Kako bi se jasnije razjasnio princip rada regulatora, potrebno je pojasniti pitanje: Koje uvjete treba imati za sigurno izgaranje plina? Za sigurno izgaranje krutih goriva postoje dva uvjeta: jedan je odgovarajuća količina plina za izgaranje (zrak ili kisik), a drugi je da materijal koji gori održava određenu temperaturu (obično iznad točke paljenja).
Kod krutog izgaranja način prijenosa topline izgorjelog dijela na neizgorjeli dio je vođenje i zračenje, a smjer izgaranja se razvija izvana prema središtu. Kada krutina izgori, dolazi do toplinskog širenja, a volumen postaje velik, ali je promjena mala, a pomak je gotovo nula. Kada se plin izgori, način prijenosa topline izgorjelog dijela na neizgorjeli dio povećava način konvekcije uz vođenje i zračenje, a smjer izgaranja se razvija prema van od središta. Kada plin gori, podliježe intenzivnom toplinskom širenju, a volumen proizvoda je stotine tisuća puta prije izgaranja, a istiskivanje se događa relativno brzom brzinom. Stoga je samo zadovoljavanje gornja dva uvjeta da se plin ne može sigurno spaliti.
Suvremena teorija izgaranja nam govori da sigurnosno izgaranje plina mora imati i treći uvjet, odnosno održavati određenu razliku u tlaku zraka, tako da brzina istjecanja plina bude jednaka brzini gorenja. Samo na taj način, kada se postigne dinamička ravnoteža unutar određenog raspona, plamen može održavati stabilno stanje, čime se postiže sigurno izgaranje plina. Ako je tlak zraka prejak, izlazna brzina zraka bit će veća od brzine gorenja, uzrokujući da plamen gori dalje od požarne rupe na određenoj udaljenosti. Taj se fenomen naziva razdvajanjem plamena. Ako tlak plina nastavi rasti, plamen će gorjeti dalje od požarne rupe, stabilnost plamena 2 će biti dodatno uništena, a plamen će biti nestalan dok se potpuno ne ugasi. Ova pojava se zove vatra. Kada je vatra ugašena, plin će nastaviti curiti, stvarajući veliku količinu otrovnog ili eksplozivnog plina u zraku, što je lako izazvati nesreću; ako je tlak plina premali, brzina gorenja će biti veća od izlazne brzine, uzrokujući da plamen uđe u otvor za požar i nastavi gorjeti. Taj se fenomen naziva kaljenje. Prilikom kaljenja dolazi do nepotpunog izgaranja u anoksičnom stanju, stvara se velika količina otrovnog plina, a naftni plin se također izlijeva prema van, što također može uzrokovati nesreću.
Kroz veliki broj eksperimenata inženjera i tehničara, ne samo da je potvrđeno da sigurnosno izgaranje plina treba održavati određenu razliku tlaka, već je također potvrđeno da plin različitih komponenti, razlika tlaka potrebna za sigurno izgaranje nije ista. Na primjer: umjetni plin, 80-100 mm vodeni stupac; ukapljeni naftni plin, 250-350mm vodeni stupac. Gore spomenuti 2940Pa je prosjek ove dvije vrijednosti.
Vratimo se's principu regulatora. Kada otvorimo kutni ventil na cilindru (tj. ventilacijski prekidač), visokotlačni ukapljeni naftni plin prolazi kroz ulaznu cijev i otvara brtvu ventila u donji prostor. Kako se plin u donjem plenumu povećava, raste i tlak u donjem plenumu. Gumeni film se podiže prema gore. Volumen gornje zračne komore postupno postaje manji. Kada je tlak u gornjoj zračnoj komori jači od atmosferskog tlaka, unutarnji zrak se polako ispušta iz otvora za disanje, a uzbudnik tlaka se izdahne jednom. Pri tom se desni kraj poluge pomiče prema gore, a lijevi se pritisne prema dolje, tako da se usisna mlaznica postupno zatvara, a dovod zraka zaustavlja, tako da tlak donje zračne komore više ne raste.
Kada je prekidač plinske peći uključen, tlak plina se smanjuje zbog izlaza plina prema van, gumeni film je konkavni, desni kraj poluge se pomiče prema dolje, lijevi kraj se pomiče prema gore, jastučić ventila je otvorena, a visokotlačni naftni plin ulazi u donju zračnu komoru. U tom procesu, volumen gornje zračne komore postupno postaje sve veći. Kada je njegov tlak niži od vanjskog atmosferskog tlaka, zrak ulazi u gornju zračnu komoru iz vanjskog otvora za disanje, a proces udisanja regulatora tlaka je završen.
Stoga, tijekom procesa gorenja peći, gumeni film je kontinuirano konveksan i konkavan, a jastučić ventila pokreće se polugom, a također se otvara i zatvara. U cijeloj dinamičkoj promjeni trebamo jamčiti samo polugu u regulatoru tlaka, duljinu lijevog i desnog kraka (obratite pažnju na karakteristike lijevog kratkog i desne dužine), postoji razumni udio, plus gumeni film i opruga na desnom kraju poluge Primjenom odgovarajuće količine sile omogućit će se otvaranje ventilske prostirke mnogo kraće od vremena zatvaranja i imati odgovarajući omjer između dva razdoblja. Ovaj odgovarajući omjer osigurava tlak zraka u donjoj zračnoj komori, koji je uvijek oko 2940 Pa veći od gornje zračne komore. Za tlak u gornjoj zračnoj komori, može se aproksimirati kao vrijednost vanjskog atmosferskog tlaka u tom trenutku. To će učiniti da tlak plina koji napušta požarnu rupu uvijek bude veći od vrijednosti atmosferskog tlaka od 2940 Pa, a plin će gorjeti u ustaljenom stanju. Ovo je prva suptilnost u dizajnu regulatora.
Druga suptilnost, izražena u dizajnu otvora za disanje, toliko je originalna. Prvo, zašto je otvor za disanje izbušen na rubu gornjeg poklopca? Umjesto bušenja na drugim mjestima koja su jednostavna za bušenje? Drugo, promjer otvora za disanje je 0,8 milimetara. Može proći samo kroz najmanji broj iglica hrđe. Zašto je otvor tako mali?
Rupa je izbušena na rubu poklopca motora kako bi se držala uz gumenu membranu. Ako je tlak zraka u donjoj zračnoj komori prevelik, gumeni film će se izbočiti prema gore i odmah blokirati otvor za disanje, sprječavajući da se zrak u gornjoj zračnoj komori izbaci van iz otvora za disanje. Prema zakonu Boylea's zakona, zrak koji je zatvoren u gornjoj zračnoj komori ima određenu količinu zraka, a njegov tlak stalno raste kako volumen postaje manji. To je pV=konstanta. Gumeni film sprječava se od oštećenja zbog prevelike razlike tlaka zraka između gornjeg i donjeg tlaka zraka, a izbjegava se i istjecanje naftnog plina zbog oštećenja dijafragme.
Promjer otvora za disanje je 0,8 milimetara, ali je dubina rupe oko 1 cm. Ovdje se u potpunosti primjenjuje znanje mehanike fluida. Kada je tekućina u pokretu, doći će do unutarnjeg trenja zbog usporavanja. Što je manja površina rupe, veća je dubina, veće je unutarnje trenje i veći je učinak prigušenja - protok u sekundi postaje manji. Na taj način gornja zračna komora ima dugotrajan proces tijekom izdisaja i udisaja, čime se osigurava da u dinamičkoj promjeni, kada se TNG poveća ili smanji tlak, ne dođe do brzog povećanja, niti brzog smanjenja, a plamen se može napraviti. Stabilno izgaranje odražava proces dinamičke prilagodbe ravnoteže.
