【事件の表示】
　特許第２９６１０７２号「酸素窒素液化装置」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９６１０７２号の請求項１ないし３に係る特許を取り消す。
【理　由】
  1. 手続きの経緯
　本件特許２９６１０７２号の発明は、平成７年６月２３日に出願され、平成１１年７月３０日に設定登録され、その後、特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年９月２５日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否
（１）訂正の内容
訂正事項Ａ：特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項１〜４を、以下のように訂正する。
「【請求項１】空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記減圧弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とする酸素窒素液化装置。
【請求項２】上記窒素液化サイクルラインには、気体窒素を圧縮して圧縮気体窒素にする圧縮機と、この圧縮気体窒素の一部に断熱膨張仕事をさせて窒素液化用の寒冷を発生させる膨張タービンと、上記寒冷と残部の圧縮気体窒素との熱交換を行い上記残部の圧縮気体窒素を液化する熱交換器と、液化された窒素を貯留する液窒タンクと、上記熱交換に供された寒冷を上記圧縮機に返戻するラインとが備えられるとともに、上記熱交換で上記寒冷と熱交換された上記空気分離装置からの気体酸素を受け入れる酸素液化室と、この酸素液化室内に配置された気化手段とを備えてなる酸素液化器が設けられ、この酸素液化器の酸素液化室に上記空気分離装置からの気体酸素を送り込む酸素ラインが配設され、上記窒素液化サイクルラインからの液体窒素を上記酸素液化器の気化手段に導入するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の酸素窒素液化装置。
【請求項３】上記酸素液化器の気化手段から導出された寒冷を圧縮機に戻すラインが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の酸素窒素液化装置。」
訂正事項Ｂ：上記特許請求の範囲の減縮に伴い、本件特許明細書を明りょうでない記載の釈明を目的として、以下のように訂正する。
（ａ）段落番号【００１３】の第２行目以下の「本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置は、空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器とが設けられ、この酸素液化器は、上記窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とするものである。」を、
「本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置は、空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記減圧弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とするものである。」に訂正する。
（ｂ）段落番号【００１５】の記載を削除する。
（ｃ）段落番号【００１６】の「請求項４記載の酸素窒素液化装置は、請求項２または３記載の」を、「請求項３記載の酸素窒素液化装置は、請求項１または２記載の」に訂正する。
（ｄ）段落番号【００１８】と段落番号【００１９】との間に、「また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁が設けられているため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量の調節が可能になる。」を挿入する。
（ｅ）段落番号【００２２】の記載を削除する。
（ｆ）段落番号【００２３】の「請求項４記載の」を、「請求項３記載の」に訂正する。
（ｇ）段落番号【００５１】と段落番号【００５２】との間に、「また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁が設けられているため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量を適正に調節することができる。」を挿入する。
（ｈ）段落番号【００５５】の記載を削除する。
（ｉ）段落番号【００５６】の「請求項４記載の」を、「請求項３記載の」に訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項Ａについては、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された「空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器とが設けられ、この酸素液化器は、上記窒素液化サイクルラインから導出された」を
「この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量及び圧力を調節する減圧弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記減圧弁を通過した後の」と限定しようとするものであり、また、訂正後の請求項３は、元の請求項３を削除し、請求項４の請求項番号を繰り上げるものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。
　また、この点については、願書に添付された明細書の【００３１】及び【００３３】に記載されており、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　また、訂正事項Ｂについては、上記訂正事項Ａに伴って、発明の詳細な説明の記載を該訂正に整合させるための訂正であるから、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正であって、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（３）むすび
　したがって、上記訂正は、平成６年改正法附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項で準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立についての判断
（１）本件の請求項１〜３に係る発明
　本件の請求項１〜３に係る発明は、上記２．で示したように、上記訂正を認めることができるから、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜３に記載された事項により特定されるとおりのものである（上記２．（１）参照）。
（２）引用刊行物の記載内容
　本件発明に対し、当審が取消理由通知において引用した刊行物１〜２には、それぞれ次の事項が記載されている。
引用刊行物１:「SEPARATION OF GASES 」W.H.ISALSKI CLARENDON PRESS・OXFORD、１９８９年、第６８頁〜８０頁（訳文）
「第７７頁及び第７８頁の記載内容」
（イ）「３．６．５シンプル液化器
　多くの場合に、液化器は市場変動条件により主空気液化分離装置とは別に造られる。そのような場合に、窒素、アルゴンや酸素又はそれらの一つ以上のガス製品を液化器に導入し、その複雑さはその生産能力と使用頻度によって変化する。」
（ロ）「このような液化器の第１は、いわゆるシンプル液化器と呼んでいるもので、ただ一つの膨張タービンを寒冷発生に使うものである。図３．１３は、いわゆるシンプル液化器を示し、これは酸素と窒素の両方を実際に液化するものである。」
（ハ）「主液化サイクルは、窒素が使用され、それは空気液化分離装置から約１０１ｋＰａの圧力で採取され、Ｃ１で圧縮されそしてＥ４で冷却される。その後、５００ｋＰａのリサイクル窒素と合流し、さらにＣ２で圧縮されそしてＥ５で冷却され、約３５００ｋＰａの圧力になる。そして、さらに膨張機圧縮機のアッセンブリＣ３−Ｃ４のブレーキブロワーＣ３にて昇圧される。Ｅ６で水冷却されたガスは、液化器の深冷部であるＥ１に入り、戻ってくる中圧の窒素及び図３．１０に示したと同様に冷凍機ユニットのフロンＲ２２を蒸発させることにより冷却される。」
（ニ）「高圧（ＨＰ）の窒素は、Ｅ１でさらに冷却された後、Ｅ２で超臨界状態で冷却され続け、一方、残りのガスはターボ膨張機を通過し、この膨張機は酸素と窒素の両方を液化するに必要な寒冷のすべてを供給できるように設計されている。高圧窒素は、その臨界圧力以上で臨界温度以下に冷却された後、ＪＴ１弁で５５０ｋＰａまで膨張させる。この高圧窒素は、サブ臨界領域に入り、２相の、気体と液体とになる。液の一部は、ＪＴ２弁を経てＥ３に分流し、製品酸素を液化し、そして、残りの液はＪＴ３弁にて低圧にフラッシュさせ、Ｖ２にて２つの相に分離される。
（ホ）「Ｖ２からの液化窒素は貯蔵され、低圧フラッシュガスはＣ１で原料窒素とともに再圧縮される前にＥ２及びＥ１で再加熱される。酸素ガスは、比較的低圧で、Ｅ１及びＥ２で冷却される。そして、Ｅ３を通過するとき液化窒素に対して全量液化される。」
（ヘ）図３．１３には、空気分離器で分離された窒素ガスを、圧縮機、熱交換器を経て、液化し、該液化窒素をＪＴ弁を経て、Ｅ３において、Ｅ３に導入された気体酸素を液化することが図示されている。
引用刊行物２:特開平４−１２４５８２号公報
（イ）「供給先の使用量が製造量よりかなり下回る時、余剰酸素ガスは、管路ｂ１を通って液化器４’へ送られ、液化した冷媒の副生ガス（ここでは窒素：以下窒素と称す）と間接熱交換して液化され、管路ｂ２を通って貯蔵タンク５’に貯蔵される。なお、気化した窒素は系外（コールドボックス１０’外）へ放出される。」（第２頁左上欄第１２行ないし１８行）
（ロ）図４には、酸素液化器４’内に熱交換手段が設けられ、酸素ガスが液化窒素の副生ガスと間接熱交換して液化されることが図示されている。
（３）対比・判断
（ｉ）請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という）について　
　引用刊行物１の「シンプル液化器」（図３．１３参照）は、本件発明１と同じく「酸素窒素液化装置」と云えるものであり、そして、この「シンプル液化器」でも、空気分離装置によって分離された気体窒素は、液体窒素に液化される一方、一部は循環されるものであるから、「窒素液化サイクルライン」を具備していることは明らかである。また、このシンプル液化器の「Ｅ３」は、「液の一部は、ＪＴ２弁を経てＥ３に分流し、製品酸素を液化し」（上記（ニ）参照）や「Ｅ３を通過するとき液化窒素に対して全量液化される。」（上記（ホ）参照）という記載からみて、液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化する「酸素液化器」に相当すると云えるし、この「酸素液化器」は窒素液化サイクルラインに設けられ、その上流に「ＪＴ２弁」が設けられていることも図３．１３等から明らかであるから、引用刊行物１には、「空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられたＪＴ２弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記ＪＴ２弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とする酸素窒素液化装置。」の発明（以下、「引用刊行物１発明」という）が記載されていると云える。
　そこで、本件発明１と引用刊行物１発明とを対比すると、両者は、「空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられた弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とする酸素窒素液化装置。」という点で一致し、以下の点で相違する。
相違点：本件発明１では、「弁」が「液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁」であるのに対して、引用刊行物１発明では、「ＪＴ２弁」（ジュールトムソン膨張弁）である点。
　次に、この相違点につき検討すると、膨張弁及び減圧弁はともに、入口側の流体圧力よりも出口側の流体圧力を低くする、いわば「圧力を調節する弁」であり、本件発明１の「減圧弁」も、本件特許明細書の段落【００２２】の「減圧弁での減圧によって液体窒素は断熱膨張して降温する。」という記載からみて、膨脹弁であることにかわりはなく、「圧力を調節する弁」という点では実質的に差異はない。
　また、「流量の調節」についても、この機能は、「弁」としてのむしろ当然の機能と云うべきものであるから、引用刊行物１に記載のＪＴ２膨張弁に替えて、流量及び圧力を調節する減圧弁を用いることは当業者が容易に設計することができたことである。
　したがって、本件発明１は、引用刊行物１に記載された発明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である。
（ｉｉ）請求項２に係る発明（以下、「本件発明２」という）について
　引用刊行物１の特に図３．１３によれば、上記引用刊行物１発明の「窒素液化サイクルライン」にも、気体窒素を圧縮する「圧縮機」（Ｃ１、Ｃ２に相当）、「膨脹タービン」（Ｃ３−Ｃ４に相当）、「熱交換器」（Ｅ１、Ｅ２に相当）、「液窒タンク」（Ｖ１、Ｖ２に相当）が備えられ、また、熱交換に供された寒冷を「圧縮機に返戻すライン」や気体酸素を送り込む「酸素ライン」なども具備されているから、この具体的な発明（以下、「引用刊行物１具体発明」という）と本件発明２とを対比すると、両者は、上述したとおりの本件発明１との一致点に加え、「上記窒素液化サイクルラインには、気体窒素を圧縮して圧縮気体窒素にする圧縮機と、この圧縮気体窒素の一部に断熱膨張仕事をさせて窒素液化用の寒冷を発生させる膨張タービンと、上記寒冷と残部の圧縮気体窒素との熱交換を行い上記残部の圧縮気体窒素を液化する熱交換器と、液化された窒素を貯留する液窒タンクと、上記熱交換に供された寒冷を上記圧縮機に返戻するラインとが備えられるとともに、上記熱交換で上記寒冷と熱交換された上記空気分離装置からの気体酸素を受け入れる酸素液化器を有する酸素液化室が設けられ、この酸素液化器の酸素液化室に上記空気分離装置からの気体酸素を送り込む酸素ラインが配設され、上記窒素液化サイクルラインからの液体窒素を上記酸素液化器に導入するように構成されている酸素窒素液化装置。」という点で一致し、次の点で相違する。
相違点１：本件発明２では、「弁」が「液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁」であるのに対して、引用刊行物１具体発明では、「ＪＴ２弁」（ジュールトムソン膨張弁）である点。
相違点２：本件発明２では、酸素液化器に液化窒素が導入される気化手段が設けられているのに対して、引用刊行物１具体発明では、これが設けられていない点。
　次に、これら相違点について検討すると、相違点１については、前記したとおりである。　
　また、相違点２についても、引用刊行物２の図４にみられる如く、酸素液化器（４’）内に気化手段（熱交換器）を設けたものも周知であるから、該周知手段を刊行物１に記載の酸素液化器に替えて用いることは、当業者が容易に想到することができたことである。
　したがって、本件発明２は、引用刊行物１及び引用刊行物２に記載された発明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ものである。
（ｉｉｉ）請求項３に係る発明について
　引用刊行物１の図３．１３には、シンプル液化器の「Ｅ３」の上部からＥ２、Ｅ１を経て圧縮機Ｃ１の上流に寒冷を戻すラインが図示されているから、請求項３に係る発明は、引用刊行物１及び引用刊行物２に記載された発明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である。　
　したがって、請求項３に係る発明も、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ものである。
４．むすび
　以上のとおりであるから、本件請求項１〜３に係る発明は、上記引用刊行物１及び引用刊行物２に記載された発明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。
　したがって、本件発明についての特許は、拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認める。
　よって、特許法等の一部を改正する法律(平成６年法律第１１６号)附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令(平成７年政令第２０５号)第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年２月５日（２００１．２．５）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
特許第２９６１０７２号の明細書を訂正請求書に添付された明細書のとおりに訂正する。
訂正事項Ａ
　特許請求の範囲の請求項１〜４を、
「【請求項１】空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記減圧弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とする酸素窒素液化装置。
　【請求項２】上記窒素液化サイクルラインには、気体窒素を圧縮して圧縮気体窒素にする圧縮機と、この圧縮気体窒素の一部に断熱膨張仕事をさせて窒素液化用の寒冷を発生させる膨張タービンと、上記寒冷と残部の圧縮気体窒素との熱交換を行い上記残部の圧縮気体窒素を液化する熱交換器と、液化された窒素を貯留する液窒タンクと、上記熱交換に供された寒冷を上記圧縮機に返戻するラインとが備えられるとともに、上記熱交換で上記寒冷と熱交換された上記空気分離装置からの気体酸素を受け入れる酸素液化室と、この酸素液化室内に配置された気化手段とを備えてなる酸素液化器が設けられ、この酸素液化器の酸素液化室に上記空気分離装置からの気体酸素を送り込む酸素ラインが配設され、上記窒素液化サイクルラインからの液体窒素を上記酸素液化器の気化手段に導入するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の酸素窒素液化装置。
　【請求項３】上記酸素液化器の気化手段から導出された寒冷を圧縮機に戻すラインが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の酸素窒素液化装置。」に訂正する。
訂正事項Ｂ
上記特許請求の範囲の記載の訂正に伴い、明細書を以下のように訂正する。
（ａ）段落番号【００１３】の第２行目以下の
「本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置は、空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器とが設けられ、この酸素液化器は、上記窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とするものである。」を、「本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置は、空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記空気分離装置からの気体酸素を液化する酸素液化器と、上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁とが備えられ、上記酸素液化器は、上記減圧弁を通過した後の液体窒素の蒸発潜熱によって気体酸素を液化するように構成されていることを特徴とするものである。」に訂正する。
（ｂ）段落番号【００１５】の記載を削除する訂正を行う。
（ｃ）段落番号【００１６】の「請求項４記載の酸素窒素液化装置は、請求項２または３記載の」を、「請求項３記載の酸素窒素液化装置は、請求項１または２記載の」に訂正する。
（ｄ）段落番号【００１８】と段落番号【００１９】との間に、「また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁が設けられているため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量の調節が可能になる。」を挿入する訂正を行う。
（ｅ）段落番号【００２２】の記載を削除する補正を行う。
（ｆ）段落番号【００２３】の「請求項４記載の」を、「請求項３記載の」に訂正する。
（ｇ）段落番号【００５１】と段落番号【００５２】との間に、「また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁が設けられているため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量を適正に調節することができる。」を挿入する訂正を行う。
（ｈ）段落番号【００５５】の記載を削除する訂正を行う。
（ｉ）段落番号【００５６】の「請求項４記載の」を、「請求項３記載の」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
酸素窒素液化装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、
この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記
上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調整する減圧弁と
備え
上記
減圧弁を通過した後の
　【請求項２】　上記窒素液化サイクルラインには、気体窒素を圧縮して圧縮気体窒素にする圧縮機と、この圧縮気体窒素の一部に断熱膨張仕事をさせて窒素液化用の寒冷を発生させる膨張タービンと、上記寒冷と残部の圧縮気体窒素との熱交換を行い上記残部の圧縮気体窒素を液化する熱交換器と、液化された窒素を貯留する液窒タンクと、上記熱交換に供された寒冷を上記圧縮機に返戻するラインとが備えられるとともに、上記熱交換で上記寒冷と熱交換された上記空気分離装置からの気体酸素を受け入れる酸素液化室と、この酸素液化室内に配置された気化手段とを備えてなる酸素液化器が設けられ、この酸素液化器の酸素液化室に上記空気分離装置からの気体酸素を送り込む酸素ラインが配設され、上記窒素液化サイクルラインからの液体窒素を上記酸素液化器の気化手段に導入するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の酸素窒素液化装置。
　【請求項
３
１
２
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、空気分離装置によって分離された酸素および窒素を同一装置で液化する酸素窒素液化装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、図４に示すような酸素窒素液化装置が知られている。この酸素窒素液化装置１０は、深冷分離法によって空気Ａを５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの気体酸素ＧＯと気体窒素ＧＮとに分離する空気分離装置Ｓの下流側に設けられており、気体窒素ＧＮを液化する窒素液化循環ラインＬ１０と、気体酸素ＧＯを液化する酸素液化循環ラインＬ２０とを有している。
　【０００３】
　上記窒素液化循環ラインＬ１０は、窒素往ラインＬ１１０と窒素復ラインＬ１２０とから構成されている。窒素往ラインＬ１１０の上流側には窒素圧縮機２０が設けられ、窒素復ラインＬ１２０の下流端は窒素圧縮機２０の上流側の窒素往ラインＬ１１０に接続されている。そして、窒素圧縮機２０によって３０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧された気体窒素ＧＮは、窒素往ラインＬ１１０が貫通した第１熱交換器３１、冷凍機用熱交換器４１および第２熱交換器３２を通って冷却される。冷却された気体窒素ＧＮの一部は第３熱交換器３３を通って液化され、液体窒素ＬＮになって液窒タンク２０１に導入されるとともに、同残部は膨張タービン５０に導入され、断熱膨張仕事をして冷却用の寒冷ＧＮ１になり、窒素復ラインＬ１２０を通って窒素圧縮機２０に戻されるようになっている。
　【０００４】
　上記窒素復ラインＬ１２０は、第３熱交換器３３、第２熱交換器３２および第１熱交換器３１に貫通されており、これらの熱交換器において窒素復ラインＬ１２０内の寒冷ＧＮ１は窒素往ラインＬ１１０内の気体窒素ＧＮに向流で冷熱を供給して冷却するとともに、寒冷ＧＮ１自身は順次昇温され、常温になって窒素圧縮機２０に戻される。
　【０００５】
　一方、上記酸素液化循環ラインＬ２０は、酸素往ラインＬ２１０と酸素復ラインＬ２２０とから構成され、酸素往ラインＬ２１０の上流側に酸素圧縮機３０が設けられているとともに、同下流端に液酸タンク２０２が設けられている。この液酸タンク２０２の上部から酸素復ラインＬ２２０が延設され、その下流端は酸素圧縮機３０の上流側の酸素往ラインＬ２１０に接続されている。上記酸素往ラインＬ２１０は、上流側から第１熱交換器３１、冷凍機用熱交換器４１、第２熱交換器３２および第３熱交換器３３に順次貫通されているとともに、上記酸素復ラインＬ２２０は各熱交換器に逆の順序で順次貫通されている。
　【０００６】
　そして、酸素圧縮機３０によって２５〜５５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧された気体酸素ＧＯは、上記各熱交換器３１，３２，３３における窒素復ラインＬ１２０内の窒素との熱交換、および冷凍機用熱交換器４１における冷凍機４０の冷媒との熱交換によって順次冷却され、特に第３熱交換器３３で寒冷ＧＮ１からの冷熱を得て液化し、液体酸素ＬＯになって液酸タンク２０２に導入されるようになっている。
　【０００７】
　また、液酸タンク２０２内で気化して生成した酸素蒸気ＧＯ１は、酸素復ラインＬ２２０を通り、各熱交換器３３，３２，４１，３１においてその冷熱を酸素往ラインＬ２１０内の気体酸素ＧＯに与え、第１熱交換器３１の出口で常温になり、酸素圧縮機３０に戻されるようになっている。
　【０００８】
　そして、窒素圧縮機２０および酸素圧縮機３０の運転によって得られた液体窒素ＬＮおよび液体酸素ＬＯはそれぞれ液窒タンク２０１および液酸タンク２０２に一旦貯留され、適宜系外に抜き出されるようになっている。
　【０００９】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、上記酸素窒素液化装置１０において、気体酸素ＧＯが酸素圧縮機３０によって２５〜５５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧されているが、これは以下の理由による。すなわち、気体窒素ＧＮは３０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧された状態で液化されるように熱バランス上の設計が行われており、気体酸素ＧＯの圧力が、上記昇圧された気体窒素ＧＮの圧力に見合った圧力にまで昇圧されていないと、熱バランスの点で気体窒素ＧＮは液体窒素ＬＮとの熱交換によっては液化しないためである。
　【００１０】
　なお、気体窒素ＧＮが３０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧されるのに対して、気体酸素ＧＯがそれより若干低めの２５〜５５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧されるのは、大気圧における窒素の沸点が−１９３℃であるのに対し、酸素の沸点がそれよりも若干高い−１８３℃であり、酸素の方が窒素よりも液化し易く、従って、窒素ほど高圧にする必要がないためである。
　【００１１】
　従って、従来、空気分離装置Ｓから得られた気体窒素ＧＮおよび気体酸素ＧＯを液化するためには、酸素圧縮機３０は必須であると考えられてり、この酸素圧縮機３０の存在によって酸素窒素液化装置１０の設備コストおよび運転コストが嵩むという問題点を有していた。
　【００１２】
　本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、気体酸素および気体窒素を同時に液化するに際し、酸素圧縮機を省略することができ、これによって設備コストおよび運転コストの低減に寄与し得る酸素窒素液化装置を提供することを目的としている。
　【００１３】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置は、空気分離装置によって分離された気体酸素および気体窒素を液化して液体酸素および液体窒素にする酸素窒素液化装置であって、空気分離装置からの気体窒素を液化する窒素液化サイクルラインと、
この窒素液化サイクルラインに設けられ、かつ、上記
上記窒素液化サイクルラインにおける酸素液化器の上流側に設けられ、かつ、液体窒素の流量および圧力を調節する減圧弁と
備え
上記
減圧弁を通過した後の
　【００１４】
　本発明の請求項２記載の酸素窒素液化装置は、請求項１記載の酸素窒素液化装置において、上記窒素液化サイクルラインには、気体窒素を圧縮して圧縮気体窒素にする圧縮機と、この圧縮気体窒素の一部に断熱膨張仕事をさせて窒素液化用の寒冷を発生させる膨張タービンと、上記寒冷と残部の圧縮気体窒素との熱交換を行い上記残部の圧縮気体窒素を液化する熱交換器と、液化された窒素を貯留する液窒タンクと、上記熱交換に供された寒冷を上記圧縮機に返戻するラインとが備えられるとともに、上記熱交換で上記寒冷と熱交換された上記空気分離装置からの気体酸素を受け入れる酸素液化室と、この酸素液化室内に配置された気化手段とを備えてなる酸素液化器が設けられ、この酸素液化器の酸素液化室に上記空気分離装置からの気体酸素を送り込む酸素ラインが配設され、上記窒素液化サイクルラインからの液体窒素を上記酸素液化器の気化手段に導入するように構成されていることを特徴とするものである。
　【００１５】
　本発明の請求項
３
１
２
　【００１６】
　【作用】
　上記請求項１記載の酸素窒素液化装置によれば、窒素液化サイクルラインに供給された空気分離装置からの気体窒素は、その循環過程で冷却されて液体窒素になる。一方、酸素液化器に供給された空気分離装置からの気体酸素は、窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素の蒸発によって得られる冷熱との熱交換で冷却され液化される。
　【００１７】
　このように、気体酸素は、窒素液化サイクルラインから導出され、同サイクルライン内の気体窒素の圧力とは独立した状態の液体窒素の断熱膨張によって液化されるため、従来のように気体酸素を液化前の気体窒素の圧力に略等しくなるまで昇圧しなくても酸素は液化される。
　【００１８】
　
また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁が設けられているため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量の調節が可能になる。
　【００１９】
　上記請求項２記載の酸素窒素液化装置によれば、空気分離装置から窒素液化サイクルラインに導入された気体窒素は、圧縮機によって圧縮され、膨張タービンに供給されて断熱膨張仕事をすることによってさらに冷却されて寒冷になり、この寒冷が熱交換器において上記圧縮された気体窒素の残部との熱交換に供され、この熱交換によって残部の気体窒素は液化される。
　【００２０】
　一方、空気分離装置から酸素供給ラインに供給された気体酸素は、熱交換器において上記寒冷との熱交換で所定の温度にまで予め冷却されて酸素液化器内に導入される。一方、窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素は、酸素液化器の気化手段内に導入され、ここで断熱膨張することによって降温して寒冷になるため、酸素液化器内に導入された予備冷却済みの気体酸素はこの寒冷との熱交換によって冷却され液化する。
　【００２１】
　このように、気体酸素は、熱交換器とは別に設けられた酸素液化器において、液体窒素の断熱膨張によって冷却されるようにしているため、気化手段内の窒素の圧力を窒素液化サイクルライン内の窒素の圧力とは独立した、気体酸素の圧力に見合ったものにすることが可能であり、これによって、従来のように気体酸素を気体窒素の圧力に見合うまで昇圧するための圧縮機を設けなくても酸素は液化される。
　【００２２】
　上記請求項
３
　【００２３】　
　【実施例】
　図１は、本発明に係る酸素窒素液化装置の第１実施例を示す説明図である。この図に示すように、酸素窒素液化装置１は、深冷分離法で空気Ａを分離する空気分離装置Ｓの下流側に接続されている。この空気分離装置Ｓにおいて空気Ａは深冷されることによって液体空気になり、この液体空気は沸点差を利用した精溜処理によって窒素と酸素とに分離され、それらが気体窒素ＧＮおよび気体酸素ＧＯとなって空気分離装置Ｓから導出されるようになっている。そして、酸素窒素液化装置１は、上記導出された気体窒素ＧＮおよび気体酸素ＧＯを液化して液体窒素ＬＮおよび液体酸素ＬＯにするためのものである。
　【００２４】
　上記酸素窒素液化装置１は、気体窒素ＧＮを液化するための窒素液化サイクルラインＬと、気体酸素ＧＯを液化するための酸素供給ラインＬ３とを備えている。上記窒素液化サイクルラインＬには、窒素圧縮機２と、冷凍機４と、膨張タービン５とが接続されている。また、上記各ラインＬ，Ｌ３が貫通した熱交換器３が設けられている。窒素液化サイクルラインＬからは液体窒素ラインＬ４が分岐され、この液体窒素ラインＬ４の下流端に液窒タンク６が接続されている。上記酸素供給ラインＬ３の下流端には酸素液化器７が接続されている。
　【００２５】
　上記熱交換器３は、空気分離装置Ｓ側から順次直列に配設された第１熱交換器３１、第２熱交換器３２および第３熱交換器３３によって構成されている。また、上記窒素液化サイクルラインＬは、窒素往ラインＬ１と窒素復ラインＬ２とからなり、上記窒素圧縮機２は窒素往ラインＬ１の上流端に設けられている。窒素往ラインＬ１は、窒素圧縮機２の下流側で第１熱交換器３１および第２熱交換器３２に貫通しているとともに、第１熱交換器３１の上流側と同下流側とを結ぶ分岐ラインＬ５を有し、この分岐ラインＬ５に冷凍機４が設けられている。
　【００２６】
　従って、窒素圧縮機２によって送出された気体窒素ＧＮは、第１熱交換器３１の上流側で一部が窒素往ラインＬ１に、残部が分岐ラインＬ５に分流され、一部は第１熱交換器３１で熱交換されるとともに、残部は冷凍機４によって冷却され、第１熱交換器３１の下流側で合流されるようになっている。
　【００２７】
　また、窒素往ラインＬ１は、第２熱交換器３２の下流側で液体窒素ラインＬ４が分岐し、この液体窒素ラインＬ４は、第３熱交換器３３を貫通し、その下流端が液窒タンク６に接続されている。
　【００２８】
　上記第２熱交換器３２の下流側の窒素往ラインＬ１は膨張タービン５の入口側に接続されているとともに、同出口側に窒素復ラインＬ２の上流端が接続されている。そして、窒素復ラインＬ２は、第３熱交換器３３、第２熱交換器３２および第１熱交換器３１に順次貫通され、その下流端は窒素圧縮機２の上流側に接続されている。
　【００２９】
　上記膨張タービン５に供給された気体窒素ＧＮは、ここで断熱膨張仕事をして降温し、寒冷ＧＮ１となって窒素復ラインＬ２に供給されるようになっている。そして、上記寒冷ＧＮ１は第３熱交換器３３において液体窒素ラインＬ４内の気体窒素ＧＮとの熱交換に供され、気体窒素ＧＮを冷却して液体窒素ＬＮに変えるとともに、第２熱交換器３２および第１熱交換器３１において窒素往ラインＬ１内の気体窒素ＧＮと向流で熱交換され、第１熱交換器３１の出口で常温になって窒素圧縮機２に供給されるようになっている。
　【００３０】
　上記液窒タンク６の底部と、膨張タービン５の下流側の窒素復ラインＬ２との間には酸素冷却用窒素ラインＬ６が設けられている。この酸素冷却用窒素ラインＬ６は上記酸素液化器７を貫通するように配設されている。この酸素冷却用窒素ラインＬ６からは液体窒素導出ラインＬ７が分岐され、液窒タンク６から導出された液体窒素ＬＮの一部がこの酸素冷却用窒素ラインＬ６を通って系外に導出されるとともに、残部は酸素冷却用窒素ラインＬ６を通って窒素復ラインＬ２内の寒冷ＧＮ１に合流されるようになっている。
　【００３１】
　また、上記液窒タンク６の頂部と、膨張タービン５の下流側の窒素復ラインＬ２との間には気化窒素用ラインＬ９が設けられており、液窒タンク６内で気化した気体窒素ＧＮを、この気化窒素用ラインＬ９を通って窒素復ラインＬ２内に戻すようにしている。
　【００３２】
　また、上記液体窒素導出ラインＬ７への分岐点よりも下流側の酸素冷却用窒素ラインＬ６には減圧弁８が設けられ、この減圧弁８の開度によって酸素液化器７に向けて送出される液体窒素ＬＮの流量および圧力が調節されるようになっている。
　【００３３】
　上記酸素液化器７は、断熱膨張器の一種であり、この中に供給された液体窒素ＬＮは蛇行した熱交換器（気化手段）７１の中で断熱膨張して減圧冷却され、これによって気体酸素ＧＯを液化する寒冷ＧＮ２が生成されるようにしている。
　【００３４】
　一方、酸素供給ラインＬ３は、第１熱交換器３１、第２熱交換器３２および第３熱交換器３３に貫通され、その下流端が酸素液化器７に接続されている。そして、酸素液化器７内に導入された気体酸素ＧＯは、上記熱交換器７１内の寒冷ＧＮ２との熱交換によって冷却され、液体酸素ＬＯになるようにしている。酸素液化器７の底部には液体酸素導出ラインＬ８が接続されており、酸素液化器７内の液体酸素ＬＯは適宜この液体酸素導出ラインＬ８を通って系外に導出されるようになっている。
　【００３５】
　そして、本実施例においては、空気分離装置Ｓから導出される気体窒素ＧＮおよび気体酸素ＧＯの圧力はそれぞれ１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに設定され、この圧力の気体窒素ＧＮを窒素圧縮機２によって６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧するようにしている。また、膨張タービン５によって６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの気体窒素ＧＮは１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで降圧されるようにしている。さらに、酸素冷却用窒素ラインＬ６内の液体窒素ＬＮは、上記熱交換器７１内で１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで降圧されるようにしている。
　【００３６】
　以下本発明の作用について説明する。空気分離装置Ｓから導出された１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの気体窒素ＧＮは、窒素液化サイクルラインＬの窒素往ラインＬ１において窒素圧縮機２により圧縮され６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで昇圧される。そして、窒素圧縮機２の下流側で昇圧された気体窒素ＧＮの一部が分岐ラインＬ５に分流され、この分流された気体窒素ＧＮは冷凍機４において所定の温度にまで冷却される。一方、気体窒素ＧＮの残部はそのまま窒素往ラインＬ１を流下し、第１熱交換器３１内で寒冷ＧＮ１，ＧＮ２との熱交換で冷却され、第１熱交換器３１の下流側で上記冷凍機４からの所定温度に冷却された気体窒素ＧＮと合流する。この合流した気体窒素ＧＮの温度は略−４０℃になっている。
　【００３７】
　ついで、上記合流気体窒素ＧＮは、第２熱交換器３２において寒冷ＧＮ１，Ｌ２との熱交換で略−１００℃にまで冷却される。この略−１００℃に冷却された気体窒素ＧＮは、第２熱交換器３２の下流側で一部が液体窒素ラインＬ４に分流されるとともに、同残部は膨張タービン５に導入される。そして、膨張タービン５に導入された気体窒素ＧＮは、ここで断熱膨張仕事をして１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで減圧されるとともに、−１６５℃まで冷却され、寒冷ＧＮ１となって窒素復ラインＬ２に導出される。
　【００３８】
　そして、上記１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ，−１６５℃の寒冷ＧＮ１は、窒素復ラインＬ２を通って第３熱交換器３３に導入され、ここで液体窒素ラインＬ４内の気体窒素ＧＮに冷熱を与え、これによって気体窒素ＧＮは−１５０℃にまで降温されて液体窒素ＬＮになる。なお、常圧で沸点が−１９６℃の窒素が−１５０℃で液化するのは、気体窒素ＧＮが６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで昇圧されているからである。
　【００３９】
　上記第３熱交換器３３を通過した寒冷ＧＮ１は、酸素液化器７からの寒冷ＧＮ２と合流して第２熱交換器３２、第１熱交換器３１を順次通過し、このとき窒素往ラインＬ１内の気体窒素ＧＮに冷熱を与えながら自身は昇温し、常温になって第１熱交換器３１から導出され、窒素圧縮機２に戻される。
　【００４０】
　そして、第３熱交換器３３から導出された液体窒素ＬＮは、液体窒素ラインＬ４を流下して液窒タンク６に供給され、ここで一時貯留されてから一部は液体窒素導出ラインＬ７を通って系外に導出されるとともに、残部は酸素冷却用窒素ラインＬ６を通って酸素液化器７の熱交換器７１に供給され、ここで断熱膨張して１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで減圧されるとともに、−１５０℃よりもさらに低温の寒冷ＧＮ２になり、窒素復ラインＬ２に合流される。
　【００４１】
　一方、空気分離装置Ｓから酸素供給ラインＬ３に導出された気体酸素ＧＯは、第１熱交換器３１、第２熱交換器３２および第３熱交換器３３を通過しながら窒素復ラインＬ２内の寒冷ＧＮ１，ＧＮ２との熱交換によって順次冷却され、−１５０℃になって酸素液化器７に導入される。
　【００４２】
　ところで、気体酸素ＧＯは、上記熱交換によって−１５０℃にまで冷却されても、その圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇであるため、上記６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの気体窒素ＧＮのようには液化しない。従って、−１５０℃の気体酸素ＧＯは液化しない状態で酸素液化器７内に導入されることになるが、酸素液化器７内は、熱交換器７１内での液体窒素ＬＮの断熱膨張によって−１５０℃以下に降温しているため、気体酸素ＧＯはこの冷熱を得て液化し、液体酸素ＬＯになって酸素液化器７内に一時貯留される。この液体酸素ＬＯは、適宜液体酸素導出ラインＬ８を介して系外に導出される。
　【００４３】
　本実施例の酸素窒素液化装置１によれば、系内に液体窒素ＬＮを断熱膨張させることによって冷熱源を発生させる酸素液化器７が設けられているため、従来、気体酸素ＧＯの圧力を、窒素圧縮機２によって６０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで昇圧された気体窒素ＧＮと略同圧になるまで昇圧しなければ、液体窒素ＬＮとの熱交換では液化しなかった不都合が解消され、気体酸素ＧＯ用の圧縮機を設けることなく、気体酸素ＧＯは１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇのままで液化される。従って、従来設けられていた気体酸素用の圧縮機を省略することが可能になり設備コストおよび運転コストの低減を図る上で有効である。
　【００４４】
　図２は、本発明に係る酸素窒素液化装置の第２実施例を示す説明図である。この実施例においては、酸素冷却用窒素ラインＬ６ａは、液窒タンク６の上流側の液体窒素ラインＬ４のから分岐され、酸素液化器７および熱交換器３（第３熱交換器３３、第２熱交換器３２および第１熱交換器３１）を通って窒素圧縮機２の中間段に戻されるようにしている。その他は実施例１のものと同様である。
　【００４５】
　このようにした理由は、第１実施例（図１）のように、酸素冷却用窒素ラインＬ６ａの下流端を膨張タービン５の下流側の窒素復ラインＬ２に接続すると、窒素復ラインＬ２内の寒冷ＧＮ１の圧力（１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ）に影響されて酸素冷却用窒素ラインＬ６ａ内の寒冷ＧＮ２が１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで圧力低下してしまうからである。これを防止し、酸素冷却用窒素ラインＬ６内の寒冷ＧＮ２の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにするために、本実施例においては、酸素冷却用窒素ラインＬ６ａの下流端を窒素復ラインＬ２には接続せず、窒素圧縮機２の中間段に直接戻すようにしている。
　【００４６】
　また、酸素冷却用窒素ラインＬ６ａ内の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに設定したのは、酸素の沸点は窒素のそれよりも高く、従って１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの気体酸素ＧＯに対して−１５０℃以下に冷却された１５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの窒素で充分に気体酸素ＧＯは液化するためである。
　【００４７】
　このようにすると、窒素圧縮機２に戻される寒冷ＧＮ２の圧力は、１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに対して差し引き５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ高くなっているため、その分窒素圧縮機２の動力が削減され、酸素窒素液化装置１の運転コストの低減を図ることが可能になる。
　【００４８】
　図３は、本発明に係る酸素窒素液化装置の第３実施例を示す説明図である。この実施例は、空気分離装置Ｓから導出される気体酸素ＧＯの圧力が常圧よりも若干高い程度（例えば１ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ）である場合に対応させるものである。そのために酸素冷却用窒素ラインＬ６ｂ内の寒冷ＧＮ２の圧力が４ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇになるように圧力設定されている。また、この４ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの寒冷ＧＮ２を昇圧する小型の窒素回収用圧縮機９が酸素冷却用窒素ラインＬ６ｂの下流端に設けられ、これによって酸素冷却用窒素ラインＬ６ｂ内の気体窒素からなる寒冷ＧＮ２の圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧されるようにしている。この昇圧された寒冷ＧＮ２は窒素圧縮機２に戻される。その他は上記第２実施例のものと同様である。
　【００４９】
　このようにすると、空気分離装置Ｓから導出される気体酸素ＧＯが常圧よりも若干高い程度の圧力であっても、寒冷ＧＮ２の圧力がそれに見合った４ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇになっているため、気体酸素ＧＯは確実に液化される。また、窒素回収用圧縮機９の駆動によって４ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇにまで降圧された窒素が１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇに昇圧され、窒素液化サイクルラインしに戻されるため、窒素のロスが確実に防止される。
　【００５０】
　【発明の効果】
　本発明の請求項１記載の酸素窒素液化装置によれば、窒素液化サイクルラインに供給された空気分離装置からの気体窒素は、その循環過程で冷却され、その一部が気体窒素を冷却するための熱交換用として用いられるため、この熱交換によって残部の気体窒素は液体窒素になる。一方、酸素液化器に供給された空気分離装置からの気体酸素は、窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素を蒸発させて冷熱源として用いるようにしているため、この冷熱源を窒素液化サイクルライン内の気体窒素の圧力に拘りなく液化すべき気体酸素の圧力と略同一の圧力にまで断熱膨張によって降圧することが可能であり、これによって気体酸素を窒素液化サイクルライン内の気体窒素の圧力と略同一の圧力にまで昇圧しなくても気体酸素は液化されるので、従来のように気体酸素を昇圧するための圧縮機を設ける必要はなくなり、設備コストおよび運転コストを低減する上で有効である。
　【００５１】
　
また、窒素液化サイクルラインにおける液体窒素を酸素液化器の上流側で減圧する減圧弁を設けたため、この減圧弁の開度を調節することによって気化手段に供給する窒素量を適正に調節することができる。
　【００５２】
　本発明の請求項２記載の酸素窒素液化装置によれば、空気分離装置から窒素液化サイクルラインに導入された気体窒素は、圧縮機によって圧縮され、膨張タービンに供給されて断熱膨張仕事をすることによってさらに冷却されて寒冷になり、この寒冷が熱交換器において上記圧縮された気体窒素の残部との熱交換に供され、この熱交換によって残部の気体窒素は液化される。
　【００５３】
　一方、空気分離装置から酸素供給ラインに供給された気体酸素は、熱交換器において上記寒冷との熱交換で所定の温度にまで予め冷却されて酸素液化器内に導入される。一方、窒素液化サイクルラインから導出された液体窒素は、酸素液化器の気化手段内に導入され、ここで断熱膨張することによって降温して寒冷になるため、酸素液化器内に導入された予備冷却済みの気体酸素はこの寒冷との熱交換によって冷却され液化する。
　【００５４】
　このように、気体酸素は、熱交換器とは別に設けられた酸素液化器において、液体窒素の断熱膨張によって冷却されるようにしているため、気化手段内の窒素の圧力を窒素液化サイクルライン内の窒素の圧力とは独立した、気体酸素の圧力に見合ったものにすることが可能であり、これによって、従来のように気体酸素を気体窒素の圧力に見合うまで昇圧するための圧縮機を設けずして酸素の液化が実現し、設備コストおよび運転コストの低減を図る上で有効である。
　【００５５】
　本発明の請求項
３
【図面の簡単な説明】
　【図１】
本発明に係る酸素窒素液化装置の第１実施例を示す説明図である。
　【図２】
本発明に係る酸素窒素液化装置の第２実施例を示す説明図である。
　【図３】
本発明に係る酸素窒素液化装置の第３実施例を示す説明図である。
　【図４】
従来の酸素窒素液化装置の一例を示す説明図である。
　【符号の説明】
１　酸素窒素液化装置
２　窒素圧縮機
３　熱交換器
３１　第１熱交換器
３２　第２熱交換器
３３　第３熱交換器
４　冷凍機
５　膨張タービン
６　液窒タンク
７　酸素液化器
７１　熱交換器
８　減圧弁
９　窒素回収用圧縮機
Ｓ　空気分離装置
Ａ　空気
ＧＮ　気体窒素
ＧＯ　気体酸素
ＬＮ　液体窒素
ＧＮ１，ＧＮ２　寒冷
ＬＯ　液体酸素
Ｌ　窒素液化サイクルライン
Ｌ１　窒素往ライン
Ｌ２　窒素復ライン
Ｌ３　酸素供給ライン
Ｌ４　液体窒素ライン
Ｌ５　分岐ライン
Ｌ６，Ｌ６ａ，Ｌ６ｂ　酸素冷却用窒素ライン
Ｌ７　液体窒素導出ライン
Ｌ８　液体酸素導出ライン