JP2016522149A - 蒸発器および合成石英ガラスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

石英ガラスを製造する方法であって、（ａ）垂直に配置された蒸発チャンバに適切な液体出発物質を吹き付けることによって、液体出発物質は蒸発して、（ｂ）蒸気質の出発物質は、ＳｉＯ２を形成するために酸化して、そして、ＳｉＯ２は集められる。方法は、方法を適用するための蒸発器と同様に、蒸発する出発物質は、蒸発チャンバの底部で中に吹き付けられて、そして、蒸気質の出発物質は、蒸発チャンバの上端部で取り除かれるものであり、チャンバ内に沈着している成分が蒸発器の底部上に蓄積して、もう一度吹き付けられるように、蒸発チャンバは設計される、ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、石英ガラスの製造方法ならびにこの方法に適した蒸発器に関する。

高純度合成石英ガラスを製造するために、出発物質としてハロゲン含有のおよび非ハロゲンのケイ素化合物が使用される。ハロゲン含有供給物質（例えば四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４））は、それらが使用されるときに腐食性の酸（例えば、塩酸（ＨＣｌ））が副産物として生じるという点で、不利である。この理由で、現在、アルキル・ポリシロキサンが関心の中心にある非ハロゲン材料がますます使用される。

特許文献１によれば、ヘキサメチル・シクロトリシロキサン（ＨＭＣＴＳ）、オクタメチル・シクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、およびデカメチル・シクロペンタシロキサン（ＤＭＣＴＳ））のようなポリメチル・シクロシロキサンは、光ファイバのための高純度二酸化ケイ素を製造するのに特に適している。二酸化ケイ素煤と呼ばれる微細非晶粒子の形で蓄積するＳｉＯ_２を得るために、シロキサンは、酸素がある場合には、バーナーフレームにおいて酸化する。ＳｉＯ_２煤は、集められて、ファイバーオプティック・ブランクのための、または、光学部品のための出発物質として用いられることができるガラスを形成するために溶解される。

特許文献２は、ハロゲン含有のおよび非ハロゲンのケイ素化合物を蒸発させるのに適していると思われる蒸発器を開示する。蒸発される液体は、薄層における傾斜した表面に適用される。その表面は加熱されて、その結果、液体は、表面を流れ下る間に蒸発する。

ポリメチル・シクロシロキサンは、熱交換器表面およびバーナーの汚染の、ならびにパイプラインの詰まりの結果として、それらが樹脂およびゲル類を形成する傾向があるという点で、不利である。例えば、線形水酸基で終わるシロキサン（シラノール）を形成する環式のアルキル・ポリシロキサンの加水分解開環が進行中である間、樹脂およびゲル類は、形成される。そしてそれは、システムの環式化合物および沈着物（ｄｅｐｏｓｉｔ）よりもかなり低い揮発性を有する。シラノールは、反応性であり、ゲル様の重合生成物を形成するために、シクロシロキサン分子と反応する。シラノール・トレースが出発物質の汚染物質として含まれることは、可能でもある。

特許文献３は、非ハロゲン・ケイ素化合物のための蒸発器を開示する。そして、蒸発器表面の汚染およびパイプラインの詰まりを防止するために、ゲル類は、油溜に集められる。蒸発器は、その中に蒸発される物質が吹き付けられる垂直に整列配置された蒸発チャンバを備える。圧力損失に起因して、予め加熱された液体の一部は、それが蒸発器に入るときに蒸発する。一方、別の部分は、それがヒーター蒸発器壁に作用するときに蒸発する。蒸発の間、形成されるゲル類は、蒸発器の下部に集められて、周期的に除去される。それらが蒸発器の油溜に蓄積されたゲル類に沿って運ばないように、液体を吹き付けるためのノズルが配置される。

特許文献４によれば、アルキル・ポリシロキサンが蒸発しなくて、液体の形態でバーナーフレームに直接吹き付けられるという点で、ゲル類の形成は、防止されると思われる。蒸発と関連した温度負荷、およびゲル類の形成に有利に働くことは、このように防止される。

特許文献５は、２５０℃未満の沸点を有するアルキル・ポリシロキサンを開示する。そして、アルキル・ポリシロキサンは、２５０℃を上回る沸点を有する１４ｐｐｍ未満の高い沸騰している汚染物質を含む。これらの汚染物質は、それらの高い沸点に起因して不十分にだけ蒸発することができて、それらがゲル様の沈着物を形成するために反応する蒸発器において蓄積されることができる。アルキル・ポリシロキサンは、活性炭およびモレキュラーシーブによる蒸留物の蒸留および続く濾過によって浄化される。

特許文献６は、蒸発される液体が蒸発チャンバの直立壁に向けられるアルキル・ポリシロキサンを蒸発させる方法を開示する。蒸発チャンバの壁は、液体の一部が蒸発するような高温まで加熱される。残留する液体は、壁に沿って流れ、そして、それが連続的に取り除かれるチャンバの底部まで流れる。蒸発器において形成されるゲル類は、この液体に加えてチャンバから洗い落される。

多くの効果にもかかわらず、ゲル類の形成は、まだ高純度石英ガラスの製造の厳しい課題である。ゲル類は、蒸発器において、そしてパイプラインにおいて集中することができて、プロセスの安定性を損なうことができる。ここでは、微小な不規則性が繊維を形成するためにガラスブランクのさらなる処理をかなり損なうので、これは、ガラス繊維の製造に特に適用できる。加えて、出発物質の浄化および蒸発器およびユニットの清掃は、相当な成果にあたる。

米国特許第５，０４３，００２号 米国特許第５，３５６，４５１号 欧州特許第０ ７１９ ５７５ Ａ２号 米国特許第６，３１２，６５６号 米国特許第５，８７９，６４９号 米国特許出願公開第２０１２／０２７６２９１号

本発明は、上述した欠点が取り除かれることができる石英ガラスを製造するための蒸発器および方法を提供することを目的とする。特に、ゲル形成の結果としての蒸発器およびユニットの清掃と関連した成果は、できるだけ最小にされる。

本発明によれば、この目的は、石英ガラスを製造する方法であって、
（ａ）蒸発器の垂直に配置された蒸発チャンバに適切な液体出発物質を吹き付けることによって、液体出発物質は蒸発して、
（ｂ）蒸気質の出発物質は、ＳｉＯ_２を形成するために酸化して、そして、
（ｃ）ＳｉＯ_２は集められて、
蒸発する出発物質は、蒸発チャンバの底部で中に吹き付けられて、そして、蒸気質の出発物質は、蒸発チャンバの上端部で取り除かれるものであり、チャンバ内に沈着している成分が蒸発器の底部上に蓄積して、もう一度吹き付けられるように、蒸発チャンバは設計される、
ことを特徴とする方法によって、解決される。

ステップ（ｃ）で集められたＳｉＯ_２は、好ましくは、ガラスブランクを形成するためにさらなる方法ステップ（ｄ）で乾燥されて、ステップ（ｅ）でつや出し目的のための熱処理を受ける。その後、ブランクは、例えばガラス繊維を形成するために、ステップ（ｆ）でさらに処理されることができる。

液体出発物質として可能な物質は、重合によってゲル類を形成する傾向がある、そしてＳｉＯ_２を製造するのに適した物質である。好ましくは、ポリメチル・シクロシロキサンであり、特に、ヘキサメチル・シクロトリシロキサン（Ｄ３）、オクタメチル・シクロテトラシロキサン（Ｄ４）、デカメチル・シクロペンタシロキサン（Ｄ５）、またはドデカメチル・シクロヘキサシロキサン（Ｄ６）である。最も好適な出発物質は、オクタメチル・シクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ；Ｄ４）である。省略形Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５などは、ジェネラル・エレクトリック社がシロキサンのために導入した名前である。そして、Ｄは基［（ＣＨ_３）_２Ｓｉ］−Ｏ−を表す。

一般に、蒸発プロセスが出発物質の沸点に合わせて調整されるので、できるだけ純粋な形の特定の出発物質を使用することは、好ましい。出発物質は、より高いかまたはより低い沸点を有する成分の少量を含んでもよい。例えば、本発明による好ましいオクタメチル・シクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ；Ｄ４）は、２重量パーセントまでのＤ３および／または５重量パーセントまでのＤ５を含んでもよい。より高い分子化合物（例えばＤ７、Ｄ８、Ｄ９など）の内容物は、好ましくは、３０〜１００ｐｐｍを上回らない。

蒸発チャンバ内の温度は、出発物質に合わせて調整される。ＯＭＣＴＳ（沸点１７１℃〜１７５℃、特に明記しない限り、本明細書における全てのデータは、標準圧力に関する。）の場合には、好ましくは１３０℃〜２３０℃の範囲内、より好ましくは１４０℃〜１９０℃の範囲内、そして、最も好ましくは１５０℃〜１８０℃の範囲内にある。

好ましくは、出発物質は、キャリヤガスとともに蒸発チャンバに吹き付けられる。好ましくは、使用するキャリヤガスは、不活性ガス（特に窒素）である。しかしながら、キャリヤガスとして酸素を使用すること、またはキャリヤガスに酸素を混ぜることは、可能である。そして、酸素は、アルキル・ポリシロキサンのその後の酸化のために必要とされる。

好ましくは、キャリヤガスに対する出発物質のモル比は、０．０１〜２の、より好ましくは、０．０５〜１の、そして、最も好ましくは０．１〜０．７５の範囲内にある。とりわけ、これは、出発物質のより高い沸点のポリメチル・シクロシロキサン（例えばＤ７（沸点２７６℃））の蒸発を促進する。

好ましくは、キャリヤガスは、ボリュームで３０ｐｐｍだけの、より好ましくはボリュームで１０ｐｐｍ未満の含水量を有する。

蒸気質のアルキル・ポリシロキサンまたは、むしろ、キャリヤガスおよび蒸気質のアルキル・ポリシロキサンの混合物は、蒸発チャンバの上端部で取り除かれて、バーナーへと供給される。それがバーナーに導入される前に、蒸気質の材料または、むしろ、蒸気質の材料およびキャリヤガスの混合物は、好ましくは、酸素と混合される。バーナーにおいて、アルキル・ポリシロキサンは、ＳｉＯ_２を形成するために酸化する。これは、多孔性の質量の形で沈着する微細アモルファスＳｉＯ_２（ＳｉＯ_２の煤）の形成に、結果としてなる。アルキル・ポリシロキサンの完全な酸化を確実にするために、さらなる酸素は、好ましくは、バーナーに供給される。供給は、別々のノズルを介して達成されることができる。

代わりの実施形態によれば、蒸気質または、むしろ、蒸気質およびキャリヤガスおよび酸素の混合物は、別々にバーナーに供給されて、それらがバーナーにある前に混合されない。

好ましくは、バーナーは、燃焼用燃料によって、好ましくはメタンによって、そして、より好ましくは、その燃焼が蒸気質または、むしろ、蒸気質およびキャリヤガスの混合物が導かれる発火している炎に結果としてなる水素によって、加えてチャージされる。

ＳｉＯ_２煤は、適切な沈着面上に、好ましくは回転キャリア・パイプ上に沈着される。本明細書において、煤体とも呼ばれる多孔質ＳｉＯ_２ボディは、得られる。煤体は、ステップ（ｄ）で乾燥されて、次の温度処理（ｅ）によって、石英ガラスブランクに変わる。好ましくは、乾燥は、８００℃〜１１００℃の温度で達成される。その後、乾燥した煤体は、１４００℃〜１５００℃の範囲内の温度まで（すなわち、ガラスブランクを得るために焼結されるまで）加熱することによって、つや出しをされる。好ましくは、多孔質ＳｉＯ_２ボディは、塩素ガスおよび不活性ガスからなる雰囲気中において乾燥される。そして、好ましくは、焼結は、不活性ガス雰囲気中において、より好ましくは、真空中で起こる。いずれにせよ、ヘリウムまたは窒素は、不活性ガスとして好ましい。その後、ガラスブランクは、例えば、ガラス繊維を得るためにそれを引き抜くことによって、さらに処理されることができる。

さらに、本発明の目的は、方法を適用するための蒸発器であって、蒸発器は、壁２ｃ、２ｄおよび２ｅによって囲まれている垂直に向いた蒸発チャンバ（２）、蒸発器の底部に配置されて、液体出発物質（４）を蒸発空間（２ｆ）に吹き付けるのに役立つ噴霧（ａｔｏｍｉｓｉｎｇ）ノズル（３）、および蒸発器の上端部に配置される出口（８）、を備え、蒸発器は、チャンバ内に沈着している成分が蒸発器の底部上に蓄積して、もう一度吹き付けられるように設計される、蒸発器である。

図１は、本発明による蒸発器の断面図である。 図２は、本発明による蒸発器の代わりの実施形態の断面図である。 図３は、本発明による蒸発器の中間棚の上面図である。 図４は、本発明による蒸発器の底部領域の断面図である。 図５は、本発明による蒸発器の代わりに設計された底部領域の断面図である。

アルキル・ポリシロキサンが蒸発するときに、ゲル類および樹脂のような汚染物質の形成を完全に抑制することは、実際にできない。石英ガラスが製造される一方で、ユニットにおける沈着物によって生じる動作上の障害を回避するために、そして、質が損なわれるのを防止するために、したがって、この種の汚染物質を気化ガスの流れから切り離すことは、不可欠である。本発明によれば、ゲル類および樹脂のような汚染物質は、蒸発器において保持される。

図１は、本発明による好ましい蒸発器１の断面図である。そしてそれは、円筒状の蒸発チャンバ２を備える。蒸発チャンバ２は、横方向の面２ｃ、底板２ｄおよびカバー２ｅによって制限される。チャンバの中に、自由蒸発空間２ｆがある。図１に示される蒸発器は、蒸発器の底部上に配置される２−物質（ｔｗｏ−ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）スプレーノズル３を備える。ノズル３は、内側ノズル３ａおよび、内側ノズルを環のように囲む外側ノズル３ｂを有する。液体出発物質４は、内側ノズル３ａに供給される。そして、キャリヤガス５は、外側ノズル３ｂに供給される。キャリヤガスおよび供給物質は、スプレーミスト６を形成するために吹き付けられる。液体は、垂直上向き方向において蒸発空間２ｆへと吹き付けられる。図示の実施形態では、キャリヤガス５および蒸発する液体４は、液圧原理に基づいて、霧の形でチャンバ２ｆの中に吹き付けられる。蒸発器の上端部で、蒸気質の供給物質およびキャリヤガスからなる混合物７は、出口８を通して取り除かれる。

供給物質の蒸発しない内容および蒸発器において形成される凝縮物は、揮発性成分が蒸発するときに後に残って、底部に落ちるか、または、それらはチャンバ壁上に沈着して、そして、蒸発器温度でそれらが流れることができる限り、それらは、チャンバ壁に沿って流れ落ちる。重力の結果として、これらの残渣は、チャンバの底部上に蓄積する。

本発明による方法の基本的態様は、チャンバ底部上に蓄積した残渣がもう一度吹き付けられるということである。好ましくは、それらは、流入しているガスの流れに沿って運ばれて、そこにおいて、微細液滴の形で蒸発チャンバ内に分配される。追加のノズル（例えば、キャリヤガスを充填されるノズル）は、沈着物を吹き付けるために提供されてもよい。反復吹付けの結果、残渣の気化できる中身（例えば凝縮している出発物質）は、スプレー円錐において蒸発されることができて、バーナーに供給されることができる。このように、チャンバの沈着物の量は、減少する。

蒸発器内に存在する条件下で蒸発しないように沸点の高い成分は、再度チャンバ壁上に沈着して、チャンバの底部上に蓄積する。通常、これらの成分は、環式のアルキル・ポリシロキサンから開環および重合によって形成される高分子化合物である。主に、重合は、液体供給物質に含まれる汚染物質によって始まる。これらは、とりわけ、シラノール、水、塩基、酸、および塩化化合物である。この種の汚染物質の存在は、技術的な観点から回避されることができない。最初に、沈着物は、粘稠性堅さ（ｖｉｓｃｏｕｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を有していて、蒸発器の条件下で流れることができる。これらのゲル類の反復吹付けは、重合生成物のさらなる反応に有利に働き、その結果、その分子量は増加する。ここにおいて、化合物の流動性は、自然に減少して、最後には、壁上に沈着した後に、沈着物がもはやチャンバの底部へと流れることができないように過度になる。したがって、本発明による方法は、流動可能な中身が、それらが反復反応によってゴム様の堅さと見なすまで、そして静止する（静止した残渣）になるまで、必要な限り循環されるという点を特徴とする。

このプロセスの結果として、進行中の動作の間、高粘度ポリマー層は、蒸発チャンバの壁上および底部上に形成される。この層が蒸発プロセスを妨げないこと、そして蒸発器が、この層の形成にもかかわらず長期間にわたって中断なしで動作されることができることが、わかった。ゴム様ポリマーは、大部分が不活発である。それらは、蒸発器内に残ることができて、いずれにしろ必要とされるメンテナンスおよびテストワークの範囲内で取り除かれることができる。本発明による蒸発器を使用して、約１０リットルの蒸発器ボリュームを用いて蒸発器の注目すべき沈着物形成がない８トン以上のＯＭＣＴＳを蒸発させることが可能性であった。ポリマー層の平均厚みは、７０ｐｍ未満であった。油溜の形成は、観察されなかった。

静止した残渣とは対照的に、蒸発器温度で流れることができる残渣（可動残渣）は、反応成分をまだ含んで、重合し続けることができる。アルキル・ポリシロキサンが蒸発する一方、これらの可動残渣は、連続的に改善される。

チャンバの上端部で取り除かれる気相内の樹脂およびゲル類の内容が驚くほど低いことは、明らかになった。これは、可動残渣の吹付けに帰すると推測される。これらの可動残渣は、汚染物質と反応することができる線形水酸基で終わるシロキサンを含む。小液滴の形で可動残渣を吹き付けることによって、その表面は、拡張される。そして、入って来るガス流れとの接触は、改善される。ガス流れ中に存在する汚染物質は、液滴によって吸収されて、反応によって結合される。

最後に、汚染物質は、高粘度の静止したポリマー層の形で蒸発器内に沈着される。この層が蒸発プロセスを損なわないので、蒸発器は、長期間にわたる中断なしで作動されることができる。中断しない動作時間をさらに延長するために、蒸発器は、内部表面を、したがって、静止した沈着物の堆積面を拡大する内蔵コンポーネントを備えることができる。好ましくは、内蔵コンポーネントは、蒸発器に挿入されることができるプレートまたはディスクの形を有する。プレートおよびディスクの寸法および形状は、蒸発器のサイズおよび形状に合わせられる。蒸発器の中間棚に配置されることができるプレートまたはディスクは、特に好ましい。例えばエキスバンドメタルでできた、例えば、金属の格子またはスクリーンは、有利である。

本発明による蒸発器は、ＳｉＯ_２ボディを得るために容易に処理されることができる高純度の蒸気のアルキル・ポリシロキサンを提供することを可能にする。乾燥されて、熱的に処理された後、ＳｉＯ_２ボディは、ガラス繊維を製造するために特に適した欠点のないガラスブランクに、結果としてなる。本発明による方法によって、蒸発器内の沈着物の量は、最小にされる。そして同時に、蒸気のアルキル・ポリシロキサンの純度は、最大にされる。

好ましくは、蒸発器への出発物質の吹付けは、液体の大部分が蒸発チャンバの壁と接触して来ないで蒸発するように制御される。好ましくは、単一物質ノズルまたは、より好ましくは、蒸発チャンバの底部上に配置されて、垂直上向き方向に自由チャンバへと液体を吹き付ける２−物質ノズルによって、アルキル・ポリシロキサンは、吹き付けられる。そのときに、スプレー円錐は、液滴のいかなる壁接触も最小にされるように構成される。蒸発する液体は、できるだけ小さい液滴を形成するために小粒子に噴霧（ａｔｏｍｉｓｅ）される。好ましくは、平均液滴サイズ（液滴の平均容積直径）は、５ｐｍ〜２００ｐｍの、より好ましくは１０ｐｍ〜１５０ｐｍの、そして最も好ましくは２０ｐｍ〜１００ｐｍの範囲内にある。微細スプレーミストの形成は、液体の速い蒸発を成し遂げて、液体出発物質上の高い温度負荷を防止することを可能にする。飛行フェーズにおいて、液滴は、蒸発器から熱を取って、いかなる壁接触もなしで大部分蒸発する。残留する液体は、蒸発チャンバの壁との接触の間、蒸発する。

好適な実施形態によれば、液体は、キャリヤガスによって吹き付けられる。キャリヤガスの存在は、露点の減少を引き起こす。キャリヤガスが使われるときに、図１および図３において模式的に示されるような２−物質ノズルは、好ましくは使用される。

本発明によれば、好ましくは、空気噴霧ノズル（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｔｏｍｉｓｉｎｇ ｎｏｚｚｌｅ）が使用される。空気噴霧ノズルが使用されるときに、ガスの供給は、超微細液滴を形成するために液体流れを加えて引き裂くのに役立つ。噴射器ノズルまたは、好ましくは圧力混合ノズルが使用されることができる。

噴射器ノズルが用いられるときに、吹付け媒体して作用する１つの媒体および、（ベンチュリの原理にしたがって）混合チャンバへと吸引する第２の媒体によって、液体およびガスは、混合される。両媒体は、混合物としてノズルを去る。

圧力混合ノズルが使われるときに、両媒体（すなわちガスおよび液体）は、加圧の仕方（液体圧力原理）でノズルに供給される。

圧力混合ノズルが使われるときに、媒体は、ノズル本体パイプの中で、またはそれなしで、混合されることができる。内部的混合ノズルの場合には、両媒体は、混合チャンバ内で混合される。混合は、例えば、中空円錐のようなノズル開口を残す。外部的混合ノズルの場合には、２つの媒体は、それらがノズルから出る前に接触しない。混合は、互いに２つのスプレー円錐を吹き付けることによって生じる。

外部的混合ノズルは、汚染の傾向がある粘稠性媒体を小粒子に噴霧するのに特に適していて、したがって、好ましい。さらに、外部的混合ノズルは、媒体供給が互いに相互に影響を及ぼさないという点で、有利である。好ましくは、環の形に配置される複数の放出開口を備える外部的混合２−物質ノズルは、使用される。

一般に、吹付けの円錐形の形を有するノズル、特に吹付けの完全な円錐形を有するノズルは、好ましい。

油溜残渣のかき混ぜおよび吹付けを改善するために、１つ以上のさらなるノズル２１は、設けられることができる（図４）。例えば、噴霧ノズル３は、さらなる環状ノズルまたは、キャリヤガスを導くために用いるノズルのリムによって、囲まれることができる。好ましくは、このノズルまたはこれらのノズルは、環状凹所において配置される。可動残渣が好ましくは凹所にたまるので、このように、油溜残渣を特に十分に撹拌して、吹き付けることは、可能である。油溜残渣が内部ノズルを有る出発物質の吹付けを損なうことなく外部のガス流れに沿って運ばれて、それによって吹き付けられるという点で、放出開口の環状の配置は、有利である。

複数のノズルまたは複数の物質のノズルが用いられるときに、液体を小粒子に噴霧するために蒸発器に導入されるキャリヤガスの少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも５０％が使用される。残りのキャリヤガスは、油溜物質を十分に撹拌するために使われることができる。

蒸発を加速するために、供給物質は、好ましくは予熱される。温度は、供給物質に依存して、ＯＭＣＴＳの場合には、好ましくは６０℃〜１７５℃の範囲内、より好ましくは１００℃〜１６０℃の範囲内にある。

好ましくは、キャリヤガスは、１００℃〜２５０℃、より好ましくは１３０℃〜２４０℃、最も好ましくは１５０℃〜２２０℃まで加熱される。

好ましくは、蒸発器自体も加熱される。これは、蒸発器の壁および／または底部の発熱体によって、または、蒸発器チャンバに挿入される発熱体によって、達成されることができる。加熱目的のために、被加熱流体、例えば被加熱液体または、好ましくは電気発熱体が使用されることができる。加熱は、好ましくは何よりも、最も好ましくは、底部すなわち底板２ｄ、カバー２ｅおよび／または任意の中間棚を介して排他的に達成される。そして、電気的に加熱される底部は、特に適切である。

好ましくは、ヒーター出力の少なくとも８０％は、底部を経て導かれる。好ましくは、ヒーター出力のわずか２０％が横方向の表面を経て導かれる。好ましくは、横方向の表面は、追加的に加熱されてはならない。

図２は、本発明による蒸発器の好ましい実施形態を示す。そしてそれは、底板２ｄおよびカバー２ｅに加えて３つの加熱可能な中間棚２ａ、２ｂおよび２ｃを備える。好ましくは、蒸発器は、少なくとも１つの、より好ましくは２〜１０の、最も好ましくは３〜６の加熱可能な中間棚を備える。中間棚は、各々、底部が電気的に加熱されることができる発熱体９ａ、９ｂおよび９ｃを備える。ノズル３から出ているスプレーミストは、第１の中間棚２ａの中央開口を通って、開いた内部空間２ｆへと吹き付けられる。

中間棚２ａ、２ｂおよび２ｃは、蒸気が上向き方向に放出されることができること、そして、凝縮物および他の沈着物が下向き方向に排出されることができることを確実にするために、１つ以上の開口を備える。図３は、中間棚２ａの上面図である。中央開口１１に加えて、底部は、沈着物の排出が容易である追加の孔１２を有する。

蒸発器の底部は、さまざまな仕方で設計されることができる。例えば、蒸発器は、円錐形に低下する内部表面または平坦な内部表面を有する底板を備えることができる。

図４は、平坦な内側底面を有する本発明による蒸発器の底部領域の拡大図である。本実施形態では、底板２ｄも、少なくとも１つの発熱体９ｄを含む。噴射ノズル３は、２−物質ノズルである。アルキル・ポリシロキサンは、入口３ａを介して、そしてキャリヤガスは入口３ｂを介して、ノズルに供給される。加えて、キャリヤガスが蒸発器へと供給されることができるさらなるノズル２１が設けられる。２−物質ノズル３の出口周辺に環の形で配置される開口２２を介して、キャリヤガスは、蒸発器に入る。

図５は、本発明による蒸発器の発熱体９ｄを有する底板２ｄのさらなる実施形態を示す。底板は、凝縮物およびゲル様の産物が集められる円錐形のキャビティを備える。それらは、入って来るガス流れによりガス流れに沿ってそれらが運ばれる噴射ノズル３へと流れる。ノズル２１は、油溜産物を十分に撹拌するために付加的なキャリヤガスを導くために用いることができる。

Claims (26)

1. 石英ガラスを製造する方法であり、
   （ａ）垂直に配置された蒸発チャンバに適切な液体出発物質を吹き付けることによって、液体出発物質は蒸発して、
   （ｂ）蒸気質の出発物質は、ＳｉＯ_２を形成するために酸化して、そして、
   （ｃ）ＳｉＯ_２は集められる、方法であって、
   蒸発する前記出発物質は、前記蒸発チャンバの底部で中に吹き付けられて、そして、前記蒸気質の出発物質は、前記蒸発チャンバの上端部で取り除かれるものであり、前記チャンバ内に沈着している成分が蒸発器の底部上に蓄積して、もう一度吹き付けられるように、前記蒸発チャンバは設計される、
   ことを特徴とする、方法。
2. （ａ）前記集められたＳｉＯ_２は、乾燥されて、そして、
   （ｂ）ガラスブランクを形成するために熱処理を受ける、
   請求項１に記載の方法。
3. ポリメチル・シクロシロキサンが出発物質として使われる、請求項１または２に記載の方法。
4. ヘキサメチル・シクロトリシロキサン、オクタメチル・シクロテトラシロキサン、デカメチル・シクロペンタシロキサン、またはドデカメチル・シクロヘキサシロキサンは、ポリメチル・シクロシロキサンとして用いられる、請求項３記載の方法。
5. 前記蒸発チャンバ内の温度は、１３０℃〜２３０℃の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記液体出発物質は、キャリヤガスとともに前記蒸発チャンバに導入される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 不活性ガスは、キャリヤガスとして使われる、請求項６に記載の方法。
8. キャリヤガスに対する出発物質のモル比は、０．０１〜２の範囲内にある、請求項３または４に記載の方法。
9. 形成された蒸気質の出発物質は、酸素と混合される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 混合ガスは、それが燃焼するバーナーに導入されて、ＳｉＯ_２を形成する、請求項９に記載の方法。
11. 適切な燃焼用燃料は、加えて、前記バーナーに導入される、請求項１０に記載の方法。
12. 水素は、燃焼用燃料として使われる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記液体出発物質および前記キャリヤガスは、２−物質ノズルを通って前記蒸発チャンバに導入される、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記２−物質ノズルは、圧力混合ノズルである、請求項１３に記載の方法。
15. 前記圧力混合ノズルは、外部的混合ノズルである、請求項１４に記載の方法。
16. 前記２−物質ノズルは、環の形に配置される放出開口を備える、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記２−物質ノズルの開口は、さらなる環状ノズルまたは、前記キャリヤガスを導くために用いるノズルのリムによって囲まれる、請求項１６に記載の方法。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法を適用するための蒸発器（１）であって、壁２ｃ、２ｄおよび２ｅによって囲まれている垂直に向いた蒸発チャンバ（２）、前記蒸発器の底部に配置されて、液体出発物質（４）を蒸発空間（２ｆ）に吹き付けるのに役立つ噴霧ノズル（３）、および前記蒸発器の上端部に配置される出口（８）、を備え、前記蒸発器は、前記チャンバ内に沈着している成分が前記蒸発器の前記底部上に蓄積して、もう一度吹き付けられるように設計される、蒸発器（１）。
19. 前記噴霧ノズル（３）は、２−物質ノズルである、請求項１８に記載の蒸発器。
20. 前記２−物質ノズルは、圧力混合ノズルである、請求項１９に記載の蒸発器。
21. 前記圧力混合ノズルは、外部的混合ノズルである、請求項２０に記載の蒸発器。
22. 前記蒸発器の前記底部に蓄積した成分を吹き付けるためのキャリヤガスが通って導かれることができる１つ以上のノズル（２１）を付加的に備える、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の蒸発器。
23. さらなる前記ノズルは、環の形で前記噴霧ノズル（３）の周辺に配置される、請求項２２に記載の蒸発器。
24. 前記さらなるノズルは、環状凹所に配置される、請求項２３に記載の蒸発器。
25. １つ以上の加熱可能な中間棚（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）を備える、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の蒸発器。
26. 内部表面を拡大するために内蔵コンポーネントを備える、請求項１８〜２５のいずれか１項に記載の蒸発器。
    
    

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