DE102018124529A1

DE102018124529A1 - Brenner zur Synthetisierung

Info

Publication number: DE102018124529A1
Application number: DE102018124529.7A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Otosaka
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN109665711A; JP6623201B2; US10526236B2; KR102545710B1; US20190112217A1; KR20190041905A; JP2019073404A; CN109665711B

Abstract

[Probleme] Verbesserung der Produktivität von Brennern zur Synthetisierung.
[Mittel zur Lösung der Probleme] Es wird ein Brenner zur Synthetisierung zum Synthetisieren von Glaspartikeln bereitgestellt, die ein poröses Glasbasismaterial bilden, wobei der Brenner zur Synthetisierung einen Rohmaterialgasinjektionsabschnitt zum Injizieren von Rohmaterialgas in Richtung zu einem Target, einen Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas zum Injizieren von verbrennungsunterstützendem Gas in eine Richtung, in der das verbrennungsunterstützende Gas sich an einem ersten Vereinigungspunkt mit dem Rohmaterialgas vereinigt, und einen Injektionsabschnitt für ein brennbares Gas zum Injizieren von brennbarem Gas in eine Richtung aufweist, in der das brennbare Gas sich mit dem verbrennungsunterstützenden Gas an einem zweiten Vereinigungspunkt vereinigt, der näher am Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas angeordnet ist als der erste Vereinigungspunkt. In dem vorstehend beschriebenen Brenner zur Synthetisierung kann der Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas auch mehrere Injektionsports aufweisen, die entlang einer geraden Linie angeordnet sind.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner zur Synthetisierung.
Stand der Technik
Es ist eine Technologie zum Verbessern der Abscheidungseffizienz von Glaspartikeln bei der Herstellung eines porösen Glasbasismaterials unter Verwendung eines Brenners zur Synthetisierung bekannt, der mehrere schlitzartige Öffnungen aufweist (vergl. Patentdokument 1).

[Patentdokument 1] Japanisches Patent Nr. 4814205

Wenn ein Brenner zur Synthetisierung verwendet wird, der mehrere Typen von Gasströmen parallel injiziert, ist die Injektionsrichtung einer Flamme nicht stabil und das Mischgas ungleichmäßig. Aus diesem Grund kann eine thermische Spannung entstehen, kann eine Anhaftungsrate der Glaspartikel ungleichmäßig werden und kann die Dichte des anhaftenden porösen Glasbasismaterials ungleichmäßig werden. Außerdem können Risse im porösen Glasbasismaterial auftreten.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brenner zur Synthetisierung von Glaspartikeln bereitgestellt, die ein poröses Glasbasismaterial bilden, wobei der Brenner zur Synthetisierung einen Rohmaterialgasinjektionsabschnitt zum Injizieren eines Rohmaterialgases in Richtung auf ein Target, einen Abschnitt zum Injizieren eines verbrennungsunterstützenden Gases zum Injizieren von verbrennungsunterstützendem Gas in eine Richtung, in der sich das verbrennungsunterstützende Gas an einem ersten Vereinigungspunkt mit dem Rohmaterialgas vereinigt, und einen Abschnitt zum Injizieren eines brennbaren Gases zum Injizieren von brennbarem Gas in eine Richtung aufweist, in der das brennbare Gas sich an einem zweiten Vereinigungspunkt mit dem verbrennungsunterstützenden Gas vereinigt, der sich näher am Abschnitt zum Injizieren eines verbrennungsunterstützenden Gases befindet als der erste Vereinigungspunkt.
Der Abschnitt Kurzbeschreibung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Teilkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Brenners 100 zur Synthetisierung;
2 zeigt eine Draufsicht des Brenners 100 zur Synthetisierung;
3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Brenners 100 zur Synthetisierung;
4 zeigt eine Querschnittansicht des Brenners 100 zur Synthetisierung;
5 beschreibt eine Injektionsrichtung von Gas im Brenner 100 zur Synthetisierung;
6 zeigt ein schematisches Diagramm einer Herstellungsvorrichtung 200 zum Herstellen eines porösen Glasbasismaterials 340;
7 zeigt eine Draufsicht eines Brenners 101 zur Synthetisierung gemäß einem Vergleichsbeispiel; und
8 zeigt eine schematische Querschnittansicht des Brenners 101 zur Synthetisierung gemäß dem Vergleichsbeispiel.

Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen sollen die in den Ansprüchen definierte Erfindung nicht einschränken, und es sind nicht notwendigerweise alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale zum Implementieren von Aspekten der Erfindung wesentlich.
Als ein Verfahren zum Herstellen eines Quarzglas-Basismaterials, beispielsweise eines Glasbasismaterials für eine optische Faser, sind ein modifiziertes chemisches Gasphasenabscheidungs(VAD)verfahren, ein OVD- (Outside Vapor Deposition) Verfahren und dergleichen bekannt. Beispielsweise wird beim OVD-Verfahren ein Glasstab, der einen Teil eines Kerns und einer Ummantelung aufweist, als ein Target verwendet, und Feinpartikel eines Glasmaterials, das als die Ummantelung dienen soll, werden auf einen Außenumfang des Targets aufgesprüht, das als das poröse Glasbasismaterial verwendet werden soll. Das ausgebildete poröse Glasbasismaterial wird durch einen Heizofen dehydriert und wird transparent und wird das Glasbasismaterial.
Die Glaspartikel, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren auf dem Target abgeschieden werden sollen, werden unter Verwendung des Brenners zur Synthetisierung synthetisiert. Der Brenner zur Synthetisierung bläst Siliciumtetrachlorid, Octamethylcyclotetrasiloxan und dergleichen, die das Glasrohmaterial bilden, in eine Flamme, wie beispielsweise eine Knallgasflamme, um die Glaspartikel zu synthetisieren.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Brenners 100 zur Synthetisierung, der beim Herstellen eines porösen Glasbasismaterials Glaspartikel synthetisiert und auf einem Target abscheidet. Der Brenner 100 zur Synthetisierung weist einen einzelnen Mittelblock 11 und ein Paar Seitenblöcke 12, 13 auf.
Jeder Block unter dem Mittelblock 11 und den Seitenblöcken 12, 13 ist ein massives Element, das durch spanabhebende Bearbeitung und dergleichen hergestellt ist, und ist beispielsweise aus Quarz ausgebildet. Bei dem dargestellten Brenner 100 zur Synthetisierung sind das Paar Seitenblöcke 12, 13 derart verbunden, dass sie den Mittelblock 11 sandwichartig umschließen, so dass insgesamt ein rechteckiges Parallelepiped gebildet wird. In einer in der Zeichnung oberen Fläche des Brenners 100 zur Synthetisierung öffnen sich Gasinjektionsports 28, 29 eines Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21, von Injektionsabschnitten 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas, Injektionsabschnitten 23 für ein brennbares Gas und Sperrgasinjektionsabschnitten 24.
Im Brenner 100 zur Synthetisierung injiziert der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 Rohmaterialgas, wie beispielsweise Siliziumtetrachloridgas, das das Rohmaterial der Glaspartikel sein soll, die das poröse Glasbasismaterial bilden sollen. Die Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas injizieren ein verbrennungsunterstützendes Gas, wie beispielsweise Sauerstoffgas. Die Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas injizieren ein brennbares Gas, wie beispielsweise Wasserstoffgas.
Die Sperrgasinjektionsabschnitte 24 injizieren ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoffgas oder Argongas oder Luft und dergleichen. Dadurch kann verhindert werden, dass die Glaspartikel, die durch die Reaktion des Rohmaterialgases in der Nähe des Brenners erzeugt werden, am Brenner 100 zur Synthetisierung anhaften.
2 zeigt eine Draufsicht des Brenners 100 zur Synthetisierung. 2 ist außerdem eine Zeichnung, die eine Anordnung der Gasinjektionsports 28, 29 des Brenners 100 zur Synthetisierung beschreibt.
Der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 weist mehrere Gasinjektionsports 28 auf, die entlang einer geraden Linie A angeordnet sind. Hier ist die gerade Linie A ungefähr in der Mitte des Brenners 100 zur Synthetisierung bezüglich einer orthogonalen Richtung zur geraden Linie A angeordnet. Mit anderen Worten ist jeder der Gasinjektionsports 28 im Mittelblock 11 beispielsweise durch Perforation ausgebildet. Um zu veranlassen, dass mehrere der ungefähr kreisförmigen Gasinjektionsports 28 in einer Längsrichtung des Mittelblocks 11 angeordnet sind, hat jeder der Gasinjektionsports 28 einen Durchmesser, der ausreichend kleiner ist als eine Abmessung des Mittelblocks 11 bezüglich einer Anordnungsrichtung der Gasinjektionsports 28.
Der Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas weist mehrere Gasinjektionsports 28 auf, die entlang einer geraden Linie B angeordnet sind, die sich parallel zur geraden Linie A erstreckt. Jeder der Gasinjektionsports 28 des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas ist beispielsweise durch Perforation in den Seitenblöcken 12, 13 ausgebildet. Um zu veranlassen, dass mehrere ungefähr kreisförmige Gasinjektionsports 28 in den Seitenblöcken 12, 13 in einer Reihe in Längsrichtung angeordnet sind, hat jeder der Gasinjektionsports 28 einen Durchmesser, der kleiner ist als die Abmessungen der Seitenblöcke 12, 13 in einer Anordnungsrichtung der Gasinjektionsports 28. Außerdem sind die Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas in zwei Reihen, die den Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 sandwichartig umschließen, an Positionen angeordnet, die bezüglich des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 als eine Mittellinie symmetrisch sind.
Der Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas weist schlitzartige Gasinjektionsports 29 auf, die entlang einer geraden Linie C parallel zu den geraden Linien A und B ausgebildet sind. Die Gasinjektionsports 29 des Injektionsabschnitts 23 für ein brennbares Gas werden durch Perforation der Seitenblöcke 12, 13 ausgebildet und sind in zwei Reihen außerhalb der Reihen der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas an Positionen angeordnet, die bezüglich des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 als Mittellinie symmetrisch sind.
Der Sperrgasinjektionsabschnitt 24 weist die schlitzartigen Gasinjektionsports 29 parallel zu den geraden Linien A, B und C auf. Die Sperrgasinjektionsabschnitte 24 sind in zwei Reihen an Positionen symmetrisch zum Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 als Mittellinie angeordnet. Außerdem ist jeder der Sperrgasinjektionsabschnitte 24 zwischen der Reihe der Gasinjektionsports 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 und der Reihe der Gasinjektionsports 28 des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas angeordnet und weist eine schlitzartige Öffnung auf, die dünner ist als die Injektionsabschnitte 23 für brennbares Gas.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Brenner 100 zur Synthetisierung der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 innerhalb des Mittelblocks 11 ausgebildet ist. Außerdem sind die Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas und die Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas innerhalb der Seitenblöcke 12, 13 ausgebildet. Andererseits sind die Sperrgasinjektionsabschnitte 24 zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 12 und zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 13 ausgebildet.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Brenners 100 zur Synthetisierung. 3 ist auch eine Zeichnung, die eine Struktur des Sperrgasinjektionsabschnitts 24 beschreibt.
Jeder der Seitenblöcke 12, 13 weist Vertiefungsabschnitte 26, 27 an einer dem Mittelblock 11 zugewandten Seitenfläche auf. Der flache Vertiefungsabschnitt 27 in der Nähe einer in der Zeichnung oberen Fläche jedes der Seitenblöcke 12, 13 soll Teil der Gasinjektionsports 29 des Sperrgasinjektionsabschnitts 24 des Brenners 100 zur Synthetisierung sein. Außerdem soll der tiefe Vertiefungsabschnitt 26, der in der Zeichnung an einem unteren Ende des Vertiefungsabschnitts 27 angeordnet ist, Teil eines Pufferabschnitts (vergl. 4) des Sperrgasinjektionsabschnitts 24 sein.
Indem veranlasst wird, dass die Seitenfläche jedes der Seitenblöcke 12, 13, in der die Vertiefungsabschnitte 26, 27 ausgebildet sind, und eine flache Seitenfläche des Mittelblocks 11 eine Dichtung 40 sandwichartig umschließen und dicht miteinander in Kontakt stehen, werden zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 12 und zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 13 Sperrgasinjektionsabschnitte 24 gebildet. Auf diese Weise haben die Gasinjektionsports 29 des Sperrgasinjektionsabschnitts 24 eine Struktur, die durch maschinelles Bearbeiten der Seitenflächen der Seitenblöcke 12, 13 gebildet wird. Daher kann der Gasinjektionsport 29, der Sperrgas mit einer kleinen Injektionsmenge injiziert und der im Vergleich zu einem Durchmesser des anderen Gasinjektionsports 28 sehr langgestreckt ist und durch spanabhebende Bearbeitung und dergleichen kaum ausgebildet werden kann, leicht und sicher ausgebildet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Dichtung 40, die ein Dichtungselement ist, das zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 12 und zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 13 dichtet, eine Form hat, die die Vertiefungsabschnitte 26, 27 an den Seitenflächen der Seitenblöcke 12, 13 umgibt. Daher werden unbeabsichtigte Unebenheiten des Mittelblocks 11 und der Seitenblöcke 12, 13 durch die Dichtung 40 absorbiert, und der Mittelblock 11 und die Seitenblöcke 12, 13 stehen an Positionen, die von der oberen Fläche des Brenners 100 zur Synthetisierung verschieden sind, luftdicht und eng miteinander in Kontakt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Dichtung 40 unter Verwendung einer expandierten Graphitfolie, wie beispielsweise NICAFILM (eingetragene Marke), hergestellt von Nippon Carbon Co., Ltd., oder GRAFOIL (eingetragene Marke), hergestellt von GrafTech International Holdings Inc., USA, hergestellt werden kann
Mit anderen Worten, wenn die Ebenheit der miteinander verbundenen Flächen des Mittelblocks 11 und der Seitenblöcke 12, 13 hoch ist, kann die Dichtung 40 auch weggelassen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass, weil Gas mit hohem Sicherheitsgrad als Sperrgas verwendet wird, selbst dann, wenn etwas Gas austritt, kein Sicherheitsproblem auftritt.
Der Mittelblock 11 und die Seitenblöcke 12, 13, die vorstehend beschrieben wurden, werden jeweils getrennt hergestellt und dann miteinander verbunden, um den Brenner 100 zur Synthetisierung herzustellen. Der Mittelblock 11 und die Seitenblöcke 12, 13 werden gegeneinander gedrückt und durch einen Halter, der die Seitenflächen von außen begrenzt, integral gehalten. Die zusammengedrückte Dichtung 40 dichtet zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 12 und zwischen dem Mittelblock 11 und dem Seitenblock 13 luftdicht ab.
4 zeigt eine Querschnittansicht des Brenners 100 zur Synthetisierung. 4 zeigt einen Querschnitt des Brenners 100 zur Synthetisierung auf einer Oberfläche, die sich orthogonal zu den in 2 dargestellten geraden Linien A, B und C erstreckt.
Im Brenner 100 zur Synthetisierung ist innerhalb des Mittelblocks 11 durch spanabhebende Bearbeitung ein Gasströmungspfad 51 ausgebildet, und ferner ist ein Pufferabschnitt 31, dessen Innendurchmesser größer ist als derjenige des Gasströmungspfades 51, ebenfalls durch spanabhebende Bearbeitung in einem Teil des Gasströmungspfads 51 ausgebildet. In einem Abschnitt, der in der Zeichnung weiter oben angeordnet ist als der Pufferabschnitt 31, erstreckt sich der Gasströmungspfad 51 in einer Richtung, die sich ungefähr orthogonal zu einer unteren Fläche und einer oberen Fläche des Mittelblocks 11 erstreckt.
Gasströmungspfade 52, 53, 54 sind in jedem der Seitenblöcke 12, 13 durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildet. Ferner sind in Teilen der Gasströmungspfade 52, 53, 54 Pufferabschnitte 32, 33, 34 mit Innendurchmessern, die größer sind als diejenigen der Gasströmungspfade 52, 53, 54, jeweils durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildet. Weiter stromaufwärtsseitig als die Pufferabschnitte 32, 33, 34, das heißt auf einer unteren Seite in der Zeichnung, erstrecken sich die Gasströmungspfade 52, 53, 54 in einer Richtung, die sich ungefähr orthogonal zu den unteren Flächen der Seitenblöcke 12, 13 erstreckt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl von Öffnungen, d.h. die Anzahl von Gaseinlassports, jedes der Gasströmungspfade 52, 53, 54 in den unteren Flächen des Mittelblocks 11 und der Seitenblöcke 12, 13 bezüglich jedes Abschnitts unter dem Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21, den Injektionsabschnitten 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas, den Injektionsabschnitten 23 für ein brennbares Gas und den Sperrgasinjektionsabschnitten 24 auch eins betragen kann, oder es können auch mehrere der Öffnungen vorgesehen sein. Außerdem können die jeweiligen Gaseinlassports des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21, der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas, der Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas und der Sperrgasinjektionsabschnitte 24 sich hinsichtlich der Formen, der Querschnittsflächen, der Anzahl, der Anordnungen und dergleichen gemäß der Gasdurchflussrate und dergleichen voneinander unterscheiden.
Andererseits erstreckt sich der Gasströmungspfad 52 in jedem der Seitenblöcke 12, 13 geneigt, so dass, je mehr sich der Gasströmungspfad 52 der Stromabwärtsseite des Pufferabschnitts 32 nähert, d.h. dem Gasinjektionsport 28 der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas auf der oberen Seite in der Zeichnung, desto näher befindet sich der Gasströmungspfad 52 am Gasinjektionsport 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21. Daher wird das vom Gasinjektionsport 28 des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas injizierte verbrennungsunterstützende Gas in einer Richtung injiziert, in der das brennbare Gas sich mit dem vom Gasinjektionsport 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 injizierten Rohmaterialgas vereinigt.
Außerdem erstreckt sich der Gasströmungspfad 53 in jedem der Seitenblöcke 12, 13 geneigt, so dass, je mehr sich der Gasströmungspfad 53 der Stromabwärtsseite des Pufferabschnitts 33 nähert, d.h. dem Gasinjektionsport 29 auf der oberen Seite in der Zeichnung, desto näher befindet sich der Gasströmungspfad 53 am Gasinjektionsport 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21. Ferner ist der oberseitige Abschnitt des Gasströmungspfads 53 stärker geneigt als der oberseitige Abschnitt des Gasströmungspfads 52. Daher wird das vom Gasinjektionsport 29 des Injektionsabschnitts 23 für ein brennbares Gas injizierte brennbare Gas in einer Richtung injiziert, in der es sich sowohl mit dem vom Gasinjektionsport 28 des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas als auch mit dem vom Gasinjektionsport 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 injizierten Rohmaterialgas vereinigt.
Ferner wird in jedem der Seitenblöcke 12, 13 ein Gasströmungspfad 54, der dem Gasinjektionsport 29 folgt, durch die Stromabwärtsseite des Pufferabschnitts 34 gebildet, das heißt, durch den Mittelblock 11 und die Seitenblöcke 12, 13 auf der oberen Seite in der Zeichnung. Die Injektionsrichtungen des Rohmaterialgases, des verbrennungsunterstützenden Gases und des brennbaren Gases von den Gasinjektionsports 28, 29 werden später unter Bezug auf 5 beschrieben.
Die Gasströmungspfade 51, 52, 53, 54 führen den Gasinjektionsports 28, 29 im Brenner 100 zur Synthetisierung verschiedenartiges Gas zu, das von außen zugeführt wird. In einem Mittenabschnitt der Gasströmungspfade 51, 52, 53, 54 sind jeweils die Pufferabschnitte 31, 32, 33, 34 ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Formen der Pufferabschnitte 31, 32, 33, 34 auch Formen sein können, die jeweils einen polygonalen Querschnitt haben, wie dargestellt ist, oder auch Formen sein können, in denen jeweils gekrümmte Oberflächen ohne einen Winkel kombiniert sind.
In den Pufferabschnitten 31, 32, 33, 34 werden die Querschnittsflächen der Gasströmungspfade 51, 52, 53, 54 drastisch groß. Daher wird die Verweilzeit des in den Gasströmungspfaden 51, 52, 53, 54 strömenden Gases in den Pufferabschnitten 31, 32, 33, 34 lang, so dass eine innere Druckverteilung ausgeglichen wird.
Daher ist, selbst wenn die Querschnittsformen, die Anzahlen, die Flächen und dergleichen der Gasströmungspfade 52, 53, 54 auf der Gaseinlassseite und auf der Gasinjektionsseite bezüglich des Brenners 100 zur Synthetisierung voneinander verschieden sind, die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des injizierten Gases in einer Längsrichtung des Brenners (in einer Richtung orthogonal zu einer Papieroberfläche in 4) gleichmäßig, so dass ein poröses Glasbasismaterial hergestellt werden kann, das in der Längsrichtung gleichmäßig ist. Durch Bereitstellen der Pufferabschnitte 31, 32, 33, 34 kann auch eine Pulsation des durch die Gasströmungspfade 51, 52, 53, 54 strömenden Gases vermindert werden, um die Strömungsgeschwindigkeit des Rohmaterialgases zu stabilisieren.
Ferner weist im Brenner 100 zur Synthetisierung der Pufferabschnitt 33 des Injektionsabschnitts 23 für brennbares Gas einen Druckverlusterzeugungsabschnitt 63 auf. Der Druckverlusterzeugungsabschnitt 63 ist in einem Einlass des Pufferabschnitts 33 aus einem porösen Medium, einem Maschenmaterial und dergleichen ausgebildet, das weiter stromabwärtsseitig angeordnet ist als eine Position, an der die Querschnittsfläche des Gasströmungspfades 53 sich erweitert, um eine effektive Querschnittsfläche des Gasströmungspfades 53 zu vermindern und den Innendruck des Gases im Gasströmungspfad 53 zu erhöhen und eine lange Verweilzeit des Gases zu erhalten. Daher kann der Druckverlusterzeugungsabschnitt 63 eine Gleichmäßigkeit in der Ebene der Durchflussrate des Gases, das weiter stromabwärtsseitig vom Druckverlusterzeugungsabschnitt 63 strömt, verbessern und kann die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung des vom Gasinjektionsabschnitt injizierten Gases gleichmäßig machen. Durch Bereitstellen des Druckverlusterzeugungsabschnitts 63 kann außerdem die Pulsation des durch den Gasströmungspfad 53 strömenden Gases vermindert werden, um die Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu stabilisieren.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Brenner 100 zur Synthetisierung der Druckverlusterzeugungsabschnitt 63 nicht in den anderen Gasströmungspfaden 51, 52 und 54 vorgesehen ist. Da jedoch die Gasinjektionsports 28 mit den anderen Gasströmungspfaden 51, 52 und 54 kommunizieren und mehrere Öffnungen mit kleinen Durchmessern aufweisen, kann durch die Gasinjektionsports die gleiche Wirkung wie durch die Verminderung der effektiven Querschnittsflächen der Gasströmungspfade 51, 52 und 54 erzielt werden. Natürlich können aber auch in den Gasströmungspfaden 51, 52 und 54 jeweils Druckverlusterzeugungsabschnitte 63 vorgesehen sein.
5 zeigt ein schematisches Diagramm zum Beschreiben der Richtungen, in die der Brenner 100 zur Synthetisierung das Gas injiziert. Das Rohmaterialgas, das vom Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 injiziert wird, wird ungefähr in einer vertikalen Richtung von der Unterseite zur Oberseite in der Zeichnung injiziert.
Da der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 durch die mehreren Gasinjektionsports 28 mit kleinen Durchmessern gebildet wird, die parallel angeordnet sind, wie bereits beschrieben wurde, ist die Injektionsrichtung des Rohmaterialgases in der Längsrichtung stabil.
Die Gasströmungspfade 52 der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas sind auf der Seite des Gasinjektionsport 28 geneigt, und die Injektionsabschnitte sind bezüglich des Gasinjektionsports 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 als eine Mitte symmetrisch angeordnet. Daher injiziert der Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas in der Zeichnung das verbrennungsunterstützende Gas in einer Richtung symmetrisch bilateral, in der das verbrennungsunterstützende Gas sich mit der Gasströmung des durch den Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 injizierten Rohmaterialgases vereinigt.
Das durch den Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas injizierte verbrennungsunterstützende Gas wird in Richtung zu einem Fokus F₁ auf der Gasströmung des Rohmaterialgases injiziert und vereinigt sich mit der Rohmaterialgasströmung an einem Vereinigungspunkt J₁ in der Nähe des Fokus F₁ . Daher werden im Brenner 100 zur Synthetisierung das Rohmaterialgas und das verbrennungsunterstützende Gas effizient gemischt. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Abstand von der Oberfläche des Brenners 100 zur Synthetisierung zum Fokus F₁ der Strömung des verbrennungsunterstützenden Gases der Einfachheit halber als „Fokusabstand f₁ “ bezeichnet wird.
Auch die Gasströmungspfade 53 der Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas sind auf der Seite des Gasinjektionsport 29 geneigt, und die Gasinjektionsabschnitte sind außerhalb des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas bezüglich des Rohgasinjektionsports 28 des Rohgasinjektionsabschnitts 21 als die Mitte symmetrisch angeordnet. Daher injiziert der Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas das brennbare Gas in der Zeichnung symmetrisch bilateral in einer Richtung, in der sich das brennbare Gas mit dem durch den Gasinjektionsport 28 des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas injizierten Strömung des verbrennungsunterstützenden Gases vereinigt, d.h. in die Richtung, in der das brennbare Gas sich ferner mit der durch den Gasinjektionsport 28 des Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 injizierten Rohmaterialgasströmung vereinigt.
Das durch den Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas injizierte brennbare Gas wird jedoch in einer Richtung injiziert, die auf der Gasströmung des Rohmaterialgases liegt und in der das brennbare Gas am Fokus F₂ konvergiert, der näher am Brenner 100 zur Synthetisierung liegt als der Fokus F₁ der Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases. Daher vereinigt sich das brennbare Gas mit der Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases am Vereinigungspunkt J₂ , der sich näher am Brenner 100 zur Synthetisierung befindet als der Vereinigungspunkt J₁ , an dem die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases sich mit der Gasströmung des Rohmaterialgases vereinigt. D.h., im Brenner 100 zur Synthetisierung vereinigen sich die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases und die Gasströmung des brennbaren Gases auf der Stromaufwärtsseite, bevor die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases sich mit der Gasströmung des Rohmaterialgases vereinigt.
Wenn beispielsweise das brennbare Gas Wasserstoff ist, vereinigen sich im Brenner 100 zur Synthetisierung, weil eine Knallgasflamme zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem das brennbare Gas sich mit dem verbrennungsunterstützenden Gas mischt, das verbrennungsunterstützende Gas und das brennbare Gas mit dem Rohmaterialgas als die Knallgasflamme. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Abstand von der Oberfläche des Brenners 100 zur Synthetisierung zum Fokus F₂ der Strömung des brennbaren Gases der Einfachheit halber als „Brennpunktabstand f₂ “ bezeichnet wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Brenner 100 zur Synthetisierung während des Prozesses, in dem die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases sich mit der Gasströmung des Rohmaterialgases vereinigt, die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases durch die Gasströmung des brennbaren Gases gedrückt werden kann und der Strömungspfad der Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases sich dem Strömungspfad des Rohmaterialgases annähern kann. Aufgrund einer Differenz der Strömungsgeschwindigkeit und dergleichen zwischen der Gasströmung des Rohmaterialgases und der Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases kann außerdem die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases durch die Gasströmung des Rohmaterialgases angesaugt werden. Aus diesem Grund ist der Strömungspfad der Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases nicht auf eine geradlinige Form beschränkt, wie in der Zeichnung dargestellt ist.
Aus dem vorstehend beschriebenen Grund können, selbst wenn das Rohmaterialgas und das verbrennungsunterstützende Gas vom Brenner 100 zur Synthetisierung parallel injiziert werden, die Gasströmung des Rohmaterialgases und die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases miteinander vereinigt werden. Ähnlicherweise können im Brenner 100 zur Synthetisierung, selbst wenn die Gasströmung des brennbaren Gases und die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases vom Brenner 100 zur Synthetisierung parallel injiziert werden, die Gasströmung des verbrennungsunterstützenden Gases und die Gasströmung des brennbaren Gases miteinander vereinigt werden.
Da der Gasinjektionsport 29 des Injektionsabschnitts 23 für ein brennbares Gas die Schlitzöffnung aufweist, ist die Injektionsrichtung des brennbaren Gases nicht so stabil wie diejenige des verbrennungsunterstützenden Gases. Da jedoch am Umfang der Strömung des von den mehreren Gasinjektionsports 28 injizierten verbrennungsunterstützenden Gases ein Unterdruck erzeugt wird, wird das brennbare Gas angesaugt und eine effiziente Mischung ermöglicht. Daher werden die Verbrennung des brennbaren Gases und das Reaktionsvermögen beim Synthetisieren der Glaspartikel verbessert.
Ferner wird gemäß der Injektionsrichtung des Gases, wie vorstehend beschrieben, die Gasströmung des vom Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas injizierten verbrennungsunterstützenden Gases durch die Gasströmung des vom Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas injizierten brennbaren Gases in eine Richtung gedrückt, die sich der Gasströmung des Rohmaterialgases annähert. Daher wird, auch wenn der Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas das verbrennungsunterstützende Gas ungefähr parallel zur Gasströmung des Rohmaterialgases injiziert, als Ergebnis die Injektionsrichtung die Injektionsrichtung, in der das verbrennungsunterstützende Gas sich mit dem Rohmaterialgas vereinigt, wie vorstehend beschrieben wurde.
Da außerdem im Brenner 100 zur Synthetisierung das verbrennungsunterstützende Gas und das brennbare Gas von beiden Seiten des Rohmaterialgases eingeblasen und gesammelt werden, kann außerdem im Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 eine Struktur zum Injizieren des Gases vom schlitzartigen Gasinjektionsport 29 ausgebildet werden, der entlang der geraden Linie A ausgebildet ist. Dadurch kann der Bearbeitungsaufwand zum Herstellen des Mittelblocks 11 vermindert werden.
Der Sperrgasinjektionsabschnitt 24 injiziert das Sperrgas zwischen dem Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 und dem Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas. Da jedoch eine Injektionsmenge des Sperrgases des Sperrgasinjektionsabschnitts 24 klein ist, tritt, außer dass verhindert wird, dass das Rohmaterialgas in der Nähe des Brenners 100 zur Synthetisierung reagiert, kein weiterer Einfluss auf.
Außerdem sind in dem vorstehend beschriebenen Beispiel an den Seiten des einzelnen Rohmaterialgasinjektionsabschnitts 21 ein Paar der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas und ein Paar der Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas jeweils symmetrisch angeordnet. Es können jedoch beispielsweise auch jeweils ein einzelner Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas und ein einzelner Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas verwendet werden, oder die Anzahl der Injektionsabschnitte 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas und der Injektionsabschnitte 23 für ein brennbares Gas kann jeweils auf drei oder mehr erhöht werden, um den Brenner 100 zur Synthetisierung zu bilden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird im Brenner 100 zur Synthetisierung 100, indem der Fokusabstand f₂ des Injektionsabschnitts 23 für ein brennbares Gas kürzer gemacht wird als der Fokusabstand f₁ des Injektionsabschnitts 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas, die Mischeigenschaft des Gases verbessert, und die Richtung der Flamme, die die synthetisierten Glaspartikel enthält, wird stabilisiert. Daher wird die Anhaftungsfähigkeit bezüglich des Targets der Glaspartikel verbessert.
Außerdem wird, indem der Fokusabstand f₂ des Injektionsabschnitts 23 für ein brennbares Gas kurz gemacht wird, verhindert, dass, wenn brennbares Gas mit einem hohem Diffusionsvermögen, beispielsweise Wasserstoffgas, verwendet wird, das brennbare Gas dissipiert, ohne mit dem verbrennungsunterstützenden Gas zu reagieren, und mit Sauerstoff in der Umgebungsluft reagiert. Dadurch kann die Nutzungseffizienz des brennbaren Gases verbessert werden.
Ausführungsform
6 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Struktur einer Herstellungsvorrichtung 200 zum Herstellen eines porösen Glasbasismaterials 340. Die Herstellungsvorrichtung 200 weist einen Brenner 100 zur Synthetisierung und ein Paar Einspannvorrichtungen 210 auf.
Der Brenner 100 zur Synthetisierung ist zwischen dem Paar Einspannvorrichtungen 210 angeordnet, die einander zugewandt sind. Das Paar Einspannvorrichtungen 210 hält ein langes Stabmaterial an beiden Enden, um das Stabmaterial horizontal zu halten, und drehen das gehaltene Stabmaterial um eine Mittelachse des Stabmaterials als Drehachse. Der Brenner 100 zur Synthetisierung ist derart angeordnet, dass eine Längsrichtung des Brenners 100 zur Synthetisierung selbst mit einer Längsrichtung des durch das Paar Einspannvorrichtungen 210 gehaltenen Stabmaterials übereinstimmt, und bewegt sich in der Längsrichtung des Stabmaterials hin- und hergehend, wie durch die Pfeile in der Zeichnung dargestellt ist.
Bei der Herstellung des porösen Glasbasismaterials 340 wird zunächst ein Paar Dummystäbe 320 an beide Enden eines Glasstabs als ein Target 310 angeschweißt, und die angeschweißten Dummystäbe 320 werden durch die Einspannvorrichtungen 210 gehalten. Dadurch ist eine Oberfläche des Targets 310 über die gesamte Länge zwischen den Spannvorrichtungen 210 freiliegend.
Als nächstes wird, während das Target 310 durch die Einspannvorrichtungen 210 gedreht wird, der gezündete Brenner 100 zur Synthetisierung parallel zur Längsrichtung des Targets 310 hin- und hergehend bewegt. Dadurch haften die Glaspartikel, die durch den Brenner 100 zur Synthetisierung synthetisiert werden, am Target 310 an und wird das poröse Glasbasismaterial 340 ausgebildet.
Als ein Beispiel zum Herstellen des porösen Glasbasismaterials 340 injizierte der Brenner 100 zur Synthetisierung das Gas wie nachstehend beschrieben, um die Glaspartikel zu synthetisieren. Vom Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 wurde Siliziumtetrachloridgas als Rohmaterialgas mit einer Durchflussrate von 15 l/min injiziert. Vom Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas wurde Sauerstoffgas als das verbrennungsunterstützende Gas mit einer Durchflussrate von 130 l/min injiziert. Vom Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas wurde Wasserstoffgas als das brennbare Gas mit einer Durchflussrate von 300 l/min injiziert. Ferner wurde vom Sperrgasinjektionsabschnitt 24 Stickstoffgas als das Sperrgas mit einer Durchflussrate von 10 l/min injiziert.
Ferner wurde vom Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 Sauerstoffgas als Begleitgas mit einer Durchflussrate von 20 l/min zusammen mit dem Rohmaterialgas injiziert. Außerdem injizierte der Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas das verbrennungsunterstützende Gas in einer Richtung, in der der Fokusabstand f₁ der Strömung des verbrennungsunterstützenden Gases 30 mm beträgt, und der Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas injizierte das brennbare Gas in einer Richtung, in der der Fokusabstand f₂ der Strömung des brennbaren Gases 6 mm beträgt.
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurde das poröse Glasbasismaterial 340 mit einem Durchmesser von 300 mm hergestellt. In diesem Fall betrug das Haftvermögen der Glaspartikel 70%.
Vergleichsbeispiel 1
7 zeigt eine Draufsicht eines Brenners 101 zur Synthetisierung gemäß einem Vergleichsbeispiel. Im Brenner 101 zur Synthetisierung ist, wie durch die Bezugszeichen im oberen Teil der Zeichnung dargestellt ist, der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 in einer Mitte einer Breitenrichtung als eine Mitte festgelegt, und der Sperrgasinjektionsabschnitt 24, der Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas, und der Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas sind sequentiell angeordnet. Alle diese Gasinjektionsabschnitte weisen jeweils einen Gasinjektionsport 29 mit einer schlitzartigen Öffnung auf, wie durch die Bezugszeichen im unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist.
Ferner weist der Brenner 101 zur Synthetisierung den Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas auf, der mehrere Gasinjektionsports 28 mit kleinen Durchmessern auf der Innenseite des Gasinjektionsports 29 des Injektionsabschnitts 23 für brennbares Gas aufweist. Auch wenn dies in der Darstellung weggelassen ist, hat jeder Abschnitt unter dem Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21, dem Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas, dem Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas und dem Sperrgasinjektionsabschnitt 24 eine uniformisierende Struktur, um das Gas dem schlitzartigen Gasinjektionsport 29 gleichmäßig zuzuführen.
8 ist eine Zeichnung zum schematischen Darstellen einer Struktur des Brenners 101 zur Synthetisierung. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, weist der Brenner 101 zur Synthetisierung die Gasinjektionsports 29 und die Pufferabschnitte 31, 32, 33, 34, die aus Plattenmaterialien ausgebildet sind, und die Gasinjektionsports 28, die Gasströmungspfade 51, 52, 53, 54 und die Druckverlusterzeugungsabschnitte 61, 62, 63, 64 auf, die aus Rohrmaterialien ausgebildet sind. Daher ist der Brenner 101 zur Synthetisierung derart konfiguriert, dass er in der Lage ist, die Glaspartikel durch die stabilisierte Flamme zu synthetisieren und zu veranlassen, dass die synthetisierten Feinpartikel effizient am Target anhaften.
Der Brenner 101 zur Synthetisierung gemäß diesem Vergleichsbeispiel wird hergestellt, indem als die Materialien mehrere Glasrohre, die die Gasinjektionsports 28 mit kleinen Durchmessern bilden sollen, Glasrohre, die den Gaseinlassabschnitt bilden sollen, der perforierte Löcher in Seitenflächen aufweist, als die Druckverlusterzeugungsabschnitte 61, 62, 63, 64, und Glasplatten, die die Gasinjektionsports 29 und die Pufferabschnitte 31, 32, 33, 34 bilden sollen, verwendet werden. Auch diese verschiedenen Materialien werden durch wechselseitiges Schweißen integriert.
Unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Brenners 100 zur Synthetisierung wurde das poröse Glasbasismaterial hergestellt. In dem verwendeten Brenner 101 zur Synthetisierung wurden jeweils Siliziumtetrachloridgas als das Rohmaterialgas mit 15 l/min vom Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21, Sauerstoffgas als das verbrennungsunterstützende Gas mit 30 l/min von den Injektionsabschnitten 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas mit den Gasinjektionsports 28, Sauerstoffgas mit 90 l/min vom Injektionsabschnitt 22 für ein verbrennungsunterstützendes Gas mit den Gasinjektionsports 29, Wasserstoffgas als das brennbare Gas mit 400 l/min vom Injektionsabschnitt 23 für ein brennbares Gas und Stickstoffgas als das Sperrgas mit 10 l/min von jedem der Sperrgasinjektionsabschnitte 24 injiziert. Außerdem wurde vom Rohmaterialgasinjektionsabschnitt 21 Sauerstoffgas als Begleitgas mit 30 l/min zusammen mit dem Rohmaterialgas injiziert.
Unter Verwendung eines Glasstabs mit einem Durchmesser von 100 mm als Target betrug, während die durch den Brenner 101 zur Synthetisierung synthetisierten Glaspartikel auf dem Umfang des Glasstabs abgeschieden wurden, das Haftvermögen der Glaspartikel 66%.
Wie vorstehend beschrieben wurde, können, da die Struktur und der Herstellungsprozess des Brenners 101 zur Synthetisierung kompliziert sind, die Herstellungskosten des Brenners 101 zur Synthetisierung selbst hoch sein. Außerdem ändern sich die Eigenschaften des Brenners 101 zur Synthetisierung gemäß den Materialbearbeitungs- und Schweißbedingungen während des Herstellungsprozesses des Brenners 101 zur Synthetisierung selbst, so dass eine große Variation der Dichte des porösen Glasbasismaterials auftritt, das unter Verwendung des Brenners 101 zur Synthetisierung 101 hergestellt wird. Aus diesem Grund nehmen nicht nur die Anlagenkosten bei Verwendung des Brenners 101 zur Synthetisierung zu, sondern nimmt darüber hinaus auch die Produktausbeute ab.
Andererseits ist, weil bei dem Brenner 100 zur Synthetisierung gemäß der Ausführungsform der Erfindung die spanabhebende Bearbeitung bezüglich des massiven Elements aus Quarz durch ein NC-Bearbeitungswerkzeug zum Herstellen von Produkten ausgeführt werden kann, die Qualität des Brenners 100 zur Synthetisierung selbst stabil. Außerdem können, weil die Leistungsfähigkeit des Brenners 100 zur Synthetisierung stabil ist, die porösen Glasbasismaterialien mit wechselseitig gleicher Qualität mit einer hohen Ausbeute hergestellt werden. Außerdem wird, da sich gezeigt hat, dass das Haftvermögen höher ist als dasjenige des Brenners 101 zur Synthetisierung des Vergleichsbeispiels, die Produktivität des durch den Brenner 100 zur Synthetisierung gemäß der Ausführungsform der Erfindung hergestellten porösen Glasbasismaterials nicht vermindert.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können. Außerdem ist anhand des Inhalts der Ansprüche ersichtlich, dass die Ausführungsformen, an denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung enthalten sind.
Die Arbeitsvorgänge, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren ausgeführten Prozesses, die in den Ansprüchen, in den Ausführungsformen oder in den Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „vor“, „zuvor“, oder dergleichen festgelegt ist, und solange das Ausgangsprodukt eines vorangehenden Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen unter Verwendung von Phrasen wie „zuerst“ oder „nächste“ beschrieben ist, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste
11 ... Mittelblock; 12, 13 ... Seitenblock; 21 ... Rohmaterialgasinjektionsabschnitt; 22 ... Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas; 23 ... Injektionsabschnitt für ein brennbares Gas; 24 ... Sperrgasinjektionsabschnitt; 26, 27 ... Vertiefungsabschnitt; 28, 29 ... Gasinjektionsport; 31, 32, 33, 34 ... Pufferabschnitt; 40 ... Dichtung; 51, 52, 53, 54 ... Gasströmungspfad; 61, 62, 63, 64 ... Druckverlusterzeugungsabschnitt; 100, 101 ... Brenner zur Synthetisierung; 200 ... Herstellungsvorrichtung; 210 ... Einspannvorrichtung; 310 ... Target; 320 ... Dummystab; 330 ... Flamme; 340 ... poröses Glasbasismaterial
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4814205 [0002]

Claims

Brenner zur Synthetisierung zum Synthetisieren von Glaspartikeln, die ein poröses Glasbasismaterial bilden, wobei der Brenner zur Synthetisierung aufweist: einen Rohmaterialgasinjektionsabschnitt zum Injizieren von Rohmaterialgas in Richtung zu einem Target; einen Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas zum Injizieren von verbrennungsunterstützendem Gas in eine Richtung, in der das verbrennungsunterstützende Gas sich an einem ersten Vereinigungspunkt mit dem Rohmaterialgas vereinigt; und einen Injektionsabschnitt für ein brennbares Gas zum Injizieren von brennbarem Gas in eine Richtung, in der das brennbare Gas sich an einem zweiten Vereinigungspunkt mit dem verbrennungsunterstützenden Gas vereinigt, der näher am Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas liegt als der erste Vereinigungspunkt.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 1, wobei der Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas mehrere Injektionsports aufweist, die entlang einer geraden Linie angeordnet sind.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 2, wobei der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt mehrere Injektionsports aufweist, die entlang einer geraden Linie parallel zu der einen geraden Linie angeordnet sind.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 2, wobei der Rohmaterialgasinjektionsabschnitt eine schlitzartige Öffnung aufweist, die entlang einer geraden Linie parallel zu der einen geraden Linie ausgebildet ist.
Brenner zur Synthetisierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Injektionsabschnitt für ein brennbares Gas eine schlitzartige Öffnung parallel zu der einen geraden Linie aufweist.
Brenner zur Synthetisierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit: einem ersten massiven Element, das den Rohmaterialgasinjektionsabschnitt aufweist; und einem zweiten massiven Element, das benachbart zum ersten massiven Element angeordnet ist und den Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas aufweist, wobei das erste massive Element mit dem Rohmaterialgasinjektionsabschnitt kommuniziert und einen Gasströmungspfad aufweist, durch den das Rohmaterialgas strömt, und das zweite massive Element mit dem Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas kommuniziert und einen Gasströmungspfad aufweist, durch den das verbrennungsunterstützende Gas strömt.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 6, wobei das zweite massive Element mit dem Injektionsabschnitt für ein brennbares Gas kommuniziert und ferner einen Gasströmungspfad aufweist, durch den das brennbare Gas strömt.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 7, wobei der Gasströmungspfad einen Pufferabschnitt zum Vermindern einer Pulsation von den Gasströmungspfad durchströmendem Gas aufweist.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 8, wobei der Gasströmungspfad ferner einen Druckverlusterzeugungsabschnitt aufweist, der entweder innerhalb des Pufferabschnitt oder weiter stromabwärts vom Pufferabschnitt angeordnet ist und die Pulsation des den Gasströmungspfad durchströmenden Gases vermindert.
Brenner zur Synthetisierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit: einem Sperrgasinjektionsabschnitt zwischen dem Rohmaterialgasinjektionsabschnitt und dem Injektionsabschnitt für ein verbrennungsunterstützendes Gas zum Injizieren eines Sperrgases, das das Rohmaterialgas absperrt.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 10, wobei der Sperrgasinjektionsabschnitt eine schlitzartige Öffnung parallel zu einer Anordnungsrichtung des Injektionsabschnitts für ein verbrennungsunterstützendes Gas aufweist.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Sperrgasinjektionsabschnitt zwischen einem massiven Element und einem anderen massiven Element ausgebildet ist.
Brenner zur Synthetisierung nach Anspruch 12, mit: einem Dichtungselement zum luftdichten Abdichten eines Teils zwischen dem einen massiven Element und dem anderen massiven Element.