증기기관의 역사는 고대 그리스까지 거슬러 올라간다. 서기 50년에 헤론은 시연을 위해 증기 바퀴 공을 발명했습니다. 노즐에서 가열된 증기가 분출되면 휠 볼이 반대 방향으로 회전합니다. 그러나 이 창의적인 성과는 당시에는 실제적인 적용이 없었고 발명자 자신도 그러한 의도가 없었습니다. 1,000여년 후, 산업과 광업이 발전했을 때 누군가 광산에서 물을 배수하기 위한 증기 펌프를 만들려고 했습니다. 1630년에 누군가가 증기 동력 양중 기계의 발명으로 특허를 받았지만 모든 활동은 설계나 시험 생산에 국한되어 실질적인 가치가 없었습니다. 실제로 독일의 D. Papin과 영국의 T. Savery 및 T. Newcomen만이 증기 기관의 발명가였습니다.
세이버리는 1689년에서 1712년 사이에 여러 증기기관을 만든 영국의 엔지니어였습니다. 그 중에는 직접 물을 들어올리는 데 사용되는 기계도 있다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 증기는 열린 밸브를 통해 보일러에서 에어백으로 들어간 다음 이동 가능한 밸브(이때 다른 이동 가능한 밸브는 닫혀 있음)를 통해 거기에서 물을 저장 풀로 밀어 넣습니다. 에어백에 물이 남아 있으면 밸브를 닫고 물탱크에 있는 물을 에어백으로 방출하여 냉각시켜 에어백에 음압이 형성되게 합니다. (음압이란 여기서 공기압이 대기압보다 낮다는 뜻입니다.) . 대기압의 작용으로 물은 이동식 밸브를 통해 흡입 튜브에서 에어백으로 들어갑니다(다른 밸브가 닫혀 있을 때). 이는 연속 펌핑의 목적을 달성하기 위해 계속해서 반복됩니다. 이 증기기관의 물 들어올림 높이는 7m에 불과하다고 하며, 시간당 10톤 이상의 물을 들어올릴 수 있지만 10초마다 누군가가 밸브를 닫아야 한다. 제때에 밸브를 열고 닫는 것을 잊어버리면 보일러가 폭발할 수 있습니다. 게다가 광산은 매우 깊고, 물을 여러 단계로 끌어올리기 위해 여러 대의 증기기관을 사용해야 하는 경우가 많아 경제적이지도 안전하지도 않아 광산 소유주들이 도입을 꺼린다.
Newcomen의 증기 기관은 Savery의 증기 기관을 더욱 개선한 것입니다. 뉴커먼은 대장장이였습니다. 피스톤에 거대한 로커암을 추가했고, 로커암 한쪽에 밸런스 웨이트를 달고, 그 웨이트 아래에 펌프 로드를 연결했다. 무거운 물체가 자중으로 인해 떨어지면 피스톤이 위로 당겨지고 열린 밸브를 통해 보일러에서 에어백으로 증기가 들어갑니다. 이때 밸브가 닫히고 에어백의 워터 도어가 열립니다. , 물탱크에서 에어백으로 찬물이 들어가면 증기가 응결되어 에어백 내부에 음압이 형성됩니다. 대기압의 작용으로 피스톤이 아래쪽으로 이동하여 펌프 로드를 들어 올립니다.
뉴커먼 증기기관의 장점은 동력부의 펌핑펌프가 분리되어 공기압력이 낮아 더욱 안전하다는 점이다. 나중에 누군가가 밸브 개폐 과정을 플라이휠로 전환해 자동화를 실현해 많은 광산이 기꺼이 이를 채택하게 됐다. 뉴커먼 증기 기관의 효율은 매우 낮았습니다. 1769년에 J. Watt가 이를 더욱 개선한 후에야 증기 기관이 널리 사용되었습니다.