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洁净室基础知识
& b& c" @. ]8 Z, F$ S7 ^8 c. x" a8 n洁净室定义 $ q' V+ g j2 P2 Z2 e- 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。
6 ?" w3 j" `% I$ x' ]. n( P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。 6 s6 c3 L8 y( i: b
洁净室历史演进
( Q6 \/ G2 y" p+ j, f5 d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。
, R& F. m, f, ~5 F' T# |8 M微尘粒子分布与控制 * V1 G) e M2 V% \7 f/ A* ?
空气中之粒子有如下列几种: 6 ^5 g* U" l, n
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
( N- ?6 B; X# Y1 N3 K6 T2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
5 ~& w D& E$ ?9 e( l f, q) ^3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; + n" G0 V4 Y+ r5 e' l5 J
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 4 h2 x9 n. O" N7 t
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; * M6 e: [2 d) j( O
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 + c4 m- d/ B3 `. X8 `2 b
粒子的性质可将其归纳为下列几点: 5 s/ U5 J8 u- t m1 f" ?0 N
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。
) L; A5 l! `, l7 _$ B2.微小粒子依布朗运动而扩散; 5 R( L( R' n) W( Z3 I6 ?
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
* ~1 h) g+ \1 }$ [! D) o- B4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
/ X1 b" x8 [% `; M. S* I8 q5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
5 j6 d1 I8 ~ [1 f! n6 N3 s6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
* m4 b5 V" g' V; S( p' x微粒子性质归纳为:
! k: ^7 B# [! I- {1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; ) A) x$ W" d" P
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
! M/ n: v+ X+ B% D% H- P2 h3.有光散乱效果; 6 {8 _4 l+ o6 I* u/ A& j
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电; 5 G. ^4 `. {4 e+ G7 ]) N
5.粒子会向低温方向移动; 5 @9 i# f. t6 _8 d/ {% ]
6.水滴附着则重力沉降较容易。
; Q& R: s0 ^( p洁净室适用范围
( ~: a) o; |6 |' }, X$ B洁净室之使用,大致可分为二类。 1 ~# d" N a0 j" Y/ X
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。 # y. W4 G. I; L( F; u# B( H! @
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。
9 u1 i% P! R* O N' k( O- J洁净室分类 - ?' e1 m7 D: I
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:
0 U) [; x2 P o6 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。 . B3 e( P6 x& x: [( V6 I
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。
& w1 `! |/ `7 m Y3 b7 ^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。 * b0 |% @$ b3 b9 O
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