임펠러 선정은 광산용 송풍기의 성능과 효율, 소음과 진동, 운전 비용을 결정하는 가장 중요한 설계 단계 가운데 하나이다. 같은 모터 용량과 회전수라도 임펠러 형상과 직경, 폭, 블레이드 각도와 수량에 따라 풍량과 풍압 특성이 완전히 달라진다. 따라서 갱내 환기 요구 조건과 덕트 저항, 환기 회로 구성, 운전 모드와 예비 운전 계획을 종합적으로 분석한 뒤, 가장 적합한 임펠러를 선택하는 것이 필수적이다.
임펠러 선정의 첫 단계는 요구 풍량과 전압, 효율 목표를 명확히 정의하는 것이다. 광산 주 환기 송풍기에서는 전체 갱내 환기 회로를 고려해 설계 풍량과 전체 압력, 예비 여유를 결정하고, 국부 송풍기에서는 작업면에 필요한 국부 풍속과 덕트 길이, 굴곡 손실을 반영해 요구 성능을 산정한다. 이렇게 정의된 점을 기준으로, 제조사가 제공하는 성능 곡선에서 적절한 임펠러 직경과 회전수 조합을 찾게 된다. 이때 운전 점이 효율 곡선의 높은 구간에 위치하도록 선택하면 에너지 비용을 크게 절감할 수 있다.
임펠러 형상과 블레이드 구조도 중요한 고려 사항이다. 축류 송풍기에서는 단일 임펠러형과 대향 회전형, 가이드 베인 부착형 등 다양한 구성이 있으며, 각 방식은 압력 상승과 효율, 소음 특성이 다르다. 예를 들어 대향 회전 임펠러는 비교적 짧은 축 길이에서 높은 압력을 얻을 수 있지만, 구조가 복잡하고 정밀한 제작과 정렬이 필요하다. 국부 송풍기에서는 소형 경량 임펠러가 선호되며, 현장 이동과 설치가 쉽고 진동 관리가 비교적 수월한 형상이 선택된다. 광산 현장의 설치 공간과 유지보수 여건도 임펠러 형상 선택에 큰 영향을 미친다.
임펠러 선정에서는 소재와 제조 공정, 유지보수 편의성도 함께 검토해야 한다. 고온과 부식, 분진이 많은 환경에서는 내열성과 내식성이 뛰어난 재질이 필요하며, 임펠러 표면의 마모와 균열 가능성도 설계 단계에서 고려해야 한다. 또한 정기적인 균형 조정과 청소, 점검이 용이하도록 구조를 단순화하고 접근성을 확보하는 것이 좋다. 큰 직경 임펠러를 사용하는 주 환기 송풍기에서는 운전 중 발생할 수 있는 파손과 이탈을 방지하기 위해, 충분한 안전 계수와 방호 구조를 설계해야 한다.
실제 광산 현장에서는 하나의 운전 점만이 아니라 계절 변화와 채굴 구역 변경, 생산량 증감에 따라 요구 풍량이 달라진다. 따라서 임펠러 선정 시에는 단일 운전 점뿐 아니라 부분 부하 영역에서의 효율과 안정성도 함께 비교해야 한다. 인버터 제어를 적용하는 경우에는 회전수 변화에 따른 성능 곡선을 검토하여, 저속 운전 시에도 실용적인 효율과 충분한 압력 여유를 확보할 수 있는지 확인해야 한다. 또한 역풍 운전이 필요한 주 환기 송풍기에서는 임펠러와 모터, 케이싱 구조가 역회전 조건을 견딜 수 있는지 사전에 검토해야 한다. 이처럼 임펠러 선정은 광산 환기 시스템 전체를 이해하고 최적의 운전 전략을 설계하는 과정과 밀접하게 연결되어 있으며, 올바른 선택을 통해 에너지 소비를 줄이고 안전 여유를 확보할 수 있다.
