JPH0456763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、窒素の超精製装置並びに精製方法に
係り、詳しくは、従来の精製方法で得られる純度
の高められた窒素を更に高純度に精製する超精製
装置並びに、この装置を用いて効果的に窒素の精
製を行う方法に関するものであり、近時飛躍的な
発展を遂げつつある高集積度の集積回路の製造の
分野や、学術研究に要請される高純度の窒素を容
易且つ確実に入手し得る手段を提供することをそ
の目的とする。 〔従来の技術〕 窒素ガスは、電子工業、化学工業、鉄鋼、造船
等の分野で次第にその需要を増加しつつある有用
なガスである。 圧縮機を用いて空気を圧縮し、次に断熱膨脹を
行わせ、この操作を反覆して得た液体空気を高圧
下に精溜して純度の高い液体窒素を製造する方法
は、従来から工業的に実施されている窒素の製造
方法であり、液体窒素或は気体窒素として容器に
充填され市販されている。 窒素は代表的な不活性ガスであり、金属の熱処
理加工、半導体製造工程中に於ける雰囲気ガスと
して上述の如き分野に広く使用されているが、特
に電子工業向けなどの超精密微細加工に使用され
る場合には、加工工程に使用する直前に更に精製
して不純物を除去し高純度を確保することが要求
される。特に工業的に大量に使用する際には、液
体窒素を気化させて配管を通して使用するが、気
化した窒素中に含まれる酸素、一酸化炭素、二酸
化炭素、水素、炭化水素、水分などの不純物を如
何にして迅速確実に除去するかが重要な課題とな
る。 かゝる不純物を除去して、窒素を高純度のもの
に精製するため従来から各種の窒素ガス精製装置
が市販され使用されている。例えば、本件特許出
願人の一員である大陽酸素株式会社から昭和49年
（1974年）以来市販されているガス精製装置〔商
品型番でTIP−10、TIP−30、TIP−60、TIP−
100、TIP−200、TIP−300、TIP−400、TIP−
500〕などの市販のガス精製装置では、ニツケル、
銅などの金属酸化物を用いた酸化反応剤を用い
て、一酸化炭素、炭化水素、水素等を酸化し、二
酸化炭素、水に変化させた後、ゼオライト系の分
子篩や活性炭などを用いて不純物を吸着除去する
ことによりガスの精製が行われる。高純度の窒素
を簡単に得るのにこれら市販のガス精製装置は便
利であり、広く使用されている。 これ等の市販のガス精製装置で精製されたガス
中の不純物は、該装置のカタログによれば次の如
き水準のものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の市販のガス精製装置は、高純度の窒素ガ
スを得るのに簡便な優れたものであるが、最近の
半導体工業の進歩からすると将来の高集積度回路
の製造に於ては現在よりも更に超精密微細な加工
が要求されることから、更に高純度の窒素ガスが
求められることが予想され、既に試験用の高純度
ガスについては現実に強い要請がある。この要請
に応え、不純物の濃度をppmオーダーで更に１桁
低下させ、0.01ppm以下程度にするのが、本発明
の解決しようとする技術的課題である。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の如く、窒素を精製して、従来よりも不純
物濃度をppmオーダーで更に１桁下げる手段につ
いて、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、従来
のガス精製装置による精製を行つた高純度ガスを
更に精製するための超精製装置並に方法を見出
し、本発明を完成するに至つた。 本発明の装置は、精製すべき窒素ガスの入口、
精製した窒素ガスの出口、上記ガスの入口と上記
ガスの出口とを結ぶガス流路、該ガス流路の中間
に設けた15〜30重量％の鉄と85〜70重量％のジル
コニウムとの合金より成るゲツターを充填した少
くとも１個のゲツター室、及びゲツターの吸着反
応温度を維持するための加熱装置を含む超精製装
置である。 また本発明の方法は、精製しようとする窒素ガ
スを、金属酸化物系酸化反応剤層中を酸化反応温
度に於て通過させた後、ゼオライト系分子篩など
の吸着剤層を通過させる既知のガス精製法により
精製し、得られる不純物含量の低い窒素ガスを、
更に、20〜500℃の温度に保持した15〜30重量％
の鉄と、85〜70重量％のジルコニウムとの合金よ
り成るゲツターを充填したゲツター層を通して窒
素中に含まれる不純物を吸着除去せしめることを
特徴とする窒素の精製方法をその基本構成とす
る。 本発明に於て用いる15〜30重量％の鉄と85〜70
重量％のジルコニウムとより成る合金系ゲツター
としては、アメリカ特許第4306887号明細書に記
載されているものを用いることができる。 窒素を吸着せず他の不純物を選択的に吸着する
という上記鉄−ジルコニウム合金より成るゲツタ
ーの特性から、特に好ましいのは、22〜25重量％
の鉄と75〜78重量％のジルコニウムとの合金から
成るゲツターである。 これ等の鉄−ジルコニウム系合金より成るゲツ
ターは、温度20〜500℃で、実質的に窒素を吸着
することなく、二酸化炭素、水分、水素等の不純
物を実際上完全に吸着除去せしめる。 鉄−ジルコニウムの組成は、上記鉄15〜30重量
％、ジルコニウム85〜70重量％の範囲が好まし
い。ジルコニウムがこの範囲よりも多くなると合
金は吸着されてはならない精製すべく窒素を実質
的な量で吸着する。ジルコニウムがこの範囲より
も少なくなると窒素からの活性ガスの除去（吸
着）効率が低下する。 ゲツター合金は、金属間化合物の形態で使用す
ることが好ましい。金属間化合物は微粉化し易い
ので製造上扱い易く、表面積が大きくなるので活
性も大きくなる。 これ等の合金の製法については、鉄−ジルコニ
ウム−バナジウム三元合金についてその製造法が
記載されている米国特許第4312669号明細書に開
示されている方法に準じて、実質的に、バナジウ
ム成分の添加を省略して同様の操作を行うことに
よつて所望の合金を製造することができるが、イ
タリア国、ミラノ市のサエス・ゲテルス・ソチエ
タ・ペル・アチオニ（SAES Getters S.p.A）の
製造・販売する市販製品が好適に使用される。 上記二成分合金系ゲツターは、精製すべき窒素
ガスの入口を精製した窒素ガスの出口を設けた外
容器の、上記ガスの入口と上記ガスの出口とを結
ぶガス流路の中間に設けた少くとも１個の充填部
に充填し、ゲツターの吸着反応温度を保持するた
めに外容器に付属して設置された加熱装置と共
に、本発明の窒素の超精製装置を構成する。この
装置に、精製すべき窒素を通して不純物をゲツタ
ーに接触させ吸着除去する。 ゲツター充填部に使用するゲツターの形状とし
ては、粉末状であるよりも、ペレツト状である方
が、ゲツター層中のゲツター同志の間にガス流通
の為の隙間が確保され易く有利である。またゲツ
ターが大きさ不揃いの小塊状であるよりも、粒径
の揃つたペレツト状である方が、ゲツター層中の
空隙率を一定にし易く、装置の設計に当つて便利
である。従つて、ゲツターは、粉末状或は小塊状
であつても差支えないが、工業的に窒素の超精製
装置を設計製作する場合、合金粉末を圧縮加工し
て作つたペレツト状のゲツターを使用するのが好
ましい方法である。 本発明の装置には、ゲツターの吸着反応温度を
保持するための加熱装置が設けられるが、後の実
施例の項でも説明する様に、加熱装置は種々の形
態で用いることができる。加熱方式としては電気
加熱、熱媒流通加熱等が、加熱位置も、ガスがゲ
ツター充填部に入る前の予熱部、ゲツター充填部
の周囲、ゲツター充填部の内部等に、適宜選定す
ることができる。ゲツターに於ける吸着反応が円
滑に進み、且つ、なるべく均等な温度分布の得ら
れる加熱が行われ得ればよいので、必要に応じ、
加熱方法や加熱位置は、種々組合せて設計して差
支えない。 本発明の装置に於けるゲツターの充填部は、外
容器内にゲツターを直接充填した構成とすること
もできるが、ゲツターの充填部が、ゲツターを充
填したカートリツジの少くとも１個より成り、該
カートリツジが外容器に対して着脱容易で交換可
能なものとすることも好ましい態様である。本発
明に於けるゲツター成分は、不純物を化学変化を
伴う化学吸着によつて吸着除去するものであるか
ら、化学量論的に消費されて一定の寿命を有し、
一定期間使用したらゲツターを取替えないと窒素
の超精製の目的を達し得なくなる。そこで超精製
装置をゲツターを収納した外容器ごと一体的に取
扱い適時装置を全体的に交換する方法を採用する
こともできるが、ゲツターをカートリツジに収容
し、適時カートリツジ部分のみを外容器から外し
て交換する方法も採用することができる。 カートリツジの態様としては、ガスが通過し易
い様に孔を穿つた金属容器を用いるのが好ましい
態様である。 本発明の超精製装置は、含有不純物各成分を
夫々0.01ppm以下程度に精製することを目的にし
ているので、窒素ガスと接触する装置材料として
は、ガス吸着の少い表面緻密で平滑に研磨或いは
焼鈍した、しかも腐蝕によつて粉末が出たりする
ことのない金属を用いることが好ましい。かゝる
金属材料の実例としては、ステンレス鋼、ハステ
ロイ、インコロイ、モネル合金等が挙げられる
が、これ等に限られるものではなく、上記の条件
に適合する金属材料であれば各種のものを適宜選
択使用することができる。 窒素ガスと接触する装置材料としては、ガス吸
着の少い表面緻密で平滑に研磨或いは焼鈍したも
のが好ましいことを述べたが、その平滑の程度を
数値的に表現すれば、窒素ガスと接触する内表面
の表面粗さが、中心線平均粗さ（Ra）値〔日本
工業規格（JIS）B0601−1970〕で0.5μm以下好ま
しくは0.25μm以下になる様に研磨された材料が
好ましい。この数値は、臨界的ではないが、間違
いのない安全範囲として奨められるところであ
る。 内面研磨或いは焼鈍により平滑にした部分はゲ
ツター室を通過させたガスと接触する部分に使用
して有効であるが、ゲツター室通過ガスと接触す
る部分に使用しても差支えないことは勿論であ
る。装置の設計上、ゲツター室通過後のガスの接
触する部分のみに使用することは寧ろ困難である
場合も多い。研磨や焼鈍により内面を平滑にした
管を用いたりベーキングを行うことにより、新し
い装置であつても高純度のガスや定常的に得られ
るまでの時間を大幅に短縮できる。 本発明の装置に於て、その技術的課題を解決す
るための手段は、この様に種々その実施態様を変
えて実施することができ、以上の例示も止まら
ず、本発明の範囲を逸脱しない限り、種々変形し
た態様に於て実施することができる。 本発明の方法に於て精製しようとする窒素ガス
を、金属酸化物系酸化反応剤層中を酸化反応温度
に於て通過させることを必須としているのは、窒
素ガス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素を水及
び二酸化炭素に転化せしめ、ゼオライト系分子篩
などの吸着剤層を通過させて殆んど吸着除去する
ことにより、本発明に於て使用するゲツターのメ
タン等炭化水素に対する吸着能の不足を補う必要
があるからである。 既知のガス精製法により精製し、得られる不純
物含量の低い窒素ガスは、20〜500℃の温度に保
持した15〜30重量％の鉄と85〜70重量％のジルコ
ニウムとの合金より成るゲツターを充填したゲツ
ター層を通して窒素中に含まれる不純物を吸着除
去させる。ゲツター層中で窒素ガス中の不純物を
吸着させる反応温度が、20℃以下では、不純物は
ゲツター表面に吸着するが、ゲツター内部への拡
散が期待されず、ゲツターの本来有する能力が充
分発揮されないまゝ、表面飽和の状態で実際上吸
着が停止してしまう欠点があり、20〜500℃の範
囲では、ゲツターの吸着能が充分発揮されて、不
純物はゲツター内部にまで拡散するので、ゲツタ
ーの見掛けの寿命も長くなる。 一方500℃以上の温度領域では、窒素ガスがゲ
ツターに吸着され易くなるので、反応温度を500
℃以上に設定することは好ましくない。 上記の温度範囲20〜500℃の中でも最も好適に
は350〜450℃の温度範囲が選ばれる。この範囲で
は、吸着速度も大きく、不純物の内部への拡散が
充分行われる反面、水素の脱着の惧れも皆無であ
り、最も推奨される反応温度である。 ＜実施例＞ 以下本発明をその実施例に基いて更に詳細に説
明する。 本発明による窒素の超精製装置の実例を第１図
から第９図に例示した。第１図は、窒素ガス入口
１を上部に、窒素ガス出口２を下部に設けたステ
ンレス鋼管〔日本工業規格JIS G3448に記載され
ているSUS 304 TP〕から製造し断熱材１２で
囲んだ外容器３の頂部に蓋体１４を付け、蓋体１
４を通して、外容器３内部の空間２５内に加熱装
置としてヒータ６を配置し、その下部に上部・下
部のバツフアー１６及び１５の間に充填したゲツ
ター４の層を設け、これ等は外容器３に取付けた
支持具１３で支持された目皿７の上に置いた窒素
の超精製装置を示す。ゲツターとしては、サエ
ス・ゲテルス・ソチエタ・ペル・アチオニ社から
製造販売されている鉄（22〜25重量％）−ジルコ
ニウム（75〜78重量％）合金ゲツターで直径３
mm、高さ４mmの円柱型ペレツト状のものを用い
た。 １５，１６に示したバツフアは、ゲツター層中
へのガス流通の偏りをなくしたり、ゲツター微粉
末の飛散を防止しまた温度分布を均等ならしめる
ために、外径１〜４mmのアルミナ製小球を高さ約
５〜50mm程度に層状に積上げたものである。 なお、本実施例では、バツフアーにアルミナ製
小球を使用しているが、これはステンレス鋼製の
小球や網目の細かなステンレス鋼製の網を重ねた
ものに変えてもよく、また、バツフアーは必ずし
も使用しなくてもよいものであつて、バツフアー
を使用しない別の実施例も後に示される。 このバツフアー１５，１６の上部にはそれぞれ
温度センサー１８，１７を挿入した測温シーズ２
０，１９が付設されている。温度センサーとして
は、クロメル−アルメル熱電対を使用した。 精製すべき窒素ガス９は入口１より導入され、
ヒータ６により加熱され、上部バツフアー１６に
より均一な流れにされてゲツター層４に流入し、
不純物ガスを吸着された精製ガスは目皿７を通り
抜けて出口２から引出される。 第２図以下にさらに他の装置例を示す。なお、
各図を通じて共通の部分は同一の参照記号で示
し、その説明は省略または必要な限度に留める。 第２図は外容器３の周りに電熱ヒータ２１を配
し、またその温度を計測する熱電対２２を設けた
点を除けば第２図と同様に構成した超精製装置を
示す。この例によればゲツター層の温度制御が容
易になる。 第１，２図の例ではゲツター層４を外容器３の
内部に直接充填したが、別個に形成することもで
きる。第３図はこの例を示し、ゲツター４及びバ
ツフアー１５，１６は目皿７，７を有するカート
リツジ５に収容されている。従つて、一定期間使
用した後、蓋１４を外してカートリツジ５を新し
いものと交換すれば良く、第１〜２図のものより
も能率的な作業が可能となる。 第４図はさらに他の装置１１を示すもので、外
容器３は内壁２４及び外壁２３の２重構造となつ
ており、熱媒体入口３０から出口３１に向けてス
チーム等の熱媒体、場合によつては冷却媒体が流
通されるようになつている。内壁の内部にはカー
トリツジ５が挿入されている。カートリツジ内に
はゲツター４が充填され、その中に電熱ヒータ６
が埋設されており、リード８（一方のみ図示）、
端子１２を介して外部電源に接続される。カート
リツジ５は支持板１３により支持された同心状の
多孔内外壁２６を有する。内壁２４の下端にはフ
ランジ２７が設けてあり、ここをガス入口導管
１、出口導管２が貫通している。導管２はカート
リツジ５の支持作用を行う。精製すべき窒素ガス
９は入口１から導入され、外側空間２５に入り、
適当に加温された後多孔壁２６から所定温度に維
持されたゲツター層４に流入し、精製されて内側
空間２５′に流出し、出口２に引出される。 第５図は別の超精製装置１１を示す。外容器３
は２重壁になつており、これらの間の空間に入口
３０から熱媒体を導入し、出口３１から排出する
ことにより温度制御を行うことができる。内壁内
には多孔壁で囲まれたゲツター層４を有するカー
トリツジ５を配置し、またその周囲にはヒータ６
を配置し、リード８により外部電源に接続する。
精製すべき窒素ガス９は入口１より導入されて熱
媒により予熱され、次いでヒータ６により所定温
度に維持されたゲツター層４を通過することによ
り精製され、出口２から引出される。 第６図は他の超精製装置１１を示し、円筒状外
容器３は上下に設けた板（図示せず）によりカー
トリツジ５を支持する。カートリツジ５は内部に
リード８を有する電気ヒータ６を配し、上下の多
孔質板またはバツフアー層の間にゲツター４を充
填している。 第７図はさらに他の装置１１を示し、断熱材１
２を充填した内外壁を有する外容器３の内部には
内筒が設けられ、間の空間にゲツター４が充填さ
れている。中心の空間にはセラミツク棒３６の周
りに巻いた電気ヒータ６が配置される。精製すべ
き窒素ガス９は入口１より流入し、ゲツター４を
通つて精製されたガスは出口２より出て行く。 第８図はさらに他の超精製装置を示す。この例
は第３図の変形であり、精製窒素の熱を回収する
手段を有する。すなわち、精製すべき窒素９は装
置下部に設けられた熱交換器２８に入り、出口ガ
スと熱交換して予熱された後、断熱材１２により
囲まれた導管２９を経て装置上部の入口１からゲ
ツター層４へ向けて流れる。精製ガスは熱交換器
２８へ入つて冷却された後に、出口２に出て行
く。 第９図はさらに他の装置の例を示す。外容器３
は２重壁円筒であり、それらの間に入口３３から
熱媒を導入し出口３４から引出すようになつてい
る。外容器３の内部空間には気密支持筒３５が配
置され、その内部が複数の外孔板７により水平に
仕切られていてそれらの各一対で形成される室に
ゲツター層４が充填されている。またゲツター層
の中には電気ヒータ６が配置され、リード１０，
１０′により給電される。精製すべき窒素ガス９
は入口１より流入し、精製された窒素ガスは出口
２に流出する。 次に、具体的なゲツター組成を用いた実施例を
説明する。 尚、以下の例でガス分析に用いた装置は次の通
りである。 ガス分析装置−ガスクロマトグラフ−質量分析器 TE−360B（Anelva Coup製） ガスクロマトグラフ−F.I.D MODEL GC−9A（島津製作所製） 水分計−ハイグロメータMODEL 700
（Panametric Co.製） 表面粗さ計−サーフコーダMODEL SE−3H
（KOSAKA Laboratory Co.Ltd） 例 １ 重量比にしてZr76.6％、Fe23.4％の合金組成よ
り成り、粒子径が50〜250μmの粉末非蒸発性ゲツ
ター粉末を第１図に示した窒素ガス超精製装置に
充填した。ステンレス鋼（SUS304−既述の規格
名）製円筒は外径21.7mm、内径17.5mm、長さ350
mmであつた。そのうち200mmはゲツターで充填さ
れ、上下はアルミナ球バツフア材を10mmの厚さに
充填した。この超精製装置に温度25℃、圧力６
Kg／cm²（ゲージ圧）の不純物含有窒素ガスを0.17
／分の流量で導入した。窒素は375℃に維持し
たゲツター層に流通し、出口から圧力４Kg／cm²
（ゲージ圧）で流出した。ガスを流し始めてから
40分後に、出口ガスの不純物レベルを測定して表
の結果を得た。

【表】 出口ガス中の不純物レベルは1030時間変化がな
かつた。 例 ２ 例１で用いたと同じ組成及び粒子寸法の非蒸発
性ゲツター合金を圧縮成形して直径３mm、長さ４
mmのペレツトを製造した。これらのペレツトを第
２図に示す超精製装置に充填した。ステンレス鋼
（SUS304）円筒は外径89.1mm、内径83.1mmを有し
た。長さは660mmであつた。円筒のうち、上下バ
ツフアー（アルミナ球）の厚さ10mmも含めてゲツ
ターペレツトが占める長さは185mmであつた。不
純物含有窒素ガスを温度25℃、圧力４Kg／cm²（ゲ
ージ）及び流量12／分で超精製装置に導入し
た。 不純物含有窒素ガスはスパイラル抵抗ヒータに
より375℃の温度に保つた非蒸発性ゲツター床に
流通し、3.95Kg／cm²（ゲージ圧）の圧力で出口に
流出した。窒素ガスの流通開始後40分後にこの流
出ガスの不純物レベルを測定して表の結果を得
た。

【表】 出口不純物レベルは760時間にわたつて一定で
あつた。 例 ３ 例２と同じ方法でペレツトを製造し、第３図に
示すカートリツジに充填した。カートリツジは外
径80mm、内径78mm、長さ244mmを有した。例２と
同じ量のペレツトを用いた。カートリツジを例２
と同じ円筒（ただし長さ719mm）に入れた。不純
物含有窒素ガスを例２と同じ入口圧力、温度及び
流量で流した。カートリツジは375℃に維持した。
出口ガス組成は窒素ガス流通の開始から40分後に
例２と同じになつた。出口ガス中の不純物レベル
は760時間一定であつた。 例 ４ 例２において円筒の内表面粗さをRa＝0.5μm
とし（通常はRa＝2.5μmである）、ステンレス鋼
出口管は外径9.5mm、内径7.5mm、表面粗さRa＝
0.2μmとし、同じ実験を行つた。窒素ガスを流し
初めてから40分後に表の結果を得た。

【表】 出口ガス中の不純物レベルは760時間一定であ
つた。 例 ５ この例では、精製すべき窒素ガスを先ず、外径
89.1mm、内径83.1mm及び長さ660mmのステンレス
鋼（SUS304）円筒に多孔質粉末CuO成形ペレツ
ト（ペレツト寸法は直径３mm、長さ４mm）を充填
高さ185mmまで充填して成る450℃に保つた筒に通
した。次いで、外径89.1mm、内径83.1mm、長さ
350mmのステンレス鋼（SUS304）円筒に200mmの
床高さまでモレキユラーシーブ5A（ペレツト寸法
は直径3.2mm、長さ４mm）を充填して成る25℃に
保つた乾燥器に流すことにより、精製すべき窒素
ガスの水蒸気含有量を減じた。このガスを例２の
方法に従つて処理した。乾燥器の出口圧力すなわ
ち超精製装置の入口圧力は４Kg／cm²（ゲージ圧）
であつた。温度の効果を見るために、ゲツター温
度を変えた。結果は表に示す通りであつた。

【表】

【表】 表から分るように、20〜500℃の温度範囲で本
ゲツターはすぐれた精製能力を有することが分
る。 例 ６，７ 重量比にしてZr84％、Fe16％の合金（実施例
６）及びZr71％、Fe29％の合金（実施例７）よ
り成り、粒子径が50〜250μm（平均150μm）の粉
末非蒸発性ゲツター粉末を圧縮して直径３mm、長
さ４mmのペレツトを製造した。これらのペレツト
を例２と同一の方法で同一の構成の超精製装置に
充填した。不純物含有窒素ガスを温度25℃、圧力
４Kg／cm²（ゲージ）及び流量12／分で超精製装
置に導入した。 不純物含有窒素ガスはスパイラル抵抗ヒータに
より375℃の温度に保つた非蒸発性ゲツター床に
流通し、3.95Kg／cm²（ゲージ）の圧力で出口に流
出した。窒素ガスの流通開始後40分後にこの流出
ガスの不純物レベルを測定して表の結果を得
た。

【表】 出口不純物レベルは夫々960時間及び690時間一
定であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は、何れも夫々本発明の装置の
実施例の縦断面図である。 １……窒素ガス入口、２……精製ガス出口、３
……外容器、４……ゲツター、５……カートリツ
ジ、６……ヒータ、７……目皿、８……ターミナ
ル、９……窒素ガス、１０……リード線、１１…
…窒素超精製装置、１２……断熱材、１３……支
持具、１４……蓋体、１５……下部バツフアー、
１６……上部バツフアー、１７，１８……温度
計、１９，２０……温度計鞘、２１……ヒータ、
２２……熱電対、２３……外壁、２４……内壁、
２５……空間、２６……多孔質壁、２７……フラ
ンジ、２８……熱交換器、２９……導管、３０…
…熱媒入口、３１……熱媒出口、３２……リード
線管、３３……冷却液入口、３４……冷却液出
口、３５……カートリツジ部、３６……セラミツ
クス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 精製すべき窒素ガスが導入される金属酸化物
   系酸化反応剤層、前記反応剤層を酸化反応温度に
   維持する手段、前記反応剤層からのガスから窒素
   を精製する吸着剤層、前記吸着剤層からのガスを
   導入する入口、精製した窒素ガスの出口、上記ガ
   スの入口と上記ガスの出口とを結ぶガス流路、該
   ガス流路内の中間に設けた15〜30重量％の鉄と85
   〜70重量％のジルコニウムとの合金より成るゲツ
   ターを充填した少くとも１個のゲツター室、及び
   ゲツターの作動温度を保持するための加熱装置よ
   り成る窒素の超精製装置。 ２ ゲツター充填部に使用するゲツターが、鉄−
   ジルコニウム合金粉末を圧縮加工して作つたペレ
   ツト状のものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の窒素の超精製装置。 ３ ゲツターに使用する合金の組成が、22〜25重
   量％の鉄と75〜78重量％のジルコニウムであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
   に記載の装置。 ４ ゲツターに使用する合金が鉄−ジルコニウム
   金属間化合物であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項より第３項までの何れかに記載の方
   法。 ５ ゲツターの充填部が、ゲツターを充填したカ
   ートリツジの少くとも１個より成り、該カートリ
   ツジが，外容器に対して着脱容易で交換可能なも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   より第４項までの何れかに記載の装置。 ６ 各々のカートリツジが、孔を穿つた金属容器
   にゲツターを充填したものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 窒素ガスと接触する装置材料として、窒素ガ
   スと接触する内表面の測定全区間の振幅平均によ
   つて与える中心線平均の表面粗さ（Ra）が
   0.5μm以下の材料を使用することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第６項までの何れかに記
   載の装置。 ８ 炭化水素を除去する前処理装置を付加したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項より第７項
   までの何れかに記載の装置。 ９ 炭化水素を除去する前処理装置として、窒素
   ガスを通す様に、金属酸化物系酸化反応剤層を配
   置した酸化装置と、酸化反応により生成した水
   分、一酸化炭素、二酸化炭素等の不純物を含む窒
   素ガスを通す様にゼオライト系分子篩などの吸着
   剤層を設けた吸着装置とを使用することを特徴と
   する特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 精製しようとする窒素ガスを、金属酸化物
   系酸化反応剤層中を酸化反応温度に於て通過させ
   た後、ゼオライト系分子篩などの吸着剤層を通過
   させる既知のガス精製法により精製し、得られる
   不純物含量の低い窒素ガスを、更に、20〜500℃
   の温度に保持した15〜30重量％の鉄と85〜70重量
   ％のジルコニウムとの合金より成るゲツターを充
   填したゲツター層を通して、窒素中に含まれる不
   純物を吸着除去せしめることを特徴とする窒素の
   精製方法。 １１ 350〜450℃の温度に保持した15〜30重量％
   の鉄と85〜70重量％のジルコニウムとの合金より
   成るゲツターを充填したゲツター層を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方
   法。