萨弗里与纽科门的蒸汽泵合作优化设计

1698年，英国工程师托马斯·萨弗里将常压蒸汽机改良成实用的蒸汽泵，并申请了专利。这种蒸汽泵没有活塞，也没有其他运动部件，只有一个手动阀控制着蒸汽泵的连续运转。蒸汽由额外的锅炉烧制好后进入工作室，然后在工作室外喷射冷水使蒸汽冷凝。蒸汽冷凝形成的部分真空将水经过单向阀引入工作室，随后蒸汽重新进入工作室通过单向阀将水挤出和重新引入。

这幅图显示了托马斯·萨弗里在1689年发明的蒸汽泵的工作方式。

纽科门蒸汽机

在纽科门蒸汽机中，用锅炉烧制的蒸汽迫使开放气缸中的活塞向上运动，随后冷水喷射到气缸中使蒸汽冷凝，从而形成局部真空，局部真空对活塞产生吸拔的效果使活塞往下运动。活塞连接着一根长梁的一端，另一端连接着水泵。随着活塞不断做上下运动，长梁就可以推动水泵持续工作。

与常压蒸汽机不同的是，纽科门蒸汽机将蒸汽直接作用于活塞。

1712年，英国工程师托马斯·纽科门改良了蒸汽机，首次使用蒸汽压力推动活塞，一般称之为横梁机。但是纽科门无法为这项技术申请专利，因为技术原理与托马斯·萨弗里的设计原理过于相似，于是两人联合起来，成为了合作伙伴。(www.xing528.com)

1764年，苏格兰工程师詹姆斯·瓦特维修了一台纽科门蒸汽机，这是一个历史性的开端，人类从此进入蒸汽时代。

瓦特认为纽科门蒸汽机造成了大量的能量损耗，因为先对气缸加热后又要将其冷却。1765年，瓦特在原来基础上添加了一个独立的外部冷凝器。

此外，瓦特先将蒸汽作用于活塞的一面使其运动到气缸的一端，之后用低压蒸汽作用于活塞的另一面，从而将活塞推回。活塞的这种往复式运动大大提高了蒸汽机的效率。

由于纽科门蒸汽机和摇臂体积庞大，所以很容易就占满了整间房屋。