CN109833677B - 无胶式气密过滤设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无胶式气密过滤设备，包括过滤箱体、多数个过滤构件及多数个载置构件，过滤箱体的相对二侧面与过滤箱体的过滤空间形成气流通道；多数个过滤构件各自具有过滤面，过滤构件以过滤面平行过滤箱体的二侧面的方式可拆卸地设置于过滤空间中；多数个载置构件对应多数个过滤构件而以一定的间距设置于过滤箱体的内壁，用以载置多数个过滤构件，其中过滤构件与过滤箱体的内壁之间有一间隙，过滤构件的过滤面以及间隙的最大值满足一关系式。

Description

无胶式气密过滤设备

技术领域

本发明涉及技术过滤设备，具体是指一种无胶式气密过滤设备。

背景技术

在工业制造领域中，特别是半导体制造业，为使产品良率进一步提升而广泛使用无尘室，让产品在洁净、无污染的隔离环境中被生产制造。为了达成无尘室的洁净度要求，过滤设备是绝对必要且重要的设施。实施的方式为，在无尘室的进气口架设风机及过滤设备，气流被风机抽吸而通过过滤设备的层层滤网再进入无尘室。过滤设备通常为一箱体，内部设有多种不同滤网，分别可过滤酸、碱、有机等污染物。

然而，这样的过滤设备以黏胶将滤网与箱体黏合，当其中一部份滤网的使用有效时间到期，则必须更换整个过滤设备，如此相当浪费资源，并且非常不符合成本效益。除此之外，黏胶是为了降低过滤设备的气体泄漏率，然而黏胶本身就是一种高分子材料，会随着时间释放多种有机物到环境中，并不利于无尘室的要求。为了要避免使用胶，坊间产生了一种号称无胶的抽取式过滤设备，但这样的过滤设备的气体泄漏率都没有办法达到业界要求(低于10％)，因此并无法真正地推广到业界中。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种无胶式气密过滤设备。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成，包含：过滤箱体，具有过滤空间，该过滤箱体的相对二侧面与该过滤空间形成气流通道；多数个过滤构件，该多数个过滤构件各自具有过滤面，该多数个过滤构件以该过滤面平行该过滤箱体的该二侧面的方式可拆卸地设置于该过滤空间中；以及数个载置构件，对应该多数个过滤构件而以一定的间距设置于该过滤箱体的内壁，用以载置该多数个过滤构件，其中，过滤构件与该过滤箱体的内壁之间有间隙，该过滤构件的过滤面以及该间隙的关系满足下列数学式1：

其中，a为该间隙的最大值，X、Y分别为该过滤面的长与宽，ΔP为过滤面的垂直两侧的压力差，ρ为空气密度，v₁为自该过滤面进气的风速。

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤面以及该间隙的关系满足下列数学式2：

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤面以及该间隙的关系满足下列数学式3：

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤面以及该间隙的关系满足下列数学式4：

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤面以及该间隙的关系满足下列数学式5：

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤箱体的该内壁具有位置对应于该载置构件的凸沟，自该内壁的表面朝该过滤构件延伸而顶抵该过滤构件。

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，更具有压缩填补构件，设置于该间隙。

在本发明的一实施例中提供一种无胶式气密过滤设备，该过滤箱体的该内壁及该过滤构件夹合形成非直线间隙。

经由本发明所采用的技术手段，可确保气体泄漏率低于业界要求。只要能确认用于无胶式气密过滤设备的风机的运作环境参数，就能对应设计适合的无胶式气密过滤设备。当环境所使用的风机的参数为固定值，且要求的过滤面的面积或长宽也为定值时，则经由式1可得知所设计的无胶式气密过滤设备的该间距的上限值。反过来说，当无胶式气密过滤设备已制造完成，过滤面的长宽及该间距为已知的固定值，也可以经由式1而推得风机的必要环境参数。因此，使得无胶式气密设备可真正地应用于业界中，并通过每次仅更换部分过滤构件，可充分有效利用每个过滤构件，并且降低更换成本。

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的无胶式气密过滤设备的立体示意图。

图2为根据本发明的实施例的过滤构件的俯视示意图。

图3为根据本发明的实施例的无胶式气密过滤设备的部分剖面示意图。

图4为根据本发明另一实施例的无胶式气密过滤设备的部分剖面示意图。

附图标记说明：

100 无胶式气密过滤设备

1 过滤箱体

11 内壁

12 凸沟

13 内壁

2 过滤构件

21 过滤面

22 边缘部

3 载置构件

4 压缩填补构件

5 盖体

51 握把

a 间隙最大值

A 截面积

A₀ 截面积

A₁ 截面积

A₂ 截面积

a_x 间隙最大值

a_y 间隙最大值

g 重力加速度

h₁ 高度

h₂ 高度

K 泄漏率

l 方向

m 方向

ΔP 压力差

P₁ 压力

P₂ 压力

S 过滤空间

v 风速

v₀ 风速

v₁ 风速

v₂ 风速

X 长度

Y 宽度

ρ 空气密度

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合图1至图4和具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示，本发明的无胶式气密过滤设备100包含过滤箱体1、多数个过滤构件2及多数个载置构件3。

过滤箱体1具有过滤空间S，过滤箱体1的相对二侧面与过滤空间S形成气流通道(如图中箭头方向所示)。在本实施例中，由过滤箱体1的下方设置风机而对过滤空间S抽气，使气体自过滤箱体1的上方通过该气流通道而被吸入至过滤箱体1的下方。

多数个过滤构件2各自具有过滤面21，多数个过滤构件2以过滤面21平行过滤箱体1的该二侧面的方式可拆卸地设置于过滤空间S中。详细来说，在本实施例中，过滤箱体1的上侧面、下侧面及过滤空间S形成前述的气流通道，多数个过滤构件2的过滤面21平行而可拆卸地设置该上侧面及下侧面，而使流入前述气流通道的气体被多数个过滤构件2过滤。

多数个载置构件3对应多数个过滤构件2而在过滤箱体1的上下方向上(方向l)以一定的间距设置于过滤箱体1的内壁11，用以载置多数个过滤构件2。详细来说，在本实施例中，过滤箱体1的左侧壁11及右侧壁11(各自连接上侧面及下侧面)设有多数个载置构件3，多数个载置构件3以平行过滤箱体1的上侧面、下侧面的方向(方向m)而朝过滤空间S延伸，多数个过滤构件2经设置而依序滑置于多数个载置构件3而卡合于过滤箱体1中。

如图2及图3所示，过滤构件2的过滤面的长度为X，宽度为Y。过滤构件2与过滤箱体1的内壁11之间有间隙，过滤构件2的过滤面21以及该间隙的关系满足下列式1：

其中，a为该间隙的最大值，ΔP为过滤面21的垂直两侧(方向l)的压力差，ρ为空气密度，v₁为自过滤面21进气的风速。

由于空气密度为已知条件(正常情况下为1.204kg/m³)，且过滤面21的垂直两侧(方向l)的压力差ΔP以及过滤面21进气的风速v₁由前述的风机所控制，故ΔP及v₁为可调，也可为固定的参数值。在此情况下，只要设置滤构件2与过滤箱体1的内壁11之间的该间隙不超过a，则可确保泄漏率不超过10％。换句话说，只要能确认用于无胶式气密过滤设备100的风机的运作情况(压力差、风速等环境参数)，就能对应设计适合的无胶式气密过滤设备100。当环境所使用的风机的参数为固定值，且要求的过滤面21的面积或长宽也为定值时，则经由数学式1可得知所设计的无胶式气密过滤设备100的该间距的上限值；反过来说，当无胶式气密过滤设备100已制造完成，过滤面21的长宽及该间距为已知的固定值，也可以经由数学式1而推得风机的必要环境参数。

进一步地，在本实施例中，过滤面21以及间隙的关系满足下列数学式2。

在数学式2中，若间隙值小于a，则泄漏率小于10％。

进一步地，在本实施例中，过滤面21以及间隙的关系满足下列数学式3。

在数学式3中，若间隙值小于a，则泄漏率小于7％。

进一步地，在本实施例中，过滤面21以及间隙的关系满足下列数学式4。

在数学式4中，若间隙值小于a，则泄漏率小于5％。

进一步地，在本实施例中，过滤面21以及间隙的关系满足下列数学式5。

在数学式5中，若间隙值小于a，则泄漏率小于3％。

在一个例子中，过滤构件2的长宽分别为0.8m及0.485m，进口风速为0.7m/s，过滤面21的垂直两侧的压力差为250帕，代入数学式1，则该间隙可容许的最大值a为0.575mm。

在一个例子中，过滤构件2的长宽分别为0.8m及0.485m，进口风速为0.7m/s，过滤面21的垂直两侧的压力差为250帕，且该间隙为0.5mm，代入数学式2，得到泄露率约为8.8％。

在另一个例子中，过滤面21在长方向与内壁11之间的间隙异于过滤面21在宽方向与内壁之间的间隙，则过滤面以及该些间隙的关系满足下列数学式1a：

其中，a_x为过滤面21在长方向与内壁11之间的间隙的最大值，a_y为过滤面21在宽方向与内壁之间的间隙的最大值。

接下来将进一步说明前述各个关系式的推导。

下列数学式6为伯努力定理，其中P₁、P₂分别为过滤构件2的垂直两侧(方向l)的压力，g为重力加速度，h₁、h₂分别为过滤构件2的垂直两侧的高度，v₁、v₂分别为过滤构件2的垂直两侧的风速，ρ为空气密度。

其中h₁、h₂的差距极微小，可忽略不计。故数学式6可改写成下列数学式7。

接着考虑下列数学式8质量守衡定理，亦即截面积(A₀、A)与气体流速(v₀、v)的乘积要相等。

A₀v₀＝Av

若设定气体泄漏率为10％，则得到数学式9，其中A₁为过滤面21的面积，A₂为间隙的总面积。

A₁v₁＝9A₂v₂

依据数学式9，可将数学式7改写成数学式10。

移项得到数学式11。

又A₁为过滤面21的面积，A₂为间隙的总面积，参考图2可得数学式12及数学式13。

A₁＝XY

A₂＝(X+2a)(Y+2a)-XY

将数学式12及数学式13代入式11，得到数学式14。

移项得到数学式1。

进一步地，若要更严格限定无胶式气密过滤设备100的泄漏率K，则由数学式9推得数学式15。

由数学式12及数学式13推得数学式16。

又根据数学式7，得到数学式17。

将数学式17代入数学式16，得到数学式18。

将数学式18修整为数学式19。

泄漏率K可以依据需求设为10％、7％、5％或3％，a则为满足泄漏率K的间距的最大值。

如图3所示，进一步地，在本实施例的无胶式气密过滤设备100中，过滤箱体1的内壁11具有位置对应于载置构件3的凸沟12，自内壁11的表面朝过滤构件2延伸而顶抵过滤构件2。如此可以在不妨碍过滤构件2安装的情形下，更进一步阻止气流自该间隙通过而降低泄漏率。

无胶式气密过滤设备100还具有压缩填补构件4，设置于该间隙。在过滤构件2的安装过程中可挤压压缩填补构件4，更进一步阻止气流自该间隙通过而降低泄漏率。

进一步地，如图1所示，本实施例的无胶式气密过滤设备100还具有盖体5，盖合于过滤箱体1的开口，使多数个过滤构件2可稳固地设置于过滤箱体1中而不掉出。并盖体5设有握把51，通过握把可方便地提起以及移动、携带无胶式气密过滤设备100。

如图4所示，进一步地，在另一个实例子中，过滤箱体1的内壁13及过滤构件2夹合形成非直线间隙。详细来说，过滤构件2的侧边更具有边缘部22，边缘部22与内壁13具有形状互相对应的起伏表面，而使间隙在平行气流信道的方向(方向l)上为非直线。如此可以在不阻碍过滤构件2安装的情形下，更进一步阻止气流自间隙通过而降低泄漏率。边缘部22可以是硬质的材料例如为过滤构件2的框架，也可以是软质或可压缩的材料，且本发明不限于此。

综上所述，本发明的无胶式气密过滤设备100相对于先前技术，可满足业界的气体泄漏率的严格要求，具有降低资源成本、过滤设备去胶化的种种优点。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，本领域技术人员当可依据所界定保护范围以及上述的说明而作其他的修改，只是这些修改仍应为本发明的发明精神而在本发明的保护范围中。

Claims (8)

1.一种无胶式气密过滤设备，其特征在于，包含：

过滤箱体，具有过滤空间，所述的过滤箱体的相对二侧面与所述的过滤空间形成气流通道，所述的过滤箱体架设于预定的环境的进气口，所述的环境在所述的过滤箱体的相对二侧面具有预定的压力差，所述的环境具有预定的空气密度，以及所述的环境在所述的气流通道的方向上具有预定的进气的风速，所述的预定的压力差和所述的预定的进气的风速为固定的参数值；

多数个过滤构件，所述的多数个过滤构件各自具有过滤面，所述的多数个过滤构件以所述的过滤面平行所述的过滤箱体的所述的二侧面的方式可拆卸地设置于所述的过滤空间中，而以所述的预定的进气的风速自所述的过滤面进气；以及

多数个载置构件，对应所述的多数个过滤构件而以一定的间距设置于所述的过滤箱体的内壁，用以载置所述的多数个过滤构件，

其中，每一个所述的过滤构件与所述的过滤箱体的内壁之间有间隙，每一个所述的过滤构件的过滤面以及所述的间隙的关系满足下列数学式1：

其中，a为所述的间隙的最大值，X、Y分别为所述的过滤面的长与宽，ΔP为所述的预定的压力差，ρ为所述的预定的空气密度，v₁为自所述的过滤面进气的所述的预定的进气的风速。

2.根据权利要求1所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤面以及所述的间隙的关系满足下列数学式。

3.根据权利要求2所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤面以及所述的间隙的关系满足下列数学式。

4.根据权利要求3所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤面以及所述的间隙的关系满足下列数学式。

5.根据权利要求4所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤面以及所述的间隙的关系满足下列数学式。

6.根据权利要求1所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤箱体的所述的内壁具有位置对应于所述的载置构件的凸沟，自所述的内壁的表面朝所述的过滤构件延伸而顶抵所述的过滤构件。

7.根据权利要求1所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，更具有压缩填补构件，设置于所述的间隙。

8.根据权利要求1所述的无胶式气密过滤设备，其特征在于，所述的过滤箱体的所述的内壁及所述的过滤构件夹合形成非直线间隙。

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