本发明涉及一种净化室结构，具体说，涉及净化室顶及其框架，包括支承梁或横构件上的顶板和/或HEPA空气过滤器的安装以及对照明支架、导线管或其他过滤器间横构件以外构件的悬挂。本发明特别涉及一种减少在横构件下形成的涡流，并能使用较宽的横构件以便在顶板内容纳大量灯光系统的一种齐平安装顶结构。

电子工业的持续进展已不断地对生产敏感性零件的净化室提出更严格的净化要求。几年前，等级100的净化室（在受控制的一立方英尺空气空间中平均不多于100个0.5微米直径的颗粒）曾经是可以接受的，而今天的要求常常要超过以0.1微米直径颗粒为基准的等级11。例如，请看，揭示各种净化室结构的已有技术的专利就包括有美国专利3，158，457;3，638，404;4，667，579及4，693，173。因此净化室的顶、墙和地板必须以这样一种方式建造，使对流和涡流、空气死角、以及其他易于聚集灰尘及颗粒物质和/或干扰在净化室内均匀空气流动的区域减小到最低限度。由于在净化室内的移动空气，对流和死角都趋向于在顶附近形成小的空气旋涡囊在此都被称为涡流。这些旋涡囊能吸收住颗粒料并将这种杂污积聚起来，导致对净化室等级要求的破坏。

一般，净化室建成能产生从室顶向地板且穿过地板的均匀流动过滤空气。空气流来源于安装在位于支承结构上，室顶上的鼓风机。来自鼓风机的空气流强制通过形成净化室顶的HEPA空气过滤器并从顶向下输送通过净化室通过地板离去。室顶过滤器一般安装在 顶支承梁或横构件的栅格上，梁件的底面与过滤器的底面靠得很近。

虽然扩散屏帮助离开过滤器的空气产生层流流动，但是所需要的均匀流动方式在顶面下立即被在横构件下的涡流区中止。由于在横构件下缺乏空气流动产生低压，这些涡流区便形成颗粒料可以积聚的死区空间。根据横构件的宽度和从相邻的过滤板流出的空气流速，涡流区的实际尺寸和几何形状将是变化的。

这种均匀流动的方式还可被灯光支架和其他横构件上悬挂的附件干扰。例如，用净化室内的高亮度照明系统通常是由通过净化室顶的宽度和/或长度方向延伸线性排列的荧光灯管所组成。支撑梁的底面一般用于固定这些灯架并还用于连接支撑组合墙和类似构件的固定装置。这些固定附件从由顶过滤器和梁所形成的顶平面延伸入净化室中，于是产生了对流和破坏净化室的净化度的灰尘和别种颗粒物质的集合点。

把灯架置放在横构件内的努力由于需要通过减小横构件的宽度使涡流减至最低限度而不能实现。以要将灯架置放在横构件内，就必须增大其宽度以提供完全容纳支架的合适容积。因此一般做法是继续应用一种将灯具悬挂在横构件下面那样一种泪珠形式照明。

然而，使净化室内的污染减至最低限度的日益严格要求会使得将净化室顶结构改变成一种齐平安装系统成为必要。布劳得、麦克赖-佩思公司（Brod  Moclung-Pace  Co.）曾介绍了一种如图2中所示的平顶系统，图2示出一种具有容纳灯座12的扩大通道11的加宽横构件10。一种胶体容道将HEPA过滤器14支承在位于通道11之上的位置上。佩思曾以这样一种方式将一个屏件15固定在过滤器14下面。它的特征是使在横构件下的涡流区16减小到齐平表面17的2英寸以内。正常情况下，涡流可扩大到3至4倍的栅格宽度。所建议与佩思设计有关的涡流的实际深度仅为在相邻过滤板间距的一 半。因此，4英寸的过滤板间隔距离就会产生2英寸深度的涡流区。虽然一个2英寸的涡流区可以体现出超过已有技术的一个改进，但是，对得到未来净化室系流的所要求的空气纯净水平来说，它还具有一个难以克服的限制。此外，这种佩思结构产生一个在顶下第一个7至8英尺不可消除的空气扰动新问题。这是从围绕着它们的屏周边的大开口处发生。这些很显然要产生足够的扰动以干扰沿这个基本长度方向的层流。

与佩思构形有关的一个另外区域是在横构件10之上设置胶体容道13。这种结构使得颗粒物质能在横向空间18内迁移。这不仅存在着污染泄漏到净化室的可能，而且它还使实际检测泄漏位置复杂化。的确，颗粒在逸出至净化室内前可以在交叉的通道内移动数米。虽然对这个逸出点的检测会是一个简单程序，但是孤立实际的内部泄漏源却会相当困难。

另一方面，在横构件的相对侧上设置相应胶体容道会加大滤板之间的分开空间至1英寸。这将趋向于使在传统顶结构下的涡流区在横梁下多延长3至4英寸。因此，工业界陷入一种摇摆两难的做法：（1）将胶体容道置放在横构件之上以使过滤板的分开间距变窄以及（2）将胶体容道安置在横构件底上以把来自在该顶结构中如开口室间18内流动迁移颗粒的污染减少到最小限度。没有一种选择能把污染颗粒的迁移缩小到所要求的最低限度。在一种情况中，迁移发生在顶支承系统的通道内。在另一个例子中，这种迁移是沿着一个位于净化室内横构件或灯架的下表面处的涡流延伸。

作为另一相关点，现还没有开发出合适的净化室顶固定附件的布置方式，它使无污染空气流得到最大限度的均匀性，同时又提供与常规净化室顶结构相容性，例如在过滤板底上带有下安装缘或刃的常规的HEPA过滤板。请注意，佩思“下悬挂”结构要求使用一种特殊的滤板14，它的安装缘15定位在过滤板的上部19上。这种常 规的下安装缘或刃结构的合用性不仅从建筑的经济性观点看很重要，而且带有下安装缘的常规过滤板提供一种在工业界中所熟悉和信赖的具有更好密封性的众所周知的优点。因此，与大家所了解和接受的过滤板结构相比，使用常规的HEPA过滤板就避免了必须使市场再认识并接受新过滤板结构的棘手问题。

还没有开发出这样一种通用于非净化室环境的顶内平齐照明的系统，例如隆塞思（Lonseth）的美国专利4，175，281，利珀斯考姆（Lipscomb）的美国专利3，173，616所述的那样系统。迄今为止，申请人意识到，还未研究出能满足净化室特殊要求的合适固定布置，包括使横构件下面涡流形成的消极影响减至最低限度而不产生强的紊流。

本发明的一个目的是通过产生较低的基本平坦的顶以使干扰减小到最低限度，过滤空气均匀地通过净化室。

本发明还有另一个目的是将净化室的全部照明固定架安置在顶结构的横构件内使基本平坦的室顶附近的各种小物品和晶片输送系统有地方安置。

本发明的再一个目的是提供一种齐平装设的顶结构，包括带有在过滤板下周边流动通道的扩散屏用以改善层流并使涡流形成减到最小程度。

上述这些和别的目的在净化室内的一个顶结构中得到实现，它包括有支承在一栅格支承结构的开口内的标准HEPA过滤板矩阵。在大致与HEPA过滤板向净化室内部暴露的表面平齐的栅格支承结构内每一开口的最低内周边附近联有一胶体容道。每一块HEPA过滤板包括有连接在HEPA过滤板的暴露表面附近的一个周缘或刃缘，还包括悬挂在胶体容道内与顶面水平大致对准的一个密封边。还提供装置用来在紧邻栅格支承结构下部和栅格结构的相应开口之间，冲出一个带有一用以消除颗粒污染的通道空气流的涡流空 间。

这些目的还在用以从紧靠横构件下的一个涡流空间去除颗粒料的方法中得到具体体现，这种横构件形成一个栅架矩阵支承在净化室围墙之上的HEPA过滤板。这个方法包括这样一些步骤：a）通过将HEPA过滤板的一周边支承缘放进连在横构件底侧的一个胶体容道支承槽内使HEPA过滤板悬置在栅格矩阵的开口内和横构件之间;b）把一个屏定置在HEPA过滤板下以形成屏和过滤板之间的集气室。c）围绕着屏的周边和在胶体容道支承槽之间形成一个倾斜的周边通道，所述通道引向在一个相邻横构件下的涡流;以及d）驱使空气通过HEPA过滤板并进入集气室，而空气流的主方向部分与通道对准并从斜通道通入涡流空间。

根据下面的详细说明结合附图对熟悉本技术领域的人来说，本发明的其他目的和特点将是越来越明显的。

图1示出一个净化室围墙的切开的透视图;图中表示一个带有根据本发明制造的带有一HEPA过滤板系统的齐平的照明安装顶;

图2表示已有技术结构的一横剖面，图中示出在一顶支承栅格的横构件下，涡流区发生的情况;

图3示出图1室顶的横构件的齐平结构的剖面，它是用于将HEPA过滤板与扩散屏组合固定于横构件的结构的放大视图;

图4为一替换实例示出横构件和连带的周边屏结构的剖面。

图1示出一个常用的围墙的净化室，包括地板结构20、侧壁21和顶部压力通讯系统22。地板结构20是一种使空气流能排出的栅格结构。这个空气流动可以或再循环通向压力通风系统或被排向大气中。虽然仅在一个栅格部分24上表示出开口23但应理角，在一般的应用中，所有的栅格部分都设有空气通风口以有助于获得从压力通风系统22向着并通过地板20的一种均匀层流的空气流动方式。

压力通风系统22和侧壁结构未详细示出，而仅仅表示可提供最大密封以达到所要求的净化室的状态的传统的围墙结构。这种闭合的结构可以由地面支撑或用其他方式悬置。压力通风系统22通过压力能风口25接收空气，通风口25可以在顶板26上也可在侧壁27上。为了简化起见，压力通风系统22内用于支撑和扩散空气的结构都未示出。例如，典型地会在压力通风系统内设置一折流板或其他空气分配结构以便在整个压力通风统的容积内提供空气压力的扩散。一个空气处理装置28连接于开口25并提供使压力通风系统增压的空气。此外，还有许多可以用传统的技术应用于根据本发明的净化室的空气控制系统。

一种齐平安装的顶结构30包括支撑在一栅格支承结构33的开口32内的一组HEPA过滤板31。组成净化室顶的栅格支承结构及其相联部件的详细构造则更清楚地表示在图3上。

横构件33形成一个栅格矩阵并提供支承整个顶结构30的承载部件，该承载部件包括悬置在栅格开口32内的HEPA过滤板。典型地说，组成栅格支承结构的这些横构件是刚性地交连、具有一种结构形状和支承图示顶结构承载能力的铝挤压制件。具体地说，在图3中示出的实施例提供了一种具有顶壁35和相对的侧壁36和37的横构件。这些侧壁向下延伸在该横构件侧壁36和37的最下部36a和37a间形成的一个胶体容道98。这些最下部36a和37a与底侧39和40及相对的侧壁41和42相连接。

相应地，这一胶体容道38与在栅格支承结构的各开口32的下部内周边附近的侧壁36和37整体挤压成形而结合于横构件的。胶体容道的构形和它在开口最下部内周边附近的定位使得与净化室的内顶齐平的构形得以实现。

胶体容道38的作用是提供用于容纳一种密封胶的沟槽，密封胶体则接纳支撑HEPA过滤材料45的周缘或刃缘44。这个周缘44 包括一个在顶水平面50靠近的悬置在胶体容道内的密封边46。

在最佳实施例中，内、侧壁36a和37a形成各侧壁36和37的一个垂直延伸部并提供用于整体连接底侧39、40和其余侧壁41和42的安装底部。这些其余的侧壁41和42将在以后称作斜侧壁，其原因下文将予以说明。

该斜侧壁41和42确定了一个用于栅格支承结构的各开口32的内周边。具体地说，倾斜侧壁41和42不仅为胶体容道38提供了封闭结构，而且还提供了一个从侧壁48顶缘向侧壁49的底边倾斜的壁面47，在其上，各相应侧壁41和42与底侧39和40就在此底边处交界。正是这个倾斜结构为涌出一涡流空间或区域（下文称涡流）51的手段。如前所指出的，这个涡流形成于紧靠栅格支承结构的下面和栅格结构各开口之间形成，由于挤压成形的铝支承结构的不透气性不发生向下的空气流。

倾斜侧壁面47的具体作用为提供产生一股向着涡流51的空气流52，它有效地把颗粒物质随同通过各栅格开口产生的其余空气流吹成所要求的层流，该侧壁面47的倾斜程度使它向下延伸入涡流区51。

倾斜侧壁41和42提供了一个从过滤板来的空气流的重要并且是主要的导向部件。在一些常规的系统中，空气是从过滤板向下引导，或直接进入净化室或通过一个扩散屏。虽然在常规系统中会在横构件的下部伸延出某些空气的横向运动，但仍维持相当大的涡流，俘获最终能污染净化室中所制造的重要物品的细小颗粒物质。

胶体容道的倾斜侧壁提供了基本上平行于主要的引导部件的部分横向移动途径和通过它将过滤空气导向涡流区。过滤空气还会以高速度运动，使它通过底侧39和40的产生一个把空气直接吸进涡流区（见线53，图3和4）的临界低压区，结果便可大大地增加能涌出颗粒料的涡流区的吹扫效果。这与从过滤板或通过一个屏部分地 分散成涡流，但没有任何显著的低压作用来最大限度地增大这一涌出作用的空气流恰成对比。

因而使用一种扩散屏的最佳实施例中，屏的结构60是将其周边做成类似和相对的斜壁61的形状，其作用是将空气流52从过滤板引向倾斜侧壁并进入涡流区。

在图1和3中标号为60的这种屏的具体结构如下所述。屏的大平面部分61具有一种加强排出空气过滤板空气的层流流动的均匀散布穿孔。这个平面部分与具有类似作用的常规扩散屏并无不同。这个平面部分基本上与顶的水平面齐平，也与栅格支撑结构的底侧相一致。

从图1可以注意到，在该顶部内的每个栅格部分包括看上去是一个代表由倾斜侧壁41和42及屏件60的倾斜周边之间所确定的空气流动通道52的围绕槽64部分。具体地说，这个屏周边包括一个从屏向上延伸其形状是将空气流从滤板沿着并引入倾斜侧壁41和42的第一周缘61。在本较佳实施例中，屏件的这个周缘以一个与倾斜侧壁41和42相同的倾斜角度倾斜。如图1中所示，在这两构成部件间形成的通道给出了前面指出的围绕各屏件的开槽通道的外形。从这个通道发散出的空气流流进该涡流区51中，把颗粒料吹扫开并减少涡流的发生。

用于这种气流通道的倾斜角度范围根据横构件和下面的涡流区51的宽度而变化。相对于垂直轴线的一般较佳范围在40度至70度之间，而较佳的倾斜角度约在50度至60度之间。这个角度范围由标号65表示。

是用一第二周缘67相对于胶体容道和过滤支撑结构66安置，形成一个“Z形结构。这个第二周缘67从该第一周缘横向地延伸，以提供一个可用一钳夹或其他可移去的固定装置与过滤器支撑结构66相连的支承平板。这就能使屏以与顶平齐的关系悬在栅格支承结 构上大致处在室顶水平面50上，并能从过滤板的室侧取下。

可通过第二周缘上的各开孔68使空气流进入胶体容道和屏间的流道。一般地说，这些开口提供喷嘴效应，具有比穿过各屏的一般表面的穿孔更大的空气流量，有利于通过流道的较高速空气流，从而产生一个将空气流吸进涡流区低压区。由于这一空气流膨胀进入这个涡流区内，其空气速度减小，使它能呈现与由顶的扩散屏向地面的一般空气层流相一致的层流速度。现已注意到，可以调节通过通道的流速使之与一般层流流速相匹配并还解决了大部分的涡流问题。这就有利于最大限度地减少紊流，否则，如果在横构件下的空气流速超过一般层流流速很多的话，就会形成这种紊流。

使用通过第一周边的开口70可以将附加的横向力提供给这个空气流。在屏起作用形成过滤板45和穿孔屏材料60之间的一个集气室时，一个比净化室内的压力较高压力便实现了。这个较高压可以用来引导横向空气流通过第一周缘和它的开口70，从而加强向内的流型52，不然它是由横构件下的低压区效应产生的。根据本实施例，横向空气流供入流道内并一步将这个空气流导向涡流区。此外，通过第一周缘的开口尺寸将取决于在胶体容道和扩散屏的第一周缘间流动的空气流所要求的偏移程度，据信，第二周缘上的开口一般大于第一周缘上的来保证空气流的适当速度产生把空气流吸入紧邻于横构件下的涡流中所要求的低压区效应。

对于熟悉本技术领域的人员来说，很明显，可以开发用于该第一和第二周缘61和67有别于图3所示Z形的其他几何形状。例如，图4示出了一个折角Z构形的周边壁结构73。这个折角Z构形是在穿孔屏71的底上形成并连接在基本上与胶体容道的斜壁74平行的第一屏周壁72上。第一周壁72和斜壁74之间的空间形成了如前面讨论的流道。其余的折角Z结构包括由与通过倾斜流道的空气流76的方向大致垂直的一个上斜坡所组成的部分屏壁75。该上斜坡75 包括足够大小和孔形的开孔78，可提供进入该倾斜流道的一个较流经穿孔屏71并进入净化室的更高的空气流量。这些开孔可以是类似于如图3中标号68的拉长椭圆形的，或者可以是能在接横构件81及连接的灯架82和盖板83的下方建立低压区80所要求的空气流速的别种的几何形状。可以看到在图4中所示的实施例使得第二倾斜周侧壁72和上斜坡间有近似的垂直关系。此外，这第二斜侧壁72可以有穿孔，用来提供使空气流进一步向低压区80推进的横向力。

折角Z形周边结构的最后部分包括结合在上斜坡75的另一边处并从那里横向伸出的一周边支承缘85。这个周边支承缘的形状作成用来接在HEPA过滤板的周边支撑结构86上。这种连接可以采用一钳夹（未图示）或别种可移去的固定机械装置。

正如在图3中所示的前面的实施例那样，这种结构可用来在HEPA过滤板下和在屏71之上的空间内形成一个集气室。这个集气室配同周缘结构72和75以及开孔78，把具有足够速度的空气流引向涡流空间以产生将空气流吸过在横构件81下涡流区的所要求的低压区80。

表示本发明的各种实施例的这些代表性结构可以用作从紧邻于33和81下方的涡流空间中消除颗粒粒料的部分方法，而横构件33和81形成用于在净化室围墙之上支承标准HEPA过滤板的一个栅格矩阵。这种方法包括的步骤：首先，通过把HEPA过滤板的一周边支承缘或刃缘47和90安放在连接于横构件底侧上的胶体容道支承槽38和91内，将HEPA过滤板悬置和密封在横构件33和81间的栅格矩阵的开口32和88内。下一步骤包括将屏71定位在HEPA过滤板下以形成屏和过滤板间的集气室。其次，在屏73的周边和胶体容道支承槽钢91形成一倾斜的周边通道，该倾斜的周边通道引向相邻横构件下的涡流区。通过将空气强制吹过HEPA过滤板并进入集气室来完成方法，空气流的主导向部分对齐通道并从倾斜通道 进入涡流空间。

应该理解，本说明书中所提出的这些具体实施例和方法的揭示并不是要对本发明的范围的限制，本发明的范围是在下述的权利要求书中予以阐述。