專利名稱：生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過OVD方法生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)用于光纖預(yù)制件的玻璃顆粒沉積體的方法之一是通過玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒(在下文中稱作“粉塵(soot)”)層狀沉積在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒上的方法(OVD方法)。
為了得到具有良好質(zhì)量的光纖預(yù)制件，重要的是將長度方向上玻璃顆粒沉積體(在下文中稱作“粉塵體”)的外徑波動(dòng)減小到最小。從生產(chǎn)率的角度出發(fā)，要求現(xiàn)有的各種方法具有較高的沉積速率和較高的沉積效率。
例如，在未審查的日本專利公報(bào)昭53-70499中，公開了一種用于光通信的預(yù)制件的生產(chǎn)方法，其中可以獲得在徑向方向上添加劑量波動(dòng)分布較小的預(yù)制件。這種方法包括使通過多個(gè)氫氧燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在中心玻璃棒上，其中所述燃燒器橫向排成一排，而具有與中心玻璃棒幾乎相等的長度，形成燃燒器列。
另一種生產(chǎn)方法包括多個(gè)以規(guī)則間隔與中心玻璃棒相對(duì)排列的燃燒器。這種方法包括在玻璃棒上沉積玻璃顆粒，同時(shí)使玻璃棒和燃燒器平行地相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
另一種生產(chǎn)方法包括使玻璃棒和燃燒器相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)變換往復(fù)運(yùn)動(dòng)的返回點(diǎn)，其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的返回點(diǎn)移動(dòng)到預(yù)定位置，然后沿相反方向變換到初始位置，如未審查的日本專利公報(bào)平3-228845中所述。利用這種方法，返回點(diǎn)在整個(gè)粉塵體上分散，其中在返回點(diǎn)處有明顯更長的粉塵沉積時(shí)間，從而使整個(gè)粉塵體的真實(shí)粉塵沉積時(shí)間或燃燒器火焰接觸玻璃顆粒沉積體的程度波動(dòng)可以在玻璃顆粒沉積體的整個(gè)長度上平均而變得均勻，從而使玻璃顆粒沉積體每一點(diǎn)的粉塵沉積量均勻，減小外徑的波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法和設(shè)備，其中沿縱向方向具有較小的外徑波動(dòng)，且沒有增加在粉塵體端部形成的無效部分。
根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其中多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器與轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒相對(duì)排布，且由玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在起始棒表面上而生成玻璃顆粒沉積體，其中三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器以燃燒器之間每一間隔可以調(diào)節(jié)的方式排布，且當(dāng)從一組燃燒器的一端計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)位于奇數(shù)位置的奇數(shù)燃燒器的玻璃顆粒合成條件和位于偶數(shù)位置的偶數(shù)燃燒器的玻璃顆粒合成條件進(jìn)行不同的設(shè)置，從而玻璃顆粒沉積在起始棒的表面上，生產(chǎn)出在縱向方向上外徑波動(dòng)較小的玻璃顆粒沉積體。
在本發(fā)明的所述生產(chǎn)方法中，玻璃顆粒合成燃燒器的總數(shù)最好是奇數(shù)。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法最好包括設(shè)定一組具有更大的每一燃燒器的原料流量的燃燒器之間的間隔L，其中該組燃燒器是在從一端計(jì)數(shù)時(shí)位于奇數(shù)位置的一組燃燒器和位于偶數(shù)位置的一組燃燒器中選擇的，而滿足下述公式(1)，其中該組每一燃燒器的原料流量較小的燃燒器相對(duì)于另一組燃燒器中的相鄰燃燒器以L/2的間隔排布。
10a≤L≤A(1)在公式(1)中，L是該組每一燃燒器的原料流量較大的燃燒器的燃燒器-燃燒器間隔(mm)，a是具有最大原料流量的每一燃燒器的原料流量(升/分鐘)÷22.4(升/摩爾)×60(克/摩爾)，A是目標(biāo)玻璃顆粒沉積體的外徑(mm)。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法最好使燃燒器-燃燒器間隔與設(shè)定值的偏差在設(shè)定值的+10％至-10％內(nèi)。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法最好包括設(shè)定玻璃顆粒合成燃燒器的玻璃顆粒合成條件，從而使供應(yīng)到每一燃燒器的氣體量交替不同。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法最好包括設(shè)定玻璃顆粒合成燃燒器的玻璃顆粒合成條件，從而使每一燃燒器的結(jié)構(gòu)交替不同。
根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的設(shè)備，其中多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器與轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒相對(duì)排布，由所述玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在起始棒表面上，從而生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體，其中三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器以每一燃燒器間隔調(diào)節(jié)為預(yù)定值的方式排布，且在從一組燃燒器的一端計(jì)數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的奇數(shù)燃燒器的結(jié)構(gòu)和位于偶數(shù)位置的偶數(shù)燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)置不同，從而生產(chǎn)出在縱向方向上外徑波動(dòng)較小的玻璃顆粒沉積體。
在本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備中，三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器的總數(shù)最好是奇數(shù)。
本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備最好是一組燃燒器分成兩排，當(dāng)從垂直于所述成排燃燒器的方向觀察時(shí)，兩排燃燒器可以看作一個(gè)燃燒器組陣列，當(dāng)從一端計(jì)數(shù)時(shí)位于奇數(shù)位置的燃燒器排成一排，位于偶數(shù)位置的燃燒器排成另一排。
附圖簡要說明

圖1是示出一個(gè)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)造的示例示意圖。
圖2示出了當(dāng)奇數(shù)燃燒器之間具有較小間隔時(shí)粉塵在起始棒上的沉積狀態(tài)，(a)是示出燃燒器陣列的示意圖，(b)是僅由奇數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(c)是僅由偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(d)是當(dāng)沒有對(duì)粉塵體的外徑波動(dòng)補(bǔ)償時(shí)粉塵體的示意圖。
圖3示出了當(dāng)奇數(shù)燃燒器之間具有較大間隔時(shí)粉塵在起始棒上的沉積狀態(tài)，(a)是示出燃燒器陣列的示意圖，(b)是僅由奇數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(c)是僅由偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(d)是當(dāng)沒有對(duì)粉塵體外徑波動(dòng)補(bǔ)償時(shí)粉塵體的示意圖。
圖4示出了如何排布燃燒器，(a)是示出所述燃燒器在同一直線上排成一排的示意圖，(b)是示出以所需角度θ排布的兩排燃燒器的示意圖，(c)是平行排布的兩排燃燒器的示意圖。
圖5示出了通過本發(fā)明的方法沉積的粉塵體的沉積狀態(tài)，(a)是示出燃燒器陣列的示意圖，(b)是僅由奇數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(c)是僅由偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(d)是由奇數(shù)燃燒器和偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖。
圖6示出了由本發(fā)明的另一方法沉積的粉塵體的沉積狀態(tài)，(a)是僅由奇數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(b)是僅由偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖，(c)是由奇數(shù)燃燒器和偶數(shù)燃燒器沉積的粉塵體的示意圖。
圖7是示出當(dāng)示例6中燃燒器的位置從設(shè)定位置偏移時(shí)獲得的粉塵體的外徑波動(dòng)比的圖。
圖8是示出用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法的普通示例的示意圖。
在這些圖中，1是起始棒，2是有效部分，3是支撐棒，4是反應(yīng)容器，5是排氣孔，6是奇數(shù)燃燒器，7是偶數(shù)燃燒器，8是燃燒器陣列，9是粉塵體，10是清潔空氣導(dǎo)入裝置，11是棒支撐部分，12是轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，13、14是沉積的粉塵，16是燃燒器，17、18和19是燃燒器陣列，20、21和22是燃燒器。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的方法的基本思想是在用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法中，多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒排布，且由所述玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在起始棒表面上，所述起始棒和玻璃顆粒合成燃燒器不往復(fù)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)燃燒器-燃燒器之間的間隔，并調(diào)節(jié)供應(yīng)到燃燒器的原料氣、可燃?xì)?、穩(wěn)定氣和密封氣的量，或者改變?nèi)紵鞯囊?guī)格，從而減小采用這種方法可能帶來問題的縱向方向的外徑波動(dòng)，并在兩端形成較小的不穩(wěn)定部分。
下面將參照附圖描述本發(fā)明。
在圖1中，起始棒1由可轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐棒3支撐，且位于具有排氣口5的反應(yīng)容器4內(nèi)。在該示例中，燃燒器列包括總計(jì)7個(gè)燃燒器，其中包括四個(gè)奇數(shù)燃燒器6和三個(gè)偶數(shù)燃燒器7。奇數(shù)燃燒器6和偶數(shù)燃燒器7具有不同的合成玻璃顆粒的條件。燃燒器列8與起始棒1相對(duì)。奇數(shù)燃燒器6的一端和另一端之間的長度大于起始棒1的有效部分2的長度。
每一燃燒器噴出原料氣比如SiCl4，可燃?xì)獗热鐨錃?，穩(wěn)定氣比如氧氣，或密封氣比如氬氣，而形成火焰。在轉(zhuǎn)動(dòng)起始棒1的同時(shí)，通過在起始棒1上沉積所形成的火焰合成的玻璃顆粒而生產(chǎn)粉塵體9。
清潔的空氣從清潔空氣導(dǎo)入裝置進(jìn)入反應(yīng)容器4。起始棒1被棒保持部分11保持，且由轉(zhuǎn)動(dòng)裝置12轉(zhuǎn)動(dòng)。
在如圖8所示的普通示例的生產(chǎn)方法中，多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器23與轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒相對(duì)排布。所述粉塵體9是通過把燃燒器16合成的粉塵沉積在起始棒1的表面上而生產(chǎn)的，且起始棒1和燃燒器16不相對(duì)移動(dòng)。為了使玻璃顆粒的合成條件盡可能均勻，燃燒器16以規(guī)則的間隔排布，且相鄰燃燒器的火焰不干涉。所以，每一燃燒器16在燃燒器中心附近具有較高的粉塵合成量，但在燃燒器周圍具有較慢的粉塵體增長和較小的粉塵合成量。由于粉塵合成量的不同，粉塵體的外徑沿縱向方向變化，且質(zhì)量降低。
相反，在該實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)供應(yīng)到燃燒器的氣體量或者改變?nèi)紵鞯慕Y(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)每一燃燒器的粉塵合成條件。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)每一燃燒器的粉塵合成條件和間隔，可以減小在縱向方向上的粉塵體外徑的波動(dòng)，從而形成均勻的形狀。例如，具有與燃燒器16不同的合成條件的燃燒器20位于燃燒器16之間，如圖5(a)所示。由燃燒器16合成的粉塵沉積在起始棒上，形成粉塵體9a，如圖5(b)所示。在僅由燃燒器20合成粉塵的情況下，如圖5(c)所示，在起始棒上形成粉塵體14。通過調(diào)節(jié)每一燃燒器之間的間隔和合成條件，由燃燒器16形成的粉塵體9的外徑波動(dòng)可以由燃燒器20合成的粉塵補(bǔ)償。通過燃燒器16和20合成粉塵，可以獲得具有幾乎均勻的外徑和優(yōu)良形狀的粉塵體9，如圖5(d)所示。布置三個(gè)或更多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器，且當(dāng)從燃燒器列的一端計(jì)數(shù)時(shí)，奇數(shù)燃燒器(圖5(a)中的燃燒器16)的粉塵合成條件與偶數(shù)燃燒器(圖5(a)中的燃燒器20)的相同?；蛘咂鏀?shù)燃燒器和偶數(shù)燃燒器的粉塵合成條件不同，且根據(jù)粉塵合成條件適當(dāng)設(shè)定燃燒器之間的間隔。在燃燒器數(shù)目是奇數(shù)的情況下，生產(chǎn)出兩端形狀對(duì)稱的粉塵體。
在燃燒器數(shù)目是偶數(shù)的情況下，粉塵體兩端的形狀是不對(duì)稱的，但整體上粉塵體具有較小的外徑波動(dòng)，其中也存在著上述效果。如圖6所示，當(dāng)從一端(在圖6(a)所示示例中的下端)計(jì)數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的三個(gè)燃燒器21，和位于偶數(shù)位置的三個(gè)燃燒器22(如圖6(b)所示)相加具有偶數(shù)個(gè)燃燒器。通過調(diào)節(jié)燃燒器之間的間隔和合成條件，由燃燒器21合成的粉塵體9a的外徑波動(dòng)被燃燒器22合成的沉積粉塵14所補(bǔ)償。利用偶數(shù)數(shù)目的燃燒器21和22，可以獲得具有幾乎相同的外徑和優(yōu)良形狀的粉塵體9，如圖6(c)所示。
燃燒器間隔的具體示例，從從一端計(jì)數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的一組燃燒器或位于偶數(shù)位置的一組燃燒器中選擇的、具有較大的每一燃燒器的原料流量的一組燃燒器之間的間隔滿足下述公式(1)。
10a≤L≤A(1)在公式(1)中，L是該組每一燃燒器的原料流量較大的燃燒器的燃燒器-燃燒器間隔(mm)，a是具有最大原料流量的每一燃燒器的原料流量(升/分鐘)÷22.4(升/摩爾)×60(克/摩爾)，A是目標(biāo)玻璃顆粒沉積體的外徑(mm)。
在該組具有較小的每一燃燒器的原料流量的燃燒器中的燃燒器應(yīng)當(dāng)以L/2的間隔相對(duì)于該組具有較大的每燃燒器原料流量的燃燒器中的相鄰燃燒器排布。
在燃燒器數(shù)目是偶數(shù)的情況下，在奇數(shù)位置和偶數(shù)位置的燃燒器可以根據(jù)從哪一端開始對(duì)燃燒器計(jì)數(shù)而不同。然而，在該實(shí)施例中，所述燃燒器是從具有較大的原料流量的燃燒器一側(cè)計(jì)數(shù)的。即，在燃燒器數(shù)目是偶數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的該組燃燒器是具有較大的原料流量的一組燃燒器，而位于偶數(shù)位置的該組燃燒器是具有較小的原料流量的一組燃燒器。
當(dāng)原料流量有某種程度的增加時(shí)，如果燃燒器之間的間隔較窄，那么在偶數(shù)燃燒器和奇數(shù)燃燒器之間，即在相鄰燃燒器之間，有更大的干涉。如果燃燒器之間存在著更大的干涉，那么粉塵體的外徑和粉塵沉積面的形狀是不穩(wěn)定的，從而不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，具有較大的原料流量的燃燒器之間的間隔L設(shè)為10a(mm)或更大。
在公式1中，如果L大于目標(biāo)玻璃顆粒沉積體的外徑，那么具有較大原料流量的一個(gè)燃燒器沉積粉塵的區(qū)域遠(yuǎn)離另一燃燒器的區(qū)域。因此，具有較小原料流量的燃燒器不能補(bǔ)償沉積的粉塵。具有較小原料流量的燃燒器，包括位于最外側(cè)的那個(gè)，希望以L/2的間隔相對(duì)于具有較大原料流量的相鄰燃燒器排布。
燃燒器之間的間隔不必嚴(yán)格為L/2，實(shí)際上燃燒器的位置僅需要落在設(shè)定值L/2的+10％至-10％內(nèi)。在該范圍內(nèi)，粉塵體的外徑波動(dòng)比可以減至5％內(nèi)。如果燃燒器間隔的偏差超出+10％至-10％的范圍，那么會(huì)不利地增加了粉塵體的外徑波動(dòng)比。
圖2示出了在具有較大原料流量的燃燒器之間的間隔L小于原料流量(a×22.4÷60)的粉塵沉積狀態(tài)，其中10a＞L，不滿足公式(1)。在該示例中，僅奇數(shù)燃燒器是在燃燒器列8中具有較大原料流量的燃燒器，如圖2(a)所示。如圖2(b)所示，僅有奇數(shù)燃燒器6，發(fā)生燃燒器之間的干涉，所以粉塵體13的外徑不穩(wěn)定。在圖2(c)中示出僅由偶數(shù)燃燒器7沉積在起始棒上的粉塵14。如圖2(d)所示粉塵14不能補(bǔ)償粉塵體14的外徑波動(dòng)，粉塵體15的外徑變化。
圖3示出了在具有較大原料流量的燃燒器之間的間隔L大于粉塵體外徑時(shí)的粉塵沉積狀態(tài)，其中L＞A，不滿足公式(1)。在該示例中，偶數(shù)燃燒器是燃燒器列8中具有較大的原料流量的燃燒器，如圖3(a)所示。在圖3(b)中示出僅由奇數(shù)燃燒器6沉積在起始棒上的粉塵13。如圖3(c)所示，在偶數(shù)燃燒器之間沒有干涉，所以沉積在起始棒1上的粉塵體14不重疊。然而，如圖3(d)所示，因?yàn)榕c粉塵體14的外徑相比，L過大，所以粉塵13不能補(bǔ)償粉塵體14的外徑波動(dòng)，從而粉塵體15的外徑變化。
通常，5個(gè)燃燒器的玻璃顆粒沉積條件都是相同的。在這種情況下，粉塵體的外徑波動(dòng)大于如圖2和3所示粉塵體的外徑波動(dòng)。本發(fā)明可以使粉塵體的外徑波動(dòng)小于普通方法中的情況。
在使用具有相同粉塵合成條件的燃燒器的情況下，通常沿粉塵體的縱向方向有高達(dá)10至20％的外徑波動(dòng)，其中燃燒器之間為最佳間隔。為了補(bǔ)償外徑波動(dòng)，利用本發(fā)明的方法，具有較小原料流量的燃燒器放在具有較大原料流量的燃燒器之間，且具有較大原料流量的燃燒器之間的間隔根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而合成粉塵。燃燒器的數(shù)目可以是偶數(shù)，在此情況下具有較小原料流量的燃燒器可以放在該組具有較大原料流量的燃燒器一端外側(cè)。
原料氣、可燃?xì)?、穩(wěn)定氣或密封氣供應(yīng)給每一燃燒器。具有較小原料流量的燃燒器必須具有至少為具有較大原料流量的燃燒器的10％的原料流量，且考慮到由于火焰之間的干涉造成的低輸出，適當(dāng)設(shè)定所述條件而使流量大于10％。如果粉塵的體積密度過高或過低，那么在燒結(jié)過程中粉塵體破裂，或者沿縱向方向不均勻地收縮。所以，希望通過設(shè)定H2或O2的流量而使粉塵沉積面的溫度在整個(gè)粉塵體上幾乎均勻，從而使所述體積密度幾乎恒定。密封氣的流量影響較小。
燃燒器的布置不具體限制，但燃燒器16在同一直線上排成一排，而形成一個(gè)燃燒器列17，例如如圖4(a)所示?；蛘呷紵骺梢苑殖啥鄠€(gè)燃燒器列，每一燃燒器從不同的方向正對(duì)起始棒。作為排布多個(gè)燃燒器列的示例，由具有較大原料流量的燃燒器形成的燃燒器列18和具有較小原料流量的燃燒器列19放在反應(yīng)容器4內(nèi)不同位置，如圖4(b)所示。這些燃燒器列18和19這樣放置，即燃燒器相對(duì)于粉塵體9的中心軸線成角θ。利用燃燒器列18和19之間的這種布置，當(dāng)燃燒器-燃燒器間隔較窄時(shí)，避免了復(fù)雜的管路，減小了它們放在同一直線上時(shí)火焰的干涉，且增加了粉塵沉積效率。希望角度θ在30°至90°的范圍內(nèi)。在角度在30°以下時(shí)，作用較小，在角度在90°以上時(shí)，不能提高排氣效率。
用于設(shè)定每一燃燒器的玻璃顆粒的不同合成條件的裝置不具體地限制，可以是任何裝置。因此，可以實(shí)現(xiàn)通過主控制器(MFC)控制氣體流量而不改變?nèi)紵鞯慕Y(jié)構(gòu)的方法，用于改變?nèi)紵鞅旧斫Y(jié)構(gòu)的方法，或者兩者都可以實(shí)現(xiàn)。
順便提及的是，在未審查的日本專利公報(bào)平3-228845中公開了一種利用多個(gè)燃燒器在起始棒上形成具有較小外徑波動(dòng)的粉塵體的方法。這種方法，因?yàn)椴ＡО艉腿紵髁型鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，所以粉塵體的端部明顯變?yōu)殄F形，而成為無效部分。在本發(fā)明中，因?yàn)闆]有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，錐形無效部分較短，玻璃材料可以得到利用。
示例下面通過示例具體描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于給出的示例。
示例1在圖1中所示結(jié)構(gòu)的設(shè)備中，7個(gè)相同類型且由同軸的8循環(huán)管(eight cyclic tubes)形成的燃燒器以60mm的間隔排成一排，而形成一個(gè)燃燒器列。奇數(shù)燃燒器和偶數(shù)燃燒器設(shè)定不同的供應(yīng)氣體流量，合成玻璃顆粒，然后使玻璃顆粒沉積在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒外圍。
原料氣，包括4升/分鐘的SiCl4氣，40至80升/分鐘的氫氣，70升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到奇數(shù)燃燒器。原料氣，包括2升/分鐘的SiCl4氣，25至50升/分鐘的氫氣，50升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到偶數(shù)燃燒器。氫氣的流量隨著粉塵體的增大而逐漸增加。
起始棒具有20mm的直徑，350mm的有效部分長度，且具有最大外徑為130mm的沉積粉塵。所得到的粉塵體沿縱向方向的外徑波動(dòng)比為3.0％，從而可以生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。
外徑波動(dòng)比是由公式(2×100(最大直徑-最小直徑)/(最大直徑+最小直徑)％表示的值。
示例2在圖1中所示結(jié)構(gòu)的設(shè)備中，奇數(shù)燃燒器是同軸的8循環(huán)管燃燒器，偶數(shù)燃燒器是同軸的4循環(huán)管燃燒器，從而總計(jì)7個(gè)燃燒器以50mm的間隔排成一排，形成一個(gè)燃燒器列。
原料氣，包括3.5升/分鐘的SiCl4氣，40至80升/分鐘的氫氣，70升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到奇數(shù)燃燒器。原料氣，包括2升/分鐘的SiCl4氣，20至40升/分鐘的氫氣，30升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到偶數(shù)燃燒器。氫氣的流量隨著粉塵體的增大而逐漸增加。
由燃燒器合成的玻璃顆粒在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒周圍沉積成粉塵。起始棒具有20mm的直徑，280mm的有效部分長度，且具有最大外徑為120mm的沉積粉塵。所得到的粉塵體沿縱向方向的外徑波動(dòng)比為2.8％，從而可以生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。
比較例1除了供應(yīng)到偶數(shù)燃燒器的氣體量與供應(yīng)到奇數(shù)燃燒器的正好相等之外，在與示例1中相同的條件下生產(chǎn)粉塵體。所得到的粉塵體縱向方向的外徑波動(dòng)比達(dá)到8.0％，因此其特性不穩(wěn)定，粉塵體為次品。
示例3如圖4(b)所示，設(shè)置兩排燃燒器，且以60°角度θ排布。在該示例中奇數(shù)燃燒器排成一排，偶數(shù)燃燒器排成另一排。兩排燃燒器沿燃燒器列的方向平行，且奇數(shù)燃燒器和偶數(shù)燃燒器之間的間隔為60mm，如圖4(c)所示。在與示例1中相同的條件下生產(chǎn)粉塵體。沿縱向方向粉塵體的外徑波動(dòng)比達(dá)到2.5％， 因此生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。
示例4在圖1所示構(gòu)成的設(shè)備中，當(dāng)從頂端奇數(shù)時(shí)位于奇數(shù)位置的奇數(shù)燃燒器包括三個(gè)同軸的8循環(huán)管燃燒器，偶數(shù)燃燒器包括三個(gè)同軸的4循環(huán)管燃燒器，從而總計(jì)6個(gè)燃燒器以60mm的間隔排成一排，形成一燃燒器列。
原料氣，包括4升/分鐘的SiCl4氣，40至80升/分鐘的氫氣，70升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到奇數(shù)燃燒器。原料氣，包括2升/分鐘的SiCl4氣，20至40升/分鐘的氫氣，30升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到偶數(shù)燃燒器。氫氣的流量隨著粉塵體的增大而逐漸增加。
由燃燒器合成的玻璃顆粒在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒周圍沉積成粉塵。起始棒具有20mm的直徑，250mm的有效部分長度，且具有最大外徑為130mm的沉積粉塵。所得到的粉塵體沿縱向方向的外徑波動(dòng)比為2.7％，從而可以生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。
示例5在圖1所示構(gòu)成的設(shè)備中，相同類型的8個(gè)8循環(huán)管燃燒器以70mm的間隔排成一排，形成一燃燒器列。
原料氣，包括1.5升/分鐘的SiCl4氣，20至40升/分鐘的氫氣，40升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到從頂端計(jì)數(shù)時(shí)的奇數(shù)燃燒器。原料氣，包括3.5升/分鐘的SiCl4氣，50至80升/分鐘的氫氣，80升/分鐘的氧氣，和6升/分鐘的密封氬氣，供應(yīng)到偶數(shù)燃燒器。氫氣的流量隨著粉塵體的增大而逐漸增加。
由燃燒器合成的玻璃顆粒在轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒周圍沉積成粉塵。起始棒具有30mm的直徑，440mm的有效部分長度，且具有最大外徑為200mm的沉積粉塵。所得到的粉塵體沿縱向方向的外徑波動(dòng)比為2.9％，從而可以生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。
示例6
最下端的燃燒器和緊接在其上方的燃燒器之間的間隔改變，而其他的條件與示例5中的相同。當(dāng)間隔變化時(shí)粉塵體的外徑波動(dòng)在圖7中示出。從圖7中所示的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如果燃燒器之間的間隔設(shè)定值的偏差落在-8％至10％的范圍內(nèi)，所得到的粉塵體的外徑波動(dòng)在5％內(nèi)，因此可以生產(chǎn)出優(yōu)良的粉塵體。正向偏差是燃燒器之間間隔較大的情況。
工業(yè)應(yīng)用性從上述描述可以明顯看出，利用本發(fā)明，可以生產(chǎn)具有較小的外徑波動(dòng)的玻璃顆粒沉積體，且沒有增加外徑的不穩(wěn)定部分。
而且，利用根據(jù)本發(fā)明的玻璃顆粒沉積體的生產(chǎn)設(shè)備，可以容易地實(shí)現(xiàn)上述方法。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其中多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器與轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒相對(duì)排布，且由玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在起始棒表面上而生成玻璃顆粒沉積體，其特征在于三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器以燃燒器之間的每一間隔可以調(diào)節(jié)的方式排布，且當(dāng)從一組燃燒器的一端計(jì)數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的奇數(shù)燃燒器的玻璃顆粒合成條件和位于偶數(shù)位置的偶數(shù)燃燒器的玻璃顆粒合成條件進(jìn)行不同的設(shè)置，從而玻璃顆粒沉積在起始棒的表面上，生產(chǎn)出在縱向方向上外徑波動(dòng)較小的玻璃顆粒沉積體。
2.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其特征在于玻璃顆粒合成燃燒器的總數(shù)最好是奇數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其特征在于設(shè)定一組具有更大的每一燃燒器原料流量的燃燒器之間的間隔L，以滿足下述公式(1)，其中該組燃燒器是在從一端計(jì)數(shù)時(shí)位于奇數(shù)位置的一組燃燒器和位于偶數(shù)位置的一組燃燒器中選擇的，該組每一燃燒器原料流量較小的燃燒器相對(duì)于另一組燃燒器中的相鄰燃燒器以L/2的間隔排布。10a≤L≤A(1)在公式(1)中，L是該組中每一燃燒器原料流量較大的燃燒器的燃燒器-燃燒器間隔(mm)，a是具有最大原料流量的每一燃燒器的原料流量(升/分鐘)÷22.4(升/摩爾)×60(克/摩爾)，A是目標(biāo)玻璃顆粒沉積體的外徑(mm)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其特征在于燃燒器-燃燒器間隔與設(shè)定值的偏差在設(shè)定值的+10％至-10％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其特征在于設(shè)定玻璃顆粒合成燃燒器的玻璃顆粒合成條件，從而使供應(yīng)到每一燃燒器的氣體量交替不同。
6.如權(quán)利要求1至4任一所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法，其特征在于設(shè)定玻璃顆粒合成燃燒器的玻璃顆粒合成條件，從而使每一燃燒器的結(jié)構(gòu)交替不同。
7.一種用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的設(shè)備，其中多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器與轉(zhuǎn)動(dòng)的起始棒相對(duì)排布，由所述玻璃顆粒合成燃燒器合成的玻璃顆粒沉積在起始棒表面上，從而生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體，其特征在于所述設(shè)備包含以每一燃燒器間隔調(diào)節(jié)為預(yù)定值的方式排布的三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器，且在從一組燃燒器的一端計(jì)數(shù)時(shí)，位于奇數(shù)位置的奇數(shù)燃燒器的結(jié)構(gòu)和位于偶數(shù)位置的偶數(shù)燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)置不同，從而生產(chǎn)在縱向方向上外徑波動(dòng)較小的玻璃顆粒沉積體。
8.如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的設(shè)備，其特征在于三個(gè)或多個(gè)玻璃顆粒合成燃燒器的總數(shù)是奇數(shù)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的設(shè)備，其特征在于所述一組燃燒器分成兩排，當(dāng)從垂直于所述成排燃燒器的方向觀察時(shí)，兩排燃燒器可以看作一個(gè)燃燒器組陣列，當(dāng)從一端計(jì)數(shù)時(shí)位于奇數(shù)位置的燃燒器排成一排，位于偶數(shù)位置的燃燒器排成另一排。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法和設(shè)備，其中可以生產(chǎn)在縱向方向上具有較小的外徑波動(dòng)的粉塵體，且沒有增加在粉塵體端部形成的無效部分。在用于生產(chǎn)玻璃顆粒沉積體的方法和設(shè)備，起始棒1由可轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐棒3支撐，且位于具有排氣口5的反應(yīng)容器內(nèi)。燃燒器列8由奇數(shù)燃燒器6和偶數(shù)燃燒器7構(gòu)成。奇數(shù)燃燒器6和偶數(shù)燃燒器7具有不同的玻璃顆粒合成條件。由燃燒器合成的玻璃顆粒在轉(zhuǎn)動(dòng)起始棒1的同時(shí)沉積在起始棒1上，從而生產(chǎn)出玻璃顆粒沉積體9。
文檔編號(hào)C03B8/00GK1457325SQ02800543
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月6日
發(fā)明者中村元宣, 大石敏弘, 大賀裕一 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社