사프리가 만든 세계 최초의 실용적인 증기 펌프는 1698 년' 광부의 친구' 라는 영국 특허를 받았다. 그는 먼저 계란형 용기에 증기를 채운 다음 증기 흡입 밸브를 닫고 용기 밖으로 찬물을 분사하여 용기 안의 증기가 응결되어 진공을 형성하게 했다. 유입 밸브를 열면 광산 바닥의 물이 대기압력의 작용으로 유입관을 통해 용기에 흡입됩니다. 입구 밸브를 닫고 입구 밸브를 다시 열고 증기 압력을 이용하여 용기 안의 물을 배수 밸브를 통해 밀어냅니다. 용기 안의 물이 마르고 증기가 가득 차면 증기 수입 밸브와 배수 밸브를 닫고 다시 물을 뿌려 증기를 응결시킨다. 이렇게 반복적으로 순환하면 두 개의 계란형 용기가 번갈아 작동하여 끊임없이 배수할 수 있다.

뉴코멘과 그의 조수 칼리는 1705 년에 독립 펌프를 구동하기 위해 대기 증기기관을 발명했는데, 이를 뉴코멘 대기 증기기관이라고 한다. 이 증기기관은 영국에서 먼저 보급된 후 유럽 대륙에서 보급되어 19 세기 초까지 여전히 개조된 제품을 제조하고 있다. 뉴코멘 대기 증기기관의 열효율은 매우 낮았다. 이는 주로 증기가 실린더에 들어간 후 방금 물에 냉각된 실린더 벽에 응결되어 대량의 열을 잃었기 때문이다. 석탄값이 낮은 산탄 지역에서만 보급하다.

1764 년 영국 기기 수리공 와트는 글래스고 대학을 위해 뉴코멘 증기 기관 모형을 수리할 때 이 단점을 알아차렸고 1765 년 냉응기가 항아리 벽과 분리된 증기기관을 발명하고 1769 년 영국 특허를 획득했다. 초기에 와트의 증기기관은 여전히 균형봉과 레버 기구를 사용하여 펌프를 구동하였다. 냉응기의 응결물과 공기를 제거하기 위해 와트는 공기 펌프를 설치했다. 그는 또한 실린더 외벽에 중간층을 설치하고 증기로 실린더 벽을 가열하여 응축 손실을 줄였다.

1782 정도에서 와트는 기계를 더욱 개선하여 두 가지 중요한 발명품을 완성했습니다. 즉, 활성 냉가공 여정 중간에 증기 밸브를 닫아 증기 팽창을 일으켜 열효율을 높였습니다. 증기를 피스톤 양쪽에서 작동시켜 출력 전력을 높이다. 이때 피스톤은 레버를 당겨서 레버를 밀고 부채형 균형봉과 지퍼는 더 이상 적용되지 않아 와트가 평행사변형 매커니즘을 발명했다. 와트는 또한 18 연말에 크랭크 커넥팅로드 메커니즘을 증기 엔진에 적용했다.

와트의 창조적 작업은 증기 기관을 빠르게 발전시켰다. 그는 물을 올릴 수 있는 기계를 널리 사용할 수 있는 증기기관으로 바꾸었고, 증기기관의 열효율은 두 배로 높아져 석탄 소모를 크게 줄였다. 그래서 와트는 증기기관의 주요 발명자이다.