DE102011107536B4 - Burner, in particular inductively coupled plasma torch, preferably for the production of semi-finished products for bending-insensitive glass fibers - Google Patents

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Abstract

Induktiv gekoppelter Plasmabrenner zur Herstellung von Halbzeug für biegeunempfindliche Glasfasern, enthaltend einen rohrförmigen Brennerkanal (1), eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule (2) sowie eine äußere Umhüllung (3), wobei die Umhüllung eine geschlossene oder poröse Struktur (4) aufweist, wobei die poröse Struktur oder der Abstandsraum zwischen der Außenwandung des Brennerkanals und der Umhüllung von einem Fluid (5) durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen der äußeren Umhüllung und dem Brennerkanal für einen Screengasstrom mit einem Volumendurchsatz von bis zu 200 l/min ausgebildet ist, wobei die Umhüllung (3) aus einer porösen Keramik, einem porösen Glas, einem porösen Polymerkunststoff und/oder einem Doppelwandrohr mit einem porösen Füllkörper ausgebildet ist, deren poröse Struktur in Form von parallel zur Längsachse der Induktionsspule orientierten Kanälen (6) ausgebildet ist, bei denen das Fluid (5) die poröse Struktur parallel zum Brennerkanal (1) durchströmt, wobei ein turbulenter Gasstrom vermieden und dessen gleichmäßige Verteilung bewirkt wird, die Induktionsspule eng anliegend am Brennerkanal befindlich ist, wobei eine sehr enge Wicklung der Induktionsspule um den rohrförmigen Brennerkanal vorgesehen ist und die Umhüllung in Längsachsenrichtung der Gesamtanordnung beginnend von einem Brennerfuß (15) entlang des Brennerkanals (1) und bis auf einen vorgegebenen Abstand an die Induktionsspule heranreicht und endet, aber die Induktionsspule jedoch nicht umschließt.Inductively coupled plasma torch for producing semi-finished products for bending-insensitive glass fibers, comprising a tubular burner channel (1), an induction coil (2) surrounding the burner channel and an outer sheath (3), the sheath having a closed or porous structure (4) porous structure or the clearance space between the outer wall of the burner channel and the sheath of a fluid (5) is flowed through, characterized in that the space between the outer sheath and the burner channel for a Screengasstrom is formed with a volume flow rate of up to 200 l / min wherein the sheath (3) is formed of a porous ceramic, a porous glass, a porous polymer plastic and / or a double-walled tube with a porous filling body whose porous structure is in the form of channels (6) oriented parallel to the longitudinal axis of the induction coil, in which the fluid (5) the porous Struk flows parallel to the burner channel (1), wherein a turbulent gas flow is avoided and its uniform distribution is effected, the induction coil is located close to the burner channel, with a very tight winding of the induction coil is provided around the tubular burner channel and the envelope in the longitudinal axis direction of the overall arrangement starting from a burner foot (15) along the burner channel (1) and reaching to a predetermined distance to the induction coil and ends, but the induction coil does not surround.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere induktiv gekoppelter Plasmabrenner vorzugsweise zur Herstellung von Halbzeug für biegeunempfindliche Glasfasern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 sowie ein Verfahren zum Beschichten mit einem derartigen Brenner.The invention relates to a burner, in particular inductively coupled plasma torch preferably for the production of semi-finished products for bending-insensitive glass fibers according to the preamble of claim 1 and 4 and a method for coating with such a burner.

Induktiv gekoppelte Plasmabrenner bilden einen bekannten Stand der Technik. Bei derartigen Vorrichtungen wird ein Plasma erzeugt, das anschließend einen Brennerkanal durchströmt. Der Brennerkanal ist von einer Spulenwicklung umgeben, die mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden kann und über den dabei erzeugten elektrischen Strom im Brennerkanal ein Magnetfeld erzeugt. Damit kann das in dem Brennerkanal strömende Plasma in seinem Strömungsverhalten beeinflusst und damit der Betrieb des Plasmabrenners gesteuert werden.Inductively coupled plasma torches form a known state of the art. In such devices, a plasma is generated, which then flows through a burner channel. The burner channel is surrounded by a coil winding which can be acted upon by an electrical voltage and generates a magnetic field in the burner channel via the electric current generated thereby. Thus, the plasma flowing in the burner channel can be influenced in its flow behavior and thus the operation of the plasma torch can be controlled.

Die US 3 694 618 A lehrt ein thermisches Hochdruck Plasmasystem. Die Druckschrift offenbart eine Spulenwicklung, die sich in Richtung der Brennerlängsachse vollständig innerhalb eines Zwischenraums befindet und von einer Umhüllung nach außen hin abgeschlossen ist.The US Pat. No. 3,694,618 teaches a high-pressure thermal plasma system. The document discloses a coil winding, which is located completely within a gap in the direction of the burner longitudinal axis and is closed by a sheath to the outside.

Die GB 1 091 498 A lehrt eine Gasheiz-Apparatur. Diese weist eine um ein Brennerrohr gewickelte Induktionsspule in Form eines Kupferrohres auf. Die Induktionsspule befindet sich in Richtung der Brennerlängsachse vollständig innerhalb eines Hohlraumes. Dieser ist nach außen hin von einer Umhüllung eingeschlossen.The GB 1 091 498 A teaches a gas heating apparatus. This has a wound around a burner tube induction coil in the form of a copper tube. The induction coil is located in the direction of the burner longitudinal axis completely within a cavity. This is enclosed from the outside by a covering.

Die US 3 620 008 A offenbart ein Abgasreinigungssystem für Verbrennungsprozesse. Die dort gezeigte Vorrichtung ist keine Brennervorrichtung zum Ausführen von Herstellungsprozessen für Glasfasern. Bei der dort gezeigten Vorrichtung befindet sich eine Induktionsspule in Richtung der Brennerlängsachse vollständig innerhalb eines von einem Fluid durchströmten Zwischenraums.The US Pat. No. 3,620,008 discloses an exhaust gas purification system for combustion processes. The apparatus shown there is not a burner apparatus for carrying out manufacturing processes for glass fibers. In the device shown there, an induction coil is located in the direction of the burner longitudinal axis completely within a space traversed by a fluid.

Die WO 95/33362 A1 betrifft eine flüssigkeitsstabilisierte Plasmaflamme. Gemäß der dort offenbarten Lehre befindet sich eine Spulenwicklung in einer äußeren Schale wobei eine poröse Röhre ein inneres Brennerrohr bildet. Ein Fluid strömt durch die äußere Schale nach innen zu der porösen Röhre und gelangt dort zumindest teilweise ins Innere der Brennkammer. Auch dort ist die Induktionsspule in Richtung der Brennerlängsachse vollständig überdeckt.The WO 95/33362 A1 relates to a liquid-stabilized plasma flame. According to the teaching disclosed therein, there is a coil winding in an outer shell, wherein a porous tube forms an inner burner tube. A fluid flows inwardly through the outer shell to the porous tube where it at least partially enters the combustion chamber. Also there, the induction coil is completely covered in the direction of the burner longitudinal axis.

Dieser geometrische Grundaufbau kann konstruktiv auf verschiedene Weise realisiert sein. So kann beispielsweise der Brennerkanal als ein Rohr aus einem dielektrischen Material ausgebildet sein. Dieses Rohr ist meist konzentrisch von einem äußeren Rohr umschlossen. Der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr wird von einem Kühlmittel durchströmt. Die Spulenwicklung befindet sich dabei entweder eingebettet in einem massiven Zwischenraum, der wiederum von einem Kühlmittel durchströmt wird, oder außerhalb des äußersten Rohres. Durch diesen konstruktiven Aufbau gelingt es, die Spulenwicklung vor der direkten Einwirkung des heißen Plasmas zu schützen und hinreichend zu kühlen. Hierdurch wird ein Betrieb des Plasmabrenners mit hohen Leistungen möglich.This basic geometric structure can be realized constructively in various ways. For example, the burner channel may be formed as a tube of a dielectric material. This tube is usually concentrically enclosed by an outer tube. The gap between the inner and the outer tube is flowed through by a coolant. The coil winding is either embedded in a massive gap, which in turn is flowed through by a coolant, or outside the outermost tube. This design makes it possible to protect the coil winding from the direct action of the hot plasma and to cool sufficiently. As a result, operation of the plasma torch with high power is possible.

Ein derartiger Rohraufbau ist jedoch mit einigen gravierenden Nachteilen verbunden. Diese betreffen zum einen die Justage der beiden Rohre. Zum anderen erweist sich der Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel und der Spulenwicklung sehr oft als unbefriedigend. Ein weiterer Nachteil derartiger Rohrkonstruktionen besteht darin, dass die Spulenwicklung relativ weit von dem zu beeinflussenden Plasmastrom entfernt ist. Dadurch sinkt das magnetische Feld B und der magnetische Fluss Phiinnerhalb des Brennerinnenraums.However, such a pipe construction is associated with some serious disadvantages. These affect on the one hand the adjustment of the two tubes. On the other hand, the heat transfer between the coolant and the coil winding very often proves to be unsatisfactory. Another disadvantage of such tubular structures is that the coil winding is relatively far away from the plasma stream to be influenced. As a result, the magnetic field B and the magnetic flux Phiinhalb the burner interior decreases.

Um diesen Problemen zu begegnen, wurde vorgeschlagen, die Spulenwicklung in ein dielektrisches Material einzubetten. In der DE 2 112 888 A wird ein Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenner beschrieben, bei der die Spulenwicklungen entweder in Ausnehmungen einer Wand des Rohres eingelegt sind oder sich direkt in der Wand des Rohres befinden. Für die Spulenwicklung wird in der Druckschrift ein wendelförmiger Aufbau aus einem röhrenartigen leitenden Material, beispielsweise Kupfer, vorgeschlagen, der von dem Kühlmittel durchströmt wird. Die Einbettung der Wicklung in die Rohrwand erfolgt mittels einer aushärtenden, wärmebeständigen Masse, vorzugsweise einem keramischen Material.To address these problems, it has been proposed to embed the coil winding in a dielectric material. In the DE 2 112 888 A a high-frequency induction plasma torch is described, in which the coil windings are either inserted into recesses of a wall of the tube or are located directly in the wall of the tube. For the coil winding in the document, a helical structure of a tubular conductive material, such as copper, proposed, which is flowed through by the coolant. The embedding of the winding in the pipe wall by means of a thermosetting, heat-resistant material, preferably a ceramic material.

In der DE 692 16 970 T2 wird ein Induktionsplasmabrenner mit einem wassergekühlten keramischen Abschlussrohr beschrieben. Bei der dort genannten Anordnung ist die Induktionsspule ebenfalls in das Brennerrohr eingebettet. Für das Rohr werden gegossene keramische Materialien oder Verbundpolymere vorgeschlagen.In the DE 692 16 970 T2 An induction plasma torch with a water-cooled ceramic termination tube will be described. In the arrangement mentioned there, the induction coil is also embedded in the burner tube. For the tube, cast ceramic materials or composite polymers are proposed.

Die US 5 877 471 A schlägt einen Aufbau vor, bei dem die röhrenartige Spulenwicklung zwischen röhrenartige Körper eingeklemmt ist, wobei mindestens einer der Körper aus einem dielektrischen Material besteht. Der durch die Wicklung eingenommene Zwischenraum wird von einem Kühlmittel durchströmt.The US 5,877,471 A. proposes a structure in which the tubular coil winding is sandwiched between tubular bodies, at least one of the bodies being made of a dielectric material. The space occupied by the winding is traversed by a coolant.

Die DE 10 2010 014 056 A1 offenbart Ausführungsformen, bei denen die Induktionsspule vollständig umhüllt ist und bei denen sich die Umhüllung über die gesamte Längsachsenrichtung des Brenners erstreckt oder um ein inneres Brennerglas gelegt ist.The DE 10 2010 014 056 A1 discloses embodiments in which the induction coil is completely enveloped and in which the enclosure over the entire longitudinal axis direction of the burner extends or is placed around an inner burner glass.

Die DE 10 2010 050 082 A1 lehrt ein mehrschaliges Brennerrohr, das inwändig von einem Fluid durchströmt wird und außen von einer Spule umgeben ist. Die Spule ist nicht überdeckt und wird weder ganz noch teilweise von dem Fluid umspült.The DE 10 2010 050 082 A1 teaches a multi-shell burner tube, which is inten- tively traversed by a fluid and is surrounded on the outside by a coil. The coil is not covered and is not completely or partially washed by the fluid.

Die US 5 743 961 A offenbart eine thermische Spray-Beschichtungsapparatur mit Induktionsspule und Umhüllung in Form eines Hohlraums. Die Spule ist in ihrer gesamten Länge eingehaust und befindet sich innerhalb der Umhüllung.The US 5,743,961 A discloses a thermal spray coating apparatus with induction coil and envelope in the form of a cavity. The coil is housed in its entire length and is located within the enclosure.

Mit derartigen eingebetteten Spulenwicklungen gelingt es, die Kopplung zwischen der Induktionsspule und dem Plasma zu verbessern. Allerdings zeigt sich, dass dieser Vorteil durch eine kompliziert ausgebildete Kühlung der Induktionsspule erkauft werden muss. Da die Einbettung ein Umströmen der Wicklungen mit einem Kühlmittel unmöglich macht oder erschwert, müssen die Wicklungen somit selbst von einem Kühlmittel durchströmt werden. Aufgrund der relativ schlechten Wärmeleitung bei einer solchen Einbettung, muss eine entsprechend höhere Kühlwirkung durch das Kühlmittel erzielt werden. Der prinzipielle Aufbau des Plasmabrenners lässt sich zwar mit einem doppelwandigen Aufbau des Brennerrohres relativ einfach bewerkstelligen, ein einwandiger Aufbau des Brennerrohres mit eingebetteter Spulenwicklung erfordert jedoch zusätzliche Zuführungsleitungen, Bohrungen oder Kanäle und gestaltet sich daher zusätzlich kompliziert. Entsprechend aufwändig gestaltet sich dadurch der Aufbau des Brenners, insbesondere für den Fall eines Austauschs oder anderen Wartungsarbeiten.With such embedded coil windings, it is possible to improve the coupling between the induction coil and the plasma. However, it turns out that this advantage has to be paid for by a complex cooling of the induction coil. Since the embedding makes it impossible or difficult to circulate the windings with a coolant, the windings must thus be flowed through by a coolant itself. Due to the relatively poor heat conduction in such an embedding, a correspondingly higher cooling effect must be achieved by the coolant. Although the basic structure of the plasma torch can be relatively easily accomplished with a double-walled construction of the burner tube, a single-walled construction of the burner tube with embedded coil winding, however, requires additional supply lines, holes or channels and therefore is additionally complicated. As a result, the structure of the burner is correspondingly complex, in particular in the event of replacement or other maintenance work.

Es besteht somit die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Brenneranordnung zu schaffen, welche eine optimale Flammenverteilung sowie eine leichte Austauschbarkeit ermöglicht und bei welcher eine nachhaltige Kühlung der Spulenwicklung in Verbindung mit einem einfachen Aufbau der Wicklung gegeben ist. Weiterhin soll ein umstandsloses Heranführen von Prozessmedien in den Plasmastrom ermöglicht werden, wobei das Brennerrohr einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen soll. Die gesamte Vorrichtung soll somit einfach montierbar, wartungsarm und damit kostengünstig ausgebildet sein. Die Zufuhr der Precursoren soll durch eine Düsenkonstruktion dergestalt erfolgen, dass eine hohe Materialeffizienz bei möglichst niedrigem Energieeinsatz erreicht wird.It is therefore the object underlying the invention to provide a burner assembly which allows optimal flame distribution and easy interchangeability and in which a sustainable cooling of the coil winding is given in conjunction with a simple construction of the winding. Furthermore, a trouble-free introduction of process media into the plasma stream should be made possible, wherein the burner tube should have the simplest possible structure. The entire device should therefore be easy to assemble, low maintenance and thus cost-effective. The supply of the precursors should be carried out by a nozzle design in such a way that a high material efficiency is achieved with the lowest possible energy input.

Die Aufgabe wird mit einem Brenner, insbesondere einem induktiv gekoppelten Plasmabrenner mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 bzw. 4 sowie einem Verfahren nach Anspruch 22 gelöst.The object is achieved with a burner, in particular an inductively coupled plasma torch with the features of the independent claims 1 and 4 and a method according to claim 22.

Der induktiv gekoppelte Plasmabrenner enthält einen von einem Plasma durchströmten Brennerkanal und eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule sowie eine Umhüllung. Die Umhüllung weist eine poröse Struktur auf, welche von einem Fluid durchströmbar ist.The inductively coupled plasma torch contains a burner channel through which flows a plasma and an induction coil surrounding the burner channel, as well as an enclosure. The envelope has a porous structure, which can be traversed by a fluid.

Der Plasmabrenner zeichnet sich gemäß Hauptanspruch 1 dadurch aus, dass der Raum zwischen der äußeren Umhüllung und dem Brennerkanal für einen Screengasstrom mit einem Volumendurchsatz von bis zu 200 l/min ausgebildet ist, wobei die Umhüllung aus einer porösen Keramik, einem porösen Glas, einem porösen Polymerkunststoff und/oder einem Doppelwandrohr mit einem porösen Füllkörper ausgebildet ist, deren poröse Struktur in Form von parallel zur Längsachse der Induktionsspule orientierten Kanälen ausgebildet ist. Bei diesen Kanälen durchströmt das Fluid die poröse Struktur parallel zum Brennerkanal, wobei ein turbulenter Gasstrom vermieden und dessen gleichmäßige Verteilung bewirkt wird. Die Induktionsspule ist eng anliegend am Brennerkanal befindlich, wobei eine sehr enge Wicklung der Induktionsspule um den rohrförmigen Brennerkanal vorgesehen ist. Die Umhüllung in Längsachsenrichtung der Gesamtanordnung verläuft beginnend von einem Brennerfuß entlang des Brennerkanals und reicht bis auf einen vorgegebenen Abstand an die Induktionsspule heran und endet dort. Sie umschließt die Induktionsspule jedoch nicht.The plasma torch is characterized according to the main claim 1 characterized in that the space between the outer casing and the burner channel is formed for a Screengasstrom with a volume flow rate of up to 200 l / min, wherein the sheath of a porous ceramic, a porous glass, a porous Polymer plastic and / or a double wall pipe is formed with a porous filler, the porous structure is formed in the form of parallel to the longitudinal axis of the induction coil oriented channels. In these channels, the fluid flows through the porous structure parallel to the burner channel, avoiding turbulent gas flow and causing it to be evenly distributed. The induction coil is located close to the burner channel, with a very tight winding of the induction coil is provided around the tubular burner channel. The envelope in the longitudinal axis direction of the overall arrangement runs starting from a burner foot along the burner channel and reaches up to a predetermined distance to the induction coil and ends there. However, it does not surround the induction coil.

Gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 4 ist ein induktiv gekoppelter Plasmabrenner zur Herstellung von Halbzeug für biegeunempfindliche Glasfasern, enthaltend einen rohrförmigen Brennerkanal, eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule sowie eine äußere Umhüllung vorgesehen, wobei die Umhüllung dielektrische Eigenschaften und eine poröse Struktur aufweist, wobei die poröse Struktur von einem Fluid durchströmbar ist, weiterhin bezogen auf die Fluidströmung brenneroberseitig der Abstandsraum oder die poröse Struktur geschlossen ist und brenneroberseitig radial angeordnete Fluidaustrittsöffnungen in der Umhüllung vorhanden sind, wobei der Fluideintritt durch den brennerunterseitig offenen Abstandsraum erfolgt. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass der rohrförmige Brennerkanal radial zur Kanalmitte orientierte Ausbauchungen zur Formung des Plasmagasstroms aufweist.According to the features of independent claim 4, an inductively coupled plasma torch is provided for producing semifinished products for bending-insensitive glass fibers, comprising a tubular burner channel, an induction coil surrounding the burner channel and an outer casing, wherein the casing has dielectric properties and a porous structure, wherein the porous Structure is traversed by a fluid, further based on the fluid flow on the burner upper side of the distance space or the porous structure is closed and the burner upper side radially arranged fluid outlet openings are present in the enclosure, wherein the fluid enters through the burner underside open distance space. This is characterized by the fact that the tubular burner channel has bulges oriented radially to the middle of the channel for shaping the plasma gas flow.

Dem erfindungsgemäßen Aufbau liegt einerseits der Gedanke zugrunde, die Umhüllung selbst durchlässig zu gestalten. Hierzu weist die Umhüllung eine poröse, beispielsweise eine schwammartige, Struktur auf. Diese poröse Struktur kann zumindest partiell mit einem Fluid geflutet, getränkt und/oder durchströmt werden. Die gesamte poröse Struktur steht dabei sowohl mit der gegebenenfalls eingebetteten Induktionsspule als auch mit dem darin strömenden Fluid in thermischem Kontakt und ermöglicht so eine intensive Kühlung der Spulenwindungen. Außerdem ist durch die poröse Struktur ein Heranführen und Leiten eines Prozessmediums in einfacher Weise möglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Vorwärmen des Mediums auftritt und vorteilhaft genutzt werden kann.The construction according to the invention is based on the one hand on the idea of making the envelope itself permeable. For this purpose, the envelope has a porous, for example a spongy, structure. This porous structure can be at least partially flooded with a fluid, soaked and / or flowed through. The entire porous structure stands both with the optionally embedded induction coil and with it flowing fluid in thermal contact, thus allowing intensive cooling of the coil turns. In addition, the porous structure makes it possible to introduce and guide a process medium in a simple manner. Another advantage is that a preheating of the medium occurs and can be used to advantage.

Letzteres ist insbesondere in Hinblick auf eine Verwendung des Plasmabrenners bei erfindungsgemäßen Beschichtungsprozessen von Vorteil. Bei vielen Hochtemperaturbeschichtungsprozessen wird das den Precursor enthaltenden Medium mit Temperaturen von deutlich weniger als 150°C in den Beschichtungsprozess eingeführt. Dadurch existiert ein starker Temperaturgradient zu der mehrere tausend Grad Celsius heißen Plasmaflamme. Die Beschichtungsgeschwindigkeit, welche sich anteilig aus der Reaktionsgeschwindigkeit des Precursors und der Oberflächenprozessen (wie Aufschmelzschritten) zusammensetzt, ist aber im hohen Maße temperatursensibel. Zu schnelles Einströmen eines relativ kalten Precursormediums verringert die Beschichtungsgeschwindigkeit und führt so zu einem erhöhen Energieeinsatz. Eine effiziente Energienutzung ist aber angesichts der steigenden Energiepreise sowohl ökonomisch als auch ökologisch unverzichtbar. Eine Erhöhung der Temperatur des Precursorgases reduziert somit nicht nur das „Kaltblasen” der heissen Beschichtungszone, sondern steigert ebenfalls die Beschichtungseffizienz bei gleichzeitiger Reduktion der notwendigen Energie.The latter is particularly advantageous with regard to use of the plasma torch in coating processes according to the invention. In many high temperature coating processes, the precursor containing medium is introduced into the coating process at temperatures significantly less than 150 ° C. As a result, there is a strong temperature gradient to the several thousand degrees Celsius hot plasma flame. The coating speed, which is composed proportionally of the reaction rate of the precursor and the surface processes (such as melting steps), but is highly sensitive to temperature. Too rapid inflow of a relatively cold precursor medium reduces the coating speed and thus leads to an increased use of energy. However, efficient use of energy is indispensable both economically and ecologically in the face of rising energy prices. Increasing the temperature of the Precursorgases thus not only reduces the "cold blowing" of the hot coating zone, but also increases the coating efficiency while reducing the necessary energy.

Die poröse Struktur kann in verschiedener Weise durchströmbar sein. Bei einer ersten Ausführungsform ist die poröse Struktur in Richtung der Längsachse der Induktionsspule durchströmbar. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht vor allem eine Kühlung der Induktionsspule. Zugleich kann dabei ein Medium innerhalb der Umhüllung parallel zum Plasmastrom bewegt und an einer entsprechenden Stelle in den Plasmastrom zugeführt werden.The porous structure can be flowed through in various ways. In a first embodiment, the porous structure can be flowed through in the direction of the longitudinal axis of the induction coil. Such an embodiment allows above all a cooling of the induction coil. At the same time, a medium can be moved within the envelope parallel to the plasma stream and fed into the plasma stream at a corresponding point.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die poröse Struktur in Richtung der Längsachse der Induktionsspule und in Richtung des Brennerkanals durchströmbar. Dadurch kann das in der Umhüllung strömende Fluid sowohl die Induktionsspule kühlen als auch seitlich in den Brennerkanal hinein gelangen und dort dem Plasma als Prozessmedium zugesetzt werden.In another embodiment, the porous structure can be traversed in the direction of the longitudinal axis of the induction coil and in the direction of the burner channel. As a result, the fluid flowing in the sheath can both cool the induction coil and also pass laterally into the burner channel, where it is added to the plasma as the process medium.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die poröse Struktur wenigstens eine in den Brennerkanal führende Öffnung auf. Diese kann unabhängig von der jeweils vorliegenden porösen Struktur zusätzlich eingebracht sein.In a further embodiment, the porous structure has at least one opening leading into the burner channel. This can be introduced independently of the particular porous structure present.

Das Fluid ist bei einer ersten Ausführungsform ausschließlich ein Kühlmittel für die eingebettete Induktionsspule. Es besteht vorzugsweise aus einem Gas und/oder Gasgemisch. Ebenfalls denkbar sind elektrisch nicht leidende Liquide (wie N2,l).In a first embodiment, the fluid is exclusively a coolant for the embedded induction coil. It preferably consists of a gas and / or gas mixture. Also conceivable are electrically non-suffering liquids (such as N 2, l ).

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Fluid ein in der porösen Struktur erwärmbares Prozessmedium, vorzugsweise ein Gasgemisch, das zum Einleiten in den Brennerkanal vorgesehen ist. Das Prozessmedium enthält in einer vorteilhaften Ausführungsform Precursoranteile für ein reaktives, im Brennerkanal erfolgendes Umsetzen.In a further embodiment, the fluid is a process medium which can be heated in the porous structure, preferably a gas mixture which is provided for introduction into the burner channel. In an advantageous embodiment, the process medium contains precursor components for a reactive conversion taking place in the burner channel.

Die poröse Umhüllung kann aus unterschiedlichen Materialen ausgeführt sein. Es ist eine poröse Keramik, poröse Verbundstoffe, ein poröses Glas und/oder ein poröser Polymerkunststoff verwendbar.The porous sheath can be made of different materials. It is a porous ceramic, porous composites, a porous glass and / or a porous polymer polymer used.

In einer Ausführungsform wird ein Doppelwandrohr verwendet, dessen Hohlraum zwischen innerer und äußerer Begrenzung eine geeignete Menge an Füllkörpern enthält, die die Porösität erzeugen. Die Spule kann sich innerhalb dieses Hohlraums befinden, sollte deren Kühlung im Vordergrund stehen oder aber auch außerhalb des Doppelwandrohres angebracht sein.In one embodiment, a double-walled tube is used, the cavity between the inner and outer boundary containing a suitable amount of packing that produce the porosity. The coil may be located within this cavity should its cooling be in the foreground or else be mounted outside the double wall tube.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die poröse Umhüllung mindestens abschnittsweise transparent in einem ultravioletten bis infraroten elektromagnetischen Wellenlängenbereich, insbesondere in einem Bereich zwischen 100 bis 2000 nm. Diese Ausführungsform ermöglicht ein spektrales Erfassen der Vorgänge innerhalb des Brennerkanals.In an expedient embodiment, the porous envelope is at least partially transparent in an ultraviolet to infrared electromagnetic wavelength range, in particular in a range between 100 to 2000 nm. This embodiment enables a spectral detection of the processes within the burner channel.

Ergänzend dazu ist die poröse Umhüllung mindestens abschnittsweise optisch intransparent ausgebildet. Dieses ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da durch die optische Abschirmung der Strahlung, die UV-Belastung der Umgebung verringert wird. Bei einem Einsatz des Brenners in einem Beschichtungsverfahren wird durch die Abschirmung ebenfalls in geeigneter Weise die UV-Belastung des Substrats verringert, was sich hinsichtlich dessen optischen und/oder mechanischen Eigenschaften – je nach Substrat – positiv auf dessen Qualität auswirkt.In addition, the porous sheath is formed at least partially optically intransparent. This is particularly advantageous because the optical shielding of the radiation, the UV exposure of the environment is reduced. When the burner is used in a coating process, the screen also appropriately reduces the UV load on the substrate, which has a positive effect on its quality with regard to its optical and / or mechanical properties, depending on the substrate.

Die äußere Form und Kontur der porösen Umhüllung kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform weist die poröse Umhüllung und/oder die Induktionsspule eine Zylinder- und/oder Ellipsensymmetrie auf. Diese Abweichung kann sich sowohl auf deren innere als auch äußere Geometrie der Umhüllung beziehen.The outer shape and contour of the porous sheath may be formed in various ways. In one embodiment, the porous sheath and / or the induction coil has a cylinder and / or elliptical symmetry. This deviation may refer to both the inner and outer geometry of the envelope.

Die äußere und/oder innere Begrenzung der porösen Umhüllung weist bei einer Ausführungsform mindestens eine äußere Ecke oder eine vieleckige, insbesondere eine vier- oder sechszählige, Symmetrie auf. Dadurch ist es für den Fall einer eckigen Ausführungsform der äußeren Begrenzung möglich, die Umhüllung mit einem geeigneten Werkzeug zu erfassen und auszutauschen. Durch eine Abweichung von der Kreisgeometrie bei der inneren Begrenzung ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Beschichtungsbild an die Substratgeometrie anzupassen.The outer and / or inner boundary of the porous envelope has in one embodiment at least one outer corner or a polygonal, in particular a four- or six-fold, symmetry. Thus, it is possible in the case of an angular embodiment of the outer boundary, the Enclosure with a suitable tool to capture and replace. By a deviation from the circular geometry in the inner boundary, it is advantageously possible to adapt the coating image to the substrate geometry.

Darüber hinaus ist der Einsatz des Brenners bezogen auf die Möglichkeit des Vorwärmens der Precursormedien nicht auf die Heizquelle des induktiven Plasmas beschränkt. Ebenfalls möglich ist der Einsatz von Flammenbrennern mit geeigneten Brennmitteln, wie beispielsweise Wasserstoff, Erdgas, Acetylen und/oder Propanbrennern für die Beschichtungsprozesse.In addition, the use of the burner based on the possibility of preheating the precursor is not limited to the heat source of the inductive plasma. Also possible is the use of flame burners with suitable fuels, such as hydrogen, natural gas, acetylene and / or propane burners for the coating processes.

Bei einer Ausführungsform ist die Umhüllung zweigeteilt ausgeführt. Dabei ist eine an den Brennerkanal unmittelbar anschließende innere Umhüllung und eine die Induktionsspule umhüllende äußere Umhüllung vorgesehen. Die äußere Umhüllung kann dabei porös ausgebildet sein.In one embodiment, the enclosure is made in two parts. In this case, an inner casing immediately adjacent to the burner channel and an outer casing enveloping the induction coil are provided. The outer envelope may be porous.

Dem erfindungsgemäßen Aufbau liegt andererseits der Gedanke zugrunde, dass die Umhüllung eine geschlossene Struktur aufweist, wobei der Abstandsraum zwischen der Außenwandung des Brennerkanals und der Umhüllung von einem Fluid durchströmbar ist, wobei die Induktionsspule eng anliegend am Brennerkanal befindlich ist und die Umhüllung in Längsachsenrichtung der Gesamtanordnung bis auf einen vorgegebenen Abstand zwischen 0 bis ca. 30 cm an die Induktionsspule heranreicht, diese jedoch nicht umschließt. Um den Fluidstrom zwischen Umhüllung und Brennerkanal zu beeinflussen, kann zumindest in Längsrichtung abschnittsweise eine poröse Struktur, vorzugsweise bestehend aus einem Metall und/oder Keramikschaum, vorliegen. Dieses sorgt durch die geeignete Verteilung des Fluids für eine besonders gleichmäßige Kühlung der Bauteile des Brenners.On the other hand, the construction according to the invention is based on the idea that the envelope has a closed structure, wherein the distance space between the outer wall of the burner channel and the envelope can be traversed by a fluid, wherein the induction coil is located close to the burner channel and the envelope in the longitudinal axis direction of the overall arrangement reaches to a predetermined distance between 0 to about 30 cm to the induction coil, but this does not surround. In order to influence the fluid flow between the casing and the burner channel, a porous structure, preferably consisting of a metal and / or ceramic foam, may be present in sections, at least in the longitudinal direction. This ensures through the proper distribution of the fluid for a particularly uniform cooling of the components of the burner.

Bei diesem erfindungsgemäßen Lösungsaspekt reicht die äußere Brennerbegrenzung, d. h. die Umhüllung nur maximal bis zur Induktionsspule heran. In diesem Fall ist eine sehr enge Wicklung der Induktionsspule um den rohrförmigen Brennerkanal, ausgebildet als quasi inneres Brennerglas möglich, was neben einer Energieeinsparung auch zu einer verbesserten Plasmaflammenverteilung führt. Bei dieser Lösung lassen sich besonders hohe Abscheideraten bzw. Abscheideeffizienzen erreichen.In this solution aspect of the invention, the outer burner boundary, d. H. the envelope only up to the induction coil zoom. In this case, a very narrow winding of the induction coil around the tubular burner channel, designed as a quasi inner burner glass is possible, which leads not only to an energy saving but also to an improved plasma flame distribution. With this solution, particularly high deposition rates or separation efficiencies can be achieved.

Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1

  • Screengas (also Gas zwischen Umhüllung und Brennerkanal): bis zu 200 l/min N2Screen gas (gas between envelope and burner channel): up to 200 l / min N2
  • Plasmagas 30 l/min O2, 90 l/min N2 Plasma gas 30 l / min O 2 , 90 l / min N 2
  • Zufuhr SiCl4 über Düsen oberhalb des Brennerkanals: 1500 g/h SiCl4 Feed SiCl 4 via nozzles above the burner channel: 1500 g / h of SiCl 4
  • Außendurchmesser Brennerkanal 75 cm, Wandstärke 2 mmOuter diameter burner channel 75 cm, wall thickness 2 mm
  • Außendurchmesser Umhüllung 85 cm, Wandstärke 2 mmOuter diameter wrapping 85 cm, wall thickness 2 mm
  • Abstand Induktionsspule/Umhüllung: 25–40 mmSpacing Induction Coil / Sheath: 25-40 mm

Ausführungsbeispiel 2:Embodiment 2:

  • Screengas (also Gas zwischen Umhüllung und Brennerkanal): bis zu 200 l/min N2Screen gas (gas between envelope and burner channel): up to 200 l / min N2
  • Plasmagas 30 l/min O2, 90 l/min N2, 0,5 l/min SF6 Plasma gas 30 l / min O 2 , 90 l / min N 2 , 0.5 l / min SF 6
  • Zufuhr SiCl4 über Düsen oberhalb des Brennerkanals: 1000 g/h SiCl4 Feed SiCl 4 via nozzles above the burner channel: 1000 g / h of SiCl 4
  • Außendurchmesser Brennerkanal 65 cm, Wandstärke 2 mmOuter diameter burner channel 65 cm, wall thickness 2 mm
  • Außendurchmesser Umhüllung 75 cm, Wandstärke 2 mmOuter diameter cover 75 cm, wall thickness 2 mm
  • Abstand Induktionsspule/Umhüllung: 25–40 mmSpacing Induction Coil / Sheath: 25-40 mm

Bei einem dritten erfindungsgemäßen Grundgedanken wird wiederum von einem induktiv gekoppelten Plasmamaterial, enthaltend einen rohrförmigen Brennerkanal, ausgegangen, wobei eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule vorhanden ist. In diesem Fall ist die Umhüllung mit einer geschlossenen oder einen porösen Struktur versehen, wobei die poröse Struktur oder der Abstandsraum zwischen der Außenwandung des Brennekanals und der Umhüllung von einem Fluid durchströmbar ist. Weiterhin ist bezogen auf die Fluidströmung brenneroberseitig der Abstandsraum oder die poröse Struktur geschlossen ausgeführt. Ergänzend sind brenneroberseitig radial angeordnete Fluidaustrittsöffnungen in der Umhüllung vorhanden, wobei der Fluideintritt durch den brennerunterseitig offenen Abstandsraum erfolgt. Es ist also hier bei einer Doppelrohranordnung nur die obere Kante geschlossen. Die untere Seite der Doppelrohranordnung ist offen und kann in einen an sich bekannten Brennerfuß eingespannt werden. Der Anschluss des Brennerfußes wird bei dieser Lösung insbesondere für die Einspeisung eines SiCl4/N2-Gemisches mit wahlweisen SF6 Anteil verwendet, wobei die Austrittsöffnungen das erwärmte Prozessgas zu zusätzlichen, oberhalb der Spule bzw. oberhalb des Brenners befindlichen Düsen führen.In a third basic idea according to the invention, in turn, an inductively coupled plasma material containing a tubular burner channel is assumed, with an induction coil surrounding the burner channel being present. In this case, the envelope is provided with a closed or a porous structure, wherein the porous structure or the distance space between the outer wall of the combustion channel and the envelope can be traversed by a fluid. Furthermore, based on the fluid flow on the burner upper side of the distance space or the porous structure executed closed. In addition, the upper side radially arranged fluid outlet openings are present in the enclosure, wherein the fluid enters through the burner underside open distance space. So here it is only closed at a double pipe arrangement, the upper edge. The lower side of the double tube assembly is open and can be clamped in a known Brennerfuß. The connection of the burner foot is used in this solution, in particular for the feeding of a SiCl 4 / N 2 mixture with optional SF 6 portion, wherein the outlet openings lead the heated process gas to additional, located above the coil or above the burner nozzles.

Bei dieser Ausführungsform ist es ohne Demontage oder Austausch der Spule möglich, beschädigte Brennerrohre oder Brennergläser zu ersetzen, da hier die Induktionsspule nicht zwischen Gaseintritts- und Gasaustrittsöffnungen quasi eingeklemmt ist. Durch die brenneroberseitig vorhandene geschlossene Ausbildung kann sich die vorgegebene Ausrichtung zwischen Brennerkanal und Umhüllung nicht mehr ändern.In this embodiment, it is possible without disassembly or replacement of the coil to replace damaged burner tubes or burner glasses, since here the induction coil is not clamped between gas inlet and gas outlet openings quasi. Due to the upper side of the burner existing closed training, the predetermined orientation between the burner channel and enclosure can not change.

Zur Formung des Plasmagasstroms besteht ergänzend die Möglichkeit, dass der rohrförmige Brennerkanal radial zur Kanalmitte orientierte Ausbauchungen aufweist. Diese können mit Hilfe an sich bekannter Glasbearbeitungstechniken erstellt werden.To form the plasma gas flow, there is the additional possibility that the tubular burner channel oriented radially to the channel center Bulges. These can be created using per se known glass processing techniques.

Die Umhüllung weist gemäß dem hier vorgestellten Grundgedanken der Erfindung, bevorzugt brennerunterseitig, eine zum rohrförmigen Brennerkanal, bevorzugt diesen berührend, ausgebildete Ausbauchung zum Heranführen eines elektrischen Zündmittels auf. Ein ansonsten erforderliches Zündrohr kann gemäß diesem Erfindungsgedanken entfallen.According to the basic concept of the invention presented here, preferably on the burner side, the envelope has a bulge for the introduction of an electrical ignition means, which is formed in contact with the tubular burner channel, preferably in contact with it. An otherwise required ignition tube can be omitted according to this inventive idea.

Der erfindungsgemäße Brenner ist besonders zur Herstellung von Beschichtungen auf Substraten geeignet. So findet dieser insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Halbzeugen für die optische Industrie aus dotiertem bzw. undotierten Quarzglas. Diesbezüglich sei auf die Verfahrensansprüche verwiesen. Insbesondere finden Brenner dieser Art Anwendung bei Beschichtungen von Halbzeug zur Herstellung von biegeunempfindlichen Fasern, bei denen die optischen Verluste bezogen auf die Krümmungsradius der Faser besonders gering sind.The burner according to the invention is particularly suitable for the production of coatings on substrates. Thus, it finds particular application in the production of semi-finished products for the optical industry from doped or undoped quartz glass. In this regard, reference is made to the method claims. In particular, burners of this type are used in coatings of semifinished products for producing bend-insensitive fibers, in which the optical losses relative to the radius of curvature of the fibers are particularly low.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann um die Brenneranordnung mindestens ein abschirmender Gasvorhang erzeugt werden.In a preferred embodiment of the invention, at least one shielding gas curtain may be created around the burner assembly.

Zur Erzeugung des Gasvorhangs ist mindestens ein den Brenner umgebender Spülkranz mit einer Vielzahl von Gasaustritten vorgesehen. Der Spülkranz kann als rundes, ovales oder vieleckiges geschlossenes Rohr mit wenigstens einer Gaszuführung ausgebildet werden. Durch Öffnungen direkt auf der Oberseite oder dort eingesetzte oder angeformte rohrförmige Düsen, die senkrecht oder in einer Winkelverkippung auf dem geschlossenen Rohr angeordnet sind, erfolgt ein Einblasen des Screengases oder eines Screengasgemisches oder aber auch das Durchblasen von Druckluft. Besonders bei der Abscheidung von Glas mit geringem Wasserstoffgehalt ist ein solcher Vorhang vorteilhaft. Das ihn durchströmende Fluid hat dann idealerweise einen Taupunkt von kleiner als – 40°C. In Verbindung mit vorgetrockneten Arbeits- und Precursorgasen lässt sich Glas mit einem Gesamtwasserstoffgehalt (als OH Gruppen und/oder als in der Glasmatrix gelöster Wasserstoff) von deutlich weniger als 1 ppm erzeugen.To generate the gas curtain at least one surrounding the burner rim is provided with a plurality of gas outlets. The flushing rim can be formed as a round, oval or polygonal closed tube with at least one gas supply. Through openings directly on the top or there used or molded tubular nozzles, which are arranged perpendicular or in a Winkelverkippung on the closed tube, there is a blowing of the screen gas or a Screengasgemisches or even the blowing of compressed air. Especially in the deposition of glass with low hydrogen content such a curtain is advantageous. The fluid flowing through it then ideally has a dew point of less than -40 ° C. In combination with pre-dried working and precursor gases, glass with a total hydrogen content (as OH groups and / or as hydrogen dissolved in the glass matrix) can be produced of significantly less than 1 ppm.

Der Brennerkanal und/oder die vorerwähnte Umhüllung können eine bezüglich der gemischten Gasströmung optimierende Oberfläche besitzen. Eine solche Struktur kann einem Helixverlauf nahekommen.The burner channel and / or the aforementioned enclosure may have a surface optimized with respect to the mixed gas flow. Such a structure may approximate a helical course.

Bei einer weiteren Ausgestaltung kann eine die Brenneranordnung umgebende Einhausung vorgesehen sein, wobei die Einhausung auch als Brennereinheit zur Aufnahme mehrerer Brenner gestaltet werden kann.In a further embodiment, a housing surrounding the burner assembly may be provided, wherein the housing may also be designed as a burner unit for receiving a plurality of burners.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Brennerfuß im Bereich der Plasma- oder Precursorgaszuführung strömungsberuhigende Mittel ausgebildet.In a further embodiment of the invention, flow-calming means are formed in the burner base in the region of the plasma or precursor gas supply.

Diese Mittel können einen Einsatz zur Aufnahme einer Baffle, eines Gitters und/oder eines Metall-, Keramik- oder Glaswollegebildes umfassen. Sie können ebenfalls als Verbundstoffe mehrer zuvor erwähnter Komponenten ausgebildet sein.These means may comprise an insert for receiving a baffle, a grid and / or a metal, ceramic or glass wool structure. They may also be formed as composites of several previously mentioned components.

Der vorerwähnte Einsatz kann ein oder mehrere, konzentrisch angeordnete Kammern umfassen.The aforesaid insert may comprise one or more concentrically arranged chambers.

Die erfindungsgemäße Brenneranordnung kommt insbesondere zur Beschichtung von ein- oder mehrdimensionalen Flächen oder Körpern zum Einsatz, wobei diese Flächen oder Körper aus oder enthaltend dielektrischen Materialien bestehen.The burner arrangement according to the invention is used in particular for coating one-dimensional or multidimensional surfaces or bodies, these surfaces or bodies consisting of or containing dielectric materials.

Diesbezüglich erfolgt eine Abscheidung dünner Schichten aus dotiertem oder undotiertem Quarzglas, Metall- oder Halbmetallmaterialien, Übergangsmetallen oder Legierungen. Die Beschichtung kann auch in Kombination mit zusätzlichen Flammenbrennern, Öfen oder dergleichen vorgenommen werden. Insbesondere können Beschichtungen von Substraten für die Halbleiter- und/oder Solarindustrie vorzugsweise auf Silizium basierend durchgeführt werden.In this regard, deposition of thin layers of doped or undoped quartz glass, metal or semimetal materials, transition metals or alloys occurs. The coating can also be made in combination with additional flame burners, ovens or the like. In particular, coatings of substrates for the semiconductor and / or solar industry can preferably be performed based on silicon.

Die Beschichtungsrichtung kann bezüglich des Winkels zwischen der Längsachse der Plasmabrenneranordnung und der zu beschichtenden Oberfläche auch von 90° abweichend gewählt werden. Es ist also hier eine Verkippung der Brenner und auch der Einsatz von mehreren Brennern möglich. Durch gegenüberliegend angeordnete Brenner und in dem Brennerabstandsraum eingebrachte zu beschichtende Flächen oder Körper kann eine beidseitige Beschichtung in einem Arbeitsgang vorgenommen werden.The coating direction can also be chosen to be different from 90 ° with respect to the angle between the longitudinal axis of the plasma torch arrangement and the surface to be coated. So it is here a tilt of the burner and the use of multiple burners possible. By oppositely arranged burner and introduced into the burner gap space to be coated surfaces or body, a double-sided coating can be made in one operation.

Die Zuführung der Precursorgase kann variabel über ein oder mehrere vorgesehene Düsen der Brenneranordnung erfolgen.The feeding of the precursor gas can be carried out variably via one or more provided nozzles of the burner arrangement.

Die nachfolgende Beschreibung der Düsen findet sowohl bei Flammenbrennern als auch bei Plasmabrennern Verwendung. Eine besonders geeignete Ausführungsform solcher Düsen ist in 13a und b dargestellt. Dabei wird ein Gasgemisch 1 (25) durch die innerste Öffnung eines Mehrfachrohrs in den Beschichtungsprozess gegeben. Ein weiteres Gasgemisch 2 (27) wird durch das bezogen auf den Radius nächst größere Rohr der Mehrfachrohre dem Beschichtungsprozess zugegeben. Die Trennung der beiden Gasgemische erfolgt durch eine Trennbarriere (26), die im einfachsten Fall eine glatte Oberfläche aufweist. Daneben kann diese Trennbarriere auch eine lamellenartige und/oder eine bezogen auf die Düsenlänge helikale Struktur aufweisen, wodurch die Strömungen der austretenden Gasströme stabilisiert werden.The following description of the nozzles is used in both flame burners and plasma torches. A particularly suitable embodiment of such nozzles is in 13a and b. In this case, a gas mixture 1 ( 25 ) through the innermost opening of a multiple tube in the coating process. Another gas mixture 2 ( 27 ) is added to the coating process by the tube of the multiple tubes, which is closest to the radius. The Separation of the two gas mixtures is carried out by a separation barrier ( 26 ), which in the simplest case has a smooth surface. In addition, this separation barrier may also have a lamellar and / or a helical structure with respect to the nozzle length, whereby the flows of the exiting gas streams are stabilized.

zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die Austrittsöffnung des inneren Gasgemisches 1 bezogen auf die anderen Gasaustrittsöffnungen heraussteht. Dieses ermöglicht eine breitere Verteilung der im Gasgemisch 1 enthaltenden Komponenten. Im umgekehrten Fall erfolgt der Austritt des Gasgemisches 1, wie in dargestellt, örtlich vor dem des Gasgemisches 2, so dass das Gasgemisch 1 durch das Gasgemisch 2 vorteilhaft eingeschlossen und so eine gerichtete Stoffstromlenkung des Gasgemisches 1 in geeigneter Weise ermöglicht wird. shows an embodiment in which the outlet opening of the inner gas mixture 1 protrudes relative to the other gas outlet openings. This allows a broader distribution of the components contained in the gas mixture 1. In the reverse case, the exit of the gas mixture 1, as in shown, locally before that of the gas mixture 2, so that the gas mixture 1 is advantageously enclosed by the gas mixture 2 and thus allows a directed material flow control of the gas mixture 1 in a suitable manner.

Das Prinzip der Doppelrohrdüse lässt sich geeigneter Weise auf ein Mehrfachrohrsystem übertragen, wobei mehrere Gasgemische gleiche und/oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben können.The principle of the double-pipe nozzle can be suitably transferred to a multi-pipe system, it being possible for several gas mixtures to have the same and / or different compositions.

Bei einem Ausführungsbeispiel besteht das Gasgemisch 1 aus Siliziumtetrachlorid und Stickstoff, das Gasgemisch 2 aus Sauerstoff und einem Dotierungsmittel vorzugsweise SF6 in variablem Volumenanteil. Wenigstens eine Düse dieser Art ist oberhalb des Brenners beweglich angeordnet. Diese Gestaltung ermöglicht es in idealer Weise, dotiertes Quarzglas in Form von Ingots mit niedrigem OH-Anteil zu erzeugen.In one embodiment, the gas mixture 1 consists of silicon tetrachloride and nitrogen, the gas mixture 2 of oxygen and a dopant preferably SF 6 in variable volume fraction. At least one nozzle of this type is arranged movably above the burner. This design makes it possible to ideally produce doped quartz glass in the form of ingots with a low OH content.

Um die Durchmischung der Gasströme zu verbessern, ist es vorgesehen, strömungsbeeinflussende Elemente in und/oder an dem Düsenkopf einzubringen. Dies kann einerseits die bereits zuvor erwähnten Strukturierung der Trennbarriere (26) sein oder aber auch zumindest ein über wenigstens eine Gasaustrittsöffnung verlaufenden Steg (28; 29), wie in den 14 und 15 dargestellt ist.In order to improve the mixing of the gas streams, it is provided to introduce flow-influencing elements in and / or on the nozzle head. On the one hand, this can be the already mentioned structuring of the separation barrier (FIG. 26 ) or at least one extending over at least one gas outlet opening web ( 28 ; 29 ), as in the 14 and 15 is shown.

In einem Ausführungsbeispiel werden mehrere Stege zu einem Gitter 30 kombiniert (16), welches am Düsenende angebracht ist. Dieses Düsengitter fungiert als Diffusor, der für eine gute Durchmischung der Gasströme sorgt. Beinhaltet dieser Steg bzw. dieses Gitter zumindest eine katalytisch aktive Komponente wie beispielsweise Palladium, Iridium und/oder Platin kann zudem die Effizienz der Reaktion gesteigert und die Eigenschaften der Glasmatrix gezielt beeinflusst werden.In one embodiment, multiple lands become a grid 30 combined ( 16 ), which is attached to the nozzle end. This nozzle grid acts as a diffuser, which ensures a good mixing of the gas streams. If this web or grid contains at least one catalytically active component such as palladium, iridium and / or platinum, for example, the efficiency of the reaction can be increased and the properties of the glass matrix can be influenced in a targeted manner.

Die für das Gitter verwendeten Materialien sind nicht auf die zuvor genannten Elemente bzw. Legierungen beschränkt, sondern richten sich nach derem Verwendungs- und Anwendungszweck. So kann der Steg bzw. das Gitter aus Dielektrischen Materialien wie Keramik und Glas genau so bestehen wie aus Metallen oder Halbmetallen bzw. deren Legierungen.The materials used for the grid are not limited to the aforementioned elements or alloys, but depend on the intended use and application. Thus, the web or the lattice of dielectric materials such as ceramic and glass can be just as composed as metals or semi-metals or their alloys.

Zur Beschichtungsoptimierung können vorhandene Düsen auch in Abhängigkeit der Beschichtungsrichtung gesteuert bewegt werden.For coating optimization, existing nozzles can also be moved controlled in dependence on the coating direction.

Das den Brennerkanal bildende Rohr kann auch als eine Düsenanordnung konzentrischer Rohre zur Strömungsoptimierung ausgeführt werden.The tube forming the burner channel can also be designed as a nozzle arrangement of concentric tubes for flow optimization.

Bei einem weiteren Beispiel zur Erzeugung von Quarzglas mit möglichst hohem Gesamtwasserstoffgehalt wird die Düse aus einem Zehnfachrohr mit einem Gasstrom 1 bestehend aus SiCl4 und N2 gebildet. In übrigen Gasströme 2 und 3 werden Wasserstoff und Sauerstoff hinzu gegeben und alternierend auf die unterschiedlichen Öffnungen der Mehrfachrohre verteilt. In diesem Fall entspricht der Aufbau der Düse dem des bereits mehrfach beschriebenen Brenners. Bei Verwendung von Wasserstoff kann auf die Energieeinkopplung mit Hilfe der Induktionsspule verzichtet werden. In den 16 ist in diesem Fall der Aufbau ohne die Induktionsspule (2) zu bewerkstelligen.In a further example for the production of quartz glass with the highest possible total hydrogen content, the nozzle is formed from a tenfold tube with a gas stream 1 consisting of SiCl 4 and N 2 . In other gas streams 2 and 3, hydrogen and oxygen are added and distributed alternately to the different openings of the multi-tubes. In this case, the structure of the nozzle corresponds to that of the burner already described several times. When using hydrogen can be dispensed with the energy input using the induction coil. In the 1 - 6 is in this case the structure without the induction coil ( 2 ) to accomplish.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die 1 bis 6b. Es werden für gleiche und gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet.The device according to the invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. To clarify serve the 1 to 6b , The same reference numbers are used for identical and identically acting parts.

Es zeigen:Show it:

1 einen beispielhaften Brennerkanal mit einer Induktionsspule in einer porösen Umhüllung, 1 an exemplary burner channel with an induction coil in a porous envelope,

2a eine poröse Umhüllung mit einer in Richtung der Längsachse der Spule durchströmbaren porösen Struktur, 2a a porous casing with a porous structure which can be flowed through in the direction of the longitudinal axis of the coil,

2b eine poröse Umhüllung mit einer auch in Richtung des Brennerkanals durchströmbaren porösen Struktur, 2 B a porous casing with a porous structure which can also be flowed through in the direction of the burner channel,

3a eine Induktionsspule mit einer teilweisen Umhüllung, 3a an induction coil with a partial cladding,

3b eine Induktionsspule mit einer vollständigen transparenten Umhüllung, 3b an induction coil with a complete transparent cladding,

4a eine Umhüllung mit einer Außenkontur in einer sechszähligen Symmetrie, geteilt in eine innere und äußere Umhüllung, 4a an envelope having an outer contour in a six-fold symmetry, divided into an inner and outer envelope,

4b eine Umhüllung und einen Brennerkanal in einer elliptischen Grundform, 4b an envelope and a burner channel in an elliptical basic shape,

5a eine poröse Umhüllung, mit seitlichen Ein- und Austrittsöffnungen, 5a a porous envelope, with lateral inlet and outlet openings,

5b eine poröse Umhüllung mit Austrittsöffnungen in Brennerlängsrichtung mit Richtung des Medienstrom zum Brennerzentrum hin, 5b a porous enclosure with outlet openings in the burner longitudinal direction with the direction of the medium flow towards the burner center,

6a/6b eine poröse Umhüllung mit seitlichen Eintrittsöffnungen und einem Düsenkranz an der Innenseite der Umhüllung in Richtung Brennerkanal, 6a / 6b a porous enclosure with lateral inlet openings and a nozzle ring on the inside of the enclosure in the direction of the burner channel,

7 eine Ausführungsform eines Brenners mit geschlossener Oberseite und Gaszuführung über einen Brennerfuß und mittels offenem Abstandsraum bzw. offener poröser Struktur, die sich brennerunterseitig befindet, und einer zur Kanalmitte orientierten Ausbauchung im rohrförmigen Brennerkanal zur Formung des Plasmagasstroms, 7 an embodiment of a burner with closed top and gas supply via a burner base and by means of open space or open porous structure, which is burner bottom side, and a channel-centered bulge in the tubular burner channel for forming the plasma gas flow,

8 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 7, jedoch mit geradlinigem Brennerkanal und Ausbauchung in der Umhüllung zum Heranführen eines elektrischen Zündmittels, insbesondere eines Zünddrahts, 8th a representation similar to that after 7 but with rectilinear burner channel and bulge in the enclosure for bringing an electrical ignition means, in particular an ignition wire,

9 eine Prinzipdarstellung eines Spülkranzes mit Spülkranzdüsen, 9 a schematic diagram of a flushing bowl with Spülkranzdüsen,

10 und 11 Draufsichten und Seitenansichten einer Brennerfußanordnung mit strömungsberuhigenden Mitteln, 10 and 11 Top views and side views of a burner base assembly with flow-calming means,

12 eine Seitenansicht eines Brenners mit im Brennerfuß befindlichem Einsatz zur Strömungsberuhigung, 12 a side view of a burner with located in the burner foot insert for flow calming,

13a/b eine Düse bestehend aus einem Doppelrohr, 13a / b a nozzle consisting of a double tube,

14/15 eine Düse bestehend aus Doppelrohr mit Trennbarriere und 14 / 15 a nozzle consisting of double tube with separation barrier and

16 eine Düse mit Gitter als Diffusor. 16 a nozzle with a grid as a diffuser.

1 zeigt einen beispielhaften Grundaufbau des erfindungsgemäßen induktionsgekoppelten Plasmabrenners. Der Plasmabrenner enthält einen von einem Plasma durchströmten Brennerkanal 1. Dieser ist von einer Induktionsspule 2 umgeben. Die Induktionsspule ist von einer Umhüllung 3 eingeschlossen. Die dielektrische Umhüllung bildet damit gleichzeitig die Wand des Brennerkanals 1. Die Umhüllung ist von einer porösen Struktur 4 durchzogen, die bei dem hier gezeigten Beispiel durch eine Musterung angedeutet ist. Die poröse Struktur ermöglicht ein Durchströmen der Umhüllung mit einem Fluid 5. Bei dem hier gezeigten Beispiel tritt das Fluid von unten kommend in die poröse Umhüllung ein, durchtränkt deren Porenstruktur und verlässt die Umhüllung über das obere Ende, die Außenseiten und wahlweise auch in Richtung des Brennerkanals 1. Dabei werden die Spulenwindungen der Induktionsspule 2 von dem Fluid umspült. Die innere Oberfläche der porösen Struktur der Umhüllung bewirkt dabei eine beträchtlich vergrößerte Oberfläche der Spulenwindungen und fördert damit die Kühlwirkung des Fluids für die Induktionsspule einerseits und eine Erwärmung des Fluids andererseits. 1 shows an exemplary basic structure of the inductance-coupled plasma burner according to the invention. The plasma burner contains a burner channel through which a plasma flows 1 , This one is from an induction coil 2 surround. The induction coil is of a cladding 3 locked in. The dielectric sheath thus forms at the same time the wall of the burner channel 1 , The cladding is of a porous structure 4 crossed, which is indicated in the example shown here by a pattern. The porous structure allows the envelope to flow through a fluid 5 , In the example shown here, the fluid enters the porous enclosure from below, impregnates its pore structure and leaves the enclosure via the upper end, the outer sides and optionally also in the direction of the burner channel 1 , In this case, the coil turns of the induction coil 2 lapped by the fluid. The inner surface of the porous structure of the envelope thereby causes a considerably enlarged surface of the coil turns and thus promotes the cooling effect of the fluid for the induction coil on the one hand and a heating of the fluid on the other.

Die poröse Struktur kann auf verschiedene Weise gestaltet sein. In 2a ist die poröse Struktur in Form von parallel zur Längsachse der Induktionsspule orientierten Kanälen 6 ausgebildet. Das Fluid 5 durchströmt damit die poröse Struktur parallel zum Brennerkanal 1. Wird die Energie nicht induktiv in das System eingebracht sondern beispielsweise durch die Freisetzung von chemischer Reaktionswärme, ist erfindungsgemäß die Induktionsspule 2 nicht notwendig. In diesem Fall gleicht der Brenner im wesentlichen dem bereits zuvorbeschiebenen Aufbau der Düse in den 1316. Das Fluid gelangt damit erst am Ende der Umhüllung in ddie Reaktionszone. Eine derartige Form der porösen Struktur wird dann bevorzugt, wenn im Fall des induktiv gekoppelten Plasmabrenners ein Hineinleiten des Fluids in das Plasma nicht beabsichtigt ist und die Induktionsspule vornehmlich nur gekühlt werden soll.The porous structure can be designed in various ways. In 2a is the porous structure in the form of parallel to the longitudinal axis of the induction coil oriented channels 6 educated. The fluid 5 thus flows through the porous structure parallel to the burner channel 1 , If the energy is not inductively introduced into the system but, for example, by the release of chemical heat of reaction, according to the invention, the induction coil 2 unnecessary. In this case, the burner is substantially similar to the previously described construction of the nozzle in the 13 - 16 , The fluid thus passes into the reaction zone only at the end of the coating. Such a shape of the porous structure is preferred if, in the case of the inductively coupled plasma torch, it is not intended to introduce the fluid into the plasma and the primary purpose of the induction coil is to be cooled.

Die Porösität richtet sich im hohen Maße nach der Viskosität des Fluids. Die Wahl von möglichst kleinen Poren erlaubt eine lange Verweilzeit und somit ein besseres Erwärmen des Fluids zur Erniedrigung des Temperaturgradienten des Precursorgases. Füllkörper oder große Poren erlauben eine gute Kühlung der Spule.The porosity depends to a large extent on the viscosity of the fluid. The choice of the smallest possible pores allows a long residence time and thus a better heating of the fluid for lowering the temperature gradient of the precursor gas. Packing or large pores allow good cooling of the coil.

Durch die poröse Struktur wird insbesondere ein turbulenter Gasstrom vermieden und für eine gleichmäßige Verteilung gesorgt. Dieses ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Precursormedium durch die innere Begrenzung in den Brennerkanal gelangen soll, da sich durch eine geeignete Wahl der Porösität der Stoffstrom gleichmäßig auf alle Austrittsöffnungen verteilen kann. In diesem Fall ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform für den induktiv gekoppelten Plasmabrenner ebenfalls möglich, die Spule ausserhalb der porösen Schicht, also außerhalb der äußeren Umhüllung, anzubringen.In particular, a turbulent gas flow is avoided by the porous structure and ensures a uniform distribution. This is particularly advantageous if the precursor medium is to pass through the inner boundary in the burner channel, as can be evenly distributed to all outlet openings by a suitable choice of porosity of the material flow. In this case, in a preferred embodiment for the inductively coupled plasma torch, it is also possible to mount the coil outside the porous layer, ie outside the outer envelope.

Das Fluid selbst besteht vorzugsweise aus einem Gas. Die Zusammensetzung des Gases richtet sich dabei im wesentlichen nach der Funktion des Fluids. Zur Kühlung wird bevorzugt auf Druckluft, Stickstoff oder ein Edelgas zurückgegriffen, welches je nach Anwendungsfall zuvor vorgetrocknet wurde. Alternativ sind auch Fluide und Fluidmischungen mit Precursor-Zusätzen möglich, die zur Einleitung in die Reaktionszone des Brenners z. B. den Plasmastrom bestimmt sind und dort in einer vorbestimmten Weise reagieren.The fluid itself preferably consists of a gas. The composition of the gas depends essentially on the function of the fluid. For cooling, preference is given to using compressed air, nitrogen or a noble gas, which was previously predried depending on the application. Alternatively, fluids and fluid mixtures with precursor additives are possible, which are suitable for introduction into the reaction zone of the burner z. B. the plasma stream are determined and react there in a predetermined manner.

Bei der Ausführungsform in 2b ist die poröse Struktur als ein Schwamm oder mit Hilfe von Füllkörpern 7 ausgebildet und kann prinzipiell in jede beliebige Richtung durchströmt werden. Bei dem hier gezeigten Beispiel tritt das Fluid 5 von unten in die Umhüllung ein, durchtränkt die schwammartige Struktur und tritt sowohl oben als auch im Bereich des Brennerkanals 1 wieder aus. Eine äußere Abdichtung 8 kann dabei vorgesehen sein, die ein Austreten des Fluids auf der Außenseite der Umhüllung verhindert.In the embodiment in 2 B is the porous structure as a sponge or with the help of packing 7 trained and can be flowed through in principle in any direction. In the example shown here, the fluid enters 5 from below into the casing, soaks the sponge-like structure and occurs both at the top and in the area of the burner channel 1 out again. An outer seal 8th can be provided, which prevents leakage of the fluid on the outside of the enclosure.

Die in 2a gezeigte Porenanordnung kann natürlich so modifiziert sein, dass an ausgewählten Stellen ein Übertritt des Fluids in den Brennerkanal möglich ist. Hierzu können auf der Innenseite der Umhüllung, d. h. im Bereich des Brennerkanals, Bohrungen oder Anritzungen angebracht sein, bei denen einige Teile der Kanäle 6 zum Brennerkanal hin geöffnet sind und daher das in ihnen strömende Fluid in den Brennerkanal leiten. Ebenso können in 2b einzelne Abschnitte der inneren Oberfläche der Umhüllung im Brennerkanal überdeckt sein und daher einen Übertritt des Fluids in diesem Bereich nur an einzelnen ausgewählten Stellen ermöglichen. Ein Beispiel für eine derartige Ausgestaltung ist in 6a/b gezeigt.In the 2a Of course, the pore arrangement shown may of course be modified so that at selected locations a passage of the fluid into the burner channel is possible. For this purpose, on the inside of the envelope, ie in the region of the burner channel, holes or scratches be attached, in which some parts of the channels 6 are open to the burner channel and therefore conduct the flowing fluid in them in the burner channel. Likewise, in 2 B individual sections of the inner surface of the enclosure to be covered in the burner channel and therefore allow passage of the fluid in this area only at individual selected locations. An example of such a configuration is in 6a / b shown.

Die Umhüllung kann aus verschiedenen Materialien bestehen. So sind beispielsweise hitzebeständige Keramiken, Glas, Verbundstoffe oder polymere Kunststoffe verwendbar. Es ist ebenfalls der Einsatz von metallhaltigen Werkstoffen möglich, insbesondere dann falls als Hitzequelle ein Flammenbrenner eingesetzt wird. Die poröse Struktur ergibt sich dabei entweder durch ein Aufschäumen, ein Zusammensintern eines Granulates, Zweikomponentenmischungen mit einem späteren Auswaschen einer löslichen Komponente, wobei im Grundmaterial entsprechende Hohlräume zurückbleiben, und derartige, bekannte Fertigungsverfahren mehr. Ebenfalls ist eine Befüllung mit geeigneten Füllkörpern zur Erzeugung der Porosität ausführbar. Für die in 2a gezeigte Porenstruktur in Längsrichtung ist auch ein schichtweises Auftragen ungebrannter Keramiklamellen bzw. ein Umwickeln der Induktionsspule mit derartigen Lamellen und ein anschließendes Brennen dieser Anordnung möglich.The wrapping can be made of different materials. For example, heat-resistant ceramics, glass, composites or polymeric plastics can be used. It is also the use of metal-containing materials possible, especially if a flame burner is used as the heat source. The porous structure results either by foaming, co-sintering of a granulate, two-component mixtures with subsequent leaching of a soluble component, wherein in the base material corresponding cavities remain, and such, known manufacturing processes more. Also, a filling with suitable packing to produce the porosity executable. For the in 2a shown pore structure in the longitudinal direction is also a layered application of unfired ceramic lamellae or a wrapping of the induction coil with such lamellae and a subsequent burning this arrangement possible.

Entsprechende Fertigungsschritte können auch mit Polymermaterialien ausgeführt werden. Hier sind insbesondere ein Umwickeln und Kaschieren der Induktionsspule mit einem Gewebe und ein anschließendes Zusammensintern des Gewebes möglich. Dabei verbinden sich die einzelnen Gewebelagen, lassen jedoch zwischen den Kontaktstellen poröse Zwischenräume zum Durchströmen des Fluids bestehen.Corresponding production steps can also be carried out with polymer materials. In particular, wrapping and laminating the induction coil with a tissue and subsequent sintering together of the tissue are possible. In this case, the individual layers of fabric combine, but allow between the contact points porous spaces to flow through the fluid.

Die Umhüllung muss nicht zwingend die Induktionsspule einschließen. 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer nur abschnittsweise angeordneten Umhüllung. Das Fluid 5 tritt dabei von unten kommend durch die poröse Struktur der Umhüllung oder den dort vorhandenen Abstandsraum und umspült die Induktionsspule 2 von außen. Hierzu kann die Umhüllung einen Abstand von beispielsweise 0 cm bis 30 cm bis zur nächstgelegenen Spulenwindung aufweisen. Die Induktionsspule ist dabei sehr eng um ein inneres Brennerglas gelegt und liegt an deren Außenseite frei.The enclosure does not necessarily include the induction coil. 3a shows an embodiment with a cladding only partially arranged. The fluid 5 Comes from below coming through the porous structure of the enclosure or the existing space there and laps the induction coil 2 from the outside. For this purpose, the envelope may have a distance of, for example, 0 cm to 30 cm to the nearest coil turn. The induction coil is placed very tightly around an inner burner glass and is exposed on the outside.

Die Umhüllung kann auch mindestens abschnittsweise transparent ausgeführt sein. 3b zeigt hierfür ein Beispiel. Die Umhüllung besteht in diesem Fall aus einem transparenten Glas oder einem polymeren Kunststoff. Das Material ist vorzugsweise im infraroten bis ultravioletten Spektralbereich, allgemein in dem für das Plasma typischen Spektralbereich, transparent. Es ermöglicht ein Erfassen des Plasmazustandes mittels optischer Analysemethoden, insbesondere spektroskopischen Verfahren.The envelope may also be made transparent at least in sections. 3b shows an example for this. The enclosure consists in this case of a transparent glass or a polymeric plastic. The material is preferably transparent in the infrared to ultraviolet spectral region, generally in the spectral region typical of the plasma. It makes it possible to detect the plasma state by means of optical analysis methods, in particular spectroscopic methods.

Die Formen der Umhüllung und der darin eingeschlossenen Induktionsspulen können von der zylindrischen Grundform abweichen. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer sechszähligen Symmetrie für die Außenkontur. Diese lässt sich sehr leicht mit einem entsprechenden Werkzeug, beispielsweise einem Schraubenschlüssel, greifen und montieren. Der Brennerkanal 1 und die Induktionsspule 2 behalten bei diesem Beispiel ihre zylindrische Grundform. Bei dem in 4a gezeigten Beispiel ist die Umhüllung in eine innere Umhüllung 9 und eine äußere Umhüllung 10 unterteilt. Die innere Umhüllung schließt unmittelbar an den Brennerkanal an und ist thermisch besonders widerstandsfähig. Die äußere Umhüllung umschließt vor allem die Induktionsspule und bildet die Außenkontur. Für die innere und die äußere Umhüllung können verschiedene Materialien verwendet werden. So kann beispielsweise die innere Umhüllung aus einer Keramik oder einem Glas bestehen, während die äußere Umhüllung aus einem Kunststoff ausgebildet sein kann.The shapes of the envelope and the inductors enclosed therein may differ from the cylindrical basic shape. 4a shows an embodiment with a sixfold symmetry for the outer contour. This can be very easily with a suitable tool, such as a wrench, grab and assemble. The burner channel 1 and the induction coil 2 keep their basic cylindrical shape in this example. At the in 4a The example shown is the wrapper in an inner wrapper 9 and an outer cladding 10 divided. The inner cover connects directly to the burner channel and is thermally particularly resistant. The outer envelope encloses above all the induction coil and forms the outer contour. Different materials can be used for the inner and outer sheaths. For example, the inner sheath may consist of a ceramic or a glass, while the outer sheath may be formed of a plastic.

4b zeigt eine beispielhafte Umhüllung 3 mit Induktionsspule 2 und Brennerkanal 1 mit einem elliptischen Querschnitt. Die sonstigen Eigenschaften der Umhüllung entsprechen dabei den vorhergehend genannten Ausführungsbeispielen. 4b shows an exemplary enclosure 3 with induction coil 2 and burner channel 1 with an elliptical cross section. The other properties of the envelope correspond to the aforementioned embodiments.

Weiterhin ist gemäß des Ausführungsbeispiels aus 5a bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, eine Austrittsöffnung 11 in Richtung der Brenneraussenseite anzubringen. Durch diese kann das erwärmte Precursormedium weiteren mechanisch separat positionierbaren Eindüsungen (Nozzlen) zugeführt werden, die wiederum den Stoffstrom an geeigneter Stelle in die Reaktionszone einblasen. Die Eindüsungen können bei einer Ausführungsform aus einem Einfachrohr bestehen durch das der vorgewärmte Gasstrom geführt wird. In diesem Einfachrohr können noch strömungsformende Elemente wie Schlitzöffnungen oder mehrere Einbohrungen beinhalten. Eine weitere Ausführungsform ist das bereits schon erwähnte Mehrfachrohr, wie es in 13 dargestellt ist. Die Düsen können in der Draufsicht zu deren Gasaustritt einen von der Kreisgeometrie abweichenden Querschnitt haben. Bevorzugt ist hierbei ein Rechteck, da es sich für die Beschichtung von länglichen Substraten als besonders geeignet herausgestellt hat. Diese Austrittsöffnungen können aber ebenfalls bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß 5b direkt an der Oberseite des Brenners so angebracht werden, dass Ihre Strömungsrichtung im Wesentlichen zur Brennerinnenseite ausgerichtet sind.Furthermore, according to the embodiment of 5a provided in a further embodiment, an outlet opening 11 in the direction of the burner outside. By means of these, the heated precursor medium can be supplied to further injections (nozzls) which can be positioned separately in a separate manner, which in turn supply the material flow at a suitable point into the Blow in the reaction zone. The injections may in one embodiment consist of a single tube through which the preheated gas stream is passed. In this single tube may still contain flow-forming elements such as slot openings or multiple bores. Another embodiment is the already mentioned multiple tube, as in 13 is shown. The nozzles may have a deviating from the circular geometry in the plan view to the gas outlet. In this case, a rectangle is preferred, since it has proven to be particularly suitable for the coating of elongate substrates. But these outlet openings can also in a preferred embodiment according to 5b be attached directly to the top of the burner so that their flow direction are aligned substantially to the burner inside.

Weiterhin ist es gemäß einer in den 6a und 6b gezeigten Ausführungsform auch möglich, eine Reihe von Zutrittsöffnungen 13 auf der Brennerinnenseite in einer geeigneten Position anzubringen. Diese Öffnungen sind gestalterisch in Ihrer Anzahl, Position und Öffnungsform geeignet wählbar und können, runde, ovale, eckige Elemente in Form von Einzeldüsen oder Düsenketten beinhalten. In einer geeigneten, in 6b gezeigten Ausführungsform bilden die Zutrittsöffnungen 13 mindestens einen Düsenring.Furthermore, it is according to one in the 6a and 6b embodiment shown also possible, a number of access openings 13 on the inside of the burner in a suitable position. These openings are designed in their number, position and opening form suitable and can include, round, oval, angular elements in the form of individual nozzles or nozzle chains. In a suitable, in 6b embodiment shown form the access openings 13 at least one nozzle ring.

Gemäß der Darstellung nach 7 wird wiederum von einem Brennerkanal 1 ausgegangen, der z. B. durch ein Brennerglas aus hochtemperaturbeständigem Material gebildet ist.As shown 7 will turn from a burner channel 1 assumed that z. B. is formed by a burner glass made of high temperature resistant material.

Die Umhüllung 3 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine geschlossene Struktur auf. Es entsteht hierdurch ein Abstandsraum zwischen der Wandung des den Brennerkanal bildenden Rohres und der Umhüllung 3, welcher von einem Fluid (angedeutete Strömungsrichtung durch Pfeile) durchströmbar ist.The serving 3 has a closed structure in this embodiment. This results in a distance space between the wall of the burner channel forming tube and the enclosure 3 , which by a fluid (indicated direction of flow through arrows) can be flowed through.

Weiterhin ist bezogen auf die gezeigte Fluidströmung brenneroberseitig der Abstandsraum geschlossen und es sind radial orientierte Fluidaustrittsöffnungen 14 vorhanden, die der Entnahme eines erwärmten, dem Brennerfuß 15 zugeführten Gases oder Fluides dienen.Furthermore, based on the fluid flow shown burner top side of the distance space is closed and there are radially oriented fluid outlet openings 14 present, the removal of a heated, the burner foot 15 supply gas or fluids serve.

Der rohrförmige Brennerkanal kann radial zur Kanalmitte orientierte Ausbauchungen 16 umfassen, welche der Formung des Plasmagasstroms dienen.The tubular burner channel may bulges radially oriented toward the center of the channel 16 include, which serve the shaping of the plasma gas stream.

Die Umhüllung weist, bevorzugt brennerunterseitig, eine zum rohrförmigen Brennerkanal 1, bevorzugt diesen berührend, ausgebildete Ausbauchung 17 zum Heranführen eines elektrischen Zündmittels, z. B. eines Zünddrahts auf.The envelope has, preferably burner underside, a tubular burner channel 1 prefers this touching, formed bulge 17 for bringing an electric ignition means, z. B. an ignition wire.

Dadurch, dass die quasi Doppelrohranordnung gemäß den 7 und 8 nur oberseitig geschlossen ist, kann über die untere Seite, welche offen ist, Prozessgas zugeführt werden. Dabei ist die untere Seite in einen an sich bekannten Brennerfuß eingespannt. Eine in den 7 und 8 nicht gezeigte, die Umhüllung außen umgebende Induktionsspule behindert dabei den Austausch der Anordnung nicht. Diese kann vom Brennerfuß nach oben weggezogen und entfernt werden, ohne dass die Induktionsspule demontiert werden muss.Because the quasi double tube arrangement according to the 7 and 8th closed only on the upper side, can be supplied via the lower side, which is open, process gas. The lower side is clamped in a known Brennerfuß. One in the 7 and 8th Not shown, the envelope surrounding the outside induction coil does not interfere with the replacement of the arrangement. This can be pulled upwards and removed from the burner base without having to disassemble the induction coil.

Bei der Ausführungsform gemäß 8 wird von einem geradlinigen, zylindrischen inneren Brennerrohr zur Bildung des rohrförmigen Brennerkanals 1 ausgegangen, wobei hinsichtlich der übrigen Merkmale auf die Erläuterungen zur 7 verwiesen sei.In the embodiment according to 8th is from a straight, cylindrical inner burner tube to form the tubular burner channel 1 with regard to the other features, to the explanations given for 7 referenced.

Die 9 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Spülkranzes mit Spülkranzdüsen.The 9 shows a schematic diagram of a purging ring with Spülkranzdüsen.

Für besonders trockene Beschichtungen oder zur besseren Formung des Gasaustritts oberhalb des Brenners sind weitere Gasvorhänge von Vorteil. Diese Gasvorhänge können mit Hilfe des in der 9 gezeigten Spülkranzes erzeugt werden, der entweder den Brenner selber und/oder die Düsen bzw. Nozzeln umgibt.For particularly dry coatings or to better shape the gas outlet above the burner more gas curtains are beneficial. These gas curtains can with the help of in the 9 Purging ring shown can be generated, which surrounds either the burner itself and / or the nozzles or Nozzeln.

Der Spülkranz ist ein rundes, ovales oder vieleckiges geschlossenes Rohr mit wenigstens einer Gaszuführung (nicht gezeigt). Durch die Öffnungen der Spülkranzdüsen 19 auf der Oberseite des Spülkranzes 18 tritt das Spülgasgemisch oder ein ähnliches zur Spülung geeignetes Gas aus. Die Spülkranzdüsen 19 können als Rohrstücke von einigen Zentimetern Länge ausgebildet sein, die eine Längsachsenorientierung aufweisen, welche parallel zur Längsachse der entsprechenden Brenneranordnung verläuft. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, die Spülkranzdüsen unter einen vorgegebenen Winkel zu stellen, wie dies in der 9, linksseitig, symbolisiert ist.The sink is a round, oval or polygonal closed tube with at least one gas supply (not shown). Through the openings of the flushing bowl nozzles 19 on the top of the sink 18 the purge gas mixture or a similar gas suitable for purge exits. The scavenging nozzles 19 may be formed as pieces of pipe of a few centimeters in length, which have a longitudinal axis orientation, which runs parallel to the longitudinal axis of the corresponding burner assembly. Alternatively, it is also possible to set the Spülkranzdüsen at a predetermined angle, as shown in the 9 , on the left side, is symbolized.

Die 10 und 11 dienen der Illustration einer Ausführungsform, bei der eine Brennerfußanordnung mit strömungsberuhigenden Mitteln versehen ist. Linksseitig ist jeweils eine Draufsicht und rechtsseitig eine Seitenansicht des entsprechenden Brennerfußes 15 dargestellt. Die strömungsberuhigenden Mittel können einen Einsatz 20 umfassen, welcher z. B. ringförmig ausgebildet ist und einen Strukturkörper aufnimmt. Die Zuführung des Plasma- und/oder Precursorgases (angedeutet mit dem Pfeil 21) erfolgt dann von unten durch den Einsatz zum Zweck der Gasberuhigung. Der Brennerfuß 15 kann den Einsatz 20 außen umgebend noch ein inneres Brennerglas 22 umfassen.The 10 and 11 serve to illustrate an embodiment in which a burner base assembly is provided with flow-calming means. On the left side is a plan view and on the right side a side view of the corresponding burner foot 15 shown. The flow-calming means can be an insert 20 include, which z. B. is annular and receives a structural body. The supply of the plasma and / or Precursorgases (indicated by the arrow 21 ) then takes place from below through the use for the purpose of gas calming. The burner foot 15 can use 20 surrounding still an inner burner glass 22 include.

Bei der Darstellung nach 11 geht es wiederum um eine Weiterbildung eines Brennerfußes mit strömungsberuhigenden Mitteln, wobei der dortige Einsatz zwei verschiedene Strukturen einerseits zur Beruhigung der Precursoren sowie andererseits zur Beruhigung der Plasmagases umfasst. Ein innerer Einsatz 23 dient dabei der Beruhigung der Precursoren und ein umgebender, äußerer Einsatz 24 der Beruhigung der hindurchzuführenden Plasmagase. Die Höhe der Gasaustritte der jeweiligen Beruhigungsstrukturen ist dabei wie in den Beschreibungen zu den 13 erläutert, vom Verwendungszweck abhängig.In the presentation after 11 Again, it is a further development of a burner foot with flow-calming means, the use there includes two different structures on the one hand to calm the precursors and on the other hand to calm the plasma gas. An inner commitment 23 it serves to calm the precursors and a surrounding, external use 24 the calming of the plasma gases to be passed. The height of the gas leaks of the respective calming structures is as in the descriptions of the 13 explained, depending on the purpose.

Eine Brenneranordnung basierend auf der Ausführungsform gemäß 3a, jedoch umfassend den vorstehend erläuterten Einsatz zur Gasströmungsberuhigung, zeigt 12. Oberhalb des Brennerfußes 15 ist die bereits erwähnte Umhüllung 10 vorhanden, die bis auf einen vorgegebenen Abstand an die Induktionsspule 2 heranreicht. Innerhalb des Brennerkanals 1 befindet sich der Einsatz 20 zur Beruhigung der Plasma- bzw. Precursorgase oder des Gasgemisches.A burner assembly based on the embodiment according to 3a but comprising the above-mentioned gas flow pacification insert 12 , Above the burner foot 15 is the already mentioned serving 10 present, up to a predetermined distance to the induction coil 2 zoom ranges. Inside the burner channel 1 is the insert 20 to calm the plasma or precursor gas or the gas mixture.

Der als Kammer ausbildbare Einsatz 20 kann insbesondere in Verbindung mit der Ausgestaltung des Brennerkanals und/oder der Umhüllung bezüglich strömungsoptimierender Oberfläche zur Anwendung kommen.The usable as a chamber insert 20 can be used in particular in connection with the design of the burner channel and / or the envelope with respect to flow-optimizing surface.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennerkanalBrenner channel
22
Induktionsspuleinduction coil
33
Umhüllungwrapping
44
poröse Strukturporous structure
55
Fluidfluid
66
Längskanälelongitudinal channels
77
Schwammstruktursponge structure
88th
äußere Abdichtungouter seal
99
innere Umhüllunginner cladding
1010
äußere Umhüllungouter cladding
1111
Austrittöffnung vom erwärmten Medium z. B. zum Anschluss an NozzleOutlet opening of the heated medium z. B. for connection to Nozzle
1212
Eintrittsöffnung mit KühlmittelInlet opening with coolant
1313
innere Zutrittsöffnungeninner access openings
1414
FluidaustrittsöffnungFluid outlet opening
1515
Brennerfußburner stand
1616
Ausbauchungbulge
1717
Ausbauchungbulge
1818
SpülkranzSpülkranz
1919
SpülkranzdüsenSpülkranzdüsen
2020
Einsatzcommitment
2121
Gasstromgas flow
2222
inneres Brennerglasinner burner glass
2323
Einsatz für PrecursorenUse for precursors
2424
Einsatz für PlasmagasUse for plasma gas
2525
Gasgemisch 1Gas mixture 1
2626
Trennbarriereseparation barrier
2727
Gasgemisch 2Gas mixture 2
2828
Stegweb
2929
Stegweb
3030
Gittergrid

Claims (26)

Induktiv gekoppelter Plasmabrenner zur Herstellung von Halbzeug für biegeunempfindliche Glasfasern, enthaltend einen rohrförmigen Brennerkanal (1), eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule (2) sowie eine äußere Umhüllung (3), wobei die Umhüllung eine geschlossene oder poröse Struktur (4) aufweist, wobei die poröse Struktur oder der Abstandsraum zwischen der Außenwandung des Brennerkanals und der Umhüllung von einem Fluid (5) durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen der äußeren Umhüllung und dem Brennerkanal für einen Screengasstrom mit einem Volumendurchsatz von bis zu 200 l/min ausgebildet ist, wobei die Umhüllung (3) aus einer porösen Keramik, einem porösen Glas, einem porösen Polymerkunststoff und/oder einem Doppelwandrohr mit einem porösen Füllkörper ausgebildet ist, deren poröse Struktur in Form von parallel zur Längsachse der Induktionsspule orientierten Kanälen (6) ausgebildet ist, bei denen das Fluid (5) die poröse Struktur parallel zum Brennerkanal (1) durchströmt, wobei ein turbulenter Gasstrom vermieden und dessen gleichmäßige Verteilung bewirkt wird, die Induktionsspule eng anliegend am Brennerkanal befindlich ist, wobei eine sehr enge Wicklung der Induktionsspule um den rohrförmigen Brennerkanal vorgesehen ist und die Umhüllung in Längsachsenrichtung der Gesamtanordnung beginnend von einem Brennerfuß (15) entlang des Brennerkanals (1) und bis auf einen vorgegebenen Abstand an die Induktionsspule heranreicht und endet, aber die Induktionsspule jedoch nicht umschließt.Inductively coupled plasma torch for producing semi-finished products for bending-insensitive glass fibers, comprising a tubular burner channel ( 1 ), an induction coil surrounding the burner channel ( 2 ) and an outer envelope ( 3 ), wherein the envelope has a closed or porous structure ( 4 ), wherein the porous structure or the distance space between the outer wall of the burner channel and the envelope of a fluid ( 5 ), characterized in that the space between the outer envelope and the burner channel is designed for a Screengasstrom with a volume flow rate of up to 200 l / min, wherein the envelope ( 3 ) is formed of a porous ceramic, a porous glass, a porous polymer plastic and / or a double-walled tube with a porous filler whose porous structure in the form of parallel to the longitudinal axis of the induction coil oriented channels ( 6 ) is formed, in which the fluid ( 5 ) the porous structure parallel to the burner channel ( 1 ), wherein a turbulent gas flow is avoided and its uniform distribution is effected, the induction coil is located close to the burner channel, wherein a very tight winding of the induction coil is provided around the tubular burner channel and the envelope in the longitudinal axis direction of the overall arrangement starting from a burner foot ( 15 ) along the burner channel ( 1 ) and reaches up to a predetermined distance to the induction coil and ends, but the induction coil does not surround. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Abstand im Bereich von 0 cm bis 30 cm liegt.Burner according to claim 1, characterized in that the predetermined distance is in the range of 0 cm to 30 cm. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei sehr kalten Plasmen die Umhüllung (3) verkürzt ist oder entfällt.Burner according to Claim 1, characterized in that, in the case of very cold plasmas, the envelope ( 3 ) is shortened or deleted. Induktiv gekoppelter Plasmabrenner zur Herstellung von Halbzeug für biegeunempfindliche Glasfasern, enthaltend einen rohrförmigen Brennerkanal (1), eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule (2) sowie eine äußere Umhüllung (3), wobei die Umhüllung (3) dielektrische Eigenschaften und eine poröse Struktur aufweist, wobei die poröse Struktur von einem Fluid durchströmbar ist, weiterhin bezogen auf die Fluidströmung brenneroberseitig der Abstandsraum oder die poröse Struktur geschlossen ist und brenneroberseitig radial angeordnete Fluidaustrittsöffnungen in der Umhüllung vorhanden sind, wobei der Fluideintritt durch den brennerunterseitig offenen Abstandsraum erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Brennerkanal radial zur Kanalmitte orientierte Ausbauchungen (16) zur Formung des Plasmagasstroms aufweist.Inductively coupled plasma torch for producing semi-finished products for bending-insensitive glass fibers, comprising a tubular burner channel ( 1 ), an induction coil surrounding the burner channel ( 2 ) and an outer envelope ( 3 ), the envelope ( 3 ) Dielectric properties and a porous structure, wherein the porous structure is flowed through by a fluid, further based on the fluid flow on the burner upper side of the distance space or the porous structure is closed and the upper side radially arranged fluid outlet openings are present in the enclosure, wherein the fluid inlet takes place through the burner underside open space space, characterized in that the tubular burner channel radially to the channel center oriented bulges ( 16 ) for shaping the plasma gas stream. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Umhüllung (3), bevorzugt brennerunterseitig, eine zum rohrförmigen Brennerkanal (1), bevorzugt diesen berührend, ausgebildete Ausbauchung (17) zum Heranführen eines elektrischen Zündmittels aufweist.Burner according to claim 4, characterized in that the dielectric sheath ( 3 ), preferably burner bottom side, one to the tubular burner channel ( 1 ) prefers this touching, formed bulge ( 17 ) for bringing an electric ignition means. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (5) ein Kühlmittel für die Induktionsspule ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid ( 5 ) is a coolant for the induction coil. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein in der porösen Struktur (4) oder den Abstandsraum erwärmbares Prozessmedium zum Einleiten in den Brennerkanal (1) ist.Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fluid in the porous structure ( 4 ) or the distance space heatable process medium for introduction into the burner channel ( 1 ). Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessmedium Precursoranteile für ein reaktives Umsetzen im Brennerkanal aufweist.Burner according to claim 7, characterized in that the process medium Precursoranteile for a reactive reacting in the burner channel. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (3) mindestens abschnittsweise transparent in einem ultravioletten bis infraroten elektromagnetischen Wellenlängenbereich, bevorzugt in einem Bereich zwischen 100 bis 2000 nm, mehr bevorzugt in einem Bereich zwischen 190 nm und 1500 nm ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope ( 3 ) is at least partially transparent in an ultraviolet to infrared electromagnetic wavelength range, preferably in a range between 100 to 2000 nm, more preferably in a range between 190 nm and 1500 nm. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (3) und/oder die Induktionsspule (2) eine Zylinder- und/oder Ellipsensymmetrie aufweist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope ( 3 ) and / or the induction coil ( 2 ) has a cylinder and / or elliptical symmetry. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (3) mindestens eine äußere Ecke oder eine vieleckige, insbesondere eine vier- oder sechszählige, Symmetrie aufweist.Burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the envelope ( 3 ) has at least one outer corner or a polygonal, in particular a four- or sechzählige, symmetry. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (3) mindestens eine innere Ecke oder eine vieleckige, insbesondere eine vier- oder sechszählige, Symmetrie aufweist.Burner according to one of claims 1 to 9 or 11, characterized in that the envelope ( 3 ) has at least one inner corner or a polygonal, in particular a four- or sechzählige, symmetry. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung zweigeteilt ausgeführt ist, wobei eine an den Brennerkanal unmittelbar anschließende innere Umhüllung (9) und eine die Induktionsspule umhüllende äußere Umhüllung (10) vorgesehen ist und mindestens die äußere Umhüllung porös ausgebildet ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the sheath is designed in two parts, wherein an immediately adjacent to the burner channel inner sheath ( 9 ) and an induction coil enveloping the outer envelope ( 10 ) is provided and at least the outer sheath is formed porous. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Brenneranordnung mindestens ein Gasvorhang erzeugt wird.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that at least one gas curtain is generated around the burner assembly. Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Gasvorhangs mindestens ein den Brenner umgebender Spülkranz (18) mit einer Vielzahl von Gasaustritten (19) vorgesehen ist.Burner according to claim 14, characterized in that for generating the gas curtain at least one surrounding the burner rim ( 18 ) with a plurality of gas outlets ( 19 ) is provided. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkanal (1) und/oder die Umhüllung (3) eine strömungsoptimierte Oberfläche in Form eines Helixverlaufs aufweisen.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the burner channel ( 1 ) and / or the envelope ( 3 ) have a flow-optimized surface in the form of a Helixverlaufs. Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den jeweiligen Gas- oder Fluidströmen in Kontakt kommenden Oberflächen eine Strukturierung in Form strömungsbeeinflussender Elemente in und/oder am Brennerkopf, insbesondere in Form einer Trennbarriere (26), mindestens eines über mindestens einer Gasaustrittsöffnung verlaufenden Steges (28; 29), einer Kombination mehrerer Stege zu einem am Düsenende angeordneten und als Diffusor dienenden Gitter (30) aufweisen.Burner according to claim 16, characterized in that the coming into contact with the respective gas or fluid streams surfaces structuring in the form of flow-influencing elements in and / or on the burner head, in particular in the form of a separation barrier ( 26 ), at least one extending over at least one gas outlet opening web ( 28 ; 29 ), a combination of a plurality of webs to a arranged at the nozzle end and serving as a diffuser grid ( 30 ) exhibit. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Brenneranordnung umgebende Einhausung vorgesehen ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that an enclosure surrounding the burner assembly is provided. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennerfuß (15) im Bereich einer Plasma- oder Precursorgaszuführung strömungsberuhigende Mittel ausgebildet sind.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that in the burner base ( 15 ) in the region of a plasma or Precursorgaszuführung flow-calming means are formed. Brenner nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Einsatz (20) zur Aufnahme einer Baffle, eines Gitters und/oder eines Metall- oder Glaswollegebildes umfassen.Burner according to Claim 19, characterized in that the means comprise an insert ( 20 ) for receiving a baffle, a grid and / or a metal or glass wool structure. Brenner nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (20) eine oder mehrere konzentrisch angeordnete Kammern und/oder Rohranordnungen umfasst.Burner according to claim 20, characterized in that the insert ( 20 ) comprises one or more concentrically arranged chambers and / or pipe arrangements. Verwenden eines Brenners nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Beschichten von ein- oder mehrdimensionalen Flächen oder Körpern, bestehend aus oder enthaltend dielektrische Materialien.Use of a burner according to any one of the preceding claims for coating single or multi-dimensional surfaces or bodies consisting of or containing dielectric materials. Verwenden eines Brenners nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Abscheidung dünner Schichten aus dotiertem oder undotiertem Quarzglas, Metall- oder Halbmetallmaterialien, Übergangsmetallen oder Legierungen erfolgt.Use of a burner according to one of the preceding claims for a deposition thin layers of doped or undoped quartz glass, metal or semimetal materials, transition metals or alloys. Verwenden eines Brenners nach einem der Ansprüche 22 oder 23 zum Ausführen einer Beschichtung in Kombination mit zusätzlichen Flammenbrennern, Öfen oder dergleichen Mitteln.Use of a burner according to one of claims 22 or 23 for carrying out a coating in combination with additional flame burners, ovens or the like means. Verwenden eines Brenners nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsrichtung bezüglich des Winkels zwischen der Längsachse des Brenners und der zu beschichtenden Oberfläche von 90° abweichend wählbar ist, wobei eine Verkippung des Brenners erfolgt.Use of a burner according to one of claims 22 to 24, characterized in that the coating direction with respect to the angle between the longitudinal axis of the burner and the surface to be coated of 90 ° is selected differently, wherein a tilting of the burner takes place. Brenner nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Precursorgase variabel über eine oder mehrere vorgesehene Düsen der Brennanordnung erfolgt.Burner according to one of claims 22 to 25, characterized in that the supply of Precursorgase takes place variably via one or more provided nozzles of the burner assembly.
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