Універсальний паровий двигун, придатний для практичної експлуатації, був винайдений англійським теплотехніком Джемсом Уаттом (1736-1819). Роботу над паровими машинами Уатт почав з 1764 р., коли йому доручили виправити модель пароатмосферной машини Ньюкомена. Він звернув увагу на великий непродуктивний витрата пари, а отже, і палива в машині.
Джеймс Уатт
Досліджуючи причину цього явища, Уатт прийшов до висновку, що хороша робота атмосферної машини залежить від виконання двох умов: по-перше, для отримання сильного розрядження під поршнем треба виробляти в циліндрі можливо більш повну конденсацію пари, а для цього якомога сильніше охолоджувати циліндр; по-друге, щоб уникнути непродуктивних втрат пари, треба його впускати для подальшого ходу поршня з котла в неохолодженого, гарячий циліндр. Виконати ці дві умови одночасно спочатку уявлялося технічно неможливим.
Провівши цілий ряд глибоких досліджень і дослідів, Уатт нарешті дозволив цю складну технічну задачу: він запропонував виробляти конденсацію пари в окремому резервуарі-конденсаторі, щоповідомляється з циліндром.
Винахід конденсатора - найважливіше відкриття Уатта першого періоду його творчості. Патент на цей винахід Уатт отримав в 1769 р. У заявці на патент він визначив свій винахід як «новий метод зменшення витрати пари, а отже, і палива у вогненних машинах». Таким чином, була знайдена правильна ідея удосконалення парової машини. Але треба було перейти до практичного здійснення цієї ідеї. На це Уатту довелося витратити багато років наполегливої ??праці і важкої боротьби з нескінченним безліччю перешкод і труднощів. Виготовлення великих машин коштувало великих коштів, а власні кошти Уатта були зовсім незначні. Доводилося вдаватися до фабрикантам і промисловцям з принизливими проханнями про фінансування побудови нової машини.
У пошуках коштів для спорудження свого двигуна Уатт став мріяти про вигідну роботу за межами Англії. На початку 70-х років він заявив друзям, що «йому набридло отечество», і серйозно повів розмови про переїзд до Росії. Російське уряд запропонував англійському інженеру «заняття, сообразное з його смаком і знаннями» і з щорічним платнею в 1000 фунтів стерлінгів.
Від'їзду Уатта до Росії завадив контракт, який він уклав в 1772 р. з капіталістом Болтоном, власником машинобудівного підприємства в м. Сохо поблизу Бірмінгема. Болтон давно знав про винахід нової, «вогненної», машини, але вагався субсидувати її будівництво, сумніваючись у практичній цінності машини. Укласти договір з Уаттом він поквапився лише тоді, коли виникла реальна загроза від'їзду винахідника до Росії.
Договір, що зв'язав Уатта з Болтоном, виявився досить дієвим. Болтон показав себе розумним і далекоглядним людиною. Він не поскупився на витрати по спорудженню машини. Болтон зрозумів, що геній Уатта, звільнений від дріб'язкової, виснажливої ??турботи про шматок хліба, розгорнеться на повну потужність і збагатить підприємливого капіталіста. Крім того, сам Болтон був великим інженером-механіко...
