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洁净室基础知识
5 w' G1 s3 u) x3 z+ G! p( b洁净室定义
3 T0 w) z% [" D* l. U7 b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。
/ n( m7 X4 Y3 M6 c. J! m; D9 V3 _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。
& J9 W L6 n/ R洁净室历史演进
2 c: U" ~- {/ L2 B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。
+ Z/ B0 z3 i m3 v微尘粒子分布与控制
; J* z2 S- }0 p3 s空气中之粒子有如下列几种:
+ d+ |" M4 f* S% V1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子; " M1 V& }0 P4 F
2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
( G" q9 W8 Y4 w; x! ~7 ~: @3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; + R( {1 m' d: P
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; $ U. G; T R h# B1 i
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
5 [: z% o' Q! P' i( b9 o6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
+ f, Y& W7 a- {$ f2 m5 A- Z粒子的性质可将其归纳为下列几点:
+ v5 _: S& @6 p+ V- F7 K( 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。 ' {' T- q. ?- ~" P
2.微小粒子依布朗运动而扩散;
1 [) J: m0 [: K) a& R3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
( m$ b0 p! V0 N+ A5 T$ q* O' `* ?4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; ! {+ [# ~& ]: d, d
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; $ f# x/ m# D' ?3 Q
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
0 d. s+ ]$ m; S9 V& G; c微粒子性质归纳为:
! j H0 w; R G5 H4 H m- G4 s1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
0 R# _" y" y$ p# O2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; ' k* S `2 g; \
3.有光散乱效果; - |1 i" C; E. e# M7 I8 t; K! X
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电; " ]6 k- W# _- E0 |3 ^. l8 }3 F) r9 l
5.粒子会向低温方向移动; ; e2 t' }) s$ s1 G
6.水滴附着则重力沉降较容易。 " B- n9 f6 r4 Z. m3 e$ \& W- b" p
洁净室适用范围 8 y8 R; H. X3 f; \- n
洁净室之使用,大致可分为二类。
1 w) ]* W: M3 c7 u' b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。
! Q9 B" B& _0 s8 t/ H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。 2 b/ X6 `0 o" O+ p% [! k
洁净室分类 . E, _2 I- g0 ^, ?5 A
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: % E- F0 L8 N5 y# A1 l# \
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。
6 P& s$ M% n) @* F% u+ Z' E6 X2.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。
" [0 ^& S" z- J' R' B3.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。 W9 I* u3 T6 J, a7 j3 p2 K, c
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