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洁净室基础知识 . g9 e- X6 ]! d7 u* W& j, l
洁净室定义 7 [, Y, X; x+ E( g* a
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。
( z7 ?) M7 f+ i3 K+ J' N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。
1 `! C% Y2 G- l2 J6 }洁净室历史演进
$ }6 \# _- n9 e+ j4 k6 {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。
" Z! ] E! ?1 F; d+ ?1 V4 m4 G$ {5 P微尘粒子分布与控制
8 I0 q) @) n. M( ~; b空气中之粒子有如下列几种:
/ l5 z; Z- m! ^" w' _1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
6 z4 d$ h1 ?+ ^& x' x2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
, Z9 Z. d9 q6 ]- O1 U. d( D2 K3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 0 U4 f, N* U* }3 A; t' O
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 9 Y. b, V( J G( h; T& H# Y
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
) ]7 i/ @! F7 j3 T1 [9 |6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 ! d* |( z: S# f! S, \2 z
粒子的性质可将其归纳为下列几点: . X/ i3 Q! V1 y' T) E
1.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。 # [3 n% W! z& q1 E& n! P
2.微小粒子依布朗运动而扩散; 9 [2 i: J2 G J# T5 {5 s& p' I
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; - t+ l1 }* J" {" Y `8 B0 V- R
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
0 I7 | }; ? ~; M1 y* h6 L5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; $ v# z5 m9 H6 r
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
# j3 E9 u5 M6 x0 N6 I8 k: P微粒子性质归纳为:
m1 z' n3 b* m+ I2 }. a8 m1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
1 E9 u$ v2 z6 r- w* `+ y2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
7 x# r9 K! l; k! s3.有光散乱效果;
" T* n6 j) _0 c, w0 N4 J2 t4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
- ~+ o- ^4 B3 h2 @) ~% X3 t- ^# U5.粒子会向低温方向移动;
" E' d: X7 r4 f& \5 h$ R6.水滴附着则重力沉降较容易。 $ j7 X a7 Y8 X
洁净室适用范围 # _, R6 }# z8 i. L1 \! O) v+ @( w
洁净室之使用,大致可分为二类。 8 o# h" K8 e5 ^4 A
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。 $ t0 p4 S: `# s( S/ r/ L
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。 5 T% d3 \. W* R4 Y4 a( i6 W2 H
洁净室分类
: t ^% J. S t; b0 O9 b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: / R( z$ c, V. d1 s8 {: l/ |
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。
" v0 `; K1 @0 T2.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。
/ q" C) m6 V1 h7 i: B X' b3.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。 9 S; D: r6 b. O0 j: a
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