DE2827304A1

DE2827304A1 - Brenner

Info

Publication number: DE2827304A1
Application number: DE19782827304
Authority: DE
Inventors: David Lee Bachman; Peter Paul Bihuniak
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: ATA454778A; NL7806856A; GB1594919A; US4203553A; FR2401382B1; CA1092015A; IT1095946B; FR2401382A1; JPS5411536A; IT7824989A0; AT378761B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eineο Brenner zur Erzeugung einer Flamme, in welcher ein reaktionsfähiges Gas einer chemischen Reaktion unterworfen werden kann, vor allem zur Herstellung von Gegenständen aus einem Metalloxyd aus einer flüchtigen Verbindung, die einen Bestandteil des Oxyds enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung einen sogenannten Bandbrenner, mit dem ein linearer Niederschlag eines Metalloxyds bewirkt werden kann.

Die Herstellung von Gegenständen, wie Tiegel, Rohre, optische Wellenleiter u. dgl., durch Niederschlagen von durch Flaaahydrolyse erseugten Metalloxyden auf Substraten oder Dornen, ist an si_xch bekannt. Dieses Verfahren umfaßt ia allgemeinen eine Dampfphase-Hydniyse eines flüchtigen

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wasserfreien Chlorids eines metallischen Elementes der Gruppe III oder IV des periodischen Systems, wie z. B. von Siliziumtetrachlorid, Germaniumtetrachlorid, Titantetrachlorid und Aluminiumtrichlorid. Die Herstellung verschiedener Gegenstände nach diesem Verfahren ist in den US-PSen 2 272 342, 3 609 829 und 3 737 392 beschrieben. Im allgemeinen wird ein einziger Brenner zum Niederschlagen einer Oxydschicht auf einen Dorn oder ein Substrat verwendet. Zum Überziehen einer ebenen rechteckigen Fläche kann der Brenner zeilenweise über die Fläche geführt werden. Um die

_ Λ η

XCl

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Hantelfläche eines zylindrischen Bornes zn üuerzjL&hfccu - _n kann der Dorn bezüglich der Flamme des Brenners in Drehung versetzt und gegebenenfalls axial verschoben v/erden, viie dies in der US-FS 5«609.829 beschrieben ist. In dieser Patentschrift ist insbesondere zum Niederschlagen von reiner geschmolzener Kieselsäure (SiOp) ein Brenner beschrieben, bei dem aus einer zentralen Öffnung an einer flachen Brennerstirnfläche ein Strom von SiCl^-Dampf austritt. Ein ringförmiger Schlitz, der diese zentrale Öffnung umgibt, liefert einen Strom eines trockenen, nicht reagierenden Gases, wie Sauerstoff oder Luft. Unter einem "nicht reagierenden Gas" ist dabei ein Gas zu verstehen, das bei den Temperaturen, mit welchen das Gas und der Dampf aus den Brenneröffnungen austreten, noch nicht mit deir. SiCl^-Dampf reagiert. Wenn das nicht reagierende Gas beispielsweise Sauerstoff ist,

reagiert dieser mit dem Dampf erst in einem auf hoher Temperatur befindlichen Reaktionsbereich der i'lamiae, der sich in einiger Entfernung vor: der Brennerstirnfläche befindet. Eine die zentrale Öffnung und den ringförmigen Schlitz umgebende ringförmige Gruppe von öffnungen liefert eine Strömung eines brennbaren Gases. Da der aus dem ringförmigen Schlitz austretende Sauerstoff zunächst nicht mit dem SiCl^-Dampf reagiert, wird dieser nicht unmittelbar an der Brennerstirnfläche zersetzt, wodurch die Ansammlung von das Anströmen behindernden Niederschlagen in den Brenneröffnungen oder rings um diese herum vermieden wird. Der SiCl^-Dozipf vermischt sich mit dem Sauerstoff und dem brennbaren Gas erst in einiger Ent-

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fernung von der Brennerstirnfläche und die hierbei auftretende Reaktion liefert in Rauchform reines Siliziumdioxyd, das auf den Dorn niedergeschlagen wird.

Für viele Anwendungsfälle ist es erwünscht, unter minimaler Bewegung zwischen dem V.'erkstück und dem raucherzeugenden Brenner einen gleichmäßigen Teilchenniederschlag zu erzielen. Beispielsweise kann es erwünscht sein, das störende Streifenmuster zu vermeiden, das bei Anwendung eines einzigen Brenners infolge der erforderlichen zeilenweisen Bestreichung der gesamten Oberfläche des Werkstückes austritt. Es kann auch erwünscht sein, eine größere Menge von Rauchteilchen Je Zeiteinheit niederzuschlagen, als dies mit einem einzigen Brenner möglich ist. Ein langgestreckter, sog. Bandbrenner scheint das einfachste raucherzeugende System zur großflächigen Bedeckung von Werkstücken mit Rauchteilchen zu sein.

In der US-PS 3,565'3^- ist ein Bandbrenner beschrieben, der eine lineare Gruppe von Austrittsöffnungen für SiCl^-Dampf aufweist, die pe von einem schmalen Schlitz umgeben sind, welcher die zugeordnete Öffnung mit einem Sauerstoffschirm versorgt. Ferner weist dieser Brenner lineare Gruppen von brennbares Gas liefernden öffnungen auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Gruppe von ringförmigen Schlitzen angeordnet sind. Da jeder ringförmige Schlitz durch ein Rohr gebildet wird, das innerhalb einer öffnung größeren Durchmessers in der Brennerstirnfläche ausmündet, kann das Rohr nicht mit der Brennerstirnfläche verbunden werden, sondern muß an seinem von dieser Fläche abgekehrten Ende befestigt werden.

Es ist nun sehr schwierig, solche Ronre genau in einer linearen Gruppe zu halten, weshalb die Ströme von SiO--Teilchen, die durch Reaktion des aus den mittleren öffnungen austretenden SiCl^-Dampfes entstehen, ungleichmäßig gegen den Dorn gerichtet werden, wodurch sich ein ungleichmäßiger Niederschlag von SiO^-Teilchen ergibt. Die Anordnung von Stegen in den ringförmigen Schlitzen zwecks Sicherung der parallelen Lage aller Bohre "bewirkt eine Behinderung des Sauerstoffstromes durch die Schlitze, was zu einem Niederschlag von SiO₂ an der Brennerstirnfläche führt. Es zeigt sich insbesondere, daß bei schwachem Schirmgasstrom zwar eine gut entwickelte blattförmige Flächenströmung von SiO^-ßauchteilchen erhalten wird, daß sich dabei aber an der Brennerstirnfläche zwi-■ sehen den Abschirmrohren und den Brennstoff-Austrittsöffnungen eine erhebliche Henge von Rauchteilchen niederschlägt. Venn der abschirmende Säuerstoffstrom verstärkt wird, nimmt dieser Niederschlag ab, doch wird die blattförmige Natur der Teilchenströiaung nachteilig beeinflußt;; die Teilchenströmung teilt sich, nämlich in eine Reihe von eng benachbarten Einzelströmungen auf, ist also nicht mehr eine kontinuierliche Fläcrienströmung.

Um einen Teilchenniederschlag mit gleichmäßigerer Dicke zu erhalten, wurden bei einer Weiterentwicklung des beschriebenen Brenners die für den Austritt von Schirngas dienenden ringförmigen Schlitze durch zwei linear« Gruppen von öffnungen ersetzt» die beiderseits der linearen Gruppe von Austrittsoffnungen für dmn SiCl^-Dampf angeordnet wurden und von diesen, nur geringen

Abstand hatten. Beidseits außerhalb dieser linearen Gruppen von Schirmgasöffnur_tgen wurden lineare Gruppen von Austrittsöffnungen f-.^;r das brennbare Gas-Sauerstoff-Gemisch angeordnet,und zv/ar schwach einwärts geneigt, so daß die erzeugten Flammen konvergierten und in geringem Abstand von der Stirnfläche des Brenners eine Reaktions-

sollte wieder/ zone bildeten. Ein Sauerstoffschirm/zur Trennung des SiCl^-Dampfes von den Gas-Sauerstoff-Reaktionsprodukten dienen. Die relativ starke Sauerstoffströmung an den Schirmgasöffnungen bewirkte jedoch einen Unterdruck, der einen Teil der Flammen zurück zur Brennerstirnflache und zu den Austrittsöffnungen für den SiCl^-Dampf zog, eine Erscheinung_t die als Flairnnenrückschlag bezeichnet wird. Es trat dabei auch eine Eückstromung von Rauchteilchen längs, der Innertfische der Flammen auf, was zu einem niederschlag an der kühlen Stirnfläche des Brenners führte. Infolge der großen Ansah! von Verteilerleitungen, die bei dieser Art von Brennern notwendig waren, und der großen Anzahl von Öffnungsfjruppen,. die in der Stirnfläche des Brenners ausgebildet vrerden mußten, war die Herstellung dieses Brenners sehr schwierig; und demgemäß sehr kostspielig.

Die Erfindung befaßt sich deshalb mit der Aufgabe, einen Bandbrenner zu schaffen, bei dessen Betrieb das Auftreten von Rauchteilchen an der Stirnfläche des Brenners vermieden wird? überdies soll der konstruktive Aufbau des Bandbrenners vereinfacht werden.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Brenner zur Erzeugung einer Flamme,_: in welcher ein reaktionsfähiges

Gas einer chemischen Reaktion unterworfen werden kann, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in einen gemeinsamen Gehäuse oder in getrennten Gehäusen drei zueinander parallele, lineare Gruppen von öffnungen vorgesehen sind, wobei eine dieser Gruppen von Öffnungen für den Austritt einer Vielzahl von Strömen eines brennbaren Gases dient, während die beiden anderen Gruppen von öffnungen in gleichen Abständen an den beiden Seiten der ersterwähnten, mittleren Gruppe von Öffnungen angeordnet sind und "für den Austritt von die Ströme des brennbaren Gases schneidenden Strömen des reaktionsfähigen Gases dienen.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 das Schema eines Systems mit einem Bandbrenner zur Erzeugung eines langgestreckten Formlings aus Rauchteilchen; Fig. 2 einer. Querschnitt durch einen bekannten Bandbrenner; die Fisr. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines erfindungsgemäSen Bandbrenners; Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3» Fig. 6 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung; Fig. 7 den Querschnitt einer Brennereinheit, die zur Ausbildung einer oberflächlich vermischten. Flamme verwendbar ist, und Fig. 8 eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäSen Bandbrenners mit einem Schirm. Bemerkt wird, daß die Zeichnungen nur schematisch gehalten und weder maßstabsgetreu sind, noch die relativen Abmessungen der Einzelteile angeben, sollen.

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Fig. 1 zeigt schematisch aiii System, das zur Ausbildung von langgestreckten Formungen aus Raucht eil chen verwendbar ist, insbesondere von Formungen für die Herstellung von optischen Wellenleitern. Im Prinzip wird ein Trägergasstrom - im gezeigten Beispiel ein Sauerstoffstrom - in eine in einem Behälter 1 enthaltene flüchtige Siliziumverbindung - im gezeigten Beispiel SiCl^ - diese durchperlend, eingeführt. Die Dämpfe der flüchtigen Verbindung v/erden vom Trägergas aufgenommen, und dem Gemisch kann auf einem Kebenschlußweg 2 zum Behälter 1 weiterer Sauerstoff zugesetzt werden, bevor es einem Bandbrenner zugeführt wird, in dem die Dämpfe der flüchtigen Verbindung hydrolisiert werden und in den Flammen des Brenners Rauchteilchen aus geschmolzener Kieselsäure bilden.

Wie Fig. 1 ferner erkennen läßt, wird ein Dorn oder Substrat, dargestellt als Stab S, im Sinne des eingezeichneten Pfeiles in Drehung versetzt. Die Teilchen aus geschmolzener Kieselsäure, die auch als Rauchteilchen bezeichnet werden, werden auf dem rotierenden Dorn niedergeschlagen, um den gewünschten Formling F zu bilden. Sobald der Formling einen vorgegebenen Radius angenommen hat, kann er auf bekannte Weise verdichtet werden, um einen Stab loder ein Rohr aus reiner geschmolzener Kiesel-■äur· zu bilden. Vor der Verdichtung muß der Formling gemäß den Lehren der US-PSen 3,859.073 oder 3,864.113 gedopt werden.

•/iährend des Betriebes des Brenners kann eine Kühlung, z.B. mit Wasser, erforderlich sein, um die richtige Arbeitster.peratur aufrecht zu erhalten. Aus den Austrittsöffnungen

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für den Sauerstoff und das SiOl^ benachbarten öffnungen kann ein inertes Schirmgas, wie Sauerstoff, abgegeben werden, um den SiCl^-Dampf von den Verbrennungsprodukten der Flamme zu trennen.

Zum besseren Verständnis der Probleme, die sich beim Betrieb der bisher bekannten Bandbrenner ergeben, ist ein bekannter Brenner dieser Gattung in Fig. 2 dargestellt. In der Mitte der Stirnfläche des dargestellten Bandbrenners 10 ist eine lineare Gruppe von öffnungen 12 vorgesehen, aus denen parallele Ströme eines reaktionsfähigen Gases, wie SiCl^, austreten. An gegenüberliegenden Seiten der öffnungen 12 und in gleichen Abständen von diesen sind zwei lineare Gruppen von Öffnungen 14 vorgesehen, aus denen ein trockenes, nicht reaktionsfähiges inertes Schirmgas, wie Sauerstoff oder Luft, ausströmt. Aus weiteren, in linearen Gruppen angeordneten öffnungen 16, die sich ebenfalls beiderseits der Öffnungen 12, aber in größerem Abstand von diesen als die öffnungen 14 befinden, treten Ströme von mit Sauerstoff vermischtem brennbarem Gas aus. Die Austrittsöffnungen 16 sind so geneigt, daß die Gas-Sauerstoff-Flammen konvergieren und in einem kleinen Abstand von der Stirnfläche des Brenners eine Reaktionszone R bilden. Das inerte Schirmgas, das aus den öffnungen 14 ausströmt, verhindert, daß die Hydrolysereaktion schon an der Stirnfläche des Brenners einsetzt, indem es eine Sperre zwischen den Verbrennungsprodukten der Gas-Sauerstoff-Flamme und dem SiCl^-Dampf bildet, der aus den Öffnungen 12 austritt. Diese innere Abschirmung führt zur Ausbildung der Reaktionszone R in einigem Abstand

vor der Stirnflache des Brenners und begren^t auch die Reaktion, wobei gleichzeitig den erzeugten Rauchteilchen eine Bewegung in vorgegebener Richtung erteilt wird.

Y/ährend des Betriebes des bekannten Bandbrenners nach Fig. 2 tritt jedoch ein Rückströmen von Rauchteilchen aus der Reaktionszone R an der Innenfläche der Flammen auf, wie dies in Fig. 2 durch unterbrochene Linien 18 angedeutet worden ist. Diese Rauchteilchen werden.an der Brennerstirnfläche abgeschieden, wodurch das einwandfreie Ausströmen von Gas aus den Brenneröffnungen behindert wird und die öffnungen gegebenenfalls ganz verstopft werden, so daß eine Betriebsunterbrechung erforderlich ist.

Eine erfindungsgemäße Brennerausbildung, bei welcher die durch unerwünschte Rauchabscheidung entstehenden Schwierigkeiten vermieden werden, ist in den Fig. 3 t>is 5 dargestellt. Der dargestellte erfindungsgemäße Brenner 20 besteht aus drei Gehäusen 21, 22 und 23, die an zwei Tragteilen 2A und 26 montiert sind. Längs der Stirnfläche des mittleren Gehäuses 22 ist eine lineare Gruppe von Öffnungen 32 vorgesehen, aus denen ein brennbares Gas, wie beispielsweise ein Gemisch von gasförmigem Brennstoff und Sauerstoff, austritt. V/eitere lineare Gruppen von Öffnungen 33 und 3^i die an den benachbarten Stirnflächen der Gehäuse 21 bzw. 23 vorgesehen sind, liefern Ströme eines Dampfes, der, wie beispielsweise SiCl^-Dampf» in der Flamme hydrolisiert \%-erden kann, welche durch, die Verbrennung des aus den öffnungen 32 ausströmenden. Gases gebildet wird; hiedurch entsteht ein metalloxydhältiger Rauch* Die öffnungen 32, 33 und 3^ stehen gemäß Fig. 5

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über Kanäle 35, 36 bzw. 37 mil Verteilerleitungen 3S, ^W^ 40 bzw. 42 in !Verbindung, an welche gemäß Fig. 3 äußere Leitungen 44, 46 bzw. 48 angeschlossen sind. Wenngleich die Gruppen von Öffnungen 32, 33 und 3^ jeweils durch eine einzige Reihe von Öffnungen dargestellt worden sind, können diese Gruppen auch aus je mehreren, eng benachbarten parallelen Reihen von Öffnungen bestehen.

Die Gehäuse 21 und 23 können schwenkbar an den Tragteilen 24 und 26 montiert sein, so daß ihre Winkellage bezüglich des Gehäuses 22 einstellbar ist. Bei einem Brenner, bei dem die V/inkellagen aller Gehäuse fest vorgegeben sein sollen, können alle Gehäuse mit den Tragteilen auf beliebige Weise, etwa durch Schweißung, fest verbunden sein.

Ferner kann auch ein einziges Gehäuse 58 verwendet v/erden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, wo gleiche Teile wie in Fig. 5 ziit gleichen Bezugszeichen und einem Apostroph versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig.

6 sind keine Einrichtungen zur Erzeugung von Strömungen angesaugter Luft unmittelbar neben den beiden Seiten der Flamme vorgesehen, wogegen die getrennten Gehäuse nach Fig. 5 voneinander durch Spalte getrennt sind, durch welche zur Flammenstabilisierung Luft zuströmen kann, wie dies in Fig. 5 durch Pfeile 50 angedeutet ist.

Das Gehäuse 22 kann durch einen Brenner der in Fig.

7 dargestellten Bauart ersetzt werden, um eine oberflächlich vermischte Flamme zu erzielen. In der Querschnittsdarstellung nach Fig. 7 sind rohrförmige Verteilerleitungen 60 und 62 längs einer Erzeugenden miteinander

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/fto

verbunden. Längs der der Verteilerleitung 6C gegenüberliegenden Oberflächenzone der Verteilerleitung 62 ist eine lineare Gruppe von Öffnungen vorgesehen. In jeder dieser öffnungen ist ein Röhrchen 64 angeordnet, welches sich durch die einander berührenden V/andzonen der Verteilerleitungen 60 und 62 erstreckt. Diese Röhrchen 64 haben kleineren Durchmesser als die Öffnungen in der Verteilerleitung 62, so daß das freie Ende .jedes Röhrchens 64 von einem Ringspalt 66 umgeben ist. Den Verteilerleitungen 60 und 62 wird gasförmiger Brennstoff bzw. Sauerstoff zugeführt. Der aus den Ringspalten 66 austretende Sauerstoff und das aus den Röhrchen 64 austretende brennbare Gas vermischen sich nahe der oberen Mantelflächenzone der Verteilerleitung 62.

In Fig. 8 sind wieder ähnliche Teile wie in den Fig. 3 bis 5 iait den gleichen Bezugszeichen und einem. Apostroph versehen. Um eine Flammenrichtung vorzuschreiben, ist hier ein Schirm 72 vorgesehen, der eine willkürliche Ansaugung von Luft an den beiden Seiten der Flamme verhindert und dadurch die Flamme stabilisiert. Der Schirm 72 hat zwei langgestreckte Seitenwände 7^ und 76 und zwei Endwände und 80. Die Seitenwände 74 und 76 sind gekrümmt und bilden nahe den Gehäusen 21', 22' und 25' eine Eintrittsöffnung 82, von der aus der Abstand zwiachen den Seitenwänden und 76 allmählich bis zu einem langgestreckten schmalen Schlitz 8V abnimmt, aus dem die Flamme und der oxydhältige Rauch auetreten. Die unteren Ränder der Seitenwände 74 und 76 können die benachbarten Gehäuse 21' und 23' "berühren, aber auch von diesen einen Abstand haben und vor-

gegebene Spalte begrenzen, die das Ansaugen einer vorgegebenen Luftin enge in die Flamme ermöglichen.

be/
V,ie bereits erviähnt"77'--'irkt der Staudruck, der von

den einander längs einer Linie schneidenden Flammen bei dem bekannten Bandbrenner nach Fig. 2 verursacht wird, daß der optimale Betrieb dieses Brenners von den relativen Abständen und den V/inkellagen der Austritt soff nungen, den Strömungsgeschwindigkeiten u.dgl. abhängt. Es ist jedoch nicht möglich, eine solche gegenseitige Abstimmung dieser Variablen zu finden, bei welcher das schon erläuterte Rückströmen von Rauch infolge des Staudruckes und die dadurch verursachten Niederschläge am Brenner vermieden werden könnten. Da bei dein Brenner nach der vorliegenden Erfindung eine einsige, mittig angeordnete Flamme entsteht, ergibt sich kein Staudruck und der unerwünschte Niederschlag von Rauch an der Brennerstirnseite wird vollständig vermieden.

Gemäß den Fig. 4 und 5 sind die Achsen der Kanäle und 37 unter einem Winkel & bezüglich der Achsen des Kanals 35 angeordnet. Da alle diese Kanäle senkrecht zu den Stirnflächen der Gehäuse 21, 22 und 23 verlaufen, in welchen die öffnungen 32, 33 und 3^ ausgebildet sind, ist die Stirnfläche des Gehäuses 22 unter einem Winkel <jp bezüglich der Stirnflächen der Gehäuse 21 und 23 angeordnet, wobei die V/inkel φ und & Supplementärwinkel sind. Wie Pig. 5 erkennen läßt, entsteht in der Nähe der Schnitt linie der Strome von reaktionsfähigen Gas, die aus den öffnungen 33 und y\ austreten, eine Reaktionszone R. Der Abstand zwischen der Stirnfläche des Gehäuses 22 und der

ORIGINAL INSPECTED

/is .,

Eeaktionszone R hängt vom Winkel Θ und vom Abstand d zviischen den beiden Gruppen von öffnungen 33 und 34- ab. Der Dorn, auf dem der Rauch niedergeschlagen werden soll, kann dann zwar in der Zone R angeordnet v/erden, wird aber vorzugsweise etwas jenseits dieser Zone angeordnet, damit eine vorhergehende vollständige Reaktion des reaktionsfähigen Gases gesichert wird. Wenn beispielsweise der Abstand d 50 mm beträgt, kann der Winkel &■ zwischen ° und 90° liegen, um eine angemessene Reaktion zu sichern, und der Dorn soll dann von der Stirnfläche des Gehäuses 22 etwa 102 mm entfernt sein. Venn der Abstand d nur 10 mm beträgt, was etwa dein kleinsten Abstand entspricht, der in der Praxis angewendet werden kann, kann der Winkel ® zwischen 3° und 90° liegen. Bei einen Winkel 0 , der kleiner als 3° ist, würde sich das reaktionsfähige Gas nicht hinreichend mit der Flamme veraischen, was zu einer unvollständigen Reaktion führen vrirde. Anderseits wird die Flamme außerordentlich stark durch das reaktionsfähige Gas gestört, wenn der V/inkel Q 9C^C überschreitet. Der bevorzugte Bereich für den V/inkel θ liegt zwischen etwa 90° und 30 . Aus den vorstehenden Arbeitsbedingungen ist erkennbar, daß der V/inkel ψ zwischen etwa 90° und 177° liegen kann; vorzugsweise soll er zwischen etwa 90° und 15O⁰ liegen.

Es wird nun noch ein spezielles, erprobtes Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenners beschrieben. Bei diesem waren, drei Gehäuse nach Fig. ^Lv so angeordnet, daß der V/inkel & etwa 90° und der Abstand d etwa 29 nun betrugen. Die Breite der rechteckigen

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Stirnflächen der Gehäuse 21, 22 und 25 betrug 10 mm und der Abstand der Stirnfläche des Gehäuses 22 von einer durch die Öffnungen 33 und J4 verlaufenden Ebene etwa 8 mm. Die Gruppen von öffnungen 33 und 3^ wurden durch je eine Einzelreihe von 97 öffnungen gebildet. Das Gehäuse 22 wies hingegen zwei parallele lineare Reihen von je 97 öffnungen 32 auf. Jede der Öffnungen 32, 33 und hatte einen Durchmesser von 0.6 mm und die Länge jeder Reihe von öffnungen betrug 15,3 cm.

Das Speisesystem war ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt Ein Sauerstoffstrom von 2000 cm-ymin wurde durch flüssiges geleitet, das in einem Behälter 1 mit einer Temperatur von 35° C enthalten war. Das aus dem Behälter austretende Gemisch aus Sauerstoff und SiCl^-Dampf wurde mit einem auf einem Nebenschlußweg 2 zugeführten Sauerstoffstrom von 200 cnr/min vermischt und das erhaltene Gemisch wurde in gleichen Anteilen den Verteilerleitungen 40 und 4-2 (Fig. 5) des Brenners 3 zugeführt. Das brennbare Gas und der Sauerstoff werden der Verteilerleitung 38 (Fig. 5) in Strömen von 1250 cnr/min bzw. 750 emvmin zugeführt. Dabei wurde ein Schirm 22 der in Fig. 8 gezeigten Art verwendet. Unter den geschilderten Arbeitsbedingungen bildete sich die Reaktionszone R etvra 8 mm von der Stirnfläche des Gehäuses 22 entfernt aus. Um eine vollständige Reaktion des SiCl^ zu gewährleisten, wurde der Dorn, gegen den der Rauch gerichtet wurde, in einem Abstand von etwa 10,2 cm von der Stirnfläche des Gehäuses 22 angeordnet. Es ergab sich ein linearer niederschlag von

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SiOp-Rauch am Dorn, ohne daß gleichzeitig auch an der Stirnfläche des Brenners Rauch niedergeschlagen wurde.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM DR. HORST REINHARD

Anmelderin: Corning Glass Works dipl.-ING. karl-Jürgen kreutz

8000 München 40, Leopoldstraße 20/IV Telefon: (089)396451

Telegramm: Isarpatent Bank: Deutsche Bank AG München Konto-Nr. 21/14171 (BLZ 70070010) Postscheck: München 97 56-809

Datum 20. Juni 1978 Kr/h

Patentansprüche

Brenner, insbesondere zur Herstellung von Gegenständen aus Kieselsäureglas mittels Flammhydrolyse, wobei eine Reihe von Austrittsöffnungen für ein Hydrolysegas und im Abstand zu diesen Austrittsöffnungen für ein Brenngas vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß beidseits einer Reihe von Öffnungen (32, 32') für das Brenngas je eine Reihe von Öffnungen (33, 34) für das Hydrolysegas, insbesondere SiCl₄ vorgesehen sind.
2. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Reihe von Austrittsöffnungen für das Brenngas und die beiden Reihen von Austrittsöffnungen für das Hydrolysegas jeweils an separaten Brennerkörpern oder Gehäusen (22; 21; 23) vorgesehen sind.

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O.R!Qif\JAL

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3. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekeunzeichnet,

daß die Reihe von Austrittsöffnungen für das Brenngas und die beiden Reihen von Austrittsöffnungen für das Hydrolysegas an einem gemeinsamen Brennerkörper oder Gehäuse (58) vorgesehen sind. (Fig. 6)
4. Brenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der beiden seitlichen Brennerflächen, in welche die Kanäle (36; 37) für das Hydrolysegas rechtwinklig ausmünden, mit der mittleren Stirnfläche, in welche die Kanäle (35) für das Brenngas rechtwinklig ausmünden, miteinander einen Winkel 0 zwischen 90° und 177° einschließen.
5. Brenner nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem mittleren Gehäuse (35) für das Brenngas und den beiden seitlichen Gehäusen (21, 23) für das Hydrolysegas je ein Spalt (50) vorgesehen sind.
6. Breuner nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die drei Gehäuse (21, 22, 23) an einem Traggestell (26) angebracht sind.

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7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Brennergehäuse (21, 23) gegenüber dem mittleren Brennergehäuse (22) schwenkbar sind.
8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (35, 36, 37) senkrecht auf den Stirnflächen des Brenners ausmündeu.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennerkörper oder Brennergehäuse (21, 22, 23) je ein Verteilerkanal (40, 38, 42) vorgesehen ist, von welchem die einzelnen, auf den Stirnflächen ausmündenden Kanäle (36, 37) abzweigen.
10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Brennerkörper (21¹, 22', 23') ein Schirm bzw. eine Haube (72) vorgesehen ist, die zwei zueinander nach oben konvergierende, vorzugsweise gekrümmte Seitenwände (74, 76) und oben einen Austrittsschlitz (84) aufweist.
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände an ihrem unteren Rand unmittelbar auf den

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seitlichen Brennerkörper (21 *, 23' ). aufsitzen.
12. Brenner nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem unteren Rand der Seitenwände (74, 76) und den seitlichen Brennerkörpern (21, 23) bzw. den Seitenfläche»!

des gemeinsamen Brennerkörpers (58) je ein Eintritts- bzw. Ansaugspalt (82) vorgesehen ist.

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