다단 원심 송풍기는 여러 개의 임펠러를 직렬로 연결하여 높은 전체 압력을 얻는 구조의 송풍기로, 광산용 환기와 가스 이송, 공정 가압 설비에서 널리 사용된다. 단일 임펠러로는 얻기 어려운 높은 압력을 단계적으로 올릴 수 있기 때문에, 긴 덕트와 복잡한 환기 네트워크를 가진 갱내에서 안정적인 풍량과 압력을 공급하는 데 유리하다. 또한 가스 압축과 연소 공기 공급, 집진 설비 전단 등에서도 다단 구조의 강점을 발휘한다.
다단 원심 송풍기의 가장 큰 특징은 각 단의 임펠러가 순차적으로 공기에 에너지를 전달한다는 점이다. 첫 번째 임펠러에서 속도 에너지와 압력이 일정 부분 상승하고, 이어지는 두 번째와 세 번째 임펠러에서 다시 추가로 상승하면서, 최종적으로 매우 높은 전체 압력을 얻을 수 있다. 이 과정에서 각 단 사이에는 유로를 정렬하고 회전 성분을 줄이는 고정 날개와 케이싱 구조가 배치되어, 손실을 최소화하면서 효율을 높인다.
광산 환기에서 다단 원심 송풍기를 사용할 때는 설계 압력과 풍량, 가스 온도와 성분, 분진 농도를 종합적으로 고려해야 한다. 고압 운전이 많기 때문에 케이싱과 임펠러의 강도와 재질이 중요하며, 부식성 가스나 습기가 많은 환경에서는 내식성 재질과 보호 코팅을 적용해야 한다. 또한 베어링와 축계에 가해지는 하중이 크므로, 윤활과 냉각 시스템을 적절히 설계하고 정기적인 진동 점검과 온도 감시를 실시해야 한다.
다단 원심 송풍기의 운전과 제어에서는 안정성과 효율을 동시에 고려해야 한다. 고압 운전 중 급격한 유량 변화나 덕트 밸브의 과도한 조작은 소음과 진동, 서징 현상을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위해 정해진 범위 안에서 점진적으로 운전 조건을 변경하고, 필요에 따라 최소 유량을 유지하는 우회 라인과 안전 장치를 설치한다. 인버터 제어와 함께 사용하면, 실제 환기 수요에 맞춰 회전수를 조절하면서 효율을 높이고 에너지를 절감할 수 있다.
유지보수 측면에서 다단 원심 송풍기는 정기적인 점검과 기록 관리가 특히 중요하다. 임펠러 마모와 균열, 축 정렬 상태, 베어링 소음과 진동, 누설과 오염 상태 등을 주기적으로 확인하고, 이상 징후가 발견되면 계획 정지 기간에 맞춰 부품을 교체하는 것이 좋다. 이러한 체계적인 관리를 통해 다단 원심 송풍기의 높은 압력과 성능을 오랜 기간 안정적으로 유지할 수 있으며, 광산용 환기 시스템 전체의 신뢰성과 안전성도 함께 향상된다.
다단 원심 송풍기를 도입할지 검토할 때는 단순한 설비 가격 비교를 넘어서 전체 환기 시스템 관점에서 판단해야 한다. 같은 압력을 얻기 위해 여러 대의 저압 송풍기를 병렬로 운전하는 방법과, 한 대의 다단 송풍기를 사용하는 방법을 비교하면, 설치 공간과 덕트 배치, 제어 방식, 유지보수 난이도에서 차이가 난다. 장기적인 전력 사용량과 정지 시간, 부품 수급 상황까지 함께 고려하면, 어떤 방식이 해당 광산에 더 적합한지 명확해진다.
