(57)【要約】【課題】【解決手段】光ファイバガラスプリフォーム１１を作製する方法は、バーナ２を堆積ターゲット１０の方向に提供するステップと、該バーナによって、第一の炎、第一の炎を取り巻く第二の炎、第一の炎を取り巻く第三の炎とを発生させるステップとを備え、第一の炎を発生させるステップは、ガラス前駆体材料と共に、顕著な量の可燃性気体をバーナの中央管路に供給するステップを備えている。
2005524597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを堆積ターゲットの方向に提供するステップと、
該バーナによって、少なくとも第一の炎と、該第一の炎を取り巻く第二の炎と、第一の炎を取り巻く第三の炎とを発生させるステップとを備え、
第一の炎を発生させるステップは、前記バーナに対し所定の量の可燃性気体、燃焼支援気体及びガラス前駆体材料を供給するステップを備える、光ファイバガラスプリフォームを作製する方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記所定の量の前記可燃性気体を体積比で少なくとも３０％だけ前記ガラスプリフォーム材料と予混合した状態で前記バーナの中央管路に供給するステップを備えることを特徴とする、光ファイバガラスプリフォームを作製する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記所定の量の前記可燃性気体を体積比で少なくとも６０％だけ前記中央管路に供給するステップを備える、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記所定の量の前記可燃性気体を体積比で少なくとも９０％だけ前記中央管路に供給するステップを備える、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記所定の量の前記可燃性気体を全て前記中央管路に供給するステップを備える、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記可燃性気体及び前記ガラス前駆体材料を約０．８ないし１．２の範囲のモル濃度比にて前記バーナに供給するステップを備える、方法。
【請求項６】
請求項１の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、前記バーナに対し前記可燃性気体及び前記ガラス前駆体材料を少なくとも０．８のモル濃度比にて供給するステップを備える、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記モル濃度比が約１である、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
第一の炎を発生させるステップが、不活性気体を前記中央管路を取り巻く第二の管路に供給するステップと、燃焼支援気体を前記第二の管路を取り巻く第三の管路に供給するステップとを更に備える、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
第二の炎を発生させるステップが、可燃性気体を酸素よりも小さい動粘度を有する不活性気体と予混合させるステップを備える、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
第三の炎を発生させるステップが、可燃性気体を酸素よりも小さい動粘度を有する不活性気体と予混合させるステップを備える、方法。
【請求項１１】
ガラス光ファイバプリフォームを作製する方法にてガラススート粒子（ｇｌａｓｓ  ｓｏｏｔ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）の流れを発生させるバーナ組立体（１）において、
内側炎、中間炎及び外側炎をそれぞれ発生させる第一、第二及び第三の組みの管路（７、８、９）を有するバーナ（２）と、
気体供給システム（３）であって、ガラス前駆体材料源（５０ａ）と、可燃性気体源（５０ｂ）と、燃焼支援気体源（５０ｃ）とを有し、前記ガラス前駆体材料及び前記可燃性気体の混合体を形成するミキサー（５３ａ）であって、前記中央管路（４１）に対して前記混合体を供給し得るように前記バーナ（２）の中央管路（４１）に流体的に接続された前記ミキサー（５３ａ）を更に有する、前記気体供給システム（３）とを備える、バーナ組立体。
【請求項１２】
請求項１１に記載のバーナ組立体（１）において、
前記中央管路（４１）が、可燃性気体源と流体的に接続された前記第一の組みの管路（７）の唯一の管路である、バーナ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスプリフォーム、特に、光ファイバガラスプリフォームを作製するバーナ組立体及び相応する作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信用の光ファイバは、典型的に、各種のガラス堆積技術に従って作製することのできるガラスプリフォームから引抜いた高純度の二酸化けい素系のガラスファイバである。
【０００３】
気相軸付け法（ＶＡＤ）及び外部気相成長法（ＯＶＤ）を含む、これらの堆積技術の幾つかは、堆積すべきガラススート粒子を発生させる燃焼バーナを使用することを必要とする。このバーナには、通常、微細なガラス（すなわち、ＳｉＯ２）粒子を形成する高純度の流れが発生されるように、燃焼気体と共に、ＳｉＣｌ４のような二酸化けい素前駆体が供給される。この流れは、ガラススートプリフォームを成長させるため回転するターゲットに向けられ、そのプリフォームは、その後、ガラス予成形を得るため圧密化される。選択的に、バーナには、ＧｅＣｌ４のようなドーピング材料を供給してガラスの屈折率を適宜に修正することもできる。
【０００４】
ＶＡＤ堆積技術によれば、プリフォームの成長は軸方向に生じる。堆積バーナは、典型的に、実質的に固定の位置に維持される一方、プリフォームは、その軸線の周りで回転し且つ、バーナに対して上方に（又は下方に）ゆっくりと動かし、プリフォームを軸方向に成長させる。これと代替的に、堆積バーナがプリフォームに対して下方に（又は上方に）動く間、回転するプリフォームが実質的に固定の位置に維持されるようにしてもよい。
【０００５】
これと異なり、ＯＶＤ堆積技術において、プリフォームの成長は半径方向に生ずる。この過程において、回転するターゲット（例えば、石英ガラスロッド）は、全体として、固定の水平又は垂直方向に配置され、また、堆積バーナは、ターゲットがその軸線の周りで回転される間、ターゲットの軸線に対し平行に往復運動する。このようにした作製された光プリフォームは、異なる化学的組成を有するコア部分及びクラッディング部分を備えており、このため、所定の半径方向屈折率プロフィールを得ることができる。
【０００６】
より詳細には、堆積過程は、通常、コア及びクラッディングの第一の部分を備えるコアプリフォームを形成する第一のステップと、更なるガラス層をコアプリフォームに堆積させ、これにより多孔質の最終のプリフォームを得る第二のステップ（「オーバクラッディング」と称する）という、２つのステップにて行われる。
【０００７】
堆積ステップの各々の終了時、プリフォームは圧密化される。特に、オーバクラッディングステップの後、多孔質の最終的なプリフォームを圧密化して、その後に光ファイバに引抜くのに適した固体の最終のガラスプリフォームを形成する。
【０００８】
光プリフォームを作製するための従来のバーナは、複数の同軸状の管状壁（又はパイプ）を備えており、ガラス前駆体材料（すなわち、選択的に、ＧｅＣｌ４のようなドーパント材料と共に、ＳｉＣｌ４のような二酸化けい素前駆体）、燃焼気体（例えば、酸素及び水素又はメタン）及び選択的に、幾つかの不活性気体（例えば、アルゴン又はヘリウム）がこの管状壁を通じて供給される。典型的に、ガラス前駆体材料は、同心状に配置されたパイプの間に形成された環状管路を通じてその他の気体が供給される間、中央パイプにより画成された管路を通じて供給される。管路の入口は、以下に、「ポート」と称する一方、パイプの出口部分は、「ノズル」と称する。
【０００９】
堆積過程の収率を向上させるため、近年、スートが合成され且つ、単位時間、堆積される率（ｇ／分）を向上させる研究が行われている。
反応効率の向上を通じてＶＡＤ過程の高合成率を得るという課題は、米国特許第４，６１８，３５４号にて取り扱われている。この特許は、ｋ番目の炎は、（ｋ＋１）番目の炎の後方に配置され、微細なガラス粒子の堆積率を向上させる、多数炎バーナに関する。特に、内側炎及び外側炎を発生させ得るようにした二重炎バーナが記載されており、その内側炎は、外側炎の後方に隔てられる。
【００１０】
図１には、米国特許第４，６１８，３５４号に記載された二重炎バーナが示されている（部分図にて）。参照番号２１は、ガラス材料の供給オリフィスを示し、２２は、水素気体を排出する可燃性気体供給オリフィス、２３は、Ｈｅ、Ａｒ又はＮ２を排出する不活性気体供給オリフィス、２４は、Ｏ２を排出する補助気体供給オリフィス、２５は、別の不活性気体供給部を示す。オリフィス２１ないし２５は、こうした参照番号の順序にて同心状に配置され且つ、内側炎を形成する内側の多数オリフィス組立体を構成する。可燃性気体は、補助気体の助けを受けて燃焼されて内側炎を発生させる。参照番号２６は、不活性気体の供給オリフィスを示し、参照番号２７は、可燃性気体供給オリフィス、２８は、別の不活性気体の供給オリフィス、参照番号２９は、補助気体供給オリフィスを示す。これらのオリフィス２６ないし２９は、これらの参照番号の順序にてオリフィス２５の周りに同心状に配置され且つ、外側炎を形成する外側多数オリフィス組立体を構成する。可燃性気体は、補助気体の助けを受けて燃焼されて外側炎を発生させる。内側多数オリフィスは、距離ｌだけ外側多数オリフィス組立体の後方に隔てられる。
【００１１】
このため、オリフィスを通じて供給される気体は、最内側ポートから最外側ポートまで、それぞれガラスの原材料、Ｈ２、Ａｒ、Ｏ２、Ａｒ、ガラスの原材料すなわちＡｒ、Ｈ２、Ａｒ、及びＯ２である。
【００１２】
米国特許第４，６１８，３５４号に記載されているように、外側炎が存在することで炎の長さが増す結果、堆積される微細なガラス粒子の量が増大する。
この有利な結果は、欧州特許第２０４  ４６１号により確認されており、この欧州特許は、二重炎を使用する結果として、炎中のガラスの微細な粒子の成長が加速され、粒子の直径が増大して、蓄積効率は向上すると述べている。
【００１３】
しかし、欧州特許第２０４  ４６１号には、屈折率の分布状態を形成するドーピング原材料がバーナに供給されるとき、この材料が炎内に止まる時間が長いため、炎内にて必要とされるよりも、この材料は、より広く拡散される可能性があると述べられている。従って、欧州特許第２０４  ４６１号には、ドーピング反応剤（ＧｅＣｌ４）を供給するための中央パイプは、内側炎を形成する他のパイプに対して前方に隔てられ炎の内部でのドーパントの滞在時間が短くなるようにした、異なるＶＤＡバーナが提案されている。欧州特許第２０４  ４６１号に記載されたバーナにおいて、異なる管路に供給される気体は、最内側ポートから最外側ポートに向けて、それぞれＧｅＣｌ４、ＳｉＣｌ４、及びＨ２、Ａｒ、Ｏ２、Ａｒ、Ａｒ、ＳｉＣｌ４、及びＨ２、Ａｒ、Ｏ２である。
【００１４】
幾つかの特許には、異なる目的のため、原材料を不活性気体（欧州特許第６９８  ５８１号）、Ｈｅ（日本国特許第２１２０２５１）、Ｏ２（米国特許第４，４０６，６８０号）又はＨ２（日本国特許第５５１４４４３３）と予混合することが開示されている。特に、日本国特許第５５１４４４３３号には、原材料（ＳｉＣｌ４）には中央管路内でＨ２が供給され、Ｈ２の流量は高速度及び安定的な作製を通じて特定の屈折率の分布状態を有する光ファイバが得られるように変化させるようにした、５層の単一炎バーナが記載されている。Ｈ２は、また、第二の層内でＧｅＣｌ４に添加され且つ、個々に第四の層に供給される一方、第三及び第五の層には不活性気体及びＯ２がそれぞれ供給される。
【００１５】
当該出願人は、ＶＡＤ法の過程収率、特に、ガラススートが合成され且つ、堆積される率を更に増大させるという課題に取り組んできた。
当該出願人は、高収率の性能を得るためには多数炎バーナが必要とされ、また、堆積率を更に増すためには、原材料の流量を増大させることも必要であることを理解する。当該出願人は、２つの炎を利用する上述した技術において、バーナに供給される原材料の量が更に増す結果、堆積効果は低下すると考える。事実上、既知のバーナを使用する場合、原材料の流量を増大させれば、乱流も増し、その結果、二酸化けい素の封込め及びスートターゲットにおける層状境界層の程度の双方が減少することになろう。更に、粒子が形成されるときの反応効率は、原材料の流れの中央コア内での水及び熱の浸透が減少するため、低下する一方、粒子を形成する加水分解反応が効率的に行われるためには水及び熱の双方が必要である。
【００１６】
炎の寸法が増大する結果、ガラス原材料の出口速度を実質的に一定に保つようにバーナの中央管路の寸法が増すならば、水及び熱が内部に浸透する程度が減少するという問題も生ずる。更に、バーナの寸法が増大する結果、粒子の収集効率、すなわち、堆積ターゲットに衝突する生成粒子の量が減少することになる。
【００１７】
上記に鑑みて、本発明の１つの目的は、より高い合成及び堆積率にて円筒状の多孔質スートプリフォームを安定的に成長させることを許容する過程、及びかかる過程用のバーナを提供することである。
【００１８】
当該出願人は、多数炎バーナを使用して行われる堆積法において、中央炎に対し必要とされる顕著な量の可燃性気体をガラス前駆体材料と共に、バーナの中央管路に供給することがガラススートの合成率及び堆積率を向上させることを可能にすることを知見した。この改良は、当該出願人によれば、内側炎が内部にガラス原材料の流れを発生させ、そのスート粒子の形成過程がより効率的に行われることに起因するものである。
【００１９】
第一の炎（さもなければ拡がり易い）を封込め且つ粒子の形成過程を助けるため中央炎を取り巻く第二の炎が提供させる一方、粒子の堆積過程の間、成長するプリフォームの表面に対するサーモホロテック（ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）効果を向上させ且つ、粒子の流れに対する封込め効果を向上させるため、第三（外側）炎が提供されることが好ましい。
【００２０】
実際には、内側炎がガラス原材料の流れの周りで発生されるとき、既知の型式の二重炎バーナ内で内側炎により提供される反応誘発効果及び封込め効果は、本発明の過程にて、内側炎はガラス原材料の流れ内にて発生される、２つの異なる炎により提供される。その結果、第一に、合成率が増加する。第二に、反応は第一の炎と関係したノズルに極めて近くで開始し、このため、反応時間は長くなる。
【００２１】
本発明の過程における第三の炎は、上述した二重炎バーナにおける第二の炎と実質的に同一の機能を有する。
当該出願人は、可燃性気体及びガラス前駆体材料が、内側管路に供給される前に、約０．８ないし１．２の範囲のモル濃度比にて混合されるとき、最大の改良程度となることを確認した。好ましくは、第一の炎の可燃性気体の全体量をガラス前駆体材料と混合させる。これと代替的に、中央管路内の可燃性気体とガラス前駆体材料との間のモル濃度比が少なくとも０．８であることを条件として、例えば、中央炎を近接して取り巻く管路のような、バーナの異なる管路に特定の量の可燃性気体を供給してもよい。
【００２２】
このように、本発明の１つの側面は、光ファイバガラスプリフォームを成形する過程であって、
バーナを堆積ターゲットの方向に向けて提供するステップと、
該バーナによって、第一の炎、該第一の炎を取り巻く第二の炎、第一の炎を取り巻く第三の炎を発生させるステップとを備え、第一の炎を発生させるステップは、上記バーナに対し所定の量の可燃性気体、燃焼支援気体及びガラス前駆体材料を供給するステップを備え、第一の炎を発生させるステップは、ガラス前駆体材料と予混合した状態で上記所定の量の上記可燃性気体を体積比にて少なくとも３０％だけ上記バーナの中央管路に供給するステップを備える、上記過程に関する。
【００２３】
好ましくは、中央管路に供給される可燃性気体の上記割合は、少なくとも６０％、より好ましくは、少なくとも９０％であるものとする。更により好ましくは、第一の炎の可燃性気体の全てがガラス前駆体材料と共に中央管路に供給されるものとする。
【００２４】
当該出願人はまた、第一の炎の可燃性気体及びガラス前駆体材料が約０．８ないし１．２の間のモル濃度比にてバーナに供給されるとき、より好ましくは、可燃性気体及びガラス前駆体材料が予混合され且つ、少なくとも０．８、より好ましくは、約１のモル濃度比にて中央管路に供給されるとき、最良の性能が得られることも知見した。
【００２５】
好ましくは、第一の炎を発生させるステップは、中央管路を取り巻く第二の管路に不活性気体を供給するステップと、第二の管路を取り巻く第三の管路に燃焼支援気体を供給するステップとを更に備えるものとする。
【００２６】
第二の炎を発生させるステップ及び第三の炎を発生させるステップの双方は、可燃性気体を酸素よりも小さい動粘度を有する不活性気体と予混合するステップを備えることができる。
【００２７】
その第二の側面において、本発明は、ガラス光ファイバプリフォームを作製する過程にてガラススート粒子の流れを発生させるバーナ組立体であって、
内側炎、中間炎及び外側炎をそれぞれ発生させる第一、第二及び第三の組みの管路を有するバーナと、
ガラス前駆体材料源と、可燃性気体源と、燃焼支援気体源とを備え、上記ガラス前駆体材料及び上記可燃性気体の混合体を形成するミキサーであって、該混合体を中央管路に供給し得るようバーナの中央管路に流体的に接続された上記ミキサーを更に有する、気体供給システムとを備える上記バーナ組立体に関する。
【００２８】
好ましくは、中央管路が可燃性気体源に流体的に接続された第一の組みの管路の唯一の管路であるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図２の説明的な概略図を参照すると、参照番号１は、微細ガラス粒子を合成する本発明によるバーナ組立体を示す。バーナ組立体１は、多数炎バーナ２と、気体をバーナ２に供給する気体供給システム３とを備えている。
【００３０】
バーナ２は、以下に説明するように、三重炎バーナであることが好ましく、また、ガラススートプリフォームを作製するオーバクラッディング堆積法にて使用するのに特に適している。かかる過程において、図３の説明図に示すように、バーナ２は、スート粒子を堆積させてスートプリフォーム１１を成長させるべく回転する堆積ターゲット１０に向けて向き決めされている。この過程の間、ターゲット１０（典型的に、ガラスコアプリフォーム）は、参照番号１２で示したその長手方向軸線の回りで回転させる。
【００３１】
バーナ２は、必要とされる気体を気体供給システム３から受け取り且つ、バーナ２を支持構造体（図示せず）に固定する基部４と、気体をその長手方向軸線６により画成された方向に沿って噴射し得るようにされた気体噴射多数パイプシリンダ５とを備えている。
【００３２】
図４の長手方向断面図及び図５に示すように、シリンダ５は、例えば、ＡＩＳＩ  ３０３、ＡＩＳＩ  ３０４、ＡＩＳＩ  ３１０、又はＡＩＳＩ  ３１６Ｌ（ここで、ＡＩＳＩとは、アメリカ鉄鋼協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  Ｓｔｅｅｌ  ａｎｄ  Ｉｒｏｎ）の頭文字である）のような金属で出来たものであることが好ましい、同軸状の複数の管状壁（又はパイプ）３１ないし３９（内側から外側に順次に番号を付す）を備えている。管状壁３１は、円形断面の第一（中央）気体管路４１を画成する一方、その他の壁３２ないし３９の各々は、該壁が取り巻く壁と共に、環状断面のそれぞれの気体管路４２ないし４９（内側から外側に順次に番号を付す）を画成する。
【００３３】
管路４１ないし４９は、それぞれ第一、第二及び第三の炎を発生させるために使用される第一（又は内側）、第二（又は中間）及び第三（又は外側）の組みの管路７、８、９にグループ化することができる。好ましくは、図４に示すように、第一、第二及び第三の組みの管路７、８、９は、長手方向に隔たった位置にて終わり、特に、壁３３ないし３５は、前方に壁３１、３２に対して終わり、壁３６ないし３９は、前方に壁３３ないし３５に対して終わる。その結果、第一の炎が既に形成されている箇所にて第二の炎が発生され、また、第二の炎が既に形成されている箇所にて第三の炎が発生される。このようにして、炎の全長は、炎内での粒子の滞在時間と共に、増大する。
【００３４】
好ましくは、バーナ２は、外側ガラス管４０を更に備えており、該外側ガラス管４０は、管３９を取り巻き且つ、更に前方に、管３６ないし３９に対して終わり、第三の炎の方向性及び封込め効果を改良する。バーナの出口にて三重炎が達する高温度のため、この場合、ガラスであることが好ましい。
【００３５】
第一の炎が発生され且つ、ガラスのスート粒子を発生させる反応が開始する箇所である気体混合箇所にそれぞれの気体を運ぶため、第一の組みの管路７が使用される。
より詳細には、
好ましくは、ＳｉＣｌ４のような二酸化けい素前駆体であるガラス前駆体材料をＨ２のような可燃性気体と共に運ぶため、第一の管路４１が使用される。
【００３６】
その分子量と可燃性気体の分子量との比が少なくとも１０：１であるように、例えば、Ａｒ又は、次善のものであるが、Ｎ２である、好ましくは不活性気体を運ぶため、第二の管路４２が使用される。
【００３７】
特に、可燃性気体の燃焼のために必要とされるＯ２のような、酸化体気体のような、燃焼支援気体（以下、「補助気体」とも称する）を運ぶため、第三の管路４３が使用される。
【００３８】
中央炎に対して必要とされる可燃性気体のかなりの量をガラス前駆体と予混合させ且つ、その混合体を中央管路４１に供給する結果、ガラススートの合成率及び堆積率が向上する。実際には、当該出願人によれば、第一の炎をガラス原材料の流れ内で発生させることにより、スート粒子の形成過程の効率は向上する。
【００３９】
好ましくは、ガラス前駆体材料及び可燃性気体を約０．８ないし１．２の範囲のモル濃度比にてバーナ２に供給することにより、第一の炎が発生されるようにする。
図４の好ましい実施の形態において、第一の炎の可燃性気体の全体は第一の管路４１に供給され、その場合、第一の管路４１内での可燃性気体とガラス前駆体とのモル濃度比は、約０．８ないし１．２の範囲にある。より好ましくは、この比は、約１であるものとする。可燃性気体の全体をガラス前駆体材料と共に、内側管路に供給することは、内側炎の可燃性気体に対する別個の管路は不要であるため、小さい寸法のバーナを使用することを可能にする。
【００４０】
これと代替的に、第一の炎の可燃性気体の一部分を不活性気体と予混合させた状態にて第二の管路４２に供給することができ、又は、バーナは、第一の管路４１と第二の管路４２との間に、第一の炎の可燃性気体の一部分を運ぶための更なる管路（図示せず）を備えるようにしてもよい。これらの代替的な実施の形態において、第一の炎の可燃性気体のかなりの部分、好ましくは、体積比で３０％以上、より好ましくは、６０％以上、更により好ましくは、９０％以上が第一の管路４１に供給される一方、可燃性気体の残りの部分は、第二の管路４２又は上記の更なる管路に供給されるようにする。好ましくは、第一の管路４１内での可燃性気体とガラス前駆体材料との間のモル濃度比は少なくとも０．８であるものとする。
【００４１】
好ましくは、その他の気体がガラス前駆体材料と予混合されず、このため、第一の管路４１に供給された気体混合体は、ガラス前駆体材料及び可燃性気体からのみ成るものとする。
【００４２】
第二の管路４２内の不活性気体の流れは、内側炎の水素気体に対するノズル及び酸素気体に対するノズルが隣接して配置されるならば、生じるであろうノズルの劣化を防止するために必要とされる。
【００４３】
第二の組みの管路８は、
Ａｒのような不活性気体に対する第四の管路４４と、
低動粘度気体、特に、Ａｒのような不活性気体と予混合させたＨ２のような可燃性気体に対する第五の管路４５と、
可燃性気体の燃焼のために使用される、補助気体、特に、Ｏ２のような酸化体気体に対する第六の管路４６とを備えている。
【００４４】
本発明の目的上、「動粘度」とは、気体の粘度と密度との間の比を意味し、「低動粘度気体」は、燃焼反応の生成物、すなわちＯ２及びＨ２Ｏよりも小さい動粘度を有する気体である。Ｏ２はＨ２Ｏよりも小さい動粘度を有するため、「低動粘度気体」とは、Ａｒ又はＸｅのような、Ｏ２よりも小さい動粘度を有する気体を意味する。窒素（Ｎ２）は、次善のものであるが、代替的に使用することができる。ヘリウム及びネオンのような不活性気体は、酸素よりも大きい動粘度を有し、従って、この用途に不適当である。低動粘度の気体を使用することの有利な効果について以下に説明する。
【００４５】
第三の組みの管路９は、第二の組みの管路８と同様であり、
Ａｒのような、不活性気体に対する第七の管路４７と、
Ａｒのような、低動粘度気体と予混合させたＨ２のような可燃性気体に対する第八の管路４８と、
可燃性気体の燃焼のために使用される、補助気体、特にＯ２のような酸化体気体に対する第九の管路４９とを備えている。
【００４６】
図１のバーナにおいて、内側炎は、ガラス粒子を形成するためのエネルギを提供し且つ、粒子の流れを封じ込めるという二重の機能を有するが、本発明のバーナにおいて、これら２つの機能は、内側炎及び中間炎によりそれぞれ別個に行われる。本発明のバーナによって発生された第三の炎は、図１のバーナの第二の炎の機能に相応する機能を果たす、すなわち、ガラススート粒子を半径方向に封じ込めるのを向上させ且つ、これらの粒子を堆積ターゲットまで案内し、また、スートプリフォームの表面にてサーモホロテック効果を提供し、また、その温度を制御することを可能にする。
【００４７】
第三の炎において、第二の炎と同様に、不活性気体（Ａｒ）を可燃性気体（Ｈ２）と予混合させることにより、炎はバーナの管路の出口にてノズルから分離し、このため、これらノズルが劣化することはない。更に、Ｈ２を不活性気体と予混合させることにより、Ｈ２及びＯ２を２つの隣接する管路内に有することが可能であり、それは、Ａｒが存在することは、Ｈ２がＯ２の流れに向けて拡散する程度を感知し得る程度に減少させるからである。このことは、不活性気体に対する別個の管路がＨ２管路とＯ２管路との間に典型的に配置される既知のバーナに優る更なる有利な点である。その結果、バーナの半径方向寸法は減少する。特に、本発明のバーナは、図１のバーナが２つの炎を発生させるため必要とする同一数の管路にて３つの炎を発生させることが可能であることを理解することができる。
【００４８】
炎のより小型の配置は、粒子の拡がり程度を減少させ、従って、粒子の収集効率及び全体的な堆積収率を向上させるのに役立つ。このため、スートの形成反応は、より小さい半径方向の領域に限定される。
【００４９】
更に、適正な流れの低動粘度気体を第二及び第三の炎の可燃性気体と予混合することは、乱流に起因する拡散効果に反作用する、流れの拡散効果の減少程度を決定する。実際には、第二及び第三の炎内における低動粘度気体の流れは、それぞれのサーモホロテック封込め層を画成し、内側粒子に対する案内効果を向上させる。その結果、内側炎が拡散する程度は更に減少する。
【００５０】
三重炎バーナについて説明したが、より多数の炎を発生させることができるバーナは、例えば、上記の構造体に対し組み８、９のような１つ又はより多数の組みの管路を提供することにより、実現することが可能であることが理解できる。
【００５１】
図６を参照すると、気体供給システム３は、異なる気体を発生させる複数の気体源５０と、バーナ２の異なる管路に向けられる流量を制御する複数の体積流量制御装置（ＭＦＣ）５１と、気体の流れを気体供給システム３の所定の箇所にて分割する所定の数の気体分割装置５２と、バーナ２に供給する前に、所定の気体を混合する所定の数の気体ミキサー５３とを備えることができる。気体ミキサーは、単にＴ字形ピースとすることができ、換言すれば、管路内で接続することができる。
【００５２】
より詳細に説明すれば、気体源５０は、ガラス前駆体材料（ＳｉＣｌ４のような）の源５０ａと、可燃性気体（Ｈ２のような）の（Ａｒのような）の源と、補助気体５０ｄ（Ｏ２のような）の源５０ｂと、不活性気体源５０ｃとを備えることが好ましい。異なる気体が必要とされるならば、更なる気体源を提供することができる。気体源は、当該技術分野にて既知の任意の型式のものとすることができる。
【００５３】
気体源５０ａをバーナ２（特に、中央管路４１に対するもの）に接続するため単一の流体接続具が必要とされるが、バーナの別個の管路に対し相応する気体の別個の流れを有するようにその他の気体源の各々の出口に分岐接続具が提供される。特に、図４に示すように、異なる気体をバーナに供給するため、可燃性気体源５０ｂの出口のパイプは３つの枝管を有し、不活性気体源５０ｃの出口のパイプは４つの枝管を有し、補助気体源５０ｄの出口のパイプは２つの枝管を有する。供給パイプの各々には、相応する気体の流れを制御するＭＦＣ５１が設けられる。
【００５４】
第一の気体ミキサー５３ａは、ガラス前駆体材料源５０ａ及び可燃性気体源５０ｂに流体的に接続され（相応する分岐接続具を介して）、ガラス前駆体材料及び可燃性気体を混合させる。第一の気体ミキサー５３ａの出口は、中央管路４１に流体的に接続されて、該中央管路に対し、ガラス前駆体材料及び可燃性気体の混合体を供給する。「流体的に接続される」とは、流体を運ぶのに適したパイプ又は任意のその他の型式の管路による任意の物理的接続具を意味することを意図する。
【００５５】
中央管路４１は、可燃性気体源と流体的に接続された第一の組みの管路７の唯一の管路である。
第一の気体分割器５２ａは、不活性気体源５０ｃに接続された入口と、同一の気体の２つの別個の流れを提供する第一及び第二の出口とを有している。第二の気体ミキサー５３ｂは、可燃性気体源５０ｂに接続された第一の入口と、第一の気体分割器５２ａの第一の出口に接続された第二の入口とを有し、また、可燃性気体を不活性気体と混合させ且つ、その混合体をバーナ２の第五の管路４５に供給することができる。同様に、第三の気体ミキサー５３ｃは、可燃性気体５２ｂに接続された第一の入口と、第一の気体分割器５２ａの第二の出口に接続された第二の入口とを有しており、また、可燃性気体及び不活性気体を混合させ且つ、その混合体をバーナ２の第八の管路４８に供給することができる。
【００５６】
第二の分割器５２ｂは、補助気体源５０ｄに接続された入口と、補助気体（Ｏ２）の２つの別個の流れを第三の管路４３及び第六の管路４６にそれぞれ供給する第一及び第二の出口とを有している。
【００５７】
第一の炎の可燃性気体の一部分が不活性気体と予混合した状態で第二の管路４２に供給され代替的な実施の形態において、更なる分岐接続具を可燃性気体源５０ｂの出口に設けることができ、更なる気体ミキサーを設けて相応する可燃性気体の流れを第二の管路４２に向けられる不活性気体の流れと混合させることができる。第一の炎の可燃性気体の一部分が管路４１、４２の間の専用の管路（図示せず）に供給される更なる可能な実施の形態において、この専用の管路と直接連通する更なる分岐接続具を可燃性気体源５０ｂの出口に設けることができる。
【００５８】
数値シミュレーション試験
合成率を増大させる本発明の過程の効果を示すため、当該出願人は、数値シミュレーションを行った。このシミュレーションにおいて、例えば、１９７２年のペルガモン・プレス（Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ）からの国際ジャーナル熱及び質量伝導（Ｉｎｔ．Ｊ．Ｈｅａｔ  ａｎｄ  Ｍａｓｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）１５番、３０１−３１４ページにおけるＷ．Ｐ．ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）、Ｂ．Ｅ．ラウンダー（Ｌａｕｎｄｅｒ）による、「乱流の二次方程式モデルによる層状化の予測（Ｔｈｅ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌａｍｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ａ  ｔｗｏ  ｅｑｕａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）」に記載されたような周知のＫエプシロンモデルによって炎内の乱流効果をシミュレートした。更に、例えば、１９７６年燃焼協会（Ｔｈｅ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）の第１６回燃焼シンポジウム（１６ｔｈ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）議事録７１９ページにおけるＢ．Ｆ．マグネッセン（Ｍａｇｎｕｓｓｅｎ）、Ｂ．Ｈ．ヘジェテルダー（Ｈｊｅｒｔａｇｅｒ）による「スートの形成及び燃焼に特に重点を置いた乱流燃焼の数学的モデリング(Ｏｎ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｅｍｐｈａｓｉｓ  Ｓｏｏｔ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）」に記載された周知の渦流拡散モデルにより燃焼反応及び二酸化けい素の形成をシミュレートした。
【００５９】
特に、当該出願人は、第一の炎の全ての可燃性気体はガラス前駆体材料と予混合した状態でバーナの第一のポートに供給される、以下に「Ａ」として特定した、本発明による過程を検討し、また、第一の炎の可燃性気体は、バーナの第二のポートに供給される一方、第一のポートには、ガラス前駆体材料のみが供給される、「Ｂ」として特定した、比較用の過程を検討した。
【００６０】
更に詳細には、以下の表１、２には、本発明による過程及び比較用の過程をシミュレートするために使用したバーナの構造及びレシピが記載されている。以下に、「管路」とは、図４及び図５と同一の番号で表示したバーナの管路を意味し、ΔＬは第一、第二及び第三の組みの管路のノズル管のシフトを示し、ＩＤ及びＯＤは、検討としたバーナポートに相当する円筒壁の内径及び外径を意味し、ｓｌｍは「分当たりの標準的リットル」で表わした気体流の測定単位を意味する。
［表１］
管路    ΔＬ    ＯＤ    ＩＤ    ＳｉＣｌ４    Ｈ２    Ｏ２    Ａｒ    合計
（ｍｍ）（ｍｍ）（ｍｍ）    ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ
４１    ０      ５      ０            ４      ４                      ８
４２    ０      ７      ６                                    １      １
４３    ０      １４    ８                          １２            １２
４４    ２５    １７    １６                                  ２      ２
４５    ２５    ２２    １９                １１                    １１
４６    ２５    ２８    ２４                        ２１            ２１
４７    ７２    ３１    ３０                                  ６      ６
４８    ７２    ３７    ３３                ４４            ２６    ７０
４９    ７２    ４４    ３９                        ３５            ３５
［表２］
管路    ΔＬ    ＯＤ    ＩＤ    ＳｉＣｌ４    Ｈ２    Ｏ２    Ａｒ    合計
（ｍｍ）（ｍｍ）（ｍｍ）    ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ  ｓｌｍ
４１    ０      ５      ０            ４                      ２      ６
４２    ０      ９      ６                    ４              ３      ７
４３    ０      １４    １１                        １２            １２
４４    ２５    １７    １６                                  ２      ２
４５    ２５    ２２    １９                １１                    １１
４６    ２５    ２８    ２４                        ２１            ２１
４７    ７２    ３１    ３０                                  ６      ６
４８    ７２    ３７    ３３                ４４            ２６    ７０
４９    ７２    ４４    ３９                        ３５            ３５
ノズルからの内側炎の距離約Ｘ１＝２０ｍｍ、Ｘ２＝４０ｍｍ、Ｘ３＝６０ｍｍにてＳｉＯ２濃度を計算した。その結果は図７に記載されている。曲線は、相応する過程（Ａ又はＢ）の文字にて及びノズルからの距離Ｘを示す値（２０、４０又は６０）にて特定してある。横軸は、バーナの軸線６からの半径方向距離ｒ（メートルによる）を表わし、曲線は、軸線６に対し対称であるとみなすべきである（すなわち、軸線に対してｒ＝０）。縦軸は、反応中に形成されたＳｉＯ２粒子の濃度を表わす。
【００６１】
曲線Ａ２０、Ａ４０及びＡ６０を相応する曲線Ｂ２０、Ｂ４０及びＢ６０と比較することにより、本発明による過程は、ノズルの近くで、特にノズルから２０ｍｍにて、同様に４０ｍｍにて、より多量のＳｉＯ２を発生させるが、６０ｍｍでは、ＳｉＯ２の生成は、２つの場合、ほぼ等しいことが理解できる。その理由は、本発明のバーナにて炎の中心に向けた熱伝導が改善されるからである。換言すれば、第一の管路内に可燃性気体が存在する結果、ガラス前駆体材料の流れ中に第一の炎が発生され、このため、ガラス変態反応は、ノズルの出口にて直に開始する。第二の管路内のＡｒの流れは、第一の炎がノズルに接触するのを阻止する。
【００６２】
実験試験
実施例１
第一の管路内の可燃性気体の相対的な量が変化するときの過程の性能を比較するため、第一の組みの試験を行った。
【００６３】
バーナは、図２、図４及び図５に関して上記に開示したような９管路バーナである。
第一の実験において、可燃性気体は中央ポートに供給されず、異なるポート内に運ばれた気体の流れは次の通りである。
【００６４】
第一の炎に関して、４ｓｌｍのＳｉＣｌ４は、２ｓｌｍのＡｒと共に中央管路に供給され、４ｓｌｍのＨ２は、３ｓｌｍのＡｒと共に、第二の管路に供給され、１２ｓｌｍのＯ２は、第三の管路に供給され、１．７ｓｌｍのＡｒは、第四の管路に供給される。
【００６５】
第二の炎に関して、１８ｓｌｍのＨ２は、３４ｓｌｍのＯ２と共に使用されて、また、第三の炎を発生させるため、５４ｓｌｍのＨ２が４０ｓｌｍのＯ２と共に使用される。
第二の炎の管路は、最内側の炎のものに対して前方に４０ｍｍ隔たった箇所にて終わり、第三の炎の管路は、更に前方に７５ｍｍ隔たった箇所にて終わる。
【００６６】
第一の実験のレシピ及び管路の寸法は表３にまとめられている。
［表３］
管路    ＯＤ        ＩＤ        面積      化学的種
（ｍｍ）    （ｍｍ）    （ｍｍ２）  （ｓｌｍ）
ＳｉＣｌ４    Ｈ２    Ｏ２    Ａｒ
４１    ５          ０        １９．６      ４                        ２
４２    ９          ６        ３５．３                ４              ３
４３  １４        １０        ７５．４                      １２
４４  １７        １６        ２５．９                            １．７
４５  ２２        １９        ９６．６              １８              ３
４６  ２８        ２４      １６３．４                      ３４
４７  ３１        ３０        ４７．９                                ６
４８  ３７        ３３      ２１９．９              ５４            １２
４９  ４４        ３９      ３２５．９                      ４０
スート粒子は、２９０ｍｍ／時の速度にて軸方向に平行移動させ且つ、２０ｒｐｍの速度にて回転させた、直径４０ｍｍの石英円筒体の上で４０分間、堆積させる。平均堆積率は、２．１５ｇ／分であり、効率は２０％である。スートプリフォームの最終直径は６１．２ｍｍである。
【００６７】
第二の実験において、本発明によるレシピを使用する。この場合、第二の炎及び第三の炎は、先の実施の形態とほぼ同一である。詳細には、最内側炎に関する限り、４ｓｌｍのＨ２は、４ｓｌｍのＳｉＣｌ４と共に中央管路に供給され、１６ｓｌｍのＯ２は、第三の管路に供給されて最内側管路の可燃性気体を燃焼させ、また、バーナノズルの損傷を防止するため、１．５ｓｌｍの不活性気体が第二の管路に供給される。第二の実験のレシピ及び管路の寸法は、表４にまとめられている。
［表４］
管路    ＯＤ        ＩＤ        面積      化学的種
（ｍｍ）    （ｍｍ）    （ｍｍ２）  （ｓｌｍ）
ＳｉＣｌ４    Ｈ２    Ｏ２    Ａｒ
４１    ５          ０        １９．６      ４        ４
４２    ７          ６        １０．２                            １．５
４３  １４          ８      １０３．７                      １６
４４  １７        １６        ２５．９                            １．７
４５  ２２        １９        ９６．６              １８              ３
４６  ２８        ２４      １６３．４                      ３４
４７  ３１        ３０        ４７．９                                ６
４８  ３７        ３３      ２１９．９              ６０            １２
４９  ４４        ３９      ３２５．９                      ４０
過程は、第一の実験と同一時間及び同一の条件下で行われる。平均的堆積率は、４．２３ｇ／分であり、効率は４０％である。スートプリフォームの最終直径は７８．５ｍｍである。
【００６８】
第一及び第二の実験の結果を比較すると、第一の炎の可燃性気体の全体量をガラス前駆体材料と予混合することにより、堆積率、効率及びスートプリフォームの直径は顕著に増大することが理解できる。
【００６９】
第三の実験において、可燃性気体量の体積比で約３分の１をＳｉＣｌ４と予混合させ且つ、第一のポートに供給する一方、残る部分は第二のポートに供給され、これにより第一の実験と第二の実験との中間的なレシピを得ることができる。相応するレシピ及び管路の寸法は表５にまとめられている。
［表５］
管路    ＯＤ        ＩＤ        面積      化学的種
（ｍｍ）    （ｍｍ）    （ｍｍ２）  （ｓｌｍ）
ＳｉＣｌ４    Ｈ２    Ｏ２    Ａｒ
４１    ５          ０        １９．６      ４        ２
４２    ９          ６        １０．２                ４              ３
４３  １４        １０      １０３．７                      １２
４４  １７        １６        ２５．９                            １．７
４５  ２２        １９        ９６．６              １８              ３
４６  ２８        ２４      １６３．４                      ３４
４７  ３１        ３０        ４７．９                                ６
４８  ３７        ３３      ２１９．９              ５４            １２
４９  ４４        ３９      ３２５．９                      ４０
過程は、第一及び第二の実験と同一時間及び同一の条件下にて行われる。この場合の平均的堆積率は、２．６２ｇ／分であり、効率は２４．５％である。円筒体に堆積されたスートの最終直径は６０ｍｍである。第一の実験に比して改良されることが理解される。しかし、これらの結果を第二の実験の結果と比較すると、中央管路内でＨ２の量をＳｉＣｌ４に対して１対１から１対２に減少させることにより、及び、第二の管路内で顕著な量のＨ２を追加することにより、平均堆積率、効率及びスートプリフォームの直径のより小さい値が得られる。
実施例２
過程の性能が中央管路に供給されるＨ２の量に依存する程度を理解するため、第二の組みの実験を行った。表６におけるような９管路バーナ（表４のバーナに相応する）を使用した。
［表６］
管路    ＯＤ        ＩＤ
（ｍｍ）    （ｍｍ）
４１      ５          ０
４２      ７          ６
４３    １４          ８
４４    １７        １６
４５    ２２        １９
４６    ２８        ２４
４７    ３１        ３０
４８    ３７        ３３
４９    ４４        ３９
３回の実験の第一の部分において、第一の炎のＳｉＣｌ４とＨ２との間の化学量論的比のみを変化させる、表７に掲げたようなレシピを使用した。
［表７］
管路    ４１        ４１      ４２      ４３      ４４      ４５
実験    （ＳｉＣｌ４）  （Ｈ２）  （Ａｒ）  （Ｏ２）  （Ａｒ）  （Ｈ２）
１        ４．０      ６．０    １．５    １３．０  １．７    １６．０
２        ４．２      ４．５    １．５    １３．０  １．７    １６．０
３        ４．０      ４．０    １．５    １３．０  １．７    １６．０
４５        ４６      ４７      ４８      ４８      ４９
（Ａｒ）    （Ｏ２）  （Ａｒ）    （Ｈ２）  （Ａｒ）  （Ｏ２）
３        ３０．０    ６      ５０．０    １２      ４０．０
３        ３０．０    ６      ５２．０    １２      ４０．０
３        ３０．０    ６      ５２．０    １２      ４０．０
これら全ての実験において、堆積は、ガラススートを直径２３ｍｍの垂直コアロッドの上に堆積させ且つ、１５５ｍｍ／時の速度にて軸方向に平行移動させ、また、２０ｒｐｍの速度でその軸線の周りで回転させることで、１９０分間、行われる。バーナの角度は、水平に対して３０°とする。
【００７０】
３回の実験において、可燃性気体とガラス前駆体材料とのモル分率の比は、それぞれ１．５、１．０７及び１である。
表８には、これらの実験にて判明した堆積率、堆積効率及びスート直径の値がまとめられている。
［表８］
実験    モル分率比        堆積率      堆積効率      スート直径
Ｈ２／ＳｉＣｌ４  ［ｇ／分］    ［％］        ［ｍｍ］
１      １．５          ３．２２      ３０．０      ７７．２
２      １．０７        ３．６６      ３２．５      ７７．７
３      １              ３．８７      ３６．２      ８２．２
上記比が１．５から１に減少するに伴い、堆積率、堆積効率及びスートの直径は増大することが理解できる。
【００７１】
実験の第二の部分において、異なる三重炎バーナを使用する。このバーナの寸法は表９に記載されている。
［表９］
管路      ＯＤ        ＩＤ
（ｍｍ）    （ｍｍ）
４１        ８          ０
４２      １０          ９
４３      １８        １１
４４      ２１        ２０
４５      ２８        ２３
４６      ３５        ３０
４７      ３８        ３７
４８      ４５        ４０
４９      ５４        ４７
使用したレシピが表１０に記載されている。この場合にも、内側炎の可燃性組成のみを変化させる。
［表１０］
管路    ４１        ４１      ４２      ４３      ４４      ４５
実験    （ＳｉＣｌ４）  （Ｈ２）  （Ａｒ）  （Ｏ２）  （Ａｒ）  （Ｈ２）
１      １１．０      ９．０    １．５    ２６．０      ２    ２１．０
２      １１．０      ９．５    １．５    ２６．０      ２    ２１．０
３      １１．０    １０．０    １．５    ２６．０      ２    ２１．０
４５        ４６      ４７      ４８      ４８      ４９
（Ａｒ）    （Ｏ２）  （Ａｒ）    （Ｈ２）  （Ａｒ）  （Ｏ２）
５        ４７．０    ８      １０４．０    １４    ６６．０
５        ４７．０    ８      １０４．０    １４    ６６．０
５      ４７．０      ８    １０４．０    １４    ６６．０
３４９ｍｍ／時にて平行移動し且つ２５ｒｐｍ／時の速度にてその軸線の周りで回転する、直径９０ｍｍのターゲット管にて堆積が行われる。バーナ傾動角度は、水平線に対し１２°とする。
【００７２】
表１１には、これらの実験にて観察された堆積率及び堆積効率の値がまとめられている。
［表１１］
実験    モル分率比            堆積率      堆積効率
Ｈ２／ＳｉＣｌ４    ［ｇ／分］    ［％］
１      ０．８２          １５．４０    ５２．３
２      ０．８６          １５．５０    ５２．６
３      ０．９１          １５．６０    ５３．０
可燃性気体の流量とガラスの原材料の流量との間のモル比が約０．８２（９：１１）から約０．９１（１０：１１）に増大するに伴い、堆積率及び堆積効率が向上することが理解できる。
実施例３
これらの実験において、当該出願人は、外側火炎内でのアルゴンの流量が過程の性能に与える程度を検討した。
【００７３】
表９のバーナを使用する。外側火炎内で可燃性気体と予混合させた不活性気体の流れを変化させる、２つのレシピを検討した。特に、第二の炎において、１１．０ｓｌｍのＨ２を５．０及び３．０ｓｌｍのＡｒとそれぞれ予混合させ、また、第三の炎において、５２ｓｌｍのＨ２を１４及び１２ｓｌｍのＡｒとそれぞれ予混合させる。
【００７４】
過程の結果は、表１２に掲げられている。
［表１２］
管路    ４１        ４１      ４２      ４３      ４４      ４５
実験    （ＳｉＣｌ４）  （Ｈ２）  （Ａｒ）  （Ｏ２）  （Ａｒ）  （Ｈ２）
１        ４．０      ６．０    １．５    １３．０    ２．０    １１．０
２        ４．０      ６．０    １．５    １３．０    １．７    １１．０
４５        ４６      ４７      ４８      ４８        ４９
（Ａｒ）    （Ｏ２）  （Ａｒ）    （Ｈ２）  （Ａｒ）    （Ｏ２）
５．０      ２３．０    ７．０    ５２．０  １４．０    ３５．０
３          ２３．０    ６        ５２．０  １２        ３５．０
ターゲットロッドは、２３ｍｍの直径を有し、また、１５５ｍｍ／時の速度にて平行移動させ且つ、２０ｒｐｍの速度にて回転させる。バーナの傾斜角度は、水平方向に対し３０°とする。ガラスの堆積は、１９０分間、行われる。
【００７５】
表１３には、これらの実験にて判明した堆積率及び堆積効率の値がまとめられている。
［表１３］
実験            堆積率          堆積効率          スート直径
［ｇ／分］        ［％］            ［ｍｍ］
１              ３．７          ３４．７          ８９．５
２              ３．５          ３２．７          ８２．５
実験の結果、過程はＡｒの流量により極めて影響され易いことが分かる。特に、第二及び第三の炎において３から５ｓｌｍに及び１２から１４ｓｌｍにそれぞれ増加する結果、効率を６％以上、向上することが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】既知の型式のバーナを示す部分断面図である。
【図２】バーナ及び気体供給システムを備える、本発明によるバーナ組立体の概略図である。
【図３】ガラススートプリフォームを成長させる堆積過程の説明図である。
【図４】図２に示したバーナの一部分の面ＩＶ−ＩＶに沿った正確な縮尺ではない長手方向断面図である。
【図５】図２に示したバーナの面Ｖ−Ｖに沿った正確な縮尺ではない断面図である。
【図６】図２の気体供給システムの更に詳細な図である。
【図７】数値シミュレーションの結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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