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洁净室基础知识 , N; K8 e. L! @7 J% R' l0 g- T
洁净室定义
( e! s. t f3 p! V1 N7 [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。 * Y! J b1 I }1 i0 W5 ~
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。
5 T( @" v* r* B# z$ J! M5 ]洁净室历史演进
( L* g' P$ @0 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。
8 \) x! k/ T/ m- {微尘粒子分布与控制
& X$ I o2 f2 O' c空气中之粒子有如下列几种: . K( h! C- |, ]- C1 b3 H3 e
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
9 q# Z3 \/ K' h8 F# C5 t Z2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; 1 E- O$ P+ w4 G7 W1 X
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
4 b* z; M7 |; u4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
# F5 M! Y6 O: e" s# W& b5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 4 ?+ m# C9 I) @, V& i' U
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
$ e+ R6 ~4 {/ }1 @粒子的性质可将其归纳为下列几点: & U% I- e5 B+ p6 v
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。 , c6 T; n8 e& I. ^
2.微小粒子依布朗运动而扩散;
. q/ L0 y; ?- X& T1 T' @3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; . l9 _) @3 W, r3 v3 z/ L. g
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
( ~- b: l3 X t+ @ V r& c3 K5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 8 h* o4 K5 x! Q0 i7 D5 {8 C
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
$ h/ O; k5 u, D& l, @微粒子性质归纳为:
/ n* v9 c$ b) L9 s1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
8 E9 ?7 D* d1 `! [2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
6 V) ?6 [5 { _5 W; s3.有光散乱效果; 6 d+ J3 l- M7 C5 L
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电; 7 x. c9 I. R; O8 t2 S$ d
5.粒子会向低温方向移动; 1 d+ h$ }5 u% r' }$ U n: c
6.水滴附着则重力沉降较容易。 5 \, }) f) _! I. Q0 ~
洁净室适用范围
. C; ]9 l+ g( E8 m洁净室之使用,大致可分为二类。
- P- ]7 `! b) w. A: 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。
: O0 D& p9 |/ B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。 & z" O3 ]' b. G/ d5 p; C& {# Q
洁净室分类 1 D' b4 {7 m$ d: I- C# M& M7 S
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: 9 K2 Q/ L/ T& E) |6 |0 @
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。
' T- `) C, `. l, W8 o$ E ^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。 - _) v% S n. k9 }' h6 Q7 \
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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