CH349248A

CH349248A - Verfahren zur Durchführung von Glimmentladungsprozessen

Info

Publication number: CH349248A
Authority: CH
Inventors: Berghaus Bernhard
Original assignee: Berghaus Elektrophysik Anst
Priority date: 1956-08-13
Filing date: 1956-08-13
Publication date: 1960-10-15

Description

Verfahren zur Durchführung von Glimmentladungsprozessen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung von chemischen, me- tallurgischen und sonstigen technischen Prozessen in einem Gasstrom, der durch einen Kanal hindurch- geleitet wird.

In der chemischen und metallurgischen Technik sind viele Verfahren bekannt, bei welchen ein Reaktionsgefäss in Gestalt eines langgestreckten Kanals, etwa eines Heizkanals, zur Durchleitung eines gasförmigen Mediums verwendet wird, zwecks Durchführung der erwünschten Reaktionen am gasförmigen Medium selbst, oder an von diesem mitgeführten Reaktionskomponenten in Form feindispers verteilter gas- und dampfförmiger sowie flüssiger und/oder fester Partikel. Ausser den bekannten thermischen Verfahren dieser Art existieren auch bereits Verfahren, bei denen ein den Kanal passierender Gasstrom unter elektrischen Einwirkungen steht, etwa unter der Wirkung eines elektrischen Lichtbogens oder elektrischer Sprüh- und Funkenentladungen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorzugsweise für hohe Energieumsätze geeignetes Verfahren dieser Art, bei welchem ein gasförmiges Medium unter der Einwirkung einer mittels des Hohlkathodeneffekts im Energieumsatz gesteigerten elektrischen Glimmentladung steht. Kennzeichnend hierbei ist, dass das Medium durch eine kanalartige Reaktionszone hindurchgeleitet und dabei ein in Strömungsrichtung abnehmender Gasdruck geschaffen wird, während durch im strömenden Medium gelegene Elektroden eine Hohlentladung erzeugt wird, durch welche das Medium hindurchströmen muss. Hierzu wird der Gasdruck im Bereich dieser Elektroden derart eingeregelt, dass die Kathodenfallräume wenigstens stellenweise mindestens bis zur Berührung einander angenähert werden.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch einen Reaktionskanal, durch Mittel zur Erzeugung eines regelbaren Druckunterschiedes zwischen Eingang und Ausgang des Reaktionskanals, und durch im Reaktionskanal angeordnete Elektroden zur Erzeugung einer elektrischen Hohlentladung.

Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 bis 9 näher beschrieben. Von diesen zeigt:
Fig. la und lb ein Prinzipschema bzw. ein Druckdiagramm für ein Ausführungsbeispiel der Apparatur zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 2 ein Diagramm über den Energieumsatz N in einer Hohlkathodenentladung in Abhängigkeit vom Druck P,
Fig. 3 bis 9 weitere Ausführungsbeispiele der Apparatur in schematischer Wiedergabe.

Bei elektrischen Glimmentladungsprozessen ist der Hohlkathodeneffekt bekannt (Schweizer Patent Nr. 314340). Dieser Effekt tritt auf, wenn sich beispielsweise in einem als negative Elektrode in einer Glimmentladungsstrecke arbeitenden Werkstück aus Metall eine Bohrung befindet, deren Durchmesser dem im Entladungsgefäss herrschenden Gasdruck derart angepasst ist, dass sich die Ränder des Glimmsaumes auf den Innenwandungen der Bohrung, etwa längs der Bohrungsachse, berühren. In diesem Fall tritt eine starke Erhöhung des Energieumsatzes in der Glimmentladung innerhalb der Bohrung auf, was gemäss der obengenannten Patentschrift mit Vorteil zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken verwendbar ist.

Da der Glimmsaum an den Bohrungswandungen etwa den unmittelbar an deren Oberfläche existierenden, sogenannten Kathodenfallraum nach aussen hin begrenzt, ist das Kriterium für das Auftreten des Hohlkathodeneffekts, dass sich die Ka thodenfallräume gegenüberliegender Elektrodenteile gleicher Polarität berühren oder überlappen. Die Dicke des Kathodenfallraumes in einer Glimmentladung an der Kathode ist vom herrschenden Gasdruck abhängig und nimmt mit steigendem Druck ab, so dass bei einem gegebenen Bohrungsdurchmesser nur innerhalb eines bestimmten Druckbereiches ein Hohlkathodeneffekt auftreten kann.

Während der Hohlkathodeneffekt bei Glimmentladungsprozessen in technischem Ausmass bisher in seiner Anwendbarkeit auf die Oberflächenbehandlung von Werkstücken beschränkt war, wurde bei der Untersuchung dieses Effektes erkannt, dass seine Druckabhängigkeit eine Möglichkeit eröffnet, diese an sich sehr energiereiche Glimmentladungsform in beherrschbarer Weise zur Durchführung von chemischen, metallurgischen oder sonstigen technischen Prozessen in einem strömenden Medium anzuwenden.

Eine hierfür geeignete Apparatur zeigt die Fig. la, in welcher beispielsweise ein Gasstrom aus verschiedenen gasförmigen Reaktionspartnern in Pfeilrichtung 1 durch das Rohr 2 hindurchgeleitet wird, das in einen abgeschlossenen Behälter 3 mündet. Das Rohr 2 trägt einen Kühlmantel 4 mit der Zuleitung 5 und der Ableitung 6 für ein geeignetes Kühlmittel, beispielsweise Wasser, und besteht aus Metall. Mit den Metallwandungen 7 des Behälters 3 steht das als Reaktionskanal dienende Rohr 2 infolge des Deckels 8 aus Isoliermaterial nicht in elektrischer Verbindung. Innerhalb des Behälters 3 ist eine Gegenelektrode 9 angeordnet, die von den Metallwandungen 7 isoliert, oder an diese elektrisch angeschlossen sein kann. Falls erwünscht, kann auf die Gegenelektrode 9 auch verzichtet und die Metallwandungen 7 als Gegenelektrode benützt werden.

Der Behälter 3 ist an eine geeignete Pumpeinrichtung (nicht gezeichnet) angeschlossen, durch die im Betrieb ein vorbestimmter Gasdruck P1 aufrechterhalten werden kann.

Die Fig. lb zeigt schematisch den Druckverlauf längs der Mittelachse des Rohrs 2 bzw. Behälters 3 im Betriebszustand. Der Gasdruck, der etwa in der Ebene der Gegenelektrode 9 den Wert P1 besitzt, weist bei Annäherung an die Rohrmündung, durch die im Betrieb der Gasstrom in den Behälter 3 eintritt, höhere Werte auf und erreicht an der Rohrmündung den Wert P2. Innerhalb des Rohres 2 existiert bekanntlich ein Druckabfall im Gasstrom, so dass der herrschende Druck beim Fortschreiten entgegen der Strömungsrichtung entsprechend der Linie 12 zunimmt und am Rohreingang den Wert P5 besitzt.

Durch Wahl von Anfangsdruck P5 und Enddruck P1 kann das Druckgefälle P5-P2 im Rohr innerhalb gewisser, durch die bekannten Gesetze strömender, gasförmiger Medien bestimmten Grenzen einreguliert werden, ob dabei der Druckabfall im Rohr linearen oder anderen Verlauf besitzt, ist unerheblich.

Wird eine Gleichspannungsquelle mit zwischen 200 und 1000 Volt einstellbarer Spannung mit ihrem negativen Pol am Rohranschluss 10 und mit ihrem positiven Pol am Gegenelektrodenanschluss 11 angeschaltet, so kann in der durch die Rohrmündung und die Gegenelektrode 9 gebildeten Entladungsstrecke eine Glimmentladung erzeugt werden. Beispielsweise wird hierzu P1 = Smm Hg und P2 etwa 20 mm Hg gemacht, während die Spannung an den Anschlüssen 10 und 11 auf 600 Volt eingestellt wird.

Bei diesen Druck- und Spannungsverhältnissen ist die als Kathode arbeitende Rohrmündung allseits mit einem Glimmsaum überzogen, der beispielsweise bei einem aus reinem Wasserstoff bestehenden Gasstrom die bekannte hellblaue Färbung besitzt. Der Glimmsaum bedeckt auch die Innenwandungen des Rohrs 2, und zwar von der Mündung aus bis in eine Tiefe, die von der lichten Rohrweite und den Druckverhältnissen bestimmt wird und ihre Grenze dort erreicht, wo infolge zu langer Wegstrecke für den Stromtransport zur Gegenelektrode 9 eine zu starke Verarmung des Gases an Ladungsträgern eintritt. Immerhin kann bei den angegebenen Drucken und einem Durchmesser des Rohrs 2 von D = 5 mm eine Eindringtiefe über 50 bis 100 mm festgestellt werden.

Besitzt der Rohrdurchmesser D einen Wert, bei welchem in einem bestimmten Druckbereich .... . P4 die Kathodenfallräume der Entladung an den gegen überliegenden Rohrinnenwandungen sich überschneiden oder berühren, so entsteht in diesem Teil des Rohres 2 eine intensive Hohlentladung. Natürlich muss gewährleistet sein, dass der Stromtransport von diesem Rohrabschnitt H zur Gegenelektrode 9 nicht zu sehr behindert ist. Bei den obengenannten beispielsweisen Druck und Spannungsverhältnissen und einem Rohr 2 mit einem Durchmesser von D = 0,7 mm, kann in einem Druckbereich von P = etwa 40 mm Hg bis zu P4 = etwa 70 mm Hg eine solche Hohlentladung erzeugt werden.

Die Energieverhältnisse in einer solchen Hohlentladung zeigt die Fig. 2, in welcher der Energieumsatz N in Abhängigkeit vom Druck P durch die Linie 13 wiedergegeben ist. Während bei sich überlappenden Kathodenfallräumen ein ganz bestimmter Druck P3 existiert, bei welchem die Hohlentladung plötzlich einsetzt, ist das Aufhören derselben bei höherem Druck P4 weniger scharf definiert. Dementsprechend ist die Länge der Zone H erhöhten Energieumsatzes im Rohr 2 der Anlage, gemäss Fig. 1, nicht genau feststellbar, wohl aber deren Beginn beim Druck P3.

Das Gefäss 3 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist nicht unbedingt erforderlich und kann auch weggelassen werden, wenn, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, im metallischen, als Kathode arbeitenden Rohr 14 die Gegenelektrode 15 isoliert vorgesehen wird, vorzugsweise ausserhalb der Zone H erhöhter Entladungsenergie. Prinzipiell kann die Anode auch in einem Gebiet höheren Drucks im Rohr 14 angeordnet sein, etwa wie die isoliert in der Rohrwandung eingebaute Elektrode 16. Es muss aber immer gewährleistet sein, dass ein ionisiertes Plasma in der Entladungsstrecke gebildet werden und im Rohrabschnitt H ein Glimmsaum mit Kathodenfallraum entstehen kann.

Falls es erwünscht ist, die Hohlentladung im Rohr auf eine kürzere Strecke zu konzentrieren, etwa um die Verweilzeit des gasförmigen Mediums in der Zone hoher Entladungsenergie zu verkürzen, kann ein Reaktionskanal der in Fig. 4 angedeuteten Gestalt verwendet werden. Hier erweitert sich das Rohr 17 als Rohrkegel wie gezeichnet oder auch horn ähnlich, so dass nur in einem wesentlich kürzeren Abschnitt H die Durchmesser- und Druckverhältnisse für eine Hohlentladung herrschen. Auch hier arbeitet das sich erweiternde Rohr 17 als Kathode, und im Bereich niedrigeren Druckes ist die hier stromlinienförmig gestaltete Anode 18 vorgesehen.

Es besteht auch die in Fig. 5 angedeutete Möglichkeit, die Hohlentladung innerhalb eines vorbestimmten Rohrabschnitts entstehen zu lassen, indem ein weites, als Kathode arbeitendes Rohr 19 vorgesehen und innerhalb des betreffenden Abschnitts eine das gleiche Potential führende Innenelektrode 20 konzentrisch angeordnet wird. Bei geeignet gewählten Druckverhältnissen kann dann nur im Ringraum längs der Innenelektrode 20 eine Hohlentladung entstehen, wenn die Anode 21 genügend nahe an diesem Abschnitt H des Rohrs 19 gelegen ist. Falls erwünscht, kann die Innenelektrode 20 auch hohl ausgebildet werden, sei es zwecks Hindurchleitung eines Kühlmittels oder zwecks Einleitung eines aus radialen Bohrungen der Innenelektrode 20 austretenden Reaktionspartners in die energiereiche Glimmentladung im Rohrabschnitt H.

Das gasförmige Medium kann auch gemäss Fig. 6 über eine düsenartig ausgebildete Zuleitung 22 dem durch das Rohr 23 gebildeten Reaktionskanal zugeführt werden, in welchem isoliert die Anode 24 angeordnet ist. Der im Rohrabschnitt H entstehenden Hohlentladung kann über eine besondere Düse 25 ein weiterer dampf- oder gasförmiger, flüssiger oder pulverförmiger Reaktionspartner zugeführt werden.

Schliesslich kann, wie schematisch in Fig. 7 wiedergegeben, die Kathode und die Anode aus je einem Metallrohr 26 bzw. 27 bestehen, die durch einen isolierenden Rohrabschnitt 28 miteinander verbunden sind. Das zu behandelnde Medium kann beispielsweise über eine Düse 29 aus isolierendem Material dem Kathodenrohr 26 zugeführt werden. Bei geeignet gewählten Druck- und Durchmesserverhältnissen entsteht dann im Rohrabschnitt H eine energiereiche Hohlentladung. In gewissen Fällen kann auch der Rohrabschnitt 27 als Kathode und der Rohrabschnitt 26 als Anode betrieben, also im Rohr 27 die Hohlentladung erzeugt werden.

Die Hohlentladung kann in den in Fig. 1 und 3 bis 7 mit H bezeichneten Abschnitten des jeweiligen
Reaktionskanal nur dann entstehen, wenn im Wasser stoffgas das Produkt aus dem Durchmesser D (in mm) und dem Gasdruck P (in mm Hg) einen bestimmten
Wert erreicht, etwas im Bereich D P = 20...

100 mm mm Hg gelegen ist, da nur bei solchen Werten von D P die Kathodenfallräume sich berühren oder überlappen. Bei anderen Gasarten verschiebt sich der Bereich von D P, beispielsweise sind die Werte für N2 mit t/2 und für 02 mit t/3 zu multiplizieren. Es ist aber dabei nicht unbedingt erforderlich, dass die Kathodenfallräume dauernd vorhanden sind, wie dies z. B. bei Speisung der Anschlüsse 10 und 11 in Fig. la seitens einer Gleichspannungsquelle der Fall ist. Es kann vielmehr auch eine in der Polarität periodisch sich ändernde Wechsel oder Impulsspannung zur Speisung verwendet werden. Ferner kann eine unterbrochene Gleichspannung zugeführt werden, so dass in der betreffenden Zone stossweise Hohlentladungen stattfinden.

Auch die Überlagerung von Energie-Impulsen kürzerer oder längerer Dauer über die normale Speisespannung kann vorteilhaft sein.

Ausser in einem allseits geschlossenen Reaktionskanal, wie in den Fig. 1 und 3 bis 7 angedeutet, kann auch in einem frei aus einer Düse austretenden Strahl eines gasförmigen Mediums ein in Strömungsrichtung abnehmender Gasdruck geschaffen werden, wie bereits andernorts beschrieben wurde. Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass bei einer geeigneten Anordnung von wenigstens zeitweise als Kathode arbeitenden Elektroden, die im Gasstrahl gelegen sind oder an denselben angrenzen, eine Hohlentladungszone erzeugt werden kann, durch welche das gasförmige Medium hindurchströmen muss.

Ein Ausführungsbeispiel für eine hierfür geeignete Apparatur zeigt die Fig. 8 in schematischer Wiedergabe. Hier wird das gasförmige Medium in Pfeilrichtung 30 durch eine Düse 31 in ein allseits abgeschlossenes Gefäss 32 eingeblasen, in welchem ein geeigneter Unterdruck P, aufrechterhalten wird. An den sich ausbildenden Gasstrahl, der etwa durch die Isobare 33 angedeutet sei, grenzen die beiden Elektrodenplatten 34 und 35 an, die isoliert durch die Gefässwandungen 32 hindurchgeführt sind.

Werden die Anschlüsse 36 und 37 der Elektroden 34 bzw. 35 mit dem negativen Pol und der Anschluss 38 der metallischen Düse 31 mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle von einstellbarer Spannung zwischen 200 und 1000 Volt verbunden, so kann in der kanalartigen Reaktionszone zwischen den beiden Elektrodenplatten 34 und 35 eine Hohlentladung erzeugt werden, wenn der dort herrschende Gasdruck bei dem gegebenen Plattenabstand eine Berührung oder Überlappung der Kathodenfallräume an beiden Elektrodenplatten ermöglicht. Durch Wahl eines geeigneten Elektrodenabstandes, eines entsprechenden Drucks P, und der richtigen Entfernung zwischen der Düsenmündung und den Elektroden 34, 35 lassen sich die zum Zustandekommen einer Hohlentladung erforderlichen Bedingungen schaffen.

Anstelle der beiden Elektrodenplatten 34, 35 kann auch, wie in Fig. 9 angedeutet, ein Elektrodenrohr 39 verwendet werden, dem über den Anschluss 40 eine wenigstens zeitweise negative Spannung zugeführt wird. Das Rohr 39 kann auch analog den Rohren in Fig. 4 und 5 ausgestaltet werden.

Beispiel
Bei einer Apparatur entsprechend der Fig. 1 wurde durch ein zylindrisches Rohr von 0,7 mm Durchmesser und 10 mm Länge ein Wasserstoffgasstrom mit einstellbarem Druck P5 ....... 800 mm Hg kontinuierlich in ein Metallgefäss von etwa 280 mm Innendurchmesser und 400 mm Länge eingeleitet. Das Metallrohr war mit dem negativen und das Metallgefäss mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle von 400... 600 Volt verbunden. Am Behälter war eine Pumpe angeschlossen, welche im Betrieb einen regelbaren Innendruck P1 = 1... 40 mm aufrechterhalten.

Es wurde zuerst ein Anlaufvorgang durchgeführt, bei welchem P1 = 0,5 mm Mg gewählt und die Gaszufuhr abgesperrt wurde. Bei einer Spannung von 500 Volt überzogen sich die kathodischen, in den Behälter ragenden Metallteile der Düse mit einer bläulich leuchtenden Glimmentladung. Nunmehr wurde die Pumpe in Betrieb gesetzt und gleichzeitig Wasserstoff mit steigendem Druck P5 durch das Kathodenrohr eingeleitet. Es bildet sich anfangs ein schwach leuchtender, von der Düsenmündung ausgehender Strahl. Bei konstanter Saugleistung der Pumpe von etwa 25000 Liter/Stunde wurde durch Steigerung des Druckes P5 der Innendruck P1 langsam erhöht.

Bei P1 = 1,5 mm Hg entsteht in dem der Mündung unmittelbar benachbarten Rohrabschnitt eine intensive
Hohlentladung, die an einer grellen Leuchterscheinung an der Mündung erkennbar ist. Hierbei ist der Gasdruck P5 etwa 600 mm Hg. Bei steigendem Druck P1 kann bis P1 = etwa 5 mm Hg die Hohlentladung im Rohrkanal aufrechterhalten werden. Die vom Entladungsgefäss hierbei aufgenommene elektrische Gesamtleistung ist bis auf etwa 0,5 Kilowatt angestiegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Durchführung von chemischen, metallurgischen und sonstigen technischen Prozessen in einem gasförmigen Medium, unter der Einwirkung einer mittels des Hohlkathodeneffekts im Energieumsatz gesteigerten elektrischen Glimmentladung, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch eine kanalartige Reaktionszone hindurchgeleitet und dabei ein in Strömungsrichtung abnehmender Gasdruck geschaffen wird, während durch im strömenden Medium gelegene Elektroden eine Hohlentladung erzeugt wird, durch welche das Medium hindurchströmen muss, und dass der Gasdruck im Bereich dieser Elektroden derart eingeregelt wird, dass die Kathodenfallräume wenigstens stellenweise mindestens bis zur Berührung einander angenähert werden.

II. Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Reaktionskanal, durch Mittel zur Erzeugung eines regelbaren Druckunterschiedes zwischen Eingang und Ausgang des Reaktionskanals, und durch im Reak tionskanal angeordnete Elektroden zur Erzeugung einer elektrischen Hohlentladung.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand D gegenüberliegender kathodischer Elektrodenflächen und der Gasdruck P wenigstens in der Hohlentladungszone derart aufeinander abgestimmt werden, dass das Produkt D P im Bereich von 20 bis 100 mm mm Hg bei Wasserstoffgas gelegen ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Reaktionskanals angenähert konstante Geschwindigkeit des strömenden Mediums geschaffen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Reaktionskanals die Geschwindigkeit des Mediums in Strömungsrichtung verringert wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium dem Reaktionskanal über eine düsenartige Einrichtung zugeführt und im Reaktionskanal entspannt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlentladungszone, ausser dem strömenden Medium, weitere Reaktionspartner über getrennte Zuleitungen von ausserhalb des Reaktionskanals zugeführt werden.

6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionszone als strömendes Medium ein Gemisch aus dampf- und gasförmigen Reaktionspartnern zugeführt wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionszone als strömendes Medium ein Trägergas mit feindispers verteilten Partikeln flüssigen und/oder festen Aggregatzustands zugeführt wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass durch die stattfindende Reaktion der Druckverlauf innerhalb des Reaktionskanals beeinflusst wird.

9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlentladung durch eine Spannung gleichbleibender Polarität erzeugt wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlentladung durch eine Wechselspannung erzeugt wird.

11. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlentladung durch der Speisespannung überlagerte Spannungsimpulse beeinflusst wird.

12. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein metallisches Rohr (2) mit konstantem kreisrundem Querschnitt, das als Reaktionskanal und als kathodische Elektrode dient (Fig. la).

13. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein metallisches Rohr (17) mit sich in Richtung auf den Kanalausgang vergrösserndem Querschnitt, das als Reaktionskanal und als kathodische Elektrode dient (Fig. 4).

14. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein Metallrohr (19) als Reaktionskanal, mit konstanter lichter Weite und mit einem konzen trisch im Rohr (19) angeordneten, längs eines vorbestimmten Rohrabschnitts sich erstreckenden, von der Rohrinnenwandung allseits gleichen Abstand aufweisenden Metallkörper (20), wobei der Metallkörper mit dem Rohr elektrisch verbunden ist und mit diesem als kathodische Elektrode dient (Fig. 5).

15. Apparatur nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper (20) als Zuleitung für Reaktionspartner ausgebildet ist.

16. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein metallisches, eingangsseitig einen verringerten Querschnitt aufweisendes Metallrohr (23), das als Reaktionskanal und als kathodische Elektrode dient (Fig. 6).

17. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein Metallrohr (26), das als Reaktionskanal und kathodische Elektrode dient und durch eine den Rohreingang bildende Düse (29) aus Isoliermaterial (Fig. 7).

18. Apparatur nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch zwei metallische, voneinander isolierte Rohrstücke (26, 27), die als Reaktionskanal und als kathodische bzw. anodische Elektrode dienen (Fig. 7).

19. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch mindestens eine düsenartige Zuleitung (25) mit Strahlrichtung auf die Hohlentladungszone (Fig. 6).

20. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine wenigstens zeitweise als Anode arbeitende Gegenelektrode (16), die in einem Raumteil des Reaktionskanals angeordnet ist, der einen höheren Gasdruck aufweist als die Hohlentlaungs- zone (Fig. 3).

21. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine ausserhalb der Hohlentladungszone angeordnete, wenigstens zeitweise als Anode dienende Gegenelektrode.

22. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung'eines Gas strahls in einem Unterdruckraum und durch im Gas strahl gelegene, miteinander elektrisch verbundene Elektroden in vorbestimmtem gegenseitigem Abstand (Fig. 8).