RU2092950C1

RU2092950C1 - Fast-flow electric-discharge co2 laser with closed gas mix circuit

Info

Publication number: RU2092950C1
Application number: RU95121432A
Authority: RU
Inventors: А.М. Забелин; В.О. Александров; А.В. Коротченко; В.Н. Черноус; А.Н. Сафонов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Технолазер"
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: laser processing of materials for mechanical engineering. SUBSTANCE: device has three axial compressors. Gas discharge chamber has two partitioned cathode plates which are located at funnel angle of 6 degrees with respect to gas flow. Three axial chambers provide possibility to increase volume of gas flow by factor of three. Gas discharge chamber is extended along gas flow direction with funnel angle of 6 degrees. This results in decreased effect of discharge voltage drop which is caused by gas heating and decreased gas density. EFFECT: increased output power of laser beam. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки материалов в машиностроении, а точнее к быстропроточным СО₂-лазерам с замкнутой прокачкой газовой смеси.The invention relates to equipment for laser processing of materials in mechanical engineering, and more specifically to high-speed CO ₂ lasers with closed pumping of the gas mixture.

Известны быстропроточные электроразрядные СО₂-лазеры с замкнутой прокачкой газовой смеси, состоящие из корпуса, выполненные в виде замкнутого газового контура, входящей в состав газового контура газоразрядной камеры с электродными системами для возбуждения тлеющего разряда, подсоединенных к входу и выходу газоразрядной камеры конфузора и диффузора, теплообменника, осевого компрессора для прокачки газовой смеси, подсоединенного к корпусу в области газоразрядной камеры оптического резонатора при направлении газового потока, вектора электрического поля разряда и оптической оси под прямым углом друг к другу, а также блока напуска газа в газовый контур и узла вывода излучения из корпуса [1.2]
Недостаток этих лазеров состоит в малом расходе газовой смеси, а также ограниченность вклада в тлеющий разряд, что ограничивает уровень выходной мощности лазера.Known high-speed electric discharge CO ₂ lasers with a closed pumping of the gas mixture, consisting of a housing made in the form of a closed gas circuit, which is part of the gas circuit of a gas discharge chamber with electrode systems for generating a glow discharge, connected to the input and output of the gas discharge chamber of the confuser and diffuser, heat exchanger, axial compressor for pumping the gas mixture connected to the housing in the region of the gas discharge chamber of the optical resonator in the direction of gas flow, vector of the electric field of the discharge and the optical axis at right angles to each other, as well as the block of gas inlet into the gas circuit and the node output radiation from the housing [1.2]
The disadvantage of these lasers is the low consumption of the gas mixture, as well as the limited contribution to the glow discharge, which limits the level of laser output power.

Известен также быстропроточный электроразрядный СО₂-лазер с замкнутой прокачкой газовой смеси, в котором газоразрядная камера состоит из двух рабочих объемов, расположенных параллельно и имеющих электродные системы для возбуждения тлеющего разряда [3] В этом лазере возможно увеличение вклада в разряд и повышение тем самым выходной мощности. Этот СО₂-лазер является наиболее близким техническим решением к предлагаемому объекту, т.е. прототипом.Also known is a fast-flow electric-discharge CO ₂ laser with a closed pumping of the gas mixture, in which the gas-discharge chamber consists of two working volumes arranged in parallel and having electrode systems for exciting a glow discharge [3]. In this laser, the contribution to the discharge may increase and thereby increase the output power. This CO ₂ laser is the closest technical solution to the proposed facility, i.e. prototype.

Недостаток прототипа является в малом расходе газовой смеси, а это является основным фактором, ограничивающим выходную мощность лазера. The disadvantage of the prototype is the low consumption of the gas mixture, and this is the main factor limiting the output power of the laser.

Задача изобретения увеличение выходной мощности СО₂-лазера за счет повышения расхода газового потока и улучшения его параметров, а также повышение надежности, компактности лазера и удобства его обслуживания.The objective of the invention is to increase the output power of a CO ₂ laser by increasing the gas flow rate and improving its parameters, as well as improving the reliability, compactness of the laser and the convenience of its maintenance.

Поставленная задача реализуется за счет того, что в предложенном быстропроточном электроразрядном СО₂-лазере для прокачки газовой смеси внутри корпуса на горизонтальных салазках закреплены три осевых компрессора, расположенные параллельно в один ряд на одинаковом минимальном расстоянии друг от друга, к выходу каждого компрессора подсоединены узлы формирования потока, которые с другой стороны соединены с выходом конфузора, конфузор имеет изогнутую вдоль потока форму с разворотом оси потока от компрессоров в газоразрядную камеру вертикально на угол 90^o, причем конфузор разделен на верхнюю и нижнюю части, в каждой из которых имеются направляющие лопатки от входа конфузора до поворота газового потока, диффузор также имеет изогнутую вдоль потока форму с разворотом оси потока от газоразрядной камеры горизонтально на 90^o и в нем имеются направляющие лопатки на поворотном участке, к выходу диффузора подсоединен дефлектор с направляющими лопатками, поворачивающий направление газового потока вниз на угол 45^o, к выходной торцевой части дифлектора прикреплен теплообменник, расположенный поперек газового потока в диагональной плоскости сечения газового контура, а корпус лазера имеет крышки для установки и обслуживания узлов, подсоединяемые к корпусу через вакуумноплотные соединения: переднюю со стороны вывода лазерного луча и заднюю для оптического резонатора, правую для теплообменника и осевых компрессоров, левую для газоразрядной камеры.The task is achieved due to the fact that in the proposed high-speed electric-discharge CO ₂ laser for pumping the gas mixture inside the casing, three axial compressors are fixed on horizontal slides located in parallel in the same row at the same minimum distance from each other, formation units are connected to the output of each compressor flow, which on the other hand are connected to the outlet of the confuser, the confuser has a curved shape along the stream with a turn of the axis of the flow from the compressors into the gas discharge chamber ikalno an angle of 90 ^o, wherein the converging tube is divided into upper and lower parts, in each of which there are guide vanes from the inlet converging tube to rotate the gas flow, the diffuser also has a curved along the stream shape with reversal flow axis of the gas discharge chamber horizontally through 90 ^o and there are guide blades on the rotating portion of the diffuser is connected to the output of the deflector with guide vanes, a yaw direction of gas flow downward through an angle of 45 ^o to the outlet end diflektora attached exchanger, p located across the gas flow in the diagonal plane of the cross section of the gas circuit, and the laser housing has covers for installation and maintenance of nodes that are connected to the housing through vacuum tight connections: the front one from the output side of the laser beam and the rear one for the optical resonator, right for the heat exchanger and axial compressors, left for gas discharge chamber.

Кроме того в предложенном быстропроточном электроразрядном СО₂-лазере с замкнутой прокачкой газовой смеси газоразрядная камера состоит из двух секционированных катодных плит, образующие боковые поверхности двух ее рабочих объемов, причем эти катодные плиты расположены с расширением по газовому потоку на угол 6^o, а в центре газоразрядной камеры размещена вдоль газового потока общая для обеих рабочих объемов анодная плита.In addition, in the proposed high-speed electric-discharge CO ₂ laser with closed pumping of the gas mixture, the gas-discharge chamber consists of two sectioned cathode plates forming the side surfaces of its two working volumes, and these cathode plates are arranged with an expansion of 6 ^° in gas flow and in the center a gas discharge chamber is placed along the gas stream, an anode plate common to both working volumes.

Наличие в газовом контуре трех осевых компрессоров позволяет увеличить расход газового потока практически в три раза, что приводит примерно к такому же повышению выходной мощности лазера. При прохождении рабочей смеси газов через газоразрядную камеру смесь в тлеющем разряде нагревается, что приводит к уменьшению плотности газа и к снижению напряжения в тлеющем разряде. Использование газоразрядной камеры, расширяющейся по газовому потоку с углом расширения 6^o, позволяет уменьшить эффект снижения напряжения разряда, обусловленный нагревом газа и уменьшением его плотности. В результате увеличивается энерговклад в разряд, что также приводит к повышению мощности лазера. Увеличение угла расширения стенок газоразрядной камеры более чем на 6^o нежелателен, т. к. при этом увеличивается сопротивление газовому потоку, а также уменьшается коэффициент заполнения разрядной камеры излучением, что приводит к ухудшению параметров потока и снижению в конечном счете, выходной мощности.The presence of three axial compressors in the gas circuit allows increasing the gas flow rate by almost three times, which leads to approximately the same increase in the laser output power. When the working gas mixture passes through the gas discharge chamber, the mixture in the glow discharge heats up, which leads to a decrease in the gas density and to a decrease in the voltage in the glow discharge. The use of a gas discharge chamber, expanding in a gas stream with an expansion angle of 6 ^o , can reduce the effect of reducing the discharge voltage due to heating of the gas and a decrease in its density. As a result, the energy input into the discharge increases, which also leads to an increase in the laser power. An increase in the angle of expansion of the walls of the gas discharge chamber by more than 6 ^{° is} undesirable, since the resistance to the gas flow increases and the fill factor of the discharge chamber with radiation decreases, which leads to a deterioration in the flow parameters and ultimately lower output power.

Параллельность расположения осевых компрессоров в один ряд позволяет разделить газовый контур в конфузоре на верхнюю и нижнюю части перегородкой, имеющей прямолинейную форму поперек потока в горизонтальном направлении. Это способствует выравниванию давления и расхода газового потока от разных компрессоров и уменьшает падение давления на поворотном участке газового контура. Расположение осевых компрессоров в один ряд на одинаковом расстоянии друг от друга позволяет повысить равномерность газового потока вдоль ряда. Наличие между выходом компрессоров и конфузором узлов формирования потока, наличие в конфузоре и диффузоре на поворотных участках направляющих лопаток, также подсоединение к диффузору дифлектора с направляющими лопатками позволяет уменьшить сопротивление газового контура и снизить потери давления газовой смеси. The parallel arrangement of axial compressors in one row allows you to divide the gas circuit in the confuser into the upper and lower parts of the partition, which has a rectilinear shape across the flow in the horizontal direction. This helps to equalize the pressure and gas flow rate from different compressors and reduces the pressure drop in the rotary section of the gas circuit. The location of the axial compressors in one row at the same distance from each other allows to increase the uniformity of the gas flow along the row. The presence of flow forming units between the compressor output and the confuser, the presence of guide vanes in the confuser and diffuser on the rotary sections, as well as connecting a diffuser with guide vanes to the diffuser can reduce the resistance of the gas circuit and reduce the pressure loss of the gas mixture.

Поворот направления газового потока, выходящего из диффузора, в дифлекторе вниз на угол 45^o и прикрепление к торцевой части дифлектора теплообменника, расположенного поперек газового потока в диагональной плоскости сечения газового контура позволяет максимальным образом расширить газовый контур в месте расположения теплообменника при сохранении компактности всего лазера, снизить сопротивление теплообменника и повысить эффективность охлаждения газовой смеси.Turning the direction of the gas stream exiting the diffuser downward through an angle of 45 ^° in the diffuser and attaching to the end part of the diffuser a heat exchanger located across the gas stream in the diagonal plane of the gas circuit section allows you to maximize the expansion of the gas circuit at the location of the heat exchanger while maintaining the compactness of the entire laser, reduce the resistance of the heat exchanger and increase the cooling efficiency of the gas mixture.

Расположение в центре газоразрядной камеры общей для обеих рабочих объемов анодной плиты вдоль газового потока позволяет минимизировать изменение направления газового потока и также уменьшить потери давления при разделении газоразрядной камеры на два рабочих объема. The location in the center of the gas discharge chamber common to both working volumes of the anode plate along the gas flow can minimize the change in direction of the gas flow and also reduce pressure losses when dividing the gas discharge chamber into two working volumes.

Эти конструктивные отличия в предложенном быстропроточном электроразрядном СО₂-лазере приводят к улучшению параметров газового потока, к снижению падения давления в газовом контуре и способствует в конечном счете повышению мощности лазера по сравнению с базовым объектом (прототипом) в 3 раза, т.е. с 5 до 15 кВт.These design differences in the proposed high-speed electric-discharge CO ₂ laser lead to an improvement in the gas flow parameters, to a decrease in the pressure drop in the gas circuit, and ultimately contribute to a 3-fold increase in laser power compared to the base object (prototype), i.e. from 5 to 15 kW.

Изогнутая форма конфузора и диффузора, поворачивающих ось потока на угол 90^o позволяет отказаться от промежуточных переходных участков газового контура. Эти особенности, а также расположение осевых компрессоров на минимальном расстоянии друг от друга, использование общей анодной плиты в газоразрядной камере и расположение теплообменника в диагональной плоскости сечения газового контура позволяют повысить компактность конструкции. Полное расположение в герметичном корпусе всех элементов газового контура: осевых компрессоров с узлами формирования газового потока, газоразрядной камеры с диффузором, оптического резонатора и дифлектора с теплообменником, повышает надежность работы лазера, поскольку в этом случае эти элементы не соединены с корпусом вакуумноплотными разъемами и нет опасности разгерметизации корпуса.The curved shape of the confuser and diffuser, turning the axis of the flow through an angle of 90 ^o allows you to abandon the intermediate transition sections of the gas circuit. These features, as well as the location of the axial compressors at a minimum distance from each other, the use of a common anode plate in the gas discharge chamber and the location of the heat exchanger in the diagonal plane of the gas circuit section allow to increase the compactness of the design. The complete arrangement in a sealed enclosure of all elements of the gas circuit: axial compressors with gas flow forming units, a gas discharge chamber with a diffuser, an optical resonator and a diffuser with a heat exchanger, increases the reliability of the laser, since in this case these elements are not connected to the enclosure by vacuum tight connectors and there is no danger depressurization of the housing.

Наличие в корпусе лазера крышек для установки и обслуживания узлов, подсоединяемых к корпусу через вакуумноплотные соединения: передней со стороны вывода лазерного луча и задней для оптического резонатора, правой для теплообменника и осевых компрессоров, левой для газоразрядной камеры, а также расположение осевых компрессоров на горизонтальных салазок обеспечивают удобство обслуживания лазера. The presence in the laser housing of covers for installing and servicing nodes connected to the housing through vacuum tight connections: front for the output of the laser beam and rear for the optical resonator, right for the heat exchanger and axial compressors, left for the gas discharge chamber, and the location of axial compressors on horizontal slides provide easy laser maintenance.

На фиг.1 дан вид спереди лазера, т.е. со стороны выхода лазерного луча; на фиг. 2 сечение лазера при виде сбоку, на фиг.3 вид сбоку; на фиг.4 вид сбоку без крышки, закрывающей теплообменник и осевые компрессоры. Figure 1 is a front view of the laser, i.e. from the exit side of the laser beam; in FIG. 2 is a cross-sectional view of a laser in side view; in FIG. figure 4 is a side view without a lid covering the heat exchanger and axial compressors.

Быстропроточный СО₂-лазер состоит из герметичного корпуса 1, в котором размещены элементы газового контура: газоразрядная камера 2, оптический резонатор 3, теплообменник 4, три осевых компрессора 5 с узлами формирования газового потока 6, конфузор 7, диффузор 8, и дифлектор 9 к передней со стороны выхода лазерного луча стенке корпуса 1 подсоединен узел вывода излучения 10 и блок напуска газов 11.A fast-flowing CO ₂ laser consists of a sealed housing 1, in which there are elements of a gas circuit: a gas discharge chamber 2, an optical resonator 3, a heat exchanger 4, three axial compressors 5 with gas flow forming units 6, a confuser 7, a diffuser 8, and a 9 k difflector the front side of the laser beam to the wall of the housing 1 is connected to a radiation output unit 10 and a gas inlet unit 11.

Три осевых компрессора 5, закреплены на горизонтальных салазках 12, которые могут перемещаться по направляющим вдоль корпуса 1. Three axial compressors 5 are mounted on horizontal rails 12, which can be moved along rails along the housing 1.

Конфузор имеет изогнутую форму для поворота оси газового потока из компрессоров 5 вертикально вверх на угол 90^o, причем он разделен на верхнюю 13 и нижнюю 14 части, в каждой из которой имеются поворотные лопатки 15.The confuser has a curved shape for turning the axis of the gas stream from the compressors 5 vertically upward by an angle of 90 ^° , and it is divided into upper 13 and lower 14 parts, each of which has rotary blades 15.

Диффузор 8, подсоединенный к верхней части газоразрядной камеры 2, имеет изогнутую форму для поворота оси потока от газовой камеры горизонтально на угол 90^o, в нем имеются направляющие лопатки 16. К выходу диффузора 8 подсоединен дифлектор 9, внутри которого имеются направляющие лопатки 17. Дифлектор 9 имеет изогнутую форму для поворота оси газового потока вниз под углом 45^o. На выходной торцевой части дифлектора 9 закреплен теплообменник 4, расположенный поперек газового потока в диагональной плоскости сечения газового контура. Теплообменник 4 представляет собой систему оребренных труб.The diffuser 8, connected to the upper part of the gas discharge chamber 2, has a curved shape for turning the flow axis from the gas chamber horizontally at an angle of 90 ^° , it has guide vanes 16. A diffuser 9 is connected to the outlet of the diffuser 8, inside which there are guide vanes 17. The diffuser 9 has a curved shape for turning the axis of the gas stream downward at an angle of 45 ^o . At the output end part of the diffuser 9, a heat exchanger 4 is mounted located across the gas stream in the diagonal plane of the cross section of the gas circuit. The heat exchanger 4 is a system of finned tubes.

На фиг. 5 изображена схема газопроводной камеры 2. Она состоит из двух рабочих объемов 18 и 19, образованных двумя секционированными катодными плитами 20 и 21, и общей для обеих объемов анодной плитой 22. Катодные плиты 20 и 21 расположены под углом 3 друг к другу с расширением по потоку. In FIG. 5 shows a diagram of the gas chamber 2. It consists of two working volumes 18 and 19, formed by two sectioned cathode plates 20 and 21, and a common anode plate 22. The cathode plates 20 and 21 are located at an angle of 3 to each other with an extension of flow.

На корпусе 1 имеются крышки для установки и обслуживания узлов, подсоединяемые к корпусу через вакуумноплотные соединения: передняя 23 со стороны вывода лазерного луча, задняя 24, правая 25 и левая 26. On the housing 1 there are covers for installation and maintenance of nodes that are connected to the housing through vacuum tight connections: front 23 from the output side of the laser beam, rear 24, right 25 and left 26.

Быстропроточный электроразрядный СО₂-лазер с замкнутой прокачкой газовой смеси работает следующим образом. В герметичный корпус 1 через блок газонапуска 11 напускается газовая смесь, содержащая, например, CO₂, N₂ и He в требуемой пропорции. При включении трех осевых горизонтальных компрессоров 5 газовая смесь последовательно проходит со скоростью до 100 м/с через элементы, образующий замкнутый газовый контур: узлы формирования потока 6, конфузор 7, где газовый поток направляется вертикально вверх, расположенную вертикально газоразрядную камеру 2, конфузор 8, где газовый поток поворачивается горизонтально на угол 90^o, дефлектор 9 с разворотом газового потока на угол около 45^o и теплообменник 9. После выхода из теплообменника 4 газовая смесь опять захватывается осевыми компрессорами 5 и непрерывно прокачивается по замкнутому контуру во время работы лазера.High-speed electric-discharge CO ₂ laser with a closed pumping of the gas mixture works as follows. A gas mixture containing, for example, CO ₂ , N ₂ and He in the required proportion, is introduced into the sealed housing 1 through the gas inlet 11. When three axial horizontal compressors 5 are turned on, the gas mixture passes sequentially at a speed of up to 100 m / s through the elements forming a closed gas circuit: flow forming units 6, confuser 7, where the gas flow is directed vertically upward, a vertically arranged discharge chamber 2, confuser 8, where the gas stream rotates horizontally through an angle of 90 ^o , a deflector 9 with a gas stream rotated by an angle of about 45 ^o and a heat exchanger 9. After exiting the heat exchanger 4, the gas mixture is again captured by the axial compressor 5 and continuously pumped in a closed loop during laser operation.

Газовый поток, выходящий из узлов формирования потока 6 в конфузоре 7 разделяется на две части: верхнюю 13 и нижнюю 14, каждая из этих частей потока поступает в рабочие объемы 18 и 19 газоразрядной камеры 2. Накачка газовой смеси осуществляется в следующем разряде, образующимся между секционированными катодными плитами 20 и 21 и общей анодной плитой 22 при приложении к ним высокого напряжения, при этом вектор электрического поля разряда и направление газового потока перпендикулярны друг другу. Формирование лазерного луча осуществляется в оптическом резонаторе 3, который состоит из системы зеркал, оптическая ось резонатора перпендикулярна как направлению газового потока так и вектору электрического поля разряда. Лазерный луч выводится из корпуса 1 через узел вывода излучения 10. The gas stream exiting from the nodes for forming the stream 6 in the confuser 7 is divided into two parts: the upper 13 and the lower 14, each of these parts of the stream enters the working volumes 18 and 19 of the gas-discharge chamber 2. The gas mixture is pumped in the next discharge formed between the partitioned cathode plates 20 and 21 and a common anode plate 22 when a high voltage is applied to them, while the vector of the electric field of the discharge and the direction of the gas flow are perpendicular to each other. The laser beam is formed in the optical resonator 3, which consists of a system of mirrors, the optical axis of the resonator is perpendicular to both the direction of the gas flow and the vector of the electric field of the discharge. The laser beam is output from the housing 1 through the radiation output unit 10.

Нагретая и отработанная газовая смесь выносится газовым потоком из газоразрядной камеры 2 в диффузор 8, дифлектор 9 и поступает в теплообменник 4, где происходит ее охлаждение. Направляющие лопатки 15, 16, 17 способствуют уменьшению потерь давления в газовом контуре. The heated and exhaust gas mixture is carried out by the gas stream from the gas discharge chamber 2 to the diffuser 8, the diffuser 9 and enters the heat exchanger 4, where it is cooled. Guide vanes 15, 16, 17 help to reduce pressure losses in the gas circuit.

При ремонте или профилактическом осмотре элементов газового контура производят разгерметизацию корпуса 1 и открывают крышки 23, 24, 25, 26. Осевые компрессоры 5 для обслуживания выдвигаются из корпуса 1 перемещением салазок 12. После ремонта или осмотра компрессоры 5 задвигают в корпус, а крышки закрывают. During repair or routine inspection of the gas circuit elements, the housing 1 is depressurized and the covers 23, 24, 25, 26 are opened. Axial compressors 5 are moved out of the housing 1 for maintenance by moving the slide 12. After the repair or inspection, the compressors 5 are pushed into the housing and the covers are closed.

Claims

1. High-speed electric discharge CO ₂ laser with a closed pumping of the gas mixture, consisting of a housing made in the form of a closed gas circuit, which is part of the gas circuit of a gas discharge chamber, consisting of two working volumes arranged in parallel and having electrode systems for excitation of a glow discharge, connected to the inlet and outlet of the discharge chamber of the confuser and diffuser, heat exchanger, axial compressor for pumping the gas mixture, connected to the housing in the area of the optical discharge chamber resonator in the direction of the gas flow, the vector of the electric field of the discharge and the optical axis at right angles to each other, as well as the block of gas inlet into the gas circuit and the node output radiation from the housing, characterized in that for pumping the gas mixture inside the housing on a horizontal slide mounted three axial compressors arranged in parallel in one row at the same minimum distance from each other, flow forming units are connected to the output of each compressor, which are connected to the input on the other side confuser, a confuser is curved along the stream shape with a turn axis of the flow from the compressors in a gas discharge chamber vertically through an angle of 90 ^o, wherein the converging tube is divided into upper and lower parts, in each of which there are guide vanes from the inlet converging tube to rotate the gas flow, the diffuser also has a shape curved along the flow with the flow axis turning vertically from the discharge chamber 90 ^° and there are guide vanes in the rotary section, a deflector with guide vanes is connected to the outlet of the diffuser, turning the gas flow downward by an angle of 45 ^o , a heat exchanger is attached to the outlet end part of the diffuser, located across the gas flow in the diagonal plane of the cross section of the gas circuit, while all the elements of the gas circuit are axial compressors with gas flow forming units, a gas discharge chamber with a confuser and a diffuser, the optical resonator and the diffuser with the heat exchanger are completely located in the sealed laser case, and the laser case has covers for installation and maintenance of nodes connected to the case Erez vacuum tight junctions: the front side of the laser beam output and back to service an optical resonator, the right for service of the heat exchanger and axial compressors, left for servicing the gas discharge chamber.

2. The CO ₂ laser according to claim 1, characterized in that the gas discharge chamber consists of two sectioned cathode plates forming the side surfaces of its two working volumes, and these cathode plates are open with a gas flow angle of 6 ^o , and in the center a gas discharge chamber is placed along the gas stream, an anode plate common to both working volumes.