適用於各種城市燃氣輸配管網的調壓、穩壓，
燃氣調壓器（gas pressure regulator）俗稱減壓閥，是通過自動改變經調節閥的燃氣流量而使出口燃氣保持規定壓力的設備，通常分為直接作用式和間接作用式兩種。 直接作用式調壓器 由測量元件（薄膜）、傳動部件（閥桿）和調節機構（閥門）組成（圖1）。當出口後的用氣量增加或進口壓力降低時，出口壓力就下降，這時由導壓管反映的壓力使作用在薄膜下側的力小於膜上重塊（或彈簧）的力，薄膜下降，閥瓣也隨著閥桿下移，使閥門開大，燃氣流量增加，出口壓力恢復到原來給定的數值。反之，當出口後的用氣量減少或進口壓力升高時，閥門關小，流量降低，仍使出口壓力得到恢復。出口壓力值可用調節重塊的重量或彈簧力來給定。小型液化石油氣減壓閥和用戶調壓器都是直接作用式的。 間接作用式調壓器 工作原理見圖2。它由主調壓器、指揮器和排氣閥組成。當出口壓力p2低於給定值時，指揮器的薄膜就下降，使指揮器閥門開啟，經節流後壓力為p3的燃氣補充到主調壓器的膜下空間。由於p3大於p2,使主調壓器閥門開大,流量增加，p2恢復到給定值。反之,當p2超過給定值時,指揮器薄膜上升，使閥門關閉。同時，由於作用在排氣閥薄膜下側的力使排氣閥開啟，一部分壓力為p3的燃氣排入大氣，使主調壓器薄膜下側的力減小，又由於p2偏大，故使主調壓器的閥門關小，p2也即恢復到給定值。燃氣儲配站、區域調壓站和大型用戶專用調壓站，基本上都采用間接作用式調壓器。 我國使用液化石油氣的熱水器和煤氣灶安全使用的燃氣壓力均為2800Pa，瓶裝液化石油氣鋼瓶內煤氣壓力一般有4kg，通過鋼瓶前的減壓閥將煤氣壓力降到0.028kg（即2800Pa）後供熱水器或煤氣灶使用。 調壓器工作原理 燃氣調壓器是液化石油氣安全燃燒的一個重要部件，連通在鋼瓶和爐具之間．調壓器不僅能把瓶內的高壓石油氣變為低壓石油氣（從980千Pa降至100千Pa左右），還能把低壓氣，穩定在適合爐具安全燃燒的壓強范圍內．即做到經它輸出的石油氣，在爐具火孔處的氣壓，隨地隨時地比外界大氣壓值大2940Pa左右，因此實際上調壓器是一種自動穩壓裝置．人們習慣地把它稱為減壓器，是隻註意到瞭它降壓的功能，而忽視瞭它穩壓的本領．調壓器整個設計之巧妙精細，正是表現在它的穩壓本領方麵，本文擬在這方麵作詳盡的說明． 下圖是調壓器的結構圖，它主要由手輪、進氣管、上閥蓋、下閥蓋、橡皮膜、進氣噴嘴、閥墊、一個小杠桿、出氣管等零部件組成．調壓器中間是一塊圓形的橡皮膜，它把調壓器分為上下兩個氣室．上氣室內有一彈簧，上端連著調節螺蓋，下端連著橡皮膜．在上閥蓋邊沿處有一個直徑為0.8毫m的小孔，使上氣室與外界相通，此孔形象地稱為呼吸孔．下氣室中有一個精黃銅製成的杠桿，總長為5cm左右，轉動性能非常靈敏．杠桿右端與橡皮膜中心連接在一起，左端粘著閥墊，緊扣在進氣噴嘴上，對噴出的高壓石油氣產生阻尼作用．此杠桿左右兩端離支點距離為左短右長，是不等臂杠桿．其表現特點為：對杠桿右端作用力的微小變化，勢必使杠桿左端的作用力產生一個較大的變化．在原理上講，實現瞭對力的放大；在效果上講，增加瞭對高壓氣的阻尼作用． 燃氣調壓器工作原理圖 為瞭更清楚地闡明調壓器的工作原理，有必要弄清楚這個問題：氣體安全燃燒應具備什麼條件？ 固體燃料要安全燃燒，要具備兩個條件：一是適量的助燃氣體 （空氣或氧氣），二是燃燒物質保持一定的溫度（通常高於著火點）．固體燃燒時，已燃部分對未燃部分的傳熱方式是傳導[1]和輻射，燃燒方向是由外向其中心發展．固體燃燒時發生熱膨脹，體積變大，但變化不大，其位移幾乎為零．氣體燃燒時，已燃部分對未燃部分的傳熱方式，除瞭傳導和輻射外，增加瞭對流方式，燃燒方向是由中心向外發展．氣體燃燒時發生劇烈熱膨脹，其生成物的體積為燃燒前體積數百千倍，並以較快速度發生位移①．因此僅滿足上述的兩個條件，是無法使氣體安全燃燒的． 現代燃燒理論告訴我們，氣體安全燃燒還必須具備第三個條件，即維護一定大小的氣壓差，使燃氣的出氣速度等於燃燒速度．隻有這樣，在一定范圍內達到動態平衡，火焰就能維持穩定狀態，從而實現氣體的安全燃燒．若出氣壓強過大，就會使出氣速度大於燃燒速度，造成火焰離開火孔一定距離燃燒，此現象術語叫做離焰．若燃氣壓強繼續上升，火焰將離火孔更遠處燃燒，火焰的穩定性②遭到進一步破壞，火焰飄忽不定，直至最後完全熄滅，這種現象叫做脫火．脫火時，燃氣會繼續外泄，在空氣中形成大量的有毒氣體或爆炸性氣體，極易引發事故；若燃氣壓強過小，會使燃燒速度大於出氣速度，造成火焰會進入火孔繼續燃燒，這現象叫做回火．回火時，形成缺氧狀態的不完全燃燒，產生大量有毒氣體，還會向外溢出石油氣，也極易引發事故． 經工程技術人員大量實驗，不僅證實瞭氣體安全燃燒要維持一定氣壓差，而且還證實瞭不同成份的氣體，安全燃燒所需要的氣壓差並不相同．例如：人工煤氣，80—100mm水柱；液化石油氣，250—350mm水柱．前文提到的2940Pa正是這兩個數值的平均值． 讓我們回到調壓器原理上來．當我們打開鋼瓶上的角閥（即通氣開關）時，高壓石油氣通過進氣管沖開閥墊進入下氣室，隨著下氣室氣體的增多，下氣室壓強就會升高，逼使橡皮膜向上凸起．上氣室體積逐步變小，當上氣室壓強大於大氣壓時，室內空氣從呼吸孔緩慢排出，完成瞭調壓器一次呼氣過程．在這一過程中，杠桿右端上移，左端則下壓，使進氣噴嘴逐步關閉，停止供氣，使下氣室壓強不再上升． 當打開燃氣爐開關後，由於燃氣向外輸出，下氣室壓強變小，橡皮膜下凹，帶動杠桿右端下移左端上動，閥墊開啟，高壓石油氣進入下氣室．在這一過程中，上氣室體積逐漸變大，當它的壓強小於外界大氣壓時，空氣從外經呼吸孔進入上氣室，完成瞭調壓器一次吸氣過程． 因此，在爐具燃燒過程中，橡皮膜不停地上凸下凹，閥墊由杠桿帶動，也隨著不斷關閉開啟．在整個動態變化中，我們隻要保證調壓器中的杠桿，它左、右兩力臂（註意左短右長的特點）之長，有一個合理的比例，加上橡皮膜與彈簧對杠桿右端，施加一個大小適當的合力，就能讓閥墊開啟時間遠小於關閉時間，並讓這兩段時間有一個恰當的比值．這個恰當比值，就保證瞭下氣室的氣壓，始終比上氣室大2940Pa左右．對於上氣室氣壓來講，可近似地認為就是當時外界的大氣壓值③．這樣就使燃氣離開火孔處的壓強，永遠比大氣壓值大2940Pa左右，燃氣在穩定狀態下燃燒．這是調壓器設計上的第一個精妙之處． 第二個精妙之處，表現在呼吸孔的設計上，是那樣獨具匠心．一是呼吸孔為什麼開鉆在上閥蓋的邊沿上？而不是開鉆在易於鉆孔的其它位置？二是呼吸孔直徑為0.8毫m，僅能穿過最小號的銹花針，孔徑為什麼如此之小？ 小孔開鉆在閥蓋的邊沿上，是為瞭讓它緊靠橡皮膜．如果下氣室氣壓過大，橡皮膜就向上凸起，立刻堵住呼吸孔，防止瞭上氣室中的空氣由呼吸孔向外排出．根據玻意耳特定律可知，被密閉在上氣室內一定質量的空氣，在體積變小的過程中，其壓強不斷變大．即是pV=常量．防止瞭橡皮膜因上下氣壓懸殊過大而破損，避免瞭因膜片破損造成石油氣外泄事故的發生． 呼吸孔直徑為0.8毫m，但孔深卻在1cm左右，這兒充分應用瞭流體力學知識．流體在運動時，由於阻滯作用會存在內摩擦力．孔洞麵積越小，深度越大，內摩擦力就越大，阻尼效果就明顯——每秒流量變小．這樣，上氣室在呼氣和吸氣時，有一個較長的時間過程，從而保證瞭在動態變化中，在石油氣增減壓強時，不是迅猛增加，也不是迅猛減少，就能讓火焰穩定燃燒，體現瞭動態平衡的調節過程．
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