CN110439326A - 一种洁净室 - Google Patents

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肖红梅
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王威
王江标
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Abstract

本发明涉及生产厂房技术领域，公开了一种洁净室，包括由上到下依次设置的上技术夹层、洁净生产层、下技术夹层和回风夹道，其中，洁净生产层和下技术夹层之间通过支撑件和设置于支撑件上的活动地板分隔，活动地板由设置有开孔的活动板和未设置开孔的固定板拼接而成，活动地板包括由靠近回风夹道一侧向远离回风夹道一侧排列的多个子区域，各子区域内的活动板上设置有多个开孔，且每个子区域内的活动地板的的有效开孔率满足有效开孔率(N)计算公式；该洁净室的活动地板包括不同的子区域，且各子区域内的活动地板的有效开孔率满足有效开孔率(N)计算公式，从而实现了洁净生产层内的气流调节、且成本低。

Description

一种洁净室
技术领域
本发明涉及生产厂房技术领域，特别涉及一种洁净室。
背景技术
电子工业的半导体生产、平板显示生产、光电子器件等都需要用到洁净生产环境，其中净化级别在6级或更高的洁净等级的洁净室通常会采用垂直单向流的洁净室形式。此种洁净室包括活动地板及位于活动地板以下的下技术夹层、洁净生产层和吊顶以上的上技术夹层。其中活动地板一般采用高架地板开孔地板或开孔盖板，现有洁净室的架空地板开孔地板或开孔盖板布置方式为根据房间平均风速均匀布置开孔地板或开孔盖板或根据吊顶送风风口风量布置相应地面开孔地板或开孔盖板。但是，随着半导体及平板显示器件等电子器件及设备的制造向更高世代发展，所需要的洁净厂房的面积也越来越大，同时工艺设备的布置更加密集，如继续采用单一的开孔率的开孔地板或开孔盖板进行均匀布置，将会造成房间气流组织不利，在密集设备端出现大量涡旋气流；同时由于下技术夹层的回风气流造成***整体压力的不平衡，在远离回风夹道端的洁净室内会产生大量偏斜气流，造成洁净室内横向气流增大，影响房间洁净度及温湿度的管控。
发明内容
本发明提供了一种洁净室，上述洁净室的活动地板包括不同的子区域，且各子区域内的活动地板的有效开孔率满足有效开孔率(N)计算公式，从而实现了洁净生产层内的气流调节、且成本低。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种洁净室，包括由上到下依次设置的上技术夹层、洁净生产层、下技术夹层，还包括连通上技术夹层及下技术夹层的回风夹道，其中，洁净生产层和下技术夹层之间通过支撑件和设置于所述支撑件上的活动地板分隔，所述活动地板由设置有开孔的活动板和未设置开孔的固定板拼接而成，所述活动地板包括由靠近回风夹道一侧向远离回风夹道一侧排列的多个子区域，各所述子区域内的活动板上设置有多个开孔，且每个所述子区域内的活动地板的有效开孔率(N)满足计算公式：
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
F：当前子区域内总循环空气量(m3/h)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)；
V：人为设定的活动板上的开孔口断面风速(m/s)。
上述洁净室内的活动地板包括为由靠近回风夹道一侧向远离回风夹道一侧排列的多个子区域，并根据每个所述子区域内的活动地板的有效开孔率(N)计算公式：计算出每个所述子区域内的活动地板的有效开孔率(N)，从而在各子区域内选择合适的数量及型号的具有开孔的活动板以使洁净生产层内的气流均匀，上述每个子区域内的活动地板的有效开孔率(N)的计算公式对上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况、上技术夹层中的出风口不均匀布置和/或每个出风口风量不相同的情况均适用，本发明提供的洁净室避免了由于洁净室面积大、工艺设备分布密集而在工艺设备分布集中的部位出现大量涡旋气流的情况，同时避免了由于下技术夹层的回风气流造成洁净室内气流整体压力的不平衡，造成在远离回风夹道端的洁净生产层内产生大量偏斜气流，进而造成洁净生产层内横向气流增大，影响房间洁净度及温湿度的管控；上述洁净室仅通过对活动地板的设计实现了对洁净室气流的调节，调节的效果好且成本低。
优选地，每个所述子区域内的活动地板的总开孔率(D)的计算公式为：
D：洁净室在当前子区域内的活动地板的总开孔率(m2)；
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)。
优选地，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离所述回风夹道越远的子区域内的所述活动地板的总开孔率越大以使所述洁净生产层内的气流均匀。
优选地，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿第一侧边设置有回风夹道时，每个所述子区域的形状均为矩形且所述子区域沿垂直于所述第一侧边的方向排列。
优选地，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿相邻的第一侧边和第二侧边设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“L”形，且“L”形子区域的第一部分与第一侧边平行、第二部分与第二侧边平行；最远离所述回风夹道的一个子区域的形状为矩形。
优选地，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿两个相对的第一侧边和第三侧边设置有回风夹道时，每个所述子区域的形状均为矩形且所述子区域沿垂直于所述第一侧边和第三侧边的方向排列。
优选地，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿第一侧边、第二侧边和第三侧边设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“U”形，所述“U”形的子区域中两个相互平行的第一部分分别平行于第一侧边和第三侧边，两个所述第一部分中间的第二部分平行于位于所述第一侧边与第三侧边之间的第二侧边；最远离所述回风夹道的一个子区域的形状为矩形。
优选地，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿洁净室的四个侧边均设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“回”形；最远离所述回风夹道的一个子区域为由“回”形子区域围成的矩形。
优选地，还包括设置于所述下技术夹层内靠近所述活动地板一侧的风量调节阀。
优选地，所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶。
优选地，当所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶时，所述活动板为开孔地板，或，当所述支撑件为奇式桶时，所述活动板为开孔盖板。
附图说明
图1为本发明提供的一种洁净室的结构示意图；
图2为当洁净室内仅有一个侧边设置有回风夹道时各子区域的分布示意图；
图3为当洁净室内相邻两个侧边设置有回风夹道时各子区域的分布示意图；
图4至图5为当洁净室内相对两个侧边设置有回风夹道时各子区域的分布示意图；
图6至图7为当洁净室内三个侧边设置有回风夹道时各子区域的分布示意图；
图8为当洁净室内四个侧边均设置有回风夹道时各子区域的分布示意图。
图标：
1-上技术夹层；2-洁净生产层；3-下技术夹层；4-回风夹道；5-活动地板；6-子区域；7-工艺设备；8-设备基础。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明提供一种洁净室，包括由上到下依次设置的上技术夹层1、洁净生产层2、下技术夹层3，还包括连通上技术夹层1及下技术夹层3的回风夹道4，其中，洁净生产层2和下技术夹层3之间通过支撑件和设置于支撑件上的活动地板5分隔，活动地板由设置有开孔的活动板和未设置开孔的固定板拼接而成，活动地板5包括由靠近回风夹道4一侧向远离回风夹道4一侧排列的多个子区域6，各子区域6内的活动板5上设置有多个开孔，且每个子区域6内的活动地板的有效开孔率(N)满足计算公式：
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
F：当前子区域内总循环空气量(m3/h)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)；
V：人为设定的活动板上的开孔口断面风速(m/s)。
上述洁净室内的活动地板5包括由靠近回风夹道4一侧向远离回风夹道4一侧排列的多个子区域6，并根据每个所述子区域6内的活动地板的有效开孔率(N)计算公式：计算出每个所述子区域内的活动地板的有效开孔率(N)，从而在各子区域内选择合适的数量及型号的具有开孔的活动板以使洁净生产层内的气流均匀，上述每个子区域内的活动地板的有效开孔率(N)的计算公式对上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况、上技术夹层中的出风口不均匀布置和/或每个出风口风量不相同的情况均适用，本发明提供的洁净室避免了由于洁净室面积大、工艺设备7分布密集而在工艺设备7分布集中的部位出现大量涡旋气流的情况，同时避免了由于下技术夹层3的回风气流造成洁净室内气流整体压力的不平衡，造成在远离回风夹道4端的洁净生产层2内产生大量偏斜气流，进而造成洁净生产层2内横向气流增大，影响房间洁净度及温湿度的管控；上述洁净室仅通过对活动地板5的设计实现了对洁净室气流的调节，调节的效果好且成本低。
在洁净室安装活动地板5的过程中，可以根据上述有效开孔率(N)的计算公式设计或采购适合的开孔率的活动板，并可以根据上述有效开孔率(N)的计算公式指导洁净室计算流体动力学CFD模拟模型的建立。其中，在计算有效开孔率(N)时，需要将当前子区域内的活动地板的总面积减去当前子区域内设备基础8的面积再减去当前子区域内工艺设备7底座遮挡的通风面积后得到实际的设置活动板和未被遮挡的固定板的面积，然后再进行有效开孔率的计算。上述人为设定的活动板上的开口率断面风速可以人为规定一个范围，可在该范围内选用一个断面风速进行有效开孔率的计算，并通过计算流体动力学CFD模拟模型先进行模拟，再根据模拟效果对活动地板5进行实际的选用和安装。
具体地，每个子区域内的活动地板的总开孔率(D)的计算公式为：
D：洁净室在当前子区域内的活动地板的总开孔率(m2)；
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)。
上述每个子区域内的活动地板的总开孔率(D)的计算公式为当前子区域内的开孔总面积与当前子区域内的活动地板总面积的比值，上述每个子区域内的活动地板的总开孔率(D)的计算公式对上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况、上技术夹层中的出风口不均匀布置和/或每个出风口风量不相同的情况均适用；在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道越远的子区域内的活动地板的总开孔率越大以使洁净生产层内的气流均匀。
通过调节活动板中开孔对风的阻力来调节洁净生产层内的气流的均匀程度，具体包括通过调节活动板的型号及数量来调节每个子区域内活动地板的总开孔率，子区域内活动地板的总开孔率不同则子区域内活动地板对风的阻力也不同，从而实现了洁净生产层内的气流的均匀，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道远的子区域内的活动地板所需要提供的阻力小于距离回风夹道近的子区域内的活动地板所需要提供的阻力，因此，距离回风夹道越远的子区域内的活动地板的总开孔率越大。
在第一种实施方式中，如图2所示，洁净室为矩形，当洁净室内沿第一侧边设置有回风夹道4时，每个子区域6的形状均为矩形且子区域6沿垂直于第一侧边的方向排列。
在该实施方式中，洁净室只有一侧设置有回风夹道4，回风夹道4沿洁净室的第一侧边设置，活动地板5设置有沿平行于第一侧边方向延伸、沿垂直于第一侧边方向排列的多个矩形的子区域6，且在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道4越远的子区域6内的活动地板5的总开孔率越大，从而实现对气流由洁净生产层2进入到下技术夹层3的阻力的调整，防止洁净生产层2内产生偏斜气流或涡旋气流，使得洁净生产层2内的气流更为均匀。
在第二种实施方式中，如图3所示，洁净室为矩形，当洁净室内沿相邻的第一侧边和第二侧边设置有回风夹道4时，靠近回风夹道4的每个子区域6的形状均为“L”形，且“L”形子区域6的第一部分与第一侧边平行、第二部分与第二侧边平行；最远离回风夹道4的一个子区域6的形状为矩形。
在该实施方式中，洁净室内沿相邻的第一侧边和第二侧边设置有回风夹道4，活动地板5设置有多个包括与第一侧边平行的第一部分和与第二侧边平行的第二部分的“L”形子区域6以及位于最远离回风夹道4一端的矩形子区域6，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，多个“L”形子区域6沿由靠近回风夹道4向远离回风夹道4方向排列且总开孔率逐渐增大，以调节洁净室的气流使其压力平衡。
在第三种实施方式中，如图4和图5所示，洁净室为矩形，当洁净室内沿两个相对的第一侧边和第三侧边设置有回风夹道4时，每个子区域6的形状均为矩形且子区域6沿垂直于第一侧边和第三侧边的方向排列。
在上述实施方式中，洁净室为矩形，当洁净室内沿两个相对的第一侧边和第三侧边设置有回风夹道4时，有三种情况，当洁净室为正方形时，所有侧边长度均相同，每个子区域6的形状均为矩形且子区域6沿垂直于第一侧边和第三侧边的方向排列，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，沿子区域6的排列方向，位于第一侧边和第三侧边中间位置的子区域6内活动地板5的总开孔率最大、靠近第一侧边或第三侧边的子区域6内活动地板5的总开孔率最小；当洁净室为长方形时，如图5所示，第一侧边和第三侧边为长边，每个子区域6的形状均为矩形且子区域6沿垂直于第一侧边和第三侧边的方向排列，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，位于第一侧边和第三侧边中间位置的子区域6内活动地板5的总开孔率最大、靠近第一侧边或第三侧边的子区域6内活动地板5的总开孔率最小；当洁净室为长方形时，如图4所示，第一侧边和第三侧边为短边，每个子区域6的形状均为矩形且子区域6沿垂直于第一侧边和第三侧边的方向排列，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，位于第一侧边和第三侧边中间位置的子区域6内活动地板5的总开孔率最大、靠近第一侧边或第三侧边的子区域6内活动地板5的总开孔率最小。上述三种情况可根据洁净室的具体情况具体选用设置方式，上述三种情况中，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道4越远的矩形子区域6内的活动地板5的总开孔率越大，即位于中间的子区域6内活动地板5的总开孔率大于位于靠近第一侧边或第三侧边的活动地板5的总开孔率，从而使得洁净生产层2内气流均匀。
在第四种实施方式中，如图6和图7所示，洁净室为矩形，当洁净室内沿第一侧边、第二侧边和第三侧边设置有回风夹道4时，靠近回风夹道4的每个子区域6的形状均为“U”形，“U”形的子区域6中两个相互平行的第一部分分别平行于第一侧边和第三侧边，两个第一部分中间的第二部分平行于位于第一侧边与第三侧边之间的第二侧边；最远离回风夹道4的一个子区域6的形状为矩形。
在上述实施方式中，洁净室为矩形，当洁净室内沿第一侧边、第二侧边和第三侧边设置有回风夹道4时，有三种情况，第一种为洁净室的形状为正方形，此时第一侧边、第二侧边和第三侧边长度相同，此时靠近回风夹道4的每个子区域6为包括与第一侧边和第三侧边均平行的两个第一部分及位于两个第一部分之间、与第二侧边平行的第二部分的“U”形，最远离回风夹道4的一个子区域6为矩形；第二种为洁净室的形状为长方形，如图7所示，第一侧边、第三侧边为长边、第二侧边为短边，此时靠近回风夹道4的每个子区域6为包括与第一侧边和第三侧边均平行的两个第一部分及位于两个第一部分之间、与第二侧边平行的第二部分的“U”形，最远离回风夹道4的一个子区域6为矩形；第三种为洁净室的形状为长方形，如图6所示，第一侧边、第三侧边为短边、第二侧边为长边，此时靠近回风夹道4的每个子区域6为包括与第一侧边和第三侧边均平行的两个第一部分及位于两个第一部分之间、与第二侧边平行的第二部分的“U”形，最远离回风夹道4的一个子区域6为矩形；上述三种情况可根据洁净室的具体情况具体选用设置方式，上述三种情况中，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道4越远的“U”形子区域6内的活动地板5的总开孔率越大，矩形子区域6内活动地板5的总开孔率最大，从而实现了对洁净室内气流气压的调节，使得气流均匀。
第五种实施方式中，如图8所示，洁净室为矩形，当洁净室其中的四个侧边均设置有回风夹道4时，靠近回风夹道4的每个子区域6的形状均为“回”形；最远离回风夹道4的一个子区域6为由“回”形子区域6围成的矩形。
在这种实施方式中，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离回风夹道4越远的“回”形子区域6内的活动地板5的总开孔率越大，矩形子区域6内活动地板5的总开孔率最大，从而实现了对洁净室内气流气压的调节，使得气流均匀。
在上述实施方式一至实施方式五对上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况、上技术夹层中的出风口不均匀布置和/或每个出风口风量不相同的情况均适用；在上述实施方式一至实施方式五中，子区域6的数量可以根据实际情况进行划分，子区域6的数量越多，对气流的调节效果越好，一种实施方式中，子区域6数量为三个，包括最靠近回风夹道4的第一子区域6、最远离回风夹道4的第三子区域6以及位于第一子区域6与第三子区域6之间的第二子区域6，每个子区域6沿靠近回风夹道4向远离回风夹道4的方向的宽度范围为10-20m，其中，第一子区域6的人为设定的活动板上的开孔口断面风速V可以为2m/s、第二子区域6的人为设定的活动板上的开孔口断面风速V可以为1.5-2m/s、第三子区域6的人为设定的活动板上的开孔口断面风速V可以为1-1.5m/s，并以此计算各个子区域6活动地板5的有效开孔率；这只是就一种情况进行举例，在实际应用时需要根据具体情况而定。
具体地，本发明中的洁净室还包括设置于下技术夹层3内靠近活动地板5一侧的风量调节阀。
可通过设置风量调节阀进一步调节洁净室内气流的气压，风量调节阀可以对气流的流量进行精确调整，从而可使洁净室内的气流更为均匀。
具体地，所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶。
具体地，当所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶时，所述活动板为开孔地板，或，当所述支撑件为奇式桶时，所述活动板为开孔盖板。
不论活动板为开孔地板还是开孔盖板，其设计均可以采用上述方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种洁净室，其特征在于，包括由上到下依次设置的上技术夹层、洁净生产层、下技术夹层，还包括连通上技术夹层及下技术夹层的回风夹道，其中，洁净生产层和下技术夹层之间通过支撑件和设置于所述支撑件上的活动地板分隔，所述活动地板由设置有开孔的活动板和未设置开孔的固定板拼接而成，所述活动地板包括由靠近回风夹道一侧向远离回风夹道一侧排列的多个子区域，各所述子区域内的活动板上设置有多个开孔，且每个所述子区域内的活动地板的有效开孔率(N)的计算公式为：
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
F：当前子区域内总循环空气量(m3/h)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)；
V：人为设定的活动板上的开孔口断面风速(m/s)。
2.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，每个所述子区域内的活动地板的总开孔率(D)的计算公式为：
D：洁净室在当前子区域内的活动地板的总开孔率(m2)；
N：洁净室在当前子区域内的活动地板的有效开孔率(％)；
A：当前子区域内的活动地板总面积(m2)；
B：当前子区域内的设备基础面积(m2)；
C：当前子区域内的工艺设备底座遮挡通风面积(m2)。
3.根据权利要求2所述的洁净室，其特征在于，在上技术夹层中的出风口均匀布置且每个出风口风量相同的情况下，距离所述回风夹道越远的子区域内的所述活动地板的总开孔率越大以使所述洁净生产层内的气流均匀。
4.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿第一侧边设置有回风夹道时，每个所述子区域的形状均为矩形且所述子区域沿垂直于所述第一侧边的方向排列。
5.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿相邻的第一侧边和第二侧边设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“L”形，且“L”形子区域的第一部分与第一侧边平行、第二部分与第二侧边平行；最远离所述回风夹道的一个子区域的形状为矩形。
6.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿两个相对的第一侧边和第三侧边设置有回风夹道时，每个所述子区域的形状均为矩形且所述子区域沿垂直于所述第一侧边和第三侧边的方向排列。
7.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿第一侧边、第二侧边和第三侧边设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“U”形，所述“U”形的子区域中两个相互平行的第一部分分别平行于第一侧边和第三侧边，两个所述第一部分中间的第二部分平行于位于所述第一侧边与第三侧边之间的第二侧边；最远离所述回风夹道的一个子区域的形状为矩形。
8.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述洁净室为矩形，当所述洁净室内沿洁净室的四个侧边均设置有回风夹道时，靠近所述回风夹道的每个所述子区域的形状均为“回”形；最远离所述回风夹道的一个子区域为由“回”形子区域围成的矩形。
9.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，还包括设置于所述下技术夹层内靠近所述活动地板一侧的风量调节阀。
10.根据权利要求1所述的洁净室，其特征在于，所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶。
11.根据权利要求10所述的洁净室，其特征在于，当所述支撑件为华夫板或隔构梁或奇式桶时，所述活动板为开孔地板，或，当所述支撑件为奇式桶时，所述活动板为开孔盖板。
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