초록 ▼

1. 최종목표
소형 진공펌프에서 다이아프램을 구동하는 스트로크(stroke) 길이와 토출량에 영향을 미치는 펌프 챔버의 사이즈 변화를 통해 유축기의 원활한 유축을 위한 진공 흡입력을 구현하며, 전력소모가 적고 휴대가 간편하도록 건전지로 구동할 수 있는 소형 진공펌프를 개발하고자 한다.
2. 개발내용 및 결과
유축기는 수유부, 펌프, 젖병부분으로 구성되어 있다. 특히 펌프 부분의 경우, 유 축기의 원활한 유축을 위해서는 진공 흡입력이 250 mmHg ~ 400 mmHg가 되어야 한다. 현재 시판되고 있는 국산품이나 수

1. 최종목표
소형 진공펌프에서 다이아프램을 구동하는 스트로크(stroke) 길이와 토출량에 영향을 미치는 펌프 챔버의 사이즈 변화를 통해 유축기의 원활한 유축을 위한 진공 흡입력을 구현하며, 전력소모가 적고 휴대가 간편하도록 건전지로 구동할 수 있는 소형 진공펌프를 개발하고자 한다.
2. 개발내용 및 결과
유축기는 수유부, 펌프, 젖병부분으로 구성되어 있다. 특히 펌프 부분의 경우, 유 축기의 원활한 유축을 위해서는 진공 흡입력이 250 mmHg ~ 400 mmHg가 되어야 한다. 현재 시판되고 있는 국산품이나 수입품 모두가 소형 DC 모터로 작동하는 휴대용 유축기로서 진공 흡입력이 200 mmHg 이하에 불과하여 유축기로서의 기능을 발휘하지 못하고 있으며, 모유 수유 시 통증을 유발하지 않는 범위 내에서 흡입력을 확보해야 하기 때문에 흡입력의 제어또한 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 최대 진공압력 발생할 때 다이아프램 (diaphragm)이 받는 응력 (stress)과 변위 (strain)에 대한 값을 ANSYS 프로그램을 이용하여 수치해석을 수행하여 다이아프램의 내구성을 파악하였다. 최적의 진공압력을 구현하기 위하여 실험 변수로서 모터와 다이아프램을 연결하는 편심축의 스트로크 길이를 3 mm부터 5.5 mm까지 5 mm 단위로 설정하여 제어 회로에 의한 각 단계별로 압력분포를 측정하였다. 또한 편심축과 모터 회전축의 공차로 인한 공회전 발생 문제를 해결하기 위하여 편심축에 홀(hole)을 만들어 암나사를 이용하여 모터축을 완전히 고정시킴으로서 공회전으로 인한 동력 손실을 방지하였다. 9V DC 모터를 사용하여 전력 소모를 절감시켰으며, 유축 시스템에 micom 제어 방식을 적용한 제어회로를 설계하여 각 단계별로 유축을 조절할 수 있는 인체 공학적인 제어를 할 수 있게 하였다. 이로 인하여 소형 유축기 펌프의 압력분포가 기존의 유축기에 사용하던 펌프의 압력분포와 유사한 파형을 나타내었으며, 진공 흡입력을 크게 개선할 수 있었다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
펌프의 구조를 소형, 경량화 함으로서 자원소모의 감소 및 흡입 기능을 사용하는 의료기기에 다양한 형태의 파급 효과를 기대할 수 있다. 또한 소형 펌프는 수입 의존도가 높기 때문에 수입 감소 효과도 기대할 수 있다.
○ 경제적 성과
고기능 저가격의 제품을 개발 출시함으로서 수입 감소 및 수출 증대 효과를 기대할 수 있고, 특히 모유 수유율이 80%이상인 북미, 유럽지역에서는 당사에서 새로 개발하고자 하는 휴대용 유축기의 시장 점유율이 50% 이상으로 알려져 있어 수출증대 수입 감소 효과가 상당할 것으로 판단된다.
○ 활용성과
신생아를 건강한 아기로 성장시키기 위해서는 분유 대신 모유를 먹여야 한다는 것은 학계의 정평이다. 현재 우리나라의 모유 수유율은 20% 수준으로 매우 낮다. 따라서 고성능 저가격의 제품을 출시함으로서 소비자의 구매력은 향상된다. 한국 모유수유협회, 산부인과 협회 등 관련 단체와 연계하여 우리나라의 모유 수유율을 향상시키는데 기여하고자 한다.
4. 향후추진계획
개발된 진공펌프 모듈을 이용하여 소형 유축기를 제품화하기 위한 유축기 외형 디자인을 선정하고 모터를 구동시키는 micom 제어 방식의 회로를 소형화·단순화하여 제품에 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 할 것이다.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 최종보고서 제출서 ...2
• 참여기업 최종보고서 제출내역 ...3
• 사업비 사용실적보고서 ...4
• 개발결과의견서 ...9
• 최종보고요약서(초록) ...10
• 목차 ...12
• 제 1 장 서론 ...14
• 제 1 절 기술개발의 개요 ...14
• 1. 개발대상기술의 개요 ...14
• 2. 기술개발의 필요성 및 중요성 ...15
• 3. 국내.외 관련 기술의 현황 ...16
• 제 2 절 기술개발의 목표 ...17
• 1. 개발목표 ...17
• 2. 개발내용 ...17
• 3. 개발방법 ...17
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ...19
• 제 1 절 관련 이론 ...19
• 1. 진공펌프의 개요 ...19
• 2. 진공펌프 분야 ...19
• 3. 진공펌프 성능 평가 ...20
• 4. 저진공 펌프의 운전 특성 ...21
• 제 2 절 연구 내용 및 방법 ...24
• 제 3 절 실험적 연구 ...25
• 1. 실험 모델 ...25
• 2. 실험 장치 ...25
• 3. 실험 방법 ...30
• 4. 실험 결과 ...31
• 제 4 절 수치적 연구 ...38
• 1. 수치해석 방법 ...38
• 2. 계산영역 및 경계조건 ...38
• 3. 지배방정식 ...40
• 4. 수치해석 결과 ...43
• 제 3 장 사업 성과 ...46
• 제 1 절 기술적 성과 ...46
• 제 2 절 경제적 성과 ...46
• 제 3 절 학문적 성과 ...46
• 제 4 장 결 론 ...47
• 참고문헌 ...48
• 부 록 1 소형 pump module 구성 제품 도면 ...49
• 부 록 2 휴대용 유축기 시작품 사진 ...55