专利名称：洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，更具体而言，涉及将可精细喷雾水粒子的喷嘴直接设置于洁净室内部，并将用于监视/控制洁净室湿度变化的探测湿度传感器设置于洁净室，且构成可控制上述组件的控制部，用以根据目标湿度维持洁净室内部湿度的洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统。
背景技术：
首先，洁净室是指使一定空间内空气中的浮游粒子具有规定粒径、规定数值以下的清洁度，通过供应工具维持供应至在上述空间生产的材料、药品、气体、水等的规定的清洁度，并对温度、湿度、压力、气流、噪音、振动等环境条件进行管理的空间。为维护上述洁净室，需要(1)向洁净室内部吹送洁净空气；(2)维持洁净室内部所需的温度、湿度及室内压力；C3)防止微粒流入洁净室内部；(4)防止洁净室内部产生微粒；(5)防止微粒积累于洁净室内部及发生时迅速去除。为维护上述洁净室需使用空气调节器，而上述称之为空气调节器的装置的作用包括两个方面首先，使洁净室内部的压力维持高于外部压力的状态，从而防止异物流入，起到维持正压的作用；其次，为针对外部温度、湿度变化(四季、干季、雨季)始终维持洁净室内一定的温度和湿度，起到使供应至洁净室内部的空气始终维持一定的温度和水份量的作用。一般而言，加湿是指向空气中增加水蒸气等提高湿度的作用，而加湿方式大致分为蒸汽加湿、蒸发加湿、水喷雾加湿等。蒸汽加湿方式是对水进行加热产生蒸汽形式的相变化之后，喷雾至空气中获得加湿效果的方式，具有因其热函高，容易吸收至空气中的优点，设置空间制约少，广泛用于大规模加湿设备设施，但具有内能源消耗大的缺点。蒸发加湿方式是通过在空气流动中设置浸渍过水的吸收性高的纤维或填充材料， 从而使水分蒸发的方式，有使旋转体的一部分在连接于水的状态下旋转，从而使水蒸发的旋转式；利用毛细管的毛细管式；及向加湿填充材料上部撒水并使空气通过的点滴方式等，虽然设置于空气调节器内部使用，但不利于大规模加湿控制，需要加热能源，因此只有在有废热时才能使用。水喷雾加湿方式是直接将水喷雾至空气中的方式，通过将雾化的水喷雾至空气中，获得加湿效果及隔热冷却效果的方式，有利用电动机高速旋转的离心方式；利用喷嘴喷雾的方式；及使用利用水晶振荡器的超声波发生器向空气中放出微粒的水粒子的超声波方式等。水喷雾加湿方式虽然是精细喷雾水粒子，但为了吸收至空气中，需要一定量的汽化热，具有其吸收时间长于蒸汽加湿的缺点，因此，在用于洁净室内部时，未汽化的水粒子将弄湿天花板过滤器导致污染。另外，考虑到其经济性，大多用于家庭等小规模加湿。在上述加湿方式中，考虑到需确保大容量加湿量、维护的便利性及加湿的可靠性， 一般用于洁净室的加湿方式是空气调机器内部的蒸汽加湿方式。如图1所示，用于蒸汽加湿的空气调节器30，包括各设置于空气调节器入口和出口的用于去除空气中异物的各种类型的过滤器33、38 ；为冬季取暖和加湿连接于锅炉32的取暖线圈35和用于加湿的加湿器36 ；为夏季的降温和减湿连接于冷冻机31的冷却线圈34 ；送风机37 ；从而到了冬季，通过启动锅炉32利用取暖线圈35进行热交换，并通过启动加湿器36向洁净室内供应经加湿的空气的结构，但因为燃料费的上升，加湿器的锅炉32的加热负荷需要高昂的运行费用。上述蒸汽加湿方式存在产生蒸汽需消耗大量费用的问题。另外，因采用在空气调节器30内部进行集中控制的方式，因此，不利于在洁净室内部维持不同区域的均勻湿度分布，不能均勻控制洁净室内部的不同区域的湿度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，其通过按不同控制组设置容易向流动于洁净室内部的循环空气进行精细喷雾的加湿喷嘴，从而可精确喷雾不同控制组所需的水分，实现稳定的水喷雾方式加湿控制，而且通过在洁净室的风道区间设置水喷雾加湿部，确保足够的吸收距离，防止水粒子弄湿天花板过滤器的现象，另外，通过细分各加湿部，使不同控制组加湿部各自控制湿度，实现各加湿部对不同控制组的目标湿度。本发明的另一目的在于，提供一种洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统， 其在需精确控制温湿度的洁净室中，通过直接喷雾水同时满足冷却空气和加湿的目的，而且通过优秀的目标控制性能实现高效率。为了达到上述目的，本发明提供一种洁净室水喷雾加湿控制系统，包括湿度探测传感器，在洁净室内精确掌握不同控制组所需水份量；水喷雾加湿部，设置于洁净室内，并为将所需水分量精确汽化加湿至洁净室内而喷雾微粒状态的水；供水管道及压缩空气管道，向水喷雾加湿部供应水和空气；控制部，基于上述湿度探测传感器的信号并通过微处理器的计算，计算出今后湿度变化，从而快速达到目标湿度。为达到上述目的，本发明提供一种洁净室水喷雾加湿控制方法，包括通过设置于各控制组内的湿度传感器，识别流入洁净室内控制组的循环空气的湿度变化的步骤；将上述湿度传感器识别的湿度传送至各控制组的控制部的步骤；基于传送到的信号由控制部进行计算，判定对控制组的加湿与否的步骤；根据加湿要求启动加湿部供应雾化的喷雾水的步骤；上述按不同控制组的湿度信息被中央计算机接收及控制的步骤。本发明洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，探测洁净室的湿度，当洁净室内的湿度下降需加湿时，利用加湿喷嘴将所需加湿量直接精细喷雾至洁净室，从而可直接控制洁净室内的湿度，较之现有蒸汽加湿方式，可迅速稳定地控制洁净室内的湿度，除利用喷雾水的加湿效果之外，还可获得冷却效果，因此，具有节省加湿所需的锅炉运营能源费用，减少冷冻机的负荷的效果。
图1为现有蒸汽加湿方式的洁净室概略示意图；图2为本发明水喷雾加湿方式的洁净室概略示意图；图3为设置本发明洁净室水喷雾加湿控制系统的工厂洁净室概略平面图4为本发明洁净室水喷雾加湿控制系统的控制结构图；图fe为本发明水喷雾方式加湿部整体组装图；图恥为本发明水喷雾方式加湿部分解示意图；图5c本发明水喷雾方式文丘里流量计加湿喷嘴的概略运行剖面图；图5d为本发明水喷雾方式加湿部的挤出成型的歧管剖面图；图k为本发明水喷雾方式加湿部的水位储水槽剖面图；图6a、6b为本发明第二实施例的应用加压式喷嘴的加湿部示意图，喷嘴关闭时和水喷雾时的纵向剖面图；图7a、7b为现有洁净室内湿度变化曲线图和本发明实施例洁净室内湿度变化曲线图；图8为本发明洁净室水喷雾加湿控制方法流程块图。
具体实施例方式下面，结合附图对本发明洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统进行详细说明。在此之前，用于本说明书及权利要求书的术语和单词，其解释不能遵循通常或词典中有限的意思，而发明人为用最佳方式说明自己的发明，原则上可适当地定义术语的概念，从而需用符合本发明技术思想的意思和概念来解释。因此，本说明书中的一实施例和示于附图的结构仅为本发明一较佳实施例，而非代表本发明的全部技术思想，因此，需理解为有各种替代上述实施例的等价物和变形实例。根据设置于洁净室内部的生产设备的发热量或设置各种装置所导致的气流变化， 在洁净室内部循环的空气的温度按不同区域具有一定的偏差。这样的温度不均衡将利用设置于风道区间的干燥冷却线圈40控制，上述干燥冷却线圈40在风道区间按一定间隔细分控制组进行控制和管理，而上述干燥冷却线圈40 —般为散热管形式的热交换器，起到与经过干燥冷却线圈的空气接触，对空气进行等湿冷却的作用。本发明洁净室水喷雾加湿控制装置及加湿控制系统，与上述干燥冷却线圈的温度控制组构成一个控制组，从而按洁净室内的不同控制组实现通过干燥冷却线圈的目标温度控制，及通过本发明的目标湿度控制，并通过扩大上述小规模控制组，对整体洁净室统一维持一定的目标温度和湿度。本发明洁净室水喷雾加湿控制方法，包括通过设置于控制组内的湿度传感器，识别流入洁净室内控制组的循环空气的湿度变化的步骤；将上述湿度传感器识别的湿度传送至各控制组的控制部的步骤；基于传送到的信号由控制部进行计算，判定对控制组的加湿与否的步骤；根据加湿要求启动加湿部供应雾化的喷雾水的步骤；上述按不同控制组的湿度信息被中央计算机接收及控制的步骤。下面，结合附图对本发明实施例进行详细说明。如图2至图4所示，本发明第一实施例水喷雾加湿控制系统A，用以控制洁净室50 内的循环空气湿度，而上述洁净室50右多个小控制组C构成。虽然有大小的差别，但在本实施例中，各控制组C的风道长度约为IOm左右，而根据洁净室的整体规模，上述控制组C 根据大小延长数个或数十个形成一个整体洁净室50。
按各控制组C，通过湿度传感器22识别流入控制组C内的洁净室的循环空气的湿度变化之后，将识别的湿度量传送至控制部21，而上述控制部21基于识别的湿度变化输出计算结果，以快速达到最佳目标湿度条件，从而通过加湿部10精确供应控制组C内不足的水分，其中，控制部21和加湿部10为其核心。如图4所示，上述控制组C的控制部21与相邻控制组C的控制部21相连，以便交换控制信号，而各控制部21连接于中央计算机B，从而使上述中央计算机B掌握各控制组C 的实时湿度状态变化，并对各控制部进行个别管理。本发明第一实施例水喷雾加湿控制系统A，包括加湿部10，设置于风道区间41 ； 湿度传感器22，监视洁净室的湿度变化；控制组C，设置有控制部21，其接收湿度传感器22 的输出信号并指示洁净室50内的加湿部10的加湿工作与否；中央计算机B，连接于上述控制组C的各控制部21。上述加湿部10，在洁净室内部设置于各控制组C的风道区间41，直接利用喷嘴对水进行雾化及喷雾，从而实现完全的汽化，而且最大限度地减少结构物所造成的冷凝形象， 最大限度地确保汽化距离。上述加湿部10，包括喷嘴18，完成对水的雾化及喷雾；歧管11，供应喷嘴的压缩空气和水；水位储水槽13，维持水的一定高度；电磁阀14，根据控制部21的信号重复开闭动作；及各喷雾水供应管和压缩空气供应管16、17。在本实施例中，在各加湿部10设置有5个喷嘴18。上述喷嘴选用根据压缩空气抽吸喷雾水进行喷雾的混合方式喷嘴18。另外，在歧管11的一面，设置用于保存喷雾水的水位储水槽13。上述设置有多个喷嘴18的歧管11，可利用铝挤出成型而成，并根据需要切断为一定长度使用之。如图5d所示，上述歧管11的剖面，由喷雾水供应管Ilc和用于供应压缩空气的压缩空气供应孔Ild形成一体，另外，由主体Ila和罩子lib构成，而且从侧面插入罩子lib来完成组装。主体和罩子之间的空间lie，插入用于向电磁阀供应电源的电线。图k为用于本发明的水位储水槽13。储水槽大致由储水槽盖13a、气鳔1 及储水槽主体13c构成。在储水槽盖13a上部，连接用于供应水的水供应管13h，向下方贯穿形成供应所供应到的水的水延长孔13g，而在上述水延长孔13g的下端，有柔软橡胶材质的水流出孔13i。针阀导引部件13e围绕针阀13f，并导引针阀13f的上下运动。气鳔1 设置于上述储水槽盖13a和储水槽主体13c内部，而装有空气的气鳔1 和针阀13f相接触。上述储水槽13，在没有喷嘴喷雾时，针阀13f受气鳔1 浮力向上顶，堵住水流出孔13i，从而没有水的供应；而在水通过喷嘴喷雾时，气鳔1 和针阀13f向下移动，开放水流出孔13i， 从而通过其间的缝隙供应水。通过上述原理，可始终维持一定的水位，而且供应相当于所喷雾的量的水。上述加湿部10设置于风道区间41，从而容易确保喷雾水精细喷雾之后直至完全汽化所需的最少細以上的距离。如图6a、6b所示，本发明第二实施例应用加压方式的加压喷嘴。上述方式的喷嘴， 可将供水管直接连接至加湿部10'，与应用于第一实施例的喷嘴方式不同，无需水位储水槽的作用，从而简化加湿部10'结构。应用于上述第二实施例的加压方式喷嘴50，在其中央设置通过弹簧51上下驱动的针52，其一侧连接设置有电磁阀14’的压缩空气管17’，另一侧连接水供应管16’，从而在电磁阀14’阻止压缩空气时，因针52被弹簧51弹性支撑至前方，从而关闭孔56，但在电磁阀14’开放压缩空气管，则压缩空气流入喷嘴的通孔部57，致使针52后退，从而开放孔56 并喷射水，与此同时，通过压缩空气的喷射，使水变成液滴状态喷射。上述加压部10’无需文丘里流量计方式喷嘴必需的水位储水槽I3的功能，可简化加湿装置结构，实现更为经济的装置结构。在上述第二实施例的结构中，给与第一实施例的结构相同的部分标注上标符号。图fe为本发明一实施例洁净室内水喷雾加湿控制装置的概略示意图。本发明一实施例加湿控制装置10，包括控制部21，具备由微处理器和各种输出入端子构成的控制面板；湿度传感器22，设置于上述洁净室内；及加湿部10，根据上述控制部21的命令喷射喷雾水。控制部21的微处理器21a，对从湿度传感器22输入的表示湿度值的电信号进行计算，以进行比例、积分、微分的P、I、D控制。PID控制是指比例控制、积分控制及微分控制， 为使控制结果快速达到目标值所进行的控制方式，是通常广为使用的方式。另外，除在微处理器21a中的计算之外，还包括输出控制功能，将计算结果值细分为5个步骤，并向作为驱动装置的电磁阀14传送电输出。在本实施例中，只将计算结果分为5个步骤，但若将进一步细分至数十乃至数百个步骤，则更提高湿度控制性能。湿度传感器22选用作为用电气方式测量湿度的传感器元件的相对湿度传感器或露点温度传感器，可选用电阻式或电容式的任何一种湿度传感器，只要是市面上销售的产品即可。众所周知，电磁阀14为电气运行的装置，用于完全关闭或完全开放流体或气体的流动，一般作为手动阀门的替代品，在需要远程控制的场合使用。若通上电，则电磁线圈将产生很强的磁力并抬起钢制柱塞，以开放平时关闭的阀门的孔，使液体或气体流动。图8为本发明一实施例水喷雾加湿控制方法流程块图。从流程中可知，利用湿度传感器22探测洁净室的当前湿度状态并以电信号方式提供。接着，以上述当前湿度值和预设的目标设定值，由控制部21的微处理器21a进行比例、积分、微分的PID计算并输出计算值，以便快速稳定地达到目标湿度。之后根据上述计算结果的输出范围分为5个步骤向电磁阀输出电信号。需要调节湿度时，根据计算结果输出的大小，开放电磁阀14启动加湿喷嘴并开始供应水分；而不需要调节湿度时，关闭电磁阀14约束加湿喷嘴的运行，阻止水分供应。这样最终通过设置于洁净室内部的加湿部10的加湿喷嘴18控制水分供应，维持洁净室所需的湿度条件。上述控制计算，可根据微处理器的性能，一秒钟进行数次乃至数十次。基于上述过程，在实际洁净室中设置本发明测试设备并实施了约一个月的性能评估，其结果用图7a和图7b的湿度变化来表示。上述测试在目标湿度为50%的洁净室中实施，而如图7a和图7b所示，相对湿度的测量传感器为相同相对湿度传感器，在不改变传感器位置的情况下，测量不同加湿方式的相对湿度变化。图7a为现有蒸汽加湿方式的湿度变化曲线图，横轴为时间(从12. 15日至12. 22 日)，纵轴为相对湿度。这样，现有相对湿度变化，表现出在50 55%范围的约5%之内发生偏差并加以控制的变化曲线。图7b为应用本发明洁净室水喷雾加湿方式的洁净室内相对湿度变化曲线图，从 12.22日至次年的1.14日之间进行了测量。如曲线图所示，相对湿度在50 51%之间的约范围内表现出稳定的湿度变化。因此，本发明水加湿方式较之现有方式，可稳定控制湿度变化，而且通过直接的水喷雾，获得节省能源和等湿冷却效果。
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因此，本发明洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，可根据洁净室内部环境或区域的差异，设置各种相对湿度目标，从而维持所需相对湿度。工业实用性本发明洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，可视为在一般制造工艺中反复制造相同产品，并利用所制造的产品反复执行控制方法，因此，是具备工业实用性的发明。
权利要求
1.一种洁净室水喷雾加湿控制方法，包括各控制组通过湿度传感器，识别循环空气的湿度变化的步骤；将上述湿度传感器识别的湿度传送至控制部的步骤；基于传送到的信号由控制部进行计算，判定加湿与否的步骤；根据加湿要求启动加湿部供应雾化的喷雾水的步骤；上述按不同控制组的湿度信息被中央计算机接收的步骤。
2.一种水喷雾加湿控制系统(A)，包括加湿部(10)，设置于风道区间；湿度传感器(22)，监视洁净室的湿度变化；控制组 (C)，设置有控制部(21)，其接收湿度传感器02)的输出信号并指示洁净室(50)内的加湿部(10)的加湿工作与否；中央计算机(B)，连接于上述控制组(C)的各控制部；其中，上述加湿部(10)，包括文丘里流量计方式喷嘴(18)，完成对水的雾化及喷雾； 歧管(11)，供应喷嘴的压缩空气和水；水位储水槽(13)，维持水的一定高度；电磁阀(14)， 根据控制部的信号重复开闭动作；及各喷雾水供应管和压缩空气供应管(16、17)。
3.根据权利要求2所述的水喷雾加湿控制系统，其特征在于上述加湿部(10，10’)，包括加压方式加湿喷嘴(19)，完成对水的雾化及喷雾；歧管 (11)，供应喷嘴的压缩空气和水；电磁阀(14)，根据控制部的信号重复开闭动作；及各喷雾水供应管和压缩空气供应管(16、17)。
4.根据权利要求2所述的水喷雾加湿控制系统，其特征在于上述歧管(11)，可挤出成型而成，并根据需要切断为一定长度使用之，而上述歧管(11)包括由喷雾水供应孔(Ilc) 和压缩空气供应孔(Ild)形成一体的主体(11a)，及可与上述主体(Ila)组装而成的罩子 (Ilb)0
5.根据权利要求2所述的水喷雾加湿控制系统，其特征在于在储水槽(13)的上部， 连接用于供应水的水供应管(Hh)，向下方贯穿形成供应所供应到的水的水延长孔(13g)， 而在上述水延长孔(13g)的下端有水流出孔(13i)，包括由针阀导引部件(13e)和针阀 (13f)构成的储水槽盖(13a)、气鳔(13b)及储水槽主体(13c)构成。
6.根据权利要求2所述的水喷雾加湿控制系统，其特征在于为便于对加湿喷嘴的个别控制，在加湿喷嘴的压缩空气供应管，设置控制用电磁阀(14)。
全文摘要
本发明涉及洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统，涉及将可精细喷雾水粒子的喷嘴直接设置于洁净室内部，并将用于监视/控制洁净室湿度变化的探测湿度传感器设置于洁净室，且构成可控制上述组件的控制部，用以根据目标湿度维持洁净室内部湿度的洁净室水喷雾加湿控制方法及加湿控制系统。探测洁净室的湿度，当洁净室内的湿度下降需加湿时，利用加湿喷嘴将所需加湿量直接精细喷雾至洁净室，从而可直接控制洁净室内的湿度，较之现有蒸汽加湿方式，可迅速稳定地控制洁净室内的湿度，除利用喷雾水的加湿效果之外，还可获得冷却效果，因此，具有节省加湿所需的锅炉运营能源费用，减少冷冻机的负荷的效果。
文档编号F24F6/14GK102200334SQ20101014896
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者庾炳玉, 李敬洙, 李玧洙, 白泳兑 申请人:元邦Tech株式会社