JPS6227346B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空蒸着装置、真空脱ガス装置等真空
室内に設けたルツボに大気中により溶融金属を供
給する装置の改良に関するものである。

従来この種装置において、特に連続運転をする
場合には、溶融金属を大気中から真空室内に供給
する必要がある。このためには大気中に設置され
ている溶解炉と真空室内のルツボとを結ぶための
溶融金属輸送管と真空室とを真空シールにする必
要がある。このとき対象とする溶融金属は通常
Zn（融点420℃）、Al（融点659℃）等の如く高温
度のものであるため溶融金属輸送管を構成する材
料としては高温に耐えなければならないと共に溶
融金属に対しても優れた耐食性を有する必要があ
るため高融点金属やセラミツク等が使用され真空
室を構成する材料（主としてステンレス鋼）とは
異なつている場合が多い。従つてこの真空シール
は高温に耐え且つ真空室構成材料と溶融金属輸送
管材料の熱膨張の差による熱応力に耐える構造を
有していなければならず、例えば真空蒸着装置に
おいては真空室内の圧力が約10^-4Torrであるた
め高いシール性能を有している必要がある。

而して従来の真空シールの方法としては、溶融
による方法、シール材による方法、或はＯリング
のようなパツキングによる方法等があるが、これ
らの方法では前記の如き条件を満足せしめること
が極めて困難であつた。即ち溶融金属輸送管は溶
融できない材料であることが多く、溶融可能な場
合でも熱応力による損傷が問題となり又シール材
やパツキング材料で高温に耐え且つ熱応力にも耐
えるような材料が見当らないからである。従つて
前記の如き条件を満足させる真空シールの方法と
しては真空室と溶融金属輸送管とが接触しないよ
うな構造が好ましく、このような構成を有するも
のとしては液体シールによるものがある。

従来の液体シールは例えば第１図に示す如く１
は真空容器、２は真空容器の底部に取付けた曲管
形状のシール用液体保持装置、３はシール用液
体、４は大気中から真空室へ導入せる溶融金属輸
送管からなるものである。

このようなシール用装置においては、真空容器
１およびシール用液体保持装置２と前記輸送管４
との間には間隙部を生じ、この空隙部をシール用
液体３によつてシールしているものである。然し
ながら第１図からも明らかの如く、このシール装
置においては真空室に溶融金属を導入するための
溶融金属輸送管４を曲げる必要があり、曲げるこ
との出来ない材料の場合には適用することができ
ず又曲げが可能な場合でも装置が複雑となり、材
料を多量に必要とするという欠点があつた。

本発明はかゝる欠点を改善すべく鋭意研究を行
つた結果、簡単な構造にして、しかも安価なシー
ル手段を見出したものである。即ち本発明は真空
容器の底部に取付けた垂直状に延びる外管と該外
管内を貫通し、その一端部を該真空容器内に設け
たルツボに取付け、他端部を溶解炉内に収容せる
溶融金属中に挿入し、該溶解金属を真空容器内へ
供給する溶融金属輸送管と、該輸送管の一部外周
を囲み且つ前記外管の先端部をシール用溶融金属
中に挿入せるシール用溶融金属容器とよりなり、
該シール用溶触金属により前記輸送管と前記外管
との間に液体シールを形成せしめたことを特徴と
するものである。

本発明の一実施例を第２図にもとづき詳細に説
明する。

図において１１は真空容器、１２は真空容器１
１内に設けたルツボ、１３は大気中から真空室１
１内のルツボ１２に導入する溶融金属、１４は大
気中の溶解炉、１５は溶融金属輸送管、１６は溶
融金属輸送管１５の下部外周を囲んで設けられた
シール用溶融金属を収容するシール用溶融金属容
器、１７は一端が真空容器１１の底部に垂直状に
延びて取付けられ且つ溶融金属輸送管１５を囲む
外管、１８はシール用溶融金属である。

而して本発明において溶融金属１３は真空室１
１内の圧力と大気圧との差圧によりヘツド差Ａが
生じており、シール用溶融金属１８にも同様にヘ
ツド差Ｂが生ずる。このときヘツド差Ｂが大きい
とシール用溶融金属１８が真空室１１内に入り込
むことになり真空室１１内の電気部品及び駆動部
等（図示せず）を損傷するため好ましくない。従
つてヘツド差Ｂはシール用溶融金属１８が真空室
１１内に入り込まないように低くする必要があり
このためには、シール用溶融金属１８としてはヘ
ツド差を小さくしうるように比重の大きい金属を
選定することが必要である。又同時にシール用溶
融金属容器１６の取付位置はシール用溶融金属１
８が真空容器１１に入り込まないような位置に取
付ける必要がある。なお取付位置はこの条件を満
足するならばどの位置でもよいが、第２図に示す
ように該容器１６が溶解炉１４中の溶融金属１３
に浮遊状態に浸漬してもよく、この場合にはシー
ル用溶融金属１８は保温加熱のための熱量を該溶
解炉１４からうることが出来るので別の加熱源を
省略することが出来る。又前記容器１６は溶融金
属輸送管１５と同一材質にて一体構造となつてい
ることが好ましいが、異質の接続構造としてもよ
い。その理由はこの接続部分は真空シールにする
必要はなく溶融金属が漏洩しなければよいからで
ある。又シール用溶融金属１８としては前記のよ
うに比重の大きいことと、輸送される溶融金属１
３の温度よりも低い融点を有することが必要であ
り、蒸気圧の低い金属の方が好ましい。その理由
は運転温度において溶融している必要があると共
にその蒸気が真空容器１１中に入り込むのを防ぐ
ためである。これらの条件を満足するシール用溶
融金属１８としては鉛又はPb−Bi等の鉛合金が
好ましい。なお真空蒸着等においてシール用溶融
金属１８の蒸発及びシール用溶融金属１８からの
脱ガスが問題となる場合には、シール用溶融金属
１８の大気側および真空側の液面に溶融酸化物層
等を浮かべて大気からのガスの浸入を防ぎ且つシ
ール用溶融金属１８の蒸発を抑制すればよく、こ
の目的のためには酸化ボロン等が好ましい。

又シール用溶融金属容器１６および溶融金属輸
送管１５を囲む外管１７は、シール用溶融金属１
８に対して耐食性を有していることが必要であ
り、又溶融金属輸送管１５は輸送すべき溶融金属
１３およびシール用溶融金属１８の両者に対して
耐食性を有していることが必要である。

又溶融金属輸送管１５は移動することがないた
め、この輸送管１５と外管１７との間隙部はせま
くすることが可能であり、このようにすることに
よりシール用溶融金属１８の使用量は少量でよ
い。又このことは真空容器１１の真空と接してい
るシール用溶融金属１８の表面積が小さくなるこ
とを意味してあり、シール用溶融金属１８の蒸発
および該金属からのガスの放出を抑制することが
出来る。

以上詳述した如く本発明によれば溶融金属輸送
管１５と真空容器１１とを接続することなく大気
をシールすることが出来ると共に熱応力によるシ
ール装置の損傷もなく、簡単な構造により容易に
真空室内のルツボと大気中より溶融金属を供給す
ることが出来る等顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における溶融金属供給装置の概略
説明図、第２図は本発明真空容器内へ溶融金属を
供給する装置の１例を示す概略説明図である。 １……真空容器、２……シール用液体保持装
置、３……シール用液体、４……溶融金属輸送
管、１１……真空容器、１２……ルツボ、１３…
…溶融金属、１４……溶解炉、１５……溶融金属
輸送管、１６……シール用溶融金属容器、１７…
…外管、１８……シール用溶融金属。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空容器の底部に取付けた垂直状に延びる外
   管と、該外管内を貫通し、その一端部を該真空容
   器内に設けたルツボに取付け且つ他端部を溶解炉
   内に収容せる溶融金属中に挿入し、該溶融金属を
   真空容器内に供給する溶融金属輸送管と、該輸送
   管の一部外周を囲み且つ前記外管の先端部をシー
   ル用溶融金属中に挿入せるシール用溶融金属容器
   とよりなり前記輸送管と前記外管との間に液体シ
   ールを形成せしめたことを特徴とせる真空容器内
   に溶融金属を供給する装置。