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洁净室基础知识 2 B" G4 w& N6 q" }) N% B
洁净室定义
! l3 Z$ ~& T2 b, |" O2 @5 \( m! u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。
+ j0 j6 }- _4 p, a" @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。
! A. d5 @, A' I: }$ z. a5 f, }洁净室历史演进 / ^7 c k9 F2 C0 {+ N- r" Q, N) U
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。
& @: h# l7 g( a/ ]" U% b+ n. e, i( ^) w0 ]微尘粒子分布与控制
0 X; f9 j; L/ l4 h7 m$ t' h/ r空气中之粒子有如下列几种: ; H- M! K2 F6 S( m3 ?
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; ) Y' L$ C u) M
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
2 b' R y6 l$ { W% A7 j- ~2 h( F. {3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
6 k7 W3 J( H9 C& }1 h9 q* H4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 8 T- \, N1 R! R! ?( o4 d7 c
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
+ W$ ~; f9 W1 R7 b( p6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
4 n, O# B; s6 v. H粒子的性质可将其归纳为下列几点:
5 C8 ^* X/ X9 y1.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。
) g* B" O. J$ i3 ?: S2.微小粒子依布朗运动而扩散; ( P" }5 k( }1 j; E
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
# v4 X" n% w5 X3 u' R; h4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; ! [, s" t! `# p# O/ c- M
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; # ^3 b' O8 ^( F P$ h
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
3 Z% w2 S. F% o9 S- o8 m微粒子性质归纳为:
4 v7 i' o2 r7 t0 J* `: z1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; . w. ^+ m/ H! j, B+ B3 Q. w
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
2 w' u5 s! n, ]8 R/ w$ ~* h3.有光散乱效果;
( k9 E, m; N/ G- E: ~4 P4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
" t6 f0 F3 B1 f; `5.粒子会向低温方向移动;
, u& A( t {) R( H( b+ j/ a6.水滴附着则重力沉降较容易。 1 a5 U5 P0 k$ r9 M* K
洁净室适用范围 * U$ Q# k4 t, _; Z8 }( V; w
洁净室之使用,大致可分为二类。 7 H3 n: l& D1 Z4 G! @% {
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。
! x5 I( S Q" |" z3 P# t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。
, ~- c: Y4 @- u9 @; t I$ a8 I; D洁净室分类 . q' r. w4 U* V3 j; K _2 D6 \
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: 2 `; L4 a2 k3 z( j/ [
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。
% i& z& w8 E/ ] D8 y5 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。 , }+ W+ W5 T1 s9 J
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。
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