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洁净室基础知识 ; I& l7 V: u6 z% e
洁净室定义
" Q ~5 l; {0 D8 ~2 A8 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。 6 E' b, u8 X# Y p) i, m( R$ {
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。 # U9 {7 b$ H. g9 Q5 O) R) M+ e
洁净室历史演进
$ ^+ M# ]' ]" ]8 Y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。 ) o* K- r3 ~; C5 S) p2 M' b4 W: r
微尘粒子分布与控制 # G3 o0 v8 e% m* W# y3 w$ T3 X
空气中之粒子有如下列几种: * ~8 A5 R$ J0 \; X8 V( t
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
, E3 C% F ^( W/ S5 b: ?3 `* o: n2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
/ N( K: Z- i7 i4 M3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
2 `: T1 U( s6 z) @4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 3 m$ E& h7 a6 E( u0 N$ B8 l5 n, W% h3 \
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 0 p) ~$ e8 J; p2 l' D
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
# q9 V# Y) T9 D) \粒子的性质可将其归纳为下列几点:
1 a$ `& c6 `$ ^5 |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。
8 Q5 T! _8 T# z# e& C" {6 n5 G2.微小粒子依布朗运动而扩散; ; b- B3 G3 d/ x) E" P
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
. R. h0 H# ? H. Z; T4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
! `% O9 p& _' ?# I. C( ?. ?5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 7 `; ]2 v" I2 a/ t/ R( O
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
6 o$ L& D; W) }: m J3 z微粒子性质归纳为:
% N q1 z; t- M$ |8 a7 h& R1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; 8 h" x- P6 |1 P! H
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; " I% X8 ?3 Y' y+ m9 A2 e
3.有光散乱效果;
$ a0 i7 X+ T" C9 V0 M* A4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电; 3 M5 e1 V( l! N. W! A7 Z
5.粒子会向低温方向移动; * L: E* P/ U! r/ \8 g* _, E; b
6.水滴附着则重力沉降较容易。 & z" b3 n8 [8 G& }+ N
洁净室适用范围
0 ^' u( g; l- R7 Q8 b) F洁净室之使用,大致可分为二类。 + `& E/ Z$ N2 C" V F
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。
2 a+ ^& d9 X+ a! ]4 m+ d, d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。 4 e# R0 o/ f) a+ m8 `/ F! E
洁净室分类
7 Q1 o( q3 c" l) R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:
1 ?- V& a% ?# c5 b1.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。 5 t3 q8 c: ]3 ^+ u
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。 3 p- v9 r( y q; `4 \* n
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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