JPS62187135A - ガラス微粒子合成用ト−チ - Google Patents
ガラス微粒子合成用ト−チInfo
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Classifications
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- C03B2207/42—Assembly details; Material or dimensions of burner; Manifolds or supports
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｒ産業上の利用分野ｊ
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。
ｒ従来の技術１
光フアイバ用、イメージファイバ用、ライトガイド用、
ロンドレンズ用など、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ＶＡ
Ｄ法、ＯＶＤ法などが採用されている。
ロンドレンズ用など、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ＶＡ
Ｄ法、ＯＶＤ法などが採用されている。
周知の通り、１−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、″Ｊｉ１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。
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、″Ｊｉ１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爪管以上の多毛管構
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。
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ｒＸ料が５ｉＣＩ４ 、 ドープ
原料がＧｅＣｌ５ 、 ＰＯＣｌ２ 、８ＣＩ３７から
なり、可燃ガスは水Ｊ（Ｈｚ）、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
＃Ｊ（０？）からなり、シールガスはＡｒ、その他の不
活性ガスからなる。
原料がＧｅＣｌ５ 、 ＰＯＣｌ２ 、８ＣＩ３７から
なり、可燃ガスは水Ｊ（Ｈｚ）、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
＃Ｊ（０？）からなり、シールガスは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
積原理はノ＾本的に同じであるが、ＶＡＤ法では回転し
ながら引きにげられる市直なターゲットの下端にガラス
微粒子を堆積し、ＯＶＤ法では水ｆ状１島で回転するマ
ンドレルの外周にガラス微粒子−を堆積する。
積原理はノ＾本的に同じであるが、ＶＡＤ法では回転し
ながら引きにげられる市直なターゲットの下端にガラス
微粒子を堆積し、ＯＶＤ法では水ｆ状１島で回転するマ
ンドレルの外周にガラス微粒子−を堆積する。
Ｌ記各法を介して堆積形成された多孔質ガラスｔす材は
、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ＩＪ材となる。
、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ＩＪ材となる。
ｒ発明が解決しようとする問題点１
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Ｊ＆長するが、この
際、！／Ｉ該母材にはその成長とともに大きなｎ市が作
用するようになり、したがって。
孔質ガラス母材が縦長（軸方向）にＪ＆長するが、この
際、！／Ｉ該母材にはその成長とともに大きなｎ市が作
用するようになり、したがって。
長大な多孔質ガラス母材を作製するとき、そのＩＪ材自
身の毛みによりこれの破損が生じる。
身の毛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微粒子を
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ＩＪ材強度を向トさせるための改りが
必要となる。
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ＩＪ材強度を向トさせるための改りが
必要となる。
・方、水ｆ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ｒＢ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られた火炎の中
位面積／屯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。
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ｒＢ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られた火炎の中
位面積／屯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。
かかる現象により、Ｌ記堆積終期に至るほど多孔質ガラ
ス微粒子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。
ス微粒子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、」二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；１れ（クラッ
ク）が発生する。
望ましいが、」二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；１れ（クラッ
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、あるいは燃料ガス場を増加させ
るなどの１段が講じられている。
速度を低下させるとか、あるいは燃料ガス場を増加させ
るなどの１段が講じられている。
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（１材の表面に凹凸を発生させたり、外径不
良を惹き起こす原因となる。
孔質ガラス（１材の表面に凹凸を発生させたり、外径不
良を惹き起こす原因となる。
燃料ガス１５を増加させる後者にしても、その増加ｊ１
１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、クラックの発生を阻［−シ、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。
１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、クラックの発生を阻［−シ、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１１材の製造方法では、クラック、外径不良茅の
ない、ガラス微粒子密度の均一な大Ｊ１２母材が得がた
い。
ガラス１１材の製造方法では、クラック、外径不良茅の
ない、ガラス微粒子密度の均一な大Ｊ１２母材が得がた
い。
本発明は上記の１ＦＩＩａ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。
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ｆ段１
（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、Ｅ５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。
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、Ｅ５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
噴射流路でいることを特徴とする。
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
噴射流路で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６小［１径助燃ガス噴射流路の周
囲には、環状ｎ（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。
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６小［１径助燃ガス噴射流路の周
囲には、環状ｎ（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。
ｒ実 施 例１
以下、未発Ｉｌｌに係るガラス微粒子合成用トーチの実
施例につき１図面を谷間して説明する。
施例につき１図面を谷間して説明する。
第１図、第２図は本発明トーチの一実施例を示したちの
ある。
ある。
第１図、第２図に示した多重管構造のトーチｌ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ａ（多数）の〃いに独立した小［Ｊ
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。
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ａ（多数）の〃いに独立した小［Ｊ
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。
、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っている。
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っている。
トーチ１の先端からｔ温点Ｐまでの距１１１１Ｌは、通
常、約３０〜３５０龍の範囲内で設定され、より具体的
にはＬ−２００ｍ腸程度に設定される。
常、約３０〜３５０龍の範囲内で設定され、より具体的
にはＬ−２００ｍ腸程度に設定される。
トーチｌの′Ｆ″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【コロ。
路２．３．４．５に対応してガス導入【コロ。
７．８．９が設けられている。
第３図に示した多重管構造のトーチｌは、基本的に前記
第１図、第２図のものと同じであるが。
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［１径助燃ガス噴射流路５の各流
路が１いにモ行しており、しかも、これら流路の相対関
係では、環状ｒｉ（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。
燃ガス噴射流路４、小［１径助燃ガス噴射流路５の各流
路が１いにモ行しており、しかも、これら流路の相対関
係では、環状ｒｉ（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ｌ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っている
。
口径助燃ガス噴射流路５の各先端が球面状となっている
。
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。
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ｌ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ｌ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。
の具体的実施例であるが、これら各図のトーチｌ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ｌ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ｌＯ１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。
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ｌＯ１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ｌは第三発明の具体的実施例であ
る。
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。
、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６小［１径助燃ガス噴射
流路をこれに対応させる。
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６小［１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１げ燃ガス噴射流路が設けられる場合
、その−・つは前記各実施例の位置でよく。
、その−・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。
Ｌ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、セラミックス等からなるが、各
ガス噴射流路の先端部側を石英ガラスまたはセラミック
ス製とし、残部を耐蝕性。
熱性の高い石英ガラス、セラミックス等からなるが、各
ガス噴射流路の先端部側を石英ガラスまたはセラミック
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ｌを用いて実施してい
るＷＡＤ法、ＯＶＤ法の略示図である。
るＷＡＤ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
のターゲット、２８はターゲット２５の回転車ｈ！Ａ２
１であり、かかるＷＡＤ法では、Ｉ：Ｌ知の通り、トー
チｌを介して生成されたガラス微粒子−がターゲット２
５のド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ｍｌＪガラス１１材２８となる。
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
のターゲット、２８はターゲット２５の回転車ｈ！Ａ２
１であり、かかるＷＡＤ法では、Ｉ：Ｌ知の通り、トー
チｌを介して生成されたガラス微粒子−がターゲット２
５のド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ｍｌＪガラス１１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法も既知
の通り、トーチｌ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。
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法も既知
の通り、トーチｌ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。
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ｌ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。
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。
しかもこの際、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、ガラス微粒子の堆積により形成される
多孔質ガラス母材の表面温度を所定値に保ち、ガラス微
粒子を焼きしめ、当該母材のガラス微粒子密度をほぼ均
一にする。
れる助燃ガスは、ガラス微粒子の堆積により形成される
多孔質ガラス母材の表面温度を所定値に保ち、ガラス微
粒子を焼きしめ、当該母材のガラス微粒子密度をほぼ均
一にする。
特に、６小「１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。
るとき、これらの効果が著しい。
一方、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。
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。
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っている場合、これらの先端への
ガラス微粒子付着が防止できる。
の各先端が球面状となっている場合、これらの先端への
ガラス微粒子付着が防止できる。
第一環状シールガス噴射流路ｌＯは原料ガス噴射流路２
がガラス微粒子により閉塞されるのを阻止する効果があ
り、第二環状シールガス噴射流路１１は環状可燃ガス噴
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
し筒状部材の先端を防護する。
がガラス微粒子により閉塞されるのを阻止する効果があ
り、第二環状シールガス噴射流路１１は環状可燃ガス噴
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
し筒状部材の先端を防護する。
曲述した各助燃ガス噴射流路には、引火しない程度の混
合比で助燃ガスと可燃ガスとの混合ガスを供給すること
があるが、この場合の助燃ガス噴射流路は可燃ガス噴射
流路も兼ねるといえる。
合比で助燃ガスと可燃ガスとの混合ガスを供給すること
があるが、この場合の助燃ガス噴射流路は可燃ガス噴射
流路も兼ねるといえる。
より具体的な例として、第１図、第２図のトーチｌを用
い、下記の条件で第６図のＯＶＤ法を実施した。
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：Ｓｉ（：ｌ４（５（１℃）＝
３交／ｗｉｎ（キャリアガスＡｒ） Ｉ’ｆｆ燃ガス噴射流路３：１２ｇ ３５１１１Ｉｌｉ
ｎ＋４５１／ｓｉｎ助燃ガス噴射流路４：０２＝ ５
４１／ｓｉｎ＋ ８ｊＬ／ｇｅｉｎ助燃ガス噴射流路５
：０７！ ＩＩＩＪＬ／ｓｉｎ■、マンドレル３２の外
径： １５ｍ腸φトラバース速度：ｌＯｈ層ｌ■ｉｎ トラバース区間：３５０ｍｍ マンドレル３２の回転速度：ｆｌＯｒ、ｐ、ｍ合成時間
：約６．５時間 Ｅ記の条件で作製された多孔質ガラス母材は。
３交／ｗｉｎ（キャリアガスＡｒ） Ｉ’ｆｆ燃ガス噴射流路３：１２ｇ ３５１１１Ｉｌｉ
ｎ＋４５１／ｓｉｎ助燃ガス噴射流路４：０２＝ ５
４１／ｓｉｎ＋ ８ｊＬ／ｇｅｉｎ助燃ガス噴射流路５
：０７！ ＩＩＩＪＬ／ｓｉｎ■、マンドレル３２の外
径： １５ｍ腸φトラバース速度：ｌＯｈ層ｌ■ｉｎ トラバース区間：３５０ｍｍ マンドレル３２の回転速度：ｆｌＯｒ、ｐ、ｍ合成時間
：約６．５時間 Ｅ記の条件で作製された多孔質ガラス母材は。
外径Ｘ長さ一１２０φＸ３５０履ｌ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
、はぼ一定していた。
向にわたるガラス微粒子密度は約０．４ｇ／ｃｍ３にて
、はぼ一定していた。
ｒ発明の効果１
以り説明した通り１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、当該原料ガス噴射流路を囲うよう
にして複数のＩＬ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６小［１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Ｉす材が安定して製造できるようになる。
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、当該原料ガス噴射流路を囲うよう
にして複数のＩＬ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６小［１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Ｉす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
路を介して火炎をより安定させることができる。
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
路を介して火炎をより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。
特定発明のトーチにおいて、所定のガス噴射流路間に第
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。 ｌ・φ・ 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 −１００・・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代理人 弁理士 斎 藤 義
雄 第２図 第 ５８ 第 ６ 図 手続補正書 昭和６２年 ２月 ９日 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 古河電気工業株式会社 ４代理人〒１００ 東京都千代田区有楽町１丁目６番６号小谷ビル６ 補正
の対象 明細書のｒ発明の詳細な説明Ｊの欄 ７ 補正の内容 ｊ ６
２．２．１０別紙の通り
ＩＩＴ二１．；・１−ニジ？Ｄの、１、帥・ソ ｌ）明細書第１９頁１６行目〜第２０頁１８行目をつぎ
の通り補正します。 ｒ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。 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。 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。 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。 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。 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化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って燃焼する位置（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。 したがって、目詰まりの原因となる上記煤、ガラス微粒
子などがトーチ先端に付着しがたく、長時間にわたって
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っている場合は、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、摩耗を防止す
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。 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。 その結果、多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
。 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。 すなわち、内側の環状助燃ガス噴射流路３から吹き出さ
れて燃え残った可燃ガスが、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１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、」 ２）明細書第２１頁１５行目の１一定していた。Ｊをｒ
一定しており、クラックの発生が全くみられなかった。 」と補正します。 ３）明細書筒２２頁１１行目のＴより安定１を「その半
径方向にわたって安定１と補正します。 以 上
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。 ｌ・φ・ 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 −１００・・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代理人 弁理士 斎 藤 義
雄 第２図 第 ５８ 第 ６ 図 手続補正書 昭和６２年 ２月 ９日 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 古河電気工業株式会社 ４代理人〒１００ 東京都千代田区有楽町１丁目６番６号小谷ビル６ 補正
の対象 明細書のｒ発明の詳細な説明Ｊの欄 ７ 補正の内容 ｊ ６
２．２．１０別紙の通り
ＩＩＴ二１．；・１−ニジ？Ｄの、１、帥・ソ ｌ）明細書第１９頁１６行目〜第２０頁１８行目をつぎ
の通り補正します。 ｒ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。 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。 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。 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。 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。 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化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って燃焼する位置（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。 したがって、目詰まりの原因となる上記煤、ガラス微粒
子などがトーチ先端に付着しがたく、長時間にわたって
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っている場合は、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、摩耗を防止す
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。 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。 その結果、多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
。 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。 すなわち、内側の環状助燃ガス噴射流路３から吹き出さ
れて燃え残った可燃ガスが、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１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、」 ２）明細書第２１頁１５行目の１一定していた。Ｊをｒ
一定しており、クラックの発生が全くみられなかった。 」と補正します。 ３）明細書筒２２頁１１行目のＴより安定１を「その半
径方向にわたって安定１と補正します。 以 上
Claims (27)
- （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ックスからなる特
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）トーチ中心部に一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１２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ックスからなる
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ックスからなる
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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