JP3920321B2 - 改善されたガラス質シリカの製造方法 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
すす析出（ｓｏｏｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による合成ガラス質シリカの製造は何十年も前から知られている。最近２０年は、光学繊維の製造のための超高純度でドープされた合成シリカガラスを調製する必要性に刺激されて相当な進歩が起こった。出現した主要なプロセスの２つは次のものである：
（ａ）ＯＶＤ（外部蒸着）
（ｂ）ＶＡＤ（蒸気層アキシアル析出）
前記ＯＶＤ法は、燃料ガス、酸素及びシリカ蒸気種源、最も普通には四塩化ケイ素、時には他のハロシランの供給された１又はそれ以上の合成バーナーによって製造されたシリカすすの析出によって、多孔性合成シリカガラス体を形成することを含む。１つ又は複数のバーナーから出て来るシリカヒュームの煙は、一般に水平な又は鉛直な軸の周りに回転するマンドレル又は基体の上にシリカを析出するように方向づけられる。このプロセスのある種の変形においては、追加のバーナーを用いてすすを強化し、すす体の両端を温度を維持し、割れを防いでいる。
そのような揮発性ケイ素化合物を使用すれば析出したシリカの純度の正確な調節をすることができるが、バーナーの表面にシリカが析出するのを避けるために注意が必要である。理由はこの場合炎を曲げ、又はバーナーの出口を詰めてしまうからである。シリカ析出バーナーの設計において、この問題を克服しなければならない。
２．関連する技術の説明
典型的な先行技術のバーナーを、添付図面の図１の１０に概略的に示す。このバーナーは金属でできており、これは酸素キャリヤーガス流と共に四塩化ケイ素蒸気流を射出する中央出口１１をもっている。この中央出口は、１又はそれ以上の環状の列をなす別の出口１２、１３で囲まれており、これらは典型的には酸素又は酸素とメタンの予備混合物を通し、前記中央出口の軸に平行に向いているか、又はこれに収束するようになっている。この四塩化ケイ素は炎中で加水分解してシリカヒュームの煙を形成し、これはアルミナ、グラファイト又はシリカで作られたマンドレル又は基体上に射出され、シリカすす（ｓｉｌｉｃａ ｓｏｏｔ）として析出する。この基体は光学繊維前駆体の中心要素を形成するドープされたガラス状シリカコアロッドを含んでいてもよい。
典型的な先行技術のＶＡＤ法においては、鉛直に吊るされ、回転するシリカすす体の下端部で、前記析出が起こる。典型的には、１つのバーナーはコア物質を析出して円柱状すす体の軸領域を形成し、他の複数のバーナーは被覆すすを析出するのに用いられる。そのようなバーナーの一般的なデザインは一連の同心環状石英ガラス管からなり、これらは一連の同心の環状通路を画定し、それらを通ってバーナーへの供給原料が供給される。これを図２の２０に示す。典型的には中心管２１は四塩化ケイ素及び酸素を供給され、これに続く環状通路（その内の３つを図２において２２、２３及び２４に示す）は、例えばアルゴン、水素又は酸素で供給される。簡単な２通路又は３通路のバーナーは、追加の水素及び酸素の鞘を作る更に別の環状通路で囲まれていてもよく、これは熱出力を増し、炎を長くし、析出するすすの強化を促進する。
任意に、これらの環状通路は、不活性ガス、例えばアルゴン、ヘリウム又は窒素を供給された介在する環状通路で分離されていて、幾分の冷却を提供し、例えばバーナーにかかる熱負荷を減らすようになっていてもよい。更に、任意にこのバーナーは水素に代わる燃料ガス、例えばメタンを供給してもよい。
図１及び２に示されたバーナーは、ほぼ円柱形のシリカ粒子の煙を作りだし、これは基体に突き当たる。これら粒子はサーモフォレシス（ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）（ガスを通っての低温領域への粒子の運動）の影響の下に基体へ向かって運動し、ある割合の粒子は、基体に衝突し、この基体に付着する。これら公知のバーナーのすす収集速度及び収集効率は析出が起こる表面領域に、部分的に依存する。従って、実際上できるだけ大きな表面積にわたって析出するのが有益である。
ＯＶＤ法の操作において、大きな直径の基体を用い、ずらっと並んだ幾つかのバーナーを用いるのが有益であることは公知である。ＯＶＤ法を単一のバーナーで操作するときは、バーナーを前記基体の全長さに亘って行ったり来たりして振動させる必要があるが、多重のバーナーの集合体の場合は、この集合体は基体の全長さに亘って振動させる必要はなく、単に、隣のバーナーから生じる析出物が重なるに充分な部分的距離を振動させれば済む。即ち、ＪＰ−Ａ−９１２７９２３４には光学繊維プレフォームロッドの長さに沿って合成シリカすすを析出させるために、類似の大きさの３個又はそれ以上のバーナーの使用が記載されている。このバーナーは、典型的には５個あり、基体の長さ方向に沿って等距離に間隔をあけられ、それぞれのバーナーは、ロッドに沿ってすすの均一な析出を生じさせるために、所定のスケジュールに従って、独立に調節される。
ずらっと並んだ類似のバーナーを使用することは、ＥＰ−Ａ−０４７６２１８にも記載されており、この文献は、基体の全長さに亘って伸び、連結された列をなすバーナーを用い、基体の長軸方向に平行に、周期的に小さな振幅で振動させるときに経験する困難を述べている。特に、もしこれらのバーナーが同一の析出特性を有しないときは、問題が起こる。ＥＰ−Ａ−０４７６２１８には、各バーナーの特性に対応し、バーナー列の振動の端部限界を不断に調節して、これらの端部限界が周期毎に重複する頻度を最小にするように努めることによって、これらの困難は幾分克服されることを述べている。バーナー間の変動、並びにバーナー列中の空気流及びプレフォーム領域における空気流を調節することによって、実質的に均一な軸方向の性質を有するプレフォームが得られると言われている。
円柱状の物品上に析出させるためには、シリカヒュームのシート状煙を提供するのが好ましいように見え、このことはこれまでに記載されたバーナーの基本的に円柱状の煙とは反対に、ずらりと並んだ線状の通路を含むバーナーを示唆する。そのような配列はＪＰ−Ａ−９１１１２８２０に記載されており、ここでは、ケイ素含有供給原料として四塩化ケイ素が供給され、基体の長さに沿って端から端まで配列された複数の多スリット酸素−水素バーナーを用いることによって、円柱状基体の周辺上でのすす析出によって、プレフォームが製造される。この配列は、多数の共軸バーナーがバーナーの炎の相互作用を受けて悪影響を受けるために、そのようなバーナーの使用よりも優れていると述べられている。ＪＰ−Ａ−９１１１２８２０に記載されているバーナーは、長さ方向に充分均一な炎を作りださない単一の長いスリットバーナーよりもよいと言われている。それにも拘わらず、多数のバーナーの使用はコストが嵩み、複雑であり、特に、各々は分離された供給と制御システムを必要とする。
すす析出用に線状バーナーを使用することが望ましいことは何年も前に気付かれていた。単一のリボン条又はストリップ状バーナーに付いての初期の試みは、ＵＳ−Ａ−３５６５３４６に記載されているが、このバーナーの前面にシリカのすすが析出するという問題が起こり、更にこのバーナーは製作が困難であり、結局非常に高価になった。それ故、改善されたデザインがＵＳ−Ａ−４２０３５５３に提案されており、ここでは、反応体ガス流（例えば、酸素に混合された四塩化ケイ素）が２つの線状列のオリフィスから導出され、第３の線状列のオリフィスから導出される中央の線状炎に入る。このシステムを用いることによってバーナーの作動部分での析出は避けられると言われているが、基体上へのシリカの析出の効率は開示されておらず、また、この種のバーナーは、最適析出効率にとって望ましいと思われる薄膜状の高濃度シリカヒュームの流れを提供しない。
他のデザインの長いバーナーが、ＵＳ−Ａ−４１３６８２８に記載されている。このバーナーにおいては、一対の内側に傾いた線状炎中にハロゲン化金属が導入される。このバーナーは中央線状列のオリフィスを有し、酸素中に混合された四塩化炭素がこれに供給され、その両端には密に間隔を空けられた線状の列をなすオリフィスがあり、高速度のシールドガスのジェットを供給している。やはり、両側に多量の非反応性ガスを供給する２つの通路があり、そして最後に各端に、１列の傾いた噴出口が配列されており、予備混合された酸素と燃料ガスを提供し、２つの線状で内側に傾いた炎を生じ、四塩化ケイ素の炎加水分解が生じるようにさせている。
この装置も、多量の不活性ガスの高速度のシールドガスの使用、及び望みの反応を得るための高速度の傾いた炎の使用の故に、効率が悪いようである。これらのファクターの各々は、追求する状況、即ち、高濃度、低乱流、収集部位として役立つ基体上へのシリカ種のシート状流れにとって致命的である。更に、このバーナーの部品の臨界的な寸法は、高価な再機械加工及び再組み立てによって（又は全体の取り替えによって）のみ調節できるので、最適化するためにはコスト高となろう。多数の小さなオリフィスを使用することは、各々が詰まり、清浄にするのが困難であるという他の欠点を提出する。最後に、このバーナーは１０cmより長い通路、又はオリフィス列長さで用いられた証拠はない。本発明は、はるかに大きなバーナー長さに亘って均一なすす合成炎を提供し、更に、効率的で、長い期間に亘って、ハロゲン化ケイ素だけでなく、ハロゲンのないケイ素含有前駆体蒸気供給原料を用いて作動するバーナーを提供することを追求する。
長いバーナーという概念は、ＵＳ−Ａ−４６８２９９４に記載されているが、この文献はバーナーの前面にシリカ粒子が析出するという問題に対する解決をなんら示していない。ＵＳ−Ａ−４６８２９９４は、均一な反応ガス混合物を使用し、これを、２つの類似した供給導管を介してずらりと並んだ平行な線状に配列されたオリフィスに供給し、基体の直径に類似した幅と、多くの場合その幅よりも長いシリカ粒子の流れを与えることを含意する。
ＵＳ−Ａ−４６８２９９４は、その炎の幅を横切るシリカ粒子の均質な流れを述べているが、実際にはそのような配列は理想から遠いことが見出された。我々は優れた、より効果的な方法は高濃度のシリカ粒子を狭く限定された炎の領域内に（一般に中心線上に）発生させ、これを高温ガス、典型的には燃焼生成物でシリカ粒子のないもので囲むことであることを見出した。この装置は、両側を平行なシート状の熱い燃焼生成物ガスの流れで囲まれたシリカ粒子のシート状流れを提供し、そしてシリカ粒子が基体に到達してそこに付着する可能性を最大にし、こうして析出プロセスの効率を最大にする。
実際的な線状シリカ合成バーナーの本質的な態様の幾つかを以下に概説する。
平行で線状に配列された反応体又は不活性ガスの流れを与え、それぞれがバーナーの長さに沿って実質的に均一であるようにするために、理想的には平行な長方形の通路のオリフィスの列を提供するのが望ましい。
一般にはバーナーの中心線上に、薄いシートの形をした最大濃度のシリカ粒子を合成するのが好ましい。
時期尚早な前駆体の酸化が起こって、バーナーの前面にシリカの析出を引き起こし、その後に炎を曲げたり、オリフィスを詰まらせたりするのを防ぐために、シリカ前駆体蒸気の流れを内部シールドガスが包むことが望ましい。
バーナーはモジュール式の構造で、取り外しでき、重要な部品の交換ができるようになっており、こうして
−臨界的なオリフィスの寸法、特に通路の幅の最適化を便ならしめ、
−詰まったオリフィスの清浄化が可能であり、
−腐食した又は損傷した部品の取り替えを便ならしめる。
ヒューム粒子の局部的濃度を最大にし、基体への粒子の熱伝達性（ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）流れの条件を最適化する制御された高い熱勾配を確立するために、シリカヒューム及び燃焼生成物ガスの平行流の流れは乱れが低いことが望ましい。
従来のシリカ前駆体（典型的にはハロシラン、最も頻繁には四塩化ケイ素）の供給されるバーナー用の、又はハロゲンのない供給原料、例えばシラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＳ，Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄）、又はポリシロキサン、例えばヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ，（ＣＨ₃）₃ＳｉＯＳｉ（ＣＨ₃）₃）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ，（（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ）₄）等（これらは流出ガス中に腐食性のガスがなく、ハロゲンのないガラス製品を与える能力の故に好ましい）の供給されるバーナー用にもこれらの種々のファクターを同時に満たすことを可能にするバーナーデザインで公開されたものは存在しない。
これらのハロゲンのない供給原料は、一般に酸素と非常に反応性で、シリカがバーナーの前面に析出するのを避けようとするのであれば、バーナーのデザインに付いて一層の注意が必要である。従来のバーナーにおいては、四塩化ケイ素供給原料を、キャリヤーガスとして酸素と混合してバーナーに供給してもよい。これら２つのガスの反応は、これらガスが充分に炎の中に入るまでは何の反応も起こらず、バーナーの表面はきれいである。それは、この混合物は酸化反応を開始するためには強く加熱するか、又は代替の加水分解反応を開始するためには水蒸気（炎の燃焼生成物）が適切な濃度にならなければならないからである。それにも拘わらず、四塩化ケイ素供給原料で長期間使用のできる短い線状バーナーにさえ到達することは過去において、困難であった（ＵＳ−Ａ−４２０３５５３を参照）。
これらの問題は、バーナーから出て酸素と出会うと直ぐに非常な強さで燃焼するハロゲンのない燃焼性シリカ前駆体を用いると、相当に悪化することが見出された。この性質は従来のハロシラン供給原料の使用に関して燃料ガスにおける相当な節約を可能にするが、適当なバーナーのデザインにおいて厳しい問題を提起する。これらシリカ前駆体供給原料物質が高価でない程、沸点が高くなり（例えば、ＯＭＣＴＳ，沸点１７６℃）、実際問題として望ましい高負荷では、前駆体蒸気の凝縮がバーナー自体の中で起こらないようにするために、バーナーを予備加熱することが必要である。これは、前記蒸気の反応性を更に高め、バーナーを作るのに用いられ得る成分の熱劣化の相当なリスクへと導く。どんなものであれ、そのような劣化は炎の構造の制御を失わせ、再びバーナーの表面上へのシリカの望ましくない析出のリスクを増す。
これらの新しいシリカ前駆体用の線状バーナーを提供する仕事は、従って、容易ではないことが判明した。そして、ハロゲンのない前駆体の蒸気を供給された高アスペクト比の連続的なシート様炎から、相当な長さの基体に亘ってシリカすすの均一な析出を生じさせることができるバーナーの製造を可能にした本発明のデザインにおいて、それが達成できたことは驚くべきことである。更に、シロキサン供給原料の厳しい使用条件に耐えることを証明した本発明に従うバーナーは、同様に（寸法、ガスの選択、ガス流量等における些細な変形を加えて）四塩化ケイ素又は他のハロシランシリカ前駆体に使用するのに耐えることを証明するであろうことが理解できる。
発明の要約
本発明の１つの目的は、それぞれが実質的な長さの基体表面に亘ってシリカすすを析出する１又はそれ以上の長い析出バーナーを用いることによって、与えられた析出設備の堆積速度を高めることである。この目的を追求して、本発明に到達した。本発明は、バーナーに供給されるガス流のための複数の分離した供給チャンネルを持ち、各チャンネルは限られた長さの外側通路で終わっており、この通路はバーナー中で他の全ての通路と実質的に平行に相並んで配置されているバーナーを使用するものである。そのようなバーナーは以後、「線状バーナー」と呼び、一般に少なくとも５つの通路を有する。前記複数の通路（又は最低５個の通路）は互いに列を形成し、それからガスが出て、主たる合成炎を流出ゾーンに作りだし、複数の通路の長さ方向の長さは、好ましくは主たる合成炎を画定する複数の並んだ通路から出てくるガス流の最大幅に関して、比（アスペクト比）少なくとも５：１を有する。有利にはこのアスペクト比は少なくとも１０：１であり、好ましくは少なくとも５０：１である。本発明に従う線状バーナーは、溶融石英、ガラス質シリカもしくはセラミック材料、又は正確に成形されるか又は機械加工でき、その部品は、必要なときはいつでも容易に取り外しができ、清浄化でき又は取り替えられる金属成分から作ることができる。
本発明の特に重要な態様は、ハロゲンのないケイ素含有供給原料を用い線状バーナーを使用して適当な基体上に合成シリカすす析出物を作る方法から生じる。
【図面の簡単な説明】
添付図面を引用し、具体例を挙げて、本発明を更に説明する。
図１及び２は既に論じた先行技術のバーナー構造体である。
図３及び４は本発明に従う線状バーナーの２つの具体例の概略図である。
図５、６、７及び８は本発明によるバーナーの個々の部品及びバーナー組み立て体の、より詳細な概略図である。
好ましい態様の説明
本発明に従うバーナーは、四塩化ケイ素又は他のハロシランのような供給原料から線状ゾーンに沿ってシリカすすの析出のために使用できる。この用途のために、図３に示されているような簡単なバーナーを用いることができる。このバーナは５つのガス供給チャンネルで終わっている５つの並んだ長い通路を有し、チャンネル３１はＳｉＣｌ₄／Ｏ₂を供給され、チャンネル３２及び３２Ａは酸素を供給され、チャンネル３３及び３３Ａは水素を供給されている。
図３に示された線状バーナー３０は、対照的なデザインをしており、例えばチャンネル３２、３２Ａは同じ幅の長い通路で終わっており、これが好ましい。実際、各チャンネル３２、３２Ａは同じ体積の酸素を供給されるのが便利である。チャンネル３３及び３３Ａは同様に同じ幅の出口通路を提供するのが便利であり、同体積の水素を供給されるのが適当である。上述のように、バーナー３０は、シリカ前駆体を中央のチャンネル３１に導入されて、対照的な炎を提供する。しかしながら、本発明の範囲内において、例えば、異なった幅の限度のある通路及び／又は対称的に配置された対になった限度のある通路で、異なった体積の各ガス又は異なったガスを供給されているものを順番に含み、特別に望まれる析出温度又は温度分布を得ることも可能である。
チャンネルの外側通路の寸法及びこれらチャンネルを通るそれぞれのガスの体積流は、乱れの小さいシリカヒュームのシート状けむりを得るようなものであることが好ましい。それは、過剰の乱れは煙を希釈し、すす生成物に関する収集の効率を低くするからである。
本発明によるバーナーは、酸素の中で燃焼してシリカヒュームを与える多数の商業的に入手可能なハロゲンのないケイ素含有蒸気供給原料の内の１つからシリカすすを析出するために使用するとき、特に有用である。この線状バーナーは、シランを、アルコキシシラン、例えばＳｉ（ＯＣＨ₃）₄を、又は他の気化されたケイ素化合物、例えばシロキサン含有化合物、即ち、原子団Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むある範囲のもののいずれかを供給されてもよい。シロキサン供給原料は、ヘキサメチルジシロキサン、（ＣＨ₃）₃Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ₃）₃のような簡単な種類のもの、及び一般式Ｒ₃Ｓｉ・Ｏ・（ＳｉＲ₂Ｏ）_m・ＳｉＲ₃（ここにｍはゼロを含む整数である）でカバーされる線状分子を含むより複雑なポリシロキサン、及び一般式Ｒ_2nＳｉ_n・Ｏ_nでカバーされる環状分子を含む。（ここにｎは２より大きく、上記の例におけるＲ、は次のものから選ばれる一連の可能な置換基の１つを表す
ｉ）次の一般式で示されるアルキル基
Ｃ_p・Ｈ_2p+1
（ここに、ｐはゼロより大きい整数である）、及び
ii）水素化物基
Ｈ−）
図３に示されたバーナー３０は、ハロゲンのないケイ素含有蒸気の燃焼によって作られるすすの、円柱状基体上への析出に使用できる。チャンネル３１は、任意に不活性のキャリヤーガス、例えばアルゴン、窒素、又は燃焼性ガス、例えば水素もしくはメタンで希釈されていてもよいケイ素含有蒸気が供給される。チャンネル３２及び３２Ａは、燃焼性ガス、例えば任意に不活性ガスで希釈されていてもよい水素もしくはメタン、又は不活性ガス単独が供給され、チャンネル３３、３３Ａは酸素が供給される。全体のバーナーは金属部品で製作されていてもよく、少なくともチャンネル３１の境界はケイ素含有供給原料の露点より高くし、バーナー内の供給原料の凝縮を防止することができる。
図４は以下のようなガスが供給されていてもよい９チャンネルバーナー４０を示す。中央の通路４１は、任意にキャリヤーガス、例えば窒素又は水素の混合されていてもよい適当な燃焼性でハロゲンのないケイ素の化合物の蒸気が供給される。次の隣接する通路４２、４２Ａは、不活性の又は燃焼性のガス、例えば水素、メタン、又は窒素、即ち前記ケイ素化合物が酸化されないガスが供給される。次の隣接する通路４３、４３Ａは、酸素が供給され、通路４４、４４Ａは燃焼性ガス、例えば水素又はメタンが供給され、通路４５、４５Ａは酸素が供給される。
もし必要ならば、例えば炎の幅又は強さを増すために、又は（介在するセパレーターにかかる熱負荷を減らすために）燃焼性ガスと酸素との隣り合う流れの間に不活性ガスを導入するために、上述の線状バーナーのいずれかに追加のチャンネルを取り付けてもよい。周囲ガスによる析出物の汚染の危険を減らすが、必ずしもこのプロセスの化学に寄与しない全体的ガスシールドを提供するために、例えば酸素又は不活性ガスを運ぶ外側の２つのチャンネルを設けるのも有利であろう。
外側の流れの幾らか又は全てを収束性にするのが更に有利であろう。即ち、セパレーター組み立て体は、バーナーの前面で平行な通路から出てくる平形のガス流が、出た後バーナーの中心軸平面に向かって収束するように調節され、ガス流が純粋に軸方向に出るときのように相互拡散に依存するのと異なり、反応体流の混合を刺激することを確保するように設計するとよい。そのような収束は、セパレーターの幾つか又は全部がテーパーの付いた断面を有し、得られる通路の出口で、即ちバーナーの熱い前面でより薄くなるように整えることによって達成することができる。
これに代えて、又は追加して、くしの幾つか又は全部をテーパーの付いた断面とし、バーナーの熱い前面に向かって薄くなるようにするとよい。そのような配列は、ガスの流れの方向において得られる通路の断面積が段々に増えていくようにし、例えば、個々のくし歯によって引き起こされる流れの小規模な変化を減らすために用いることができる。
対称的なバーナーはある種の用途には好ましいであろうが、線状バーナーを用いて基体の実質的長さに亘ってシリカすすを析出させるのに使用できることが本発明の特別の利点である。
燃焼性でハロゲンのないケイ素化合物供給原料、有利にはポリシロキサン蒸気を使用するときは、炎の熱エネルギーの大きな部分がケイ素含有供給原料の燃焼によって供給されるであろう。
本発明は、先行技術のバーナーに存在した問題と欠陥に対して、従来のハロシラン供給原料の使用できる、及びより重要なことには以前には線状バーナーでは使用できなかった新規な燃焼性ハロゲン無しのシリカ前駆体を使用できる、便利で実際的なデザインにおいて解決手段を提供する。この概念は、原理的に、バーナーの前面に一連の平行な通路から出てくるどんな数の平行なガス流を提供することもできる。説明のために、１つの具体例を図５に示す。この図は、ポリシロキサン蒸気の流れからのシリカの析出に適した９つの平行な通路を含むバーナーを示している。しかしながら、このデザイン概念は非常に融通がきき、例えば、寸法を変えることにより、又は平行な通路の数を変えることにより、ハロシラン類、シラン類、アルコキシシラン、及びポリシロキサンを含む広範な供給原料、並びに不活性ガス及び反応性ガスに適応させることができる。
本発明による好ましいモジュラー式バーナーの構造を図５を参照して以下に述べる。各モジュールの基礎的な部品は一対のプレナムブロック５０、５１であり、これらはバーナー本体の２つの半分、一連の「セパレーター」５２（その各々はそのようなセパレーターの下流端は線状炎の基部に広がる高温条件に耐えるような適当な組成の金属の長方形のシートであるとよい）、及び一連の「くし」５３（その各々は櫛状の部品であり、これは金属のシートから切り出されるか又は他の方法で構成され、相隣るセパレーター５２を離して保持する）を含み、こうしてずらっと並んだ線状に配置された道筋を提供し、これら道筋の各々はそこからガスが出るバーナーの前面５２Ａに通路を提供する。そのような通路の組み合わせはバーナーの出口面に流出ゾーンを提供し、ここでガスは一緒になって必要なシリカ合成炎を発生する。
本発明の好ましい変形においては、各くし５３は隣合うセパレーター５２の一体となった部分であってもよい。即ち、それらは単一の金属シートから機械加工されていてもよく、又はこの２つは溶接されるか又は他の方法で相互に接着されていてもよい。これらの状況の下で、線状通路の１つを除く全ては、一連のくし／セパレーターを相互に固定し、残りの通路を、一枚の平坦なシートセパレーターを前記組み立て体に加えることによって形成させる。
各プレナムブロック５０、５１はドリルで穴を開けられ、又は機械加工されて１組の、それぞれ断面積“Ａ”（長軸に直角方向に測定）の中空プレナム室５４を与える。それぞれ断面積“ａ”のドリルで穴を開けたオリフィス又はノズル５５は、セパレータープレート５２中の各ドリルで穴の開けられた又は機械加工された通路５６を介してプレナム室をくし５３の相隣る歯の間の関連する空間５７に連結する。
図５に示されたタイプの短いバーナーの２つのプレナムブロック５０、５１は、ブロック５０、５１の中の各供給パイプＰ１〜Ｐ１０からプレナム室５４に導入されたガスがバーナーの前面で一連の良好に画定された均一な通路から出るように、図示のようにボルト５０Ａ及びナット５０Ｂによって相互に保持されてもよい。気密なシーリングは、Ｏ−リング又は代わりのガスケットを用いて、プレナムブロックと種々のセパレーターとの間の達成でき、この組み立て体は実質的に漏れない。
長いバーナーは比較的実質的なブロック５０、５１の構造が必要であるか、又はこれに代えて、バーナー内での全ての点で良好なシーリングを確保し、前面５２Ａでの通路の集合の精密さを確保するために、一連の留め金、押しネジ、水圧ポンプ又は類似の手段によって、前記２つのプレナムブロックはそれらの長さに沿った多数の場所で相互に圧縮するとよい。
そのようなモジュラー式の部品の組み立て体を含むバーナー６０は、図６の中央区画に示されている。この略図から分かるように、プレナムブロック６１及び６１Ａは実質的に類似の構造をしている。バーナーの中央の通路に供給されるガスは、通常、シリカ前駆体又は供給原料、例えば任意にキャリヤーガス（例えば、窒素又はアルゴン）の混合されていてもよいシロキサン蒸気を含み、プレナム室６２を介して導入される。図５に関して、これらのガスは穴５８を経由して通路に入る。プレナムブロック５１中に示された穴５９は、パイプＰ５を経由してプレナムブロックに不活性ガスを供給し、穴５９Ａ（点線で示す）を経由して中央の通路の末端に導くのが便利である。この構造は、バーナーの中央（シリカ前駆体）通路の外端のくし間の道筋に不活性ガスを供給する（例えば、６２Ａを経由して）ことを確保する。これは巻き込まれた空気によって前駆体の時期尚早な酸化を防ぐ。さもなければ、バーナーの前面にシリカの析出を引き起こすであろう。
図から分かるように、バーナーの中心から外側に行くに従って、外側の通路を形成するくしとセパレーターは漸進的に短くなり、セパレーター／くしの組み立て体は、ほぼ三角形の断面を有する。中央通路の直ぐ両側の通路はシリカ前駆体と実質的に非反応性のガスを運び、シロキサン供給原料の場合には、メタン、水素もしくは窒素又はそれらの混合物が使用でき、他の不活性な又は燃焼性のガス又はガス混合物であってよい。これらのガス（これをシールドガスと呼ぶ）は次の一対のプレナム室６３、６３Ａに供給される。外側に進むに連れて、次の対の通路はプレナム室６４、６４Ａによって供給される酸素が供給されてもよい。
シリカすすを合成するために５つの平行な通路の構造を用いてもよく、実際、この種のバーナーの主たる合成炎を提供してもよいが、他の通路を経由して追加の熱を供給するのが好ましいことが見出された。従って、上記構造体の両側に、燃料ガス、例えばメタン又は水素をプレナム室６５、６５Ａから、プレナム室６６、６６Ａからは酸素が供給される。必要ならば、追加の対のヒーターガス通路が設けられ、追加の対のプレナム室をバーナーの両側に設けてもよい。そのような追加の通路の存在に拘わらず、中央の５つの通路は主たる合成バーナーを構成するものと見做してもよい。
一般に言って、バーナー６０の流出ゾーン６７を相互に作り上げる通路は実質的にバーナーの全長さにわたり、各通路は実質的数字“ｎ”個の同じ歯間空間を経由してガスを供給され、各々の空間は“ｎ”個の同じオリフィス５５の各１つから出てくるガスを供給される。プレナムからオリフィスの列へのガスのほぼ均一な配分を確保するために、各プレナムに沿った最小の圧力損失を確保する必要がある。この目的のために、プレナムブロック中の各室の断面積“Ａ”がオリフィスの断面積“ａ”の合計の少なくとも１０倍、即ちＡ＞１０ｎ×ａ（ここに“ｎ”は面積“ａ”のオリフィスの数である）であるようにすることが有益であることが見出された。
前記セパレーターは適切に耐火性で、熱伝導性で、耐酸化性でなければならない。前記セパレーター５２（及びくし５３）は溶融石英、ガラス質シリカ、又はある種のセラミック、例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素又はシアロン（ｓｉａｌｏｎ）から作られていてもよい。しかしながら、これらの材料は比較的高価であり、特に本発明の範囲内の大きなバーナーにとっては製作し取り扱うのが困難である。一方、これらの部品を金属で作ることは許容できる事が見出されたが、セパレーターにかかる熱負荷、及び他の制約の故に、金属の注意深い選択が必要である。セパレーターを構成する金属は膨張率が低いことが好ましく、チタンはこの目的に適した金属であることが見出された。しかしながら、他の金属又はその合金も使用できると期待される。選ばれた金属がバーナに供給されたガスの１又はそれ以上と反応性であるときは、この金属を適当な耐火性被膜で保護することが望ましい。もし選ばれた金属が高過ぎる膨張率を有するときは、前端は炎の熱中でゆがむであろう。このような状況下では、各セパレーター５２の前端にスリットを設け、セパレーターのクーラー領域に関して前端の限られた膨張を許すようにするのが有利である。これらのスリットはくし歯５３によって覆われる様に置き、そのようなスリットを経由して隣接したチャンネルへガス漏れが起こる危険性を最小にすることが得策である。
本発明の範囲内で代替の装置であって、長いセパレーターの組み立てが必要であるが、長い方向に製作し又は機械加工するのが困難な材料（例えば、ガラス質シリカ又はセラミック）から作らなければならないときは、このセパレーター組み立て体は端と端を隣接させて配列された多数の短い小組み立て体からなるように製作し、実質的に均一なシート状炎を与えるようにするのが有益である。明らかに、セパレーター小組み立て体の列に各ガス流を供給したとき、さほどのガス漏れがないように、シールは適切にデザインしなければならない。
そのような装置について、隣接する小組み立て体の間に、少なくともバーナーの熱い前面を形成する端において、例えばセパレーターの熱膨張を受け入れるに充分な小さなギャップを設けるのが有利である。そのような空間の各々は、任意に不活性ガス又は燃焼性ガスをパージして、供給原料と酸素との時期尚早な混合、及びそれによるバーナーの前面でのシリカの析出のリスクを最小にするとよい。
状況によっては、図５及び６に示すように、セパレーターがバーナーの前面の平面で終わらないように構成するのが有利である。例えば、もし中央のセパレーターが外側セパレーターの１〜２mm上流で終わるならば、析出効率の何らかの改善が観察されよう。
くしの厚みは各通路の幅を規定し、くし歯５３は、この組み立て体の精度を確保し、セパレーター５２の間隔と平行性を維持する。しかしながら、くし歯５３は最小の幅であり、またそれらはテーパーが付いており、それによりガスがバーナーの前面での通路から出てくる所で障害物として最小のものとなるようにするのが有利である。くし歯が通路の内側に幾らかの距離をおいて終わるようにすると、ガスがバーナーの前面において出る前に流れが平滑になるので、そのようにするのが更に有利である。
図５又は図６に示されたバーナーは２つのモノリスプレナムブロックを用いて組み立てられているが、本発明の範囲内のバーナーはもっと融通のきくように作ってのよいのであって、開発実験において必要とされるように、個々のプレナム室は、図６に点線６８で示すようにバーナーをプレナムブロックに分離することにより、個々のプレナムブロックに含まれていてもよい。このような状況の下では、前記固定システムは一層複雑になり、相対する対になったプレナムブロックは別々に相互に圧縮されガスシールを達成しなければならない。それにも拘わらず、この多重ブロック構造は開発において有用であることが証明され、本発明の範囲内に含まれる。
図７は、短いバーナー７０の中央領域の前面から少しの距離をおいた点での断面の平面図であって、くし歯の内部構造を示す。中央（シリカ前駆体）通路７１用のくしは、有利には機械加工されて（ｎ−２）個のチャンネルを与え、一方では他のガス用のものはｎ個のそのようなチャンネルを有する。図８はバーナー８０の前面の対応する図面を示し、ここではガスは連続的な通路から現れる。上に述べ、図８から明らかなように、前駆体ガス通路８１（即ち、中央通路）から現れるガスはその_両端部でシールドガスによって実質的に取り囲まれている。これは、前駆体ガスがバーナーの両端にて周囲雰囲気から来る酸素と反応することを防ぐ。前記反応はこれらの領域においてバーナー上に望ましくないシリカ析出をもたらすであろうものである。
これに代えて、上述のように、中央（前駆体通路）７１にｎ個のチャンネルを設け、その内の（ｎ−２）個はバーナーの１の側に導かれた最も低いプレナム室から供給される前駆体を供給され、残りの２つのチャンネル（バーナーの各端にあるもの）はバーナーの相対する半分中に設けられたプレナム室を用いて供給された不活性ガス、例えば窒素を供給される。
シリカ前駆体通路の長さは、実質的に、シリカ合成炎が発生する長さを決定し、従っていずれの時点においても析出が起こる基体の長さを決定する。この長さが先行技術のバーナーに比べて相当大きいことは本発明のバーナーの利点である。
一般に、通路の長さ方向のシリカ合成炎の長さは、バーナーの前面での主な合成炎の全厚さの少なくとも５倍、有利には少なくとも１０倍、好ましくは５０倍超であり、この主な合成炎の厚さは中央の５つの通路の各幅プラスそれらの間のセパレーターの幅の合計である。
くし歯５３の間の間隔を設定するのにある程度の自由度があるが、２５mmが実際に便利な間隔であることが証明された。本発明によるバーナーは、その長さに沿って実質的に均一な析出炎を与えるようにデザインされているが、バーナーの内部チャンネルにおけるくし歯の存在から生じる幾分の微細な不均一性があるかも知れない。これが問題ならば、使用にあたってバーナーを少なくとも１くし歯間隔に等しい振幅だけ軽く振動させればよい。即ち、歯の間隔が２５mmであるときは、バーナーを少なくとも２５mmの振幅だけ振動するのが有益である。あるいは、よりよい平均化のために５０mm、又は１００mm振動させるのがよい。しかしながら、明らかに、この振動が大きいほど、さもなければ均一な厚さの基体上の析出物の両端で厚さにテーパーの付いたゾーンの範囲が大きくなる。
最適な性能を得るために、隣接する通路から出てくるガスの速度の間の主要な不一致を避けるのが好ましいことが判明した。また、状況によってはセパレーター５２の端に溝条をつけるか、他の形にして混合領域において特別なガス流特性を打ち立てること、例えばこのゾーンにおける反応ガスの潜在的に有害な再循環を最小にすることが有益である事が見出されるであろう。
これに代えて、又は追加的に、バーナーの前面の領域において各プレナムブロック中に１又はそれ以上の熱伝達チャンネルを設けることは有利であろう。これらのチャンネルにおける適切な熱伝達流体を循環することにより、合成炎からの過剰の熱、及び析出し易さを制御された態様で除くことができ、又は追加の熱（例えば、バーナーへの析出の防止のために）を制御された態様で供給できる。
比較的不揮発性の前駆体供給原料を使用するためには、バーナー６０を電気ヒーター（例えば、プレナムブロック内のチャンネルにセットされた）で加熱し、熱電対（例えば、プレナムブロック中に挿入された）を介してこれらのヒーターを監視し制御するのが有利であることが判明した。図面を明瞭にするため、これらは図５及び６には示していない。更に、そのような加熱されたバーナーを使用するときは、このバーナーに供給されるガスの幾らか又は全部を予備加熱するのが有利であろう。
本発明に従うバーナーの主たる利点は、線型方式（ｌｉｎｅａｒ ｆａｓｈｉｏｎ）でスケールアップするのが比較的容易であることである。即ち、プレナム室の直径を計算するための上記方法を用いて、通路長さ例えば２０００mmに適するように、プレナムブロック中の室５４の断面積を、オリフィスのサイズ及び間隔と共に選択することができる。そのような大きなバーナーの全ての部品の寸法を最適化すること、即ち、通路の、供給ガス及び供給ガス流量の、それらの通路間の配分の、最適なくしの厚さ（及び対応する通路幅）の、選択をすることは、そのような大きなバーナーにとっては長くて高価な作業となろう。しかしながら、同じ寸法と特性（全体の長さを離れて）を有する比較的短い線状バーナー（例えば、通路長さ２００mm）を製作し、そのような短い線状バーナーを最適化することは可能である。その後、完全な長さのバーナーを構築することは単純に短いバーナーの寸法を軸方向に伸ばすことに過ぎない。全ての他の寸法は実質的に最適化されているのであるから。
本発明を以下の例を参照して更に説明する。
（例１）
本発明に従う短い線状バーナーを、以下のように製作し、使用した。
図４〜６に示すように、バーナーは９通路の型であった。このプレナムブロックは長さが２４０mmであり、ステンレススチールで出来ていた。このプレナムブロックを機械加工して、内径１５mm、断面積１７７mm²の一連の中空プレナム室を得た。ガスは一端での連結部を経由してプレナム室に入り、多数のドリルされた出口（図５の５５を参照）から出た。最も低い（シリカ前駆体供給原料）プレナム室は、６つの出口を持ち、他のプレナム室はそれぞれ８つの出口を持っていた。各ブロックは機械加工されて加熱要素及び熱電対を収容するようになっている。各ドリルされた出口の直径は１mmであり、こうしてプレナム室断面積対全出口断面積の比は底のプレナム室に付いては３６．５であり、残りのプレナム室に付いては２８．１であった。
セパレーターは厚さ１．５mmのチタンシートで出来ており、くしはステンレススチールで出来ていた。図７に示すように、中央の通路を画定するくしは６つの空間を有し、一方残りの通路を画定するくしは８つの空間を有していた。これらくしはバーナー内で終わっていた。各くしの厚さは通路の幅を決定し、これを表１に示す（ここでは通路の数は図４に示す通りである）。
このバーナーを１５０℃の温度に加熱し、次いで表１に示す量の複数のガス及びＯＭＣＴＳ蒸気を供給した。この炎は長さ方向に実質的に均一であった。主要な炎の厚さ（中央の５つの通路の幅プラス介在するセパレーターの厚さの合計）は１３mmであり、合成炎の長さ（シロキサン前駆体通路の長さ）は１５４mmであり、アスペクト比は１：１２であった。
このバーナーを直径１００mmの回転する溶融石英マンドレル又はベイトピース（ｂａｉｔ ｐｉｅｃｅ）に面するように据えつけ、これを用いてこのマンドレル上にシリカすすを析出させ、この間、マンドレルの回転軸に平行な軸に沿って振幅１メートルで往復運動するように行ったり来たりさせた。シリカすすがマンドレル上に堆積するに従って、バーナーを引っ込め、バーナー−ベイトピース間を８５mmに保った。析出は平均速度１０．４ｇ／分で起こり、シリカ換算で（ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）８３％の収集効率であった。

（例２）
長い線状バーナーを例１と同様にして製作した。断面寸法は例１と同様であったが、プレナムブロックの長さは１９８５mmであった。各プレナム室の内径は２８mmであり、断面積は６１６mm²であった。底（シリカ前駆体供給原料）プレナム室は７３個の出口（直径１mm）を有し、一方、残りのプレナム室は７５個の出口を持ち、各々は直径が１mmであった。プレナム室の断面積対全出口面積の比は、従って、底プレナム室については１０．７であり、残りのプレナム室に付いては１０．４５であった。
セパレーター及びくしは例１におけるデザインと類似であったが、比較的長いプレナムブロックに適合するために、より長かった。中央の通路を画定するくしは、７３空間あったが、残りの通路を画定するくしは７５空間を有していた。このくしの厚さは例１と同じであった。
このバーナーを１５０℃の温度に加熱し、複数のガス及びＯＭＣＴＳ蒸気を表２に示す（典型的な）量、供給した。炎は、再び、長さ方向に実質的に均一であった。上に定義した主要な炎の厚さは、再び１３mmであり、合成炎の長さは約１８９６mmであり、アスペクト比は１：１４５であった。
このバーナーを直径１００mmの回転する溶融石英マンドレル又はベイトピース（ｂａｉｔ ｐｉｅｃｅ）に面するように据えつけ、これを用いてこのベイトピース上にシリカすすを析出させ、この間、振幅７５mmで振動させ、バーナー−ベイトピース間を８５mmに保った。シリカの析出は平均速度１２３ｇ／分で起こり、シリカ換算で（ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）７６％の収集効率であった。

これらの線状バーナーの例は、本発明に従うバーナーの有効性と万能性とを証明する。ＯＭＣＴＳの使用が上に述べられているが、ハロゲン含有ケイ素化合物を含む代替のケイ素含有前駆体を取り扱うために、比肩できる構造のバーナーを製作できることは明らかである。上述のモジュール式構造を使用することによって、通路幅等の最適化は容易に達成できる。アスペクト比１：１４５のバーナーが上に記載されているが、望むならばより高いアスペクト比のバーナーを用いることもでき、本発明に従う複数のバーナーを端から端へ据えつけて、どんな長さの基体であれその長さに沿って析出させることができる。
本発明の他の変形は、当業者にとって明らかであろう。即ち、例えば、バーナーの出口面での平行な線状通路の列は、ずらっと並んだ本質的に平型の又はテーパーの付いたセパレーターで画定できる。これらセパレーターは挿入物によって間隔をあけて保持でき、この挿入物は上述のようにくし様構造の形状をとり得るが、他の手段によって、例えばそのような構造体をセパレーターの表面において研磨することによって、又はセパレーターの間に毛管等を詰めることによって形成することができる。
更に変形された組み立てにおいて、セパレータープレートの組み立て体は類似のサイズ及び形状（例えば長方形）のプレートの積み重ねを含み、それぞれのプレートは出口面に直角に伸び、出口面に導くガス道筋を備えており、供給孔がケーシング部分においてプレナム室からガス流を供給するためにガス道筋へと横切り、各々のガス道筋は各通路を形成する。従って、最も内側のセパレータープレートにとっては只１列の供給孔が必要であるが、その外側の各セパレータープレートのためには、少なくとも１つの追加の列の供給孔が、その内側の、各セパレータープレートを通してガス流の供給される必要のある各通路のために必要である。例えば、５個の通路のバーナーについては、最内部の通路を画定するセパレーターは、そのガス道筋は最も低い列の孔（穴）によって供給される。その次のセパレーターは最も低い列の孔が最内部の通路に供給するようにさせ、第２の列の孔がそのセパレーターが画定する中間の通路に供給するようにさせる。最も外側のセパレーターは３列の孔を有し、最も低い孔の列は最も内側の通路に供給し、次の列は中間の通路に供給し、最も上の列はそのセパレーターが画定する最も外側の通路に供給する。最内部の通路の他の側にある中間の及び最も外側の通路は、他の最も外側のセパレーター中に設けられた２列の孔を通して同様に供給できる。明らかに、もし５通路のバーナーの全ての通路のために純粋に片側のガス供給が必要であれば、５列の孔がガス流に出会う為に第１のセパレータープレートに必要であり、次のセパレータープレート中には４列が必要であり、こうして順に行って、只１つの列（通常最も下）が最も遠い通路を構成するガス道筋に供給するために残る。
バーナー組み立て体を分解できるようにすることにより、部品の取り替え、及びもし必要ならば、臨界的なバーナーの寸法の調節は容易に確保することができる。もし必要ならば、セパレーター／くしプレートの積み重ねは予備的に組み立てることができ、適当な不活性接着剤、例えばシリコーン樹脂を用いて相互に固定し、取扱いを便ならしめ、ガス漏れのリスクを最小にすることができる。
本発明に従うバーナーは、２つの広い種類のケイ素含有蒸気供給原料、又はシリカ前駆体からシリカの合成と析出を行うために使用することができる。第１の、そして現在最も普通に使用されているものは、四塩化ケイ素であり、これは周囲温度で酸素と反応せず、バーナーの前駆体供給原料通路に、単独で、又はキャリヤーガスとしての酸素を用いて供給できる。
この通路及び前駆体蒸気のそこでの流れの両側に、前駆体と直ぐに反応してシリカを形成するようなことをしないシールドガス流が提供される。従って、そのようなシールドガス流は不活性ガス、例えば窒素、アルゴン又はヘリウムであってもよく、また酸素のような酸化性ガスを含んでいてもよい。これに代えて、これらのガスの混合物を用いることができる。
その後、前記シールドガス流から外側へ移動し、前記バーナーの両側に、燃焼性ガス、典型的には水素又はメタン（これら種々の流れは相互にこのバーナー用の主たる合成炎を構成する）及び、任意に、更なる酸化性ガス、例えば酸素、及び再び任意に、更なる代替の燃焼性ガス及び酸化性ガスの流れが供給される。上記反応性ガス流は、任意に不活性ガス（例えば窒素、ヘリウム、アルゴン）で分離されていてもよく、又はこれに代えてそのようなガスで希釈されていてもよい。
前駆体の第２のグループは酸素と活発に結合し、従って燃焼性であるとみなされるケイ素含有蒸気供給原料を含む。このグループは、好ましいハロゲン無しの供給原料、例えば上述の揮発性シロキサン及びアルコキシシラン、並びにある種のハロゲン含有燃焼性（例えば水素含有）化合物、例えばトリクロロシラン及びジメチルジクロロシランを含む。これらは酸素と反応性であるから、キャリヤーガスの無い状態で、又は任意に非酸化性キャリヤーガス、即ち不活性ガス、例えば窒素、アルゴン、もしくはヘリウム、もしくは還元性（燃焼性）ガス、例えば水素もしくはメタンで希釈して、バーナーの供給原料通路に供給しなければならない。これに代えて、これらガスの混合物を用いてもよい。
この通路及び前駆体蒸気のそこでの流れの両側に、前駆体と直ぐに反応してシリカを形成するようなことをしないシールドガス流が提供される。従って、そのようなシールドガス流は不活性ガス、例えば窒素、アルゴンもしくはヘリウムであってもよく、また水素もしくはメタンのような還元性（燃焼性）ガス、又は不活性ガス及び還元性ガスの混合物を含んでいてもよい。
その後、前記シールドガス流から外側へ移って、これらの流れの両側に、酸化性ガス、典型的には酸素（これら種々の流れは相互にこのバーナー用の主たる合成炎を構成する）及び、任意に、燃焼ガス、典型的には水素又はメタンの流れ、及び再び任意に、更なる代替の酸化性ガス及び燃焼性ガスの流れが供給される。上記反応性ガス流は、任意に不活性ガス（例えば窒素、ヘリウム、アルゴン）で分離されていてもよく、又はこれに代えてそのようなガスで希釈されていてもよい。

Claims (19)

1. ケイ素含有供給原料の、炎を形成して蒸気相反応によってシリカを合成するための線状バーナーであって、前記バーナーの出口面へ開き、この線状バーナーの長さ方向に横並びに並んだ少なくとも５つの通路を有し、前記各通路への別々のガス流を供給する手段を有するものにおいて、前記供給手段が相対するケーシング部分の間に配置されたセパレータープレートからなるセパレーター組み立て体を有し、前記セパレーター組み立て体は前記複数の通路を画定し、少なくとも１つのケーシング部分は各ガス流のためのそれぞれのプレナム室の少なくとも一部を画定し、各プレナム室は前記セパレーター組み立て体中の前記通路の異なった１つとつながっていることを特徴とする前記線状バーナー。
2. 各ケーシング部中にプレナム室が設けられ、最も外側の通路に供給するプレナム室はバーナーの出口面に最も近い所に位置し、最も内側の通路に供給するプレナム室は前記出口面から最も遠い所に位置し、バーナーの比較的内側の領域にある通路は、バーナーの比較的外側の領域にある通路よりも、前記通路内でのガス流の方向に測定して、より深いことを特徴とする請求の範囲１に記載のバーナー。
3. 前記セパレーターの組み立て体が概して三角形の断面を有することを特徴とする請求の範囲２に記載のバーナー。
4. 前記セパレーター組み立て体が、それぞれバーナーの全長について実質的に延在している複数のセパレータープレートの積み重ねであって、この積み重ねを構成する複数の対のセパレータープレートでもって、異なった通路の幅方向の周辺を画定する限界が与えられているセパレータープレートの積み重ねと、少なくとも幾つかの前記対のセパレータープレートの中にあって、その周辺が前記対のセパレータープレートによって画定された通路内のガス流を調節し、かつ前記セパレータープレートを調節された間隔に維持するためのくしプレートとを含むことを特徴とする請求の範囲１〜３のいずれかに記載のバーナー。
5. １つのセパレータープレートと１つのくしプレートが結合してセパレーター／くしの対を形成し、前記セパレーター組み立て体が複数のセパレーター／くし対であって前記２つのケーシング部の間に固定されているものを含んでいることを特徴とする請求の範囲４に記載のバーナー。
6. 少なくとも１つのケーシング部が１組の中空プレナム室を提供するプレナムブロックを有し、それぞれのプレナム室が前記線状バーナーの長さ方向の横断方向に測定して断面積“Ａ”であり、各プレナム室がセパレーター組み立て体の各部分によって閉じられており、各プレナム室から各断面積が“ａ”である“ｎ”個のオリフィスを経由して前記セパレーター組み立て体の各部中にガスが出ること、及びＡ＞１０ｎ×ａであることを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれかに記載されたバーナー。
7. 前記セパレータープレートの積み重ねの最も外側の両セパレータープレートが、バーナー通路を通るガスの流動方向において、前記最も外側の両セパレータープレートの間に配置された少なくとも幾つかのセパレータープレートの下流位置で終端している、請求の範囲４に記載のバーナー。
8. 各くしプレートが、各バーナー通路を通るガス流の方向にそれぞれ狭くなっている複数のくし歯を画定していることを特徴とする請求の範囲４、５又は７に記載のバーナー。
9. 少なくとも１つのケーシング部が別個のプレナムブロックに分けられ、これらが前記セパレーター組み立て体の回りを、ガスをシールする関係において、相互に別々に圧縮していることを特徴とする請求の範囲１〜８のいずれかに記載のバーナー。
10. 前記セパレーター組み立て体が、線状に配列し、端と端をくっつけて隣接して組み立てられた多数の実質的に類似の小組み立て体から構成されていることを特徴とする請求の範囲１〜９のいずれかに記載されたバーナー。
11. 少なくとも２つのセパレータープレートが、前記通路内でガス流の方向にテーパーを付けられ、バーナーの最も外側の通路を離れるガス流が、バーナーの最も内側の通路を離れるガス流に向かって収束することを特徴とする請求の範囲１〜１０のいずれかに記載されたバーナー。
12. 最も内側の通路がその端部領域において、最も内側の通路の残りの中央領域に供給されるガス流とは異なるガス流が供給されることを特徴とする請求の範囲１〜１１のいずれかに記載されたバーナー。
13. 各通路の長さが、少なくとも５つの分離された通路の全幅の５０倍より大きいことを特徴とする請求の範囲１〜１２のいずれかに記載されたバーナー。
14. 燃焼性又は加水分解性ケイ素含有供給原料を蒸気状でベイトピースの近くの炎中で反応させて、前記反応で合成されたシリカを前記ベイトピース上に析出させる、請求の範囲１〜１３のいずれかに記載した線状バーナーを作動する方法において、ケイ素含有供給原料をバーナーの最も内側の通路への中央流として供給し、この中央流をこれと直接反応しない流れによって両側を囲み、後者の２つの流れを他のガスの他の２つの流れによって外側を流通させ、この組み合わせた流れは主たる合成炎を作りだして燃焼に、そしてベイトピース上にシリカすすを析出するに適したシリカヒュームのシート状けむりを形成するに至り、前記通路の長さ方向における前記主たる合成炎の全体の寸法は、前記バーナーの前面での主たる合成炎の全厚さの少なくとも５倍であることを特徴とする前記方法。
15. 前記ケイ素含有供給原料がハロゲン無しの供給原料であることを特徴とする請求の範囲１４に記載の方法。
16. 前記供給原料が最も内側の通路に供給される線状又は環状のポリシロキサン蒸気を含み、この通路は不活性又は燃焼性の鞘ガスを放出する通路を外側に配置され、再びこの通路は酸化性ガスを放出する通路を外側に配置され、任意にその外側に更なる燃焼性及び酸化性ガスの流れを運ぶ交互の通路を配置され、前記燃焼性及び酸化性ガスの流れは任意に不活性ガスで希釈され、そしてこれらの通路は任意に不活性ガスを放出する通路を差し入れられていることを特徴とする請求の範囲１４又は１５に記載された方法。
17. 前記酸化性ガスを放出する通路は別の燃焼性ガス及び酸化性ガスの他の流れを運ぶ交互の通路を外側に配置され、前記燃焼性及び酸化性ガスは任意に不活性ガスで希釈され、これらの通路は任意に不活性ガスを放出する通路を差し入れられていることを特徴とする請求の範囲１６に記載の方法。
18. 前記ケイ素含有供給原料がクロロシランであることを特徴とする請求の範囲１４に記載の方法。
19. 前記ケイ素含有供給原料がシロキサンであることを特徴とする請求の範囲１４、１５、１６又は１７に記載の方法。

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