WO2012034605A1 - Brenner - Google Patents

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WO2012034605A1
WO2012034605A1 PCT/EP2010/068113 EP2010068113W WO2012034605A1 WO 2012034605 A1 WO2012034605 A1 WO 2012034605A1 EP 2010068113 W EP2010068113 W EP 2010068113W WO 2012034605 A1 WO2012034605 A1 WO 2012034605A1
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WO
WIPO (PCT)
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burner
tube
channel
interior
base
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/068113
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Auth
Lothar Brehm
Jörg KÖTZING
Original Assignee
J-Plasma Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J-Plasma Gmbh filed Critical J-Plasma Gmbh
Publication of WO2012034605A1 publication Critical patent/WO2012034605A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/4697—Generating plasma using glow discharges

Definitions

  • the invention relates to a burner, in particular plasma torch with inductive coupling according to claim 1.
  • Burner in particular plasma torch with inductive coupling to
  • a plasma is generated, which then flows through a burner channel and exits as a burner flame.
  • Plasma torches are (plasma) working gases such as Ar or nitrogen - when using a flame burner fuel gases such as H 2 , CH 4 , propane or acetylene -, purge gases for cooling and Realtivgassen like SiCI 4 necessary.
  • the burner channel is surrounded by a coil winding. This generates a magnetic field which influences the plasma in its flow behavior. In order to achieve a good coupling between the winding and the plasma, the winding should be guided as closely as possible around the burner channel.
  • the burner channel itself consists of a tubular body, which consists of a dielectric, in particular of glass.
  • the body of the burner channel is placed on a so-called Brennerfuß. This serves to introduce the plasma gas.
  • the body of the torch passage is formed so that the wall of a fluid
  • This fluid may be a cooling medium or itself serve as the operating medium of the plasma torch, which is preheated by the heat generated by the firing process to the required operating temperature.
  • the walls of the burner channel have corresponding channels. These lead into inlet and outlet ports, which are arranged on the outside of the wall of the burner channel. Because the plasma and the medium flowing in the wall of the burner channel are very often driven countercurrently, there are the
  • Inlet and outlet ports corresponding to opposite ends of the burner channel and branch off in a radial direction from the wall of the burner channel.
  • Burner channel manufactured then provided with the coil winding, while finally the connections for the medium flowing in the wall of the burner channel medium are attached.
  • Burner channel and the coil winding after assembly can only be handled as a single whole and can be replaced. In particular, it is no longer possible to replace a defective burner channel without having to discard the coil windings and
  • the plasma torch with inductive coupling includes a burner channel with an interior, an induction coil surrounding the burner channel and a burner base.
  • the induction coil and the burner foot form a solid and unchangeable
  • the burner channel is formed as a coupled with the burner foot multiple tube preferably a double tube.
  • multiple tube preferably a double tube.
  • the double wall of the double tube has an open cross-section directed towards the burner base for a gas inlet opening and a closed cross-section directed in the firing direction, wherein an outer tube of the double tube has at least one lateral outer gas outlet opening in the region of the burner chamber-oriented end in the burner direction.
  • the burner channel is thus preferably designed as a double tube whose inner and outer tubes are connected to one another at one end.
  • the enclosed by the inner and outer tube cavity can thus be traversed from one end.
  • This open end can be placed on a burner foot and is acted upon from this end with the appropriate fluid.
  • a major advantage of such a design is that the double tube is not loaded laterally, with the corresponding laterally protruding connections omitted.
  • the double tube of the burner channel can thereby be inserted through a given coil into the burner base.
  • the configuration of coil and torch base is thus completely independent of the
  • Multi-tube burners provided to equip the different cavities with different fluids.
  • the removal of the fluid via at least one outlet openings takes place at the top of the burner.
  • the multiple tubes are interconnected by Ausssparungen.
  • the fluid introduced can absorb a particularly large amount of energy by passing the hot zone several times.
  • the fluid can be preheated in an effective manner.
  • the ignition wire can be guided very close to the interior through which the plasma flows, without piercing the burner channel itself laterally.
  • the double tube has an ignition wire tube extending between the outer tube and the inner tube for the ignition wire to be inserted into the ignition wire tube.
  • the fluid flowing in the double tube flows around the ignition wire tube.
  • this Zünddrahtrohr is designed so that an electrically conductive connection is guided from the outside through the double wall pipe to the inner tube inside, taking care that no gases can escape from the outer double tube. As a result, the execution of the ignition current for the operation of the plasma is produced.
  • the implementation of the ignition current is achieved by the burner design in that at one point at least one of the two tubes is applied to the other, preferably fused with it, so that an electrical transition from an external ignition wire through the glass body into the burner interior he follows.
  • the inner tube has a protruding into the interior molding.
  • At least one burner tube has a surface structuring. For example, by a
  • this can also be done on the outside of the inner tube and / or on one of the surfaces of the outer tube.
  • the inner tube has at least one inner gas outlet opening leading into the inner space. In this way, in particular precursors can be supplied to the plasma stream at a suitable location.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a plasma torch in an overall representation
  • Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a plasma torch
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a plasma torch with a Zünddrahtrohr.
  • Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of the plasma torch in an overall view.
  • the plasma torch has a burner channel 1.
  • This contains an interior 2, which serves as a combustion chamber and / or plasma center.
  • the burner channel is surrounded by an induction coil 3.
  • This contains a coil winding 3a, which is embedded in a composite body 3b.
  • the induction coil, or the composite body 3b are as close to the burner channel 2 as possible.
  • a burner base 4 For gas and plasma gas supply a burner base 4 is provided.
  • the burner base has gas feeds 4a and a burner channel holder 4b.
  • the burner base is fixed to the
  • Torch channel holder is clamped locking or latching and principle can be removed as often as desired from the burner base or inserted into this.
  • the burner channel consists of a double tube.
  • This double tube has a cross section open towards the burner base. This open cross-section forms a gas inlet opening 5 for the gases supplied via the burner base and its gas feeds.
  • the double tube is in the firing direction, d. H. in the direction of the flame, sealed by a closure 5a, which closes the cross section of the double tube in the region of the double wall.
  • the double tube may consist of a glass material. In such a case, the shutter 5a may be in the form of a fusion.
  • At least one removal device provided in 5a.
  • the double tube of the burner channel consists of an outer tube 6 and an inner tube 7.
  • the outer tube 6 has one or more gas outlets 8 in the flame-facing end region. These lead the over the Burner supplied and guided between the inner and outer tube gas flow in the lateral direction to the outside.
  • the gas leaks are designed for this purpose as laterally protruding nozzle, attached to the hoses or other guide devices for gas discharge, in particular clamped, can. These nozzles can be fused to the outer tube 6. In any case, the nozzles of the gas outlet 8 are firmly connected to the outer tube.
  • the heated gas mixture or fluid from the gas outlet openings 8 can optionally be supplied or admixed via a suitable connection of the burner gas supply 4a and / or into the edge zone of the (Plamsa) flame by at least one separate nozzle which is mounted above the closure 5a be directed.
  • the working medium used - preferably the plasma working gas - is the preheated fluid.
  • the reactive medium used-preferably the mixture containing the precursor compound at least proportionally-is the preheated fluid.
  • the heated fluid may be used for other processes not directly involved in the burner. It is then no longer supplied to the burner in this case.
  • the structure shown in Fig. 1 makes it possible to insert or remove the burner channel in the structure described above, regardless of the other components in the burner base.
  • the burner base and induction coil form an integrated assembly or socket for the burner channel. Its gas outlets are located outside or above the area of the induction coil. The induction coil thus does not hinder the removal and insertion of the burner channel.
  • the double tube structure of the burner channel is arranged by the in the burning direction
  • FIGS. 2 and 3 show various exemplary embodiments for this purpose. These relate in particular designs that serve to direct the plasma in the interior of the burner channel and the attachment of a firing wire.
  • the outer tube 6 has a dent 9, which selectively contacts the inner tube 7.
  • a firing wire 10 is inserted and connected to the inner tube, in particular melted into the wall of the inner tube.
  • the ignition wire projects slightly into the interior 2 of the burner channel. The flowing between the outer and the inner tube fluid is not hindered by the dent. It flows around the dogleg.
  • the inner tube In order to influence the flow in the interior of the burner channel, the inner tube has an inner formation 12. This either only projects into the interior space at one point or extends annularly over at least part of the inner tube circumference. There can also be several inner ones
  • the attachment of the burner channel in the arrangement of the burner base and induction coil is carried out as in the embodiment of Fig. 1. It can be used in the holder made of burner base and induction coil different combustion channels. An appropriate adaptation of the plasma torch to different tasks is possible.
  • the coil and the burner foot form a fixed and unchangeable arrangement.
  • the coil is independent of the burner
  • the burner is designed as a wrapping.
  • the mono, bi- or poly-filar winding creates the multiple wall of the burner.
  • Fig. 3 shows another exemplary burner channel.
  • a Zünddrahtrohr 11 is inserted between the outer and the inner tube.
  • the outer and optionally the inner tube is pierced for this purpose, while the Zünddrahtrohr is melted down or firmly inserted in any other way. Melting is particularly useful when the double tube of the burner channel is made of a glass material.
  • the ignition wire 10 is enclosed in the ignition wire tube.
  • Ignition wire tube is this formed either as a hollow body which is filled with a potting compound, in which the ignition wire is inserted and then hardened.
  • the Zünddrahtrohr may also be a solid body, in which the ignition wire is already integrated and thus together with the ignition wire in the bore of the inner and
  • the ignition wire tube flows around the fluid flowing between inner and outer tube fluid and thus does not hinder the flow within the cavity in the double tube.
  • the inner tube 7 of the burner channel to an inner gas outlet 13. This introduces at least part of the fluid flowing between the inner and outer tubes into the interior space 2 of the burner channel and thus makes it possible to supply
  • Precursor fluid is introduced via the inner gas outlet.
  • the use of a plasma torch, in particular with inductive coupling according to the aforementioned embodiments, is particularly advantageous if the plasma arc gas is to pass through a preheating cycle.
  • the gas such as a SiCI 4 / N 2 mixture, first passed into the space between the inner and the outer tube and receives there heat from the plasma center of the inner space 2. The heated gas leaves the outer gas outlet 8 and returns to the
  • Burner base There it gets into the interior, i. the plasma center, conducted and performs there the burning process.
  • the number, shape, size and position of the gas outlet openings 8 is variable over the burner and must be adapted to the purpose of use by a specialist.
  • gas mixtures such as oxygen and / or at least one gaseous donor, preferably an F donor and even more preferably SF 6, are also provided by the invention.
  • gaseous donor preferably an F donor and even more preferably SF 6
  • At least one heat-resistant tube or a tube is placed around the inner burner tube in a wye shape at least in sections. (Fig 4) This also forms in one embodiment, a coil-shaped arrangement. Due to the preferably spiral-shaped winding is a more efficient
  • this winding is bifilar to the number of later nozzles polyfilar preferably in a bathdüsigen arrangement. Furthermore, there is the possibility of a multiple winding of the mono- or polyfilar arrangement.
  • the number and the height of the windings (L) are variable and can both in the longitudinal direction sections at a certain position (M) or over the entire burner length extend (Figure 5).
  • the fluids of the individual hoses or pipes can, but need not have the same chemical composition.
  • the material of the hoses or pipes is the corresponding one
  • Temperature resistant materials are metal (eg, copper, steel, or aluminum) or glass tubes or plastic tubing usable, wherein in the use of the burner with an inductively coupled plasma preferably dielectric materials should be used.
  • the burner foot which preferably consists of a metal body, by introducing channels and / or grid structures within which are traversed by the fluid, and / or wraps outside, to transfer the heat into the fluid.
  • a micro heat exchanger is integrated into the burner foot.
  • this burner is not limited to the production of inductively coupled plasmas.
  • this principle can also be applied to other types of plasmas (dielectric barrier discharge, microwave plasmas, plasma etches etc.) or coating methods such as OVD methods, wherein the burner foot has to be suitably modified and the induction coil is dispensed with.
  • plasmas dielectric barrier discharge, microwave plasmas, plasma etches etc.
  • coating methods such as OVD methods, wherein the burner foot has to be suitably modified and the induction coil is dispensed with.
  • Vacuum method as well as atmospheres or high pressure applications are possible. Also possible is the use of this burner for flame processes or CVD process. This burns a fuel inside.
  • the supply of preheated by the radiation of heat precursor or precursors and their mixtures can either directly with the
  • flame processes are local chemical environments for the
  • Substance turnover is possible, which can only be achieved with plasma torches with difficulty. Furthermore, in some apparatuses the installation of a
  • the heated fluid is not supplied to the combustion process as a precursor and / or fuel and / or working gas, but further used for another process.
  • the fluid consists of at least one of the following components and / or mixtures and / or emulsions and / or suspensions of these:
  • Glass matrix builders preferably a Si donor, in particular SiCl 4 and / or Si-organyl and / or SiO 2 ,
  • F donor preferably SF 6 , C x H y F z , NF 3 ,
  • Combustibles such as hydrocarbons, preferably methane, propane, butane, acetylene, ethylene,
  • Process gases such as preferably N 2 , 0 2 , Ar, He, H 2 or their derivatives such as
  • the fluid may contain both gaseous and liquid components.
  • the direction of fluid flow to the burner can walk toward or away ⁇ SUC gene.
  • the current flowing in the direction of the burner base fluid is introduced by inwardly openings of the burner foot in the burner interior.
  • Burners of this type are suitable in particular for producing coatings, in particular of quartz glass or doped quartz glass
  • Substrates such as glass, graphite, ceramic and / or metal provided. Burners of this type can be used to efficiently produce semi-finished products for the optical industry, in particular preforms and / or rods and / or tubes for optical waveguides. But also glasses based on another glass former such as AI, Ge are possible and can be used accordingly by the skilled artisan.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner, vorzugsweise Plasmabrenner mit induktiver Kopplung, enthaltend einen Brennerkanal mit einem Innenraum, eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule und einen Brennerfuß. Der Brennerkanal ist als ein mit dem Brennerfuß koppelbares Mehrrohr ausgebildet, dessen Mehrfachwandung einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt aufweist, wobei ein Außenrohr des Mehrrohres im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens einen vorzugsweise seitlichen äußeren Gasaustritt aufweist.

Description

Brenner
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung nach Anspruch 1.
Brenner insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung zur
Beschichtung bilden einen bekannten Stand der Technik. Bei derartigen Vorrichtungen wird ein Plasma erzeugt, das anschließend einen Brennerkanal durchströmt und als Brennerflamme austritt. Für den Betrieb eines
Plasmabrenners sind (Plasma-) arbeitsgase wie Ar oder Stickstoff - bei Verwendung eines Flammenbrenner Brenngase wie H2, CH4, Propan oder Acetylen -, Spülgase zur Kühlung sowie Realtivgase wie SiCI4 notwendig. Der Brennerkanal ist von einer Spulenwicklung umgeben. Diese erzeugt ein Magnetfeld, welches das Plasma in seinem Strömungsverhalten beeinflusst. Um eine gute Kopplung zwischen der Wicklung und dem Plasma zu erreichen, sollte die Wicklung möglichst eng um den Brennerkanal herum geführt sein.
Der Brennerkanal selbst besteht aus einem röhrenförmigen Körper, der aus einem Dielektrikum, insbesondere aus Glas, besteht. Der Körper des Brennerkanals ist dabei auf einem so genannten Brennerfuß aufgesetzt. Dieser dient zum Einleiten der Plasmagase.
Bei einer Reihe von induktiv gekoppelten Plasmabrennern ist der Körper des Brennerkanals so ausgebildet, dass dessen Wand von einem Fluid
durchströmt werden kann. Dieses Fluid kann ein Kühlmedium sein oder selbst als Betriebsmedium des Plasmabrenners dienen, das von der durch den Brennvorgang erzeugten Wärme auf die erforderliche Betriebstemperatur vorgewärmt wird. Zu diesem Zweck weisen die Wände des Brennerkanals entsprechende Kanäle auf. Diese münden in Einlass- und Auslassanschlüsse ein, die auf der Außenseite der Wand des Brennerkanals angeordnet sind. Weil das Plasma und das in der Wand des Brennerkanals strömende Medium sehr oft im Gegenstromprinzip umgetrieben werden, befinden sich die
Einlass- und Auslassanschlüsse entsprechend an entgegengesetzten Enden des Brennerkanals und zweigen in einer radialen Richtung von der Wand des Brennerkanals ab.
Eine derartige Konstruktion steht jedoch im Konflikt zu dem Erfordernis einer möglichst engen Spulenwicklung um den Brennerkanal und führt zu großen konstruktiven Nachteilen, die den Bau des Plasmabrenners aufwändig und kompliziert gestalten. Um den Brenner aufzubauen, wird zunächst der
Brennerkanal gefertigt, anschließend mit der Spulenwicklung versehen, während abschließend die Anschlüsse für das in der Wand des Brennerkanals strömende Medium angebracht werden. Eine Folge davon ist, dass der
Brennerkanal und die Spulenwicklung nach dem Zusammenbau nur noch als ein einheitliches Ganzes gehandhabt werden und ausgetauscht werden können. Es ist insbesondere nicht mehr möglich, einen defekten Brennerkanal auszuwechseln, ohne die Spulenwicklungen mit zu verwerfen und
anschließend wieder neu aufzubauen.
Es besteht daher die Aufgabe, die genannten Nachteile zu beseitigen und einen Brenner insbesondere einen Plasmabrenner mit induktiver Kopplung zu schaffen, der sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau und eine weitgehend unabhängige Tauschbarkeit sämtlicher Komponenten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird mit einem Brenner, der insbesondere als Plasmabrenner mit induktiver Kopplung verwendet wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige und/oder vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brenners.
Erfindungsgemäß enthält der Plasmabrenner mit induktiver Kopplung einen Brennerkanal mit einem Innenraum, eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule und einen Brennerfuß. In einem Ausführungsbeispiel bilden die Induktionsspule und der Brennerfuß eine feste und unveränderbare
Anordnung, während der Brennerkanal als ein in mit dem Brennerfuß koppelbares Mehrfachrohr vorzugsweise eines Doppelrohrs ausgebildet ist. Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels des Doppelrohrbrenners die wesentlichen Merkmale anschaulich beschrieben werden. Eine
Übertragung auf ein Mehrfachrohrsystem ist für einen Fachmann naheliegend und analog den Ausführungen des Doppelrohrbrenners vorzunehmen. Die Doppelwandung des Doppelrohrs weist einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt auf, wobei ein Außenrohr des Doppelrohres im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens eine seitliche äußere Gasaustrittsöffnung aufweist.
Erfindungsgemäß ist der Brennerkanal vorzugsweise somit als ein Doppelrohr ausgebildet, dessen Innen- und Außenrohr an einem Ende miteinander verbunden sind. Der durch das Innen- und das Außenrohr eingeschlossene Hohlraum kann somit von einem Ende her durchströmt werden. Dieses offene Ende ist auf einen Brennerfuß aufsetzbar und wird von diesem Ende her mit dem entsprechenden Fluid beaufschlagt. Ein großer Vorteil einer derartigen Gestaltung besteht darin, dass das Doppelrohr nicht seitlich beschickt wird, wobei die entsprechenden seitlich herausstehenden Anschlüsse entfallen. Das Doppelrohr des Brennerkanals kann dadurch durch eine gegebene Spule hindurch in den Brennerfuß eingeschoben werden. Die Konfiguration aus Spule und Brennerfuß ist somit vollständig unabhängig von dem
verschleißintensiven Brennerkanal selbst. Das verschlossene Ende des
Hohlraums zeigt in Brennrichtung und stabilisiert dort das Doppelrohr. Im diesem Bereich befinden sich die Auslassöffnungen für das innerhalb des Doppelrohres strömende Fluid. Erfindungsgemäß ist es bei einem
Mehrfachrohrbrenner vorgesehen, die unterschiedlichen Hohlräume mit unterschiedlichen Fluiden zu bestücken. In diesem Fall erfolgt die Abnahme des Fluids über wenigstens eine Austrittsöffnungen an der Oberseite des Brenners.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Mehrfachrohre durch Ausssparungen miteinander verbunden. Das eingeleitete Fluid kann in diesem Fall durch mehrfaches Passieren der heissen Zone besonders viel Energie aufnehmen. Damit kann das Fluid in effektiver Weise vorgewärmt werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Außenrohr des
Doppelrohres eine das Innenrohr an einer Stelle berührende Eindellung zur Aufnahme eines Zünddrahtes auf. Dadurch kann der Zünddraht sehr nahe zum von dem Plasma durchströmten Innenraum geführt werden, ohne den Brennerkanal selbst seitlich zu durchbohren.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Doppelrohr ein zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr verlaufendes Zünddrahtrohr für den in das Zünddrahtrohr einführbaren Zünddraht aufweist. Das in dem Doppelrohr strömende Fluid fließt um das Zünddrahtrohr herum. Im einfachsten Fall ist dieses Zünddrahtrohr so gestaltet, dass eine elektrisch leitende Verbindung von der Außenseite durch das Doppelwandrohr zur Innenrohrinnenseite geführt wird, wobei darauf geachtet werden muss, dass keine Gase aus dem äußeren Doppelrohr entweichen können. Dadurch wird die Durchführung des Zündstroms für den Betrieb des Plasmas hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Durchführung des Zündstroms durch die Brennerkonstruktion dadurch erreicht, dass an einer Stelle zumindest eines der beiden Rohre an das andere angelegt wird, vorzugsweise mit ihm verschmolzen wird, so dass ein elektrischer Übergang von einem externen Zünddraht durch den Glaskörper ins Brennerinnere erfolgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Innenrohr eine in den Innenraum hineinragende Ausformung auf. Dadurch lässt sich die Plasmaströmung günstig beeinflussen.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist wenigstens ein Brennerrohr eine Oberflächenstrukturierung auf. Beispielsweise kann durch eine
schraubenartige Windung an der Glasoberfläche der Gasstrom zu einer Helix ausgebildet werden. Dieses ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der
Flammenstabilität.
Ebenso wie eine Strukturierung der an der Innenseite des Brennerinnenrohrs kann diese auch an der Außenseite des Innenrohrs und/oder an einer der der Oberflächen des Außenrohrs erfolgen.
Durch eine Strukturierung der Glasoberfläche an den Grenzflächen des Doppelrohrdurchflusses ist eine Strömungsbeeinflussung des Fluids in geeig- neter Weise möglich. Dadurch kann eine Verbesserung des Austrittsstroms an den Austrittsdüsen erreicht werden.
Weiterhin kann dadurch die Verweilzeit des Fluids erhöht werden. In analoger Weise erschließt sich der Aufbau eines Mehrfachrohrbrenners für einen Fachmann.
Durch eine Strukturierung der äußeren Außenrohrglasoberfläche ist in einem Ausführungsbeispiel möglich, die Induktionsspule rutschfest an einer Position des Brenners zu fixieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist durch eine geeignete Aussparung möglich, eine kleinere Spule zu verwenden und damit energieeffizienter zu arbeiten.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Innenrohr zumindest eine in den Innenraum führende innere Gasaustrittsöffnung auf. Hierdurch können insbesondere Precursoren in den Plasmastrom an einer geeigneten Stelle zugeführt werden.
Der erfindungsgemäße Brenner soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen eines induktiv gekoppelten Doppelrohrplasmabrenners näher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die Figuren 1 bis 3. Es werden für gleiche oder gleichwirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet. In analoger Weise ist das Schema auf einen Mehrfachrohrbrenner zu übertragen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners in einer Gesamtdarstellung,
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners mit
Ausformungen des Innenrohres und einer Zünddrahteindellung, Fig. 3 eine beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners mit einem Zünddrahtrohr.
Fig. 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform des Plasmabrenners in einer Gesamtdarstellung. Der Plasmabrenner weist einen Brennerkanal 1 auf. Dieser enthält einen Innenraum 2, der als Brennkammer und/oder Plasmazentrum dient. Der Brennerkanal ist von einer Induktionsspule 3 umgeben. Diese enthält eine Spulenwicklung 3a, die in einen Verbundkörper 3b eingebettet ist. Die Induktionsspule, bzw. der Verbundkörper 3b liegen möglichst dicht an dem Brennerkanal 2 an.
Zur Gas- und Plasmagaszuführung ist ein Brennerfuß 4 vorgesehen. Der Brennerfuß weist Gaszuführungen 4a und eine Brennerkanalhalterung 4b auf. Bei dem hier vorliegenden Beispiel ist der Brennerfuß fest mit der
Induktionsspule 3 verbunden, während der Brennerkanal in der
Brennerkanalhalterung klemmend oder verrastend arretiert ist und prinzipiell beliebig oft aus dem Brennerfuß entnommen oder in diesen eingesetzt werden kann.
Der Brennerkanal besteht aus einem Doppelrohr. Dieses Doppelrohr weist einen zum Brennerfuß hin offenen Querschnitt auf. Dieser offene Querschnitt bildet eine Gaseintrittsöffnung 5 für die über den Brennerfuß und dessen Gaszuführungen herangeführten Gase. Das Doppelrohr ist in Brennrichtung, d. h. in Richtung der Flamme, durch einen Verschluss 5a abgedichtet, der den Querschnitt des Doppelrohres im Bereich der Doppelwand verschließt. Das Doppelrohr kann aus einem Glaswerkstoff bestehen. In einem solchen Fall kann der Verschluss 5a in Form einer Verschmelzung ausgeführt sein. Bei den Mehrfachrohrbrennern ist die Entnahme der Gasgemische über
wenigstens eine Entnahmevorrichtung in 5a vorgesehen.
Das Doppelrohr des Brennerkanals besteht aus einem Außenrohr 6 und einem Innenrohr 7. Das Außenrohr 6 weist im zur Flamme weisenden Endbereich einen oder mehrere Gasaustritte 8 auf. Diese führen den über den Brennerfuß zugeführten und zwischen Innen- und Außenrohr geleiteten Gasstrom in seitlicher Richtung nach außen ab. Die Gasaustritte sind hierzu als seitlich herausragende Stutzen ausgebildet, an die Schläuche oder sonstige Leiteinrichtungen zur Gasabführung angebracht, insbesondere angeklemmt, werden können. Diese Stutzen können an das Außenrohr 6 angeschmolzen sein. In jedem Fall sind die Stutzen der Gasaustritte 8 fest mit dem Außenrohr verbunden.
Das erwärmte Gasgemisch bzw. Fluid aus den Gasaustrittsöffnungen 8 kann wahlweise über eine geeignete Verbindung der Brennergaszuführung 4a zugeführt bzw. beigemischt werden und/oder durch wenigstens eine separate Düse, die oberhalb des Verschlusses 5a angebracht ist, in die Randzone der (Plamsa)-Flamme geleitet werden.
Dadurch ist es in einer Ausführungsform möglich, dass das verwendete Arbeitsmedium - vorzugsweise das Plasmaarbeitsgas - das vorgewärmte Fluid ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das verwendete Reaktivmedium - vorzugsweise das die Precursorverbindung zumindest anteilig enthaltende Gemisch - das vorgewärmte Fluid.
Bei einer Ausführungsform kann das erwärmte Fluid für andere, nicht unmittelbar an dem Brenner beteiligten Prozesse verwendet werden. Es wird in diesem Fall dann nicht mehr dem Brenner zugeführt.
Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau ermöglicht es, den Brennerkanal in dem oben beschriebenen Aufbau unabhängig von den sonstigen Komponenten in den Brennerfuß einzusetzen oder zu entnehmen. Der Brennerfuß und die Induktionsspule bilden eine integrierte Anordnung oder Fassung für den Brennerkanal. Dessen Gasaustritte befinden sich außerhalb bzw. oberhalb des Bereiches der Induktionsspule. Die Induktionsspule behindert somit die Entnahme und das Einsetzen des Brennerkanals nicht. Weiterhin wird der Doppelrohraufbau des Brennerkanals durch den in Brennrichtung angeordneten
Verschluss 5a stabilisiert. Sowohl die Gestaltung des Brennerkanals als auch die gesamte Anordnung aus Brennerkanal, Brennerfuß und Induktionsspule ist somit sehr widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen und bildet eine definierte Anordnung, mit der sich das Plasma im Innenraum wirksam beeinflussen lässt.
Der so gebildete Grundaufbau kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Die Figuren 2 und 3 zeigen hierzu verschiedene beispielhafte Ausführungsformen. Diese betreffen insbesondere Gestaltungen, die der Leitung des Plasmas im Innenraum des Brennerkanals sowie der Befestigung eines Zünddrahtes dienen.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 2 weist das Außenrohr 6 eine Eindellung 9 auf, die punktuell das Innenrohr 7 berührt. In die Eindellung 9 ist ein Zünddraht 10 eingeführt und mit dem Innenrohr verbunden, insbesondere in die Wand des Innenrohrs eingeschmolzen. Der Zünddraht ragt dabei etwas in den Innenraum 2 des Brennerkanals hinein. Das zwischen dem Außen- und dem Innenrohr strömende Fluid wird durch die Eindellung nicht behindert. Es strömt um die Eindellung herum.
Zur Beeinflussung des Strömung im Innenraum des Brennerkanals weist das Innenrohr eine innere Ausformung 12 auf. Diese ragt entweder nur an einem Punkt in den Innenraum hinein oder zieht sich ringförmig über zumindest einen Teil des Innenrohrumfangs. Es können auch mehrere innere
Ausformungen vorgesehen sein.
Die Befestigung des Brennerkanals in der Anordnung aus Brennerfuß und Induktionsspule erfolgt wie bei der Ausführungsform aus Fig. 1. Es können verschiedene Brennkanäle in die Fassung aus Brennerfuß und Induktionsspule eingesetzt werden. Eine zweckmäßige Anpassung des Plasmabrenners an verschiedene Aufgaben ist dadurch möglich.
In einem Ausführungsbeispiel bilden die Spule und der Brennerfuss eine feste und unveränderbare Anordnung. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Spule unabhängig vom Brenner
angebracht und bildet ein separates Bauelement. Bei der Darstellung nach Figur 6 wird der Brenner als Umwicklung ausgebildet. Durch die mono, bi- oder poly-filare Wicklung entsteht die Mehrfachwandung des Brenners.
Fig. 3 zeigt einen weiteren beispielhaften Brennerkanal. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist zwischen dem Außen- und dem Innenrohr ein Zünddrahtrohr 11 eingefügt. Das Außen- und gegebenenfalls das Innenrohr ist hierzu durchbohrt, während das Zünddrahtrohr eingeschmolzen oder in einer sonstigen Weise fest eingefügt ist. Ein Einschmelzen ist vor allem dann zweckmäßig, wenn das Doppelrohr des Brennerkanals aus einem Glaswerkstoff gefertigt ist. Der Zünddraht 10 ist in das Zünddrahtrohr eingeschlossen. Das
Zünddrahtrohr ist hierzu entweder als ein Hohlkörper ausgebildet, der mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist, in welche der Zünddraht eingeschoben ist und die anschließend verhärtet. Alternativ kann das Zünddrahtrohr aber auch ein Vollkörper sein, in welchem der Zünddraht bereits integriert ist und der somit zusammen mit dem Zünddraht in die Bohrung des Innen- und
Außenrohrs eingesetzt wird. In jedem Fall wird das Zünddrahtrohr von dem zwischen Innen- und Außenrohr strömenden Fluid umströmt und behindert somit nicht den Fluss innerhalb des Hohlraums im Doppelrohr.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 3 weist das Innenrohr 7 des Brennerkanals einen inneren Gasaustritt 13 auf. Dieser führt das zwischen dem Innen- und dem Außenrohr strömende Fluid zumindest zu einem Teil in den Innenraum 2 des Brennerkanals ein und ermöglicht somit das Zuführen von
Zuschlagstoffen, insbesondere von Precursorfluiden, in den Plasmabereich und somit eine chemische Beeinflussung der Flamme. Gleichzeitig wird auch eine Wärmebeaufschlagung der Precursoren durch einen Wärmekontakt mit dem heißen Innenrohr erreicht. Es versteht sich, dass in einem derartigen Fall der äußere Gasaustritt 8 auch entfallen kann, sodass das gesamte
Precursor-Fluid über den inneren Gasaustritt eingeleitet wird. Ein
entsprechender Brennerkanal lässt sich problemlos fertigen und vor allem je nach Erfordernis in einfacher Weise in den Brennerfuß bzw. die Fassung aus Brennerfuß und Induktionsspule gemäß den vorher genannten
Ausführungsbeispiele einsetzen.
Die Verwendung eines Plasmabrenners insbesondere mit induktiver Kopplung gemäß der genannten Ausführungsbeispiele ist besonders dann von Vorteil, wenn das Plasmabrenngas einen Vorwärmkreislauf durchlaufen soll. In einem derartigen Fall wird das Gas, beispielsweise eine SiCI4/N2-Mischung, zunächst in den Raum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr geleitet und nimmt dort Wärme aus dem Plasmazentrum des Innenraums 2 auf. Das erwärmte Gas verlässt den äußeren Gasauslass 8 und gelangt zurück in den
Brennerfuß. Dort wird es in den Innenraum, d.h. das Plasmazentrum, geleitet und vollführt dort den Brennvorgang. Die Anzahl , Form, Größe und Position der Gasauslassöffnungen 8 ist über den Brenner variabel und muss dem Verwendungszweck vom Fachmann angepasst werden.
Andere Gasgemische wie Sauerstoff und/oder wenigsten ein gasförmiger Donor vorzugsweise ein F-Donor und noch mehr bevorzugt SF6 sind ebenfalls erfindungsgemäß vorgesehen. Bei Verwendung eines Mehrfachrohrbrenners ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die unterschiedlichen
Rohrzwischenräume mit verschiedenen Gasgemischen zu bestücken.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist um das innere Brennerrohr wenigstens ein temperaturbeständiger Schlauch bzw. ein Rohr wickeiförmig zumindest abschnittsweise herumgelegt. (Fig 4) Dadurch bildet sich ebenfalls bei einem Ausführungsbeispiel eine spulenförmige Anordnung aus. Durch die vorzugsweise spiralförmige Wicklung ist ein effizienterer
Wärmeübergang vom zum Flammbereich gerichteten Rohr in das die Wicklung durchströmende Fluid möglich. Die Anschlüsse für die Zufuhr bzw. Abfuhr des Fluids können in diesem Ausführungsbeispiel an den jeweiligen
Wicklungsenden erfolgen.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass diese Wicklung an die Anzahl der späteren Düsen polyfilar vorzugsweise bei einer zweidüsigen Anordnung bifilar erfolgt. Desweiteren besteht die Möglichkeit einer Mehrfachwicklung der mono- bzw. polyfilaren Anordnung. Die Anzahl und die Höhe der Wicklungen (L) sind variabel und können sowohl in längsrichtung abschnittsweise an einer bestimmten Position (M) oder auch über die gesamte Brennerlänge verlaufen (Figur 5).
Die Fluide der einzelnen Schläuche bzw. Rohre können, müssen aber nicht gleiche chemische Zusammensetzung haben.
Das Material der Schläuche bzw. Rohre ist dem entsprechenden
Verwendungszweck geeignet vom Fachmann anzupassen. Als
temperaturbeständige Materialien sind Metall (beispielsweise Kupfer, Stahl oder Aluminium) - bzw. Glasrohre oder Kunststoffschläuche verwendbar, wobei bei der Nutzung des Brenners mit einem induktiv gekoppeltem Plasma vorzugsweise dielektrische Materialien verwendet werden sollten.
In einer Ausführungsform ist es vorgesehen in den Brennerfuss, der vorzugsweise aus einem Metallkörper besteht, durch Einbringung von Kanälen und/ oder Gitterstrukturen innerhalb, die von dem Fluid durchströmt werden, und/ oder Umwicklungen außerhalb, die Wärme in das Fluid zu überführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Mikrowärmetauscher in den Brennerfuss mit integriert.
Der Gegenstand der Erfindung wurde anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausführungsformen möglich.
So ist die Verwendung dieses Brenners nicht auf Erzeugung von induktiv gekoppelte Plasmen beschränkt. In analoger Weise kann dieses Prinzip auch auf andere Arten von Plasmen (dielektrische Barriereentladung, Mikrowellenplasmen, Plasmajets etc) bzw. Beschichtungsverfahren wie OVD Verfahren angewendet werden, wobei der Brennerfuss in geeigneter Weise modifiziert werden muss und die Induktionsspule entfällt. Für den Betrieb dieses
Brenners ist kein besonderer Außendruck notwendig, so dass sowohl
Vakuumverfahren als auch Atmosphären bzw. Hochdruckanwendungen möglich sind. Ebenfalls möglich ist die Nutzung dieses Brenners für Flammverfahren bzw. CVD- Verfahren. Dabei wird im Inneren ein Brennmedium verbrannt. Die Zufuhr des durch die Abstrahlung der Hitze vorgewärmten Precursors bzw. der Precursoren und deren Gemischen kann entweder direkt mit dem
Brennmedium - also durch den Brennerkopf selber (4a) - und/oder durch wenigstens eine Düse und/oder Düsenkette oberhalb des Brenners erfolgen. Durch Flammverfahren sind lokale chemische Umgebungen für den
Stoffumsatz möglich, die mit Plasmabrennern nur schwierig erreicht werden können. Weiterhin ist bei manchen Apparaturen der Einbau eines
Plasmabrenners nur schwer möglich.
Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist für den Fachmann leicht auf andere Geometrien (Ovalität, Eckigkeiten), Maßstäbe (Miniaturisierung, Maßstabsvergrösserung) und Anordnungen (mehrere Brenner, Reihenschaltung, Parallelschaltung) modifiziert werden.
In einer Ausführungsform wird das erwärmte Fluid nicht dem Brennprozess als Precursor und / oder Brennmittel und/oder Arbeitsgas zugeführt, sondern für einen anderen Prozess weiter verwendet.
Das Fluid besteht in einer weiteren Ausführungsform aus wenigstens einer der nachfolgenden Komponenten und/oder Gemischen und/oder Emulsionen und/oder Suspensionen aus diesen :
Glasmatrixbuildner vorzugsweise ein Si- Donor insbesondere SiCI4 und/oder Si-Organyl und/oder Si02,
F-Donor vorzugsweise SF6,CxHyFz, NF3,
Dotierungsmittel beinhaltend Verbindungen und/oder Gemische von Haupt- und/oder Nebengruppenelementen und/oder Selten Erden Elementen vorzugsweise bestehend aus den Elementen Na, Li, K, Ge, W, AI, As, B, Sb, P, Nd, Ce, Yb, Ho, Cr, Ti, Ag, Ru, Rh, Ir, Au, Pt, Sm, Er, Y, V, Sc, Lu, Pr Lösungsmittel wie vorzugsweise Wasser, Ethanol, Aceton, Isopropanol, Essig¬ ester, Diethylether, Methanol, Acetonitril, Toluol, Chloroform,
Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff,
Brennmittel wie Kohlenwasserstoffe vorzugsweise Methan, Propan, Butan, Acetylen, Ethylen,
Prozessgase wie vorzugsweise N2 , 02 , Ar, He, H2 bzw. deren Derivaten wie
Figure imgf000015_0001
Das Fluid kann sowohl gasförmige als auch flüssige Bestandteile enthalten.
Die Strömungsrichtung des Fluids kann zum Brennerfuss hin oder weg erfol¬ gen. In einem Ausführungsbeispiel wird das in Richtung Brennerfuss fließende Fluid durch nach innen gerichtete Öffnungen des Brennerfusses in den Brennerinnenraum eingeführt.
Brenner dieser Art sind insbesondere zu Herstellung von Beschichtungen insbesondere von Quarzglas bzw. dotiertem Quarzglas auf geeigneten
Substraten wie Glas, Graphit, Keramik und/oder Metall vorgesehen. In effizienter Weise lassen sich durch Brenner dieser Art Halbzeuge für die optische Industrie, vor allem Preformen und/oder Stäbe und/oder Rohre für Lichtwellenleiter herstellen. Aber auch Gläser basierend auf einem anderen Glasbildner wie AI, Ge sind möglich und können vom Fachmann entsprechend verwendet werden.
Weitere Verwendungen und Ausführungsformen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
Bezugszeichenliste Brennerkanal in Doppelrohrform Innenraum
Induktionsspule
a Spulenwicklung
b Verbundkörper
Brennerfuß
a Gaszuführung
b Brennerkanalhalterung
Gaseintrittsöffnung
a Verschluss
Außenrohr
Innenrohr
Gasaustritt
Eindellung
0 Zünddraht
1 Zünddrahtrohr
2 Innere Ausformung
3 Innerer Gasaustritt

Claims

Patentansprüche
Brenner, insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung, enthaltend einen Brennerkanal (1) mit einem Innenraum (2), eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule (3) und einen Brennerfuß (4), wobei
der Brennerkanal als ein mit dem Brennerfuß koppelbares
Mehrfachrohr, vorzugsweise Doppelrohr ausgebildet ist, dessen
Mehrwandung einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung (5) und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt aufweist, wobei wenigstens ein Außenrohr
(6) des Mehrfachrohres vorzugsweise im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens einen vorzugsweise seitlichen Gasaustritt (8) aufweist.
Brenner insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung, enthaltend einen Brennerkanal (1) mit einem Innenraum
(2), eine den
Brennerkanal umgebende Induktionsspule
(3) und einen Brennerfuß
(4), wobei
eine rohr- und/oder eine schlauchartige polyfilare vorzugsweise bifilare oder monofilare Wicklung zumindest abschittsweise um die Begrenzung des Innenraums (2) oder bevorzugt um ein Mehrfachrohr und mehr bevorzugt um das Innenrohr (7) vorhanden ist.
Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Außenrohr (6) des Doppelrohres eine zu dem Innenrohr (7) gerichtete vorzugsweise an einer Stelle berührende Eindellung (9) zur Aufnahme eines Zünddrahtes (10) aufweist.
Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Doppelrohr ein zwischen dem Außenrohr (6) und dem Innenrohr
(7) verlaufendes Zünddrahtrohr (11) für den in das Zünddrahtrohr einführbaren Zünddraht (10) aufweist.
5. Brenner insbesondere Flammenbrenner, enthaltend einen Brennerkanal (1) mit einem Innenraum (2) und einen Brennerfuß (4), wobei der Brennerkanal als ein mit dem Brennerfuß koppelbares
Mehrfachrohr, vorzugsweise Doppelrohr ausgebildet ist, dessen
Mehrwandung einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung (5) und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt aufweist, wobei wenigstens ein Außenrohr (6) des Mehrfachrohres vorzugsweise im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens einen vorzugsweise seitlichen Gasaustritt (8) aufweist.
6. Brenner insbesondere Flammenbrenner, enthaltend einen Brennerkanal (1) mit einem Innenraum (2) und einen Brennerfuß (4), wobei eine rohr- und/oder eine schlauchartige polyfilare vorzugsweise bifilare oder monofilare Wicklung zumindest abschnittsweise um die
Begrenzung des Innenraums (2) oder bevorzugt um ein Mehrfachrohr und mehr bevorzugt um das Innenrohr (7) vorhanden ist.
7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Innenrohr (7) wenigstens eine in den Innenraum (2)
hineinragende Strukturierung der Oberfläche vorzugsweise wenigstens eine Ausformung (12) aufweist.
8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Innenrohr (7) wenigstens einen in den Innenraum (2) führenden inneren Gasaustritt (13) aufweist.
9. Brenner nach Ansprüchen 2 oder 6 sind dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Außenoberflächen der Wicklungen die strukturierten Begrenzungen eines Rohrs des Mehrfachrohrbrenners bevorzugt die des Innenrohrs (7) bilden.
10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Brennerfusses durch mit Hilfe von Durchführungen und/oder Kanälen und/oder Gitterstrukturen ein Wärmeaustausch zwischen der Umgebung vorzugsweise des
Brennerinnenraums und wenigstens einem Teil des Fluids stattfindet.
11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins der das Mehrfahrrohr durchströmende Fluide zumindest anteilhaltig aus wenigstens einer der nachfolgenden Komponenten und/oder Gemischen und/oder Emulsionen und/oder Suspensionen von diesen besteht:
Si- Donor vorzugsweise SiCI4 und/oder Si-Organyl und/oder Si02,
F-Donor vorzugsweise SF6,CxHyFz, NF3,
Dotierungsmittel beinhaltend Verbindungen und/oder Gemische von Haupt- und/oder Nebengruppenelementen und/oder Selten Erden Elementen vorzugsweise bestehend aus den Elementen Na, Li, K, Ge, W, AI, As, B, Sb, P, Nd, Ce, Yb, Ho, Cr, Ti, Ag, Ru, Rh, Ir, Au, Pt, Sm, Er, Y, V, Sc, Lu, Pr
Lösungs- und/oder Kühlmittel wie vorzugsweise Wasser, Ethanol, Aceton, Isopropanol, Essigester, Diethylether, Methanol, Acetonitril, Toluol, Chloroform, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff,
Ethylenglycol,
Brennmittel wie Kohlenwasserstoffe vorzugsweise Methan, Propan, Butan, Acetylen, Ethylen, Prozessgase wie vorzugsweise CO, C02, N2 , 02 , Ar, He, H2 bzw. deren Derivaten wie NxOy , NF3
12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung jedes Fluids indiviuell - vorzugsweise in Richtung Brennerende oder Brennerfuss- erfolgt.
13. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Innenrohrs
wenigstens Abschnittsweise eine Strukturierung vorzugsweise einer Helix aufweist, die Strömung im Inneren des Brenners in gewünschter Weise beeinflusst.
14. Verfahren zur Erhitzen von Gegenständen und/oder Abscheidung von Schichten vorzugsweise von Glasschichten, mehr bevorzugt von dotierten und/oder undotierten Quarzglasschichten für die optische Industrie und noch mehr bevorzugt zu Herstellung von Halbzeug für Lichtwellenleiter mit Hilfe eines Brenners nach einem der genannten Ansprüche.
15. Glaskörper hergestellt mit Hilfe eines Brenners nach einem der genannten Ansprüche.
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