KR100877511B1

KR100877511B1 - 고순도 질소가스 발생 장치

Info

Publication number: KR100877511B1
Application number: KR1020080054005A
Authority: KR
Inventors: 김경훈
Original assignee: 김경훈
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-01-07

Abstract

본 발명은 고순도 질소가스 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이저 컷팅, 가스 인젝션 몰딩, 기타 산업 플랜트에서 요구되는 질소가스를 작업에 필요한 고순도로 공급함과 아울러, 작업의 종류 및 조건에 관계없이 질소가스의 사용 압력을 자유롭게 변화시킬 수 있는 질소가스 발생 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고순도 질소가스 발생 시스템은, 대기 공기를 압축하여 압축공기를 토출 공급하는 에어컴프레서와; 상기 에어컴프레서에 의해 공급되는 압축공기에 포함된 불순물 및 수분을 제거하여 정화하는 공기정화수단과; 정화된 압축공기로부터 질소가스만을 분리하여 배출하는 질소발생기와; 상기 질소가스의 순도를 높이기 위한 질소정제수단과; 정제된 상기 질소가스의 압력을 상승시키기 위한 승압수단과; 승압된 질소가스를 저장하는 압력탱크와; 질소가스 사용처의 작업 조건에 따라 상기 압력탱크에 저장된 질소가스 압력을 요구되는 압력으로 조절하여 토출시키기 위한 압력레귤레이터를 포함한다.

에어컴프레서, 질소발생기, 질소정제수단, 압력레귤레이터

Description

고순도 질소가스 발생 장치{HIGH PURITY NITROGEN GAS GENERATION SYSTEM AND THE METHOD THEREOF}

통상적으로 금속 판재의 레이저 컷팅이나, 가스 인젝션 몰딩을 비롯한 기타 여러 산업분야에서 질소가스가 사용되고 있다. 특히, 레이저 컷팅에 있어서는, 서스(스테인레스 스틸)의 절단시 주변의 산소가 모재의 표면에 접촉되는 경우 절단면의 색변화가 초래되기 때문에 모재 표면 품질 유지를 위해 산소의 차단이 요구되고, 이러한 산소의 차단을 위해 어시스트 가스로서 질소가스가 이용되고 있다.

이러한 레이저 컷팅에 필요한 어시스트 가스로서의 질소는 주로 공기를 액화한 후 정제하여 액화산소와 액화질소로 만들고, 이 중 액화질소만을 분리해내는 방 식으로 제조되었다. 이렇게 생성된 액화질소는 질소봄베 등 가스용기에 담아 공급되었다. 그러나, 이러한 질소가스 발생 및 공급 방법에 의하면, 액화질소의 경우 온도가 -270℃ 정도를 유지시켜야만 액체로서의 상태가 유지될 수 있기 때문에 이러한 온도 조건을 만족시키기 위해서는 별도의 냉각 장치가 요구되며, 이러한 냉각 장치의 작동에 따른 전력 소모가 과다한 단점이 있어 왔다.

그리고, 이러한 방법으로 발생된 질소가스를 가스충전소로부터 공장에 운반하기 위해서는 운반시 충격으로 인한 폭발의 위험을 감수해야 할 뿐만 아니라, 운반비가 많이 소요되는 단점 또한 존재하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 질소발생기를 이용하여 일반 대기중의 공기로부터 질소가스로 직접적으로 발생시켜 사용하기 위한 방법이 제시되었다.

도 1 에는 대한민국 공개 특허 제97-31118호에 공지된 종래 질소발생기를 이용한 질소가스 발생 장치가 도시된다. 도시된 바와 같이, 종래 질소발생기를 이용한 장치는 에어컴프레서(1)로부터 공급된 압축 공기를 원료로 하여 질소가스를 발생시키는 질소발생기(10)와, 가스농도검출기(2) 및 가스공급라인 개폐수단(3)을 구비하는 회로와, 질소가스봄베(20) 및 봄베용가스공급라인 개폐수단(6)을 구비한 회로가 병렬로 배설되고, 출구측의 가스공급라인에 노즐이 접속되며, 질소발생기(10)의 출구측에 가스농도검출기(2) 및 배기수단(4)이 구비된다. 또한, 가스농도검출기(2)로부터의 농도신호에 따라, 봄베용가스공급라인 개폐수단(6), 가스라인공급개폐수단(3) 및 배기수단(4)를 개폐하고, 레이저가공기의 가동을 개폐하는 제어장치(5)가 구비된다.

이러한 종래의 질소가스 발생 장치는, 대기중의 공기를 이용하여 질소발생기(10)로부터 질소가스를 발생시킨 후, 가스농도검출기(2)로부터 질소가스의 농도를 검출하고, 전송된 농도신호에 근거하여, 질소가스의 농도가 하한설정치 미만으로 판단되는 경우, 가스공급라인 개폐수단(3)을 닫고 봄베용가스공급라인 개폐수단(6)을 열어 저순도의 질소가스를 질소가스봄베(20)에 저장한다. 한편, 질소가스의 농도가 하한설정치 미만으로 판단되는 경우, 가스공급라인 개폐수단(3)을 열고 봄베용가스공급라인 개폐수단(6)을 닫아 고순도의 질소가스를 레이저 가공기에 공급하도록 되어 있다.

그러나, 이러한 방법에 의하면, 질소발생기(10)로부터 발생되는 질소의 농도가 일정치 못하고 실시간으로 계속 변화되므로 레이저 컷팅 작업 등에 있어서 장시간 연속적인 작업이 수행되지 못한다.

또한, 질소발생기(10)로부터 발생되는 질소가스의 순도는 99.9 내지 99.999 % 인데, 절단면의 색변화 없이 우수한 품질로 서스를 절단하기 위한 최적의 순도는 99.9999 %(소수점 네자리까지의 높은 순도; 소위 '식스나인'이라 칭함) 이 상이어야 한다. 따라서, 이러한 종래의 방법에 의하면 모재의 절단면이 변색되는 문제가 발생하게 되어 바람직하지 못하다.

아울러, 질소발생기를 통하여 발생되어 토출되는 질소가스의 압력은 통상 5 내지 7 bar 인데, 레이저 컷팅시 산소의 접촉을 차단하기 위해서는 최소 24 내지 27 bar 의 압력이 요구된다. 그리고, 서스의 두께가 두꺼워질수록 질소가스가 더욱 많이 요구되며 압력도 더 높을 것이 요구된다. 즉, 절단되는 모재의 두께에 따라 질소가스의 공급량 및 압력이 자유롭게 변화가능하여야 하는데, 위에 설명한 종래의 방법에 따르면, 질소발생기로부터 토출되는 질소가스를 바로 이용하기 때문에 질소가스의 압력이 매우 낮아 산소를 효과적으로 차단하지 못하고, 모재의 두께에 따라 질소가스의 공급량 및 압력을 조절하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 단점들은 고스란히 모재 절단면의 품질 저하로 귀결될 수 밖에 없는 것이다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 질소가스 발생 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 작업에 요구되는 고순도의 질소가스 공급이 가능하고, 작업 조건에 따라 질소가스의 공급량 및 공급압력을 자유롭게 조절할 수 있는 질소가스 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적 및 장점들은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치는, 대기 공기를 압축하여 압축공기를 토출 공급하는 에어컴프레서(100)와; 상기 에어컴프레서(100)에 의해 공급되는 압축공기에 포함된 불순물 및 수분을 제거하여 정화하는 공기정화수단(110)과; 정화된 압축공기로부터 질소가스만을 분리하여 배출하는 질소발생기(200)와; 상기 질소가스의 순도를 높이기 위한 질소정제수단(300)과; 정제된 상기 질소가스의 압력을 상승시키기 위한 승압수단(400)과; 승압된 질소가스를 저장하는 압력탱크(500)와; 질소가스 사용처의 작업 조건에 따라 상기 압력탱크(500)에 저장된 질소가스 압력을 요구되는 압력으로 조절하여 토출시키기 위한 압력레귤레이터(600)를 포함한다.

여기서, 상기 공기정화수단(110)은, 압축공기 중의 불순물을 제거하기 위한 라인필터(112,118,119)와; 수분을 제거하기 위한 냉동식 건조기 및 흡착식 건조기를 포함한다.

그리고, 상기 질소정제수단(300)은, 질소가스에 포함된 산소를 제거하여 질소가스의 순도를 높이기 위해, 산소를 포함하는 질소가스를 백금 촉매하에서 가열하면서 수소와 반응시킬 수 있도록, 일측에 질소가스가 유입되는 질소유입관(322)과 또 다른 일측에 반응가스로서 수소가 유입되는 수소유입관(324)이 구비되며, 내부에서 일어나는 반응의 온도 조건을 맞추어주기 위한 히터(326)가 구비되는 반응기(320)와; 상기 반응기(320) 내에서의 반응 후 배출되는 질소가스를 상온으로 냉각시킴과 아울러 상기 질소가스와 수증기 형태의 물분자를 분리하기 위해 수냉각시키는 냉각기(330)와; 상기 냉각된 질소가스 중 수분을 제거하기 위한 건조기(340)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 승압수단(400)은 가스부스터 컴프레서인 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 질소가스 발생 방법은, 에어컴프레서(100)를 이용하여 대기 공기를 압축하여 토출 공급하는 압축공기 공급 단계와; 상기 에어컴프레서(100)로부터 공급받은 압축공기를 라인필터(112)에 통과시켜 유분 또는 먼지를 여과한 후 냉동식 건조기와 흡착식 건조기로 구성되는 건조수단에 통과시켜 수분을 제거하는 공기 정화 단계와; 질소발생기(200)를 이용하여 정제된 압축공기로부터 질소가스만을 분리하는 질소가스 발생 단계와; 산소를 포함하는 질소가스를 백금 촉매하에서 열을 가하면서 수소와 반응시켜 물을 형성시켜 제거함에 따라 산소를 제거하고, 산소가 제거된 질소가스를 상온으로 냉각시킨 후 건조기(340)에서 수분을 제거하여 질소가스의 순도를 높이는 질소가스 정제 단계와; 가스부스터 컴프레서로 질소가스의 압력을 상승시키는 승압단계와; 요구되는 작업 조건에 따라 압력레귤레이터(600)를 이용하여 질소가스 공급 압력을 일정하게 조절하여 사용처에 공급하는 공급압력 조절 단계를 포함한다.

여기서, 상기 질소가스 정제 단계를 거쳐 발생되는 질소가스의 순도는 99.9999 % 이상인 것을 특징으로 한다.

레이저 컷팅 등의 작업에 요구되는 고순도 질소가스의 공급이 가능하여 작업 품질을 우수하게 유지할 수 있으며, 사용처 및 작업 조건에 따라 질소가스의 공급량 및 공급압력을 자유롭게 조절할 수 있어 어떠한 작업장에서도 최적의 압력조건에 부합되는 질소가스를 공급할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치의 구체적인 구성 및 질소가스 발생 방법에 대하여 첨부된 도면 및 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치의 전체 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치 중 질소정제수단의 개략적인 구성도, 도 4 는 본 발명에 따른 질소가스 발생 방법의 순서도이다,

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치는, 에어컴프레서(100), 공기정화수단(110), 질소발생기(200), 질소정제수단(300), 승압수단(400), 압력레귤레이터(600)를 포함한다.

상기 에어컴프레서(100)는 대기중의 공기를 소정의 압력(일반적으로7kgf/㎠)까지 압축하여 공급한다. 상기 에어컴프레서(100)에 의해 압축된 공기는 공기정화수단(110)에 공급되어 불순물 및 수분이 제거된다. 상기 공기정화수단(110)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 다수의 라인필터(112,118,119)와 건조수단을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 에어컴프레서(100)에 의해 압축된 공기는 라인필터(112)에서 1차 여과된다. 상기 라인필터는 압축공기 중의 유분, 수분, 먼지 등의 이물질을 제거하여 깨끗한 공기를 만들어 공급함으로서 후단에 연결되는 각종 기기 또는 설비들의 고장을 미연에 방지하고 수명을 늘려주는 필터 장치이다.

상기 라인필터(112)를 통과한 압축공기는 건조수단을 통과하면서 수분이 완전 제거된다. 본 발명에 있어서 상기 건조수단은 냉동식 건조기와 흡착식 건조기를 포함한다. 상기 냉동식 건조기는 고온 다습한 압축공기의 수분을 냉매가스를 이용하여 제거해주며, 흡착식 건조기는 흡착제로 수분을 흡착 제거한다. 이러한 건조수단을 통과하면서 압축공기 내에 존재하는 수분이 거의 제거된다. 건조수단을 통과한 압축공기는 다시 복수의 라인필터(118,119)를 차례로 통과하면서 잔존하는 유분이나 수분 등이 완전 제거되어 깨끗한 공기가 만들어진다.

이와 같은 방법으로 정화된 압축공기는 후술하는 질소발생기(200)에 직접 공급되거나, 도 2 에 도시된 바와 같이 에어탱크(120)에 일시 저장된 후 질소발생기(200)에 공급될 수 있다. 에어탱크(120)에 저장된 압축공기는 이후 질소발생을 위해 사용될 수도 있고, 일반 압축공기 사용처에도 별도로 사용될 수 있다.

상기 질소발생기(200)는 공기정화수단(110) 또는 에어탱크(120)로부터 깨끗한 압축공기를 공급받아 질소가스를 발생시키는 부분으로, 흡착 방식 또는 분리막 방식이 사용될 수 있다.

흡착 방식 질소발생기(200)는 균일하게 조정된 세공을 갖는 흡착제를 사용하여, 세공으로의 확산 속도 차이에 의해 질소 분자와 비교하여 산소 분자가 보다 빨 리 흡착되는 성질을 이용하여 질소만을 분리되도록 하는 방식이다. 일반적으로 평형 흡착 량에서는 산소와 질소 사이에 차이가 거의 보이지 않으나, 흡착 속도는 30배 이상의 차이를 나타낸다. 이러한 흡착 방식은 가압 단계(Pressurization Step), 흡착 단계(Adsorption Step), 감압 단계(Blow Down Step), 세정 단계(Purge Step)를 거쳐 질소가스를 발생시킨다.

분리막 방식 질소발생기(200)는 기체혼합물 중 특정 성분의 기체만을 분리할 수 있는 기체 분리막을 이용한 방식으로, 막에 대한 선택적인 기체투과원리에 의하여 진행된다. 즉, 기체혼합물이 막표면에 접촉하였을때 기체성분은 막속으로 용해, 확산하게 되는데, 이때 각 기체성분의 상대적인 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 되는바, 이러한 투과속도에 의해 기체를 분리할 수 있게 되는 것이다.

이러한 방법으로 발생된 질소가스는 아직 레이저 컷팅 등의 작업에 필요한 높은 순도를 유지하지 못한다. 따라서, 상기 질소발생기(200)로부터 발생된 저순도의 질소가스는 저압의 제1버퍼탱크(210)에 일시 저장된 후 질소정제수단(300)에 공급된다.

상기 질소정제수단(300)은 질소발생기(200)로부터 발생된 저순도의 질소가스를99.9999 % 이상의 고순도 질소가스로 정제하는 부분으로, 도 3 에는 상기 질소정 제수단(300)의 개략적인 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 질소가스정제수단은 외부에 하우징(310)이 구비되고, 하우징(310) 내부에 반응기(320), 냉각기(330), 그리고 건조기(340)가 구비된다.

본 발명에 따른 질소정제수단(300)에서는 질소의 순도를 높이기 위하여, 질소가스 내에 포함되어 있는 산소분자를 제거하는 방식을 취하고 있다. 산소와 수소는 백금(Pt) 촉매하에서 고온으로 가열하면서 반응시키면 물이 형성된다. 본 발명에서는 이러한 화학 반응을 이용하여 질소가스 내에 존재하는 산소분자를 제거하는 것이다.

상기 반응기(320)는 위에서 설명한 화학 반응이 일어나는 함체로서, 일측에는 질소발생기(200)로부터 발생된 저순도의 질소가스가 유입되는 질소유입관(322)이 구비되고, 또 다른 일측에는 상기 질소가스 내부에 존재하는 산소 제거를 위한 반응가스로서 수소(H₂)가 유입되는 수소유입관(324)이 구비된다. 그리고, 상기 반응기(320)에는 내부에서 일어나는 반응의 온도 조건을 맞추어주기 위한 히터(326)가 구비되며, 반응전 상기 반응기(320) 내부에는 백금 촉매제가 미리 투입된다.

이와 같이 준비된 반응기(320)에 산소를 포함하는 질소가스와 수소가 유입되어 반응이 개시되면, 도 3 에 기재된 바와 같은 반응식에 의해 물이 형성되면서 질 소가스 내 산소분자가 제거되고, 질소분자와 수증기가 냉각기(330)로 흘러가게 된다.

상기 냉각기(330)는 반응기(320)를 통과하면서 고온으로 가열된 질소가스를 냉각함과 아울러 물분자를 질소가스와 분리하기 위한 것으로, 일반적인 라디에이터와 같은 수냉식 열교환기가 주로 사용된다. 예컨대, 도 3 에 도시된 바와 같이, 반응기(320)로부터 고온의 질소가스와 수증기 형태의 물분자가 냉각기(330) 내부로 유입되면, 질소가스와 수증기 혼합체가 복수개의 관을 따라 이송되고, 관 외부에는 냉각수관(332)을 통하여 냉각수가 공급되어 관 내부에 이송되는 질소가스와 수증기를 냉각시킨다.

냉각기(330)를 통과한 질소가스와 수분은 건조기(340)로 보내지고, 건조기(340)에서 수분이 제거되어 고순도의 건조 질소가스가 만들어지게 되는 것이다.

이러한 방법에 의해 고순도로 정제된 질소가스는 아직 레이저 컷팅 등의 작업에 필요한 높은 압력을 갖지 못한다. 이에 따라, 정제된 질소가스는 저압의 제2버퍼탱크(350)에 일시 저장된 후 승압수단(400)에 전달된다.

상기 승압수단(400)은 저압의 질소가스를 압축하여 작업에 필요한 고압의 질소가스를 형성하는 부분으로, 가스부스터 컴프레서가 사용되는 것이 바람직하다. 일반적으로 질소발생기(200)를 통해 발생된 질소가스의 압력은 이미 언급한 바와 같이 5 내지 7 bar 인데 반하여, 레이저 컷팅 작업에서는 24 내지 27 bar 의 고압의 질소가스가 요구된다. 또한, 레이저 컷팅시 모재의 두께에 따라 질소가스의 최적 압력은 변화되는 바, 두께가 두꺼울수록 압력이 높아야 한다. 그리고, 레이저 컷팅 이외의 기타 산업 플랜트 등에서는 300 bar 에 이르는 매우 높은 압력의 질소가스가 요구되기도 한다.

이러한 여러가지 작업에 요구되는 질소가스의 압력조건을 충족시키기 위해, 본 발명에서는 저압의 질소가스를 승압수단(400)을 통해 압력을 상승시키는 것이다. 본 발명에 따른 승압수단(400), 즉, 가스부스터 컴프레서에서는 설정에 따라, 30 내지 350 bar 에 달하는 압력까지 질소가스를 승압시킬 수 있다.

상기 승압수단(400)에 의해 압력이 상승된 질소가스는 고압의 압력탱크(500)에 일시 저장되고, 저장된 질소가스는 작업장 기기 또는 설비에 공급된다.

한편, 이미 언급한 바와 같이, 질소가스의 공급압력은 작업의 종류와 조건에 따라 자유롭게 조절이 가능하여야 모든 작업장에서 범용으로 사용을 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치는 상기 압력탱크(500) 후단에 압력레귤레이터(600)를 추가로 구비한다.

상기 압력레귤레이터(600)는 질소가스의 압력을 작업에 필요한 일정한 압력으로 변환하여 토출시키는 부분으로, 특정 작업에 필요한 최적의 압력을 설정하면, 고압의 질소가스를 일정하게 감압 토출되도록 하여, 질소가스가 필요한 어떠한 작업에도 최적의 작업 조건에 부합하는 질소가스를 제공할 수 있게 되는 것이다.

도 4 에는 지금까지 상술한 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치를 통한 질소가스 발생 방법을 시계열적으로 도시한 순서도가 도시된다. 도 4 를 참조로 위한 설명한 장치를 이용한 질소가스 발생 방법을 종합 정리하면 다음과 같다.

먼저, 압축공기 공급 단계(ST1)로서, 에어컴프레서(100)를 이용하여 대기중의 공기를 압축하여 토출 공급한다. 그 다음, 공기 정화 단계(ST2)로서, 에어컴프레서(100)로부터 공급받은 압축공기를 라인필터(112)에 통과시켜 유분 또는 먼지를 여과한 후 냉동식 건조기와 흡착식 건조기로 구성되는 건조수단에 통과시켜 수분을 제거한다. 그 다음, 질소가스 발생 단계(ST3)로서, 정제된 압축공기를 질소발생기(200)에 투입하여 질소가스를 발생시킨다. 그리고, 질소가스 정제 단계(ST4)로서, 산소를 포함하는 질소가스를 백금 촉매하에서 열을 가하면서 수소와 반응시켜 물을 형성시킴에 따라 산소를 제거하고 산소가 제거된 질소가스를 상온으로 냉각시킨후 건조기(340)에서 수분을 제거하여 99.9999 % 의 고순도 질소가스를 형성한다. 그 다음, 질소가스 승압단계(ST5)로서, 가스부스터 컴프레서와 같은 승압수단(400)을 통하여 질소가스의 압력을 상승시킨다. 마지막으로, 공급압력 조절 단계(ST6)로 서, 요구되는 작업 조건에 따라 압력레귤레이터(600)를 이용하여 질소가스 공급 압력을 일정하게 조절하여 사용처에 공급한다.

이와 같은 방법에 따라, 사용처에 따른 최적의 압력으로 조절된 고순도의 질소가스를 공급할 수 있게 되는 것이다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

도 1 은 종래의 질소가스 발생 장치의 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치의 전체 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 질소가스 발생 장치 중 질소정제수단의 개략적인 구성도,

도 4 는 본 발명에 따른 질소가스 발생 방법의 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 에어컴프레서 110 : 공기정화수단

112, 118, 119 : 라인필터 120 : 에어탱크

200 : 질소발생기 210 : 제1버퍼탱크

300 : 질소정제수단 310 : 하우징

320 : 반응기 322 : 질소유입관

324 : 수소유입관 326 : 히터

330 : 냉각기 332 : 냉각수관

340 : 건조기 350 : 제2버퍼탱크

400 : 승압수단 500 : 압력탱크

600 : 압력레귤레이터

Claims

레이저 컷팅시 산소 차단용 어시스트 가스로 사용되는 고순도 질소 가스 발생 장치로서,

대기 공기를 압축하여 압축공기를 토출 공급하는 에어컴프레서(100)와;

상기 에어컴프레서(100)에 의해 공급되는 압축공기에 포함된 불순물 및 수분을 제거하여 정화하는 공기정화수단(110)과;

정화된 압축공기로부터 질소가스만을 분리하여 배출하는 질소발생기(200)와;

질소가스에 포함된 산소를 제거하여 질소가스의 순도를 높이기 위해, 산소를 포함하는 질소가스를 백금 촉매하에서 가열하면서 수소와 반응시킬 수 있도록, 일측에 질소가스가 유입되는 질소유입관(322)과 또 다른 일측에 반응가스로서 수소가 유입되는 수소유입관(324)이 구비되며, 내부에서 일어나는 반응의 온도 조건을 맞추어주기 위한 히터(326)가 구비되는 반응기(320)와, 상기 반응기(320) 내에서의 반응 후 배출되는 질소가스를 상온으로 냉각시킴과 아울러 상기 질소가스와 수증기 형태의 물분자를 분리하기 위해 수냉각시키는 냉각기(330)와,상기 냉각된 질소가스 중 수분을 제거하기 위한 건조기(340)를 포함하는 질소정제수단(300)과;

정제된 상기 질소가스의 압력을 상승시키기 위한 승압수단(400)과;

승압된 질소가스를 저장하는 압력탱크(500)와;

질소가스 사용처의 작업 조건에 따라 상기 압력탱크(500)에 저장된 질소가스 압력을 요구되는 압력으로 조절하여 토출시키기 위한 압력레귤레이터(600)를 포함하는 고순도 질소가스 발생 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공기정화수단(110)은, 압축공기 중의 불순물을 제거하기 위한 라인필터(112,118,119)와; 수분을 제거하기 위한 냉동식 건조기 및 흡착식 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소가스 발생 장치.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 승압수단(400)은 가스부스터 컴프레서인 것을 특징으로 하는 질소가스 발생 장치.
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