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洁净室基础知识 2 X* M! B' C |* W O. s* x
洁净室定义 X6 d. ], @. o0 A
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。 5 K; u2 L, j* H0 ?; D' L& ?# \
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。
, Y' C' Z9 }9 n, ~7 Q. u; l洁净室历史演进 . c# |% Y6 I x& v
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。 6 @, v4 i3 H, d* o- E# w: @
微尘粒子分布与控制
9 J6 R) H& b( r9 N# m8 {: z空气中之粒子有如下列几种:
0 t/ b2 @- t( y. @5 c/ |; m1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
! t/ y: E* e' B* D1 i# k0 i2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子; 8 j+ e+ t8 H0 F! r' T5 U$ B
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
K9 o* Z7 q7 b4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
2 {1 b# \, ?; _5 i; x5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; , {; V& O" ~' @; H6 U
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 ) m# Y0 {7 T+ P, x; ?7 ^
粒子的性质可将其归纳为下列几点: * z/ i) p- J" n' J' l0 f8 m- f
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。
' v- l4 h. J3 Q4 f) A3 j8 E; L6 |2.微小粒子依布朗运动而扩散; * Z m2 Y' n, ~5 Z% V5 D% F7 R& t
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等; 9 M. {7 M& _% U3 N
4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
" K& |2 h4 I! Z) A3 [5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; ( @1 o. s3 f' m
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
4 {7 l: I! U0 x2 y微粒子性质归纳为:
* W1 E+ u" f( w3 m: Q1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动;
# {: [9 Y5 [3 |' R2 a2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果; 4 M- h7 _7 I9 N. O
3.有光散乱效果; # p# a+ v4 Y$ B+ C
4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
, W1 t- e; o+ X- ]4 S: p' ?2 t5.粒子会向低温方向移动;
! J3 K3 N9 T. V1 R- `- |6.水滴附着则重力沉降较容易。 / F( |% [9 X% t# j% ~0 y/ ^6 n" J7 _
洁净室适用范围 ( [& H+ H$ f* F/ z
洁净室之使用,大致可分为二类。 3 L$ m& E& |# D
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。 $ S# c1 ^9 r L' T; K! m
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。 7 R h8 Q2 L( B2 _
洁净室分类 4 V$ i! d; q7 t% ~
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: " i' Y0 g6 Y1 v- E
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。
( B, d7 F8 Q2 h3 \8 l8 Y( ^ L2.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。 8 H N2 {1 y, _# T# s2 Q
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。 ( W! \ s# W, Z+ J w
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