驱动针对烟灰沉积机的同步以防止沉积过程期间的结构形成的制作方法

背景技术：

0、现有技术

1、从现有技术已知许多用于生产合成石英玻璃的方法，其中sio2烟灰颗粒在化学气相沉积(cvd)方法中由含硅起始物质通过水解或氧化生成并沉积在运动载体上。在这些方法中，有时使用多个相邻的积聚燃烧器，在该积聚燃烧器中产生sio2烟灰颗粒。

2、us 5,211,732描述了一种用于生产合成石英玻璃的烟灰积聚方法，在该方法中，通过改变积聚燃烧器的最终行进位置(拐点)，根据固定模式来模糊(smear)相邻积聚燃烧器的不相等的沉积速率以及积聚燃烧器在每次往复运动期间在对应反向点处的较长停留时间。振荡运动与附加的位移运动叠加，其中，根据us 5,211,732的图7，振荡和位移运动可具有与燃烧器至燃烧器距离相同的幅值。平移幅值为振荡幅值的约一半。平移运动的频率继而约对应于振荡频率的十分之一。这引起目标的所有区域通过在轴向上相邻的两个积聚燃烧器以及通过三个相邻的燃烧器在平移反向点(拐点)的区域中基本上均匀的重叠。然而，在该现有技术中，振荡频率与旋转频率之间没有相关性。因此，不利的频率比不能被排除并且规则地出现。

3、us 2018/0237330 a描述了一种用于生产针对光纤的多孔预成型件的外部气相沉积(ovd)烟灰积聚方法。在这种情况下，重点在于避免由于烟灰积聚期间不均匀的沉积厚度而可能出现的芯偏心，特别是在大的预成型件的情况下。为此，在烟灰积聚的不同阶段处规定不同的规格以防止燃烧器轨迹重合。在这种情况下，该装置可具有一个或多个烟灰积聚燃烧器。根据该现有技术的对燃烧器轨迹重合的防止也被描述用于其他石英玻璃生产方法，例如用于mcvd方法或pcvd方法。在所描述的方法中，石英玻璃体在积聚过程期间旋转并且燃烧器做反向运动，其中当石英玻璃体进行旋转所需的时间和燃烧器进行反向运动所需的时间呈使得针对反向燃烧器运动的起始点在一次或多次运行之后相同的相对于彼此的此类比例时，则燃烧器轨迹重合。此外，现有技术教导了要避免重合燃烧器轨迹的这种状态，特别是在高的层厚度的情况下，而其在低的层厚度处可能是非常积极的。为了防止燃烧器轨迹在高的层厚度处彼此重合，定义了运动角度的规格，其中运动角度描述在反向燃烧器运动的持续时间期间从体轴线直至烟灰体表面上的固定点的线。因此，该现有技术考虑了对单个燃烧器的调整以及因此对单个燃烧器轨迹的位置的调整。

4、ep 3 279 155 a涉及一种用于积聚沉积在载体主体上的烟灰体的方法。载体主体相对于积聚燃烧器往复运动并因此执行反向运动。当体半径在目标半径的50％至80％的范围内时，旋转速度r和燃烧器平移速度v逐渐减小，使得轨迹宽度v/r保持基本上恒定并且变化不超过10％。该措施旨在减小烟灰体的直径方面的变化。

5、jp 2013/043810 a描述了一种针对烟灰体的积聚方法，在该方法中烟灰体中的波形成被抑制以便实现由烟灰体制得的光纤的改善的传输。烟灰体在积聚过程期间旋转，并且积聚燃烧器以相对于其的反向运动做往复运动。通过使旋转运动与平移运动同步来实现波形成，其中往复运动的循环在主体已旋转(n+1/2)次的同时完成，其中n＝0,1,2,…由此实现同一燃烧器的相邻层的偏移。然而，现有技术未描述应如何使烟灰体的旋转和燃烧器的平移同步，使得来自燃烧器组件的相邻燃烧器的轨迹不产生干扰。

6、us 6,678,940；us 7,451,623；us 7,541,624；us 2009/0038346 a；和us 8,635,888描述了用于积聚烟灰体的方法，在该方法中使用旋转速度的随机变化以便避免波纹。

7、us 2002/081377 a描述了一种多燃烧器组件，在该多燃烧器组件中燃烧器轨迹的螺旋的层被有意地相对于彼此进行设定。该方法以使得连续燃烧器轨迹间隔开的方式来实施。

8、jp h0725637 a描述了一种ovd烟灰积聚方法，其中实施轨迹宽度的恒定变化。在示例性实施方案中，通过在小区域中改变燃烧器速度或烟灰体的旋转来实现这种变化。

9、jp h0687624 a描述了一种ovd烟灰积聚方法，该方法避免了烟灰体表面的波纹。为此，积聚燃烧器执行相对于积聚目标的反向运动并由此生成烟灰螺旋。在积聚燃烧器的返回路径上，目标在相反方向上旋转，并且烟灰轨迹被放置成使得其在向前路径的轨迹之间精确地产生。

10、wo 02/057193 a2描述了一种用于生产sio2坯件的方法，在该方法中sio2颗粒在串联布置的多个沉积燃烧器中形成并且沉积在围绕其纵向轴线旋转的载体的沉积表面上。该一连串的沉积燃烧器根据预先确定的运动顺序沿正在形成的坯件并且在运动方向反向的拐点之间来回运动。

11、jp 2003/081045 a描述了一种用于生产玻璃颗粒的方法，该方法通过使旋转起始棒和燃烧器相对地横跨并且通过将由该燃烧器合成的玻璃颗粒相继地沉积在起始棒的表面上来进行，其中可改变起始棒的旋转速度和运动速度。

12、发明目的

13、基于该现有技术，本发明的目的是提供一种用于使用至少两个互相隔开的积聚燃烧器在沉积表面上沉积sio2烟灰颗粒的方法，其中沉积燃烧器的振荡频率、烟灰体的旋转频率以及任选地拐点的位置连续地改变，使得以良好的沉积效率实现sio2烟灰颗粒的均匀沉积。

14、根据本发明的方法旨在特别适用于防止不利的运动模式，在该不利的运动模式中sio2烟灰颗粒的重复沉积在烟灰体的多次旋转期间在相同角平面中(即，在由烟灰体的纵向轴线和其夹套表面上的任意点组成的平面中)的相同或紧密相邻的轴向位置处发生。

15、用于sio2烟灰颗粒的沉积的方法

16、这些目的是通过一种用于使用至少两个相互隔开的积聚燃烧器在沉积表面上沉积sio2烟灰颗粒的方法来实现的，其中一方面选择振荡频率和旋转频率的特殊相关性，并且另一方面通过在积聚燃烧器的平移运动期间的反向点的位置位移来实现潜在的技术效果。在该上下文中，振荡频率意指积聚燃烧器相对于通过积聚燃烧器的运动、通过烟灰体的运动或通过积聚燃烧器和烟灰体的同时运动所形成的烟灰体的纵向轴线的平移的频率，并且旋转频率意指烟灰体围绕其纵向轴线的旋转的频率。

17、因此，本发明提供了一种用于使用至少两个互相隔开且相邻的积聚燃烧器在沉积表面上沉积sio2烟灰颗粒的方法，其中

18、该至少两个积聚燃烧器之间的距离为d；并且

19、沉积表面为围绕其纵向轴线旋转的载体的圆柱形夹套表面，在该载体上逐层沉积sio2烟灰颗粒。

20、然后，根据本发明的方法，其特征在于

21、积聚燃烧器相对于沉积表面、基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以n倍燃烧器至燃烧器距离d的幅值执行平移运动，其中n为大于或等于2的整数，并且d对应于单个燃烧器至燃烧器距离，

22、沉积表面围绕载体的纵向轴线旋转m1次，其中m1为除整数之外的十进制正数，并且

23、用于载体的纵向轴线的m1次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段。

24、在本发明的范围内，因此通过调整烟灰体的旋转频率与积聚燃烧器相对于烟灰体的纵向轴线的平移的比率来调整积聚燃烧器的相邻轨迹的位置。根据本发明，相应地规定，烟灰体执行不是整数的转数(m1为不是整数的十进制数)，同时燃烧器在一个行程中执行从单个燃烧器至燃烧器距离的平移。

25、在根据本发明的方法中，每个积聚燃烧器在其平移运动与sio2烟灰体的同时旋转期间在烟灰体上沉积螺旋轨迹，并且通过上述旋转与平移的比率，放置积聚燃烧器的轨迹以便形成均匀的烟灰体。在本发明的上下文中，均匀的烟灰体应理解为特别地意指例如由于获得的均匀的轨迹层而具有均匀密度的烟灰体。

26、在详细描述根据本发明的方法之前，应首先给出针对根据本发明的方法的一些定义。

27、定义

28、在本发明的范围内，积聚燃烧器的“反向运动”应理解为意指积聚燃烧器在时间上协调的变化期间在平行于旋转载体的纵向轴线的一个或另一方向上运动的情况。

29、在本发明的范围内，积聚燃烧器应理解为意指这样一种燃烧器，在该燃烧器中sio2烟灰颗粒产生并从圆柱体沉积到沉积表面上。当在本发明的上下文中提及单数形式的积聚燃烧器时，单数的使用不一定意指使用仅一个积聚燃烧器。同样，单数的“积聚燃烧器”可用于两个或更多个积聚燃烧器。

30、在本发明的范围内，“拐点”应理解为意指旋转载体的纵向轴线的空间点或纵向轴线上的轴向位置，在该空间点或该轴向位置处积聚燃烧器和/或沉积表面的反向运动的方向改变。

31、在本发明的范围内，“行程”应理解为意指积聚燃烧器和/或沉积表面在反向运动的方向上直至拐点的完整的运动，在该拐点处积聚燃烧器和/或沉积表面的运动反向。

32、在本发明的范围内，“平移的幅值”意指

33、a)积聚燃烧器在沿旋转载体的静态纵向轴线的方向上直至反向运动的拐点的绝对运动路径，

34、b)沉积表面沿静态地固定的积聚燃烧器直至反向运动的拐点的绝对运动路径，或者

35、c)当积聚燃烧器和沉积表面在相反方向上运动时，积聚燃烧器直至积聚燃烧器的反向运动的拐点的运动路径与沉积表面直至沉积表面的反向运动的拐点的运动路径的绝对总和。

36、在本发明的上下文中，使用至少两个积聚燃烧器。这些至少两个积聚燃烧器具有基本上平行于烟灰体的纵向轴线的相互之间的距离d。当然，在根据本发明的方法中可以使用多于两个积聚燃烧器。在该实施方案中，相邻积聚燃烧器的距离在每种情况下为d；这意味着积聚燃烧器相互之间等距布置。在根据本发明的方法中，使用至少2个、优选地10个至100个、甚至更优选地20个至50个积聚燃烧器。在本发明的上下文中，相互之间等距布置的积聚燃烧器的整体被称为燃烧器组件。

37、优选实施方案

38、根据本发明的方法优选地作为ovd方法来实施。在根据本发明的ovd方法中，优选地通过将sio2颗粒逐层沉积在围绕其纵向轴线旋转的载体的圆柱形夹套表面上，同时积聚燃烧器执行平行于圆柱形夹套表面的纵向轴线的平移运动，来产生具有相对于坯件的纵向轴线基本上同心地延伸的螺旋层的层结构。相比之下，根据本发明也可能的vad方法(在该方法中通过在盘形旋转载体上在圆柱体的纵向轴线的方向上的轴向沉积来积聚块状sio2圆柱体)通常产生带有垂直于圆柱体的纵向轴线延伸的轴向相继层的螺旋层结构。

39、在ovd方法的上下文中，根据本发明不同的方法设计是可能的。

40、在第一实施方案中，用在其上沉积sio2烟灰颗粒的烟灰中空圆柱体来实施ovd方法。在这种情况下，使用保持装置将中空圆柱体保持在竖直或水平取向上，优选地保持在水平取向上。特别是在相对较重的sio2烟灰体的生产中，水平布置是优选的。然后将对应的sio2烟灰颗粒沉积在中空圆柱体上。呈中空圆柱体形式的sio2烟灰体可在其内部具有载体，在该载体上在根据本发明的方法的开始处沉积第一sio2烟灰颗粒。为此，例如可使用陶瓷载体，该陶瓷载体在烟灰积聚过程之后被去除，之后烟灰体被进一步处理并最终被玻璃化。

41、此外，根据本发明的方法可作为所谓的socr方法(socr＝芯棒上的烟灰)来实施，在该方法中将所产生的sio2烟灰颗粒直接沉积在通常由石英玻璃制成的芯棒上。然后可将芯棒保留在ovd体中。可使用socr方法生产的对应过程产品为由带有烟灰层的芯棒制成的预成型件。

42、根据本发明的方法的另一个实施方案是所谓的avad方法(先进vad方法)，在该方法中首先生产vad烟灰体。随后，使用ovd方法，将sio2烟灰颗粒沉积在尚未玻璃化的vad烟灰体的外侧上。

43、在现有技术中，由于sio2颗粒的逐层沉积，层结构的形成在上述生产方法中是固有的。这些可作为被称为条纹的事物而变得明显，该条纹指示相邻层之间的折射率差值。

44、通过调整根据本发明的运动模式，可有效地避免层结构的这些和上述缺点。

45、在根据本发明的方法的优选实施方案中，沉积表面围绕载体的纵向轴线旋转。

46、在另一个优选的实施方案中，用于沉积表面围绕载体的纵向轴线的(m2+(k/n))次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段，其中m2为1至100、优选地3至35、甚至更优选地5至25、甚至更优选地6至24、甚至更优选地7至23、甚至更优选地8至22、甚至更优选地9至21、甚至更优选地10至20、甚至更优选地10至20的整数。特别优选地，m2为小于25的整数，更优选地m2为小于15的整数。k为小于n的自然数，并且m1等于m1＝m2+(k/n)。确定在一个方向上的平移的总量并因此确定幅值的变量n优选地为大于或等于2的整数，更优选地为大于或等于2且小于或等于10的整数，甚至更优选地为大于或等于2且小于或等于5的整数，甚至更优选地为2、3或4，特别地为2。

47、在一个特别优选的实施方案中，用于沉积表面围绕载体的纵向轴线的(m2+(k/n))次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段，其中m2等于5至25、优选地小于15的整数，k为小于n的自然数，并且m1＝m2+(k/n)，并且其中确定在一个方向上的平移的总量并因此确定幅值的变量n为大于或等于2的整数。

48、根据本发明，m2等于在燃烧器做出一个燃烧器至燃烧器距离的平移的同时的转数。这意味着随着m2增加，节距减小。根据本发明，“节距”意指在一整圈期间烟灰体在圆柱体轴线的方向上卷绕的距离。在m2的高值处，燃烧器轨迹因此部分地位于来自先前旋转的轨迹上，即，轨迹严重重叠。因此，轨迹在一侧被施加到经高度预热的衬底，而另一侧相对较冷。已观察到，在严重重叠的燃烧器轨迹的情况下，在玻璃化体中可发生增加的气泡形成(螺旋形伸长的气泡)。

49、根据本发明，为n倍燃烧器至燃烧器距离的平移幅值的优点在于，所产生的由sio2制得的烟灰体具有从其产生的锥形端部。可使用附加的加热燃烧器和附加的加热器来固化这些锥形端部。类似于积聚燃烧器，附加的加热燃烧器在积聚燃烧器运动期间与积聚燃烧器一起执行平移，同时附加的加热器具有相对于烟灰体的静止位置。

50、为n倍燃烧器至燃烧器距离的幅值的另一个优点在于，在sio2烟灰体的每个区域中，多于一个燃烧器积聚烟灰体，使得由于单独的积聚燃烧器的偏离的积聚速率所产生的任何几何结构变化都不具有同样大的效果。

51、在根据本发明的多燃烧器方法中，燃烧器具有等距布置并且沿烟灰体的纵向轴线一起运动。在这种情况下，每个燃烧器仅在烟灰体的有限区域中积聚烟灰体，因为一个行程中的幅值显著小于待积聚的烟灰体的长度。

52、假设使用至少两个积聚燃烧器(基准积聚燃烧器和与其相邻的第二积聚燃烧器)，烟灰体在为燃烧器至燃烧器距离d的第二平移中的不均匀旋转引起第二积聚燃烧器在基准积聚燃烧器的第一沉积轨迹(在为单个燃烧器至燃烧器距离d的第一平移期间形成)与第二沉积轨迹(在为简单燃烧器至燃烧器距离d的第二平移期间形成)之间的螺旋沉积轨迹。

53、这确保了在单独的平移之后，基准积聚燃烧器的沉积轨迹和相邻的第二积聚燃烧器的沉积轨迹不重叠。

54、在根据本发明的方法的上述优选实施方案中，其中积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以n倍燃烧器至燃烧器距离d的幅值执行平移运动，同时在其中平移以单个燃烧器至燃烧器距离进行的时间段中，沉积表面围绕其纵向轴线旋转(m2+(k/n))的数量，并且m2等于1至100、优选地3至35、甚至更优选地5至25、甚至更优选地6至24、甚至更优选地7至23、甚至更优选地8至22、甚至更优选地9至21、甚至更优选地10至20、甚至更优选地10至20的整数。特别优选地，m2为小于25的整数，更优选地m2为小于15的整数。k为小于n的自然数，并且m1等于m1＝m2+(k/n)，第二积聚燃烧器的沉积轨迹恰好布置在基准积聚燃烧器的该两个沉积轨迹之间的中途。

55、在根据本发明的方法的上述优选实施方案中，其中积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以n倍燃烧器至燃烧器距离d的幅值执行平移运动，同时在其中平移以单个燃烧器至燃烧器距离进行的时间段中，沉积表面围绕其纵向轴线旋转(m2+(k/n))的数量，并且m2等于5至25、优选地小于15的整数，k为小于n的自然数，并且m1＝m2+(k/n)，第二积聚燃烧器的沉积轨迹恰好布置在基准积聚燃烧器的该两个沉积轨迹之间的中途。

56、如果根据本发明的装置包括多于两个积聚燃烧器，则通过相应积聚燃烧器之间的基本上等距的距离来有效地避免所使用的积聚燃烧器的所有沉积轨迹的干扰(即，叠加)。

57、在根据本发明的方法中，使用这样的装置，在该装置中相邻积聚燃烧器的距离通常是等距的，并且在该装置中两个相邻积聚燃烧器之间的距离优选地为10mm至300mm，更优选地为30mm至300mm，甚至更优选地为15mm至150mm。

58、在本发明中，积聚燃烧器的平移运动表示在拐点处改变的反向运动，其方向在每种情况下平行于烟灰体的纵向轴线。为了在积聚燃烧器的向前运动(第一完整行程)和积聚燃烧器的返回运动(第二完整行程)之后(在每种情况下基本上平行于烟灰体的纵向轴线)，在积聚燃烧器的下一个向前运动(第三完整行程)期间不存在燃烧器的起始点的叠加，在根据本发明的方法的另一个实施方案中提供拐点的位置相对于沉积表面改变。此外，如果考虑往复运动的沉积轨迹，则获得在其处发生聚集状沉积的交点。确定运动模式的目标是使这些交点在烟灰体之上均匀地分布。

59、通过改变拐点实现的平移的变化可在反向运动的每个行程中发生。此外，可以通过改变反向运动的每个第二、第三、第四或第五行程中的拐点来进行平移的变化。

60、在第一实施方案中，可在其中待实施拐点方面的改变的对应行程中以固定地定义的偏移来改变拐点的位置(即，拐点在每个行程中根据固定地定义的运动模式来改变)。

61、另选地，也可以在每个对应行程中以统计上改变的偏移来改变在其中待实施拐点方面的改变的相应行程中的拐点的位置。在该实施方案中，拐点的位置方面的改变在统计上变化(即，拐点每个行程中以统计上改变的偏移来改变)。

62、在这两个实施方案中，然后相对于基准拐点来确定偏移。

63、原则上，两个过程对于拐点的特定改变而言是可能的。

64、在第一过程中，在固定基准拐点之前的完整旋转之后，加上乘以0与1之间的随机数的部分旋转，并且基准拐点的位置以该长度改变。剩余的部分旋转在返回路径上实施。然后在下一个拐点(在该处重复该方法)之前的最后一个完整旋转结束之前进行运动。反向点的偏移必须为使得在下一个行程中燃烧器的入射点在0°平面中偏移，其中0与1之间的均匀分布也允许没有偏移(例如在第一行程中对于0和1)。数值在随后的行程中改变，这取决于对应的先前行程的长度或其拐点位置。

65、由于根据本发明的拐点的变化，可以在不必干预旋转速度的情况下控制燃烧器轨迹的位置。这是特别有利的，因为旋转速度强烈地影响烟灰的密度。

66、根据us 5,211,732 a，燃烧器拐点的位移幅值为约一个燃烧器至燃烧器距离。因此，燃烧器拐点的位置分布在整个烟灰体之上，并由此确定锥形端盖的长度。相比之下，根据本发明，省去了燃烧器拐点在整个烟灰体之上的分布，其中端盖的长度以双燃烧器至燃烧器距离2d的幅值来生成。

67、在第二过程中，改变每个拐点的位置，使得积聚燃烧器的第一沉积点总是位于返回路径上相对于固定的基准拐点的特定位置处。通过加上相对于基准拐点的部分旋转乘以-0.5与+0.5之间的随机数来确定该位置。

68、上述用于避免干扰的措施的组合也可以这样的方式来实施，使得积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以两倍燃烧器至燃烧器距离2d的幅值执行平移运动，而沉积表面基本上同时地执行(m2+(k/n)+y)转数的旋转，其中m2为1至100、优选地3至35、甚至更优选地5至25、甚至更优选地6至24、甚至更优选地7至23、甚至更优选地8至22、甚至更优选地9至21、甚至更优选地10至20、甚至更优选地10至20的整数。特别优选地，在根据本发明的方法中，m2为小于25的整数，更优选地m2为小于15的整数。k为小于n的自然数，m1等于m1＝m2+(k/n)，并且y在-0.3与0.3之间且可连续地变化。

69、上述用于避免干扰的措施的组合也可以这样的方式来实施，使得积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以两倍燃烧器至燃烧器距离2d的幅值执行平移运动，而沉积表面基本上同时地执行(m2+(k/n)+y)转数的旋转，其中在根据本发明的方法中，m2为5至25、优选地小于15的整数，k为小于n的自然数，m1＝m2+(k/n)，并且y在-0.3与0.3之间且可连续地变化。

70、在根据本发明的方法的该实施方案中，然后可省去拐点的位置的变化。因此，在该实施方案的第一变体中，拐点的位置被固定地定义，而在该实施方案的第二变体中，拐点的位置可以是变化的。

71、如果在根据本发明的方法的该实施方案中发生拐点的位置的变化，则拐点的位置可在反向运动的每个行程中改变。另选地，拐点的位置可以在每个行程中以固定地定义的偏移来改变。

72、上述变量y(其在根据本发明的方法中在-0.3与0.3之间且可以连续地变化)可在根据本发明的方法的过程中根据固定模式、统计分布或以受控方式改变，其中受控操作模式可用于优化均匀的烟灰施加。

73、如果拐点的位置改变，则应注意，拐点在每种情况下改变，使得幅值平均等于n倍燃烧器至燃烧器距离，否则在烟灰体中将发生直径波动。拐点可在每个行程中以统计上改变的偏移来改变。对于本发明而言至关重要的是，整个方法条件(即，沉积表面的旋转和拐点的变化)由本领域技术人员以使得该方法作为整体产生均匀的烟灰结构的方式来实施。

74、优选的情况是积聚燃烧器在沉积表面上的运动曲线被确定。为了确保均匀的烟灰结构，优选地在sio2烟灰颗粒的沉积期间连续地监视积聚燃烧器在沉积表面上的运动曲线。

75、特别地，优选的情况是在sio2烟灰颗粒的沉积期间，使用处理器来连续地在线监视积聚燃烧器在沉积表面上的运动曲线。

76、此外，优选的情况是根据本发明的装置包括处理器，该处理器被设计成从积聚燃烧器在沉积表面上的运动曲线来识别沉积表面的以下区域：在该区域中已沉积对于均匀的烟灰积聚而言太少的sio2烟灰颗粒。

77、在这种情况下，处理器优选地控制沉积表面围绕载体的纵向轴线的旋转和/或积聚燃烧器的反向平移运动的拐点的位置，使得积聚基本上均匀的烟灰体。

78、在根据本发明的方法中，旋转载体的纵向轴线可被竖直地或水平地取向；相应地布置积聚燃烧器。优选的是，旋转载体的纵向轴线可以被水平地取向。

79、因为在根据本发明的方法中烟灰体是逐层积聚的，所以针对sio2烟灰体的当前直径来调适在积聚燃烧器的反向运动的每次方向改变期间积聚燃烧器的平移和沉积表面的旋转的频率。

80、在本发明的上下文中，积聚燃烧器相对于彼此的空间布置通常是刚性的，并且相对于载体的平移运动通常被一起执行。

81、对于sio2烟灰颗粒的沉积，通常使用至少2个积聚燃烧器、优选地10个至100个积聚燃烧器、更优选地20个至50个积聚燃烧器，其中相应积聚燃烧器之间的距离是基本上恒定的且等于d。

82、此外，通常针对sio2烟灰体的当前直径来调适在积聚燃烧器的反向运动的每次方向改变期间积聚燃烧器的平移和沉积表面的旋转的频率。

83、根据本发明的方法优选地包括以下方法步骤：

84、(1)蒸发包含至少一种有机硅起始化合物的原料材料以形成原料材料蒸汽；

85、(2)将来自方法步骤(1)的原料材料蒸汽给料于反应区，在该反应区中，原料材料蒸汽在存在氧气的情况下在火焰中燃烧并通过氧化和/或水解转化成sio2烟灰颗粒；

86、(3)将由方法步骤(2)产生的sio2烟灰颗粒沉积在沉积表面上以形成烟灰体；

87、(4)对由方法步骤(3)产生的烟灰体进行干燥和玻璃化以形成合成石英玻璃。

88、下面更详细地描述各个方法步骤：

89、方法步骤(1)-原料材料的蒸发

90、在方法步骤(1)中，使包含至少一种有机硅起始化合物的原料材料蒸发以形成原料材料蒸汽。可聚合的含硅起始化合物优选地为可聚合的聚烷基硅氧烷化合物。

91、原则上，根据本发明可使用适用于合成石英玻璃的生产的任何可聚合的聚烷基硅氧烷化合物。在本发明的范围内，术语“聚烷基硅氧烷”包括直链分子结构(也包括支链结构)和环状分子结构两者。

92、特别合适的环状代表物为具有以下一般经验式的聚烷基硅氧烷

93、sipop(r)2p，

94、其中p为大于或等于3的整数。自由基“r”为烷基基团，在最简单的情况下为甲基基团。

95、聚烷基硅氧烷的特征在于每重量百分比特别高的硅比例，这使得它们在合成石英玻璃的生产中的使用是经济的。

96、聚烷基硅氧烷化合物优选地选自由以下项组成的组：六甲基环三硅氧烷(d3)、八甲基环四硅氧烷(d4)、十甲基环五硅氧烷(d5)、十二甲基环六硅氧烷(d6)、十四甲基环七硅氧烷(d7)、十六甲基环八硅氧烷(d8)以及它们的直链同系物和上述化合物的任何混合物。符号d3、d4、d6、d7和d8来自由general electric inc.引入的符号，其中“d”代表基团[(ch3)2si]-o-。

97、在本发明的上下文中，也可使用上述聚烷基硅氧烷化合物的混合物。

98、当前八甲基环四硅氧烷(omcts)由于其高纯度方面的广泛可用性而是优选的。因此，在本发明的上下文中，特别优选的情况是聚烷基硅氧烷化合物为八甲基环四硅氧烷(d4)。

99、原则上，可以使原料材料在引入到方法步骤(1)中之前经受纯化。此类纯化方法是本领域技术人员已知的。然而，在一个优选的实施方案中，原料材料先前未经受上游纯化方法。

100、原料材料的蒸发可在存在或不存在载气组分的情况下进行。原料的蒸发优选地在存在载气的情况下实施，因为这允许蒸发在低于有机硅起始化合物的沸点的温度下进行。惰性气体(例如氮气或氩气)通常用作载气。如果使用载气，则有机硅起始化合物与载气的摩尔比优选地在0.01至2的范围内；特别优选地在0.02至1.5的范围内，并且非常特别优选地在0.05至1.25的范围内。特别地，优选的是使用带有<40体积ppm的含水量的氮气作为载气，并且使用omcts作为有机硅起始化合物。此外，优选的是omcts与氮气的分子比在0.015至1.5的范围内。

101、蒸发的方法步骤本身是本领域技术人员已知的。有机硅起始化合物优选地在120℃与200℃之间的温度处转化为气相，这取决于有机硅起始化合物与载气的选定分子比。蒸发室中的蒸发温度应总是比有机硅起始化合物的露点高至少几度。露点继而取决于有机硅起始化合物与载气的选定分子比。在一个优选的实施方案方法中，为此，在蒸发之前将有机硅起始化合物预热至40℃与120℃之间的温度，并且随后将其喷入具有相比起始材料的预热更高的温度的蒸发室中。在一个优选的实施方案中，惰性载气可附加地在被给料于蒸发室之前被预热至至高250℃的温度。有利的是蒸发室中的温度总是高于有机硅起始化合物和载气的混合物的露点温度。例如在国际专利申请wo 2013/087751 a和wo 2014/187513 a以及德国专利申请de 102013 209 673中描述了合适的蒸发方法。

102、在本发明的范围内，术语“露点”描述了在冷凝液体与蒸发液体之间建立平衡状态所处的温度。

103、在本发明的范围内，“蒸发”应理解为意指通过其使原料材料基本上从液相转变到气相的过程。这优选地通过使用高于作为原料材料的主要组分的有机硅起始化合物的露点的温度来实现，如上所述。本领域技术人员将知道，从过程技术观点来看，不能排除可能夹带原料材料的小液滴。因此，在方法步骤(1)中，优选地产生原料材料蒸汽，其优选地包含不小于97摩尔％、优选地不小于98摩尔％、特别优选地不小于99摩尔％、非常特别优选地不小于99.9摩尔％的气态组分。

104、通常将气态有机硅起始化合物或者载气与气态有机硅起始化合物的混合物从蒸发室去除并给料于积聚燃烧器。在被引入到积聚燃烧器中之前，优选地使蒸汽材料或者蒸汽材料和载气的混合物与氧气混合。在火焰中，有机硅起始化合物被氧化成sio2。形成精细颗粒无定形sio2(sio2炭黑)，其首先以多孔物质的形式沉积在载体的表面上，并且之后沉积在要形成的烟灰体的表面上。

105、方法步骤(2)-将原料材料蒸汽给料于反应区，在该反应区中，原料材料蒸汽在存在氧气的情况下在火焰中燃烧并通过氧化和/或水解转化成sio2烟灰颗粒

106、在方法步骤(2)中，将由方法步骤(1)产生的气态原料材料蒸汽给料于反应区，在该反应区中，原料材料蒸汽通过氧化和/或通过水解转化成sio2颗粒。

107、该方法步骤对应于上面已经详细描述的已知的烟灰方法。

108、同心积聚燃烧器(其具有围绕燃烧器嘴的对应中心点以圆形布置的气体出口喷嘴)通常用于原料材料蒸汽的燃烧。

109、在本发明的范围内，这样的过程是优选的，在该过程中，在中心区域中向积聚燃烧器供应第一含硅起始组分，在外部区域中供应氧气流，并且在中心区域与外部区域之间供应阻隔气体流(氢气)。

110、中心喷嘴通常用于供应原料材料蒸汽，该原料材料蒸汽在本发明的范围内通常以与载气预混的形式进行使用。此外，优选地将氧气添加至原料蒸汽，使得从通常使用的同心积聚燃烧器的中心喷嘴产生原料流，该原料流除原料材料蒸汽之外还包含载气和氧气。

111、积聚燃烧器的中心喷嘴通常包括第二喷嘴，该第二喷嘴围绕中心喷嘴同心地布置，并且从该第二喷嘴将阻隔气体引入到燃烧器中。该阻隔气体将sio2起始化合物与其余的氧气流隔开，该氧气流从围绕中心喷嘴和阻隔气体喷嘴同心地布置的另一同心喷嘴流到燃烧器中。

112、使用积聚燃烧器所产生的sio2烟灰颗粒通常沉积在围绕其纵向轴线旋转的载体管上，使得烟灰体逐层积聚。为此，它们沿载体管的纵向轴线在两个拐点之间往复运动。上面更详细地描述了该平移的实施方案。

113、积聚燃烧器(在本发明的范围内使用该积聚燃烧器中的至少两个积聚燃烧器)构成燃烧器块。

114、方法步骤(3)-sio2颗粒的沉积

115、在方法步骤(3)中，将由方法步骤(2)产生的sio2颗粒沉积在沉积表面上。该方法步骤的设计在本领域技术人员的技能和知识范围内。

116、为此，将在方法步骤(2)中形成的sio2颗粒逐层沉积在旋转载体上以形成多孔烟灰体。

117、在烟灰颗粒的沉积期间，任选地改变燃烧器与载体材料之间的距离以便满足上述条件。

118、方法步骤(4)-任选的干燥和玻璃化

119、在方法步骤(4)中，将由过程步骤(3)产生的sio2颗粒干燥并玻璃化成合成石英玻璃。该方法步骤是必要的，因为先前实施的方法步骤是根据烟灰方法来实施的。该方法步骤的设计在本领域技术人员的技能和知识范围内。

120、根据本发明的方法作为“烟灰方法”来实施，在该方法中，方法步骤(3)中的sio2颗粒的沉积期间的温度如此低，使得获得多孔sio2烟灰层，该层在独立的方法步骤(4)中被干燥和玻璃化以形成合成石英玻璃。

121、可通过根据本发明的方法来有效地避免现有技术的上述缺点。

122、用于sio2烟灰颗粒的沉积的装置

123、在另一方面，本发明涉及一种用于实施上述根据本发明的方法的装置。根据本发明的装置用于在沉积表面上沉积sio2烟灰颗粒并且具有至少两个互相隔开的积聚燃烧器，其中

124、该至少两个积聚燃烧器之间的距离为d；并且

125、沉积表面为围绕其纵向轴线旋转的载体的圆柱形夹套表面，在该载体上逐层沉积sio2烟灰颗粒。

126、然后，根据本发明的装置，其特征在于：

127、积聚燃烧器和沉积表面被配置为使得积聚燃烧器相对于沉积表面、基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以n倍燃烧器至燃烧器距离d的幅值执行平移运动，其中n为大于或等于2的整数，并且d对应于单个燃烧器至燃烧器距离，

128、沉积表面被配置为使得沉积表面围绕载体的纵向轴线旋转m1次，其中m1为除整数之外的十进制正数，并且

129、该装置具有控制器，该控制器被配置为使得用于载体的纵向轴线的m1次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段。

130、该装置的控制器可以为带有适当编程的处理器。

131、根据本发明的控制器优选地被配置为使得积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以n倍燃烧器至燃烧器距离d的幅值执行平移运动，其中n为大于或等于2的整数，并且d对应于单个燃烧器至燃烧器距离，并且沉积表面围绕载体的纵向轴线旋转。

132、通过控制根据本发明的装置，实现了用于沉积表面围绕载体的纵向轴线的(m2+k/n)次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段，其中m2为1至100、优选地3至35、甚至更优选地5至25、甚至更优选地6至24、甚至更优选地7至23、甚至更优选地8至22、甚至更优选地9至21、甚至更优选地10至20、甚至更优选地10至20的整数。特别优选地，m2为小于25的整数，更优选地m2为小于15的整数，其中k和n如上所定义。

133、使用根据本发明的装置的控制器，实现了用于沉积表面围绕载体的纵向轴线的(m2+k/n)次旋转的时间段基本上对应于用于积聚燃烧器从燃烧器至燃烧器距离d的平移运动的时间段，其中m2为5至25、优选地小于15的整数，并且k和n如上所定义。

134、根据本发明的装置被配置为使得其允许积聚燃烧器的平移运动表示其方向在拐点处改变的反向运动，其中拐点的位置可相对于沉积表面改变。拐点的改变也由根据本发明的装置的控制器来实施。

135、该装置的控制器被进一步配置为使得反向运动的拐点可在每个行程中改变，其中控制器可允许拐点在每个行程中以固定地定义的偏移改变，或者允许拐点在每个行程中以统计上改变的偏移改变。

136、根据本发明的装置被配置为使得积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以两倍燃烧器至燃烧器距离2d的幅值执行平移运动，而沉积表面基本上同时地执行(m2+k/n+y)转数的旋转，其中n为大于或等于2的整数，并且y为小于0.3、优选地小于0.2、更优选地小于0.15、更优选地小于0.1的数，并且其中m2为1至100、优选地3至35、甚至更优选地5至25、甚至更优选地6至24、甚至更优选地7至23、甚至更优选地8至22、甚至更优选地9至21、甚至更优选地10至20、甚至更优选地10至20的整数。特别优选地，m2为小于25的整数，更优选地m2为小于15的整数，其中k和n如上所定义。

137、根据本发明的装置被配置为使得积聚燃烧器基本上平行于旋转载体的纵向轴线、以两倍燃烧器至燃烧器距离2d的幅值执行平移运动，而沉积表面基本上同时地执行(m2+k/n+y)转数的旋转，其中n为大于或等于2的整数，并且y为小于0.3的数，并且其中m2为从5至25、优选地小于15的整数，并且k和n如上所定义。

技术实现思路