自己家怎么制作蒸汽机

所需的材料如下：

(1)内直6 cm，长12 cm的玻璃管一支。

(2)厚约2 mm的压克力板一片。

(3)硅胶管(软的管子即可)。

(4)轴承(培林)两个，内径4 mm。

(5)木板二块，木条若干支。

(6)直径4 mm、2 mm的木杆若干支。

(7)厚纸一片。

制作过程：

甲、汽缸的部份：

将厚纸剪成直径恰略小于玻璃管内径的圆片，此圆片即作为活塞。可想而知，此圆片不可能完全密封玻璃管，但只要大致能与玻璃管内径一致，且可于玻璃管中轻易滑动即可。圆片中心钻一个直径4 mm的小孔。在另一小片木板上钻一直径4 mm的小孔，藉由此小片木板，将圆厚纸活塞与直径4mm木杆制成的连杆(见图3 ) 结合在一起，而且使圆厚纸片垂直木质连杆。

　再用两片木板制作此玻璃管汽缸的支架，其中之一钻一个直径4.5 mm的小孔，并在旁边钻一个直径13 mm的小孔另一片则钻一个直径13 mm的小孔即可，先将纸活塞和木连杆放在玻璃汽缸中，让木连杆从木板支架上4mm直径的孔伸出，再用AB胶，将玻璃管与木材支架密接，于是把纸活塞密封在玻璃管汽缸中。将木板支架用AB胶黏在木板底座上，直径4 mm的连杆从木支架上的孔穿出后，要再立一个直立于底座的小支架，此小支架上端有一个直径约4.5 mm的孔，可容纳连杆的另一端(见图4 ) 。

乙、分流盒的部分：

分流盒的构造如图5所示的透视图，其主要的功能是:利用口形木框的往复移动，改变空气的通道，使空气改变流动的路径，而能往复推动玻璃汽缸中的纸活塞。一共动用五片木板制作分流阀盒子。下方一片，两侧木板之一的上半部钻一个直径13 mm的孔，另一侧木板的下半部则钻三个直径13 mm的孔(此三孔中之左右分别经硅胶管连通玻璃汽缸支架上直径13 mm的小孔)。再用两木板作黏在前后，其中一片木板上钻一个直径4.5 mm的小孔。

图5分流盒的构造。两侧木板之一的上半部钻一个直径13 mm的孔，另一侧木板的下半部则钻三个直径13 mm的孔。前后木板之一钻一个直径4.5 mm的小孔。此盒中要恰好容纳一个口字型的木框在其中滑动。口字型的木框在左方时，气流从右侧孔，经右侧硅胶管，推动活塞，再将空气经左侧硅胶管，经左侧孔，导入分流盒中的口字型的木框，再从中间孔中排出口字型的木框在右方时，过程即相反。

参见图6，此盒中要恰好容纳一个口字型的木框在其中滑动，此口字型木框与另一个直径4mm的连杆连结，此直径4 mm的连杆从盒子前方木板的直径4.5 mm的小孔穿出，穿出之后也由另一根上方钻有直径4.5 mm小孔的直立支架容纳其另一端(参见图7)。此口字型的木框即为分流气阀，口字型的木框在左方时，即可引导气流，从三个直径13 mm的孔之右侧孔，经右侧硅胶管，推动活塞，再将空气经左侧硅胶管，经左侧孔，导入分流盒中的口字型的木框，再从中间孔中排出口字型的木框在右方时，过程即相反。最后此木盒上方用压克力闭封，使人能看到口字形木框作动的情形。

根据运用、检修与制造的需要，对前进型机车进行了一系列的技术改造。1974年，从1852号机车开始，将主动轴轮座直径从 275mm改为280mm，轴颈直径由270mm 改为267mm。1975年，从2230号机车开始，将主动轴轴颈由267mm 改为265mm。1977年对烟腑主蒸汽管孔增焊了补强板。1978年对过热管组增加了一道管卡，在过热器出水管下部增设护板，翻炉蓖下拉杆加强阀十字头圆销圆根部加大，X10型注水器安装座改为吊式；从2617号机车开始，各曲拐销锒入部直径增大5mm；从2636号机车开始，第一节锅肺左、右侧后部共增加2组?75的洗炉堵；从2643号机车开始，连杆肘销游动钢套改为固定套，并改为稀油润滑；从 2663号机车开始，滑台横梁球面心盘改活动式，导、从轮摇鞍足增加半圆垫；从 2682号机车开始，导轮均衡梁前部加强；从2713号机车开始，月牙板托架与横梁增大法兰及每侧增加3个连接螺栓，弹簧鞍加大圆角。

1979年，从2843号机车开始，连杆销直径加大5mm；从2869号机车开始，十字头圆内孔直径减少5mm；从2997号机车开始，煤水车轴箱增长；从2999号机车开始，烟箱大门厚度改为14mm，根据段方要求增加X10注水器下移方案；从3056号机车开始，汽缸与烟箱连接螺栓改为锥度铰孔螺栓；从3057号机车开始，从轮轴箱托板栽丝改为螺栓结构；从3066号机车开始，司机室加固；从3072号机车开始，牵引杆销增加给油盒；从3096号机车开始，烟箱加强，胴板厚度改为14mm。补板加宽，过热箱长方孔处增加法兰；从3012号机车开始，灰箱门拉杆提高；从3112号机车开始，二、四位曲拐销钢套改带肩台。

1980年，从3142号机车开始，从轮摇鞍座构架孔加套，水柜加固，底板厚度改为 10mm。大隔板增加压筋；从3278号机车开始，煤水车制动下拉杆加长，叉部改为三个孔；从3312号机车开始，一位托铁圆角改为双圆弧；从3400号机车开始，增加机车速度表。

1981年，从3472号机车开始，无火装置改为可调的；从3538号机车开始，汽室套加长20mm；从3583号机车开始，前后缓冲铁改为箱形；从6098号机车开始，调整阀手把插销加锁；从6144号机车开始，洗炉堵垫改用聚四氟乙烯；从6143号机车开始，摇杆油盒加高。

1982年，从6192号机车起，六轴煤水车转向架上拉杆改为可调式；从6221号机车开始，导轮油盒加深；，从6229号机车开始，汽包补板和锅腑、拉撑足与肺板改用螺栓连接，月牙板耳轴根部加强；从6231号机车开始，月牙板托架耳轴孔处用加强筋增强，汽阀尾杆导套改为压紧结构从6238号机车开始，摇炉杠座处炉撑加粗改为?26；从6239号机车开始，压油机传动杆销螺纹加粗；从6243号机车开始，风泵废汽管接到左右汽缸排汽道里；从6289号机车开始，六轴煤水车水柜排泥堵改用?75洗炉堵；从6299号机车开始，偏心曲拐加筋，增强刚度。

1983年，从6404号机车开始，过热箱窥视孔补强板加厚至16mm；从6469号机车开始，司机室改为南北方通用；从6498号机车开始，摇炉杠改卡头式；从6501号机车开始，改装FT4型推煤机；从6514号机车开始，主车架片均衡梁座处的加强筋加宽改薄；从6620号机车开始，改进撒砂风管布置，达到均匀撒砂。

1984年，从6742号机车开坤，砂箱高度降低10mm，宽度减少5mm，挡烟板降低10mm。调整阀外皮降低10mm，宽度减少 5mm以防超限；从6620号机车开始，改为内装式速度表；从6750号机车开始，加装自动停车装置。

1986年，从7077号机车开始，三位连杆杆头加强；从7104号机车开始，一、四位连杆杆头加强。

1987年又进行了综合性改造，其改造项目有：

⑴采用矩形7孔喷口与扁烟筒；

⑵采用直径为38mm，加长l00mm的过热管；

⑶在61根小烟管前端配制变阻节流器⑷增设乏汽稳压室；

⑸煤水车采用滚动轴承；

⑹粘着重量增加器改为自动控制。

改造后的机车能实现较大的供汽率，过热蒸汽温度有所提高，每千瓦小时的耗烟特性有所减少，机车总效率最大可达9.61%。

1976年，为中苏国境车站使用，设计轨距为1524mm的宽轨前进型机车。在原结构的基础上，机车的轮对轮载及轴箱衬面间距保持不变，将机车轮对加宽，煤水车轴加长，摇枕和基础制动相应加宽，侧架外移，改用苏式车钩。为使调车作业方便以及冬季防寒和改善乘务人员工作条件，装设前后踏板、后排障器、后风喇叭、煤槽暖气和防寒窗。

世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），不过它只不过是一个玩具而已。 约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。瓦特并不是蒸汽机的发明者，在他之前，早就出现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。 16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。 [2] 最初的真空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。 第一个巨大的改善是将气缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特在伯明翰发明了这个改进。这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的操作自动化。 这些早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。 萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。 萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水，须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上，这在当时无疑是困难而又危险的。 纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。 1764年，英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时，注意到了这一缺点，并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽器中抽除凝结水和空气，瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层，用蒸汽加热汽缸壁，以减少冷凝损失。 瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，他使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。 自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍，为市场提供了大量消费商品，加速了资金的积累，并对运输业提出了迫切要求。 在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进，至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。 1800年，英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机。1803年，他把它用来推动在一条环形轨道上开动的机车，找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐，向他们收费，这就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车不断改进，于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视，开创了铁路时代。 19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。 蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点，因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中，特别在军舰上成了当时唯一的原动机。

按工质利用分

①单胀式机车,蒸汽在汽缸中膨胀工作一次即排入大气,机车构造简单，采用较广。

②复胀式机车，蒸汽在一个或一对汽缸（高压汽缸）中膨胀工作后进入另一个或另一对汽缸（低压汽缸）再膨胀工作一次才排入大气。这种机车热效率虽高一些，但构造较复杂，采用较少。

③凝汽式机车，乏气进入装于煤水车后部的冷凝器凝结成水，再泵入锅炉重复使用，损失的水由煤水车的水补充。机车构造很复杂，多在缺水地区使用。④饱和蒸汽机车和过热蒸汽机车，自从创造出机车用的过热器提高了蒸汽温度以后，汽机效率提高很多，饱和蒸汽机车即被改造成过热蒸汽机车。

按汽缸位置分类

蒸汽机车按汽缸安装位置可分为：

①外汽缸机车，机车汽缸固定于车架两边外侧，因检修方便，采用较广。

②内汽缸机车，机车汽缸固定于车架内侧，有一根动轮轴制成曲拐轴，因检修不便，采用较少。

③三汽缸机车，两个汽缸固定于车架两边外侧，第三个汽缸固定于车架中间。

按车架形式分类

蒸汽机车因车架形式不同可分为：

①板梁式车架机车，车架是板梁型结构，车架较轻，欧洲国家采用较多。

②杆梁式车架机车，车架是杆状结构，用厚钢板切割成型或用铸钢铸造，采用普遍。

按车架和动力单元的组成分类

蒸汽机车就其车架和动力单元的组成来说，可分为：

①常规机车，只有一个固定车架组成一动力单元（包括汽缸、动轮、连杆装置和阀动装置等）并支承锅炉。

②关节机车，除有一个固定车架组成的动力单元并支承锅炉后半部外，还有一个可转动的车架和后面的固定车架连接组成另一动力单元，并可滑动地支承锅炉前半部，起转向架作用。

按水柜位置分类

蒸汽机车按水柜安装位置可分为：

①煤水车机车，它的后部连挂一专门供机车长途行驶所需煤和水的煤水车，应用广泛。

②水柜机车，在机车锅炉两侧各有一长方体水柜或为一鞍形水柜跨装于锅炉上，煤则存放于司机室后部的煤槽中。另一种水柜机车是将水储存在煤槽下部的水柜中。水柜机车储存煤水量较少。只用于调车、短途运输和工矿运输。

按使用燃料分类

蒸汽机车按使用燃料可分为：

①燃煤蒸汽机车，火箱内燃用烟煤，是普遍采用的一种机车。

②燃油蒸汽机车，火箱内燃用雾化锅炉油，用于无煤的产油区或有特殊要求的地方。

按原动机分类

蒸汽机车按所装用的原动机可分为：

①以往复式蒸汽机为动力的蒸汽机车，构造简单，应用广泛，通常所说的蒸汽机车就是指这种机车

②以蒸汽涡轮机为动力的蒸汽机车，称为蒸汽涡轮机车。涡轮机转速高，须配用减速齿轮箱，因而有电力传动的和机械传动的两种。排汽又有冷凝的和非冷凝的两种。蒸汽涡轮机车因构造复杂，造价昂贵，维修费用高，热效率比蒸汽机车高得不多，未能推广使用。

历史

针对标准蒸汽机车计划，德国的两大主要蒸汽机车生产商Borsig与AEG同汉寿尔、霍亨索伦、克虏伯等厂商一道做了大量相关工作。在他们提出的方案中，就有双汽缸的01型和它们的姐妹车型——4汽缸的02型。为了在这两者中择优投产，铁路部门进行了高强度的试验行车外加长时间的激烈争论。最终，双引擎型号胜出，它在保养简便性方面更胜一筹，但动力和经济性均逊于4汽缸型号。

最早入役的一辆BR01型蒸汽机车的编号是01 008号而不是合乎逻辑的01 001号。这辆机车历经风雨并保留到了今天，它是Bochum-Dahlhausen铁路博物馆的藏品。01型的批量生产比预计的有所延迟，这是因为在20年代能够承受20吨轴重的铁路线很少而且当时缺少直径足够长的转台（蒸汽机换向必备）。直到30年代初，01型才成为德国铁路的快速客运主力。而即使在当时，01型20吨的轴重依然很成问题，它们只能在柏林到安哈尔特、汉诺威和汉堡的路线上行驶。到1938年，共有231辆01型机车在铁路上使用。1937年到1942年之间，又有十辆02型机车改装双汽缸，从而成为01型（01 111, 01 233–241）。为了在更广泛的路线上使用，轴重减至18吨、同样使用双汽缸设计的的03型机车也被制造出来，并制造了共298辆。1939年，3汽缸的01.10型也入役使用。

最初该型机车的最高时速为120千米，而后又增加到130千米，这是通过将动轮直径从850mm扩大到1000mm并改造刹车机构而达到的。在01 077号之后，机车的给气给水泵位于瓦格纳式折烟器后面的锅炉烟箱的凹进处。这种设计使得泵很难发挥作用，于是后来泵又被安置在了机车的中部。战后，德国联邦铁路讲折烟器改为更小的维特型，而东德铁路则没有对相关设计进行大的改动。因此，该型机车使用在后期并不见有多大的外形改动。

从第三批（01 077 ）起，机车锅炉换装了更长的烟管和短一些的燃烧室。最初两辆01型机车的头灯是汽灯，自010号之后改为电灯，后来的一些车还装有第三个头灯。

01型蒸汽机车使用T30、T32、T34三种4轴煤水车。这三种型号标出的是煤水车的载水量，即30、32和34立方米水。这些煤水车可以运载10吨块状煤以为机车的燃料。T30型煤水车装备在早期生产的01型机车上，装水最少，但也最短，适于当时比较小的转台。从第二批（01 012 ）起，使用的是T32型煤水车。而焊接的车T34煤水，则多是从其他机车上移植来的（比如崭新的44型）。不过载水量最大的T34型煤水车也是01型使用最多的一种，在战争时期和战后都是如此。

01型蒸汽机车在战后的德国联邦铁路一直服役到1973年，而在东德铁路上直到80年代初还能看到，而且还都是最初的大烟板型。东德铁路使用01型牵引柏林到德累斯顿的D-Zug 列车，到1977年才被苏制132型内燃机车取代。而到这时，01型已然服役了50多年。

因为40 50年代铁路用内燃机动力已经足够牵引列车前进，相较于娇贵的汽轮机，这样的活塞连杆机构更符合铁路对于安全的追求。

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。

世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于公元1世纪发明的汽转球（Aeolipile），这是蒸汽机的雏形。

约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。同时代的萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机

1698年托马斯·塞维利和1712年托马斯·纽科门制造了早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出工业用蒸汽机。

16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。

最初的真空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。

第一个巨大的改善是将气缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特在伯明翰发明了这个改进。这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的操作自动化。

这些早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。

萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。

萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水，须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上，这在当时无疑是困难而又危险的。

纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。

世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），这是蒸汽机的雏形。

早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。

它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。

锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。

萨弗里制成了世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。

他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。

待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。

扩展资料：

瓦特改良蒸汽机：

初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽器中抽除凝结水和空气，瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层，用蒸汽加热汽缸壁，以减少冷凝损失。

瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，他使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。

参考资料：百度百科-蒸汽机