの廃窒素ガスを矢印
Bのように放出するということが行われ、これによって
モレキュラーシーブの再生が完了する。2個1組の吸着
筒7はこのようにして交互に再生され使用される。35
aは液面計35により制御される膨脹弁である。なお、
上部開放型冷却筒6bにおいて、廃窒素ガスにより冷却
された水31は、上部開放型冷却筒6bの底部に溜り、
モータ32の作用により、パイプ33を経て密閉型冷却
筒6aの上部に送られ、そこからシャワー状に流下して
空気圧縮機1から送り込まれる原料空気を冷却する。そ
して、冷却を終えた水31は、モータ32の作用により
上部開放型冷却筒6bに還流され、廃窒素ガスの冷熱に
より再び冷却される。21は棚段式の酸素精留塔で、パ
イプ22によって酸素凝縮塔15の底部と連通してお
り、酸素凝縮塔15の底部に溜った酸素リッチな超低温
流体を圧力差によって取り込むようになっている。25
は液面計、26はその液面計25により制御される膨脹
弁、27はアセチレン吸収器で、上記酸素リッチな超低
温流体中のアセチレンを吸収除去する。28は上記酸素
リッチな超低温流体を冷却する第3の熱交換器である。
この熱交換器28による冷却により、酸素リッチな超低
温流体が一層冷却され、酸素精留塔21内に、膨脹弁2
6の作用によって噴霧状になって取り込まれる際、酸素
分が直ちに液化するとともに窒素分がガス化し両者が高
精度で分離されるようになる。上記酸素精留塔21の下
部側の部分には、液体酸素貯槽23から液体酸素が寒冷
として導入路パイプ23aを介して送入され、酸素精留
塔21内に内蔵された凝縮器24を冷却し、酸素凝縮塔
15を上部からその凝縮器24内に送り込まれる廃窒素
ガスを液化しパイプ15bを介して酸素凝縮塔15の還
流液留め15cに戻す作用をする。29は酸素精留塔2
1の上部に溜る超低温の窒素ガスを上記熱交換器28の
冷媒として送るパイプ、29bは冷媒としての作用を終
えた窒素ガスを第1の熱交換器8に送るパイプであり、
第1の熱交換器8において熱交換を終えた窒素ガスを廃
窒素ガスに合流させるよう先端が廃窒素ガス取出パイプ
30に連結している。29aは逆止弁である。25aは
酸素精留塔21に設けられた液面計、23bはそれによ
って制御される流量調節弁である。上記液面計25a
は、液体酸素の流量だけでなく、液体窒素貯槽14から
送出される液体窒素の流量も、流量調節弁14bに対す
る制御によって制御し、常時精留塔12,21に適正量
の寒冷が送入されるようにしている。21aは、酸素ガ
ス取出パイプで、酸素精留塔21の底部滞留液体酸素2
1c(純度99.5%)から気化した超高純度の酸素ガ
スを取り出し、第1の熱交換器8内に案内し、そこに送
り込まれる圧縮空気と熱交換させて常温にし、製品酸素
ガス取出パイプ21bに送り込む作用をする。29cは
酸素精留塔21の底部の滞留液体酸素21cを廃棄する
廃棄パイプであり、上記液体酸素を第2の熱交換器10
に送り込み、そこで原料空気と熱交換させて原料空気を
超低温に冷却したのち、矢印Cのように放出する。上記
滞留液体酸素21cには、メタン,アセチレン等の不純
分が含まれており、これら不純分は滞留液体酸素21c
の下部側に多いため、廃棄パイプ29cは、酸素精留塔
21の底部に開口している。42,44はバックアップ
系ラインであり、空気圧縮系ラインが故障したとき弁4
2a,44aを開き、液体窒素貯槽14内の液体窒素を
蒸発器43により蒸発させてメインパイプ20に送り込
み、窒素ガスの供給がとだえることのないようにすると
ともに、液体酸素貯槽23内の液体酸素を蒸発器45に
より蒸発させてメインパイプ21bに送り込み、酸素ガ
スの供給もとだえることのないようにする。一点鎖線は
真空保冷函を示している。この真空保冷函は外部からの
熱侵入を遮断し、一層精製効率を向上させるものであ
る。
【0009】この装置は、つぎのようにして製品窒素ガ
スおよび酸素ガスを製造する。すなわち、空気圧縮機1
により空気を圧縮し、このとき発生した熱を廃熱回収器
2で回収する。そして、圧縮された空気をインタークー
ラ3で加給冷却し、ついで空気圧縮機4により圧縮し、
アフタークーラ5でさらに冷却したのち、密閉型冷却筒
6aに送入し、廃窒素ガスで冷却された水と向流接触さ
せて冷却する。つぎに、これを吸着筒7に送り込み、H
2 OおよびCO2 を吸着除去する。ついで、H2 Oおよ
びCO2 が吸着除去された圧縮空気の一部を、パイプ9
を経由させ第1の熱交換器8内に送り込んで超低温に冷
却するとともに、残部を、分岐パイプ11を経由させ第
2の熱交換器10に送り込んで超低温に冷却し、両者を
合流させて精留塔12の下部内に投入する。ついで、こ
の投入圧縮空気を、液体窒素貯槽14から精留塔12内
に送り込まれた液体窒素および液体窒素溜め12aから
の溢流液体窒素と向流的に接触させて冷却し、その一部
を液化して精留塔12の底部に溜める。この過程におい
て、窒素と酸素の沸点の差(酸素の沸点−183℃,窒
素の沸点−196℃)により、圧縮空気中の高沸点成分
である酸素が液化し、窒素が気体のまま残る。そして、
精留塔12の底部には酸素分が多い液体空気13が溜
る。ついで、上記気体のまま残った窒素を取出パイプ1
9から取り出して第1の熱交換器8に送り込み、常温近
くまで昇温させメインパイプ20から超高純度の製品窒
素ガスとして送り出す。この場合、液体窒素貯槽14か
らの液体窒素は、圧縮空気液化用の寒冷源として作用
し、それ自身は気化して取出パイプ19から製品窒素ガ
スの一部として取り出される。他方、精留塔12の底部
に溜った液体空気は、パイプ18を介して酸素凝縮塔1
5内に噴霧され、還流液溜め15cからの溢流液体窒素
と接触しながら塔15の底部に流下する。このとき、前
記同様、窒素と酸素の沸点の差により、高沸点成分であ
る酸素が液化し窒素が気体のまま残るため、塔15の底
部に溜る液体空気の酸素濃度は、前記精留塔12におけ
る液体空気13の酸素濃度よりも高くなる(O2 :60
〜80%)。つぎに、この酸素リッチな液体空気13を
膨脹弁26で断熱膨脹させたのちアセチレン吸収器に送
入してアセチレンを除去し、第3の熱交換器に送入して
冷却し、酸素分を液化して分離し(窒素分は気体のまま
残る)、その状態で酸素精留塔21に送り込む。酸素精
留塔21に送り込まれた気液混合物のうち、液体酸素は
塔底に溜り、窒素ガスは塔21の上部に溜ったのちパイ
プ29を経由して上記第3の熱交換器28に送入され冷
媒として作用し、その後第1の熱交換器8を経て廃窒素
ガス取出パイプ30に送入され投棄等される。上記酸素
精留塔21には、液体酸素貯槽23から液体酸素が寒冷
として供給され、上記液化分離された液体酸素と混じり
合って塔底に溜り、酸素精留塔21内蔵の凝縮器24を
冷却する。他方、酸素凝縮塔15内で分離された窒素ガ
スは、その殆どが廃窒素ガス取出パイプ30から取り出
され、第1の熱交換器8の冷媒として、また空気冷却筒
6の冷却水の作製および吸着筒7の再生に利用される。
そして、上記窒素ガスの残部が、酸素精留塔21内蔵の
凝縮器24に送り込まれ、液体酸素により冷却され液化
して酸素凝縮塔15内の還流液溜め15c内に還流す
る。上記酸素精留塔21の底部の液体酸素は、そのまま
製品として取り出されるのではなく、その気化物(酸素
ガス)として製品酸素ガスパイプ21aからとり出さ
れ、第1の熱交換器8で熱交換したのち、常温製品ガス
として系外に送出される。なお、上記酸素精留塔21の
滞留液体酸素のうち、底部近傍のものには、アセチレ
ン,メタン等の不純分が多く含まれているため、パイプ
29cを経由して外部に投棄される。このようにして、
高純度の窒素ガスと酸素ガスが1台の装置により同時に
得られる。
【0010】図2は、他の実施例を示している。この装
置は、酸素凝縮塔を除去し、酸素精留塔21を大形化し
機能アップして窒素精留塔12に直接接続し、窒素精留
塔12で生成された製品窒素ガスの一部を酸素精留塔の
第1の凝縮器24に送入して冷却液化し還流液とすると
ともに、窒素精留塔12の底部に溜る液体空気を液体酸
素貯槽23から送出される液体酸素に混合し酸素精留塔
21内に送入して酸素を液化分離するようにしている。
そして、酸素精留塔21内に第2の凝縮器48をさらに
設け、分離生成した廃窒素ガスをその冷媒として用い、
酸素に対する液化分離の精度を向上させるようにしてい
る。50は液面計、49はその液面計50によって制御
される弁である。それ以外の部分は図1と同じであるか
ら、同一部分に同一符号を付して説明の繰り返しを省略
する。
【0011】この装置は、図1の装置と同様の作用効果
を奏するほか、全体を小形化しうるという効果を有す
る。
【0012】
【発明の効果】以上のように、本発明の高純度窒素およ
び酸素ガス製造装置は、膨脹タービンを用いず、それに
代えて何ら回転部をもたない液体窒素および液体酸素貯
槽を用いるため、装置全体として回転部がなくなり故障
が全く生じない。しかも膨脹タービンは高価であるのに
対して液体窒素等の貯槽は安価であり、また特別な要員
も不要になる。そのうえ、膨脹タービン(窒素精留塔内
に溜る液体空気から蒸発したガスの圧力で駆動する)
は、需要量の変動に対して迅速に対応できないに対し、
本発明では液体窒素貯槽ないし液体酸素貯槽から液体窒
素,液体酸素を寒冷として供給するものであり、この液
体窒素等の供給量の変動は、迅速に行うことができるた
め、負荷変動に対するきめ細やかな追従が可能となり、
純度が安定している製品窒素および酸素ガスを製造しう
るようになる。そのうえ、本発明の装置は、液体窒素貯
蔵手段および液体酸素貯蔵手段と上記液体窒素貯蔵手段
および液体酸素貯蔵手段の少なくとも一方の貯蔵低温液
化ガスを、この低温液化ガスと同種の精留塔内に寒冷源
として導く低温液化ガス導入路を備えているため、液体
窒素または液体酸素の何れかが入手不可能な時は、入手
可能な他方の低温液化ガスを入手し、それを寒冷として
用いて窒素ガスおよび酸素ガスの双方を製造することが
でき、例えば寒冷源として用いる低温液化ガスのうち、
一方のガス輸送に障害が生じても、入手しやすい方の低
温液化ガスのみを用いて操業しうるため、低温液化ガス
の供給遮断に基づく装置の停止が生じないという実用上
大きな利点を奏する。しかも、低温液化ガスの供給量を
酸素精留塔内の低温液体の液面制御により行うため、素
早く,正確な制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成図である。
【図2】他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
1 第1の空気圧縮機 4 第2の空気圧縮機 7 吸着筒 8 第1の熱交換器 10 第2の熱交換器 12 窒素精留塔 14 液体窒素貯槽 14a 導入路パイプ 15 酸素凝縮塔 18 パイプ 19 取出パイプ 21 酸素精留塔 21a 酸素ガス取出パイプ 22 パイプ 23 液体酸素貯槽 23a 導入路パイプ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部より取り入れた空気を圧縮する空気
    圧縮手段と、この空気圧縮手段によって圧縮された圧縮
    空気中の炭酸ガスと水とを除去する除去手段と、この除
    去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却する熱交換手段
    と、上記熱交換手段により超低温に冷却された圧縮空気
    の一部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保持
    する窒素精留塔と、上記窒素精留塔内の窒素ガスを製品
    窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取
    出路と、液体空気を対象とし窒素と酸素の沸点の差を利
    用して両者を分離する酸素精留塔と、上記窒素精留塔内
    の滞留液体空気を上記酸素精留塔内に供給する液体空気
    供給路と、上記酸素精留塔内の酸素ガスを製品酸素ガス
    として取り出す酸素ガス取出路を備え、液体窒素貯蔵手
    段および液体酸素貯蔵手段と、上記液体窒素貯蔵手段お
    よび液体酸素貯蔵手段の少なくとも一方の貯蔵低温液化
    ガスをこの低温液化ガスと同種ガスの精留塔内に寒冷源
    として導く低温液化ガス導入路と、上記低温液化ガス導
    入路の供給量を制御することにより上記酸素精留塔内の
    低温液体の液面を一定に制御する制御手段を備えている
    ことを特徴とする高純度窒素および酸素ガス製造装置。
  2. 【請求項2】 外部より取り入れた空気を圧縮する空気
    圧縮手段と、この空気圧縮手段によって圧縮された圧縮
    空気中の炭酸ガスと水とを除去する除去手段と、この除
    去手段を経た圧縮空気を超低温に冷却する熱交換手段
    と、上記熱交換手段により超低温に冷却された圧縮空気
    の一部を液化して内部に溜め窒素のみを気体として保持
    する窒素精留塔と、上記窒素精留塔内の窒素ガスを製品
    窒素ガスとして上記窒素精留塔より取り出す窒素ガス取
    出路と、液体空気を対象としその窒素分を気化させ酸素
    分に富んだ状態にする酸素凝縮塔と、上記窒素精留塔内
    の滞留液体空気を上記酸素凝縮塔内に供給する液体空気
    供給路と、酸素と窒素の沸点の差を利用して両者を分離
    する酸素精留塔と、上記酸素凝縮塔内の酸素分に富んだ
    液体空気を上記酸素精留塔内に供給する供給路と、上記
    酸素精留塔内の酸素ガスを製品酸素ガスとして取り出す
    酸素ガス取出路を備え、液体窒素貯蔵手段および液体酸
    素貯蔵手段と上記液体窒素貯蔵手段および液体酸素貯蔵
    手段の少なくとも一方の貯蔵低温液化ガスをこの低温液
    化ガスと同種ガスの精留塔内に寒冷源として導く低温液
    化ガス導入路と、上記低温液化ガス導入路の供給量を制
    御することにより上記酸素精留塔内の低温液体の液面を
    一定に制御する制御手段を備えていることを特徴とする
    高純度窒素および酸素ガス製造装置。
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