螺桿膨脹機的研究工作是從1952年。獲得了螺桿機械作為動力機的專利權后開始進行的。近些年來，兩相流螺桿膨脹機的理論和實驗研究有較大進展，實驗最大效率達68%以上。日本以R12為工質對兩相螺桿膨脹機進行理論和實驗研究。倫敦CITY大學對兩相流雙螺桿膨脹機代替節流閥在大型熱泵中的應用進行了實驗研究，利用R113和8134a作為工質，兩相流膨脹機的絕熱效率可達70%。
研究表明，螺桿膨脹機非常適用于兩相流，而且帶液膨脹可改善轉子之間密封間隙，從而降低了流體的泄漏損失。
由于在大壓差下工作，為增加齒和軸的強度，齒高系數增加，形成短齒螺桿，陰陽轉子的齒數、長徑比都發生改變。
為防止泄漏，解決密封性，要求兩個轉子必須吻合得很好，因此對齒形型線的選擇很關鍵。由于無不平衡的質量力，螺桿機能平穩地、無振動地運轉。此外，螺桿膨脹機無需吸氣閥控制，并能通過滑閥進行無級低損失能量調節，能適應多種工況要求。