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洁净室基础知识 6 q' c( ~' |3 {, u% ^, `' c
洁净室定义
$ t2 l, Y4 y2 z$ W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。
4 e9 r5 D3 s4 E4 ?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。
2 ^. O0 C# Z2 J6 t7 f9 N& V W洁净室历史演进
$ N) ?$ X& m7 }* z3 T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。 2 U& J4 h6 I5 C/ }+ n
微尘粒子分布与控制
, I! a, K' E% K) h9 ~0 w5 q空气中之粒子有如下列几种: 2 Y5 M6 u; m/ ~4 J
1.微粒子,10μm以下不太容易沉降的粒子;
2 ?4 p+ g3 s3 V! s# Y1 ~2.极微粒子,1μm以下几乎不可能沉降的粒子;
5 r- n3 p5 \9 E# w3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
- F+ W6 x: o. q P4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子; * M: {# s- C) n, f6 W6 ^
5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子; " z( Z' e, C B0 E
6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子。 + p' g: ?( Y2 X$ N3 f4 u* K# t5 y
粒子的性质可将其归纳为下列几点:
N, u) Q2 N' p& y4 H& U: 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。
3 ?, h0 }; J/ R! t2.微小粒子依布朗运动而扩散; 4 \/ `4 q! X6 e- \% N4 x3 L2 I
3.生物粒子,有生命的粒子如花粉、孢子、细菌等;
+ E/ W ?; F6 i F4.纤维状粒子,长度为宽度10倍以上的粒子;
( N" Y6 t6 Q! A5.浮游微粒子,浮游于气体或流体中的生物粒子;
$ o. a! c% m& |1 U% Z9 Z6.离子粒子,具有正负电荷之分子或微粒子
) O( l' f6 [7 v$ H微粒子性质归纳为: # T) g- b/ ]) f
1.沉降视粒径大小而依牛顿、司托克斯等运动; * l. s% `/ E" m1 D% u1 q
2.微小粒子依布朗运动而扩散,且相互间有凝集效果;
4 E! d2 Z- F% F" ^3 W3.有光散乱效果;
& ?$ A* A* T6 ?! ]: r4.因爆炸、破碎、摩擦、放射线照射或放电而容易带电;
( A8 i! T7 d6 j, _1 a5.粒子会向低温方向移动; ) C% [7 C9 ^9 ?2 [7 y
6.水滴附着则重力沉降较容易。
2 t+ S \2 O7 p- J5 i洁净室适用范围 ; t0 v& Z, u: L
洁净室之使用,大致可分为二类。
; H3 `4 G+ d' U" `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。 9 S# [0 L/ c2 ]2 I9 F: a$ K
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。
) ?3 r% m% C+ S0 ]- s) C洁净室分类 7 B2 G; D5 z7 A. N F8 d+ `
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:
, N' Z2 W1 O+ h2 ^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 J/ }0 Q3 G8 K9 P. P: u5 d/ l" N
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。
9 ^9 s4 `8 ^1 ^, b$ Z$ p3.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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