燃氣調壓器

理想的燃氣供應系統將氣體從井口輸送到最終用户不需要調壓器，這樣的理想供應系統得以維持的條件是用户需求恆定，礦井的供給能力恆定，同時兩者之間是一致的，這樣的系統實際上不可能存在。為此，相應的裝置-調壓器-應運而生。

調壓器最大的功用是保持燃氣在使用時有穩定的壓力，從而保證燃氣用具得到穩定的燃空比（燃氣與空氣的配合比例）；燃氣供應系統中使用調壓器將氣體壓力降低，並穩定在一個能夠使氣體得到安全、經濟和高效利用的適當水平上。

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範圍內。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，是隻注意到了它降壓的功能，而忽視了它穩壓的本領．調壓器整個設計之巧妙精細，正是表現在它的穩壓本領方面，本文擬在這方面作詳盡的説明。

圖1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、一個小槓桿、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，上端連着調節螺蓋，下端連着橡皮膜。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槓桿，總長為5cm左右，轉動性能非常靈敏。

槓桿右端與橡皮膜中心連接在一起，左端粘着閥墊，緊扣在進氣噴嘴上，對噴出的高壓石油氣產生阻尼作用。此槓桿左右兩端離支點距離為左短右長，是不等臂槓桿．其表現特點為：對槓桿右端作用力的微小變化，勢必使槓桿左端的作用力產生一個較大的變化。在原理上講，實現了對力的放大；在效果上講，增加了對高壓氣的阻尼作用。

圖1 調壓器工作原理(2張)

為了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温度（通常高於着火點）。

固體燃燒時，已燃部分對未燃部分的傳熱方式是傳導和輻射，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，除了傳導和輻射外，增加了對流方式，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。只有這樣，在一定範圍內達到動態平衡，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，這種現象叫做脱火。脱火時，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，不僅證實了氣體安全燃燒要維持一定氣壓差，而且還證實了不同成份的氣體，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衝開閥墊進入下氣室，隨着下氣室氣體的增多，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，完成了調壓器一次呼氣過程。在這一過程中，槓桿右端上移，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，帶動槓桿右端下移左端上動，閥墊開啓，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，完成了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，閥墊由槓桿帶動，也隨着不斷關閉開啓。在整個動態變化中，我們只要保證調壓器中的槓桿，它左、右兩力臂（注意左短右長的特點）之長，有一個合理的比例，加上橡皮膜與彈簧對槓桿右端，施加一個大小適當的合力，就能讓閥墊開啓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，就保證了下氣室的氣壓，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鑽在上閥蓋的邊沿上？而不是開鑽在易於鑽孔的其它位置？二是呼吸孔直徑為0.8毫m，僅能穿過最小號的鏽花針，孔徑為什麼如此之小？

小孔開鑽在閥蓋的邊沿上，是為了讓它緊靠橡皮膜。如果下氣室氣壓過大，橡皮膜就向上凸起，立刻堵住呼吸孔，防止了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．防止了橡皮膜因上下氣壓懸殊過大而破損，避免了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，這兒充分應用了流體力學知識。流體在運動時，由於阻滯作用會存在內摩擦力．孔洞面積越小，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，從而保證了在動態變化中，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，體現了動態平衡的調節過程。

圖2 燃氣調壓器(3張)

由測量元件（薄膜）、傳動部件（閥杆）和調節機構（閥門）組成（圖2）。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，閥瓣也隨着閥杆下移，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户調壓器都是直接作用式的。

燃氣調壓器(3張)

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，使指揮器閥門開啓，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啓，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户專用調壓站，基本上都採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。

軸流式調壓器：

軸流式調壓器是一種結構新穎、密封嚴密、流通能力大、調壓穩定的指揮式調壓器，調壓器內件為不鏽鋼製造，使用壽命長，具有超壓自動關閉，壓力恢復正常時自動開啓功能，安裝空間小，可安裝於任何位置，適合於城市門站，區域調壓站和燃氣輪機供氣，可用於天然氣、液化石油氣、空氣和其它非腐蝕性氣體。

工作原理 ：調壓器由進氣閥體、進氣接體、出氣接體、出氣閥體、指揮器五大部分組成，進氣接體內裝有主閥調壓簧、高壓氣筒套、密封膠膜等。出氣閥體內裝有固定閥座，該閥座與高壓氣筒套組成密封副。當指揮器關閉時，高壓氣筒套在主閥簧的作用下，緊貼在固定閥座上，將介質關閉在調壓器內；當指揮器打開時，在指揮器先導氣的作用下，密封膠膜拉動密封膜壓盤壓迫彈簧，使高壓氣筒套離開固定閥座，指揮閥開啓越大，高壓氣筒套與固定閥座間的間隙越大，從而實現調節氣流壓力高低和流量大小的功能。

燃氣調壓器是和家用液化氣瓶配套運用的專用用具，產物雖小，其質量卻直接關係到千家萬户的安全。在採辦燃氣調壓器這類產物時，應仔細慎重，不能貪圖便宜。

1.首要要在大型商場、超市採辦知名品牌的產物，消費者在選購時應查看調壓器上的標記，要看調壓器外包裝有無具體的出產企業名稱、地址、電話等聯繫方法；看調壓器殼體上有無出產答應證號碼，儘量不買散裝調壓器。

2.調壓器的出口壓力偏高，在運用中就會使燃具熱負荷加大，即“火猛”，但這樣若技能不過關，安全隱患也就更大。要根據運用的燃氣用具燃氣流量挑選相應的調壓器。如壹台家用燃氣灶具選用JYT0.6型調壓器，壹台8升以上的家用燃氣疾速熱水器或壹台家用燃氣灶具加上壹台8升以下家用燃氣疾速熱水器，宜選用JYT1.2型調節器。

3.調壓器的裝置和液化氣的運用要正確。調壓器應按闡明需求水平裝置，正面向上，裝置方法的不正確簡單導致其作業不正常；而液化氣瓶應直立放置。

4.燃氣調壓器佈局應保證運用安全可靠，不要選購設定狀況可以隨意改動的調壓器。家用燃氣灶具等燃氣流量較小的燃氣用具不要運用JYT1.2型調節器；當調壓器的類型、標準和燃氣灶具不對應時，不要人為改動調壓器的設定狀況；當發現燃氣用具的火焰忽高忽低時，闡明調壓器現已損壞，應及時進行替換；當發現有濃郁的燃氣滋味時，應及時封閉液化氣瓶，查看調壓器能否有漏氣表象，如若漏氣，應及時停止運用並替換。

5.日常可自行檢測能否漏氣。用濃一些的洗潔精、肥皂水塗改在調壓器殼體接縫及其前後接口處，然後翻開液化氣氣瓶閥門，如果有泡沫呈現就闡明有漏氣表象，應及時替換。