CN1008397B - 多用途适应性强的洁净室系统 - Google Patents

Abstract

一种洁净室，是由天花板及墙壁与地板限定一封闭空间，同时配有一空气处理设备，天花板包括水平悬挂的顶棚杆，该杆可形成一批有相同构型与尺寸的矩形口；及一批支承在杆上的天花板件，每块该部件有一适于闭合矩形口的基底区，此天花板件选自如下的一组，包括：一暗板、一回风入口装置及通风机与回风入口装置；在上述封闭空间外配有送风管道装置，将调节过的空气输给每台通风机过滤器装置，同时配有回风管道装置，将空气循环到每台通风机过滤器装置且将空气返回该空气调节器。

Description

本发明是关于一种多用途适应性强的洁净室系统。更详细地说，本发明涉及到一种构制洁净室的方法。凭借此种方法，易于在短时间内以低的成本，构制一广度合乎要求且具所需净度之洁净区的洁净室;同时涉及到按这样的方法建造成的洁净室系统。

“洁净室”一词意指一种特殊结构的封闭区域，能进行以下各项的环境控制，包括空气携带的尘粒、温度、湿度、空气压力、气流分布、空气运动以及照明，本发明中的“洁净室系统”一词，则指一种在运动中结合必要的空气处理设备与附加装置的洁净室。

适合于制造集成电路和大规模集成电路的一种工业洁净室，通常包括一些工作区和非工作区，前者要求有很高的净度，后者则指工作人员活动的区域以及用于安装附属装置及其他边沿空隙地带等等，这些地方则不要求有很高的净度。上述不同净度的区域，可以按照要在该洁净室中进行的生产工作之具体布局，通过合理的设计和安装一台空气处理设备来构成。不过就已知的洁净室系统而论，一旦将空气处理设备安装就位，将难以变更此设备所处位置或改动空气的流向，换言之，当此空气设备安装完毕，已知的那种洁净室系统就不足以灵活地适应生产工作布局的变动，生产规模的扩大与缩小，生产内容的变化，以及洁净室的扩建与改型等等方面的要求。

此外，按传统工艺构制的洁净室中，通常设有隔墙和支柱，用来分隔开净度不等的工作区与非工作区;同时设有一批壁状件，用来圈定或安装空气处理用的仪表或其部件，这就减小了室内的有效空间。 至于其他方面，按旧工艺构制的洁净室中，至少有一部分空气处理设备的部件，包括通风机、空气入口部、空气出口部、导管、通风机线圈装置以及空气调节器，它们通常要占据此洁净室的一部分空间，使之难于进一步扩大、缩小或变更布局。

本发明的第一个目的在于提供一种新颖的洁净室系统，它不存在与已知的那类洁净室系统相关联的上述这些问题。

更具体地说，本发明之第一个目的在于提供构制一洁净室的方法，使此洁净室的广度合乎要求，且具有所需的各种净度之洁净区，净度的范围按照美利坚合众国联邦标准209b为100级至100，000级，同时易于在短时间内以低的成本构制于现有的建筑物内。

本发明的另一个目的在于提供一种按上述要求构制的洁净室系统，它可以灵活地适合改变在此室内所进行的工作布局的各项要求，扩大或缩小工作的范围、改变工作内容，以及增大洁净室的空间或使之改型。

根据本发明，提供了构制一洁净室的如下之一种方法，此洁净室具有按美国联邦标准209b，范围自100级至100，000级的不等净度之洁净区，而在该方法中则是在现有的建筑物内构成一天花板，通过此天花板和适当的墙壁及地板定出一封闭的空间，同时设有一空气处理设备，给上述空间供给清洁空气，并由此空间排出大量的空气，排出的空气量大体上相当于向其中输入的清洁空气量。

上述天花板结构中，包括一批水平悬挂的顶棚杆，用于可拆卸地支承的天花板部件，这批顶棚杆可以构成许多具有相同预定构型和尺寸之矩形孔，构成格栅形;而可拆卸地支承在这批顶棚杆上的每一天花板部件，都有一个适合盖闭每一个上述矩形孔的底座区，此种天花 板部件选自下面这个组，其中包括：暗板、回气入口件，以及由一台通风机与一HEPA（高效带尘空气）过滤器组成的通风机过滤器装置。

上述的空气调节器设置在此封闭空间之外，用来处理室外新风和部分循环空气，同时输出经调节过的空气。

在所说的封闭空间之外设有供气导管装置，用来将空气调节器中已调节过的空气输至每一台通风机过滤器;同时设有回风管道装置，用来将至少是取自一个回风入口的空气循环至每一台通风机过滤器，同时用来将至少是取自每一个回风入口的空气返回至空气调节器;

对于以可拆卸方式支承在前述顶棚杆上的天花板部件，选择它们的种类、数目和位置时，应符合需在该封闭空间内所形成的洁净区之净度与位置的要求。

上述的100级净度相当于每立方英尺空间中，粒度大于或等于0.5微米的尘粒计数不超过100个，而100，000级净度则相当于每立方英尺空间中，粒度大于或等于0.5微米的尘粒计数不超过100，000个。

用来支承天花板部件的顶棚杆组合体最好由一批预制的矩形单元天花板框架构成，这批框架具有相同构型和尺寸，装设在一定位置上，每一个这样的单元至少具有一个矩形孔。

送风管道装置可设有一与空气调节器空气出口连通的主送风管道，以及一批送风支管，每一支管用来使主送风管道与每一台通风机过滤器装置相连。

在一个从优选定的实施例中，回风管道装置包括有一根与空气调节器之进气口相连通的主管道，以及一批回风支管，其中的每一支管 使此主回风管道与每一台通风机过滤器连通。

在另一个优选的实施例中，此回风管道装置包括一根使空气调节器的进气口与回风入口装置之一相连通的导管，以及一批直接回风管道，每一管道直接使每台通风机过滤器与其余的回风入口装置之一相连通。

本发明可对照后附的图得到进一步的说明，其中：

图1是依据本发明的一个实施例之配有空气处理设备的洁净室的纵剖面示意图，用来说明空气在该系统中的运动情况;

图2是图1中系统的部分放大图;

图3是依据本发明的一个类似的洁净室系统的相似图，用来说明此洁净室天花板的一个单元结构和它的一个区域，此洁净室可带有一台空气调节器;

图4是图3中所示顶棚杆组合件的一个示意图，包括16个顶棚框架单元;

图5是图3中洁净室的一个示意侧视图。用来说明如何悬挂天花板框架单元;

图6是图4所示单元的放大示意图;

图7是图6中所示单元的侧视图，其上配装有暗板、通风机过滤器以及回风入口装置;

图8是图7所示单元的部分放大图;

图9是一个示意的纵剖面图，用来说明这样一个例子，其中的洁净室依据本发明构制于一建筑物内，此建筑物中存在着大量生产性的机器;

图10是根据本发明另一个实施例的洁净室系统的示意的纵剖面 图;

图11是根据本发明的一个洁净室作部分剖开的透视图。

图1示意地说明了空气的运动情形以及如何调节依据本发明构制之洁净室1中的空气。此洁净室中的天花板2配备有通风机过滤器装置3，每一台这种装置包括有一台通风机和一台HEPA过滤器（高效粒子空气过滤器），同时配备有回风入口装置4。此洁净室的天花板中装设有主送风管道5和主回风管道6。适合于此洁净室所需空气调节载荷的空气调节器7最好设置在户外，例如设置在此室的顶盖上。

本发明的特征之一在于既使洁净空气进入洁净室的空间，同时又从此洁净室的空间排出空气。使之在天花板2的表面上循环。空气的运动状况如下。户外的新风和一部分来自主回风管道的空气引入到空气调节器7，经其中调节过的空气则通过主送风管道5流至相应的通风机过滤器装置3。在这一说明性的例子中，每一台通风机过滤器装置3经由支送风管道8与主送风管道5连通，在此支送风管道8上连接有一个支回风管道9，使一部分回风可以送至通风机过滤器装置3。这样，空气调节器7中经调节过的空气和一部分回风被导入通风机过滤器装置3，而由此装置3中的HEPA过滤器净化过的空气吹入洁净室1。另一方面，该洁净室1中的空气则通过设在天花板2表面上的回风入口吸入，并促使其流经主回风管道6，且部分地进入空气调节器7，而其余部分此流至通风机过滤器3。从洁净室1抽出的空气由设在本系统外的一台排风扇10送出。

为了调节送入室1之空气的温度与湿度，可以对由空气调节器7供给每一台过滤装置3的空气，以及对经由主回风管道6返回至每一台过滤装置3的空气，就它们的比例进行调节。要做到这一点是很容 易的，只需如图2所示，分别控制装设于支送风管道8与支回风管道9中的风门11与12即可。这两个风门可以由手动控制。但若要求对供给的空气之温度与湿度作精密控制，则最好采用可靠恒温槽进行自动控制的电磁闸。按此，即可分立地控制每台通风机过滤器装置3送入空气的温度与湿度。

本发明的另一个特征在于这样的事实：构成天花板部分表面的空气处理设备之终端部件，即通风机过滤器装置3和回风入口装置4，具有一种单元结构。他们可以预成型，使之得以有相同构型和尺寸的矩形底座表面。此天花板是由以可拆卸方式支承天花板部件的水平悬挂的顶棚杆以及以可拆卸方式支承于这批杆上的天花板部件构成，这批顶棚杆可以构成格栅排列的、有着相同预定构型与尺寸的矩形孔，这批天花板部件中的每一个都有一个能与以上每个孔紧配合的基底区域。使得每一天花板部件能闭合每个矩形孔。而此天花板部件选自如下的一组，包括暗板、回气入口装置与通风机过滤装置。

顶棚杆的组合件最好由悬挂在一定位置上的、具有相同构形与尺寸之矩形天花板框架单元构成，每个单元至少具有一矩形孔。在图3至9所示的例子中，天花板2包括有16个方形单元的天花板框架13，它们如图4所示相继地沿两个相交成直角的方向排列。每一个单元框架13如图6所示，由顶棚杆15与16构成9个方形孔。每个方形孔由一个选自通风机过滤装置3、回风入口装置4以及暗板17构成的组所闭合，支承在顶棚杆15与16上。在图3所示的例子中，描绘了16个单元件中的4个单元（a）、（b）、（c）与（d）。在单元（a）的上面支承有一个回风入口装置4（不过，该装置是用于排气目的，通过一根排气导管连通到此系统外的排风扇 10）、一台通风机过滤器装置3以及7块暗板17。单元（b）装有一个回风入口装置4与8块暗板17。单元（c）有两台通风机过滤器装置3与7块暗板17，而单元（d）有一个回风入口装置4、一台通风机过滤器装置3和7块暗板17。

在上面用作说明的例子中，单元13的平面尺寸为2.5米×2.5米。这样，相继排列的16个单元天花板框架与天花板部件在一起构成了一个约100平方米区域的天花板2。空气调节器7就能承担约100平方米区域的空气调节的负荷。空气调节器7也可装设在室顶19之上。在图3所示的例子中，天花板上还设有一主送风管道5和一主回风管道6，而对于每一台通风机过滤器装置3，还按照图2所示方式，连通有一根支送风管道8和一根支回风管道9。至于空气的运动与调节则参考图1所描述的情形。结果是，由通风机过滤器装置3的HEPA过滤器20所净化的空气送往工作区A与B以及非工作区C，在这些区域中可建立起并维持着不同的净度。例如，在工作区A和B可分别获得美国联邦标准209b所规定的1000级和100级净度。对于非工作区C，可获得10000级的净度。对于相应于不具通风机过滤器装置的单元（b）之非工作区D，净度可以为100，000级。在形成了工作区A和B的地方，最好设置从通风机过滤器装置3吊挂的眼脸21。这样可以提高这两个工作区中所获得的净度。

应该认识到，天花板部件的具体分布，即通风机过滤器装置3、回风入口装置4与暗板17的种类与数目以及它们在单元天花板框架上的排列，是可以根据所需的净化效应加以选择的。一般地说，对于要求高净度的工作区，通风机过滤器装置3应当成组地集中配置。如 图3所示单元（C）的情形，相邻地设置一批通风机过滤器装置3后，即使缺乏特设的隔板，也能构成一个与清洁隧道相匹敌的洁净区。空气入口装置4通常应设在一非工作区之上。并尽可能远离任何工作区。正如图3中所示单元（d）的情形，必要时也可为非工作区提供通风机过滤器装置3。

图3描述了装设有符合本发明要求之空气处理设备的，具有某种所需广度（100平方米）的洁净室。其中的空气调节器7能够承担该室的空气调节负荷。要是想把这种洁净室的面积放大。则可以如图3中的点线所示，迅即在现有洁净室的毗邻处，另外再构制符合本发明要求的一个或一批类似的洁净室。由于此空气处理设备终端部件的单元式结构以及天花板本身的分块结构，符合本发明要求的这一洁净室系统。也可以很灵活地适于缩小此洁净室广度以及变更此洁净室内工作与非工作区布局的要求。

利用吊挂的金属件24，可以从建筑物的梁23上将单元天花板框架13在它的几个角上吊挂起，此金属吊挂价的长度是可以调节的（参看图5-7）。为便于维修，如图5所示，在天花板与梁23之间留有空间，带有一悬台25，操作人员可于其上行走。如有必要，可按图7所示，再另外设置一用来使天花板支承就位的可拆卸的支柱26。

在按以上方式悬挂起的单元天花板框架13的顶棚杆15与16上，以可拆卸的方式支承有由暗板17、回风入口装置4与通风机过滤器装置3这个选定的组构成的一批天花板部件，每一个这样的部件可以闭合此顶棚杆上形成的每个孔。此类天花板部件已预制成形，使之具有相同矩形构型的基底区域，而且单元的天花板框架也已预制成 型，使得每一个单元至少有一个可由一个天花板单元配合的矩形孔。如图7与8所示，每一个天花板部件是以可拆卸的方式，沿着其下部边缘。最好通过一种适当的衬垫，例如软的“氯丁橡胶”衬垫，装设到顶棚杆上。

图9是一个示意的纵剖面图，用来说明在一建筑物内按照本发明构制一洁净室的例子，在此建筑物内存在有大体积的生产性机器30和31。在许多情形，并无必要构制一使整个机身都在此洁净室内的一种洁净室。这里所要求的是对于此种机器在生产过程中要求有高净度的部分来构成洁净区。由于按照本发明能够自由地在建筑物内任何所需位置上构成所需净度的洁净区，就能按照本发明构制一满足上述要求的洁净室内，有关的措施是如图9所示，设置一墙壁32，以及在这些部分之上集中地配备一批通风机过滤器装置3。

图10是根据本发明另一个实施例的一种洁净室系统的纵剖面图。在图10所示的例子中，悬挂的顶棚杆组合件（未示明）构成了一批有相同预定构形与尺寸的矩形孔。每个孔可以是一个尺寸例如为1.2米×0.6米的矩形，而每一预制的天花板部件所具有之基底区与构形能在该部件适当地悬挂在顶棚杆上时，可以闭合上述的矩形孔。空气调节器包括共同起作用的门内的半部分7a和门外的半部分7b。送风管道装置基本上与对照图1所描述的相似。它包括有一根同空气调节器空气出口部连通的主送风管道5，以及一批支送风管道8，后者中的每一根使主送风管道5同每一台通风机过滤器装置3连通。图10中所示实施例的回风管道装置与上述实施例不同，包括一根使空气调节器的进气口与至少一根回风入口装置4连通的导管6b。以及一直接回风管道6a，每一根这样的管道使每一通风机过滤器装置3 同其余的回风入口装置4之一连通。空气调节器的门内一半7a将户外的空气通过一导管86吸入，同时通过导管6b，经由位于图中右侧回风进口装置4之一吸入一部分回风。对于每一台通风机过滤器装置3，空气是经由一根异于图中右端所示的回风入口装置4中之一且通过管道6a返回，而调节过的空气则由此空气调节器通过主送风管道5以及支送风管道8供应。对于每一台通风机过滤器装置3，输入至该装置的经调节过的空气与回风可以靠风门（未示明）予以调整。

图中左端所示的天花板部件是一种改进了的暗板。它包括一个在其中心有一个孔的板状件78以及一根紧配合且穿过这个孔中的短管79。当某种有尘粒散发的生产性机器76设置于洁净室中时，最好以上述改进型的暗板来取代通常的暗板。在此用作说明性的系统中，有一根排气导管77在一端与机器76的尘粒散发部分相连。同时连接到管道79的下方开口，而另有一排气导管77在其一端连通到一排风扇10，同时连通到管道79的上部开口，使携载有尘粒的空气得以排出。

在图10中所示的实施例中，吊挂的杆75是从建筑物的樑23水平地悬挂着。而此顶棚杆的组合体则靠一金属吊挂件44从吊杆75上水平式地悬挂就位，此金属件44的长度可以调节。

图11是符合本发明要求之洁净室作部分切除掉的透视图，用来说明配备有各种装置的洁净室，其中包括一幕墙80、一分配板81、一空气淋浴间82、放置此淋浴间82之前所用的隔墙83，以及一可将电线经由其中导入天花板的管芯件84。

如有必要，在不脱离本发明精神的条件下可对上述的洁净室系统加以改进。例如，为了排气目的，可如图3所示，采用一或多个回风 入口装置4;或如图4所示，用一种改进了的暗板来取代一或多个通常的暗板，此外，为了给悬挂式的部件，例如照明部件作准备，可以适当地改进一或多个暗板。

Claims (5)

1、一种洁净室系统，此洁净室具有不同净度的清洁区，其范围从美国联邦标准209b规定的100级至100，000级，在现有的建筑物内形成一天花板，由此天花板，适当的墙壁和地板限定出一封闭的空间，同时备有一空气处理设备用来把清洁空气供入上述空间，同时由其中抽出一定量的空气，其数量大致相当于供入其中的清洁空气量，特征在于：

上述天花板结构，包括一批水平悬挂的顶棚杆，用于可拆卸地支承的天花板部件，这批顶棚杆可以构成许多具有相同预定构型和尺寸之矩形孔，构成格棚形；而可拆卸地支承在这批顶棚杆上的每一天花板部件，都有一个适合盖闭每一个上述矩形孔的底座区，此种天花板部件选自下面这个组，其中包括：暗板，回气入口件，以及由一台通风机与一HEPA过滤器组成的通风机过滤器装置；

上述的空气调节器设置于所说封闭空间之外部，用来输入户外的新风和一部分回风，同时输出经调节过的空气；

在所述封闭空间的外部还设有送风管道装置，用来将该空气调节器中已调节过的空气输向每一台通风机过滤器装置；另外还备有回风管道装置，用来把至少取自上述回风入口装置之一的空气循环到每一台通风机过滤器装置，同时将至少取自上述回风入口装置之一的空气返回该空气调节器。

2、按照权利要求1的洁净室，其中所说的用来支承天花板部件的顶棚杆，包括悬挂在一定位置上的，具相同构型与尺寸的一批预制成矩形的单元天花板框架，每一个单元至少具有一个上述的矩形孔。

3、按照权利要求1的洁净室，其中所说的送风管道装置包括与空气调节器之气体出口连通的主送风管道，以及一批支送风管道，其中的每一根管道与每一台通风机过滤器装置连通。

4、按照权利要求3的洁净室，其中所说的回风管道包括一根与空气调节器气体入口连通的主回风管道;一批支回风管道，每一根这样的管道使上述主回风管道与每一台回风入口装置连通;以及一批支回风管道，每一根这样的导管使上述主回风管道与每一台通风机过滤器装置连通。

5、按照权利要求3的洁净室，其中所说的回风管道装置包括一根使空气调节器的空气入口部与上述的至少一根回风入口装置连通的管道;以及一批直接回风管道，每一根这样的管道使得每一台通风机过滤器装置与其余的回风入口装置之一连通。

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