潔凈室的控制和隔離概念

A．1  污染控制區(qū)

    出于經(jīng)濟、技術(shù)和工作上的原因，通常把工藝核心部分密閉起來或用潔凈度級別較低的區(qū)包圍起來。這樣可以盡可能縮小對潔凈度級別要求最高的區(qū)。相鄰潔凈區(qū)之間材料和人員的流動會增加傳送污染的風險，因此要特別注意對人流和物流作細致的布置和認真的管理。

    圖1是一個污染控制概念的例子。其中潔凈區(qū)應(yīng)看作是潔凈室內(nèi)控制更嚴格的部分。

A．2  氣流流型

    潔凈室氣流形式可以分為單向流或非單向流兩種。如果綜合利用兩種氣流，通常叫做混合氣流。ISO5級或高于5級的潔凈室通常采用單向流，而ISO6級或低于6級的潔凈室通常采用非單向流和混合氣流形式。級別較高、不要求采用單向流的潔凈室，有時最好用空氣流速較高的區(qū)域把潔凈室內(nèi)的工藝核心區(qū)分離開，利用可以被稱作單向流的改良的單向流系統(tǒng)（見附錄B中的例子）。

A．2．1  單向流可以是垂直的或水平的（見圖A2）。兩種單向流都依最終過濾的送風和回風入口，它們幾乎是相對設(shè)置，這樣才能使氣流的流動形式保持盡可能的呈直線狀。兩種設(shè)計都具有一個重要特性，即保證在工藝核心處氣流形式盡可能不受到干擾。

    在與潔凈氣流垂直的平面上，所有位置都具有相同的潔凈度等級。因此，水平布置的集成的或分布的工藝要求垂直的氣流，而垂直布置的集成的或分布的工藝要求水平的氣流。緊鄰潔凈送風處的工位污染控制條件最佳，而在這些工位下流側(cè)的工位可能會受到上流側(cè)產(chǎn)生的粒子的污染。因此，人的位置應(yīng)置于潔凈加工區(qū)的下流側(cè)。

    無論是垂直的還是水平的單向流，都可在過濾器組的上流側(cè)安裝靜壓箱。靜壓箱有助于通過適當?shù)姆峙渖狭骺諝鈦肀M量減少由于下流分配而造成的過濾器組的變化或者過濾介質(zhì)本身的變化。使用靜壓箱的系統(tǒng)在設(shè)計靜壓箱時應(yīng)確保氣流均勻，并盡量降低壓降。也可以用帶單個靜壓箱的過濾器。

A．2．2  采用非單向流的潔凈室，空氣流過分布于入口平面上多個位置的過濾器出口，并通過遠處的位置返回。過濾器出口可以等距離分布于整個潔凈室內(nèi)，或成組分布于工藝核心區(qū)上方。對潔凈室說，過濾器出口的位置非常重要。最終的過濾器可能位置很遠，但應(yīng)該特別注意采取措施，防止過濾器和潔凈室之間相互污染（如，監(jiān)控表面潔凈度和氣密性，避免引入污染，以及采取去污染措施）。在非單向流系統(tǒng)中回風的位置不象單向流的應(yīng)用中那么重要，但仍應(yīng)象注意送風一樣注意回風的分布，這樣可以盡量減少潔凈室中死區(qū)。

A．2．3  采用混合氣流的潔凈室在同一個區(qū)內(nèi)既有單向流，又有非單向流。

注  若干特殊設(shè)計采用其它氣流技術(shù)對選定的工作區(qū)進行保護，圖A.2為潔凈室中不同氣流的例子。

A．3  單向流的干擾

    采用單向流的潔凈室，在室內(nèi)物理障礙，如工藝設(shè)備、操作程序、人員的移動和產(chǎn)品的傳送等方面都應(yīng)考慮基本的空氣動力要求，防止在對污染敏感的活動周圍產(chǎn)生空氣紊流。就采取必要的措施避免氣流干擾和不同的工作臺之間產(chǎn)生交叉污染。

    圖3表示了物理障礙（左方）的影響和盡量減少這類影響的措施（右方）。

A．4  污染控制概念

    圖A。4和A。5為幾種不同的污染控制概念，可供考慮選擇正確的技術(shù)來解決具體的污染控制問題。

    如果要阻止產(chǎn)品和操作員/環(huán)境之間的接觸，可用空氣動力方法，即通過布置和流向（圖A。4），或物理障礙，即，主動或被動的隔離（圖A。5）來防止污染物被傳送到一個對工藝和人員進行保護的專用區(qū)。

    注  如果必要的話，應(yīng)對工藝排風進行處理，防止污染外部環(huán)境。

    在特殊情況下，（如，干燥環(huán)境、屏蔽氣體或極端溫度的影響），應(yīng)按照工藝的要求選擇氣體的流動路線。

圖A.5——用隔離法進行污染控制的概念（關(guān)于隔離器的配置和類型的詳細資料，請見本國際標準的其它部分）

A．5  實現(xiàn)潔凈室隔離的概念

    一個受控環(huán)境可以由多個有不同污染控制要求的房間組成。設(shè)計的主要目標是對產(chǎn)品進行保護或是把產(chǎn)品密閉起來。為保護潔凈室和凈化空氣設(shè)備不受低潔凈度的鄰區(qū)的污染，潔凈室應(yīng)保持足以高于大氣壓的靜壓，以此來防止污染滲入。

    應(yīng)該按照當?shù)氐囊?guī)程設(shè)計每人需要送入充足的室外空氣量。無論如何，室外空氣量都要能補償用于加壓控制的圍護物的漏泄和其它必要的排風。

    為便于選擇適宜的潔凈室隔離系統(tǒng)，下面提供了三種基本概念的比較。

A．5．1  位移概念（低壓差、高流速）

低壓差能把潔凈區(qū)和低潔凈的鄰區(qū)有效地分離開，即，利用大于0.2m/s的低紊流“位移”氣流的方法（見圖A。6）。

    單向位移氣流速度通常應(yīng)該在0.2m/s以上，從高潔凈區(qū)流向低潔凈區(qū)。選擇氣流速度時應(yīng)考慮如物理障礙、熱源、排風和污染源等重要因素。

A．5．2  壓差概念（高壓差、低流速）

    在跨越高潔凈區(qū)和低潔凈區(qū)的隔斷處存在一個壓差。鄰區(qū)之間的高壓差很容易控制，不過，建議要注意避免不能接受的紊流（見圖4。7）。

    壓差應(yīng)足夠大，并且穩(wěn)定，能阻止氣流逆向而行。壓差概念是單獨應(yīng)用，還是與其它污染控制技術(shù)和概念一起使用，需要進行認真的考慮。

    潔凈度級別不同的相鄰潔凈室或潔凈區(qū)的壓差通常應(yīng)該在5-20Pa之間，使門能夠打開，也能避免由于紊流引起的交叉流動。

    可以用各種氣流平衡技術(shù)來確定潔凈度級別不同的潔凈室之間及潔凈室和無級別區(qū)域之間的靜壓值。氣流平衡技術(shù)包括主動/自動和被動/手動系統(tǒng)。系統(tǒng)的構(gòu)造可以調(diào)整管道空氣系統(tǒng)和空氣傳送系統(tǒng)輸送和排隊的相對空氣量和損耗量。

    如果壓差處于范圍內(nèi)的低值，應(yīng)該特別注意保證精確地測量分級氣流和壓力，并要注意保證設(shè)施的穩(wěn)定性。

    A．5．1和A。5。2注：目測氣流，無論是實驗性的還是計算出的，都可用來說明位移流動概念和壓差概念的有效性。

A．5．3  物理屏障概念

    利用抗?jié)B性的屏障來阻止污染從低潔凈區(qū)傳到潔凈區(qū)。

    A．5注：三種概念均適用于醫(yī)藥產(chǎn)品、半導(dǎo)體、食品和其它工業(yè)。