窒素ガス発生装置とは？PSA式・膜分離式・コンプレッサ内蔵型の違いと、純度・発生量・価格の選び方

窒素ガス発生装置とは

窒素ガス発生装置は、空気の約78%を占める窒素を取り出し、使う場所の近くで窒素ガスをつくる装置です。ボンベや液体窒素の手配と交換がなくなり、必要な時に必要な量だけ使えます。レーザー加工機のアシストガス、食品のN2包装、はんだ付けの酸化防止、タンクや配管の防爆パージに使います。

比較ページには、日本の会社が自社で作る装置と、海外メーカーの日本法人が売る自社グループの装置を、各社の代表の型式の単位で載せています。液体窒素の容器、ボンベで届く窒素ガス、大型の深冷分離プラントは載せていません。

3つの方式

• コンプレッサ内蔵型（PSA式）は、圧縮機と吸着槽を1つの箱に収めた型です。電源をつなぐだけで窒素が出ます。例はアネスト岩田の NP-37CF、日立産機システムの N2パック、IBSの ITNH5-03M5、コフロックの Mini-CUBE ⁠⁠⁠です
• PSA式（コンプレッサ別置き）は、工場の圧縮空気を吸着槽に通して窒素を出す型です。例はIBSの INHP5-048Eco、アトラスコプコの NGP 2-9 ⁠⁠です
• 膜分離式は、中空糸膜に圧縮空気を通して窒素を残す型です。動く部品が少なく、電源を使わない型もあります。例はアネスト岩田の NM-07、フクハラの N2UC051-L9、SMCの IN778-1、アトラスコプコの NGMs 2 ⁠⁠⁠です

純度の決め方

• PSA式は、純度99.999%まで出せます。IBSの ITNH5-03M5 と INHP5-048Eco は99.999%です
• 膜分離式は低めの純度に向きます。フクハラは、膜分離方式は90〜99%程度に向くと書いています
• 膜分離式でも、SMCの IN778-1 は99.9%、アトラスコプコの NGMs 2 は95〜99.5%を出します
• 純度は窒素とアルゴンを合わせた値です

純度と発生量の関係

• 同じ装置でも、純度を上げると発生量は減ります
• アネスト岩田の NP-37CF は、99%で8.6N㎥/h、99.99%で4.5N㎥/hです
• 膜式の NM-07 は、97%で21NL/min、99.9%で4NL/minです
• 発生量は、周囲20℃・湿度60%での値です。暑く湿った場所では減ります

置き場所・法規・手入れ

• コフロックの Mini-CUBE は卓上に置け、音は55dB以下です。日立産機システムの NPO-3.73VNB は50dBです
• SMCは IN778 を高圧ガス保安法の対象外、フクハラは膜分離方式を高圧ガス保安法と第二種圧力容器の適用範囲外と書いています
• メンテナンスの周期は、コフロックの Mini-CUBE が8,000h、IBSの INHP-Eco が約2年間です
• 膜は、クリーンな空気なら半永久的に使えます

費用と省エネ

• このページの装置は、どれも定価を公式に出していません。見積もりで決めます
• 主な費用は電気代と定期のメンテナンス費用です
• アネスト岩田のカタログには、320万円の装置をリースにした試算があり、月々約54,000円です
• 日立産機システムの N2パックは、自動省エネモードで発生量が40%のとき動力を約48%下げます
• コフロックの NTE は、Ecoモードで最大49%の電力を削減します