喷嘴环：喷嘴环各流道是进行能量转换的主要部件，
转子 ：是透平膨胀机中转动部分的部件总成，由主 轴、叶轮等组成。
基本组成
轴承：常用的是整体式的滑动油轴承，目前使用较多
的有椭圆轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。
基本组成
密封：一般分为内密封和轴密封。

基本组成
扩压器：降速扩压作用
制动器：分为功率回收型和功率消耗型。空分设备中增 压机制动、电机制动都属于功率回收型的制动器； 而风机制动、油制动则属于功率消耗型的制动器。 透平膨胀机组：一套完整的透平膨胀机组至少包括：1、 经良好设计、制造的膨胀机主机； 2、可方便调节的制动系统和工况调节手段； 3、可靠的轴承润滑系统； 4、密封系统； 5、完善、可靠的安全保护和监视系统； 6、支架与冷箱； 7、相应的配套阀门等。
绝热节流与等熵膨胀的对比
节流阀
结构简单，便于调节 可以在气液两相区工作 制冷量小 节流前温度越低，温降越大 结构复杂 不能大量带液 制冷量大，不但有节流效应，而 且对外做功 机前温度高，制冷量大
膨胀机
透平膨胀机系统
王红军

活塞式膨胀机是利用工质在可变容积中进行膨胀输出 外功，也称容积型膨胀机。工质在汽缸内推动活塞输 出外功，同时本身内能降低。
透平膨胀机是利用工质在流道中流动时速度的变化来
进行能量转换，也称速度型膨胀机。工质在透平膨胀 机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出
外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。
透平膨胀机的通流部分
主体段中气体的流向主要是轮缘处向中心的径向流动， 而导流段气体为轴向流动。 4、气体在扩压管中的流动：为了使工作轮的设计具有 较高的效率，现代透平膨胀机的叶轮出口排出的气流 绝对速度可达45-70m/s。若直接将工质排到管道中， 将会引起很大的摩擦损失，从而增大冷损，为此设扩 压器，将气流速度降到5-10m/s，起降速扩压的作用 。
三、按照工质在膨胀过程所处的状态，膨 胀机可分为气相透平膨胀机和两相透平 膨胀机。 四、按照透平膨胀机制动方式，可分为风 机制动透平膨胀机、增压机制动透平膨 胀机、电机制动透平膨胀机和油制动透 平膨胀机。 五、按照透平膨胀机轴承的不同形式，可 分为油轴承透平膨胀机、气体轴承透平 膨胀机和磁轴承透平膨胀机等。
影响膨胀机制冷量大小的因素
1、

膨胀量：
膨胀量越大，影响氧提取率，氧提取率越底，膨胀 量需同时满足冷量平衡及精馏工况的需求。
2、 机前温度：
提高机前温度，单位制冷量提高； 3、 机前压力：
提高机前压力，增大膨胀比，单位制冷量提高；
4、 绝热效率。
蜗壳 将叶轮后面或扩压器后面的气体汇集起来
基本组成
一、反动式透平膨胀机：工质在工作轮中膨胀的程度 称为反动度。具有一定反动度的透平膨胀机就称反 动式透平膨胀机。 冲动式透平膨胀机：反动度很小甚至接近于零， 工作轮基本上由喷嘴出口的气流推动而转动，并对 外做功，这种透平膨胀机称为冲动式透平膨胀机。 二、根据工质在工作轮中流动的方向，透平膨胀机可 分为径流式、径-轴流式和轴流式。 如果工作轮叶片两侧有轮盘和轮盖，则称为闭式工 作轮。没有轮盖只有轮盘的则称为半开式工作轮。 轮盖和轮盘都没有的（轮盘只有中心部分）称为开 式工作轮。
1、气体在蜗壳中的流动：进入蜗壳的介质速度较小， 蜗壳一般设计成无能量转换型，只是将气流均匀地分 配并导入喷嘴环，起导向作用。圆形和矩形截面使用 的较多，其他还有梯形、三角形截面。 2、气体在喷嘴中的流动：在透平膨胀机中为了使工作 轮能有效地获得尽可能大的动量矩。喷嘴总是按圆周 分布、且有一定的倾斜角。气体在喷嘴中完成的能量 转换约占总量的50%左右，它是膨胀机的重要部件之 一。 3、气体在工作轮中的流动：工作轮的作用主要是使工 质在叶轮中进一步有效膨胀做功，并同时把这部分能 量和工质动能有效地转换为机械功，并通过轴输出， 同时，还应把膨胀后的气体平稳地导入到扩压器中。
透平膨胀机的通流部分
透平膨胀机的特性曲线
从膨胀机制冷量的公式，可以看出 Q=Gh0ηs 如果改变制冷量Q，可以通过改变气体的流量G、等熵焓降

h0及其等熵效率ηs三个因素中的任何一个来实现。通常把 改变膨胀气体在进出口状态参数的调节，称为质的调节； 改变气体流量的调节称为量的调节。 1、进口节流调节 通过进口调节阀开度的变化，改变膨胀机前的气流压力， 从而膨胀机的焓降h0及其等熵效率ηs同时发生变化，以实 现调节产冷量的目的。 ２、转动喷嘴叶片角的流量调节 这种调节是利用转动喷嘴叶片，因而改变其流通面积，达 到改变膨胀机的流量，从而改变其制冷量。 ３、改变转速 通过关小回流阀来改变膨胀机的转速，达到调节冷量的效 果。