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洁净室基础知识 ) j" w' {1 v/ Q" ^* ^( t
洁净室定义
! w2 e4 G6 O5 B4 e: z9 C2 l* R/ X6 M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。
0 N: f ?7 b& B: S7 |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。
8 u# J8 {- V; F6 _2 S" o3 V) g洁净室历史演进 # V7 J2 g& J( y5 g5 _0 a
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。
# m N9 C# M$ D& \: M+ ?微尘粒子分布与控制 1 A1 J4 W. i9 O3 `9 D0 W: L& `
空气中之粒子有如下列几种:
- e. l( n" M3 C: q2 b( O! u1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; / [% ^2 T3 X4 m5 W# I t
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
W! ?2 d4 n: O; t- L) k: }3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; & ~& B) W. _" t# [8 N8 |' l. s
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
( x2 I; z L3 h5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; 2 L/ R) ?) v1 @
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
/ N( L/ }+ x0 h& }. l! {* I粒子的性质可将其归纳为下列几点:
" d" E$ A. i: J- g& H- B3 P1.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。
& H9 Y3 ^9 }) v: {7 T# `9 l& T2.微小粒子依布朗运动而扩散; , `3 w' g+ e) X6 r4 u
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
! z/ i' c: ? E, ?# m# C2 }' V5 Y4 ~4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; 5 [. V, C5 Z( C1 d
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
( p% |- k1 b6 W5 ~! q' L6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
: O$ M( C$ C+ r" D' |% [微粒子性质归纳为:
: W9 X& _1 Z9 w2 F2 I1 d% m1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
4 O1 M8 E& [8 W" ]- F2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; ! }4 U6 {, |* G% t# O8 [9 j
3.有光散乱效果; : Z" b$ v# \$ p/ u0 c3 M3 [) z
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
# M4 Q$ m4 k3 M; S5.粒子会向低温方向移动; % o- N' U2 I4 e3 F+ Y/ S
6.水滴附着则重力沉降较容易。 1 U9 e0 e3 e q' q" T! W
洁净室适用范围 8 }' b, C2 J- x; A2 U# \
洁净室之使用,大致可分为二类。
9 l8 ?' D7 ]0 K2 r( V+ i3 U0 O" 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。 8 r% A7 Q& M, L4 o# l+ A& }
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。
' ^# x" R8 o* A( a洁净室分类 . w0 ?8 G% P# s W' S2 v
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:
3 Q: _7 N! b7 [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。
7 ^) N4 P) D. ^+ C% ~# x3 q2.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。
% \: x0 C, i l9 R" l3.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。 / v/ q3 ?! O/ y
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