它与活塞式膨胀机相比，具有流量大，结构简单、体积小、效率高及运转周期长等特点。目前主要用于低压空分设备。
透平膨胀机按气体在叶轮中的流向分为轴流式、向心径流式和向心径轴流式三类。按气体在叶轮中是否继续膨胀又分为反击式（反动式）和冲击式（冲动式）两类。气体在叶轮中继续膨胀的称反击式，不继续膨胀的称冲击式。空分设备中广泛采用单级向心径轴流反击式透平膨胀机。透平膨胀机的工作原理与汽轮机相似。压缩气体通过喷嘴和工作叶轮时膨胀，推动工作轮回转，并输出外功。同时，气体本身压力降低，温度下降。冲动式膨胀机的结构如图2一17所示。
压缩气体由蜗壳进人导流器2的喷嘴1，在喷嘴中膨胀并获得极高的速度。高速气流从喷嘴
以巨大的速度冲击工作叶轮上的叶片，使工作叶轮回转并对外做功。气体本身则降温冷却，并从膨胀机的中心排出。这种膨胀机因气流速度很高，造成工作叶轮和气流间的摩擦损失、克服离心力的损失以及撞击叶片的能量损失，因此膨胀效率不高，仅为压缩空气能量的50％一70%，在我国已被淘汰。
图2一18为反动式透平膨胀机。压缩气体进人固定的导流器1的通道，在其中进行部分膨胀，并获得高速，然后流出导流器，进人工作叶轮，冲动工作叶轮的叶片2，使工作叶轮回转，对外做功。同时，气体在工作叶轮的叶片中继续膨胀到最终压力，并继续做功。这种功借助于运动气流对工作叶轮上叶片以及反动作用所表现的压力传给叶轮。膨胀后的气体从中心引出机外。由于气体在导流器中仅进行部分膨胀，所以气流速度不太大，因而减少了摩擦和撞击方面的能量损失。同时，由于叶片的特殊型式，离．合力在这里促进了叶轮的回转，所以这种型式膨胀机的效率较高，可达压缩空气能量的80％一85％以上，广泛应用于大型低压空分设备中。
