螺桿膨脹機主機是按照螺桿壓縮機的逆原理來工作的，其基本結構和螺桿壓縮機完全相同，但工作過程正好相反。它沒有活塞式機械那樣的氣閥、活塞等滑動部件，因而可進行高速運轉，氣流速度比普通容積式機械大得多。它不但具有螺桿壓縮機的轉速高、工藝性良好和無磨損、無不平衡的質量力等特點，而且可應用現有的螺桿壓縮機的生產技術來進行生產。

       如下圖所示，螺桿膨脹機主機主要由一對螺桿轉子、缸體、軸承、同步齒輪、密封組件以及聯軸節等極少的零件組成，結構很簡單，其氣缸呈兩圓相交的“∞”字形，兩根按一定傳動比反向旋轉相互嚙合的螺旋形陰、陽轉子平行地置于氣缸中。

螺桿膨脹機主機結構圖

螺桿膨脹機主機剖面圖

桿膨脹機主機實物

陽轉子與陰轉子

       螺桿膨脹機的工作周期是由齒間容積中的吸氣、膨脹和排氣三個過程組成。

       吸氣過程：有機工質從進氣管中流入齒間容積A，吸氣結束時，吸氣口關閉，這時齒間容積A就形成了一個由轉子和機殼共同圍成的密閉空間；

       膨脹過程：齒間容積A中的高溫高壓有機工質在齒間容積中有膨脹的力并對轉子施加一個轉矩。齒間容積中的氣體隨著轉子的旋轉不斷膨脹，氣體移到位置B、C，當氣體移到位置D時，膨脹過程結束，這時螺桿齒間容積達到最大；

       排氣過程：有機工質隨著轉子的不斷旋轉，通過與齒間容積接通的排氣口排出。上述的氣體吸氣、膨脹、排氣三個過程不斷循環重復，并不斷對外做功，這就是螺桿膨脹機的工作原理。從膨脹的始點到終點，隨著膨脹過程的進行，其中氣體的壓力、溫度和焓值下降，比容和熵值增加，氣體的內能轉化為機械能對外做功。

有機工質在螺桿膨脹機主機內部的工作過程