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活塞型
使氣體在可變?nèi)莘e中膨脹，輸出外功制冷的膨脹機(通常由電動機制動吸收外功)。這種膨脹機分立式和臥式兩種。采用較多的是立式結(jié)構(gòu)，曲軸、連桿、十字頭、活塞、進氣閥和排氣閥等是運動件，分別裝在機身、氣缸和中間座中，其作用近似于往復活塞壓縮機，但其進、排氣閥系借進、排氣凸輪定時啟閉。活塞膨脹機由于存在進、排氣閥流動阻力、不完全膨脹、摩擦熱、外熱與內(nèi)部熱交換等引起的冷量損失，一般絕熱效率為：高壓膨脹機65～85%，中壓膨脹機60～70%。20世紀50年代相繼出現(xiàn)的不用凸輪傳動機構(gòu)的無閥和單閥膨脹機，減少了膨脹機的運動件，提高了機器運轉(zhuǎn)可靠性，已在小型深低溫設備上得到廣泛的應用。60年代，采用加填充劑的聚四氟乙烯密封元件代替用油潤滑的金屬制密封元件，避免潤滑油帶入深低溫精餾區(qū)或液化區(qū)，保證了安全。 [1]
透平型
以氣體膨脹時速度能的變化來傳遞能量的膨脹機。這種膨脹機有單級和雙級、立式和臥式、沖動式和反動式之分。一般采用單級向心徑流反動式，傳出的外功由發(fā)電機、鼓風機或油制動器所吸收。它近似于單級離心壓縮機，但具有調(diào)節(jié)進氣量用的(可調(diào)葉片)導流器。低速軸承用油強制潤滑，高速的采用氣體軸承。透平膨脹機由于有噴嘴損失、葉輪損失、余速損失、輪盤摩擦損失、泄漏損失、竄流損失和外熱侵入損失，一般絕熱效率為：中壓膨脹機65～75%，低壓膨脹機75～85%。60年代已制成帶液膨脹機，大多用于天然氣分離設備。
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