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洁净室基础知识
$ A! R/ i$ C K f3 @& ~! X" b {洁净室定义 ( n5 ?# a! Z/ 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。
5 d- X, t3 v5 \! w( ~" t6 {4 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。
0 c9 c p4 E+ m, z. J* l洁净室历史演进
) J# r, }; y! ~( d5 H' e) 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。 4 z) L. [6 s& ^4 l9 P
微尘粒子分布与控制
+ O. X3 [1 X' z空气中之粒子有如下列几种: 4 e: n0 G7 H: n) U' l; d d; J
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
$ J5 C7 p( s1 u0 d5 j2 K8 Q2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; & [6 ]2 `) K/ D' f6 c7 g7 d
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 5 m" f* v, I9 x$ J7 v3 c' Z7 s$ | Q
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
3 m8 m* u! A, Q* T% l( |0 G/ ^5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; ; Z# w. y, v+ r
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
: g) n: r' V( T$ U& q* e4 t. G! b粒子的性质可将其归纳为下列几点:
6 F" Z& b2 _0 X1 @2 D1.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。
N) a8 p' z+ |: u$ U- \$ x2 n2.微小粒子依布朗运动而扩散; , c5 h3 f# H/ \( ^
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
. \5 @& ]9 E5 ]* s6 ^! `4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 1 W5 ]# h7 z5 J8 |2 c r7 T
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
7 K0 @( _$ L$ [- d; R' r4 ~6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子 9 l, @* s7 J% ~1 I1 B
微粒子性质归纳为:
! [2 t" |5 F7 v3 w* b- v. f1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; * M5 W/ z6 h) `6 J
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
. [1 F* B9 B/ _# }; r/ I4 w3.有光散乱效果;
; ~, W/ I; c; k: Y" n$ D6 y4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
6 Z' _: ~/ }0 s! Y3 ^. ?8 {6 Y5.粒子会向低温方向移动;
% D5 ^, n4 A0 q% N' ~6.水滴附着则重力沉降较容易。 1 F1 d$ n7 Z, C7 R% Z) b7 F
洁净室适用范围
. S& W, N( c9 s7 D& H7 e0 C洁净室之使用,大致可分为二类。
5 W4 p; D" s- [ 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。
9 Z$ T# S5 v* }$ o, h7 R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。 ( |% n6 I" c. U2 A1 A
洁净室分类 1 E+ M" e% I9 C) o/ H) ]) 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:
) V; b9 ?, ?& \* ?% }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。 ! y* [% T `6 z6 `$ 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。
n2 Y2 P5 N) v1 c2 i4 o5 F3.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。 0 Z' s0 l; w/ Z3 w
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