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洁净室基础知识
7 ^' |# `4 y7 a P; l7 e洁净室定义 , \6 Z2 T2 g$ x) R0 @
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。 # T( F6 G$ a8 @, R( x& D3 C
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。 , ^* l9 {" `0 f: x) n. D7 X2 }4 v n
洁净室历史演进
% k& v: e3 z, u7 [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。
7 o6 h0 ?! G! c3 l/ ?. D+ t: m( K微尘粒子分布与控制 M$ k8 ]8 x7 j7 {
空气中之粒子有如下列几种: 4 \# R" T( m$ T/ K' n( A3 t* A1 p' `
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
" m# r7 ~/ u- F6 y0 ?5 X2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
: s |3 [0 Q" ? C0 B# d' a3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
5 R8 l4 g0 X# N( _: p F& A# I4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
C! u2 z7 p y5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
' [7 M8 d: s: {# w6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。
3 V2 W/ K% w) c6 S# ^粒子的性质可将其归纳为下列几点:
: o7 x% m7 Q+ H9 l3 {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。 ' a$ m* `4 b0 T
2.微小粒子依布朗运动而扩散;
! J. \$ o$ s( t$ b. p* F3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 0 \+ h6 y0 C! v6 A: V4 o$ l$ w
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
: a7 {# t7 i7 b5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; * N# x9 E( W. G# [: v1 i! w' O+ r |# @
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
( V, L5 ]3 a2 v! w7 g5 O微粒子性质归纳为: 1 q0 I/ D D' \4 J" S
1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
( [- N2 P( B$ |' h3 n2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
9 J, ? m+ m. _3.有光散乱效果; : |6 D6 g3 `7 e ]
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
. S7 R* V/ W; Y: u& J/ a: ?5.粒子会向低温方向移动;
3 R/ b4 R' p( z6.水滴附着则重力沉降较容易。
, ] y+ L7 t$ O# n. G# a洁净室适用范围
! Y: \/ v% D) I洁净室之使用,大致可分为二类。 " w$ \1 e; q& ~/ w1 L
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。
# z7 u& J( n' Y" B1 y+ 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。 ; E/ V, E' ?& f O. K: x, F, i1 W
洁净室分类
1 X2 B; |4 [/ V6 X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 A) T, n) h
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。
9 s F% O7 g3 T' a# l$ r' c2.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。
& j( F: S* S! 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。
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