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洁净室基础知识
# I% K5 h1 H( k0 t5 S# [" ]1 c洁净室定义
) a- l7 @) G! _8 y- d' L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。 & L7 a) b% n3 f
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。 & }( B5 J6 N; _- U' h, ^, I
洁净室历史演进 . f' T/ v1 Y6 m( A0 f0 i B. G
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。
4 X; A% [4 c# H8 {0 m微尘粒子分布与控制
. Y1 R T$ C/ z9 D空气中之粒子有如下列几种:
; ?3 x' }9 R% ~+ y! Z. t1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; 2 G* O- @1 }, f! R
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; . R/ \: a) d S3 n" H
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
( b( B' ] B! f4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 6 _( o% @# y- a* ~
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
+ Q2 T; v8 F( \- K, ]6 H/ j& U3 ?6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
2 _5 b' E" d* ]& ]: |5 F粒子的性质可将其归纳为下列几点:
; W+ |% {2 v, d: e. E3 c& Z1.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。 9 T) p9 B, }; | b, @
2.微小粒子依布朗运动而扩散; 3 A3 j. B: O7 W
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
( l' ?( w- D+ ]" }- ` [4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
8 |$ p2 l) p5 T9 {# ~5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 8 @! w M3 c7 p
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子 / R3 d* N3 R/ @
微粒子性质归纳为:
, y- X8 `. M" j. g$ h' K1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; ! b8 A# S9 t" N. F* m( K7 [
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; ( W' ?1 I8 K% F# X3 z* ]5 B, x: S
3.有光散乱效果;
3 {5 j) a _6 |! ^4 Z. D3 w4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
" x2 b, l+ u% b4 S* j" e5.粒子会向低温方向移动;
& g; [ E) f7 |8 _; ^6.水滴附着则重力沉降较容易。
& p5 L4 S( r0 O( }& K, L洁净室适用范围
' ?" y) D9 [" W0 E- E, I. f洁净室之使用,大致可分为二类。 0 b$ ` X" o; b& |: h
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。
* L+ m# H& V0 U# ~. ^$ ^; m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。 , B' L0 D5 p3 p( ^2 i6 R+ w
洁净室分类 2 ~# `! o+ I1 E5 P8 W; W2 ~
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: 6 P3 j$ w6 P+ f
1.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& \0 [* W! c' F+ i2 A" L2.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。 $ ]' f, O, T; p! C g% m$ K
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。 ! Z" M% |. q* c+ s5 R) v
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