1698年7月2日，托马斯·塞维利（Thomas Savery）为他的第一款设计“火发动机”申请了专利。
其后不久，塞维利在伦敦皇家学院展示了这一发动机。在向威廉三世国王展示后，他被授予专利。专利在第一期14年结束后，又续了21年。
塞维利出生于1650年，他获得极好的教育，成为一位军事工程师。他对数学和机械学特别感兴趣，喜爱发明。他为塞维利家族做过一口钟。他还为海上轮船发明过踏板轮，虽然在泰晤士河上很成功，但没有被英国海军采纳。
塞维利也对蒸汽发动机感兴趣。这类奇特装置之前就有人构思过，比如伍斯特侯爵爱德华·萨默塞特（Edward Somerset，2nd Marquess of Worcester）就是热衷发明的一位贵族，他曾于1655年出版了《新发明的世纪》（The Century of Inventions）一书，描述了用炮筒建造水力发动机用于灌溉。塞维利年轻时可能也读过萨默塞特的书，传说他还尽可能搜寻这本书的复本并一一烧毁，以巩固自己的专利，但历史上并无证据表明这一点。但塞维利的设计确实很像塞默塞特的。
1702年，塞维利印刷说明书并发送给英国各地的煤矿经理，希望以此收获大量客户。然而，虽然塞维利的蒸汽泵对乡村房屋抽水很有用，煤炭工业却没有立马接受它。
这个装置有它的优势，比如无需移动很重的部件，只借助一些简单阀门来控制，蒸汽压强就会让水上升。然而，它并不是最为高效的抽水机，因为当时的密封技术还未得到发展，所有部件都是用黄铜、青铜、铜做的，而各部件都是模具制成然后焊接或铆到一起的，密封性不好。因此当压强高到8至10个大气压时，就很脆弱，容易爆炸。而且它耗费大量燃料，煤矿上用它不经济。
不过，塞维利的设计为此后工程师做改进提供了灵感。比如有一位铁匠名叫托马斯·纽科门（Thomas Newcomen），他受雇于塞维利，在自家后院复制了一个这样的机器来做研究。纽科门发明了大气压蒸汽发动机，利用大气压把蒸汽泵入气缸。接触到冷水后蒸汽凝结，气缸变真空，活塞被压强驱动。纽科门和他的助手约翰·卡利（John Calley）于1712年建造出一个原型，在被淹的矿区被用来抽水。
塞维利的专利覆盖很广——利用表面冷凝——因此即便纽曼蒸汽机已经改进了很多，并不需要蒸汽压，机械部分和真空部分都很不一样，但还是无法成功申请专利。最终，纽科门只能选择和塞维利合伙。当塞维利的专利于1733年废止时，纽科门已经去世4年。今天英国的塞维利公司仍然在生产电液系统。
纽科门的设计统治了煤矿工业几十年，也被用在湿地抽水上。但它用到太多的蒸汽。这是因为每个冲程结束后，泵都需要被冷却再加热。蒸汽发动机还要等50年才能进一步发展。
1765年，詹姆斯·瓦特（James Watt）在周日散步中想到，只要用一个独立的冷凝器，就不一定需要冷却气缸。瓦特第二天在实验室里验证了这个概念，并取得成功！虽然瓦特在此11年之后才拿出原型，但瓦特蒸汽机出现后立刻成为18世纪最受欢迎的蒸汽发动机设计，引发了一场工业革命。
资料来源：

https://www.aps.org/publications/apsnews/201807/history.cfm
https://www.britannica.com/biography/Thomas-Savery
拓展阅读：
Hulse, D.K. 1999. The early development of the steam engine. Leamington Spa UK: TEE Publishing.
Marsden, B. 2002. Watt's Perfect Engine. New York: Columbia University Press.
Savery, T. 1827. The Miner’s Friend: Or, an Engine To Raise Water. London: S. Crouch.
我们不需要英雄
但我们需要榜样
几只青椒
长按二维码关注
继续阅读
阅读原文