JPH039047B2 - - Google Patents
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- C03B2207/42—Assembly details; Material or dimensions of burner; Manifolds or supports
Description
【発明の詳細な説明】
『産業上の利用分野』
本発明はVAD法、OVD法などを介して通信
用、光学用の多孔質ガラス母材を製造する際のガ
ラス微粒子合成用トーチに関する。
用、光学用の多孔質ガラス母材を製造する際のガ
ラス微粒子合成用トーチに関する。
『従来の技術』
光フアイバ用、イメージフアイバ用、ライトガ
イド用、ロツドレンズ用など、これらの多孔質ガ
ラス母材を作製する手段として、不純物、OH基
等の混入が少ないVAD法、OVD法などが採用さ
れている。
イド用、ロツドレンズ用など、これらの多孔質ガ
ラス母材を作製する手段として、不純物、OH基
等の混入が少ないVAD法、OVD法などが採用さ
れている。
周知の通り、上記各法はガラス微粒子合成用の
トーチを用い、これに原料ガスと可燃ガスと助燃
ガス、あるいはこれら各ガスとシールガスとを供
給し、当該トーチを介した火炎加水分解反応およ
び／または熱酸化反応によりスート状のガラス微
粒子を生成し、そのガラス微粒子を棒状、管状な
どの所望形状に堆積する。
トーチを用い、これに原料ガスと可燃ガスと助燃
ガス、あるいはこれら各ガスとシールガスとを供
給し、当該トーチを介した火炎加水分解反応およ
び／または熱酸化反応によりスート状のガラス微
粒子を生成し、そのガラス微粒子を棒状、管状な
どの所望形状に堆積する。
これら各法で用いられるトーチは三重管以上の
多重管構造からなり、そのトーチが例えば四重管
構造からなるとき、トーチ中心からトーチ最外周
間の各流路を、原料ガス噴射流路（第一流路：中
心）、シールガス噴射流路（第二流路）、可燃ガス
噴射流路（第三流路）、助燃ガス噴射流路（第四
流路：最外周）としている。
多重管構造からなり、そのトーチが例えば四重管
構造からなるとき、トーチ中心からトーチ最外周
間の各流路を、原料ガス噴射流路（第一流路：中
心）、シールガス噴射流路（第二流路）、可燃ガス
噴射流路（第三流路）、助燃ガス噴射流路（第四
流路：最外周）としている。
一方、原料ガスは主原料がSiCl4、ドープ原料
がGeCl4、POCl4、BCl3等からなり、可燃ガスは
水素（H2）、メタン、プロパン、ブタン、あるい
はこれらの混合ガスからなり、助燃ガスは酸素
（O2）からなり、シールガスAr、その他の不活性
ガスからなる。
がGeCl4、POCl4、BCl3等からなり、可燃ガスは
水素（H2）、メタン、プロパン、ブタン、あるい
はこれらの混合ガスからなり、助燃ガスは酸素
（O2）からなり、シールガスAr、その他の不活性
ガスからなる。
これらVAD法、OVD法におけるガラス微粒子
の堆積原理は基本的に同じであるが、VAD法で
は回転しながら引き上げられる垂直なターゲツト
の下端にガラス微粒子を堆積し、OVD法では水
平状態で回転するマンドレルの外周にガラス微粒
子を堆積する。
の堆積原理は基本的に同じであるが、VAD法で
は回転しながら引き上げられる垂直なターゲツト
の下端にガラス微粒子を堆積し、OVD法では水
平状態で回転するマンドレルの外周にガラス微粒
子を堆積する。
上記各法を介して堆積形成される多孔質ガラス
母材は、爾後の熱処理により脱水ならびに透明ガ
ラス化され、気泡のない透明な母材となる。
母材は、爾後の熱処理により脱水ならびに透明ガ
ラス化され、気泡のない透明な母材となる。
『発明が解決しようとする問題点』
上述したVAD法の場合、ガラス微粒子の堆積
により多孔質ガラス母材が縦長（軸方向）に成長
するが、この際、当該母材にはその成長とともに
大きな自重が作用するようになり、したがつて、
長大な多孔質ガラス母材を作製するとき、その母
材自身の重みによりこれの破損が生じる。
により多孔質ガラス母材が縦長（軸方向）に成長
するが、この際、当該母材にはその成長とともに
大きな自重が作用するようになり、したがつて、
長大な多孔質ガラス母材を作製するとき、その母
材自身の重みによりこれの破損が生じる。
ゆえに、VAD法において大型の多孔質ガラス
母材を作製するとき、ガラス微粒子の堆積密度を
高めるための、すなわち、その母材強度を向上さ
せるための改善が必要となる。
母材を作製するとき、ガラス微粒子の堆積密度を
高めるための、すなわち、その母材強度を向上さ
せるための改善が必要となる。
一方、水平状態のマンドレル外周にガラス微粒
子を堆積させるOVD法の場合、VAD法にみられ
る多孔質ガラス母材の破損はないが、ガラス微粒
子の堆積にともない母材径が大きくなり、その母
材の表面積が次第に大きくなるため、トーチから
母材表面へ発せされた火炎の単位面積／単位時間
の熱量が変化し、ガラス微粒子堆積終期の熱量
は、その初期に比べてかなり小さくなる。
子を堆積させるOVD法の場合、VAD法にみられ
る多孔質ガラス母材の破損はないが、ガラス微粒
子の堆積にともない母材径が大きくなり、その母
材の表面積が次第に大きくなるため、トーチから
母材表面へ発せされた火炎の単位面積／単位時間
の熱量が変化し、ガラス微粒子堆積終期の熱量
は、その初期に比べてかなり小さくなる。
かかる現像により、上記堆積終期に至るほど多
孔質ガラス母材の焼きしめ度合が不足し、母材半
径方向にわたるガラス微粒子の密度にも差が生じ
る。
孔質ガラス母材の焼きしめ度合が不足し、母材半
径方向にわたるガラス微粒子の密度にも差が生じ
る。
多孔質ガラス母材の密度は0.4〜1.0ｇ／cm3が望
ましいが、上記焼きしめ不足により多孔質ガラス
母材の密度がこれらの値を下回ると、その母材の
成長時とか冷却時において、母材長手方向に沿う
割れ（クラツク）が発生する。
ましいが、上記焼きしめ不足により多孔質ガラス
母材の密度がこれらの値を下回ると、その母材の
成長時とか冷却時において、母材長手方向に沿う
割れ（クラツク）が発生する。
その対策として、母材の成長に対応してその母
材の回転速度を低下させるとか、あるいは燃料ガ
ス量を増加させるなどの手段が講じられいる。
材の回転速度を低下させるとか、あるいは燃料ガ
ス量を増加させるなどの手段が講じられいる。
しかし、母材の回転速度を低下させる前者の場
合は、多孔質ガラス母材の表面に凹凸を発生させ
たり、多径不良を惹き起こす原因となる。
合は、多孔質ガラス母材の表面に凹凸を発生させ
たり、多径不良を惹き起こす原因となる。
燃料ガス量を増加させる後者にしても、その増
加量を経験則に徴して設定する不確かな方法に依
存しており、しかも、トーチから発せられる火炎
が拡散炎であることを鑑みた場合、クラツクの発
生を阻止し、ガラス微粒子の不均一な堆積密度を
解消するための燃料ガスの漸増は、きわめて困難
である。
加量を経験則に徴して設定する不確かな方法に依
存しており、しかも、トーチから発せられる火炎
が拡散炎であることを鑑みた場合、クラツクの発
生を阻止し、ガラス微粒子の不均一な堆積密度を
解消するための燃料ガスの漸増は、きわめて困難
である。
このように、従来の多重管構造のトーチを用い
る多孔質ガラス母材の製造方法では、クラツク、
多径不良等のない、ガラス微粒子密度の均一な大
型母材が得がたい。
る多孔質ガラス母材の製造方法では、クラツク、
多径不良等のない、ガラス微粒子密度の均一な大
型母材が得がたい。
本発明は上記の問題点に鑑み、多孔質ガラス母
材が安定して製造することのできるガラス微粒子
合成用トーチを提供しようとするものである。
材が安定して製造することのできるガラス微粒子
合成用トーチを提供しようとするものである。
『問題点を解決するための手段』
(1) 本発明における特定発明のガラス微粒子合成
用トーチは所期の目的を達成するため、トーチ
中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を囲う
ようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガ
ス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路
が設けられていることを特徴とする。
用トーチは所期の目的を達成するため、トーチ
中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を囲う
ようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガ
ス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路
が設けられていることを特徴とする。
(2) 本発明における第二発明のガラス微粒子合成
用トーチは、所期の目的を達成するため、トー
チ中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を囲う
ようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガ
ス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路
が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周
には、環状助燃ガス噴射流路ていることを特徴
とする。
用トーチは、所期の目的を達成するため、トー
チ中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を囲う
ようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガ
ス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路
が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周
には、環状助燃ガス噴射流路ていることを特徴
とする。
(3) 本発明における第三発明のガラス微粒子合成
用トーチは、所期の目的を達成するため、トー
チ中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、第一環状シールガス噴射流路
が設けられ、その第一環状シールガス噴射流路
の外周には、当該環状シールガス噴射流路を囲
うようにして複数の互いに独立した小口径助燃
ガス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃
ガス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流
路が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外
周には、第二シールガス噴射流路が設けられ、
その第二シールガス噴射流路の外周には、環状
助燃ガス噴射流路が設けられていることを特徴
とする。
用トーチは、所期の目的を達成するため、トー
チ中心部に任意数の原料ガス噴射流路が設けら
れ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス噴射
流路の外周には、第一環状シールガス噴射流路
が設けられ、その第一環状シールガス噴射流路
の外周には、当該環状シールガス噴射流路を囲
うようにして複数の互いに独立した小口径助燃
ガス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃
ガス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流
路が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外
周には、第二シールガス噴射流路が設けられ、
その第二シールガス噴射流路の外周には、環状
助燃ガス噴射流路が設けられていることを特徴
とする。
『実施例』
以下、本発明に係るガラス微粒子合成用トーチ
の実施例についき、図面を参照して説明する。
の実施例についき、図面を参照して説明する。
第１図、第２図は本発明トーチの一実施例を示
したものである。
したものである。
第１図、第２図に示した多重管構造のトーチ１
は、そのトーチ中心に原料ガス噴射流路２が設け
られ、その原料ガス噴射流路２の外周に環状の可
燃ガス噴射流路３が設けられ、その環状可燃ガス
噴射流路３の外周に環状の助燃ガス噴射流路４が
設けられ、かつ、環状の可燃ガス噴射流路３内に
は、複数（多数）の互いに独立した小口径の助燃
ガス噴射流路５が周方向に間隔（等間隔）をおい
て設けられている。
は、そのトーチ中心に原料ガス噴射流路２が設け
られ、その原料ガス噴射流路２の外周に環状の可
燃ガス噴射流路３が設けられ、その環状可燃ガス
噴射流路３の外周に環状の助燃ガス噴射流路４が
設けられ、かつ、環状の可燃ガス噴射流路３内に
は、複数（多数）の互いに独立した小口径の助燃
ガス噴射流路５が周方向に間隔（等間隔）をおい
て設けられている。
かかるトーチ１の場合、第１図を参照して明ら
かな通り、環状の可燃ガス噴射流路３内にある各
小口径助燃ガス噴射流路５がトーチ中心の原料ガ
ス噴射流路２をとり囲んでいる。
かな通り、環状の可燃ガス噴射流路３内にある各
小口径助燃ガス噴射流路５がトーチ中心の原料ガ
ス噴射流路２をとり囲んでいる。
さらに各小口径助燃ガス噴射流路５は、第２図
を参照して明らかな通り、原料ガス噴射流路２の
中心線上の一点Ｐを指向しており、いわゆる焦点
型となつている。
を参照して明らかな通り、原料ガス噴射流路２の
中心線上の一点Ｐを指向しており、いわゆる焦点
型となつている。
トーチ１の先端から上記点Ｐまでの距離Ｌは、
通常、約30〜350mmの範囲内で設定され、より具
体的にはＬ＝200mm程度に設定される。
通常、約30〜350mmの範囲内で設定され、より具
体的にはＬ＝200mm程度に設定される。
トーチ１の下部には、第２図のごとく各ガス噴
射流路２，３，４，５に対応してガス導入口６，
７，８，９が設けられている。
射流路２，３，４，５に対応してガス導入口６，
７，８，９が設けられている。
第３図に示した多拾管構造のトーチ１は、基本
的に前記第１図、第２図のものと同じであるが、
原料ガス噴射流路２、環状可燃ガス噴射流路３、
環状助燃ガス噴射流路４、小口径助燃ガス噴射流
路５の各流路が互いに平行しており、しかも、こ
れら流路の相対関係では、環状可燃ガス噴射流路
３と小口径助燃ガス噴射流路５、原料ガス噴射流
路２、環状助燃ガス噴射流路４の順にこれらの先
端が突出している。
的に前記第１図、第２図のものと同じであるが、
原料ガス噴射流路２、環状可燃ガス噴射流路３、
環状助燃ガス噴射流路４、小口径助燃ガス噴射流
路５の各流路が互いに平行しており、しかも、こ
れら流路の相対関係では、環状可燃ガス噴射流路
３と小口径助燃ガス噴射流路５、原料ガス噴射流
路２、環状助燃ガス噴射流路４の順にこれらの先
端が突出している。
さらに第３図のトーチ１では、原料ガス噴射流
路２、小口径助燃ガス噴射流路５の各先端が球面
状となつている。
路２、小口径助燃ガス噴射流路５の各先端が球面
状となつている。
なお、各流路の先端突出状態に差をもたせたり
（不揃い状態）にしたり、所定の流路先端を球面
状とする構成は、前記第１図、第２図の実施例や
後述する実施例においても採用できる。
（不揃い状態）にしたり、所定の流路先端を球面
状とする構成は、前記第１図、第２図の実施例や
後述する実施例においても採用できる。
第１図〜第３図を参照して述べたトーチ１は、
第二発明の具体的実施例であるが、これら各図の
トーチ１において、環状助燃ガス噴射流路４を省
略した場合、特定発明の実施例となる。
第二発明の具体的実施例であるが、これら各図の
トーチ１において、環状助燃ガス噴射流路４を省
略した場合、特定発明の実施例となる。
第４図に示した多重管構造のトーチ１は、その
トーチ中心から外周に向け、順次、原料ガス噴射
流路２、第一の環状シールガス噴射流路１０、環
状可燃ガス噴射流路３、第二の環状シールガス噴
射流路１１、環状助燃ガス噴射流路４が設けら
れ、かつ、環状可燃ガス噴射流路３内に、複数の
互いに独立した小口径助燃ガス噴射流路５が周方
向に間隔をおいて設けられたものである。
トーチ中心から外周に向け、順次、原料ガス噴射
流路２、第一の環状シールガス噴射流路１０、環
状可燃ガス噴射流路３、第二の環状シールガス噴
射流路１１、環状助燃ガス噴射流路４が設けら
れ、かつ、環状可燃ガス噴射流路３内に、複数の
互いに独立した小口径助燃ガス噴射流路５が周方
向に間隔をおいて設けられたものである。
第４図に示したトーチ１は第三発明の具体的実
施例である。
施例である。
図示しない他の実施例として、複数の原料ガス
噴射流路、複数の可燃ガス噴射流路が設けられる
ことがある。
噴射流路、複数の可燃ガス噴射流路が設けられる
ことがある。
例えば前記各実施例において、トーチ中心部に
互いに隣接する二つ（またはそれ以上）の原料ガ
ス噴射流路が設けられる場合、これら原料ガス噴
射流路の外周に多重管状に設けられる他のガス噴
射流路としては楕円形が採用され、この際の小口
径助燃ガス噴射流路を焦点型とする場合、楕円の
焦点を二個定めて各小口径助燃ガス噴射流路をこ
れに対応させる。
互いに隣接する二つ（またはそれ以上）の原料ガ
ス噴射流路が設けられる場合、これら原料ガス噴
射流路の外周に多重管状に設けられる他のガス噴
射流路としては楕円形が採用され、この際の小口
径助燃ガス噴射流路を焦点型とする場合、楕円の
焦点を二個定めて各小口径助燃ガス噴射流路をこ
れに対応させる。
また、二つの環状可燃ガス噴射流路が設けられ
る場合、その一つは前記各実施例の位置でよく、
他の一つは例えばトーチ最外周に設けられる。
る場合、その一つは前記各実施例の位置でよく、
他の一つは例えばトーチ最外周に設けられる。
上記トーチ１を構成している管状ないし筒状部
材は、耐熱性の高い石英ガラス、セラミツクス等
からなるが、各ガス噴射流路の先端部側を石英ガ
ラスまたはセラミツクス製とし、残部を耐蝕性、
耐薬品性の優れた金属製としてもよい。
材は、耐熱性の高い石英ガラス、セラミツクス等
からなるが、各ガス噴射流路の先端部側を石英ガ
ラスまたはセラミツクス製とし、残部を耐蝕性、
耐薬品性の優れた金属製としてもよい。
第５図、第６図は本発明のトーチ１を用いて実
施しているVAD法、OVD法の略示図である。
施しているVAD法、OVD法の略示図である。
第５図のVAD法において、２１は排気系２２
を有する反応容器、２３はその反応容器２１の上
部に設けられた発熱体（電気ヒータ）２４内臓の
電気炉、２５は石英製のターゲツト、２６はター
ゲツト２５の回転引上装置であり、かかるVAD
法では、即知の通り、トーチ１を介して生成され
たガラス微粒子がターゲツト２５の下端に順次堆
積されて多孔質ガラス母材２７となり、その多孔
質ガラス母材２７が電気炉２３を介して透明ガラ
ス化され、棒状の透明ガラス母材２８となる。
を有する反応容器、２３はその反応容器２１の上
部に設けられた発熱体（電気ヒータ）２４内臓の
電気炉、２５は石英製のターゲツト、２６はター
ゲツト２５の回転引上装置であり、かかるVAD
法では、即知の通り、トーチ１を介して生成され
たガラス微粒子がターゲツト２５の下端に順次堆
積されて多孔質ガラス母材２７となり、その多孔
質ガラス母材２７が電気炉２３を介して透明ガラ
ス化され、棒状の透明ガラス母材２８となる。
第６図のOVD法において、３１は回転かつ往
復動式の駆動装置、３２はその駆動装置３１によ
り支持された石英パイプ製のマンドレルであり、
かかるOVD法も即知の通り、トーチ１を介して
生成されたガラス微粒子がマンドレル３２の外周
に順次堆積され、管状の多孔質ガラス母材３３と
なる。
復動式の駆動装置、３２はその駆動装置３１によ
り支持された石英パイプ製のマンドレルであり、
かかるOVD法も即知の通り、トーチ１を介して
生成されたガラス微粒子がマンドレル３２の外周
に順次堆積され、管状の多孔質ガラス母材３３と
なる。
これらVAD法、OVD法を実施する際の原料ガ
ス、可燃ガス、助燃ガス、シールガスとしては既
述のものが用いられる。
ス、可燃ガス、助燃ガス、シールガスとしては既
述のものが用いられる。
本発明のトーチ１は上述したVAD法、OVD法
に用いられるが、この際、原料ガス噴射流路２か
ら吹き出された原料ガスは、環状可燃ガス噴射流
路３からの可燃ガスと、小口径助燃ガス噴射流路
５からの助燃ガスとを介して火炎加水分解反応お
よび／または熱酸化反応を起こし、スート状のガ
ラス微粒子となる。
に用いられるが、この際、原料ガス噴射流路２か
ら吹き出された原料ガスは、環状可燃ガス噴射流
路３からの可燃ガスと、小口径助燃ガス噴射流路
５からの助燃ガスとを介して火炎加水分解反応お
よび／または熱酸化反応を起こし、スート状のガ
ラス微粒子となる。
この際、小口径助燃ガス噴射流路５から吹き出
される助燃ガスは、当該小口径助燃ガス噴射流路
５がノズル状であることにより、その吹き出し流
速がきわめて速くなる。
される助燃ガスは、当該小口径助燃ガス噴射流路
５がノズル状であることにより、その吹き出し流
速がきわめて速くなる。
この高流速の助燃ガスは、環状可燃ガス噴射流
路３から吹き出される可燃ガスとの反応を高速化
し、これらガスの燃焼量を増大して、従来の多重
管トーチを大きく上回る燃焼温度をもたらす。
路３から吹き出される可燃ガスとの反応を高速化
し、これらガスの燃焼量を増大して、従来の多重
管トーチを大きく上回る燃焼温度をもたらす。
かくて、トーチの燃焼温度が高められると、ガ
ラス微粒子の堆積が必然的に促進される。
ラス微粒子の堆積が必然的に促進される。
しかも本発明では、そのトーチの形状、構造に
基づき、多孔質ガラス母材の表面温度を上記高温
状態において均一に保持するから、当該母材のガ
ラス微粒子が均一かつ十分に焼きしめられ、その
ガラス微粒子密度のほぼ均一な母材が得られる。
基づき、多孔質ガラス母材の表面温度を上記高温
状態において均一に保持するから、当該母材のガ
ラス微粒子が均一かつ十分に焼きしめられ、その
ガラス微粒子密度のほぼ均一な母材が得られる。
特に、各小口径助燃ガス噴射流路５相互が焦点
型であるとき、これらの効果が著しい。
型であるとき、これらの効果が著しい。
この種の技術分野で用いられる一般的な多重管
トーチにおいて、酸素、水素をあらかじめ混合し
て同一の噴射系統から吹き出す場合、トーチの先
端近くで燃焼が生じ、その燃焼にともなう煤とか
所定の科学反応にともなうガラス微粒子などが、
トーチ先端に付着して目詰まりを起こしやすい。
トーチにおいて、酸素、水素をあらかじめ混合し
て同一の噴射系統から吹き出す場合、トーチの先
端近くで燃焼が生じ、その燃焼にともなう煤とか
所定の科学反応にともなうガラス微粒子などが、
トーチ先端に付着して目詰まりを起こしやすい。
本発明の場合、助燃ガスを小口径助燃ガス噴射
流路５から、可燃ガス（例えば水素）を環状助燃
ガス噴射流路４から、それぞれ分離して吹き出し
ているので、これら各ガス相互が混合状態となつ
て燃焼する位置（火炎の位置）とトーチ先端との
間に距離が生じ、しかも、前述したように助燃ガ
スの流速が速いので、火炎とトーチ先端との距離
が十分に大きくなる。
流路５から、可燃ガス（例えば水素）を環状助燃
ガス噴射流路４から、それぞれ分離して吹き出し
ているので、これら各ガス相互が混合状態となつ
て燃焼する位置（火炎の位置）とトーチ先端との
間に距離が生じ、しかも、前述したように助燃ガ
スの流速が速いので、火炎とトーチ先端との距離
が十分に大きくなる。
したがつて、目詰まり原因となる上記煤、ガラ
ス微粒子などがトーチ先端に付着しがたく、長時
間にわたつて安定した燃焼状態を呈する。
ス微粒子などがトーチ先端に付着しがたく、長時
間にわたつて安定した燃焼状態を呈する。
なお、原料ガス噴射流路２、小口径助燃ガス噴
射流路５の各先端が球面状となつている場合は、
これら流路先端へのガラス微粒子付着が防止でき
るので、より望ましい。
射流路５の各先端が球面状となつている場合は、
これら流路先端へのガラス微粒子付着が防止でき
るので、より望ましい。
その上、第一環状シールガス噴射流路１０も、
原料ガス噴射流路２がガラス微粒子により閉塞さ
れるのを阻止する効果を有し、第二環状シールガ
ス噴射流路１１が、環状可燃ガス噴射流路３と環
状助燃ガス噴射流路４とを仕切る管状ないし筒状
部材先端の熱的変形、磨耗を防止する。
原料ガス噴射流路２がガラス微粒子により閉塞さ
れるのを阻止する効果を有し、第二環状シールガ
ス噴射流路１１が、環状可燃ガス噴射流路３と環
状助燃ガス噴射流路４とを仕切る管状ないし筒状
部材先端の熱的変形、磨耗を防止する。
他の特徴として、環状助燃ガス噴射流路４から
吹き出される助燃ガスは、ガラス微粒子の合成に
直接関与することなく火炎の安定化に役立つ。
吹き出される助燃ガスは、ガラス微粒子の合成に
直接関与することなく火炎の安定化に役立つ。
かかる火炎の安定化により、火炎中心部および
火炎周辺部にわたる温度分布が均一化する。
火炎周辺部にわたる温度分布が均一化する。
その結果、立孔質ガラス母材表面における凹凸
の発生が防止でき、加えてガラス微粒子密度の均
一化もはかれる。
の発生が防止でき、加えてガラス微粒子密度の均
一化もはかれる。
これは、環状助燃ガス噴射流路４から吹き出さ
れる助燃ガスが、その内側の環状助燃ガス噴射流
路３から吹き出される可燃ガスと、大気との接触
を遮断して、その可燃ガスの燃え残りを完全に燃
焼させるからである。
れる助燃ガスが、その内側の環状助燃ガス噴射流
路３から吹き出される可燃ガスと、大気との接触
を遮断して、その可燃ガスの燃え残りを完全に燃
焼させるからである。
すなわち、内側の環状助燃ガス噴射流路３から
吹き出されて燃え残つた可燃ガスが、空気中の酸
素と不安定な燃焼反応を起こした場合、火炎周辺
部の乱れが誘発されるが、本発明の場合は既述の
助燃ガスによりこのような事態が防止され、上述
した効果をもたらす。
吹き出されて燃え残つた可燃ガスが、空気中の酸
素と不安定な燃焼反応を起こした場合、火炎周辺
部の乱れが誘発されるが、本発明の場合は既述の
助燃ガスによりこのような事態が防止され、上述
した効果をもたらす。
より具体的な例として、第１図、第２図のトー
チ１を用い、下記の条件で第６図のOVD法を実
施した。
チ１を用い、下記の条件で第６図のOVD法を実
施した。
原料ガス噴射流路２：SiCl4（50℃）＝３／
min（キヤリアガスAr） 可燃ガス噴射流路３：H2＝35／min→45
／min助燃ガス噴射流路４：O2＝５／min
→８／min 助燃ガス噴射流路５：O2＝16／min マンドレル３２の外径：15mmφ トラバース速度：100mm／min トラバース区間：350mm マンドレル32の回転速度：60r.p.m 合成時間：約6.5時間 上記の条件で作製された多孔質ガラス母材は、
多径×長さ＝120φ×350mmであり、その半径方向
にわたるガラス微粒子密度は約0.4ｇ／cm3にて、
ほぼ一定しており、クラツクの発生が全くみられ
なかつた。
min（キヤリアガスAr） 可燃ガス噴射流路３：H2＝35／min→45
／min助燃ガス噴射流路４：O2＝５／min
→８／min 助燃ガス噴射流路５：O2＝16／min マンドレル３２の外径：15mmφ トラバース速度：100mm／min トラバース区間：350mm マンドレル32の回転速度：60r.p.m 合成時間：約6.5時間 上記の条件で作製された多孔質ガラス母材は、
多径×長さ＝120φ×350mmであり、その半径方向
にわたるガラス微粒子密度は約0.4ｇ／cm3にて、
ほぼ一定しており、クラツクの発生が全くみられ
なかつた。
『発明の効果』
以上説明した通り、本発明の特定発明に係るガ
ラス微粒子合成用トーチは、そのトーチ中心部に
位置する原料ガス噴射流路の外周に、当該原料ガ
ラス噴射流路を囲うようにして複数の互いに独立
した小口径助燃ガス噴射流路が配置され、これら
各小口径助燃ガス噴射流路の周囲に、環状可燃ガ
ス噴射流路が設けられているから、各小口径助燃
ガス噴射流路の特異な配列構成により多孔質ガラ
ス母材が安定して製造できるようになる。
ラス微粒子合成用トーチは、そのトーチ中心部に
位置する原料ガス噴射流路の外周に、当該原料ガ
ラス噴射流路を囲うようにして複数の互いに独立
した小口径助燃ガス噴射流路が配置され、これら
各小口径助燃ガス噴射流路の周囲に、環状可燃ガ
ス噴射流路が設けられているから、各小口径助燃
ガス噴射流路の特異な配列構成により多孔質ガラ
ス母材が安定して製造できるようになる。
本発明の第二発明に係るガラス微粒子合成用ト
ーチは、特定発明のトーチにおいて、環状可燃ガ
ス噴射流路の外周に環状助燃ガス噴射流路が設け
られているから、既述の効果が得られるだけでな
く、その環状助燃ガス噴射流路を介して火炎をそ
の半径方向にわたつて安定させることができる。
ーチは、特定発明のトーチにおいて、環状可燃ガ
ス噴射流路の外周に環状助燃ガス噴射流路が設け
られているから、既述の効果が得られるだけでな
く、その環状助燃ガス噴射流路を介して火炎をそ
の半径方向にわたつて安定させることができる。
本発明の第三発明に係るガラス微粒子合成用ト
ーチは、特定発明のトーチにおいて、所定のガラ
ス噴射流路間に第一、第二の環状シールガス噴射
流路が設けられているから、既述の効果が得られ
るだけでなく、原料ガス噴射流路のガラス微粒子
による閉塞が防止され、環状可燃ガス噴射流路お
よび環状助燃ガス噴射流路を仕切る管状ないし筒
状部材の先端が防護される。
ーチは、特定発明のトーチにおいて、所定のガラ
ス噴射流路間に第一、第二の環状シールガス噴射
流路が設けられているから、既述の効果が得られ
るだけでなく、原料ガス噴射流路のガラス微粒子
による閉塞が防止され、環状可燃ガス噴射流路お
よび環状助燃ガス噴射流路を仕切る管状ないし筒
状部材の先端が防護される。
第１図は本発明トーチの第一実施例を示した平
面図、第２図は第１図のトーチの縦断面図、第３
図は本発明トーチの第二実施例を示した要部縦断
面図、第４図は本発明トーチの第三実施例を示し
た平面図、第５図は本発明トーチを用いたVAD
法の略示図、第６図は本発明トーチを用いた
OVD法の略示図である。 １……トーチ、２……原料ガス噴射流路、３…
…環状可燃ガス噴射流路、４……環状助燃ガス噴
射流路、５……小口径助燃ガス噴射流路、１０…
…第一環状シールガス噴射流路、１１……第二環
状シールガス噴射流路。
面図、第２図は第１図のトーチの縦断面図、第３
図は本発明トーチの第二実施例を示した要部縦断
面図、第４図は本発明トーチの第三実施例を示し
た平面図、第５図は本発明トーチを用いたVAD
法の略示図、第６図は本発明トーチを用いた
OVD法の略示図である。 １……トーチ、２……原料ガス噴射流路、３…
…環状可燃ガス噴射流路、４……環状助燃ガス噴
射流路、５……小口径助燃ガス噴射流路、１０…
…第一環状シールガス噴射流路、１１……第二環
状シールガス噴射流路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ トーチ中心部に任意数の原料ガス噴射流路が
設けられ、そのトーチ中心部に位置する原料ガス
噴射流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を囲
うようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガス
噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路が設
けられていることを特徴とするガラス微粒子合成
用トーチ。 ２ トーチ中心部に一つの原料ガス噴射流路が設
けられ、その原料ガス噴射流路の外周に各小口径
助燃ガス噴射流路が配置され、これら各小口径助
燃ガス噴射流路の周囲に環状可燃ガス噴射流路が
設けられている特許請求の範囲第１項記載のガラ
ス微粒子合成用トーチ。 ３ トーチ中心部に二つの原料ガス噴射流路が互
いに隣接して設けられ、当該両原料ガス噴射流路
を囲うようにして、各小口径助燃ガス噴射流路が
配置され、これら各小口径助燃ガス噴射流路の周
囲に環状可燃ガス噴射流路が設けられている特許
請求の範囲第１項記載のガラス微粒子合成用トー
チ。 ４ 各小口径助燃ガス噴射流路が、トーチ中心線
上の一点を指向している特許請求の範囲第１項な
いし第３項いずれかに記載のガラス微粒子合成用
トーチ。 ５ 原料ガス噴射流路、各小口径助燃ガス噴射流
路の先端が球面状に形成されている特許請求の範
囲第１項ないし第３項いずれかに記載のガラス微
粒子合成用トーチ。 ６ 原料ガス噴射流路と環状可燃ガス噴射流路と
が同心の真円からなる特許請求の範囲第２項記載
のガラス微粒子合成用トーチ。 ７ 環状可燃ガス噴射流路が楕円形からなる特許
請求の範囲第３項記載のガラス微粒子合成用トー
チ。 ８ トーチの流路構成部材が石英ガラスからなる
特許請求の範囲第１項ないし第７項いずれかに記
載のガラス微粒子合成用トーチ。 ９ トーチの流路構成部材がセラミツクスからな
る特許請求の範囲第１項ないし第７項いずれかに
記載のガラス微粒子合成用トーチ。 １０ トーチ中心部に任意数の原料ガス噴射流路
が設けられ、そのトーチ中心部に位置する原料ガ
ス噴射流路の外周には、当該原料ガス噴射流路を
囲うようにして複数の互いに独立した小口径助燃
ガス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガ
ス噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路が
設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周に
は、環状助燃ガス噴射流路が設けられていること
を特徴とするガラス微粒子合成用トーチ。 １１ トーチ中心部に一つの原料ガス噴射流路が
設けられ、その原料ガス噴射流路の外周に各小口
径助燃ガス噴射流路が配置され、これら各小口径
助燃ガス噴射流路の周囲に、環状可燃ガス噴射流
路が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周
に環状助燃ガス噴射流路が設けられている特許請
求の範囲第１０項記載のガラス微粒子合成用トー
チ。 １２ トーチ中心部に二つの原料ガス噴射流路が
互いに隣接して設けられ、当該両原料ガス噴射流
路の外周に各小口径助燃ガス噴射流路が配置さ
れ、これら各小口径助燃ガス噴射流路の周囲に環
状可燃ガス噴射流路が設けられ、その環状可燃ガ
ス噴射流路の外周に環状助燃ガス噴射流路が設け
られている特許請求の範囲第１０項記載のガラス
微粒子合成用トーチ。 １３ 各小口径助燃ガス噴射流路が、トーチ中心
線上の一点を指向している特許請求の範囲第１０
項ないし第１２項いずれかに記載のガラス微粒子
合成用トーチ。 １４ 原料ガス噴射流路、各小口径助燃ガス噴射
流路の先端が球面状に形成されている特許請求の
範囲第１０項ないし第１２項いずれかに記載のガ
ラス微粒子合成用トーチ。 １５ 原料ガス噴射流路と環状可燃ガス噴射流路
と環状助燃ガス流路とが同心の真円からなる特許
請求の範囲第１１項記載のガラス微粒子合成用ト
ーチ。 １６ 環状可燃ガス噴射流路と環状助燃ガス噴射
流路とが同心の楕円からなる特許請求の範囲第１
２項記載のガラス微粒子合成用トーチ。 １７ トーチの流路構成部材が石英ガラスからな
る特許請求の範囲第１０項ないし第１６項いずれ
かに記載のガラス微粒子合成用トーチ。 １８ トーチの流路構成部材がセラミツクスから
なる特許請求の範囲第１０項ないし第１６項いず
れかに記載のガラス微粒子合成用トーチ。 １９ トーチ中心部に任意数の原料ガス噴射流路
が設けられ、そのトーチ中心部に位置する原料ガ
ス噴射流路の外周には、第一環状シールガス噴射
流路が設けられ、その第一環状シールガス噴射流
路の外周には、当該環状シールガス噴射流路を囲
うようにして複数の互いに独立した小口径助燃ガ
ス噴射流路が配置され、これら各小口径助燃ガス
噴射流路の周囲には、環状可燃ガス噴射流路が設
けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周には、
第二シールガス噴射流路が設けられ、その第二シ
ールガス噴射流路の外周には、環状助燃ガス噴射
流路が設けられていることを特徴とするガラス微
粒子合成用トーチ。 ２０ トーチ中心部に一つの原料ガス噴射流路が
設けられ、その原料ガス噴射流路の外周に第一環
状シールガス噴射流路が設けられ、その第一環状
シールガス噴射流路の外周に各小口径助燃ガス噴
射流路が配置され、これら各小口径助燃ガス噴射
流路の周囲に環状可燃ガス噴射流路が設けられ、
その環状可燃ガス噴射流路の外周に第二シールガ
ス噴射流路が設けられ、その第二シールガス噴射
流路の外周に環状助燃ガス噴射流路が設けられて
いる特許請求の範囲第１９項記載のガラス微粒子
合成用トーチ。 ２１ トーチ中心部に二つの原料ガス噴射流路が
互いに隣接して設けられ、両原料ガス噴射流路の
外周に第一環状シールガス噴射流路が設けられ、
その第一環状シールガス噴射流路の外周に各小口
径助燃ガス噴射流路が配置され、これら各小口径
助燃ガス噴射流路の周囲に環状可燃ガス噴射流路
が設けられ、その環状可燃ガス噴射流路の外周に
第二環状シールガス噴射流路が設けられ、その第
二環状シールガス噴射流路の外周に環状助燃ガス
噴射流路が設けられている特許請求の範囲第１９
項記載のガラス微粒子合成用トーチ。 ２２ 各小口径助燃ガス噴射流路が、トーチ中心
線上の一点を指向している特許請求の範囲第１９
項ないし第２１項いずれかに記載のガラス微粒子
合成用トーチ。 ２３ 原料ガス噴射流路、各小口径助燃ガス噴射
流路の先端が球面状に形成されている特許請求の
範囲第１９項ないし第２１項いずれかに記載のガ
ラス微粒子合成用トーチ。 ２４ 原料ガス噴射流路と第一シールガス噴射流
路と環状可燃ガス噴射流路と第二環状シールガス
噴射流路と環状助燃ガス流路とが同心の真円から
なる特許請求の範囲第２０項記載のガラス微粒子
合成用トーチ。 ２５ 第一シールガス噴射流路と環状可燃ガス噴
射流路と第二環状シールガス噴射流路と環状助燃
ガス流路とが同心の楕円からなる特許請求の範囲
第２１項記載のガラス微粒子合成用トーチ。 ２６ トーチの流路構成部材が石英ガラスからな
る特許請求の範囲第１９項ないし第２５項いずれ
かに記載のガラス微粒子合成用トーチ。 ２７ トーチの流路構成部材がセラミツクスから
なる特許請求の範囲第１９項ないし第２５項いず
れかに記載のガラス微粒子合成用トーチ。
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