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洁净室基础知识
8 |+ V: A1 t- _7 l- T/ R6 T( }/ Q洁净室定义 ( w; U0 [! c6 B) z
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 D. c6 J* [. V1 H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 {+ e @) @: t# {! O: _洁净室历史演进
6 [: }; i3 Q g" ^' G! {8 H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。 1 g% W1 `- t% t; U" d+ r
微尘粒子分布与控制 , b3 d; y% K/ H/ A, a7 C
空气中之粒子有如下列几种: , q6 T. z) N4 ^& e. D" o
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; . a& f5 K2 Z: p- S y8 L& v, L; J6 x
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
" e1 p0 g0 T- _' A# v5 r3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 0 _& ~: i, m9 h7 s* s; C2 w
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; : g: ^# y1 \ C) I/ ^& K! Z
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; : Z( y$ X( p r0 i( M2 G
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
8 S1 Y6 d3 T# k, g% e1 W4 L粒子的性质可将其归纳为下列几点:
0 X- {! ~4 b+ f1.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。 " ^5 S: Q& Y+ S/ l. S% t" k
2.微小粒子依布朗运动而扩散; 0 a/ s' f: O( `8 {- m
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 5 A3 M! |, _+ ]/ b4 x& k- I. @3 D
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; ' X2 s7 V. `- }6 R0 {0 @: B9 w+ u
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
! ^: ^- t: t- C; M! i2 b6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
( k) e$ ]( k* h. M微粒子性质归纳为:
+ f0 B3 Q% Q3 A, V5 u1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
- s/ X: K1 y6 n' V' Y# T8 {2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; + |: G' J, ?& O0 V5 m
3.有光散乱效果;
, F7 x+ P. Y4 F- Y6 r" R3 W4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
. {+ K6 l0 W. }% S9 T5.粒子会向低温方向移动; : z2 ^0 M2 V& D
6.水滴附着则重力沉降较容易。
! S. m3 ]1 |! N6 n洁净室适用范围
& x, @7 {4 o* M# I( v& ?* B* u+ ~洁净室之使用,大致可分为二类。
0 P; J% G# ]1 \& 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。 - W9 n+ j1 q! v* r3 t! 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。 . v4 f& b2 p' C( H
洁净室分类 4 i, E! x: X0 j/ I4 S$ r. `3 c
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: : w: U1 @' P- c0 d- n: G) F( D- b+ _
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。 ; |' ?; C+ ~6 [0 P1 u8 o
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。
* {- w' P1 N; {% F1 l. O. n1 C3.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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