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洁净室基础知识 ' d% Z9 G; X) j1 @" K! m, j+ U
洁净室定义 $ b) g+ _- Z) S+ ]8 C
洁净室又叫无尘室或清净室,为将一定空间范围之空气中的微尘粒子、有害空气、细菌等之污染物排除,并将室内之温湿度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计之房间。 ' k7 _: q [- G
洁净室必须具备以下条件:空气中飘游微尘离子之去除;微尘粒子产生之防止;温度和湿度之控制;压力之调节;有害气体之排除;结构与隔间之气密性良好;静电之防制;电磁干扰之预防;安全因素之考虑;节能之考量。
! B R8 W6 o- C- U洁净室历史演进 0 ^/ R0 d, h5 L
二次世界大战时美国空军发现大部分飞机零件故障之原因,乃因粉屑、灰尘等之污染所引起,因此选择浮游灰尘较少之场所进行加工及组合以减小故障率,此为洁净室观念之起源。1958年美国为了开始太空科学之研究,开始做洁净室之研究,并于1961年完成有关美国空军之洁净室规格。
8 r f5 o4 q5 }5 z) |微尘粒子分布与控制
* f/ w" X8 h# \空气中之粒子有如下列几种:
' ^* U4 W8 z! `' W6 `' H# D1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; 6 E3 k) B5 s# ~$ w* s5 I5 d1 j
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; 2 p! ?# {+ U! z; m; w1 [
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; & O3 z" U9 y( D% Z
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
2 E) P1 o* S( v( O6 X1 Y! J- C4 O5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
* x# S6 N1 R! ~+ c6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
8 z# f4 v& N- w6 g2 A- D粒子的性质可将其归纳为下列几点:
/ A. H6 |# C/ ~' T# I1 U( M5 O1.沉降视粒径大小而依牛顿(约1000μm以上的粒子)、艾伦(50~1000μm之间的粒子)、司托克斯(5~50μm之间的粒子)、卡林克母(0.07~5.00μm之间的粒子)、布朗(0.07μm以下的粒子)法则而运动,司托克斯定律为这些粒子的沉降速度随粒子大小的平方而变化。 ( B/ w% c6 i2 [
2.微小粒子依布朗运动而扩散; 4 O5 }' p J1 n4 ^; R2 J: w- b( W
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; s8 L& Y3 \4 F; c/ x
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
( q& ]4 Y" f3 Y% s9 q5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
6 F! w) G+ d! Y. M; X6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
8 c# q$ i9 e/ u# J# p9 P/ N/ |" W- Q$ k微粒子性质归纳为:
7 W8 S1 d% \+ I1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; ! B6 ?+ W- x" g! b$ |
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; 4 {2 ?" O4 m4 Q3 F; q% ~& C. v( ]2 ~
3.有光散乱效果;
j( U' I _3 v5 O3 R4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
6 ^& M( X1 V+ H _( C+ W0 V5.粒子会向低温方向移动; & Y* U0 j4 d/ N* ]4 C5 X
6.水滴附着则重力沉降较容易。 2 N3 H9 I* b# Y1 V7 n6 V
洁净室适用范围
( W B8 h0 M7 ?3 I洁净室之使用,大致可分为二类。 6 Q( X) n! N; K' @% m& L
工业用洁净室简称I.C.R,以半导体、电子工业、光学机器、精密机械、精致涂装、新素材及航空等为范围,主要控制尘埃粒子。优点有三:1.提高品质及良率;2.节省产品工时及成本;3.降低维修费用。该类洁净室一般具有正压式洁净环境。 8 [3 F' K5 |4 {$ j1 x
生化及医药用洁净室简称B.C.R,以制药、医学、遗传基因产业、生命科学、医疗设施、食品及生物实验室等范围,主要控制生物粒子及尘埃。优点有三:1.防止细菌感染;2.提高食品、药物品质;3.延长食品及药物之储存期限。有害生物实验室必须采用负压式洁净室。
; S9 e: Q& _6 |# s- c S洁净室分类 , o, Z8 P0 i* |1 k; s, D
洁净室依空气流动方式和使用环境、场所或目的之不同,而作如下之分类:
8 A4 Y( O# w2 ~3 j( E# F3 s" y% T1.乱流式,空气有空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器进入洁净室,并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而成不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净等级1000~100000级,其优点是构造简单、系统建造成本低,洁净室之扩充比较容易,特殊情况下可提高洁净室等级;其缺点是因乱流而不易排出空间漂浮之粒子,停转后再启动需耗相当长时间才能满足洁净需求。
o G6 Y' v+ {2.层流式,空气由覆盖率100%之过滤器进入室内,并由两侧隔墙板或高架地板回风。气流成一均匀之直线形。此型式适用于洁净等级1~100级,分水平层流式和垂直层流式两种。水平式空气自过滤器单方向吹出,又对面墙壁之回风系统回风,尘埃随风排到室外,一般下流侧污染较重,其优点是构造简单,运转短时间后即可稳定;其缺点是建造费用比乱流式高,室内空间不易扩充。垂直式空气完全以HEPA过滤器覆盖的天花上往下吹,其优点是管理容易,运转短时间后即可稳定,不易为作业人员影响;其缺点是够在费用较高,弹性利用空间较困难,吊架空间大,维修更换过滤器较麻烦。 : k6 B- f) ?& d& m. M$ o6 y" \
3.复合式,将乱流式及层流式予以复合或拼用,可提供局部超洁净之空气,有三种型式:洁净隧道、洁净管道和拼装局部洁净室。 $ H/ H6 p3 m) a7 ^* j, j
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