Ozon Jeneratörlerinin Çalışma Prensibi ve Montaj Yöntemleri.

Ozon jeneratörü, ozon gazı (O3) üretmek için kullanılan bir cihazdır. Ozon kolayca ayrışır ve depolanamaz, dolayısıyla yerinde üretilip kullanılması gerekir-(özel durumlarda kısa-süreli depolama mümkündür). Bu nedenle ozonun kullanıldığı her yerde ozon jeneratörlerine ihtiyaç vardır. Ozon jeneratörleri içme suyu arıtımında, atık su arıtımında, endüstriyel oksidasyonda, gıda işleme ve muhafazasında, farmasötik sentezde ve alan sterilizasyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ozon jeneratörü tarafından üretilen ozon gazı doğrudan kullanılabilir veya bir karıştırma cihazı aracılığıyla sıvılarla karıştırılarak reaksiyonlara katılabilir.

I. Ozon Jeneratörlerinin Çalışma Prensipleri

1. Korona Deşarjlı Ozon Jeneratörü Çalışma Prensibi: Kuru oksijen veya oksijen-içeren gaz, iç ve dış elektrotlardan oluşan bir korona deşarj bölgesi boyunca akar. Boşaltma bölgesine birkaç bin voltluk yüksek-frekanslı, yüksek-voltajlı bir elektrik enerjisi uygulanır ve ozon oluşturmak için boşaltma bölgesine akan ham gaz iyonlaştırılır.

2. Elektrolitik Ozon Jeneratörü Prensibi: Ozon, suyun elektrokimyasal oksidasyonu kullanılarak üretilir. Hidratlı floresan anyonları içeren sularda, su yaklaşık oda sıcaklığında yüksek akım gücüyle ozona oksitlenebilir.

II. Ozon Jeneratörü Devre Şeması

Ozon üretim prosesinde kontrol edilmesi gereken ana parametreler konsantrasyon ve akış hızıdır. Akış hızı ilgili kontrol vanası ayarlanarak ayarlanabilirken, ozon konsantrasyonu gaz kaynağı, güç kaynağı, jeneratör yapısı ve soğutma yöntemi gibi birçok faktöre bağlıdır. Bu tasarımda ozon jeneratörünün çalışma frekansı esas olarak ozon konsantrasyonunu kontrol edecek şekilde ayarlanır.

Gaz akış hızını sabit tutarken, ozon jeneratörünün invertör güç kaynağının çıkış frekansını ayarlamak çalışma frekansını değiştirir, böylece yüksek-voltaj deşarj gücünü değiştirir ve ozon konsantrasyonunun ayarlanması sağlanır.

Bu makalede açıklanan ozon jeneratörü, ozon üretmek için dielektrik bariyer korona deşarj yöntemini kullanır. Temel olarak dört bölümden oluşur: hava ön arıtma sistemi, soğutma sistemi, güç kaynağı, boşaltma odası ve ozon artık gaz imha sistemi. Bu makalede ele alınan ozon jeneratörünün şematik diyagramı, bir hava kompresörünün havayı bir gaz arıtma ve nem alma cihazına sıkıştırdığı şekilde gösterilmektedir. Ortaya çıkan kuru ve temiz hava ozon üretim tüpüne verilir ve yüksek-voltajlı bir güç kaynağı ozon üretim tüpüne güç vererek elektrotlar arasında deşarja neden olur, böylece ozon üretim tüpünden akan havada belirli bir ozon konsantrasyonu oluşur. Korona deşarjı elektrotların ve dielektrik yüzeyin sıcaklığında bir artışa neden olduğundan ve dolayısıyla ozonun ayrışmasını hızlandırdığından, çalışma sıcaklığını belirli bir aralıkta kontrol etmek için ozon jeneratörü tüpünün soğutulması gerekir.

resim.png

İlk ozon jeneratörleri, güç frekansında doğrudan-yükseltme yöntemini kullanıyordu. Bu yöntemin avantajı basit yapısıdır. Bununla birlikte, güç frekansı çalışması, istenen güç endüksiyonunu elde etmek için yüksek voltaj tepe noktaları gerektirdiğinden, sarımların yalıtım performansının yüksek olması gerekir ve sarma işlemi daha zordur. Ayrıca, güç frekansı çalışması, büyük transformatör boyutuna, tatmin edici olmayan dalgalanma ve stabiliteye ve düşük ozon üretim verimliliğine neden olur. Şu anda, güç elektroniğinin ve anahtarlamalı güç kaynağı teknolojisinin hızlı gelişimi, 50-100kHz'e, hatta 13,56MHz'e kadar ulaşan yüksek-frekanslı yüksek-voltajlı güç kaynaklarını bir trend haline getirdi. Modern endüstriyel ozon jeneratörleri temel olarak orta{11}}ila-yüksek frekanslı invertör güç kaynakları kullanır, PWM ve yumuşak anahtarlama teknolojilerini kullanır ve çalışma frekansları genellikle 400-2000 Hz arasındadır, bu da cihazın performansını önemli ölçüde artırır ve boyutunu küçültür.