JPS61190277A - 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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。
〔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■Ｎ＋Ｎｉ触媒用し、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＋１／２０□−Ｎｉ　Ｏ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（Ｎｉ　Ｏ→−１１□→Ｎｉ　＋　
ＨｚＯ）をする必要が生じ、再生用■２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。
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、
膨張タービンを用い、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、膨張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」二高精度が要求され、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、膨張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
転部を有する膨張タービンの除去に対して強い要望があ
った。
この発明者は、このような要望に応えるため、膨張ター
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
張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。
〔発明の目的〕
本発明は、膨張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。
〔発明の開示〕
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、液体窒素を貯蔵する液体窒
素貯蔵手段と、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、上記液体窒素貯蔵手段内
の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源として上記窒素精
留塔内に導く液体窒素導入路と、寒冷源としての作用を
終えて気化した液体窒素および上記窒素精留塔内に保持
されている気化窒素の双方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、液体酸素を
貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、この液体酸素貯蔵手段内
の液体酸素を寒冷源として上記酸素精留塔に導く液体酸
素導入路と、液体空気を原料とし酸素と窒素の沸点の差
を利用して分離された酸素ガスおよび寒冷源としての作
用を終えて気化した液体酸素の双方を製品酸素ガスとし
て上記酸素精留塔より取り出す酸素ガス取出路を備えて
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、液体窒素
を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、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、上記液
体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷源
として上記窒素精留塔内に導く液体窒素導入路と、寒冷
源としての作用を終えて気化した液体窒素および上記窒
素精留塔内に保持されている気化窒素の双方を製品窒素
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、液体酸素
を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、この液体酸素貯蔵手段
内の液体酸素を寒冷源として上記酸素精留塔に導く液体
酸素導入路と、酸素分に富んだ液体空気を原料とし酸素
と窒素の沸点の差を利用して分離された酸素ガスおよび
寒冷源としての作用を終えて気化した液体酸素の双方を
製品酸素ガスとして上記酸素精留塔から取り出す酸素ガ
ス取出路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。
つぎに、本発明を実施例にもとづいて詳しく説　　　−
明する。
第１図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
ターラ、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Ｈ２ＯおよびＣＯ２を交互に作
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Ｈ２ＯおよびＣＯＺ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、Ｈｚ　ＯおよびＣＯ
□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８，１
０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１
３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（酸素骨）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の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１
６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１
４ａ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１
２の底部の貯留液体空気（’Ｎ２：５０〜７０％、Ｏｔ
　　：３０〜５０％）１３が、液面計１７によって制御
されている膨張弁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１４ａ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続させて冷却し、熱交換を終えた
廃窒素ガスを矢印り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。３５ａは液面計３５により制御される膨張弁で
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
される膨張弁、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
、膨張弁２６の作用によって噴霧状になって取り込まれ
る際、酸素骨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２１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１４
ｂ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２１Ｃ（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４２ａ、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、一層積製効率を向上させるも
のである。
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、Ｈ２Ｏおよび
ＣＯ２を吸着除去する。ついで、Ｈ２ＯおよびＣＯ７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（酸素の沸点一１８３℃、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１９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１５内に噴霧され
、液体窒素溜め１．５　Ｃ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（Ｏｚ：６０〜８０％
）。つぎに、この酸素リッチな液体空気１３を膨張ター
ビン２６で断熱膨張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く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。
第２図は、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」ニ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。それ以外の部分は第１図と同じであるから、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。
この装置は、第１図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。
なお、第１図および第２図の実施例において、パイプ］
　４．　ａおよび２３ａの弁１４ｂ、２３ｂは液面計２
５８の制御から切り離し、独自に制御しうる。すなわち
、上記装置は、液体窒素貯槽１４、液体酸素貯槽２３の
いずれか一方のみの寒冷を用いて連続操業し窒素ガスお
よび酸素ガスの双方を製造できるのであり、何らかの事
情で一方の寒冷が入手できないような場合には、直ちに
上記弁１４ｂ、２３ｂを操作し他方の寒冷のみを用いて
連続操業しうるのである。
〔発明の効果〕
以」二のように、本発明の高純度窒素および酸素ガス製
造装置は、膨張タービンを用いず、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。しかも膨張タービンは高価であるのに対して液体窒
素等の貯槽は安価ごあり、また特別な要員も不要になる
。そのうえ、膨張タービン（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、回転速度が
極めて大（数万回／分）であるため、負荷変動（製品窒
素ガス等の取出量の変化）に対するきめ細かな追従運転
が困難である。したがって、製品窒素ガス等の取出量の
変化に応じて膨張タービンに対する液体空気の供給量を
正確に変化させ、窒素ガス等の製造顔料である圧縮空気
を常時一定温度に冷却することが困難であり、その結果
、得られる製品窒素ガス等の純度がばらつき、頻繁に低
純度のものがつくりだされ全体的に製品窒素ガス等の純
度が低くなっていた。この装置は、それに代えて液体窒
素貯槽を用い、供給量のきめ細かい調節が可能な液体窒
素、液体酸素°を寒冷として用いるため、負荷変動に対
するきめ細かな追従が可能となり、純度が安定していて
極めて高い窒素および酸素ガスを製造しうるようになる
。したがって、従来の精製装置が不要となる。しかも、
この装置は、液体窒素、液体酸素を寒冷として用い、使
用後これを逃気するのではなく、空気を原料として製造
される窒素ガスおよび酸素ガスに併せて製品ガスとする
ため資源の無駄を生しない。そのうえ、この装置は、液
体窒素貯槽および液体酸素貯槽の双方を備えているため
、その双方を同時に寒冷として用いても、またいずれか
一方を寒冷として用いても窒素ガスおよび酸素ガスの双
方を製造しうる。したがって、上記寒冷のうち入手しや
すい方の寒冷のみを用いて操業しうるため、極めて便宜
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例の構成図、第２図は他の
実施例の構成図である。 １−第１の空気圧縮器　４−第２の空気圧縮器７−吸着
筒　８−第１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　２
３−液体酸素貯槽２３ａ−導入路パイプ 特許出願人　　　大同酸素株式会社 代理人　弁理士　　西　藤　征　彦 手続補正書自発） １．１９牛の耘 昭和６０鴇情悌２９０４２号 ２、発明の名称 高純度窒素および酸素ガス製造装置 ３、補正をする者 １呵牛との関係　　特許出回ｖ５ 住　所　　大阪府大阪市南区鰻谷中之町七二番地の一名
称　大同酸素株式会社 代表者　代表取締役　青　木　　弘 ５、補正の対象 ６、補正の内容 ＋］）　　明細書第１４頁第６行目、「水と接続させて
」とあるを１水と接触させて」と訂正する。 （２）明細書第２０頁第１４行目、「液体窒素溜め」と
あるを「還流液溜め」と訂正する。 （３）　　明細書第２１頁第１行目、「膨張タービン」
とあるを「膨張弁」と訂正する。 （４）明細書第２１頁第８行目、「塔」とあるつぎに１
２１」を加入する。 （５）図面の第１図を別紙添付図面のとおり訂正する。 ７、添付書類の目録 （１）図　面　　　　　１　通

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （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、液体窒
    素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、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
    液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷
    源として上記窒素精留塔内に導く液体窒素導入路と、寒
    冷源としての作用を終えて気化した液体窒素および上記
    窒素精留塔内に保持されている気化窒素の双方を製品窒
    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、液体酸素を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、この
    液体酸素貯蔵手段内の液体酸素を寒冷源として上記酸素
    精留塔に導く液体酸素導入路と、液体空気を原料とし酸
    素と窒素の沸点の差を利用して分離された酸素ガスおよ
    び寒冷源としての作用を終えて気化した液体酸素の双方
    を製品酸素ガスとして上記酸素精留塔より取り出す酸素
    ガス取出路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. （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、液体窒
    素を貯蔵する液体窒素貯蔵手段と、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
    液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を圧縮空気液化用の寒冷
    源として上記窒素精留塔内に導く液体窒素導入路と、寒
    冷源としての作用を終えて気化した液体窒素および上記
    窒素精留塔内に保持されている気化窒素の双方を製品窒
    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、液体酸
    素を貯蔵する液体酸素貯蔵手段と、この液体酸素貯蔵手
    段内の液体酸素を寒冷源として上記酸素精留塔に導く液
    体酸素導入路と、酸素分に富んだ液体空気を原料とし酸
    素と窒素の沸点の差を利用して分離された酸素ガスおよ
    び寒冷源としての作用を終えて気化した液体酸素の双方
    を製品酸素ガスとして上記酸素精留塔から取り出す酸素
    ガス取出路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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