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洁净室基础知识 & x% ?8 {' G! f/ y: q6 k" B
洁净室定义 1 ^) }: r; m& J* }
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。 $ @% }& w, f; ]1 R+ n7 m' `3 m
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。 . ]; c# B$ M" b% `
洁净室历史演进
' g# k5 ]* u1 n5 v( Y, U1 H; {2 F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。 5 u v$ `! n* T! u
微尘粒子分布与控制
3 M" R* ]$ `3 s0 N$ J$ D4 `空气中之粒子有如下列几种: - J# }2 }! ~+ ^
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; ! [- {3 A& ~. e# L
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
- \( y6 v* ^+ P3 E# g c3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
4 Y4 z9 O. S. B! _9 E; p4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
0 e/ X4 a2 U" @, j( u5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; & q% u3 K$ Q; |4 t& D L7 _) z
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 . }( e1 T5 H" w' A( ? D. D
粒子的性质可将其归纳为下列几点:
9 e* r' r/ v& w& }# S( R: y1.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。
4 y( G4 Y" y* O& W* R4 Y9 F2.微小粒子依布朗运动而扩散;
. y$ s+ x* F! k& e3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; ; t/ Q) v& ?0 E9 }2 `0 b/ S8 O
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
) q( e: V. ~: h, w1 T/ ?: i& `- z5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 0 \' E6 h5 _; G! \0 j
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子 5 d5 O# S9 K Y) q; X
微粒子性质归纳为: - J6 c/ s* h7 n `4 v0 b/ L- ~
1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
+ c y3 Z" ]4 O1 u2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; 8 k) C2 h# E% A9 Q9 M; T& d. l
3.有光散乱效果;
0 h$ o( d+ N7 Y+ v9 I6 i; e5 J4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电; 2 d. \5 J/ e3 a/ v- |- N* E. }
5.粒子会向低温方向移动; / B2 o% P& b% I
6.水滴附着则重力沉降较容易。
6 p7 l8 q. b3 E, e; x洁净室适用范围 6 u$ R& l! ^; c
洁净室之使用,大致可分为二类。 1 e/ }* S0 U# A5 j1 o" e" ]
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。
B# x+ j8 T9 e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。 ( l! B4 y, U1 U! L& G9 M$ [1 x
洁净室分类
3 I- S* ^( k9 W! G* ~) s+ V4 U, g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 i) C/ [ M
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。
& h- A% T5 o0 G& b2.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。
$ a4 D/ p6 c+ G# Y2 v: K3.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。 # O6 R7 \4 A- L8 G, K% w6 X2 G6 A2 x
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