JPH0437353B2

JPH0437353B2 -

Info

Publication number: JPH0437353B2
Application number: JP56138265A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Ishii; Hideyuki Pponda
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1992-06-19
Also published as: JPS5840480A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、原料空気を液化精留分離して窒素ガ
ス及び液化窒素を製造する窒素製造装置に関し、
詳しくは、需要変動に応じて窒素ガスと液化窒素
との比率を任意の割合で変更して製造し得る窒素
製造装置に関し、さらには、需要変動に応じて供
給量を自動的に追従変化して窒素ガスを供給し得
る装置に関する。

〔従来の技術〕

原料空気を液化精留分離する窒素製造装置にお
いて、需要変動に応じて製造・供給する窒素ガス
量を調節する場合、通常は、製品窒素ガスの需要
変動に応じて原料空気量を変動させるか、又は原
料空気量を変動させず、需要低下時に余分の窒素
を液化貯留しておき、需要像大時に貯留した液化
窒素を蒸発気化させて供給していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前者は、効率的ではなく、また後者
も、ガス採取量と液採取量の比率の変更の幅が狭
く、かつその変更操作を自動化しにくいために、
運転操作を人為的に行わなければならない等の不
都合があつた。

本発明は、上述の不都合に鑑み、液−ガス併産
方式の窒素製造装置において、単精留塔内の圧力
に応じて窒素ガスと液化窒素の製造比率を変化さ
せて、需要変動に対応できる窒素製造装置を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に関し、第１発明は、精製・冷却した原
料空気を液化精留分離する単精留塔と、該単精留
塔底部より導出した酸素富化液化空気を膨張弁を
経由して凝縮器に導入する酸素富化液化空気経路
と、該凝縮器で気化した酸素富化空気を熱交換器
で前記原料空気と熱交換させて膨張タービンに導
入して寒冷を発生させる酸素富化空気経路と前記
単精留塔で液化精留分離して製出した製品窒素ガ
スを需要先に供給する製品窒素ガス経路と、前記
凝縮器で凝縮した液化窒素の一部を貯留する液化
窒素貯槽と、該液化窒素貯槽内の液化窒素を蒸発
器で気化して前記製品窒素ガス経路の合流させる
液化窒素蒸発経路とを備えた窒素製造装置におい
て、前記単精留塔内のガスを導出又は該単精留塔
へ導入される前記原料空気の一部を分岐して前記
酸素富化空気経路の前記凝縮器と前記熱交換器と
の間に合流させる抜出管と、前記単精留塔の圧力
に応じて前記抜出管の流量を制御する制御弁とを
設けたことを特徴とするものである。

第２発明は、第１発明において、前記単精留塔
下部に溜る前記酸素富化液化空気の液面高さに応
じて前記凝縮器から前記液化窒素貯槽へ導出する
液化窒素の流量を制御する制御弁と、前記製品窒
素ガス経路の流量又は圧力に応じて該製品窒素ガ
ス経路の流量を制御する制御弁と、前記製品窒素
ガス経路の圧力に応じて前記液化窒素蒸発経路の
流量を制御する弁とを設けたことを特徴とするも
のである。

第３発明は、第２発明の単精留塔下部に溜る前
記酸素富化液化空気の液面高さに応じて前記凝縮
器から前記液化窒素貯槽へ導出する液化窒素の流
量を制御する制御弁に代えて、前記単精留塔下部
に溜る前記酸素富化液化空気の液面高さに応じて
前記酸素富化液化空気経路の流量を制御する制御
弁と、前記凝縮器に溜る前記酸素富化液化空気の
液面に応じて、前記凝縮器で凝縮して前記単精留
塔上部に溜る液化窒素の前記液化窒素貯槽への導
出流量を制御する制御弁とを設けたことを特徴と
するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて、
詳細に説明する。

第１図において、原料空気導入経路Ａは、原料
空気導入管１、空気圧縮機２、管３、フロン冷却
器４、管５、切替え使用される一対の吸着器６，
６′、管７、熱交換器８，９、管１０からなるも
ので、単精留塔１１の下部に圧縮精製原料空気を
導入する。

即ち、原料空気導入管１より導入された原料空
気は、空気圧縮機２で所定の圧力（５〜10Kg／cm²
Ｇ）に昇圧された後、管３を経てフロン冷却器４
で約５℃迄冷却されて導出し、管５から切替え使
用される一対の吸着器６，６′に導入されて含有
する水分及び炭酸ガスが除去され、精製されて管
７に導出する。管７の精製原料空気は、熱交換器
８，９に入り、向流する低温ガスと熱交換して温
度降下し、ほぼ液化温度で導出し、管１０を経て
単精留塔１１の下部に導出される。

単精留塔１１は、圧縮精製原料空気を精留し
て、該単精留塔１１の上部に高純度の窒素を分離
し、下部には酸素が濃縮された液化空気（酸素富
化液化空気）が溜まる。

製品窒素ガス経路Ｂは、管１２，１３、熱交換
器８、管１４、量流制御機構用のオリフイス１
５、送出量制御用の制御弁１６、管１７からなる
もので、単精留塔１１上部に分離した窒素ガス
を、管１２より導出した後二分して、その一方を
管１３を経て前記熱交換器８に導入し、向流する
前記圧縮精製原料空気と熱交換して昇温し、管１
４、オリフイス１５、制御弁１６を経て、管１７
より製品窒素ガスとして需要先へ送る。

液化窒素貯蔵経路Ｃは、管１２から分岐した管
１８、凝縮器１９、管２３，２４、制御弁２５、
液化窒素貯槽２６からなるもので、管１２から管
１８へ二分された他方の窒素ガスを、管１８より
凝縮器１９に導入し、該凝縮器１９内で、前記単
精留塔１１下部より酸素富化液化空気経路Ｄ、即
ち、管２０、膨張弁２１、管２２を経て凝縮器１
９に導入される酸素富化液化空気と熱交換して凝
縮させて液化窒素にし、凝縮器１９より管２３に
導出して二分し、その一方を管２４、制御弁２５
を経て液化窒素貯槽２６に製品液化窒素として貯
蔵する。

凝縮器１９より管２３に導出して二分した液化
窒素の他方は、管３２より単精留塔１１上部に導
入され、精留用還流液となる。

液化窒素蒸発経路Ｅは、液化窒素貯槽２６に接
続した管２７、蒸発器２８、管２９、蒸発窒素ガ
ス送出圧力制御機構用の制御弁３０、管１７に合
流する管３１からなるもので、液化窒素著槽２６
に貯えられた製品液化窒素を、製品窒素ガスの需
要量の増大に応じて管２７に導出して蒸発器２８
で気化し、管２９、制御弁３０、管３１を経て前
記管１７の製品窒素ガスに合流して需要先へ送
る。

酸素富化空気経路Ｆは、凝縮器１９、管３３，
３４、熱交換器９、管３５、膨張タービン３６、
管３７、熱交換器９、管３８、熱交換器８、管３
９，４０、弁４１からなるもので、酸素富化液化
空気経路Ｄの管２２から凝縮器１９に導入された
酸素富化液化空気を、管１８よりの窒素ガスと熱
交換して気化し、管３３より導出し、管３４より
熱交換器９に導入して、向流する前記圧縮精製原
料空気と熱交換させて昇温し、管３５へ導出して
膨張タービン３６に導入し、膨張、温度降下させ
た後、管３７より再び熱交換器９に入つて向流す
る圧縮精製原料空気と熱交換し、管３８へ導出し
て、さらに熱交換器８に入つて圧縮精製原料空気
と熱交換し、ほぼ常温近く迄昇温して管３９へ導
出し、一部を管４０、弁４１を経て大気へ放出す
る。

管３９から管４２に分岐した酸素富化空気の残
部は、加熱器４３に導入され所要温度に昇温後、
管４４より前記切替え使用される吸着器６，６′
の再生周期にある方に導入され、前周期で吸着し
た水分及び炭酸ガスを伴つて管４５より大気中へ
放出される。

次に、需要変動に応じて製造・供給する窒素ガ
ス流と液化窒素量の比率を調節する制御機構につ
いて説明する。

第１の制御機構は、単精留塔圧力制御機構であ
る。この単精留塔圧力制御機構は、例えば、前記
単精留塔１１内のガスの一部を導出して前記酸素
富化空気経路Ｆの凝縮器１９と熱交換器９との間
に合流させる抜出管５０と、前記単精留塔１１の
圧力に応じて抜出管５０の流量を制御する制御弁
５１とを設けたもので、単精留塔１１の圧力を検
出する圧力計、例えば圧力検知制御器［PIC−
１］により単精留塔圧力の変化を検出して、検出
された圧力に応じて制御弁５１の開度を調節し、
単精留塔１１の下部から抜出管５０を介して管３
４に抜出される単精留塔１１内の低温空気の一部
を流量を制御する。

即ち、前記抜出管５０、制御弁５１を経て抜出
された低温空気は、前記凝縮器１９で気化し、管
３３を経て導出されてきた酸素富化空気と合流
し、熱交換器９で昇温後、膨張タービン３６に導
入され、膨張して温度降下後熱交換器９，８を経
て放出される。このため、例えば、製品窒素ガス
の需要低下により、単精留塔１１の圧力が上昇し
た場合、抜出管５０から低温空気の抜出量を多く
すると、単精留塔１１の圧力を略一定に保てると
共に、膨張タービン３６の処理量が増加し、寒冷
の発生量が増え、単精留塔１１下部又は凝縮器１
９に溜る流体の液面上昇となつて表れる。そこ
で、制御弁２５の開度を制御して、余剰寒冷量に
見合う液化窒素を凝縮器１９より液化窒素貯槽２
６へ抜き出して貯蔵する。

したがつて、この単精留塔圧力制御機構は、需
要変動に応じて原料空気量を変動させることな
く、窒素ガスと液化窒素の比率を追従変化させ
て、従来より経済的に窒素ガスを製造することが
できる。

この場合、圧力計を人間が監視し、単精留塔１
１の内圧の変化に応じて前記制御弁５１を手動に
よつて操作しても良いが、圧力形を圧力検知制御
器［PIC−１］にして、制御弁５１を自動制御す
れば人的操作を必要としない単精留塔圧力制御機
構とすることができる。

尚、この単精留塔圧力制御機構において、単精
留塔１１内のガスの抜出管５０の取付位置は、第
１図に示す如く、単精留塔１１下部ではなく、単
精留塔１１上部あるいは管１２，１３，１８から
抜出しても良く、また単精留塔１１下部へ導入す
る圧縮精製原料空気の管１０から分岐しても同様
な効果が得られる。

第２の制御機構は、前記製品窒素ガス経路Ｂに
設けられた製品窒素ガス流量制御機構である。こ
の製品窒素ガス流量制御機構は、管１４に設けら
れたオリフイス１５と制御弁１６と、及びオリフ
イス１５により検知した流量により制御弁１６の
開度を制御する流量検知制御器［FIC−２］とに
より構成されており、単精留塔１１上部より導出
し、熱交換器８にて略常温となり、管１４を経て
導出される製品窒素ガスの流量を流量検知制御器
［FIC−２］にて検出して、制御弁１６の開度を
制御する。

第３の制御機構は、単精留塔１１下部に溜る液
の液面制御機構である。この液面制御機構は、単
精留塔１１下部に溜る前記酸素富化液化空気の液
面を検出する液面計５２と、前記液化窒素貯蔵経
路Ｃに設けられた制御弁２５と、液面計５２から
の信号により、制御弁２５の開度を制御する液面
検知制御器［LIC−３］とにより構成されてお
り、単精留塔１１下部に溜る酸素富化液化空気の
液面高さに応じて前記凝縮器１９から液化窒素貯
槽２６に導入される液化窒素の量を制御する。

第４の制御機構は、窒素製造装置の仕様値、即
ち単精留塔１１より導出する窒素ガスの仕様値よ
り需要量が多い時に、前記液化窒素貯槽２６から
自動的に液化窒素を導出し、蒸発気化して窒素ガ
スとして供給する貯蔵窒素蒸発流量制御機構であ
る。この貯蔵窒素蒸発流量制御機構は、液化窒素
蒸発経路Ｅの管２９に設けられた制御弁３０と、
管３１の窒素ガス圧力を検出して該制御弁３０の
開度を制御する圧力検知制御器［PIC−４］とか
ら構成されており、前記製品窒素ガス経路Ｂの圧
力に応じて前記液化窒素蒸発経路Ｅの流量を制御
する。

したがつて、第１乃至第４の制御機構により、
窒素ガス需要量の変動に自動追従して製品窒素ガ
スを供給できる。即ち、製品窒素ガスの需要量０
から単精留塔１１の仕様値量と蒸発器２８の仕様
値量の双方の合計量迄の間の窒素ガス需要量の変
動に自動追従させることができる。

第５の制御機構は、膨張タービン３６に導入さ
れるガス量が増大し、その入口圧力が上昇した時
に、その圧力を検出し膨張タービン３６の容量以
上のガスを自動的バイパスさせる膨張タービング
入口圧力制御機構である。この膨張タービン入口
圧力制御機構は、酸素富化空気経路Ｆの管３５よ
り分岐して管３７に接続するバイパス管５３と、
該管５３の途中に設けられた制御弁５４と、管３
５のガス圧力を検出して該制御弁５４の開度を制
御する圧力検知制御器［PIC−５］とにより構成
されされいる。但し、この膨張タービン入口圧力
制御機構は、膨張タービン３６を充分大型にすれ
ば不要である。

尚、この膨張タービン入口圧力制御機構におい
て、制御弁５４の出口を管３７にではなく管３８
に接続しても同じ効果が得られる。

次に上記各制御機構により、製品窒素ガスの需
要変動に応じて自動的にその製造・供給量を変更
する作動状態を説明する。

まず、製品窒素ガスの需要量が少ない場合、需
要先の弁が閉じられることにより、製品窒素ガス
経路Ｂ及び単精留塔１１の圧力が上昇する。単精
留塔１１の圧力が上昇すると、前記圧力検知制御
器［PIC−１］がこれを検知し、圧力が一定にな
るように制御弁５１を開き、単精留塔１１下部よ
り低温空気の流量の調節して抜出す。

制御弁５１を経て抜出された低温空気は、管３
３の酸素富化空気と合流し、熱交換器９で昇温
後、膨張タービン３６に導入される。このため、
膨張タービン３６の処理量が増加し、寒冷の発生
量が増えて、単精留塔１１下部又は凝縮器１９に
溜る流体の液面上昇となつて表れる。

前記単精留塔１１底部の酸素富化液化空気の液
面上昇は、液面計５２で検出され、液面検知制御
器［LIC−３］により、制御弁２５の開度を制御
し、余剰寒冷量に見合う液化窒素を凝縮器１９よ
り液化窒素貯槽２６へ抜き出して貯蔵する。

窒素ガスの需要が極端に少なくなると、圧力検
出制御器PIC−１により膨張タービン３６の仕様
量を越えるガスが膨張タービン３６を流れようと
するため、膨張タービン３６入口圧力が上昇す
る。これを圧力検知制御器［PIC−５］が検出
し、制御弁５４の開度を制御して前記入口圧力が
一定になるよう、該制御弁５４を流れるガス量を
調節する。

次に窒素ガスの需要量が増えた場合、需要先の
弁が開けられ、供給される製品窒素ガスが増える
と、単精留塔１１内の圧力が下がる傾向となる
が、圧力検知制御器PIC−１により制御弁51の開
度が絞られ、単精留塔１１よりの低温空気の抜き
出し量が調節され、圧力が一定値に保たれる。

また、供給される製品窒素ガスが、仕様値（流
量検知制御器［FIC−２］の設定値）を越えない
ように、流量検知制御器［FIC−２］により制御
弁１６の開度が調節される。これにより製品窒素
ガスが仕様値を越えて単精留塔１１から抜出され
ることが無く、製品窒素ガスの純度も所定の値が
保持される。

さらに、需要量が増えた場合は、製品窒素ガス
経路Ｂの管１７、液化窒素蒸発経路Ｅの管３１の
圧力が低下するが、圧力検値制御器［PIC−４］
が管３１の圧力を検出し、制御弁３０の開度を調
節し、送出圧力が一定になるよう、管３１の窒素
ガス流量を制御する。即ち、制御弁３０が開かれ
ると、需要量が少ない時に液化窒素貯槽２６に貯
蔵されていた液化窒素が管２７より蒸発器２８に
導出され、ここで蒸発、気化して管２９、管３１
を経て管１７へ合流し、需要先へ送られる。

このようにして、製品窒素ガスの需要量０から
単精留塔１１の仕様値量と蒸発器２８の仕様値量
の双方の合計量迄の間の窒素ガス需要量の変動に
自動追従させることができる。

尚、前記製品窒素ガス流量制御機構において、
管１４を流れる窒素ガスの流量検出器、オリフイ
ス１５及び圧力検知制御器［FIC−２］は圧力検
出器及び制御器であつても良い。この場合は、圧
力検知制御器［FIC−２］の代りに設けられる圧
力検知制御器（以下［PIC−２］という）の設定
値と圧力検知制御器［PIC−１］の設定値の間に
偏差をつけることにより同様な効果が得られる。

例えば、管１４の圧力検知制御器［PIC−２］
の設定値を８Kg／cm²Ｇ、圧力検知制御器［PIC−
１］の設定値を8.5Kg／cm²Ｇに設定すると、需要
増大時は、単精留塔１１内圧が下がる傾向にある
ため、圧力検知制御器［PIC−１］の制御弁５１
は全閉となり、また圧力検知制御器［PIC−２］
によつて制御弁１６が調節されて単精留塔１１の
内圧が８Kg／cm²Ｇに保持され、これによつて製品
窒素ガス量（分離器発生窒素ガス量）は仕様量に
保たれる。一方需要減少時は、窒素ガス送出系統
の圧力が上昇し、圧力検知制御器［PIC−２］に
より制御弁１６が全開となつてさらに上昇するた
め、圧力検知制御器［PIC−１］が作動して制御
弁５１を開け、系内を8.5Kg／cm²Ｇに保持する。

また、この製品窒素ガス流量制御機構におい
て、管１４を流れる製品窒素ガスの純度を検出し
てこれによつて制御を行つても良い。

さらに、上記の制御機構は全て手動により窒素
ガス採取量と液化窒素採取量の比を変更しても良
いし、全く人的制御操作を要せずして、自動制御
により窒素ガス需要量の変動に追従して窒素ガス
製造量を自動的に変化させて供給するようにして
も良い。

次に第２図に示す他の実施例を説明する。第２
図は前記第１図の装置において、凝縮器が単精留
塔と一体となつており、その内部に酸素富化液化
空気が溜る型（直管式凝縮器）の場合のフローシ
ートである。尚、第１図と同じ部分は同一符号を
付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。

この第２図の装置においては、第１図の場合の
前記第３の液面制御機構が異なる。

本実施例の場応の液面制御機構は、単精留塔１
１下部に溜る酸素富化液化空気の液面を検出する
液面計５２、と該液面計５２よりの信号により、
単精留塔１１下部より凝縮器１９′へ導出する酸
素富化液化空気の量を調節する膨張弁２１の制御
を行う液面検知制御器［LIC−３ａ］と、凝縮器
１９′に溜る酸素富化液化空気の液面を検出す液
面計５５と、該液検面計５５よりの信号によつて
凝縮器１９′で凝縮液化して液化窒素貯槽２６に
導出される液化窒素の量を調節する制御弁２５を
制御する液面検知制御器［LIC−３ｂ］とにより
構成されている。

そして、その作動状態は次の通りである。例え
ば、管１７の製品窒素ガスの需要量が減少して単
精留塔１１内の圧力が上昇すると、前述の如く、
これを検知した前記圧力検知制御器［PIC−１］
により制御弁５１が開いて膨張タービン３６によ
り寒冷発生量が大となり、単精留塔１１底部の酸
素富化液化空気が増加する。この酸素富化液化空
気の増加を液面計５２が検知し、液面検知制御器
［LIC−３ａ］が、膨張弁２１の開度を大として
管２０，２２を経て凝縮器１９′へ導出する酸素
富化液化空気の量を多くする。窒素ガス需要量が
増大した場合はこの逆になる。

凝縮器１９′の内部に導入される酸素富化液化
空気が上記のように変動すると、凝縮器１９′内
に溜る液量が変動し、この変動に応じて生成する
液化窒素量が変動する。そこで凝縮器１９の酸素
富化液化空気の液面を液面計５５により検出し、
液面検知制御器［LIC−３ｂ］により、制御弁２
５の開度が調節され、液化窒素貯槽２６に導入す
る液化窒素の量が制御される。

このように、凝縮器の形式が異なつても同様な
制御が行える。また、本実施例も、前記実施例同
様に、手動制御、自動制御による需要変動への追
従が可能である。

［発明の効果］本発明は、以上の如く、原料空気を液化精留分
離する単精留塔と、該単精留塔底部の酸素富化液
化空気を膨張させて凝縮器に動入する酸素富化液
化空気経路と、該凝縮器で気化した酸素富化空気
を熱交換器で昇温して膨張タービンに導入して寒
冷を発生させる酸素富化空気経路と、前記単精留
塔で製出した製品窒素ガスを需要先に供給する製
品窒素ガス経路と、前記凝縮器で凝縮した液化窒
素の一部を貯留する液化窒素貯槽と、該液化窒素
貯槽内の液化窒素を蒸発器で気化して前記製品窒
素ガス経路に合流させる液化窒素蒸発経路と、前
記単精留塔内のガスを導出又は該単精留塔へ導入
される前記原料空気の一部を分岐して前記酸素富
化液化空気経路の前記凝縮器と前記熱交換器との
間に合流させる抜出管と、前記単精留塔の圧力に
応じて、前記抜出管の流量を制御する制御弁とを
設けたので、需要変動に応じて原料空気量を変動
させることなく、窒素ガスと液化窒素の製造比率
を手動または自動的に追従変化させて、従来より
経済的に窒素ガスを製造することができる。

また、上記構成において、前記単精留塔下部に
溜る前記酸素富化液化空気の液面高さに応じて前
記凝縮器から前記液化窒素貯槽へ導出する液化窒
素の流量を制御する制御弁あるいは前記単精留塔
下部に溜る前記酸素富化液化空気の液面高さに応
じて前記酸素富化空気経路の流量を制御する制御
弁及び前記凝縮器に溜る前記酸素富化液化空気の
液面に応じて前記凝縮器で凝縮して前記単精留塔
上部に溜まる液化窒素の前記液化窒素貯槽への導
出流量を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経
路の流量又は圧力に応じて該製品窒素ガス経路の
流量を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経路
の圧力に応じて前記液化窒素蒸発経路の流量を制
御する制御弁とを設けることにより、窒素ガス需
要量の少ない時に、自動的に窒素ガス減量分に見
合つた液化窒素を採取して貯え、窒素ガス需要量
の多い時に、自動的に窒素ガス製造量を仕様量ま
で増加し、窒素ガスの需要量が窒素ガス製造量を
超えた時に、貯えた液化窒素を自動的に蒸発させ
て需要先に供給できるから、上述の効果の他に、
窒素ガス需要量の変動に自動追従して製品窒素ガ
スを供給できる。したがつて、製品窒素ガスの需
要量０から単精留塔の仕様値量と蒸発器の仕様値
量の双方の合計量迄の間の窒素ガス需要量の変動
に自動追従させることができる。

さらに、窒素ガス量の製造量が、仕様値を越え
ないよう制御するため、純度低下したガスを送出
する虞がない。また、この場合、運転モードが１
つであり、したがつて、全量ガス採取運転時と、
液−ガス採取運転時とにおける制御系の切換えが
不必要であるため、上記制御機構を全て自動制御
とした場合は、通常運転において全く人的制御、
調整、スイツチ操作の必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローシート
図、第２図は本発明の他実施例を示すフローシー
ト図である。Ａ……原料空気導入経路、Ｂ…製品窒素ガス経
路、Ｃ……液化窒素貯蔵経路、Ｄ……酸素富化液
化空気経路、Ｅ……液化窒素蒸発経路、Ｆ……酸
素富化空気経路、２……空気圧縮機、４……冷却
器、６，６′……吸着器、８，９……熱交換器、
１１……単精留塔、１５……オリフイス、１６，
２５，３０，５１，５４……制御弁、１９……凝
縮器、２１……膨張弁、２６……液化窒素貯槽、
２８……蒸発器、３６……膨張タービン、５０…
…抜出管、５２，５５……液面計、PIC−１，
PIC−４，PIC−５……圧力検知制御器、FIC−
２……流量検知制御器、LIC−３，LIC−３ａ，
LIC−３ｂ……液面検知制御器。

Claims

【特許請求の範囲】１精製・冷却した原料空気を液化精留分離する
単精留塔と、該単精留塔底部より導出した酸素富
化液化空気を膨張弁を経由して凝縮器に導入する
酸素富化液化空気経路と、該凝縮器で気化した酸
素富化空気を熱交換器で前記原料空気と熱交換さ
せて膨張タービンに導入して寒冷を発生させる酸
素富化空気経路と、前記単精留塔で液化精留分離
して製出した製品窒素ガスを需要先に供給する製
品窒素ガス経路と、前記凝縮器で凝縮した液化窒
素の一部を貯留する液化窒素貯槽と、該液化窒素
貯槽内の液化窒素を蒸発器で気化して前記製品窒
素ガス経路に合流させる液化窒素蒸発経路とを備
えた窒素製造装置において、前記単精留塔内のガ
スを導出又は該単精留塔へ導入される前記原料空
気の一部を分岐して前記酸素富化経路の前記凝縮
器と前記熱交換器との間に合流させる抜出管と、
前記単精留塔の圧力に応じて前記抜出管の流量を
制御する制御弁とを設けたことを特徴とする窒素
製造装置。２前記抜出管は、前記単精留塔の下部に接続さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の窒素製造装置。３前記抜出管は、前記単精留塔の上部に接続さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の窒素製造装置。４精製・冷却した原料空気を液化精留分離する
単精留塔と、該単精留塔底部より導出した酸素富
化液化空気を膨張弁を経由して凝縮器に導入する
酸素富化液化空気経路と、該凝縮器で気化した酸
素富化空気を熱交換器で前記原料空気と熱交換さ
せて膨張タービンに導入して寒冷を発生させる酸
素富化空気経路と、前記単精留塔で液化精留分離
して製出した製品窒素ガスを需要先に供給する製
品窒素ガス経路と、前記凝縮器で凝縮した液化窒
素の一部を貯留する液化窒素貯槽と、該液化窒素
貯槽内の液化窒素を蒸発器で気化して前記製品窒
素ガス経路に合流させる液化窒素蒸発経路とを備
えた窒素製造装置において、前記単精留塔内のガ
スを導出又は該単精留塔へ導入される前記原料空
気の一部を分岐して前記酸素富化空気経路の前記
凝縮器と前記熱交換器との間に合流させる抜出管
と、前記単精留塔の圧力に応じて前記抜出管の流
量を制御する制御弁と、前記単精留塔下部に溜る
前記酸素富化液化空気の液面高さに応じて前記凝
縮器から前記液化窒素貯槽へ導出する液化窒素の
流量を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経路
の流量又は圧力に応じて該製品窒素ガス経路の流
量を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経路の
圧力に応じて前記液化窒素蒸発経路の流量を制御
する弁とを設けたことを特徴とする窒素製造装
置。５精製・冷却した原料空気を液化精留分離する
単精留塔と、該単精留塔底部より導出した酸素富
化液化空気を膨張弁を経由して凝縮器に導入する
酸素富化液化空気経路と、該凝縮器で気化した酸
素富化空気を熱交換器で前記原料空気と熱交換さ
せて膨張タービンに導入して寒冷を発生させる酸
素富化空気経路と、前記単精留塔で液化精留分離
して製出した製品窒素ガスを需要先に供給する製
品窒素ガス経路と、前記凝縮器で凝縮して前記単
精留塔上部に溜まる液化窒素の一部を導出して貯
留する液化窒素貯槽と、該液化窒素貯槽内の液化
窒素を蒸発器で気化して前記製品窒素ガス経路に
合流させる液化窒素蒸発経路とを備えた窒素製造
装置において、前記単精留塔内のガスを導出又は
該単精留塔へ導入される前記原料空気の一部を分
岐して前記酸素富化経路の前記凝縮器と前記熱交
換器との間に合流させる抜出管と、前記単精留塔
の圧力に応じて前記抜出管の流量を制御する制御
弁と、前記単精留塔下部に溜る前記酸素富化液化
空気の液面高さに応じて前記酸素富化空気経路の
流量を制御する制御弁と、前記凝縮器に溜る前記
酸素富化液化空気の液面に応じて前記単精留塔上
部から前記液化窒素貯槽へ導出する液化窒素を流
量を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経路の
流量又は圧力に応じて該製品窒素ガス経路の流量
を制御する制御弁と、前記製品窒素ガス経路の圧
力に応じて前記液化窒素蒸発経路の流量を制御す
る制御弁とを設けたことを特徴とする窒素製造装
置。