(57)【要約】      （修正有）【課題】バーナの目詰まり等の不具合無く、ガラス微粒子堆積体の生産性を維持しながら、長寿命化を実現することができる多重管バーナを提供する。【解決手段】多重管バーナ２２の先端には、複数の管部が設けられる。段差部６０ａの最内側に位置する第１管部４５ａと、第１管部４５ａの外側の第２管部４５ｂとによりガスポート４５が形成される。第１管部４５ａは、ベース部６１と、ベース部６１に対して着脱可能な先端部６２とを有し、ベース部６１の周方向の少なくとも２箇所には、第２管部４５ｂに向けて突出した厚肉部６３がベース部６１の先端よりも基部側に形成され、先端部６２のベース部６１側の端部における周方向の少なくとも２箇所には、第２管部４５ｂに向けて突出した鍵型段差部６４が形成され、鍵型段差部６４が、ベース部６１の先端および厚肉部６３により支持されることにより、ベース部６１と先端部６２とが接続される。【選択図】図３
2015030642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置された複数の管部を備え、前記複数の管部によって、ガラス原料ガスを噴射する原料ガスポートと、同心状に複数配置された可燃性ガスを噴射する可燃性ガスポートおよび助燃性ガスを噴射する助燃性ガスポートとが形成された、ガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナであって、
前記複数の管部は、少なくとも１つの段差部を形成するように前記多重管バーナの径方向における外側から内側に向かって前記複数の管部同士の長さが同一、または前記少なくとも１つの段差部において短くなるように設けられ、
前記少なくとも１つの段差部の最内側に位置する第１管部と、前記第１管部の外側の第２管部とにより前記可燃性ガスポートまたは前記助燃性ガスポートが形成され、
前記第１管部は、ベース部と、前記ベース部に対して前記多重管バーナの先端側に配置され且つ着脱可能な先端部と、を有し、
前記ベース部の周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部側に向けて突出した厚肉部が前記ベース部の先端よりも基部側に形成されているとともに、前記先端部の前記ベース部側の端部における周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部に向けて突出した鍵型段差部が形成されており、
前記鍵型段差部が、前記ベース部の前記先端および前記厚肉部により支持されることにより、前記ベース部と前記先端部とが接続されている、多重管バーナ。
【請求項２】
前記鍵型段差部の径方向の段差厚さは、前記厚肉部の径方向の最大厚さより小さく、前記厚肉部の前記最大厚さの１／２以上である、請求項１に記載の多重管バーナ。
【請求項３】
前記厚肉部は周方向に略等間隔に存在し、前記厚肉部同士の間の空間部の中心角度は、前記鍵型段差部の中心角度よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の多重管バーナ。
【請求項４】
前記先端部の長さは、前記少なくとも１つの段差部の長さの２／３以上である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多重管バーナ。
【請求項５】
反応容器内に、出発ロッドと、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の多重管バーナを設置し、
前記多重管バーナに前記ガラス原料ガスを導入し、
前記多重管バーナが形成する火炎内で前記ガラス原料ガスを火炎分解反応させてガラス微粒子を生成し、
生成したガラス微粒子を前記出発ロッドに堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する、ガラス微粒子堆積体の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス原料ガスを１００℃以上に加熱して、前記多重管バーナに導入する、請求項５に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＶＤ法（外付け法）、ＶＡＤ法（気相軸付け法）、ＭＭＤ法（多バーナ多層付け法）などによりガラス微粒子を出発ロッドに堆積させてガラス微粒子堆積体を製造するための多重管バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ母材製造用のバーナとして、多重管バーナの先端部のみを石英ガラス管で形成し、残りの部分を金属で形成したものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−９９１３３号公報
【特許文献２】実開昭５７−１３２９３０号公報
【特許文献３】実開平４−１１０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような多重管バーナを用いる場合、バーナを構成する管の全周にわたって径が太く形成されているため、管路が細くなり、バーナ詰まりが発生しやすい。これにより、管の先端部を交換しても、すぐに、製造される光ファイバ母材の形状や堆積速度等の製造条件が変わり、光ファイバ母材の生産性が落ちてしまう場合があった。また、管の交換可能な部分が薄肉であり、強度が弱く損傷しやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、バーナ詰まりなどの不具合無く、ガラス微粒子堆積体の生産性を維持しながら、長寿命化を実現することができるガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナは、
同心状に配置された複数の管部を備え、前記複数の管部によって、ガラス原料ガスを噴射する原料ガスポートと、同心状に複数配置された可燃性ガスを噴射する可燃性ガスポートおよび助燃性ガスを噴射する助燃性ガスポートとが形成された、ガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナであって、
前記複数の管部は、少なくとも１つの段差部を形成するように前記多重管バーナの径方向における外側から内側に向かって前記複数の管部同士の長さが同一、または前記少なくとも１つの段差部において短くなるように設けられ、
前記少なくとも１つの段差部の最内側に位置する第１管部と、前記第１管部の外側の第２管部とにより前記可燃性ガスポートまたは前記助燃性ガスポートが形成され、
前記第１管部は、ベース部と、前記ベース部に対して前記多重管バーナの先端側に配置され且つ着脱可能な先端部と、を有し、
前記ベース部の周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部側に向けて突出した厚肉部が前記ベース部の先端よりも基部側に形成されているとともに、前記先端部の前記ベース部側の端部における周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部に向けて突出した鍵型段差部が形成されており、
前記鍵型段差部が、前記ベース部の前記先端および前記厚肉部により支持されることにより、前記ベース部と前記先端部とが接続されている。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、  
反応容器内に、出発ロッドと、上記記載の多重管バーナを設置し、
前記多重管バーナに前記ガラス原料ガスを導入し、
前記多重管バーナが形成する火炎内で前記ガラス原料ガスを火炎分解反応させてガラス微粒子を生成し、
生成したガラス微粒子を前記出発ロッドに堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な方法で、バーナ詰まりなどの不具合無く、ガラス微粒子堆積体の生産性を維持しながら、多重管バーナの長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法を実施する製造装置の一形態を示す構成図である。
【図２】ガラス微粒子を生成する多重管バーナの一形態を示す断面図である。
【図３】図２に示す多重管バーナの段差部の一部拡大断面図である。
【図４】図３に示す段差部のベース部および先端部の正面図である。
【図５】ベース部および先端部の別の形態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係るガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナは、
（１）同心状に配置された複数の管部を備え、前記複数の管部によって、ガラス原料ガスを噴射する原料ガスポートと、同心状に複数配置された可燃性ガスを噴射する可燃性ガスポートおよび助燃性ガスを噴射する助燃性ガスポートとが形成された、ガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナであって、
前記複数の管部は、少なくとも１つの段差部を形成するように前記多重管バーナの径方向における外側から内側に向かって前記複数の管部同士の長さが同一、または前記少なくとも１つの段差部において短くなるように設けられ、
前記少なくとも１つの段差部の最内側に位置する第１管部と、前記第１管部の外側の第２管部とにより前記可燃性ガスポートまたは前記助燃性ガスポートが形成され、
前記第１管部は、ベース部と、前記ベース部に対して前記多重管バーナの先端側に配置され且つ着脱可能な先端部と、を有し、
前記ベース部の周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部側に向けて突出した厚肉部が前記ベース部の先端よりも基部側に形成されているとともに、前記先端部の前記ベース部側の端部における周方向の少なくとも２箇所には、前記第２管部に向けて突出した鍵型段差部が形成されており、
前記鍵型段差部が、前記ベース部の前記先端および前記厚肉部により支持されることにより、前記ベース部と前記先端部とが接続されている。
この構成によれば、バーナの目詰まりしやすい箇所の先端部を取り外して清掃あるいは交換することができるため、バーナ詰まりなどの不具合無く、ガラス微粒子堆積体の生産性を維持しながら、多重管バーナの長寿命化を実現することができる。また、周方向の一部に、厚肉部および鍵型段差部を設けることにより、必要以上に管路を狭めることなく、簡単な構造で、ベース部と先端部とを接続（ベース部で先端部を支持）することができる。
【００１１】
（２）前記鍵型段差部の径方向の段差厚さは、前記厚肉部の径方向の最大厚さより小さく、前記厚肉部の前記最大厚さの１／２以上であることが好ましい。
ガスポートの開口部の断面積を十分に確保しつつ、先端部をベース部に容易に嵌めることができるためである。
【００１２】
（３）前記厚肉部は周方向に略等間隔に存在し、前記厚肉部同士の間の空間部の中心角度は、前記鍵型段差部の中心角度よりも小さいことが好ましい。
ベース部に対して先端部を周方向のどんな角度で取り付けても、先端部が抜け落ちることなく確実に嵌合させることができるためである。
【００１３】
（４）前記先端部の長さは、前記少なくとも１つの段差部の長さの２／３以上であることが好ましい。
第１管部においてガラス微粒子が堆積しやすい部分を交換可能にできるためである。
【００１４】
本願発明の実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、
（５）反応容器内に、出発ロッドと、（１）から（４）のいずれか一項に記載の多重管バーナを設置し、
前記多重管バーナに前記ガラス原料ガスを導入し、
前記多重管バーナが形成する火炎内で前記ガラス原料ガスを火炎分解反応させてガラス微粒子を生成し、
生成したガラス微粒子を前記出発ロッドに堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する。
上記（１）と同様に、ガラス微粒子堆積体を製造する際に、バーナ詰まりなどの不具合無く、ガラス微粒子堆積体の生産性を維持しながら、多重管バーナの長寿命化を実現することができる。また、必要以上に管路を狭めることなく、簡単な構造で、ベース部と先端部とを接続（ベース部で先端部を支持）することができる。
【００１５】
（６）前記ガラス原料ガスを１００℃以上に加熱して前記多重管バーナに導入することが好ましい。
原料ガスを１００℃以上に加熱することにより、原料ガスの液化を防ぎ、原料収率を上げることができるためである。原料ガスの温度を上げることにより、バーナが詰まりやすくなるが、本構造の多重管バーナを用いることで、多重管バーナの目詰まりをより確実に防止することができる。
【００１６】
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明を実施するためのガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法の実施形態の例を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に示す製造方法としては、ＯＶＤ（Outside Vapor Deposition）法を例に説明するが、本発明はＯＶＤ法に限定されるものではない。ＯＶＤ法と同様にガラス原料からガラスを堆積させる方法、例えば、ＶＡＤ（Vapor Phase Axial Deposition）法やＭＭＤ法等に本発明を適用することも可能である。
【００１７】
図１は、本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法を実施する製造装置１の構成図である。製造装置１は、反応容器２と、昇降回転装置３と、ガス供給装置２１と、ガラス微粒子生成用のバーナ２２（ガラス合成用多重管バーナの一例）と、各部の動作を制御する制御部５を備えている。
【００１８】
反応容器２は、ガラス微粒子堆積体Ｍが形成される容器であり、容器２の側面に取り付けられた排気管１２を備えている。
【００１９】
昇降回転装置３は、支持棒１０および出発ロッド１１を介してガラス微粒子堆積体Ｍを昇降動作、および回転動作させる装置である。昇降回転装置３は、制御部５から送信されてくる制御信号に基づいて支持棒１０の動作を制御している。昇降回転装置３は、ガラス微粒子堆積体Ｍを回転させながら昇降させる。
【００２０】
支持棒１０は、反応容器２の上壁に形成された貫通穴を挿通して配置されており、反応容器２内に配置される一方の端部（図１において下端部）には出発ロッド１１が取り付けられている。支持棒１０は、他方の端部（図１において上端部）が昇降回転装置３により把持されている。
出発ロッド１１は、ガラス微粒子が堆積されるロッドであり、支持棒１０に取り付けられている。
排気管１２は、出発ロッド１１およびガラス微粒子堆積体Ｍに付着しなかったガラス微粒子を反応容器２の外部に排出する管である。
【００２１】
バーナ２２には、原料２３を気化させた原料ガスを、ガス供給装置２１により供給する。なお、図１において、火炎形成用ガスを供給するガス供給装置は省略されている。
ガス供給装置２１は、原料２３を貯留する原料容器２４と、原料２３を気化させた原料ガスの供給流量を制御するガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Mass Flow Controller）２５と、原料ガスをバーナ２２へ導く供給配管２６と、原料容器２４とＭＦＣ２５と供給配管２６の一部を所定温度に保つ温調ブース２７と、を有している。原料容器２４、ＭＦＣ２５、および供給配管２６は、ガス供給装置２１による温度制御によって所定の温度に調整される。
【００２２】
ＭＦＣ２５は、バーナ２２から噴射する原料ガスの流量を制御する装置である。ＭＦＣ２５は、制御部５から送信されてくる制御信号に基づいてバーナ２２へ供給する原料ガスの供給量の制御を行なっている。
【００２３】
供給配管２６は、原料ガスをバーナ２２へ導く配管である。供給配管２６およびバーナ２２の温度を高温に保持して原料ガスの液化を防ぐために、供給配管２６およびバーナ２２の少なくとも一部の外周には、発熱体であるテープヒータ２８が巻き付けられている。テープヒータ２８は、金属発熱体やカーボン製繊維状面発熱体の極細撚線を保護材で覆ったフレキシブルなヒータによって構成される。このテープヒータ２８により、供給配管２６に供給される原料ガスは１００℃以上に加熱されてバーナ２２に導入される。
【００２４】
バーナ２２は、供給配管２６と連結されており、例えば、金属材料あるいは石英ガラスから構成されている。金属材料としては、特に耐腐食性に優れたステンレス（ＳＵＳ）を用いることが好ましい。このバーナ２２は、気化された原料ガスを火炎中において酸化反応させることでガラス微粒子３０を生成し、生成されたガラス微粒子３０を出発ロッド１１に噴きつけて堆積させる。
【００２５】
バーナ２２には、原料ガスとしてＳｉＣｌ４やシロキサン等、火炎形成ガスとしてＨ２やＯ２等、バーナシールガスとしてＮ２等の不活性ガスが供給される。このバーナ２２の酸水素火炎内で、酸化反応によってガラス微粒子３０が生成され、生成されたガラス微粒子３０が出発ロッド１１に堆積されて、所定外径のガラス微粒子堆積体Ｍが作製される。
【００２６】
制御部５は、昇降回転装置３、ガス供給装置２１等の各動作を制御している。制御部５は、昇降回転装置３に対して、ガラス微粒子堆積体Ｍの昇降速度および回転速度を制御する制御信号を送信している。また、制御部５は、ガス供給装置２１のＭＦＣ２５に対して、バーナ２２から噴霧する原料ガスの流量を制御する制御信号を送信している。
【００２７】
図２は、本実施形態の例に係るバーナ２２を示す縦（軸方向）断面図である。本実施形態のバーナ２２としては、図２に示すように、例えば１６重管などの多重管バーナ構造のものが用いられる。図３は、図２に示すバーナ段差部の一部拡大断面図であるが、バーナ２２は軸対称であるため、バーナ中心軸に対して一方側のみを示している。
【００２８】
バーナ２２の中央部には、原料ガスとして例えばＳｉＣｌ４やシロキサン等が噴射される原料ガスポート４１が設けられている。原料ガスポート４１の外周には、火炎形成ガス（可燃性ガス）として例えばＨ２が供給される第１可燃性ガスポート４２，４６，５０，５４と、火炎形成ガス（可燃性ガス）として例えばＯ２が供給される第２可燃性ガスポート４４，４８，５２，５６とが交互に複数設けられている。第１可燃性ガスポート４２，４６，５０，５４と第２可燃性ガスポート４４，４８，５２，５６との間には、バーナシールガス（助燃性ガス）として例えばＮ２が供給される助燃性ガスポート４３，４５，４７，…，５５が複数設けられている。原料ガスポート４１は、バーナ２２の最内層部に設けられた管部により形成されている。また、他のガスポート４２〜５６は、同心円状に配置された複数の管部間の隙間として形成されている。これら複数の管部の厚さは、例えば１ｍｍ程度である。また、各ガスポート４１〜５６の開口厚は、例えば２ｍｍ程度である。なお、必ずしもすべての管部の厚さ、およびすべてのガスポート４１〜５６の開口厚がそれぞれ一律である必要はない。
【００２９】
ガスポート４１〜４３を構成する各管部は同一の長さであって、ガスポート４１〜５６を構成する複数の管部のうち最も短い長さを有している。ガスポート４４の外周側を構成する管部からガスポート４７を構成する管部までは同一の長さであって、ガスポート４１〜４３を構成する複数の管部よりも長くなるように形成されている。ガスポート４８の外周側を構成する管部から５６を構成する管部までは同一の長さであって、ガスポート４５〜４７を構成する複数の管部よりも長くなるように形成されている。このように、バーナ２２の先端部においては、バーナ２２から噴射される原料ガスが過度に散らばらないようにするため、バーナ２２の径方向における外側から内側に向かってガスポート４１〜５６を構成する複数の管部のうち所定の箇所の管部同士の長さが異なるように配置されている。長さの異なるガスポート４４とガスポート４５とが隣接した部分を段差部６０ａと定義する。また、長さの異なるガスポート４８とガスポート４９とが隣接した部分を段差部６０ｂと定義する。すなわち、複数の段差部６０ａ，６０ｂは、バーナ２２の先端側において外周側よりも内周側の管部が短くなった（凹んだ）状態で形成されている。
【００３０】
各段差部６０ａ，６０ｂにおいて最内側に配置されたガスポート４５，４９（各段差部６０ａ，６０ｂの表面に位置するガスポート）は、それぞれ径方向内側の第１管部４５ａ，４９ａと、外側の第２管部４５ｂ，４９ｂと、により形成されている。ガスポート４９は、ガスポート４５と略同一の構成であるため、図３および図４を参照して、ガスポート４５について以下詳細に説明する。
【００３１】
図３に示すように、第１管部４５ａは、ベース部６１と、ベース部６１に対して着脱可能な先端部６２と、を有している。
ベース部６１は、例えば、石英ガラスから構成されている。図３および図４（ａ）に示すように、ベース部６１の周方向の少なくとも２箇所には、第２管部４５ｂ側に向けて突出した厚肉部６３が形成されている。この厚肉部６３は、先端部６２と接するベース部６１の先端よりも先端部６２とは反対側の基部側（図３において、ベース部６１の先端よりも所定長さ下がった位置）に配置されている。厚肉部６３は、ベース部６１に対して融着や接着などにより一体化されている。本例においては、２つの厚肉部６３は、ベース部６１の周方向において略等間隔に存在していることが好ましい。厚肉部６３は、外側の第２管部４５ｂとの間に僅かに隙間が設けられていてもよく、第２管部４５ｂと接触していてもよい。
【００３２】
先端部６２は、例えば石英ガラスから構成されている。図３および図４（ｂ）に示すように、先端部６２のベース部６１側の端部における周方向の少なくとも２箇所には、第２管部４５ｂ側に向けて突出した鍵型段差部６４が形成されている。鍵型段差部６４は、先端部６２に対して融着や接着などにより一体化されている。これにより、先端部６２が、ベース部６１の先端および厚肉部６３により支持されている。先端部６２の周方向の全体を厚肉とするとガスポート４５の開口部が塞がれてしまうため、本実施形態においては先端部６２の周方向の少なくとも２箇所に鍵型段差部６４を設けるようにしてガスポート４５の開口部の断面積を確保している。
この鍵型段差部６４の径方向の段差厚さＴ２は、厚肉部６３の径方向の最大厚さＴ１より小さく、最大厚さＴ１の１／２以上となるように形成されている。鍵型段差部６４の段差厚さＴ２が厚肉部６３の最大厚さＴ１の１／２よりも小さいと、鍵型段差部６４の強度が確保しにくい。一方、鍵型段差部６４の段差厚さＴ２が厚肉部６３の最大厚さＴ１よりも大きいと、ガスポート４５の開口部の断面積が小さくなる。
また、先端部６２の長さＬ２は、段差部６０ａの長さＬ１の２／３以上であることが好ましい。バーナ２２により生成されるガラス微粒子３０は、特に段差部６０ａの最内側に配置されたガスポート４５の第１管部４５ａの露出部分（段差部６０ａの内周表面）に堆積しやすいため、先端部６２の長さＬ２をこのような長さに設定することが好適である。
【００３３】
次に、ガラス微粒子堆積体の製造方法の手順について説明する。
［堆積工程］
ＯＶＤ法（外付け法）によってガラス微粒子の堆積を行い、ガラス微粒子堆積体Ｍを製造する。先ず、図１に示すように、昇降回転装置３に支持棒１０を取り付け、さらに支持棒１０の下端部に出発ロッド１１を取り付けた状態で、出発ロッド１１および支持棒１０の一部を反応容器２内に納める。
【００３４】
続いて、ＭＦＣ２５は、制御部５から送信されてくる制御信号に基づき、供給量を制御しながら原料ガスをバーナ２２に供給する。このとき、原料ガスを１００℃以上に加熱してバーナ２２に導入している。
【００３５】
バーナ２２に、原料ガスおよび酸水素ガス（火炎形成ガス）を供給し、酸化反応させることでガラス微粒子を生成する。そして、バーナ２２は、火炎内で生成したガラス微粒子を回転および昇降する出発ロッド１１に継続的に堆積させていく。
【００３６】
昇降回転装置３は、制御部５からの制御信号に基づいて、出発ロッド１１および出発ロッド１１に堆積されたガラス微粒子堆積体Ｍを軸方向に昇降させる。
【００３７】
［透明化工程］
次に、得られるガラス微粒子堆積体Ｍを不活性ガスと塩素ガスの混合雰囲気中で１１００℃に加熱した後、Ｈｅ雰囲気中で１５５０℃に加熱して透明ガラス母材を得る。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係る多重管構造のバーナ２２の先端において、段差部６０ａ，６０ｂの最内側に配置されたガスポート４５，４９の第１管部４５ａ，４９ａは、ベース部６１と、ベース部６１に対して着脱可能な先端部６２と、を有している。そのため、バーナ２２により生成されるガラス微粒子３０が堆積しやすい段差部６０ａ，６０ｂの表面に設けられた第１管部４５ａ，４９ａの先端側である先端部６２を容易に取り外して清掃または交換することができる。そのため、簡単な構造で、バーナ２２の目詰まり等の不具合無く、出発ロッド１１へのガラス微粒子のデポレート（堆積速度）を維持してガラス微粒子堆積体Ｍの生産性を向上させることができるとともに、バーナ２２の長寿命化を実現することができる。
【００３９】
特許文献１においては、バーナの先端側を交換可能としているが、交換可能な部分が薄肉であり、強度が弱く損傷しやすいという問題があった。しかし、本実施形態によれば、ベース部６１の周方向の少なくとも２箇所には第２管部４５ｂ，４９ｂに向けて突出した厚肉部６３がベース部６１の先端よりも基部側に形成されているとともに、先端部６２のベース部６１側の端部における周方向の少なくとも２箇所には第２管部４５ｂ，４９ｂに向けて突出した鍵型段差部６４が形成されている。そして、ベース部６１の先端および厚肉部６３により鍵型段差部６４が支持されることにより、ベース部６１と先端部６２とが接続されている。そのため、先端部６２の強度を確保して先端部６２の損傷を防止できるとともに、ガスポート４５，４９の開口部の断面積の減少を最小限に抑制することができる。
なお、図１に示すように、バーナ２２はその先端側が斜め上方を向くように配置されているため、先端部６２の鍵型段差部６４をベース部６１の厚肉部６３上に乗せるように取り付けるだけで、先端部６２がベース部６１から脱落することなく適切に保持することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、ベース部６１の周方向の少なくとも２箇所が、第２管部４５ｂ，４９ｂ側に向けて突出した厚肉部６３となっており、鍵型段差部６４の径方向の段差厚さＴ２は、厚肉部６３の径方向の最大厚さＴ１の１／２以上であって、厚肉部６３の最大厚さＴ１よりも小さく設計されている。そのため、ガスポート４５，４９の開口部の断面積を十分に確保しつつ、先端部６２をベース部６１に容易に嵌めることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、先端部６２の長さＬ２は、段差部６０ａ，６０ｂの長さＬ１の２／３以上と設計されている。そのため、第１管部４５ａ，４９ａにおいてガラス微粒子３０が堆積しやすい部分を交換可能にできる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、バーナ２２に供給される原料ガスを１００℃以上に加熱してバーナ２２に導入している。これにより、供給配管２６またはバーナ２２内での原料ガスの液化を防ぎ、原料収率を上げることができる。原料ガスの温度を上げることにより、バーナが詰まりやすくなるが、本実施形態に係る多重管バーナ２２を用いることで、バーナ２２の目詰まりをより確実に防止することができる。
なお、原料ガスの温度が高いほど原料収率を上げることができるので、設備として許容できれば、原料ガスの温度を２００℃以上、３００℃以上とした方が、より好ましい。
【実施例】
【００４３】
実施例として、図１に示す製造装置を使用してＯＶＤ法によってガラス微粒子の堆積、すなわち本実施形態に係る段差部６０ａ，６０ｂの最内側に位置するガスポート４５，４９の第１管部４５ａ，４９ａの先端が交換可能である多重管バーナ２２を用いてガラス微粒子堆積体Ｍの製造を行った。一方、比較例として、段差部の最内側に位置するガスポートの管部の先端が交換可能ではない多重管バーナを使用してＯＶＤ法によってガラス微粒子堆積体の製造を行った。
その結果、比較例における連続稼働時のバーナの寿命は１８０日であったが、実施例における連続稼働時のバーナの寿命は２２５日にまで延びた。このように、上記の実施形態に係るバーナを使用することで、バーナの目詰まりを防いで、バーナの長寿命化を実現できることが確認された。
【００４４】
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。
【００４５】
例えば、図５に示すように、本実施形態の変形例においては、ベース部１６１は、ベース部１６１の周方向の少なくとも４箇所が、外周のガスポート側に向けて突出した厚肉部１６３となっている。このとき、図５（ａ）に示す厚肉部１６３同士の間の空間部の中心角度αは、図５（ｂ）に示す先端部１６２の鍵型段差部１６４の中心角度βよりも小さくなるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、ベース部１６１に対して先端部１６２を周方向のどんな角度で取り付けたとしても、必ず先端部１６２の鍵型段差部１６４がベース部１６１の厚肉部１６３の上に搭載されることとなるため、周方向における先端部１６２の取付角度を気にすることなくベース部１６１に先端部１６２を確実に嵌合させることができる。
【００４６】
また、上記の実施形態においては、２つの段差部６０ａ，６０ｂが設けられているが、段差部の数はこれに限られない。バーナが備えるガスポートの数に応じて少なくとも１つの段差部が設けられていればよく、３つ以上の段差部が設けられていてもよい。
【００４７】
また、上記の実施形態においては、ベース部６１と先端部６２とはいずれも石英ガラスから構成されているが、この例に限られない。例えば、ベース部６１と先端部６２とを金属材料から構成してもよく、いずれか一方を石英ガラスとし他方を金属材料としてもよい。
【００４８】
また、上記の実施形態においては、多重管バーナとして１６重管のバーナ２２が例示されているが、例えば８重管や１２重管等のバーナを使用することもできる。また、上記の実施形態の構成を、マルチノズル型バーナの、多重管バーナ部にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１：製造装置
２：反応容器
３：昇降回転装置
５：制御部
１０：支持棒
１１：出発ロッド
２１：ガス供給装置
２２：バーナ（ガラス合成用多重管バーナの一例）
２３：液体原料
２４：原料容器
２５：ＭＦＣ
２６：供給配管
２７：温調ブース
２８：テープヒータ
３０：ガラス微粒子
４１：原料ポート
４２，４６，５０，５４：第１可燃性ガスポート
４４，４８，５２，５６：第２可燃性ガスポート
４３，４５，４７，…，５５：助燃性ガスポート
４５ａ，４９ａ：第１管部
４５ｂ，４９ｂ：第２管部
６０ａ，６０ｂ：段差部
６１：ベース部
６２：先端部
６３：厚肉部
６４：鍵型段差部
Ｍ：ガラス微粒子堆積体
【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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