JPH08284904A - ガス流の分割装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易にかつ低コストで製造しうると共に、ス
ート付着バーナーへのガスの送りの一様性と再現性と
を、可能な最も高い程度に保証する分流器を提供する。 【解決手段】 ガス流を複数の部分ガス流に分割する分
流器（１）は、均等化室（２）を有する。該均等化室に
は、ガスを均等化室に流入させるため、第１複数のガス
入口開口を備えるガス入口（１５）が設けられ、また、
均等化室から第２複数のガス流を流出させるため、第２
複数のガス出口開口（１０）が設けられる。該第２複数
のガス出口開口は、ガス管路（１６）により第２複数の
スート付着バーナー（１４）に接続される。各スート付
着バーナーに接続されたこのガス管路は、ガス出口開口
及びスート付着バーナーの間に最大流れ抵抗のガス出口
ノズル（１１）を有する。
ート付着バーナーへのガスの送りの一様性と再現性と
を、可能な最も高い程度に保証する分流器を提供する。 【解決手段】 ガス流を複数の部分ガス流に分割する分
流器（１）は、均等化室（２）を有する。該均等化室に
は、ガスを均等化室に流入させるため、第１複数のガス
入口開口を備えるガス入口（１５）が設けられ、また、
均等化室から第２複数のガス流を流出させるため、第２
複数のガス出口開口（１０）が設けられる。該第２複数
のガス出口開口は、ガス管路（１６）により第２複数の
スート付着バーナー（１４）に接続される。各スート付
着バーナーに接続されたこのガス管路は、ガス出口開口
及びスート付着バーナーの間に最大流れ抵抗のガス出口
ノズル（１１）を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス流を幾つかの
部分ガス流に分割するために、該ガス流のためのガス入
口と、部分ガス流のための幾つかの出口開口とを備えた
均等化室を有する分割装置に関するものである。これら
の出口開口の各々は、ガス管路によりガス消費体に接続
されており、各部分ガス流の最大流れ抵抗は、該部分ガ
ス流の流れ方向において見てガス出口の下方にある領域
において与えられる。
部分ガス流に分割するために、該ガス流のためのガス入
口と、部分ガス流のための幾つかの出口開口とを備えた
均等化室を有する分割装置に関するものである。これら
の出口開口の各々は、ガス管路によりガス消費体に接続
されており、各部分ガス流の最大流れ抵抗は、該部分ガ
ス流の流れ方向において見てガス出口の下方にある領域
において与えられる。
【０００２】
【従来の技術】以下の説明において“分流器”と呼ぶ上
述のような装置は、米国特許第５，１１６，４００号明
細書から既知である。同米国特許明細書に記載された分
流器は、多重バーナーアセンブリにバーナーガスを供給
するために用いられている。該多重バーナーアセンブリ
は、長手方向の軸心回りに回転される細長い支持体上に
シリカスートを付着させるために用いられる。この目的
のため、該バーナーは、支持体に沿って短い距離だけ前
後に軸方向に案内され、この距離は個々のバーナー間の
距離にほぼ等しい。
述のような装置は、米国特許第５，１１６，４００号明
細書から既知である。同米国特許明細書に記載された分
流器は、多重バーナーアセンブリにバーナーガスを供給
するために用いられている。該多重バーナーアセンブリ
は、長手方向の軸心回りに回転される細長い支持体上に
シリカスートを付着させるために用いられる。この目的
のため、該バーナーは、支持体に沿って短い距離だけ前
後に軸方向に案内され、この距離は個々のバーナー間の
距離にほぼ等しい。
【０００３】均質なスート体を造るためには、各バーナ
ーが、他のバーナーと同じ速度で付着層を形成すること
が重要である。個々のバーナーが異なる形成速度を有す
ると、スート体の外側形状が不規則になる。個々のバー
ナーの形成速度に不均等が生ずるのは、ガス供給量の変
動や、製造に関連して理想的なバーナー配列から変位す
ることによる。多重バーナーアセンブリの全バーナーに
ついて同一の形成速度を保証するために、上記米国特許
明細書は、ガス供給系統に、ガス入口と、バーナーの数
に対応する多数のガス出口とを備えた均等化タンクを設
けることを提案している。ガス入口の開口は、種々のガ
ス出口の横断面よりも大きな横断面を有する。従って、
圧力降下が最大になる領域は、各バーナーが互いにでき
るだけ同じであるバーナー部分に位置していなければな
らない。そうすれば、この部分は同時に、ガス供給系統
の最大流れ抵抗に対応する。
ーが、他のバーナーと同じ速度で付着層を形成すること
が重要である。個々のバーナーが異なる形成速度を有す
ると、スート体の外側形状が不規則になる。個々のバー
ナーの形成速度に不均等が生ずるのは、ガス供給量の変
動や、製造に関連して理想的なバーナー配列から変位す
ることによる。多重バーナーアセンブリの全バーナーに
ついて同一の形成速度を保証するために、上記米国特許
明細書は、ガス供給系統に、ガス入口と、バーナーの数
に対応する多数のガス出口とを備えた均等化タンクを設
けることを提案している。ガス入口の開口は、種々のガ
ス出口の横断面よりも大きな横断面を有する。従って、
圧力降下が最大になる領域は、各バーナーが互いにでき
るだけ同じであるバーナー部分に位置していなければな
らない。そうすれば、この部分は同時に、ガス供給系統
の最大流れ抵抗に対応する。
【０００４】スート付着プロセスによる石英ガラスの製
造の際に、四塩化珪素（ＳｉＣｌ4)のような腐食性媒質
がしばしば必要とされる。金属製のバーナーはこれらの
媒質により化学的攻撃を受け、或いは同バーナーは高温
度により歪む。従って、バーナーは通常石英ガラスによ
り造られる。しかし、石英ガラス管の場合、正確に所望
の内径にすることが困難であり、従って、正確に所望の
最大流れ抵抗にすることが困難である。
造の際に、四塩化珪素（ＳｉＣｌ4)のような腐食性媒質
がしばしば必要とされる。金属製のバーナーはこれらの
媒質により化学的攻撃を受け、或いは同バーナーは高温
度により歪む。従って、バーナーは通常石英ガラスによ
り造られる。しかし、石英ガラス管の場合、正確に所望
の内径にすることが困難であり、従って、正確に所望の
最大流れ抵抗にすることが困難である。
【０００５】しかし、全てのバーナーが同一の形状寸法
を有すると仮定した場合でさえ、既知の装置は、スート
付着プロセスのどの時点でも全てのバーナーが互いにほ
ぼ等しい形成速度を有することを保証していない。即
ち、均等化タンクの内部に圧力差が生じ、その結果、ガ
ス出口のところに異なる圧力が到達することが分かっ
た。これにより、形状寸法的に理想的なバーナーの場
合、必然的に、形成速度が互いに異なることになる。
を有すると仮定した場合でさえ、既知の装置は、スート
付着プロセスのどの時点でも全てのバーナーが互いにほ
ぼ等しい形成速度を有することを保証していない。即
ち、均等化タンクの内部に圧力差が生じ、その結果、ガ
ス出口のところに異なる圧力が到達することが分かっ
た。これにより、形状寸法的に理想的なバーナーの場
合、必然的に、形成速度が互いに異なることになる。
【０００６】また、全てのバーナーの絶対形成速度につ
いては、ガス入口を介して供給されるガス量の変動の結
果として、スート体形成の過程を通して、変えることが
可能である。バーナーガスの送りを制御するための従来
の方法は、ロタメーター又は質量流量制御器（ＭＦＣ）
を使用する。質量流量制御の原理は、計測すべきガス流
量を介する熱の伝導に基づいている。例えば四塩化珪素
のような攻撃的な媒質による腐食の結果としてのＭＦＣ
の変化又はＭＦＣの領域における温度変化は、例えば、
制御機能に長時間にわたるドリフトを生じさせうる。Ｍ
ＦＣにより供給されているガスの制御された流速におけ
る上述のようなドリフトは、全てのバーナーの付着速度
に変化を生じさせると共に、スート体の顕微鏡組織に軸
方向の不均質性を生じさせる。
いては、ガス入口を介して供給されるガス量の変動の結
果として、スート体形成の過程を通して、変えることが
可能である。バーナーガスの送りを制御するための従来
の方法は、ロタメーター又は質量流量制御器（ＭＦＣ）
を使用する。質量流量制御の原理は、計測すべきガス流
量を介する熱の伝導に基づいている。例えば四塩化珪素
のような攻撃的な媒質による腐食の結果としてのＭＦＣ
の変化又はＭＦＣの領域における温度変化は、例えば、
制御機能に長時間にわたるドリフトを生じさせうる。Ｍ
ＦＣにより供給されているガスの制御された流速におけ
る上述のようなドリフトは、全てのバーナーの付着速度
に変化を生じさせると共に、スート体の顕微鏡組織に軸
方向の不均質性を生じさせる。
【０００７】従って、本発明は、容易にかつ低コストで
製造しうると共に、ガス消費体へのガスの送りの一様性
と再現性とを、可能な最も高い程度に保証する装置を提
供する技術に基づいている。
製造しうると共に、ガス消費体へのガスの送りの一様性
と再現性とを、可能な最も高い程度に保証する装置を提
供する技術に基づいている。
【０００８】
【発明の概要】本発明によると、ガス入口は、幾つか又
は数個のガス入口開口を備え、各部分ガス流についての
最大流れ抵抗は、ガス出口開口とガス消費体との間のガ
ス管路において与えられる。
は数個のガス入口開口を備え、各部分ガス流についての
最大流れ抵抗は、ガス出口開口とガス消費体との間のガ
ス管路において与えられる。
【０００９】“ガス入口”（ガス入口手段）という用語
は、均等化室へ導入すべきガス流の案内に必要な全ての
構成要素を指しており、均等化室の壁体にあるガス入口
開口を含む。ガス入口は数個のガス入口開口を備えてい
るので、均等化室に入るガス流を数個の小さな部分ガス
流に分けることが可能であり、この部分ガス流を互いに
独立して制御することができる。その結果、部分ガス流
の制御の一時的な変動又は不正確性が平均化される。少
なくとも、個々の部分ガス流における不正確性又は長時
間にわたる変動は、唯一つのガス流が存在する時の不正
確性又は変動ほどには厳しくない。幾つかのガス入口開
口を有するように均等化室を設計することによって、同
均等化室内に生じる圧力勾配が多分最小になるような態
様でガス入口開口を分布させることが可能になる。ガス
入口開口とガス出口開口との間の距離が長くなればなる
ほど、圧力勾配は大きくなる。従って、大きな圧力勾配
を避けたい時には、特に、細長い円筒形の均等化室の場
合、中央の１つのガス入口を設けるのではなく、どちら
かと言えば、数個のガス入口開口を部分ガス流のために
設ける必要がある。
は、均等化室へ導入すべきガス流の案内に必要な全ての
構成要素を指しており、均等化室の壁体にあるガス入口
開口を含む。ガス入口は数個のガス入口開口を備えてい
るので、均等化室に入るガス流を数個の小さな部分ガス
流に分けることが可能であり、この部分ガス流を互いに
独立して制御することができる。その結果、部分ガス流
の制御の一時的な変動又は不正確性が平均化される。少
なくとも、個々の部分ガス流における不正確性又は長時
間にわたる変動は、唯一つのガス流が存在する時の不正
確性又は変動ほどには厳しくない。幾つかのガス入口開
口を有するように均等化室を設計することによって、同
均等化室内に生じる圧力勾配が多分最小になるような態
様でガス入口開口を分布させることが可能になる。ガス
入口開口とガス出口開口との間の距離が長くなればなる
ほど、圧力勾配は大きくなる。従って、大きな圧力勾配
を避けたい時には、特に、細長い円筒形の均等化室の場
合、中央の１つのガス入口を設けるのではなく、どちら
かと言えば、数個のガス入口開口を部分ガス流のために
設ける必要がある。
【００１０】“均等化室”という用語は、ガス入口開口
及びガス出口開口間の全相互連絡中空スペースを意味す
るために使用されており、該中空スペース内では、流入
する部分ガス流の圧力、質量及び容積の差が均等化でき
る。
及びガス出口開口間の全相互連絡中空スペースを意味す
るために使用されており、該中空スペース内では、流入
する部分ガス流の圧力、質量及び容積の差が均等化でき
る。
【００１１】各部分ガス流毎に最大流れ抵抗がガス出口
開口とガス消費体との間のガス管路において与えられる
ので、この最大流れ抵抗は、ガス消費体の外部のガス管
路における任意の箇所に、特に、熱的及び化学的負荷が
低い箇所に設定することができる。また、ガス消費体か
らの最大流れ抵抗の箇所の計画的分離により、ガス消費
体から進行することがある汚染が排除される。従って、
流れ抵抗は一定のままである。また、流れ抵抗体は製造
が容易な材料から造ることができる。問題の流れ抵抗を
石英ガラスの外部に生じさせる必要はなく、従って、該
流れ抵抗は精確に調整でき、また、それはガス管路に容
易に受け入れられる。
開口とガス消費体との間のガス管路において与えられる
ので、この最大流れ抵抗は、ガス消費体の外部のガス管
路における任意の箇所に、特に、熱的及び化学的負荷が
低い箇所に設定することができる。また、ガス消費体か
らの最大流れ抵抗の箇所の計画的分離により、ガス消費
体から進行することがある汚染が排除される。従って、
流れ抵抗は一定のままである。また、流れ抵抗体は製造
が容易な材料から造ることができる。問題の流れ抵抗を
石英ガラスの外部に生じさせる必要はなく、従って、該
流れ抵抗は精確に調整でき、また、それはガス管路に容
易に受け入れられる。
【００１２】ガス管路は、問題の部分ガス流の圧力降下
が最大になる箇所で最大流れ抵抗（以下、単に“流れ抵
抗”と言うこともある）を与える。これは、原則的に、
最小の開放断面を有する箇所である。ガス管路の一部又
は全ガス管路は、例えば、流れ抵抗体を形成することが
できる。また、流れ抵抗をガス管路に挿入することもで
きる。“ガス管路”という用語は、ガス出口開口とガス
消費体との間に流れる時にガスが通ることができる任意
の接続体の意味で使用されている。どのガス管路も１つ
又はそれ以上の構成要素を有しうる。数個のガス管路を
一緒に接続することもでき、その場合、問題の部分ガス
流についての最大流れ抵抗を、流れの方向において見て
接続点の下方に、位置させられる点で有利である。
が最大になる箇所で最大流れ抵抗（以下、単に“流れ抵
抗”と言うこともある）を与える。これは、原則的に、
最小の開放断面を有する箇所である。ガス管路の一部又
は全ガス管路は、例えば、流れ抵抗体を形成することが
できる。また、流れ抵抗をガス管路に挿入することもで
きる。“ガス管路”という用語は、ガス出口開口とガス
消費体との間に流れる時にガスが通ることができる任意
の接続体の意味で使用されている。どのガス管路も１つ
又はそれ以上の構成要素を有しうる。数個のガス管路を
一緒に接続することもでき、その場合、問題の部分ガス
流についての最大流れ抵抗を、流れの方向において見て
接続点の下方に、位置させられる点で有利である。
【００１３】流れ抵抗体が取り替え可能にガス管路に挿
入される、以下の説明では再び“分流器”と呼ぶ、装置
の実施形態が特に有利であることが分かった。この目的
のため、金属製構成要素の形態の流れ抵抗体が特に信頼
性があることが分かった。該構成要素は、そこにドリル
で貫通穿孔された単一の通路を例えば有する。貫通通路
は非常に精度良く容易に形成することができる。従っ
て、流れ抵抗体は非常に再現性があることが保証され
る。必要なら、貫通通路は容易に拡大することもでき
る。分流器は、同分流器の各流れ抵抗を具体的な要求に
適応させることにより容易に最適化することができる。
これは、例えば、多重バーナーアセンブリによりシリカ
スートを付着させるため同多重バーナーアセンブリが使
用されたり、ある個々のバーナーの付着速度が隣接する
バーナーの付着速度よりも速いことが有利であると分か
った時に特に有利である。
入される、以下の説明では再び“分流器”と呼ぶ、装置
の実施形態が特に有利であることが分かった。この目的
のため、金属製構成要素の形態の流れ抵抗体が特に信頼
性があることが分かった。該構成要素は、そこにドリル
で貫通穿孔された単一の通路を例えば有する。貫通通路
は非常に精度良く容易に形成することができる。従っ
て、流れ抵抗体は非常に再現性があることが保証され
る。必要なら、貫通通路は容易に拡大することもでき
る。分流器は、同分流器の各流れ抵抗を具体的な要求に
適応させることにより容易に最適化することができる。
これは、例えば、多重バーナーアセンブリによりシリカ
スートを付着させるため同多重バーナーアセンブリが使
用されたり、ある個々のバーナーの付着速度が隣接する
バーナーの付着速度よりも速いことが有利であると分か
った時に特に有利である。
【００１４】分流器の好適な実施形態においては、均等
化室は円筒体として設計されており、ガス入口開口は、
均等化室の長手方向軸心に沿って軸方向に一様に分散配
置される。均等化室の長さは、ガス消費体の配置分布に
応じて選択されている。ガス消費体が１列に配列されて
いる場合、均等化室の長さは、例えば、ガス消費体の列
の長さとほぼ同じであることが有利である。ガス入口開
口を一様に分布させることは、均等化室の内部における
圧力の均等な分布に寄与する。
化室は円筒体として設計されており、ガス入口開口は、
均等化室の長手方向軸心に沿って軸方向に一様に分散配
置される。均等化室の長さは、ガス消費体の配置分布に
応じて選択されている。ガス消費体が１列に配列されて
いる場合、均等化室の長さは、例えば、ガス消費体の列
の長さとほぼ同じであることが有利である。ガス入口開
口を一様に分布させることは、均等化室の内部における
圧力の均等な分布に寄与する。
【００１５】ガス入口開口の数がガス消費体の数及び／
又はガス出口開口の数に等しい分流器が特に有効である
ことが分かった。このようにして、個々のガス消費体の
各々に供給されるべきガス流、即ち均等化室のガス出口
開口から出るべきガス流が、制御されかつ限定された態
様でガス入口開口のところで利用しうるようになる。
又はガス出口開口の数に等しい分流器が特に有効である
ことが分かった。このようにして、個々のガス消費体の
各々に供給されるべきガス流、即ち均等化室のガス出口
開口から出るべきガス流が、制御されかつ限定された態
様でガス入口開口のところで利用しうるようになる。
【００１６】特に、均等化室の内部において可能な最大
の圧力均等化と可能な最小の圧力差とを達成する目標に
関しては、各ガス入口開口が、少なくとも１つのガス出
口開口と関係し、また、ガス入口開口とガス出口開口
（又は同ガス入口開口と関係する複数のガス出口開口）
との間の距離が、他の全てのガス入口開口とそれらが関
係するガス出口開口との間の距離にほぼ等しい、ことが
有利であることが分かった。
の圧力均等化と可能な最小の圧力差とを達成する目標に
関しては、各ガス入口開口が、少なくとも１つのガス出
口開口と関係し、また、ガス入口開口とガス出口開口
（又は同ガス入口開口と関係する複数のガス出口開口）
との間の距離が、他の全てのガス入口開口とそれらが関
係するガス出口開口との間の距離にほぼ等しい、ことが
有利であることが分かった。
【００１７】均等化室を加熱できる分流器が特に好まし
いことが分かった。加熱機能により、均等化室内に存在
するガスが凝縮できないような温度にすることが可能に
なる。また、均等化室へのガス搬送管路や均等化室から
のガス搬送管路に加熱機能を与えることが好ましい。均
等化室の内部又はガス搬送管路における凝縮は、ガス消
費体に供給される速度に変化をもたらしうる。
いことが分かった。加熱機能により、均等化室内に存在
するガスが凝縮できないような温度にすることが可能に
なる。また、均等化室へのガス搬送管路や均等化室から
のガス搬送管路に加熱機能を与えることが好ましい。均
等化室の内部又はガス搬送管路における凝縮は、ガス消
費体に供給される速度に変化をもたらしうる。
【００１８】円筒形の均等化タンクを備えた分流器の実
施形態においては、ガス入口開口間の距離は１０〜５０
ｃｍの範囲内にあることが好ましいことが分かった。距
離が５０ｃｍ以上であると、顕著な圧力勾配が均等化室
の内部に生ずる。１０ｃｍ以下に距離が減少すると、圧
力勾配の防止に目立つほど寄与しなくなる。
施形態においては、ガス入口開口間の距離は１０〜５０
ｃｍの範囲内にあることが好ましいことが分かった。距
離が５０ｃｍ以上であると、顕著な圧力勾配が均等化室
の内部に生ずる。１０ｃｍ以下に距離が減少すると、圧
力勾配の防止に目立つほど寄与しなくなる。
【００１９】数個の別々の制御可能なガス流を各ガス入
口開口を介して均等化室に同時に供給できる分流器の実
施形態が、特に、装置のコストを低減する観点から、有
利であることが分かった。均等化室にガス混合物が供給
される場合、均等化室へのガス入口の前に、即ち各ガス
入口開口の前に混合領域を設けることが好ましい。
口開口を介して均等化室に同時に供給できる分流器の実
施形態が、特に、装置のコストを低減する観点から、有
利であることが分かった。均等化室にガス混合物が供給
される場合、均等化室へのガス入口の前に、即ち各ガス
入口開口の前に混合領域を設けることが好ましい。
【００２０】幾つかの異なるガス流をガス消費体に供給
すべき時には、均等化室の数を該異なるガス流の数と同
じにすることが特に有利であることが分かった。通常、
１つの部分ガス流が各均等化室により各ガス消費体に供
給される。この種の分流器の実施形態は、各部分ガス流
自体が再現性があり、且つ一定に制御されうることを保
証する。
すべき時には、均等化室の数を該異なるガス流の数と同
じにすることが特に有利であることが分かった。通常、
１つの部分ガス流が各均等化室により各ガス消費体に供
給される。この種の分流器の実施形態は、各部分ガス流
自体が再現性があり、且つ一定に制御されうることを保
証する。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１による分流器（分割装置）１
の実施形態において、高品位鋼からなる管状の均等化タ
ンク（均等化室）２が設けられている。均等化タンク２
は、分流器１のガス入口側３に、１５ｃｍ離間した孔を
有し、その中に、管状接続具（ガス入口開口）４が装着
されている。（均等化タンク２に臨む管状接続具４の下
縁は関連の孔とほぼ面一である。）各管状接続具４は、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の接続ホー
ス５によって、四塩化珪素ガスのための質量流量制御器
（制御手段）６と、酸素ガスのための質量流量制御器
（制御手段）７とに接続されている。方向を指示する矢
印８は、前述したガスの流れ方向を示している。ガス入
口側３で各ガス管路と均等化タンク２の対応のガス入口
開口とに関連した構成要素４，５，６，７は、それら全
体でガス入口（ガス入口手段）１５と呼ぶ。均等化タン
ク２に導入されている全ガス流の各部分流量が各ガス入
口１５を介して均等化タンク２に供給されるが、この部
分流量は質量流量制御器６，７により決定される。
の実施形態において、高品位鋼からなる管状の均等化タ
ンク（均等化室）２が設けられている。均等化タンク２
は、分流器１のガス入口側３に、１５ｃｍ離間した孔を
有し、その中に、管状接続具（ガス入口開口）４が装着
されている。（均等化タンク２に臨む管状接続具４の下
縁は関連の孔とほぼ面一である。）各管状接続具４は、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の接続ホー
ス５によって、四塩化珪素ガスのための質量流量制御器
（制御手段）６と、酸素ガスのための質量流量制御器
（制御手段）７とに接続されている。方向を指示する矢
印８は、前述したガスの流れ方向を示している。ガス入
口側３で各ガス管路と均等化タンク２の対応のガス入口
開口とに関連した構成要素４，５，６，７は、それら全
体でガス入口（ガス入口手段）１５と呼ぶ。均等化タン
ク２に導入されている全ガス流の各部分流量が各ガス入
口１５を介して均等化タンク２に供給されるが、この部
分流量は質量流量制御器６，７により決定される。
【００２２】均等化タンク２は、分流器１のガス出口側
９に、ガス入口側３にあるものと同数の孔を有する。雄
ネジ部を備えた管状接続具（ガス出口開口）１０は該孔
内に溶接される。（均等化タンク２に臨む管状接続具１
０の上縁は関連の孔とほぼ面一である。）各管状接続具
１０に装備されているスリーブ状のガス出口ノズル（最
大流れ抵抗手段）１１は、ユニオンナット１２により同
管状接続具１０に気密に接続されている。該ユニオンナ
ット１２は管状接続具にある雄ネジ部に係合する。ガス
出口ノズル１１は高品位鋼からなる。このガス出口ノズ
ルの内径は、±５μｍの範囲内に精確に加工されてい
る。各ガス出口ノズル１１は、全て同じ長さのＰＴＦＥ
製ホース１３によって、石英ガラススートのためのスー
ト付着バーナー１４に気密に接続されている。ガス出口
側９の各ガス管路に関連した構成要素１０，１１，１
２，１３は全体としてガス管路１６と呼ぶ。
９に、ガス入口側３にあるものと同数の孔を有する。雄
ネジ部を備えた管状接続具（ガス出口開口）１０は該孔
内に溶接される。（均等化タンク２に臨む管状接続具１
０の上縁は関連の孔とほぼ面一である。）各管状接続具
１０に装備されているスリーブ状のガス出口ノズル（最
大流れ抵抗手段）１１は、ユニオンナット１２により同
管状接続具１０に気密に接続されている。該ユニオンナ
ット１２は管状接続具にある雄ネジ部に係合する。ガス
出口ノズル１１は高品位鋼からなる。このガス出口ノズ
ルの内径は、±５μｍの範囲内に精確に加工されてい
る。各ガス出口ノズル１１は、全て同じ長さのＰＴＦＥ
製ホース１３によって、石英ガラススートのためのスー
ト付着バーナー１４に気密に接続されている。ガス出口
側９の各ガス管路に関連した構成要素１０，１１，１
２，１３は全体としてガス管路１６と呼ぶ。
【００２３】スート付着バーナー（ガス消費体）１４は
石英ガラスからなる。ＰＴＦＥ製ホース１３に接続され
たこのバーナーの中心にあるノズルの内径は、ガス出口
ノズル１１の内径よりも約３０％大きい。各スート付着
バーナー１４は、水素又は酸素のような他のバーナーガ
スのための追加の接続具（図１には図示せず）を有す
る。
石英ガラスからなる。ＰＴＦＥ製ホース１３に接続され
たこのバーナーの中心にあるノズルの内径は、ガス出口
ノズル１１の内径よりも約３０％大きい。各スート付着
バーナー１４は、水素又は酸素のような他のバーナーガ
スのための追加の接続具（図１には図示せず）を有す
る。
【００２４】以下に、本発明による分流器１が動作する
方法を図１に基づいて詳細に説明する。シリカスートの
多孔体を形成するため、四塩化珪素を蒸発させて、質量
流量制御器６，７を経由し、搬送ガスとしての酸素と共
に、制御された態様で所定の流量で均等化タンク２に供
給する。円筒形の均等化タンク２内で圧力差が生じるの
を防止するために、ガスが数個のガス入口もしくは管路
１５を介して供給され、分流器１のガス入口側３に沿っ
て軸方向に均等に分散される。ガス入口１５を介して均
等化タンク２に入るガス流は、ほぼ等しい。ガス流に存
在する差は均等化タンク２内で均等化することができ
る。従って、均等化タンク２の内部では圧力差は非常に
小さい。そのため、ガス出口側９に沿って等間隔で離間
した全ての管状接続具１０には、ほぼ同一のガス圧力が
存在する。管状接続具１０の内径はその中に挿入された
ガス出口ノズル１１の内径よりも大きいので、全てのガ
ス出口ノズル１１のところにも同一の圧力が存在する。
いずれにしても、ガス出口ノズル１１の内径は、均等化
タンク２を多数のスート付着バーナー１４に接続するガ
ス管路１６の最も狭い箇所である。従って、ガス出口ノ
ズルはガス管路１６における最大流れ抵抗を表してお
り、これは、最大の圧力降下が生じる場所である。ガス
出口ノズル１１の内径は非常に精度良く加工されていて
全て同一である。その結果、全てのガス管路１６におい
て流れ抵抗は等しく、また、ガス出口ノズル１１を出た
後の全てのガス管路１６におけるガス流もほぼ等しい。
従って、非常に精確に調整可能な高品位鋼の流れ抵抗
は、ガス流を高い再現性で調整することを可能とし、従
って、最終的に製造されたスート体が高い寸法精度をも
つことを保証する。
方法を図１に基づいて詳細に説明する。シリカスートの
多孔体を形成するため、四塩化珪素を蒸発させて、質量
流量制御器６，７を経由し、搬送ガスとしての酸素と共
に、制御された態様で所定の流量で均等化タンク２に供
給する。円筒形の均等化タンク２内で圧力差が生じるの
を防止するために、ガスが数個のガス入口もしくは管路
１５を介して供給され、分流器１のガス入口側３に沿っ
て軸方向に均等に分散される。ガス入口１５を介して均
等化タンク２に入るガス流は、ほぼ等しい。ガス流に存
在する差は均等化タンク２内で均等化することができ
る。従って、均等化タンク２の内部では圧力差は非常に
小さい。そのため、ガス出口側９に沿って等間隔で離間
した全ての管状接続具１０には、ほぼ同一のガス圧力が
存在する。管状接続具１０の内径はその中に挿入された
ガス出口ノズル１１の内径よりも大きいので、全てのガ
ス出口ノズル１１のところにも同一の圧力が存在する。
いずれにしても、ガス出口ノズル１１の内径は、均等化
タンク２を多数のスート付着バーナー１４に接続するガ
ス管路１６の最も狭い箇所である。従って、ガス出口ノ
ズルはガス管路１６における最大流れ抵抗を表してお
り、これは、最大の圧力降下が生じる場所である。ガス
出口ノズル１１の内径は非常に精度良く加工されていて
全て同一である。その結果、全てのガス管路１６におい
て流れ抵抗は等しく、また、ガス出口ノズル１１を出た
後の全てのガス管路１６におけるガス流もほぼ等しい。
従って、非常に精確に調整可能な高品位鋼の流れ抵抗
は、ガス流を高い再現性で調整することを可能とし、従
って、最終的に製造されたスート体が高い寸法精度をも
つことを保証する。
【００２５】更に、ガス出口ノズル１１の形態の流れ抵
抗体をスート付着バーナー１４から計画的に分離してい
るので、いかなる汚染もスート付着バーナー１４から流
れ抵抗体に到達できず、また、汚染を生じさせる流れ抵
抗体の変化も防止される。従って、本発明による分流器
１は、長時間にわたる流れ抵抗の均一性にも特徴があ
り、これは、最終的に製造されるスート体が軸方向に均
質であることを意味している。この効果は、当該技術分
野のレベルによる分流器と比較して一段と明白である。
その理由は、欠陥のある又はドリフトしている質量流量
制御器６，７に起因するガス送りの変動が複数のガス入
口１６のために均等化できるという事実にある。
抗体をスート付着バーナー１４から計画的に分離してい
るので、いかなる汚染もスート付着バーナー１４から流
れ抵抗体に到達できず、また、汚染を生じさせる流れ抵
抗体の変化も防止される。従って、本発明による分流器
１は、長時間にわたる流れ抵抗の均一性にも特徴があ
り、これは、最終的に製造されるスート体が軸方向に均
質であることを意味している。この効果は、当該技術分
野のレベルによる分流器と比較して一段と明白である。
その理由は、欠陥のある又はドリフトしている質量流量
制御器６，７に起因するガス送りの変動が複数のガス入
口１６のために均等化できるという事実にある。
【００２６】図２〜図４において使用されている参照数
字は、図１の実施形態に基づいて上に説明した参照数字
を有するものと同一又は対応する分流器１の諸構成要素
もしくは部品を表している。図２に示した分流器１にお
いて、ガス入口開口の数は図１による分流器における入
口開口の数のほぼ半分である。図２による実施形態で
は、必要とされる質量流量制御器６，７の数が半分に過
ぎないので、低コストになる。しかし、隣接するガス入
口開口間の距離が３０ｃｍであるため、均等化タンク２
に流入する全ガス量によっては、該均等化タンク２の内
部に圧力差が生じうる欠点がある。
字は、図１の実施形態に基づいて上に説明した参照数字
を有するものと同一又は対応する分流器１の諸構成要素
もしくは部品を表している。図２に示した分流器１にお
いて、ガス入口開口の数は図１による分流器における入
口開口の数のほぼ半分である。図２による実施形態で
は、必要とされる質量流量制御器６，７の数が半分に過
ぎないので、低コストになる。しかし、隣接するガス入
口開口間の距離が３０ｃｍであるため、均等化タンク２
に流入する全ガス量によっては、該均等化タンク２の内
部に圧力差が生じうる欠点がある。
【００２７】図２による実施形態とは対照的に、図３に
示した分流器の構造は、各ガス入口１５毎に、即ち四塩
化珪素ガスの各流れ毎に１つの質量流量制御器を有する
だけである。質量流量制御器６についてのコスト節約に
関しては、この実施形態は図２による分流器１と同様の
効果を有するが、ガス入口１５間の長さが１５ｃｍに過
ぎないという点で、上述した欠点を解消している。この
ため、各ガス入口１５毎に、流れ方向８に沿って見て質
量流量制御器６の下方の領域に、分岐部１８が設けられ
ている。数個のＰＴＦＥ製の接続ホース５、即ちこの例
示的な実施形態においては３個のホースがこの分岐部か
ら分岐し、対応する多数の管状接続具４を介して、均等
化タンク２に達している。酸素及び水素のような他のバ
ーナーガスをスート付着バーナー１４に供給するため
に、例えば四塩化珪素ガスの流れについて図３において
説明したものと、質量流量制御器が問題の特定のバーナ
ーに対して調整される点を除いて同一の装置が使用され
る。
示した分流器の構造は、各ガス入口１５毎に、即ち四塩
化珪素ガスの各流れ毎に１つの質量流量制御器を有する
だけである。質量流量制御器６についてのコスト節約に
関しては、この実施形態は図２による分流器１と同様の
効果を有するが、ガス入口１５間の長さが１５ｃｍに過
ぎないという点で、上述した欠点を解消している。この
ため、各ガス入口１５毎に、流れ方向８に沿って見て質
量流量制御器６の下方の領域に、分岐部１８が設けられ
ている。数個のＰＴＦＥ製の接続ホース５、即ちこの例
示的な実施形態においては３個のホースがこの分岐部か
ら分岐し、対応する多数の管状接続具４を介して、均等
化タンク２に達している。酸素及び水素のような他のバ
ーナーガスをスート付着バーナー１４に供給するため
に、例えば四塩化珪素ガスの流れについて図３において
説明したものと、質量流量制御器が問題の特定のバーナ
ーに対して調整される点を除いて同一の装置が使用され
る。
【００２８】図４に示した本発明による分流器１の実施
形態においては、実質的に矩形の均等化タンク２が半球
形の延長部１７を有し、そこに数個のガス管路１６が接
続されている。半球形の形状であるため、延長部１７の
内壁上に、従って、そこに設けられたガス出口ノズル１
１のところに、均等な圧力を最適に分布させることが保
証される。四塩化珪素の凝縮を防止するため、均等化タ
ンク２の外壁には加熱コイル１９が設けられていて、こ
れにより、均等化タンク２の内部スペースを少なくとも
６０℃の温度に維持することができる。同じ理由によ
り、ガス入口１５及びガス管路もしくは出口１６は加熱
テープ２０により被覆されている。
形態においては、実質的に矩形の均等化タンク２が半球
形の延長部１７を有し、そこに数個のガス管路１６が接
続されている。半球形の形状であるため、延長部１７の
内壁上に、従って、そこに設けられたガス出口ノズル１
１のところに、均等な圧力を最適に分布させることが保
証される。四塩化珪素の凝縮を防止するため、均等化タ
ンク２の外壁には加熱コイル１９が設けられていて、こ
れにより、均等化タンク２の内部スペースを少なくとも
６０℃の温度に維持することができる。同じ理由によ
り、ガス入口１５及びガス管路もしくは出口１６は加熱
テープ２０により被覆されている。
【図１】 同数のガス入口開口及びガス出口開口を有す
る分流器の実施形態を示す概略図である。
る分流器の実施形態を示す概略図である。
【図２】 ガス入口開口の数が図１による実施形態にお
ける開口の数の半分である分流器の別の実施形態を示す
図である。
ける開口の数の半分である分流器の別の実施形態を示す
図である。
【図３】 同数のガス入口開口及びガス出口開口を有す
る分流器の更に別の実施形態を示す概略図である。
る分流器の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図４】 分流器の他の実施形態を示す図である。
１…分流器（分割装置）、２…均等化タンク（均等化
室）、４…管状接続具（ガス入口開口）、６，７…質量
流量制御器（制御手段）、１０…管状接続具（ガス出口
開口）、１１…ガス出口ノズル（最大流れ抵抗手段）、
１４…スート付着バーナー（ガス消費体）、１５…ガス
入口（ガス入口手段）、１６…ガス管路、１９…加熱コ
イル、２０…加熱テープ。
室）、４…管状接続具（ガス入口開口）、６，７…質量
流量制御器（制御手段）、１０…管状接続具（ガス出口
開口）、１１…ガス出口ノズル（最大流れ抵抗手段）、
１４…スート付着バーナー（ガス消費体）、１５…ガス
入口（ガス入口手段）、１６…ガス管路、１９…加熱コ
イル、２０…加熱テープ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592164085 ＱＵＡＲＺＳＴＲＡＳＳＥ， 63450 Ｈ ＡＮＡＵ， ＧＥＲＭＡＮＹ (72)発明者 クラウス・ルッペルト ドイツ連邦共和国、63477 マインタール、 ルイザント・リング 13 (72)発明者 ハインツ・バウシャー ドイツ連邦共和国、63505 ランゲンゼル ボルト、ベンダーガッセ ５アー
Claims (9)
- 【請求項１】 ガス流を複数の部分ガス流に分割するた
めの装置であって、均等化室とガスを前記均等化室に流
入させるため、該均等化室に設けられた第１複数のガス
入口開口を備えるガス入口手段と、 前記均等化室から第２複数のガス流をそれぞれ流出させ
るため、該均等化室に設けられた第２複数のガス出口開
口と、 該第２複数のガス流の各々を受ける第２複数のガス消費
体と、 前記ガス出口開口の各々を各ガス消費体に接続すると共
に、該ガス出口開口及び該ガス消費体の間に最大流れ抵
抗手段を有するガス管路と、 を備えるガス流の分割装置。 - 【請求項２】 前記最大流れ抵抗手段の各々は、各ガス
管路内に取り替え可能に挿入されている請求項１に記載
の分割装置。 - 【請求項３】 前記最大流れ抵抗手段の各々は金属製要
素である請求項１に記載の分割装置。 - 【請求項４】 前記均等化室は円筒形の室であり、前記
第１複数のガス入口開口は軸方向に一様な間隔で分散さ
れている請求項１に記載の分割装置。 - 【請求項５】 前記第１複数は前記第２複数と同数であ
る請求項１に記載の分割装置。 - 【請求項６】 前記ガス入口開口の各々は、少なくとも
１つの前記ガス出口開口と関係すると共に、該関係した
ガス出口開口から、関係する各ガス入口開口及び出口開
口毎に等しい距離だけ離間している請求項１に記載の分
割装置。 - 【請求項７】 前記均等化室は加熱されるように設計さ
れている請求項１に記載の分割装置。 - 【請求項８】 前記均等化室は円筒形であり、隣接する
前記ガス入口開口は１０〜５０ｃｍ離れている請求項１
に記載の分割装置。 - 【請求項９】 前記ガス入口手段は、前記ガス入口開口
にそれぞれ供給される第１複数のガス流を個々に制御す
るための制御手段を更に備える請求項１に記載の分割装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19501733A DE19501733C1 (de) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | Vorrichtung zur Aufteilung eines Gasstromes in mehrere Teilgasströme |
| DE19501733.1 | 1995-01-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08284904A true JPH08284904A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3576300B2 JP3576300B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=7751978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00848896A Expired - Lifetime JP3576300B2 (ja) | 1995-01-20 | 1996-01-22 | ガス流の分割装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6152166A (ja) |
| EP (1) | EP0722909B1 (ja) |
| JP (1) | JP3576300B2 (ja) |
| DE (1) | DE19501733C1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007176728A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | バーナー装置及びそれを用いた合成石英ガラスの製造方法 |
| JP2010024102A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 石英ガラスの製造方法及び装置 |
| US10683230B2 (en) | 2015-01-08 | 2020-06-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Gas branching apparatus and method for manufacturing fine glass particle deposited body using the same |
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|---|---|---|---|---|
| DE10025176A1 (de) * | 2000-05-24 | 2001-12-06 | Heraeus Quarzglas | Verfahren für die Herstellung einer optischen Faser und Vorform für eine optische Faser |
| DE60314377T2 (de) * | 2002-03-22 | 2008-02-28 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur herstellung von lichtleitfaser und lichtleitfaser |
| DE102011119341A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas nach der Sootmethode |
| DE102011119374A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas |
| DE102011119373A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas |
| DE102011119339A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Zerstäubungsverfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3785402A (en) * | 1972-07-27 | 1974-01-15 | Exxon Production Research Co | Removable tubular insert for reducing erosion in headers |
| US4263939A (en) * | 1979-04-27 | 1981-04-28 | Modern Engineering Company, Inc. | Single stage regulator with surge reducing valve |
| JPS5980325A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | Fujitsu Ltd | 反応ガス分配方法 |
| JPH0686300B2 (ja) * | 1987-07-01 | 1994-11-02 | 信越石英株式会社 | すす状シリカ体及びその製造方法 |
| US5035221A (en) * | 1989-01-11 | 1991-07-30 | Martin Tiby M | High pressure electronic common-rail fuel injection system for diesel engines |
| US5056597A (en) * | 1989-07-27 | 1991-10-15 | Chevron Research And Technology Company | Method for improving the steam splits in a multiple steam injection process using multiple steam headers |
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