JP7419345B2 - スートを製造する方法 - Google Patents

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Description

優先権
本出願は、２０１８年８月２１日出願の米国仮特許出願第６２／７２０，４７９号に対する優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は依拠され、その全体が本出願に援用される。
本開示は概してスート製造に関し、具体的にはシリカスートを製造する方法に関し、より具体的には基板上のスートの堆積に関する。
外側気相堆積（ｏｕｔｓｉｄｅ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、光ファイバプリフォームの形成において用いられる。外側気相堆積は、１つ以上のケイ素含有燃料を燃焼させてシリカスートを形成するプロセスを伴う。その後シリカスートをベイトロッド又はコアケーン上に堆積させて、光ファイバプリフォームを形成する。従来の外側気相堆積システムでは、シリカスートのジェットは、シリカスートが分散されるよう導く条件下で生成され得る。分散されたシリカスートは、スート捕捉の、理想的な効率より低い効率をもたらす場合がある。シリカスートジェットの分散は、ケイ素含有燃料の燃焼に関連する種々の特性の影響を受け得る。光ファイバプリフォームを形成するためのベイトロッド又はコアケーン上に捕捉されなかった分散済みスートは一般に、堆積チャンバから排出され、廃棄物として下流で捕捉されるか、又は堆積チャンバ内の表面及び構成部品上に不必要に堆積され、典型的には、次の光ファイバプリフォームの堆積の開始前に除去及び清掃を行う時間及び労力を要する。従って一般に、光ファイバプリフォーム上に堆積されない又は捕捉されないスートの量及び相対比率の両方を最小化することが望ましい。更に、外側気相堆積プロセスにおけるケイ素燃料を燃焼させるプロセスは、可聴ノイズを生成する。大規模なスート生成作業において、このようなノイズを低減することが望ましい場合がある。可聴ノイズの大きさは、ケイ素含有燃料の燃焼に関連する種々の特性の影響を受け得る。
本開示の少なくとも１つの特徴によると、スートを製造する方法は：第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合され、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約１未満である、ステップ；並びにケイ素含有燃料を燃焼させて複数のスート粒子とするステップであって、上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップを含む。
本開示の別の特徴によると、スートを製造する方法は：第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面の周囲で燃焼させるステップ；第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップ；並びに上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍである、ステップを含む。
本開示の別の特徴によると、スートを製造する方法は：第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤との第１の当量比は約１．６超である、ステップ；第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約０．１～約０．５である、ステップ；並びに上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍである、ステップを含む。
本開示は：
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合され、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約１未満である、ステップ；並びに
ケイ素含有燃料を燃焼させて複数のスート粒子とするステップであって、上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップ
を含む、方法を、その範囲に含む。
本開示は：
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップ；並びに
上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍであり、上記第２の燃料流は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップ
を含む、方法を、その範囲に含む。
本開示は：
有機ケイ素化合物の燃焼生成物を含む火炎であって、上記火炎は、バーナの前面からリフトオフ距離に位置する着火点を有し、上記リフトオフ距離は０．１ｃｍ～０．８ｃｍである、火炎を、その範囲に含む。
本開示のこれらの及び他の特徴、利点、及び目的は、以下の明細書、特許請求の範囲、及び添付の図面を参照することにより、当業者に更に理解され、認識される。
以下は、添付の図面中の図の説明である。これらの図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、明確性及び簡潔性のために、図の特定の特徴及び特定の視野が拡大されるか、又は概略的に示される場合がある。
動作中のバーナの断面図 バーナの前面の図 少なくとも１つの例による、スートを製造する方法のフローチャート 第１の比較例の温度モデル 第１の比較例のＳｉＯ２質量分率モデル 動作中の第１の比較例を撮像した画像 本開示と一致する第１の実施例の温度モデル 第１の実施例のＳｉＯ２質量分率モデル 動作中の第１の実施例を撮像した画像 第１の比較例及び第１の実施例のＳｉＯ２質量分率モデルの、横並びの比較 周波数の関数としての可聴ノイズのプロット 捕捉効率対補充分(supplemental)当量比のプロット
本開示の更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、これらは、当該記載から当業者に明らかとなるか、又は請求項及び添付の図面を伴う以下の記載において説明されるように本開示を実践することにより、認識されるだろう。
本明細書中で使用される場合、用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、２つ以上の項目の列挙において使用される場合、列挙された項目のうちのいずれの１つを単独で採用でき、又は列挙された項目のうちの２つ以上のいずれの組み合わせを採用できることを意味する。例えば、ある組成物が成分Ａ、Ｂ、及び／又はＣを含有するものとして説明される場合、当該組成物は：Ａを単独で；Ｂを単独で；Ｃを単独で；Ａ及びＢを組み合わせて；Ａ及びＣを組み合わせて；Ｂ及びＣを組み合わせて；又はＡ、Ｂ、及びＣを組み合わせて含有できる。
この文書では、第１の（ｆｉｒｓｔ）及び第２の（ｓｅｃｏｎｄ）、上部（ｔｏｐ）及び底部（ｂｏｔｔｏｍ）等といった、関係性を表す用語は、ある実在物又は作用を別の実在物又は作用と区別するためだけに使用され、このような実在物又は作用の間の、いずれの実際のこのような関係又は順序を、必ずしも要求又は暗示するものではない。
当業者には、記載される開示の構造、及び他の構成要素が、いずれの特定の材料に限定されないことが理解されるだろう。本明細書中で開示される開示の他の例示的実施形態は、本明細書中に特段の記載がない限り、多種多様な材料から形成してよい。
この開示の目的のために、用語「連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」（連結する（ｃｏｕｐｌｅ）、連結している（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）等の全ての形態）は概して、２つの構成部品（電気式又は機械式）を互いに直接又は間接的に接合することを意味する。このような接合は、固定されたものであっても、可動性を有するものであってもよい。このような接合は、上記２つの構成部品（電気式又は機械式）といずれの追加の中間部材とを単一の一体型本体として互いに一体成型することによって、又は上記２つの構成部品によって、達成してよい。このような接合は、特段の記載がない限り、永久的なものであっても、取り外し可能又は剥離可能なものであってもよい。
本明細書中で使用される場合、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、量、サイズ、処方、パラメータ、並びに他の量及び特徴が、正確ではなくかつ正確である必要がないものの、必要に応じて許容誤差、換算係数、丸め、測定誤差等、及び当業者に公知のその他の因子を反映した、おおよそのもの、及び／又は大きい若しくは小さいものであってよいことを意味している。一般に、量、サイズ、処方、パラメータ、又は他の量若しくは特徴は、そのように明記されているかいないかにかかわらず、「約」又は「おおよそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ）」のものである。用語「約」がある値又はある範囲のある端点を記述する際に使用される場合、本開示は、言及された具体的な値又は端点を含むことを理解されたい。本明細書中の数値又は範囲の端点が「約」として記載されているかどうかにかかわらず、上記数値又は範囲の端点は、２つの実施形態、即ち：「約」で修飾された実施形態、及び「約」で修飾されていない実施形態を含むことを目的としている。更に、各範囲の端点は、他の端点との関連においても、他の端点とは独立したものとしても、重要であることが理解されるだろう。
明細書中で使用される場合、用語「実質的な（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）」、「実質的に、略（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、及びその変化形は、記載されている特徴が、ある値又は記述に等しい又はおおよそ等しいことを述べることを意図したものである。例えば、「実質的に平面状の（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐｌａｎａｒ）」表面は、平面状又はおおよそ平面状の表面を示すことを意図したものである。更に、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」は、２つの値が等しい又はおおよそ等しいことを示すことを意図したものである。いくつかの実施形態では、「実質的に」は、互いの約１０％以内の値を示してよい。
また、例示的実施形態に示したような、本開示の複数の要素の構造及び配置は、例示的なものにすぎないことに言及することが重要である。本発明のほんの少数の実施形態が本開示において詳述されているが、本開示を検討する当業者は、記載されている主題の新規の教示及び利点から著しく逸脱することなく、多数の修正（例えば様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び割合、パラメータの値、取り付け配置、材料の使用、色、配向等の変動）が可能であることを容易に理解するだろう。例えば、一体として形成されたものとして示されている要素は、複数の部品で構成されてよく、又は複数の部品として示された要素は、一体として形成されてよく、境界面の動作は反転させてよいか又は他の方法で変化させてよく、構造体及び／若しくは部材又はコネクタ、又はシステムの他の要素の長さ又は幅は変動してよく、要素間に提供される調整位置の性質又は数は変動してよい。システムの要素及び／又は組立体は、多種多様な色、テクスチャ、及び組み合わせの、十分な強度又は耐久性を提供する多種多様な材料のうちのいずれから、構成してよいことに留意されたい。従って、このような修正は全て、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本発明の精神から逸脱することなく、所望の実施形態及び他の例示的な実施形態の設計、動作条件、及び配置において、その他の置換、修正、変更、及び省略を行ってよい。
ここで図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、バーナ１０が示されている。様々な例によると、バーナ１０は、基板１４上におけるシリカスート粒子１２の外側気相堆積（ＯＶＤ）において利用できる。基板１４は、ベイトロッド、スートプリフォーム、コアケーン、光ファイバプリフォームの他の構成要素、ガラス物品の構成要素、又はこれらの組み合わせであってよい。従って、バーナ１０は、光ファイバプリフォームの形成に利用できる。動作中、バーナ１０は、ケイ素含有燃料を燃焼又は酸化させて、スート流１６中にシリカスート粒子１２を生成するよう構成される。スート流１６は基板１４に向かって排出され、これによりシリカスート粒子１２は基板１４上に堆積される。ケイ素含有燃料の着火は、バーナ１０のバーナ前面２２からあるリフトオフ距離１８において起こり得る（挿入図４０も参照）。
第１のガスアパーチャ６８は、第１の酸化剤及び／又は第１の燃料流を含んでよい第１のガス７６を受け入れる。様々な例によると、第１のガス７６を、バーナ１０のバーナ前面２２に到達する前に予混合してよい。換言すれば、第１の燃料流と第１の酸化剤とを、バーナ１０のバーナ前面２２より前に予混合してよい。本開示の目的のために、用語「予混合される（ｐｒｅｍｉｘｅｄ）」は、２つ以上の成分（例えば第１の燃料流及び第１の酸化剤）がバーナ前面２２を出る前に略均質に混合されることを意味する。様々な例によると、第１の燃料流と第１の酸化剤とは、バーナ１０のバーナ前面２２で表面混合（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｘ）される。このような例では、第１のガス７６は実質的に又は完全に第１の燃料流で構成され、第１の酸化剤は、バーナ１０のバーナ前面２２で第１の燃料流と混合される。表面混合、又は拡散混合（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ‐ｍｉｘ）例では、第１の酸化剤は周囲環境（例えば周囲酸素）によって供給されてよいか、又はバーナ１０のバーナ前面２２における別個のポート、管、若しくは開口によって提供されてよい。表面混合例では、第１の燃料流と第１の酸化剤とは、燃焼の前に、バーナ前面２２の下流で混ざる。第１の酸化剤は、Ｏ２、酸素含有ガス（例えば空気）、他の酸素含有化合物、酸素非含有化合物（例えば塩素及び他のハロゲン化物を含有する化合物）並びに／又はこれらの組み合わせを含んでよい。第１の燃料流は、第１の炭化水素（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等のうちの少なくとも１つ）、Ｈ２、ＣＯ、他の可燃性化合物及び／又はこれらの組み合わせを含んでよい。好ましい実施形態では、第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まない。本明細書中で使用する場合、用語「燃料（ｆｕｅｌ）」は、燃焼されて熱を生成でき、空気で２０℃及び標準圧力１０１．３ｋＰａという可燃範囲を有する、いずれの液体又はガスを包含する。燃料は、ケイ素非含有燃料（即ち組成にＳｉを含まない燃料）及びケイ素含有燃料（即ち組成にＳｉを含む燃料）を含む。
ヒューム管５２のヒュームガス開口７２には、Ｏ２及びＮ２のうちの少なくとも一方（即ち内部シールドＮ２ガス）と、ケイ素含有燃料とを含むヒュームガス８０を供給できる。ケイ素含有燃料は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン、他のケイ素含有燃料、及び／又はこれらの組み合わせを含んでよい。ヒュームガス８０は、ヒューム管アパーチャ８４を通ってバーナ前面２２を出る。換言すれば、バーナ１０は、ヒュームガス８０中のケイ素含有燃料をヒューム管アパーチャ８４に通すよう構成される。ヒューム管５２のヒューム管アパーチャ８４は、ヒューム管５２を通って延在する単一の直径を有してよいか、又はこの直径は変化してよい。ヒューム管アパーチャ８４は、バーナ前面２２において、約１．０ｍｍ、又は約１．２ｍｍ、又は約１．４ｍｍ、又は約１．６ｍｍ、又は約１．８ｍｍ、又は約２．０ｍｍ、又は約２．２ｍｍ、又は約２．４ｍｍ、又は約２．６ｍｍ、又は約２．８ｍｍ、又は約３．０ｍｍ、又は約３．２ｍｍ、又は約３．４ｍｍ、又は約３．６ｍｍ、又は約３．８ｍｍ、又は約４．０ｍｍ、又は約５．０ｍｍ、又はこれらの値の間のいずれの及び全ての値及び範囲である直径、即ち最長断面長さ寸法を有してよい。
シールドガス８６は、バーナ１０を通過できる。本明細書中で使用する場合、「シールドガス（ｓｈｉｅｌｄ ｇａｓ）」は、ケイ素含有燃料（例えばヒューム管アパーチャ８４を通過する燃料）とバーナ前面２２を通って送達される他の燃料流との間の、熱及び／又は物質の移動を制御できるガスを指す。好ましくは、シールドガスは、ケイ素含有燃料と第１のガス７６との間の位置に送達される。シールドガス８６は、１つ以上の不活性ガス（例えばＮ２、Ａｒ、Ｋｒ）を含んでよい。一実施形態では、シールドガス８６は、ケイ素含有燃料以外の燃料を含む。即ち、シールドガス８６はケイ素非含有燃料を含み、ケイ素含有燃料を含まない。別の実施形態では、シールドガス８６は燃料を含まない。更に別の実施形態では、シールドガス８６は、ケイ素非含有燃料及び酸化剤を含む。シールドガス８６に任意に含まれるケイ素非含有燃料の例としては、炭化水素（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等）、Ｈ２、ＣＯ、他の可燃性化合物、及び／又はこれらの組み合わせが挙げられる。シールドガス８６はバーナ１０を通過し、最終的にはシールドガスアパーチャ８８を通ってバーナ前面２２を出る。シールドガスアパーチャ８８は好ましくは、バーナ１０がシールドガス８６を（ヒューム管アパーチャ８４を通過する）ケイ素含有燃料と、以下でより詳細に説明される（第２のガス９４として二次管９６を通過する）第２の燃料流及び第２の酸化剤の燃焼との間に配向するように、位置決めされる。第１のガス７６はバーナ１０を通過し、最終的には複数の第１の管９２を通ってバーナ前面２２を出る。第１の管９２は、バーナ１０のバーナ前面２２の周辺に近接して位置決めされる。第１の管９２は、別個の構造体であってよいか、又はバーナ１０の構成要素によって一体として形成されてよい。従って、第１の酸化剤及び第１の燃料を含む第１のガス７６は、バーナ前面２２の周囲（外側半径方向領域）を通過してよいか、又はバーナ前面２２の周囲において燃焼させてよい。
第２のガス９４（即ち補助ガスと呼ばれることもある）は、第２の酸化剤及び第２の燃料流を含んでよい。第２の酸化剤は、Ｏ２、酸素含有ガス（例えば空気）、他の酸素含有化合物、酸素非含有化合物（例えば塩素及び他のハロゲン化物を含有する化合物）、並びに／又はこれらの組み合わせを含んでよい。様々な例によると、第１及び第２の酸化剤は略同じであるが、第１及び第２の酸化剤が異なっていてもよいことが理解されるだろう。第２のガス９４の第２の燃料流は、炭化水素（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等）、Ｈ２、ＣＯ、他の可燃性化合物、及び／又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含んでよい。好ましい実施形態では、第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない。様々な例によると、第１及び第２の燃料流は実質的に同じ組成を有してよいが、第１及び第２の燃料流が異なっていてもよいことが理解されるだろう；即ち一実施形態では、第１の燃料流及び第２の燃料流は組成が異なる。第２のガス９４はバーナ１０を通過し、最終的には複数の二次管９６を通ってバーナ前面２２を出る。様々な例によると、二次管９６は、第２のガス９４がバーナ前面２２においてヒュームガス８０と第１のガス７６との間を通るように、ヒューム管５２と１つ以上の第１の管９２との間に位置決めされる。従って第２のガス９４の燃焼は、第１のガス７６の燃焼とヒュームガス８０の燃焼との間で起こり得る。同様に、シールドガスを採用する実施形態では、シールドガス８６の送達は、第１のガス７６の燃焼とヒュームガス８０の燃焼との間、又は第２のガス９４の燃焼とヒュームガス８０の燃焼との間で起こり得る。第２のガス９４の成分は、バーナ１０の上流で混合され得る、バーナ１０において混合され得る、及び／又はバーナ前面２２で拡散混合され得ることが理解されるだろう。換言すれば、第２の燃料流と第２の酸化剤とを、第１のガス７６の第１の燃料流及び第１の酸化剤と同様に、予混合又は表面混合してよい。
ここで図１Ａ、１Ｂ、及び２を参照すると、バーナ１０は動作時、シリカスート粒子１２を製造する方法１１０で使用してよい。方法１１０は、シリカスート１２を含み得る光ファイバプリフォーム又は他の基板１４の形成にも実質的に用いてよいことが理解されるだろう。方法１１０は、第１のガス７６の第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面２２で燃焼させるステップ１１４で開始してよい。「バーナ前面２２で（ａｔ ｔｈｅ ｂｕｒｎｅｒ ｆａｃｅ ２２）」起こる燃焼は、バーナ前面２２から約０ｍｍ～約２ｍｍ離れて開始でき、本明細書中で提供される教示から逸脱することなく、最大でバーナ前面２２から２０ｍｍまで拡大できることが理解されるだろう。様々な例によると、第１のガス７６の第１の燃料流と第１の酸化剤との第１の当量比は、約１超である。ステップ１１４を完遂するために、第１の酸化剤及び第１の燃料流を含む第１のガス７６は、バーナ１０の第１の管９２を通過し、又はバーナ１０の第１の管９２を通ってバーナ前面２２に配向される。第１のガス７６の燃焼は、バーナ１０の周囲（外側半径方向領域）で外側の又は第１の火炎７８を形成する。第１の燃料流及び第１の酸化剤の燃焼が表面混合によって生成される例では、第１の燃料及び第１の酸化剤は別個の第１の管９２によって供給してよいか、又は第１の酸化剤はバーナ１０の周りの周囲空気であってよい。
上で説明したように、第１の燃料流は、第１の炭化水素（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０等のうちの少なくとも１つ）、Ｈ２、ＣＯ、他の可燃性化合物及び／又はこれらの組み合わせを含んでよい。第１のガス７６は、その燃焼により（二次管９６の出口における）第２のガス９４とケイ素含有燃料を含むヒュームガス８０とが着火されるように、燃焼させてよい。更に、第１のガス７６の着火は、バーナ１０のための種火として機能できる。
第１のガス７６の第１の燃料流及び第１の酸化剤の、並びに第２のガス９４の第２の燃料流及び第２の酸化剤の、流量及びモル比は、第１の燃料、第１の酸化剤、第２の燃料及び第２の酸化剤の組成に依存する。第１の燃料としてのメタン及び第１の酸化剤としての酸素の使用に基づいた代表的な流量は、以下の通りである。当業者は同様に、燃料と酸化剤との他の組み合わせに関して、適切な流量及びモル比を決定できる。
第１のガス７６の第１の燃料流は、約１ｓｌｐｍ～約９ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ～約８．７５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ～約８．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ～約８．２５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ～約８．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ～約６．７５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ～約６．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ～約６．２５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ～約６．０ｓｌｐｍの流量で流れてよい。例えば、第１のガス７６中の第１の燃料流の流量は約１．０ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ、又は約５．２５ｓｌｐｍ、又は約５．５ｓｌｐｍ、又は約５．７５ｓｌｐｍ、又は約６．０ｓｌｐｍ、又は約６．２５ｓｌｐｍ、又は約６．５ｓｌｐｍ、又は約６．７５ｓｌｐｍ、又は約７．０ｓｌｐｍ、又は約７．２５ｓｌｐｍ、又は約７．５ｓｌｐｍ、又は約７．７５ｓｌｐｍ、又は約８．０ｓｌｐｍ、又は約８．２５ｓｌｐｍ、又は約８．５ｓｌｐｍ、又は約８．７５ｓｌｐｍ、又は約９．０ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。
第１のガス７６の第１の酸化剤の流量は、約１ｓｌｐｍ～約９ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ～約８．７５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ～約８．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ～約８．２５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ～約８．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ～約６．７５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ～約６．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ～約６．２５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ～約６．０ｓｌｐｍであってよい。例えば、第１のガス７６中の第１の酸化剤の流量は、約１．０ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ、又は約５．２５ｓｌｐｍ、又は約５．５ｓｌｐｍ、又は約５．７５ｓｌｐｍ、又は約６．０ｓｌｐｍ、又は約６．２５ｓｌｐｍ、又は約６．５ｓｌｐｍ、又は約６．７５ｓｌｐｍ、又は約７．０ｓｌｐｍ、又は約７．２５ｓｌｐｍ、又は約７．５ｓｌｐｍ、又は約７．７５ｓｌｐｍ、又は約８．０ｓｌｐｍ、又は約８．２５ｓｌｐｍ、又は約８．５ｓｌｐｍ、又は約８．７５ｓｌｐｍ、又は約９．０ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。
様々な例によると、第１のガス７６は、燃料リッチであってよいか、又は第１の酸化剤より高い第１の燃料流のモル比を有してよい。第１のガス７６中の第１の燃料流のモル％は、約５０モル％～約７０モル％、又は約５０モル％～約６８モル％、又は約５０モル％～約６６モル％、又は約５０モル％～約６４モル％、又は約５０モル％～約６２モル％、又は約５０モル％～約６０モル％、又は約５０モル％～約５８モル％、又は約５０モル％～約５６モル％、又は約５０モル％～約５４モル％、又は約５０モル％～約５２モル％、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。酸化剤に対する燃料のモル比は、当量比φとして表現することもできることが理解されるだろう。当量比は、化学量論的な燃料／酸化剤比に対する実際の燃料／酸化剤比の比として定義される。化学量論的な燃焼は、全ての酸化剤が反応において消費され、燃焼の生成物中に酸化剤（例えば分子酸素）が存在しない場合に起こる。従って、１より大きい当量比は過剰な燃料を示し、１より小さい当量比は過剰な酸化剤を示す。第１のガス７６中の第１の酸化剤に対する第１の燃料流の第１の当量比は、約１．０以上、又は約１．３以上、又は約１．６以上、又は約２．０以上、又は約３．０以上、又は約４．０以上、又は約５．０以上、又は約１０以上、又は約５０以上、又は約１００以上、又は約１０００以上、又はおおよそ無限大、又は約１．０～約１００、又は約１．２～約５０、又は約１．３～約２５、又は約１．４～約１５、又は約１．５～約１０、又は約１．６～約８、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。無限大は、酸化剤流が使用されない場合に起こる。例えば、第１の当量比は、約１～おおよそ無限大、又は約１．６～おおよそ無限大、又は約２～おおよそ無限大等であってよい。
第１のガス７６中の第１の燃料流と第１の酸化剤との上記当量比の結果として、第１のガス７６は、第１の燃焼速度を呈することができる。本開示の目的のために、用語「燃焼速度（ｂｕｒｎｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）」は、層流燃焼波がその先の未燃焼ガス混合物（例えば第１のガス７６又は第２のガス９４）に対して伝播する速度である。第１のガス７６の燃焼される第１の燃料流及び第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約５ｃｍ／ｓ、又は約１０ｃｍ／ｓ、又は約１５ｃｍ／ｓ、又は約２０ｃｍ／ｓ、又は約２５ｃｍ／ｓ、又は約３０ｃｍ／ｓ、又は約３５ｃｍ／ｓ、又は約４０ｃｍ／ｓ、又は約４５ｃｍ／ｓ、又は約５０ｃｍ／ｓ、又は約５５ｃｍ／ｓ、又は約６０ｃｍ／ｓ、又は約６５ｃｍ／ｓ、又は約７０ｃｍ／ｓ、又は約７５ｃｍ／ｓ、又は約８０ｃｍ／ｓ、又は約８０ｃｍ／ｓ、又はこれらの値の間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。例えば、第２のガス９４の第１の燃焼速度は、約１０ｃｍ／ｓ～約７５ｃｍ／ｓ、又は約２０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓ、又は約３０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓであってよい。
第２のガス９４の第２の燃料流及び第２の酸化剤をバーナ前面２２で燃焼させるステップ１１８が実施される。様々な例によると、第２のガス９４は、約１未満である第２の燃料流と第２の酸化剤との第２の当量比を有する。ステップ１１８は、第２の酸化剤及び第２の燃料流を含む第２のガス９４をバーナ１０の二次管９６を通して流し、その後第２のガス９４に着火することにより達成される。上で説明したように、第２の燃料流と第２の酸化剤とは、バーナ前面２２より前に（即ちバーナ１０に入る前に及び／又はバーナ１０内で）予混合できる。第２のガス９４の燃焼は、内部径方向位置（即ち周囲の内側、かつ外側火炎７８とヒューム管アパーチャ８４との間）に二次火炎９８を形成する。従来のバーナ設計は、過剰な燃料とケイ素に富んだ化合物との燃焼を補助するために、追加の酸素を使用する場合がある。第２のガス９４中の第２の燃料流と、第２の燃料流を燃焼させるために十分な量の第２の酸化剤との両方を利用する本開示の使用により、以下でより詳細に説明されるような種々の有益な火炎特性が与えられる。第２の管９６が配置されると、第２のガス９４は、第１のガス７６とヒュームガス８０との間を流れる。上で説明したように、第２の酸素と第２の燃料とを混合して、バーナ１０に入る前に、バーナ１０において、又はバーナ前面２２で第２のガス９４を形成してよい。
第２のガス９４の第２の燃料流及び第２の酸化剤の流量及びモル比は、第２の燃料流及び第２の酸化剤の組成に依存する。第２の燃料流としてのメタン及び第２の酸化剤としての酸素の使用に基づいた代表的な流量は、以下の通りである。当業者は同様に、燃料と酸化剤との組み合わせに関して適切な流量及びモル比を決定できる。
第２のガス９４の第２の酸化剤は、約１２ｓｌｐｍ～約３６ｓｌｐｍ、又は約１３ｓｌｐｍ～約３５ｓｌｐｍ、又は約１４ｓｌｐｍ～約３４ｓｌｐｍ、又は約１５ｓｌｐｍ～約３３ｓｌｐｍ、又は約１６ｓｌｐｍ～約３２ｓｌｐｍ、又は約１７ｓｌｐｍ～約３１ｓｌｐｍ、又は約１８ｓｌｐｍ～約３０ｓｌｐｍ、又は約１９ｓｌｐｍ～約２９ｓｌｐｍ、又は約２０ｓｌｐｍ～約２８ｓｌｐｍ、又は約２１ｓｌｐｍ～約２７ｓｌｐｍ、又は約２２ｓｌｐｍ～約２６ｓｌｐｍ、又は約２３ｓｌｐｍ～約２５ｓｌｐｍの流量でバーナを通過してよい。例えば、第２のガス９４の第２の酸化剤は、約１２ｓｌｐｍ、又は約１３ｓｌｐｍ、又は約１４ｓｌｐｍ、又は約１５ｓｌｐｍ、又は約１６ｓｌｐｍ、又は約１７ｓｌｐｍ、又は約１８ｓｌｐｍ、又は約１９ｓｌｐｍ、又は約２０ｓｌｐｍ、又は約２１ｓｌｐｍ、又は約２２ｓｌｐｍ、又は約２３ｓｌｐｍ、又は約２４ｓｌｐｍ、又は約２５ｓｌｐｍ、又は約２６ｓｌｐｍ、又は約２７ｓｌｐｍ、又は約２８ｓｌｐｍ、又は約２９ｓｌｐｍ、又は約３０ｓｌｐｍ、又は約３１ｓｌｐｍ、又は約３２ｓｌｐｍ、又は約３３ｓｌｐｍ、又は約３４ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲の速度で流れてよい。
第２のガス９４の第２の燃料流は、約１標準リットル毎分（ｓｌｐｍ）～約９ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ～約８．７５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ～約８．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ～約８．２５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ～約８．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ～約７．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ～約７．２５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ～約７．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ～約６．７５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ～約６．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ～約６．２５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ～約６．０ｓｌｐｍの速度で流れてよい。例えば、第２のガス９４中の第２の燃料流の流量は、約１．０ｓｌｐｍ、又は約１．２５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ、又は約１．７５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ、又は約２．２５ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ、又は約２．７５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ、又は約３．２５ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ、又は約３．７５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ、又は約４．２５ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ、又は約４．７５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ、又は約５．２５ｓｌｐｍ、又は約５．５ｓｌｐｍ、又は約５．７５ｓｌｐｍ、又は約６．０ｓｌｐｍ、又は約６．２５ｓｌｐｍ、又は約６．５ｓｌｐｍ、又は約６．７５ｓｌｐｍ、又は約７．０ｓｌｐｍ、又は約７．２５ｓｌｐｍ、又は約７．５ｓｌｐｍ、又は約７．７５ｓｌｐｍ、又は約８．０ｓｌｐｍ、又は約８．２５ｓｌｐｍ、又は約８．５ｓｌｐｍ、又は約８．７５ｓｌｐｍ、又は約９．０ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。
第２のガス９４中の第２の燃料流と第２の酸化剤とのモル比は、第２のガス９４が第２の燃料流より大きい第２の酸化剤のモル％を有するようなものであってよい。換言すれば、第２のガス９４はリーンであるといえる。第２のガス９４中の第２の燃料流のモル％は、約１モル％～約４９モル％、又は約１モル％～約４０モル％、又は約１モル％～約３３モル％、又は約１モル％～約３０モル％、又は約２モル％～約２５モル％、又は約４モル％～約２４モル％、又は約６モル％～約２３モル％、又は約８モル％～約２１モル％、又は約１０モル％～約２０モル％、又は約１１モル％～約１９モル％、又は約１２モル％～約１８モル％、又は約１３モル％～約１７モル％、又は約１４モル％～約１６モル％、又は約１５モル％～約１６モル％であってよい。例えば、第２のガス９４中の第２の燃料流のモル％は、約１モル％、又は約２モル％、又は約３モル％、又は約４モル％、又は約５モル％、又は約６モル％、又は約７モル％、又は約８モル％、又は約９モル％、又は約１０モル％、又は約１１モル％、又は約１２モル％、又は約１３モル％、又は約１４モル％、又は約１５モル％、又は約１６モル％、又は約１７モル％、又は約１８モル％、又は約１９モル％、又は約２０モル％、又は約２１モル％、又は約２２モル％、又は約２３モル％、又は約２４モル％、又は約２５モル％、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。第２のガス９４中の第２の酸化剤に対する第２の燃料流の第２の当量比は、約０．１、又は約０．２、又は約０．３、又は約０．３３、又は約０．４、又は約０．５、又は約０．６、又は約０．７、又は約０．８、又は約０．９、又は約１．０、又はこれらの値の間のいずれの及び全ての値であってよい。例えば第２の当量比は、１未満、又は約０．１～約０．９、又は約０．１～約０．８、又は約０．１～約０．７、又は約０．１～約０．６、又は約０．１～約０．５、又は約０．２～約０．４となる。
第２のガス９４中の第２の燃料流と第２の酸化剤との上記第２の当量比の結果として、第２のガス９４は第２の燃焼速度を呈することができる。第２のガス９４の燃焼される第２の燃料流及び第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約２５ｃｍ／ｓ、又は約５０ｃｍ／ｓ、又は約７５ｃｍ／ｓ、又は約１００ｃｍ／ｓ、又は約１２５ｃｍ／ｓ、又は約１５０ｃｍ／ｓ、又は約１７５ｃｍ／ｓ、又は約２００ｃｍ／ｓ、又は約２２５ｃｍ／ｓ、又は約２５０ｃｍ／ｓ、又はこれらの値の間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。例えば第２のガス９４の第２の燃焼速度は、約５０ｃｍ／ｓ～約２２５ｃｍ／ｓ、又は約１００ｃｍ／ｓ～約１７５ｃｍ／ｓ、又は約１２５ｃｍ／ｓ～約１５０ｃｍ／ｓであってよい。
ケイ素含有燃料を燃焼させて複数のシリカスート粒子１２とするステップ１２２が完了する。ステップ１２２は、Ｏ２及びＮ２のうちの少なくとも一方とケイ素含有燃料とを含むヒュームガス８０を、バーナ１０のヒューム管５２を通して流す又は配向することによって達成できる。従って、ステップ１２２は、ケイ素含有燃料をヒューム管アパーチャ８４に通すステップを含む。ヒュームガス８０は、Ｏ２及び／又はＮ２のヒューム管５２を通る流量が、約６標準リットル毎分（ｓｌｐｍ）～約９ｓｌｐｍ、又は約６．２５ｓｌｐｍ～約８．７５ｓｌｐｍ、又は約６．５ｓｌｐｍ～約８．５ｓｌｐｍ、又は約６．７５ｓｌｐｍ～約８．２５ｓｌｐｍ、又は約７．０ｓｌｐｍ～約８．０ｓｌｐｍ、又は約７．２５ｓｌｐｍ～約７．７５ｓｌｐｍとなるような速度で流れてよい。例えば、ヒュームガス８０中の、ヒューム管５２を通過するＯ２及び／又はＮ２の流量は、約６．２５ｓｌｐｍ、又は約６．５ｓｌｐｍ、又は約６．７５ｓｌｐｍ、又は約７．０ｓｌｐｍ、又は約７．２５ｓｌｐｍ、又は約７．５ｓｌｐｍ、又は約７．７５ｓｌｐｍ、又は約８．０ｓｌｐｍ、又は約８．２５ｓｌｐｍ、又は約８．５ｓｌｐｍ、又は約８．７５ｓｌｐｍ、又は約９．０ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。
上で説明したように、ケイ素含有燃料は、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン、他のケイ素含有燃料、及び／又はこれらの組み合わせを含んでよい。ケイ素含有燃料はヒュームガス８０中で、約１２グラム毎分（ｇｐｍ）～約３６ｇｐｍ、又は約１３ｇｐｍ～約３５ｇｐｍ、又は約１４ｇｐｍ～約３４ｇｐｍ、又は約１５ｇｐｍ～約３３ｇｐｍ、又は約１６ｇｐｍ～約３２ｇｐｍ、又は約１７ｇｐｍ～約３１ｇｐｍ、又は約１８ｇｐｍ～約３０ｇｐｍ、又は約１９ｇｐｍ～約２９ｇｐｍ、又は約２０ｇｐｍ～約２８ｇｐｍ、又は約２１ｇｐｍ～約２７ｇｐｍ、又は約２２ｇｐｍ～約２６ｇｐｍ、又は約２３ｇｐｍ～約２５ｇｐｍの速度で流れてよい。例えばケイ素含有燃料は、約１２ｇｐｍ、又は約１３ｇｐｍ、又は約１４ｇｐｍ、又は約１５ｇｐｍ、又は約１６ｇｐｍ、又は約１７ｇｐｍ、又は約１８ｇｐｍ、又は約１９ｇｐｍ、又は約２０ｇｐｍ、又は約２１ｇｐｍ、又は約２２ｇｐｍ、又は約２３ｇｐｍ、又は約２４ｇｐｍ、又は約２５ｇｐｍ、又は約２６ｇｐｍ、又は約２７ｇｐｍ、又は約２８ｇｐｍ、又は約２９ｇｐｍ、又は約３０ｇｐｍ、又は約３１ｇｐｍ、又は約３２ｇｐｍ、又は約３３ｇｐｍ、又は約３４ｇｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲の速度で、ヒューム管５２を通過できる。
ケイ素含有燃料をあるケイ素当量比下で燃焼して、複数のシリカスート粒子１２を製造する。ケイ素当量比は、約１、又は約１．２、又は約１．４、又は約１．６、又は約１．８、又は約２．０、又は約２．２、又は約２．４、又は約２．６、又は約２．６７、又は約２．８、又は約３．０、又は約３．２、又は約３．４、又は約３．６、又は約３．８、又は約４．０、又は約４．２、又は約４．４、又は約４．６、又は約４．８、又は約５．０、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。例えば、ケイ素当量比は、約１～約５、又は約２～約４、又は約２．６７～約４、又は約２．５～約３．５、又は約３～約４であってよい。ケイ素含有燃料を燃焼させるために使用される酸化剤は、ヒュームガス８０、周囲環境及び／又は第２の酸化剤によって提供され得ることが理解されるだろう。例えば、第２の燃料流の燃焼後、ヒュームガス８０中に存在する酸化剤に加えて過剰な第２の酸化剤（第２の当量比が１未満であることによるものである）を利用して、ケイ素含有燃料を燃料させることにより、ケイ素当量比を達成してよい。
ケイ素含有燃料（即ちヒュームガス８０）を複数のシリカスート粒子１２とするための燃焼は、バーナ前面２２から離間したリフトオフ距離１８において発生する。上で説明したように、ケイ素含有燃料の燃焼は、ケイ素含有燃料及び／又はヒュームガス８０に、バーナ１０のバーナ前面２２からリフトオフ距離１８において着火することにより、発生する。本明細書中で使用する場合、リフトオフ距離１８は、バーナ前面２２に対して垂直な方向において測定した場合の、ケイ素含有燃料の安定した火炎の前線の着火点１３２とバーナ前面２２との間の最短距離である（挿入図４０を参照）。安定した火炎の前線は、火炎の始点となる場所である１つ以上の着火点１３２を有してよい。着火点１３２は典型的には、着火によって形成されたシリカスート粒子１２が燃焼の昇温によって発光するため、視認可能である。従ってリフトオフ距離１８は、バーナ前面２２を撮像し、最も近い着火点１３２（即ち最も近い視認可能な発光）とバーナ前面２２との間の距離を測定することにより、測定される。
以下でより詳細に説明されるように、従来のシリカスート製造アセンブリは、ケイ素含有化合物が着火される地点の距離を長くすることを目指す場合がある。というのは、これにより、アセンブリの寿命を延長する比較的低い燃焼温度をもたらすことができるためである。更に、着火距離を短くすることを試みた従来のシステムは多くの場合、より分散した不安定なスート製造をもたらし、これはスート捕捉率及び効率を低下させ、またその一方で、スート製造アセンブリ上における残留物の蓄積も引き起こす。逆に、本開示の使用により比較的短いリフトオフ距離１８が可能となり、これにより、より集中した分散の少ないシリカスート流１６を形成して基板１４に配向できるようになる。
リフトオフ距離１８は、約０．０５ｃｍ、又は約０．１ｃｍ、又は約０．１５ｃｍ、又は約０．２ｃｍ、又は約０．２５ｃｍ、又は約０．３ｃｍ、又は約０．３５ｃｍ、又は約０．４ｃｍ、又は約０．４５ｃｍ、又は約０．５ｃｍ、又は約０．５５ｃｍ、又は約０．６ｃｍ、又は約０．６５ｃｍ、又は約０．７ｃｍ、又は約０．７５ｃｍ、又は約０．８ｃｍ、又は約０．８５ｃｍ、又は約０．９ｃｍ、又は約０．９５ｃｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。例えばリフトオフ距離１８は、約０．０５ｃｍ～約０．９５ｃｍ、又は約０．１ｃｍ～約０．９５ｃｍ、又は約０．１ｃｍ～約０．９ｃｍ、又は約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍ、又は約０．１ｃｍ～約０．６ｃｍ、又は約０．２ｃｍ～約０．７ｃｍ、又は約０．３ｃｍ～約０．７ｃｍ、又は約０．３ｃｍ～約０．６ｃｍ、又は約０．４ｃｍ～約０．６ｃｍであってよい。
バーナ１０は、リフトオフ距離１８を、バーナ前面２２のヒューム管アパーチャ８４の最も長い断面の直線寸法で除算したものである、リフトオフ比を有してよい。リフトオフ比は、約０．１、又は約０．２、又は約０．３、又は約０．３３、又は約０．４、又は約０．５、又は約０．６、又は約０．７、又は約０．８、又は約０．９、又は約１、又は約１．５、又は約２．０、又は約２．５、又は約３、又は約３．５、又は約４、又は約４．５、又は約５、又は約５．５、又は約６、又は約６．５、又は約７、又は約７．５、又は約８、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。例えばリフトオフ比は、約０．１～約８、又は約０．３３～約８、又は約１～約８、又は約１～約７、又は約１～約６、又は約１～約５、又は約１～約４、又は約１～約３、又は約２～約３、又は約２～約２．５であってよい。
動作中、第２の燃料流は第２の酸化剤の一部分と共に燃焼し、第２のガス９４からの残りの第２の酸化剤を加熱する。これにより、ヒュームガス８０のケイ素含有燃料付近に第２の酸化剤の非常に高い温度の流れが配置され、これはケイ素含有燃料とより強く相互作用し、従来の設計（例えば本明細書に記載されるように構成された第２のガスを含まない設計）に比べて、バーナ前面２２のより近くで（即ちリフトオフ距離１８が低減されて）、シリカスート粒子１２を得るための燃焼を開始する。
ケイ素含有燃料に着火すると、これは第２のガス９４の第２の酸化剤及び／又はヒュームガス８０の酸化剤と反応して、複数のシリカスート粒子１２を形成する。シリカスート粒子１２は、スート流１６中で、リフトオフ距離１８にある着火点１３２から基板１４に向かって移動する。本開示（例えば第２のガス９４の使用によるリフトオフ距離１８の適合）の使用により、シリカスート粒子１２の分散が少ないスート流１６を生成できる。例えば、バーナ１０によって製造されるシリカスート粒子１２のうち、比較的大きな質量百分率が、スート流１６の「有効ゾーン（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｚｏｎｅ）」を通過できる。スート流１６の有効ゾーンはシリカスート粒子１２の分散を決定するために使用され、またこれは、基板１４の表面から２ｃｍの位置に定義され、０．６ｃｍの半径を有し（即ち円形を画定し）、ヒューム管５２と略同軸である。有効ゾーンを通過するシリカスート粒子１２の質量百分率は、バーナ１０の効率の尺度であり得る。というのは、より集中したスート流１６はシリカスート粒子１２をより多く、基板１４に接触させることができるためである。シリカスート粒子１２の質量百分率は、バーナ１０の設定をコンピュータモデリングし、所定の有効ゾーンを通過するシミュレートされたスート粒子１２の質量をシリカ粒子１２の総質量で除算して１００を乗算したものを決定することにより、測定される。有効ゾーンを通過するシリカスート粒子１２の質量百分率は、約３０％～約９０％、又は約４０％～約８５％、又は約５０％～約８０％、又は約６０％～約７５％であってよい。例えば、有効ゾーンを通過するシリカスート粒子１２の質量百分率は、約３０％、又は約３５％、又は約４０％、又は約４５％、又は約５０％、又は約５５％、又は約６０％、又は約６５％、又は約７０％、又は約７５％、又は約８０％、又は約８５％、又は約９０％又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。有効ゾーンを通過するシリカスート粒子１２質量百分率が高いほど、一般にシリカスート粒子１２の低い分散が示され、これは一般に、基板１４上のシリカスート粒子１２の捕捉効率を上昇させ得る。
スート流１６は、有効ゾーンにおいて測定した場合に、シリカスート粒子１２の比較的高い質量分率を有し得る。シリカスート粒子１２の質量分率は、バーナ１０が定常状態運転に到達したときに、所与の体積（即ち約１ｍｍ等の所与の厚さを有する有効エリア）内のシリカスート粒子１２の重量を、同一体積内の全ての物質の総重量で除算したものである。有効ゾーンにおける物質の残部は、高温ガス又は他の燃焼生成物であり得ることが理解されるだろう。有効ゾーンで測定した場合のシリカスート粒子１２の質量分率は、約０．１～約０．６、又は約０．２～約０．４であってよい。例えば、シリカスート粒子１２の質量分率は、約０．１、又は約０．１２、又は約０．１４、又は約０．１６、又は約０．１８、又は約０．２、又は約０．２２、又は約０．２４、又は約０．２６、又は約０．２８、又は約０．３、又は約０．３２、又は約０．３４、又は約０．３６、又は約０．３８、又は約０．４、又は約０．４２、又は約０．４４、又は約０．４６、又は約０．４８、又は約０．５、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲であってよい。スート流１６の質量分率は、スート流１６の中心線軸からの半径方向距離の増大に伴って低下することが理解されるだろう。
ケイ素含有燃料と第２の燃料流及び第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガス８６を配向するステップ１２６を実施してよい。上で説明したように、シールドガス８６は、Ｎ２、Ｋｒ、Ａｒ、他の不活性ガス、ケイ素非含有燃料及び／又はこれらの組み合わせを含んでよい。シールドガス８６は、シールドガス８６がヒュームガス８０と第２のガス９４との間のシールドガスアパーチャ８８を通ってバーナ前面２２を出るように、バーナ１０を通過する。シールドガス８６は、約１ｓｌｐｍ～約５ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ～約４．５ｓｌｐｍの速度で、ヒュームガス８０の周りを流れてよい。例えばシールドガス８６は、約１ｓｌｐｍ、又は約１．５ｓｌｐｍ、又は約２．０ｓｌｐｍ、又は約２．５ｓｌｐｍ、又は約３．０ｓｌｐｍ、又は約３．５ｓｌｐｍ、又は約４．０ｓｌｐｍ、又は約４．５ｓｌｐｍ、又は約５．０ｓｌｐｍ、又はこれらの間のいずれの及び全ての値及び範囲の速度で流れてよい。
シリカスート粒子１２の形成、及びこれに続くこれらのバーナ１０のバーナ前面２２から離れる移動を、複数のシリカスート粒子１２の一部分を基板１４上に堆積させる後続のステップで利用してよい。上で説明したように、基板１４は、光ファイバプリフォーム又は他のケイ素含有物品の製造において使用されるいずれの構成部品であってよい。
更なる実施形態では、第１のガス７６、ヒュームガス８０、シールドガス８６、及び第２のガス９４以外のガスがバーナ１０に提供され、バーナ前面２２を通して送達される。図１Ａ及び１Ｂを参照すると、例えば、当業者は、１つ以上の追加のガス流が、二次管９６を通る第２のガス９４の流れとヒューム管アパーチャ８４を通過するケイ素含有燃料との間に追加される追加の管を通って流れることができるように、バーナ１０及びバーナ前面２２を物理的に改造することもできることを理解するだろう。改造されたバーナ１０上にこのように配置されて改造されたバーナ前面２２を出る追加のガス流は、追加の（例えば第３若しくは第４の）（ケイ素を含まない）燃料、又は追加の（例えば第３の）酸化剤と予混合された追加の（例えば第３若しくは第４の）（ケイ素を含まない）燃料であってよい。この概念から、追加のガス流に関する可能性のあるガス種、これらの流量、及びこれらのモル比は、本明細書に記載の第２のガスと本質的に同様となることが明らかとなるはずである。
バーナ１０が大きくなったり小さくなったりするため（即ち製造要件により）、方法１１０において使用される上記の成分の体積及び／又は質量流量は、本明細書中で提供される教示から逸脱することなく、これに対応して増減してよいことが理解されるだろう。更に、上述の複数のステップは、本明細書中で提供される教示から逸脱することなく、いずれの順序で実施してよく、及び／又は実質的に同時に実施してよい。
本開示の使用により、種々の利点を提供できる。第１に、本開示の使用により、動作中にバーナ１０によって生じる可聴音を低減できる。従来のバーナシステムは、約１メートル離れて測定した場合に約１００ｄＢ以上のノイズレベルを有する音を生成し得る。本開示の使用により、バーナ１０が生成し得る音を、約１メートル離れて測定した場合に約６０ｄＢ～約９０ｄＢのノイズレベルとすることができる。当業者は、経済的理由で、多くの場合複数のバーナが光ファイバプリフォームの製造に使用されることを認識するだろう。更に、更なる効率化を可能とするために、当業者は、１つの製造エリアに複数の光ファイバプリフォーム機械を同時設置することが一般的であることを認識している。従って、複数のバーナ及び複数の機械からの燃焼によるノイズは、デシベルスケールの対数挙動に応じて増大する。燃焼プロセスがスート堆積チャンバ内に格納されていても、複数のバーナ及び複数の機械からの可聴ノイズは、管轄権及び準拠法による安全基準に近づく、又はこれを超える場合があり、これは典型的には規則に応じた個人用保護具又は同様の緩和策を必要とする。従って本開示は、可聴ノイズに対する利点を有することができることが明らかである。
第２に、基板１４によるシリカスート粒子１２の捕捉効率を、従来の設計に比べて上昇させることができる。例えば、有効ゾーンを通過するシリカスート粒子１２の質量分率が増大するにつれて、シリカスート粒子１２の分散は減少する。このような特徴は、１回の実行につき更に多量のシリカスート粒子１２を基板１４上に堆積できる（即ち、基板１４を越えて吹き飛び、堆積されない可能性のあるスート粒子１２が比較的少ない）という点において、有利である。従って、バーナ１０によってより高い効率を得ることができる。更に、許容できる捕捉効率比を維持しながら、比較的小さい基板１４を利用できる。
第３に従来のバーナ設計に対してわずかな変更しか必要とせずに、より高いスート捕捉効率を達成できる。従来の燃焼システムは、性能をアップグレードするために、新しい部品又は継手を必要とすることが多い。本開示の使用により、異なるセットのガスをバーナ１０に提供して、バーナ１０の動作に大きな変化を生じさせる方法が提供される。更に、バーナ１０に対するハードウェアデバイス面での変更が最小限しか又は全く必要ないものとすることができるため、本開示の使用により、資本コスト又は操業コストの増大をほとんど又は完全になくすことができる。
本開示と一致する実施例、及び比較例を以下に提供する。
ここで図３Ａ～３Ｃを参照すると、第１の比較例（即ち比較例１）が示されている。比較例１では、燃焼システム（例えばバーナ１０）に、着火されるガスの混合物を通した。上記ガスは、ヒュームＯ２とヒュームＯＭＣＴＳとの組み合わせ（例えばケイ素含有燃料であるＯＭＣＴＳを含むヒュームガス８０）、燃料を含まないシールドガスＮ２（例えばシールドガス８６）、追加のガス（例えば第２のガス９４の第２の酸化剤のみ）、及びＯ２とＣＨ４との予混合流（例えば第１のガス７６の予混合実施例）を含んでいた。燃焼システムを通るガスの流量は、以下の表１に提供されている。
Figure 0007419345000001
図３Ａ～３Ｃから分かるように、予混合されたＯ２及びＣＨ４は、燃焼システムの表面（例えばバーナ前面２２）の付近で着火されて燃焼する。燃焼システムの表面の付近にある、燃焼している予混合ガスの火炎は、熱を生成してＯＭＣＴＳに着火する。燃焼している予混合済みのＯ２及びＣＨ４の熱は、追加のガスによってＯＭＣＴＳから離隔されるため、ＯＭＣＴＳは、延長された着火距離（例えばリフトオフ距離１８）において、リフトしたＯＭＣＴＳ火炎を形成する。ＯＭＣＴＳの着火は、燃焼システムの表面（例えばバーナ前面２２）から約１ｃｍ超の距離（リフトオフ距離）で起こる。ＯＭＣＴＳの着火により、燃焼システムから離れて延在するシリカスートジェット（例えばスート流１６）が生成される。３Ａ及び３Ｂのモデルから予測されるように、また図３Ｃの画像によって示されているように、着火距離の増大により、標的（例えば基板１４）に衝突する、幅広で分散されたスートジェット（即ちスート流１６）がもたらされる。スートジェットは標的の周りで渦を巻いている（即ちスートジェットの変形）ように見え、これは粒子（例えばシリカスート粒子１２）の捕捉効率の低下を引き起こす。
ここで図４Ａ～４Ｃを参照すると、本開示の第１の実施例（即ち実施例１）が示されている。実施例１では、比較例１の燃焼システムと実質的に同様の燃焼システムに、ガスの混合物を通した。ガスは、ヒュームＯ２とヒュームＯＭＣＴＳとの組み合わせ（例えばヒュームガス８０）、燃料を含まないシールドガスＮ２（例えばシールドガス８６）、追加のガス（例えば、第２の酸化剤としてのＯ２及び第２の燃料流としてのＣＨ４を含む、第２のガス９４の予混合実施例）、並びにＯ２とＣＨ４との予混合流（例えば第１のガス７６の第１の酸化剤及び第１の燃料流）を含んでいた。燃焼システムを通るガスの流量は、表２に提供される。追加のガスは１未満の当量比を有し、Ｏ２とＣＨ４との予混合流は１超の当量比を有していた。
Figure 0007419345000002
図４Ａ～４Ｃから分かるように、追加のガス中の追加のＣＨ４は、表面とヒュームＯＭＣＴＳの着火点との間の距離を減少させることにより、スートジェットの乱れを低減する、従来とは異なる方法を提供する。スートジェットの乱れの低減は、スートジェット分散の低減と、堆積速度及び効率の上昇とを直接もたらす。乱れの低減は、実施例１におけるＯＭＣＴＳの着火点が、燃焼システムの表面から約０．５ｃｍ（リフトオフ距離）に位置することによるものである。比較例１と比較すると、実施例１では、追加のガスに関する流量が７５％増大しており、上記追加のガスのうちの約１６％はＣＨ４であり、８４％はＯ２であった。
ここで図５を参照すると、比較例１のスートジェットと、有効ゾーン１４４を有する実施例１とを重ね合わせた、横並びの比較が提供されている。２つのスートジェットの比較によって分かるように、実施例１のスートジェットは、比較例１のスートジェットよりも分散が少ない。実施例１のスートジェットは比較例１のスートジェットよりも分散が少ないため、有効ゾーン１４４を通過する実施例１に関するシリカの質量百分率は、比較例１に関する有効ゾーン１４４を通過するシリカの質量百分率より大きい。従って実施例１は、基板１４にスートを送達するにあたり、比較例１よりも効率的である。比較例１の火炎中のシリカスートのうち、比較的多量の画分が、基板１４上に堆積されることなく基板１４の周りに配向される。比較例１において基板１４を迂回するシリカスートの上記画分は、スート捕捉効率を低下させるシリカスートの損失を表す。対照的に、実施例１において基板１４を迂回するシリカスートの画分は小さく、スート捕捉効率ははるかに高い。実施例１の質量百分率が比較例１より大きいことに加えて、実施例１に関するスート流１６の質量流量は、比較例１に関するものより約１８％大きい。
ここで図６を参照すると、例として本明細書において上述した２つの別個の条件に関して、周波数の関数として実験的に測定された騒音レベルのプロットが提供されている。３つの曲線がプロット上に示されている。全体として負の勾配を有し、典型的には周波数の関数として測定された騒音レベルが比較的高い、最も上側にある実線の曲線は、表１に記載され、図３Ａ～３Ｂにおいてモデル化されて図３Ｃの代表的な画像を生成した条件から生じたものである。同様の全体として負のスロープを有し、典型的には周波数の関数として測定された騒音レベルが比較的低い、下側の実線曲線は、表２に記載され、図４Ａ～４Ｂにおいてモデル化されて図４Ｃの代表的な画像を生成した条件から生じたものである。破線で表された最も下側にある曲線は、上述の２つのケース間の差であり、またこれは、低減の大きさとしてプロットされている。検証により、騒音レベル低減の大きさは、周波数がおよそ５ｋＨｚまで増大するに従って基本的に０ｄＢから１３ｄＢに増大し、周波数が２２ｋＨｚまで増大し続けると、基本的に１３ｄＢ～２３ｄＢの低減の範囲にとどまることが分かる。
ここで図７を参照すると、追加のガス流中の２４ｓｌｐｍのＯ２に対する、固定状態（即ち着火点１３２はバーナ１０のバーナ前面２２に当接している）、半固定状態（例えば着火点１３２はバーナ１０のバーナ前面２２から約０．５ｃｍ離れている）、及びリフト状態（例えば着火点はバーナ１０のバーナ前面２２から１ｃｍ超離れている）にあるスートジェットに関する追加のガス（例えば第２のガス９４）における当量比ＣＨ４（補充分当量比）の関数としての、実験で測定された正規化スート堆積効率（正規化効率）のプロットが提供されている。ＯＭＣＴＳをケイ素含有燃料（２６ｇ／分）として使用し、またこれをＯ２（８．５ｓｌｐｍ）と共にヒューム管（例えばヒューム管５２）内に供給した。リフト状態は、追加のガスに燃料を含めないことにより生成される。１６ｓｌｐｍのＯ２を含有する比較例１の火炎と同様であるリフト状態を除いて、固定状態及び半固定状態はいずれも、追加のガス流中に２４ｓｌｐｍのＯ２を含有していた。堆積効率及び正規化堆積効率を以下の式から計算した：
Figure 0007419345000003
Figure 0007419345000004
図７において確認できるように、リフト状態は、分散されたスートジェットをもたらし、従って低い捕捉効率を有する。追加のＣＨ４の添加により、火炎は半固定状態へと移り、この半固定状態では、スートジェットがより集中するため、その効率が上昇する。更に、スート流を固定状態に到達させることにより、スート粒子はバーナ１０の表面上に堆積され、くずとして蓄積し、これは追加のプロセス保守を必要とする望ましくない副作用である。半固定状態では、バーナ又は燃焼装置の表面にくずの蓄積を伴わずに、高いスート捕捉効率が達成される。捕捉効率の上昇、並びにこれに付随する、光学プリフォーム以外の表面及び構成部品上の浮遊する又は不必要なスート粒子の低減は、スート堆積構成の条件に応じて更に変動し得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、本明細書中で上述した流れ条件の所与のセットに関する捕捉効率は更に、複数のバーナにおけるバーナの個数、このような複数のバーナ間の距離、プリフォームの配向（例えば水平対垂直）、スート堆積標的に対するこのような複数のバーナの配向、並びに重力及び浮力に対する火炎及び結果として生成されたスート粒子の方向の影響を受け得る。よって、堆積効率は、図７に示されているような正規化された項で適切に示される。
本記載の態様１は：
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合され、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約１未満である、ステップ；並びに
ケイ素含有燃料を燃焼させて複数のスート粒子とするステップであって、上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップを含む、方法
である。
本記載の態様２は：
上記第１の燃料流が、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、態様１に記載の方法
である。
本記載の態様３は：上記第１の燃料流がＣＨ４を含む、態様１に記載の方法
である。
本記載の態様４は：上記第１の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様１～３のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが上記バーナ前面より前に予混合される、態様１～４のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤との第１の当量比が約１超である、態様１～５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様７は：上記第１の当量比が１．６以上である、態様６に記載の方法
である。
本記載の態様８は：上記第１の当量比が約２～約３である、態様６に記載の方法
である。
本記載の態様９は：上記第１の当量比が約２．６７である、態様６に記載の方法
である。
本記載の態様１０は：上記第２の燃料流が、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、態様１～９のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１１は：上記第２の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様１～１０のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１２は：上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、態様１～１１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１３は：上記第２の当量比が約０．１～約０．５である、態様１～１２のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１４は：上記第２の当量比が約０．２～約０．４である、態様１～１２のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１５は：上記第２の当量比が約０．３３である、態様１～１２のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１６は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約１０ｃｍ／ｓ～約７５ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１７は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約２０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１８は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約３０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様１９は：燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約５０ｃｍ／ｓ～約２２５ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２０は：燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約１００ｃｍ／ｓ～約１７５ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２１は：燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約１２５ｃｍ／ｓ～約１５０ｃｍ／ｓである、態様１～１５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２２は：上記ケイ素含有燃料が、上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離において燃焼されて、上記複数のスート粒子となり、上記ケイ素含有燃料が、上記バーナ前面のヒューム管アパーチャを通過する、態様１～２１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２３は：リフトオフ距離を上記ヒューム管アパーチャの最も長い直線寸法で除算したリフトオフ比が、約０．３３～約８である、態様２２に記載の方法
である。
本記載の態様２４は：上記リフトオフ比が約１～約４である、態様２３に記載の方法
である。
本記載の態様２５は：上記リフトオフ比が約２．０～約２．５である、態様２３に記載の方法
である。
本記載の態様２６は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが、上記バーナ前面で表面混合される、態様１～２５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２７は：上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、態様１～２６のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様２８は：上記シールドガスがケイ素非含有燃料を更に含む、態様２７に記載の方法
である。
本記載の態様２９は：上記シールドガスが酸化剤を更に含む、態様２８に記載の方法
である。
本記載の態様３０は：上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、態様１～２９のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様３１は：
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップ；並びに
上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍであり、上記第２の燃料流は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップ
を含む、方法
である。
本記載の態様３２は：上記リフトオフ距離が、上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．７ｃｍである、態様３１に記載の方法
である。
本記載の態様３３は：上記リフトオフ距離が、上記バーナ前面から約０．３ｃｍ～約０．７ｃｍである、態様３１に記載の方法
である。
本記載の態様３４は：上記リフトオフ距離が、上記バーナ前面から約０．４ｃｍ～約０．６ｃｍである、態様３１に記載の方法
である。
本記載の態様３５は：上記リフトオフ距離が、上記バーナ前面から約０．５ｃｍである、態様３１に記載の方法
である。
本記載の態様３６は：上記第１の燃料流が、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、態様３１～３５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様３７は：上記第１の燃料流がＣＨ４を含む、態様３１～３５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様３８は：上記第１の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様３１～３７のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様３９は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが上記バーナ前面より前に予混合される、態様３１～３８のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４０は：上記第２の燃料流が、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、態様３１～３９のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４１は：上記第２の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様３１～３９のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４２は：上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、態様３１～４１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４３は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが、上記バーナ前面で表面混合される、態様３１～４２のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４４は：上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、態様３１～４３のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４５は：上記シールドガスがケイ素非含有燃料を更に含む、態様４４に記載の方法
である。
本記載の態様４６は：上記シールドガスが酸化剤を更に含む、態様４５に記載の方法
である。
本記載の態様４７は：上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、態様３１～４６のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様４８は：
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤との第１の当量比は約１．６～約４である、ステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約０．１～約０．５である、ステップ；並びに
上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離において、ケイ素含有燃料を複数のシリカスート粒子となるまで燃焼させるステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍである、ステップ
を含む、方法
である。
本記載の態様４９は：上記ケイ素含有燃料が、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、及びドデカメチルペンタシロキサンのうちの少なくとも１つを含む、態様４８に記載の方法
である。
本記載の態様５０は：上記第１の燃料流及び上記第２の燃料流のうちの少なくとも一方が、ＣＨ４を含む、態様４８又は４９に記載の方法
である。
本記載の態様５１は：上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼が、上記第１の燃料流の燃焼と上記ケイ素含有燃料の燃焼との間で起こる、態様４８～５０のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５２は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約１０ｃｍ／ｓ～約７５ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約５０ｃｍ／ｓ～約２２５ｃｍ／ｓである、態様４８～５１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５３は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約２０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約１００ｃｍ／ｓ～約１７５ｃｍ／ｓである、態様４８～５１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５４は：燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度が、約３０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度が、約１２５ｃｍ／ｓ～約１５０ｃｍ／ｓである、態様４８～５１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５５は：前記シリカスート粒子の一部分を基板上に堆積させるステップを更に含む、態様４８～５４のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５６は：上記ケイ素含有燃料が約２～約４のケイ素当量比下で燃焼される、態様４８～５５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５７は：上記ケイ素含有燃料が約２．６７～約４のケイ素当量比下で燃焼される、態様４８～５５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５８は：上記第１の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様４８～５７のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様５９は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが上記バーナ前面より前に予混合される、態様４８～５８のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６０は：上記第２の燃料流がケイ素含有燃料を含まない、態様４８～５９のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６１は：上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、態様４８～６０のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６２は：上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とが、上記バーナ前面で表面混合される、態様４８～６１のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６３は：上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、態様４８～６２のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６４は：上記シールドガスがケイ素非含有燃料を更に含む、態様６３に記載の方法
である。
本記載の態様６５は：上記シールドガスが酸化剤を更に含む、態様６４に記載の方法
である。
本記載の態様６６は：上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、態様４８～６５のいずれか１つに記載の方法
である。
本記載の態様６７は：
有機ケイ素化合物の燃焼生成物を含む火炎であって、上記火炎は、バーナの前面からリフトオフ距離に位置する着火点を有し、上記リフトオフ距離は０．１ｃｍ～０．８ｃｍである、火炎
である。
当業者及び本開示を作製又は使用する者には、本開示の修正形態が想起されるだろう。従って、図面に示され上に記載された実施形態は例示を目的としたものにすぎず、均等論を含む特許法の原理に従って解釈される以下の特許請求の範囲によって定義される、本開示の範囲を限定することを意図したものではないことが理解される。
当業者には、記載される開示の構造、及び他の構成要素が、いずれの特定の材料に限定されないことが理解されるだろう。本明細書中で開示される開示の他の例示的実施形態は、本明細書中に特段の記載がない限り、多種多様な材料から形成してよい。
いずれの記載されたプロセス、又は記載されたプロセス内のステップを、他の開示されたプロセス又はステップと組み合わせて、本開示の範囲内の構造を形成してよいことが理解されるだろう。本明細書中で開示される例示的な構造は、例示を目的としたものであり、限定として解釈してはならない。
本開示の概念から逸脱することなく、上述の構造及び方法に対して変形及び修正を行ってよいことも理解されたい。また、更に、このような概念は、そうでないことを請求項がその文言で明示的に述べない限り、以下の請求項に包含されることを理解されたい。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合され、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約１未満である、ステップ；並びに
ケイ素含有燃料を燃焼させて複数のスート粒子とするステップであって、上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップを含む、方法。
実施形態２
上記第１の燃料流は、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
上記第１の燃料流はＣＨ４を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態４
上記第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態１～３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合される、実施形態１～４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤との第１の当量比は約１超である、実施形態１～５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態７
上記第１の当量比は１．６以上である、実施形態６に記載の方法
である。
実施形態８
上記第１の当量比は約２～約３である、実施形態６に記載の方法。
実施形態９
上記第１の当量比は約２．６７である、実施形態６に記載の方法。
実施形態１０
上記第２の燃料流は、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態１～９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１１
上記第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態１～１０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１２
上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、実施形態１～１１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１３
上記第２の当量比は約０．１～約０．５である、実施形態１～１２のいずれか１つに記載の方法
である。
実施形態１４
上記第２の当量比は約０．２～約０．４である、実施形態１～１２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１５
上記第２の当量比は約０．３３である、実施形態１～１２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１６
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約１０ｃｍ／ｓ～約７５ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１７
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約２０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１８
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約３０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１９
燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約５０ｃｍ／ｓ～約２２５ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２０
燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約１００ｃｍ／ｓ～約１７５ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２１
燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約１２５ｃｍ／ｓ～約１５０ｃｍ／ｓである、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２２
上記ケイ素含有燃料は、上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離において燃焼されて、上記複数のスート粒子となり、上記ケイ素含有燃料は、上記バーナ前面のヒューム管アパーチャを通過する、実施形態１～２１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２３
リフトオフ距離を上記ヒューム管アパーチャの最も長い直線寸法で除算したリフトオフ比は、約０．３３～約８である、実施形態２２に記載の方法。
実施形態２４
上記リフトオフ比は約１～約４である、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２５
上記リフトオフ比は約２．０～約２．５である、実施形態２３に記載の方法。
実施形態２６
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは、上記バーナ前面で表面混合される、実施形態１～２５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２７
上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、実施形態１～２６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２８
上記シールドガスはケイ素非含有燃料を更に含む、実施形態２７に記載の方法。
実施形態２９
上記シールドガスは酸化剤を更に含む、実施形態２８に記載の方法。
実施形態３０
上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、実施形態１～２９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３１
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップ；並びに
上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍであり、上記第２の燃料流は上記第１の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップ
を含む、方法。
実施形態３２
上記リフトオフ距離は、上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．７ｃｍである、実施形態３１に記載の方法。
実施形態３３
上記リフトオフ距離は、上記バーナ前面から約０．３ｃｍ～約０．７ｃｍである、実施形態３１に記載の方法。
実施形態３４
上記リフトオフ距離は、上記バーナ前面から約０．４ｃｍ～約０．６ｃｍである、実施形態３１に記載の方法。
実施形態３５
上記リフトオフ距離は、上記バーナ前面から約０．５ｃｍである、実施形態３１に記載の方法。
実施形態３６
上記第１の燃料流は、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態３１～３５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３７
上記第１の燃料流はＣＨ４を含む、実施形態３１～３５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３８
上記第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態３１～３７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３９
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは上記バーナ前面より前に予混合される、実施形態３１～３８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４０
上記第２の燃料流は、炭化水素、Ｈ２、ＣＯ、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態３１～３９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４１
上記第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態３１～４０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４２
上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、実施形態３１～４１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４３
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは、上記バーナ前面で表面混合される、実施形態３１～４２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４４
上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、実施形態３１～４３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４５
上記シールドガスはケイ素非含有燃料を更に含む、実施形態４４に記載の方法。
実施形態４６
上記シールドガスは酸化剤を更に含む、実施形態４５に記載の方法。
実施形態４７
上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、実施形態３１～４６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４８
スートを製造する方法であって：
第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤との第１の当量比は約１．６～約４である、ステップ；
第２の燃料流及び第２の酸化剤を上記バーナ前面で燃焼させるステップであって、上記第２の燃料流と上記第２の酸化剤との第２の当量比は約０．１～約０．５である、ステップ；並びに
上記バーナ前面から離間したリフトオフ距離において、ケイ素含有燃料を複数のシリカスート粒子となるまで燃焼させるステップであって、上記リフトオフ距離は上記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍである、ステップ
を含む、方法。
実施形態４９
上記ケイ素含有燃料は、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、及びドデカメチルペンタシロキサンのうちの少なくとも１つを含む、実施形態４８に記載の方法。
実施形態５０
上記第１の燃料流及び上記第２の燃料流のうちの少なくとも一方は、ＣＨ４を含む、実施形態４８又は４９に記載の方法
である。
実施形態５１
上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼は、上記第１の燃料流の燃焼と上記ケイ素含有燃料の燃焼との間で起こる、実施形態４８～５０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５２
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約１０ｃｍ／ｓ～約７５ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約５０ｃｍ／ｓ～約２２５ｃｍ／ｓである、実施形態４８～５１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５３
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約２０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約１００ｃｍ／ｓ～約１７５ｃｍ／ｓである、実施形態４８～５１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５４
燃焼される上記第１の燃料流及び上記第１の酸化剤の第１の燃焼速度は、約３０ｃｍ／ｓ～約５０ｃｍ／ｓであり、燃焼される上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の第２の燃焼速度は、約１２５ｃｍ／ｓ～約１５０ｃｍ／ｓである、実施形態４８～５１のいずれか１つに記載の方法
である。
実施形態５５
上記シリカスート粒子の一部分を基板上に堆積させるステップを更に含む、実施形態４８～５４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５６
上記ケイ素含有燃料は約２～約４のケイ素当量比下で燃焼される、実施形態４８～５５のいずれか１つに記載の方法
である。
実施形態５７
上記ケイ素含有燃料は約２．６７～約４のケイ素当量比下で燃焼される、実施形態４８～５５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５８
上記第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態４８～５７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態５９
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは、上記バーナ前面より前に予混合される、実施形態４８～５８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６０
上記第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、実施形態４８～５９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６１
上記第２の燃料流は上記第１の燃料流とは組成が異なる、実施形態４８～６０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６２
上記第１の燃料流と上記第１の酸化剤とは、上記バーナ前面で表面混合される、実施形態４８～６１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６３
上記ケイ素含有燃料と上記第２の燃料流及び上記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、上記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、実施形態４８～６２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６４
上記シールドガスはケイ素非含有燃料を更に含む、実施形態６３に記載の方法。
実施形態６５
上記シールドガスは酸化剤を更に含む、実施形態６４に記載の方法。
実施形態６６
上記第２の燃料流と上記ケイ素含有燃料との間の上記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、上記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、上記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、実施形態４８～６５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６７
有機ケイ素化合物の燃焼生成物を含む火炎であって、上記火炎は、バーナの前面からリフトオフ距離に位置する着火点を有し、上記リフトオフ距離は０．１ｃｍ～０．８ｃｍである、火炎。
１０ バーナ
１２ シリカスート粒子
１４ 基板
１６ スート流
１８ リフトオフ距離
２２ バーナ前面
４０ 挿入図
５２ ヒューム管
６８ 第１のガスアパーチャ
７２ ヒュームガス開口
７６ 第１のガス
７８ 第１の火炎
８０ ヒュームガス
８４ ヒューム管アパーチャ
８６ シールドガス
８８ シールドガスアパーチャ
９２ 第１の管
９４ 第２のガス
９６ 二次管
９８ 二次火炎
１３２ 着火点
１４４ 有効ゾーン

Claims (9)

  1. スートを製造する方法であって：
    第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
    第２の燃料流及び第２の酸化剤を前記バーナ前面で燃焼させるステップであって、前記第２の燃料流と前記第２の酸化剤とは前記バーナ前面より前に予混合され、前記第２の燃料流と前記第２の酸化剤との第２の当量比は約１未満である、ステップ；並びに
    ケイ素含有燃料を燃焼させて複数のスート粒子とするステップであって、前記第２の燃料流及び前記第２の酸化剤は前記第１の燃料流と前記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップを含む、方法。
  2. 前記第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まず、前記第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の燃料流と前記第１の酸化剤との第１の当量比は約１超である、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記ケイ素含有燃料と前記第２の燃料流及び前記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、前記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップを更に含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記シールドガスはケイ素非含有燃料を更に含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第２の燃料流と前記ケイ素含有燃料との間の前記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、前記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、前記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
  7. スートを製造する方法であって：
    第１の燃料流及び第１の酸化剤をバーナ前面で燃焼させるステップ；
    第２の燃料流及び第２の酸化剤を前記バーナ前面で燃焼させるステップ；
    前記バーナ前面から離間したリフトオフ距離においてケイ素含有燃料を燃焼させて、複数のシリカスート粒子とするステップであって、前記リフトオフ距離は前記バーナ前面から約０．１ｃｍ～約０．８ｃｍであり、前記第２の燃料流は前記第１の燃料流と前記ケイ素含有燃料との間で燃焼される、ステップ；並びに
    前記ケイ素含有燃料と前記第２の燃料流及び前記第２の酸化剤の燃焼との間に、シールドガスを配向するステップであって、前記シールドガスは不活性ガスを含む、ステップ
    を含み、
    前記シールドガスはケイ素非含有燃料を更に含む、方法。
  8. 前記第１の燃料流はケイ素含有燃料を含まず、前記第２の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、請求項７に記載の方法。
  9. 前記第２の燃料流と前記ケイ素含有燃料との間の前記バーナ前面で第３の燃料流を燃焼させるステップであって、前記第３の燃料流はケイ素非含有燃料を含み、前記第３の燃料流はケイ素含有燃料を含まない、ステップを更に含む、請求項７又は８に記載の方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4015467A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von synthetischem quarzglas
EP4015466A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von synthetischem quarzglas
EP4015468A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von synthetischem quarzglas

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000256019A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Nikon Corp 石英ガラスおよびその製造方法
JP2018123022A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 株式会社フジクラ 多重管バーナ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373504A (en) * 1979-01-16 1983-02-15 Raytheon Company Gas burner convection oven
US5203897A (en) * 1989-11-13 1993-04-20 Corning Incorporated Method for making a preform doped with a metal oxide
US5599371A (en) 1994-12-30 1997-02-04 Corning Incorporated Method of using precision burners for oxidizing halide-free, silicon-containing compounds
DE19527451C2 (de) * 1995-07-27 1998-06-04 Heraeus Quarzglas Verfahren zur Herstellung eines Quarzglasrohlings und dafür geeigneter Brenner
US6260385B1 (en) 1998-08-07 2001-07-17 Corning Incorporated Method and burner for forming silica-containing soot
US6751987B1 (en) * 1998-09-22 2004-06-22 Corning Incorporated Burners for producing boules of fused silica glass
US6649268B1 (en) 1999-03-10 2003-11-18 Nikon Corporation Optical member made of silica glass, method for manufacturing silica glass, and reduction projection exposure apparatus using the optical member
US20020005051A1 (en) 2000-04-28 2002-01-17 Brown John T. Substantially dry, silica-containing soot, fused silica and optical fiber soot preforms, apparatus, methods and burners for manufacturing same
US6910352B2 (en) * 2002-04-24 2005-06-28 Corning Incorporated Deposition of high fluorine content silica soot
DE60209718T2 (de) * 2002-05-03 2007-02-22 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Brenneranordnung zur herstellung von vorformen aus glas und zugehöriges produktionsverfahren
US8464556B2 (en) * 2007-05-08 2013-06-18 Corning Incorporated Microstructured optical fibers and methods
JP5487917B2 (ja) * 2009-11-30 2014-05-14 株式会社Ｉｈｉ 多燃料用バーナ装置
JP2012031052A (ja) * 2010-06-28 2012-02-16 Asahi Glass Co Ltd ガラス体を製造する方法及びｅｕｖリソグラフィ用の光学部材を製造する方法
US9410698B2 (en) * 2011-10-11 2016-08-09 Rinnai Corporation Tubular burner
CN104125933B (zh) 2012-12-28 2017-07-28 住友电气工业株式会社 玻璃微粒沉积体的制造方法以及玻璃母材的制造方法
WO2016100255A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 Corning Incorporated Method of making an optical fiber preform and handle for use in making of optical fiber preform
US10570048B2 (en) * 2015-02-13 2020-02-25 Corning Incorporated Silica-containing sheet and related system and methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000256019A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Nikon Corp 石英ガラスおよびその製造方法
JP2018123022A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 株式会社フジクラ 多重管バーナ

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