层流罩在洁净室的应用

层流罩在洁净室的应用

洁净室洁净厂房净化工程设计中层流罩具有实现1级、10级、100级、1000级等不同级别的洁净室的净化单元设备。

层流罩进行性能测试和工程设计经验,总结了层流罩的应用与选择上的注意事项。早在二十世纪六十年代,第一个层流室的建立就已经开始出现层流罩的应用了。但直到1984年,在亚洲才出现大规模应用层流罩的事例(大约有5000台)。是什么原因导致层流罩在这么长的时间没有得到广泛的发展呢?有三个问题占主导地位。

第一:噪声问题。各位可以想一想,在当时的生产工艺水平下,5000台风机在一起的噪声会是多大呢?

第二:压力平衡。在很大的静压箱里,每一个不同角落的风机是否能得到均衡的压力,这在当时也是不能够得到保证的。

第三:维护问题。层流罩本身造价就比较高,如果它的电机寿命不能保证的话,更换又会带来附加投资。这些都是造成当时的企业不选择使用层流罩的主要原因。

但是这一切,在1984年都发生了改变。首先是噪声问题得到了控制,大规模的层流罩洁净厂房都可以把噪声控制在65DBA以下,这符合工业厂房的标准。其次随着自动控制的发展,监测和调节各个角落的静压也变得容易起来。最后电机的寿命随着技术的提高也得到了质的飞跃。

现在,随着半导体电子技术的发展,越来越密集的集成电路也要求着越来越高的洁净等级。

第一、灵活性。因为层流罩是自带动力的,它不受区域的限制。在一个偌大的洁净厂房里,可根据需要,分区控制。而且,随着半导体生产工艺的变化,厂房布局必然要作相应调整,层流罩的灵活性使得这样的调整变得轻松,而且不会带来二次投资。

第二、可再利用性。从理论上讲,一时不用的层流罩设备,可以拆下来,密封好,妥善保管,留待下次使用。

第三、负压通风。这是层流罩的独特特点。由于它本身能够提供静压,使得送风静压箱相对于洁静厂房负压。这样,静压箱内的颗粒就不会受到压力的作用泄漏到洁净区里,使得密封变得很简单而且安全。

第四、缩短建设周期。使用层流罩省掉了风管的制作和安装,因为风管在洁净工程中,占掉很大的建设周期,任何一个投资者都希望投资能尽快带来收益,选用层流罩成为了一种可能。

第五、减少运行成本。虽然在选用层流罩时,初期投资要比使用风管通风高,但它在后期运行中,突出的表现出节能、免维护等特点。用大循环减少40%的运行成本。

吊顶式层流罩效果图

层流罩及其性能:
层流罩是FAN FILTER UNIT的缩写,中文称作“风机过滤器单元”也就是将风机和过滤器(高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA))组合在一起构成自身能提供动力的末端净化设备。过去在洁净工程中常用的带风机的高效过滤器的高效送风口,自净器,层流罩等都是层流罩的一种。
不过,现在所说的层流罩是具有标准模数尺寸,能按模数组合起来实现1级、10级、100级、1000级等不同级别的洁净室的净化单元设备。

目前,国内、外常用的模数有1200X6mm(4英尺X2英尺)、1200X900mm(4英尺X 3英尺)、1200X 1200mm(4英尺X4英尺)、其厚度多在300-400mlTl。

层流罩一般由以下四部分组成:风机、过滤器、机壳、电器控制元件。
层流罩的应用:适应性、经济性、风量和余压、噪声、控制、维护管理、层流罩的选择、试验方法和试验装置。

结果分析
(1)FU机组内的高效过滤器的初阻力均不相同,大约在120—150Pa之间。

(2)当高效过滤器为初阻力,且保证层流罩送风断面风速为0.35m/s时,不同层流罩的机外余压均在100Pa左右,有的高达130Pa。

当层流罩送风断面风速为0.45m/s时,各机组的机外余压,都能在60Pa以上。

当层流罩送风断面风速为0.45m/s时,被测的层流罩的机外余压都是足以克服循环通道上的阻力。
(3)层流罩的声压级噪声大多在57dB(A)~59dB(A)之间。比较好的其噪声在54dB(A)。

(4)各不同牌子的层流罩的能耗大多在160~180W,只有个别牌的能耗大,高达350W是一般能耗的一倍。

实现洁净室洁净度要求的通风措施:
洁净室要达到洁净等级,必须有综合措施,其中包括工艺布置、建筑平面、建筑构造、建筑装修、人员和物料净化、空气洁净措施、维护管理等。其中空气洁净措施是实现洁净等级的根本保证。就空气洁净而言,主要有以下几项具体措施:

1、对洁净室的送风必须是有很高洁净度的空气。因此,必须选用高效或亚高效过滤器(洁净级别低时)作为终端过滤器,对进入洁净室的空气,进行以后一级过滤。为保护终端过滤器和延长其寿命,必须使空气先经中效过滤器进行过滤。

2、根据洁净室的等级,合理选择洁净室的气流分布流型,在工作区应避免涡流区;尽量使送入房间的洁净度高的空气直接到达工作区;气流的流动有利于洁净室内的微粒从回风口排走。

3、有足够的风量,既为了稀释空气的含尘浓度,又保证有稳定的气流流型。

4、层流罩是一种内配风机的吊顶用机组,用于乱流及层流洁净室内,具有可模块化连接使用的特点,出风面平均风速达到0.45m/s±20%。

5、不同等级的洁净室、洁净室与非洁净室或洁净室与室外之间均应保持一定的正压值。

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