송풍기 원리는 회전하는 임펠러가 공기를 가속시키고, 이 속도 에너지를 압력 에너지로 바꾸어 풍량과 압력을 동시에 높이는 과정으로 설명할 수 있다. 광산용 송풍기에서는 축류 형식과 원심 형식이 널리 사용되며, 두 형식 모두 기본적으로 회전익을 통해 공기를 이동시키지만, 흐름 방향과 압력 형성 방식에서 중요한 차이가 있다. 이러한 원리를 이해하면 갱내 환기 시스템을 설계할 때 필요한 풍량과 압력을 보다 정확하게 예측할 수 있고, 적합한 송풍기를 선택하여 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
축류 송풍기는 임펠러가 회전하면서 공기를 축 방향으로 밀어내는 구조를 가진다. 날개 형상은 항공기 날개와 비슷한 양력 형상을 사용하며, 공기가 임펠러를 통과하면서 속도가 증가하고, 후류에서 안내깃과 덕트를 거치며 일부 속도 에너지가 압력으로 전환된다. 광산 주 환기와 갱내 국부 환기에서는 긴 환기 갱도와 덕트를 따라 공기를 멀리 보내야 하므로, 축류 송풍기의 높은 풍량과 비교적 높은 효율이 큰 장점이 된다. 특히 대향 회전 구조를 적용하면 두 개의 임펠러가 서로 반대 방향으로 회전하면서 에너지 손실을 줄이고 더 높은 압력을 얻을 수 있다.
원심 송풍기는 임펠러가 회전하면서 공기를 반경 방향으로 던져 보내는 구조이다. 임펠러 입구에서 들어온 공기는 회전에 의해 원주 속도가 증가하고, 케이싱과 확산부를 지나면서 속도 에너지가 압력 에너지로 바뀐다. 화학 공정, 제련 공정, 유리 가마, 방직 건조 설비 등에서는 고압과 특정 유체 조건이 요구되기 때문에 원심 송풍기가 많이 사용된다. 광산 주변 산업용 설비에서는 이러한 원심 송풍기의 원리를 바탕으로 고온, 부식성 가스, 분진을 처리하는 다양한 특수 송풍기가 개발되고 있다.
송풍기 원리를 이해하는 것은 단순한 이론 공부가 아니라, 실제 광산 환기 시스템에서 운전 점을 설정하고 효율을 개선하는 데 직접적인 도움이 된다. 풍량과 압력 곡선, 효율 곡선, 소음 특성은 모두 임펠러 형상과 회전 속도, 케이싱 구조에서 비롯되며, 설계자와 운전자는 이를 바탕으로 최적 운전 영역을 선택해야 한다. 또한 갱내 환기 조건이 변할 때 송풍기 회전 속도와 댐퍼 개도를 어떻게 조정할지 판단하려면 기본 원리를 정확히 이해해야 한다. 이처럼 송풍기 원리는 광산용 환기 설비와 산업용 송풍기를 안전하고 경제적으로 운전하기 위한 기초가 되는 핵심 개념이다.
