（一）工具机和动力机的技术革命

（1）产业革命的源头——纺织技术

英国的产业革命开始于纺织的机械化。1733年英国钟表匠凯伊（J.Kay,1704—1774）发明了飞梭，使织布效率提高了一倍，并使布面加宽。结果纺纱与织布不协调，长期发生“纱荒”。曾当过木工的织布工人哈格里沃斯（J.Hargreaves 约1720—1778）发明了竖锭纺车，以他女儿的名字命名为“珍妮机”并于1770年登记了专利。消除了纺纱和织布的瓶颈，成了产业革命的火种。

珍妮机劳动的纱锭日益增多，使人力作为动力越来越困难，水力纺纱机应运而生。1769年理发师阿克赖特发明了视力纺纱机，生产率提高了10倍。如此动力问题引起广泛的关注。

（2）蒸汽机的发明和改进

近代蒸汽动力技术的产生,主要源于当时的社会生产的直接推动和当时的实验科学的长期孕育。英国资产阶级革命为资本主义的发展扫清了道路，在工厂手工业的迅速发展中，社会需要促使了早期蒸汽机的问世。在十六世纪末和十七世纪初，包尔塔进行了蒸汽压力实验，托里拆利和巴斯噶等进行了大气压力实验，那末格里凯进行了真空作用实验。这三大实验基础的相继形成，使人们得以从实验上开始认识蒸汽、大气和真空的相互作用。而这些重大的实验成果也就为早期蒸汽动力技术的产生奠定了牢固的实验科学基础。
　　最先把蒸汽动力技术的设想付诸实施的，是法国著名物理学家、工程师巴本（Denis Papin 1647-1712）。从1674年开始，巴本即致力于蒸汽泵的实验设计。1860年，他发明制造的第一台可以把热能转变为机械能的实验型的蒸汽泵，在英国试验成功了。
　　继巴本之后，在近代蒸汽动力技术的发展中作出重要贡献的是英国机械工程师赛维利（T.Savery 1650-1715）。赛维利的蒸汽泵的设计原理源于包尔塔的蒸汽力原理。1695年，赛维利制造出了几台这样的蒸汽泵。这是近代蒸汽动力技术的第二次突破。
　　后来，纽可门(T.Newcomen,1663-1729)研究了赛维利蒸汽泵，他认为赛维利蒸汽泵有两大缺点。一大缺点是热效率太低。纽可门在设计上作了重要革新：他不让冷却水直接进入汽缸，而是把冷却水通过一个细小的龙头向汽缸内进行喷溅。另一大缺点是赛维利蒸汽泵基本上还是一种水泵，而不是典型的动力机。针对这一点，他在赛维利蒸汽泵中引入了巴本的活塞装置，这样蒸汽压力、大气压力和真空即可在交互作用下推动活塞装置，蒸汽压力、大气压力和真空即可在交互作用下推动活塞作往复式的机械运动。而这种机械运动一旦传递出去蒸汽泵也就成为了蒸汽机。
　　由于进行了上述三次研究和革新，一台近代蒸汽机的完整蓝图基本上设计出来了。1705年，纽可门、考利和赛维利一道，终于试制出了第一台真正算得上是动力机的蒸汽机。

 从巴本蒸汽泵到纽可门蒸汽机的早期蒸汽动力技术的发展，已最初向人类社会预告了即将兴起的第一次工业革命的信息，特别是预告了蒸汽时代的即将到来。

在工业革命中，大量的发动机被应用，这促使作为机械员的瓦特对改进蒸汽机产生了兴趣。瓦特自1764年开始改进纽可门蒸汽机的工作。他回忆说："当年格拉斯哥大学把修理一

台纽可门蒸汽机的任务交给我。在修理的过程中，我深感它的不足，所以决心动手研制一种性能较好的蒸汽机。" 瓦特当时告诉记者，纽可门蒸汽机有两大缺点：一是燃料耗量大而效率低，另外就是它只能作往返的直线动作。因此，除了用于矿井抽水之外，纽可门蒸汽机没有其他用途了，而它浪费的蒸气可达八成以上。

经过一番努力，瓦特发现了纽可门蒸汽机效率低的原因与解决方法：既然蒸汽具有弹性，只要把汽缸和另一个容器相连接，让蒸汽接入其中，就不需一再冷却汽缸，浪费了许多热量了。
　　瓦特紧接着设计了一个与汽缸分离的冷凝器，并在汽缸外面加了绝热套，使汽缸保持在高温工作状态。一台运作正常的蒸汽机终于"出炉"了！
　　在缺乏资金的情况下，瓦特当时向一名工厂老板贷款，但由于机件陈旧不合标准，冷凝器因蒸汽机不断从活塞旁漏汽而无法正常操作，使得工厂老板停止对他的资助。
　　幸好瓦特得到著名铁商博尔顿的赏识，出资与他成立了博尔顿-瓦特公司，让他在无后顾之忧的情况下，专心从事蒸汽机的实验和生产。
　　瓦特在新设计的蒸汽机上安装曲轴、连杆等器件，使它更为自动化。这些重大的改进，使工厂和交通运输等方面都能使用蒸汽机。因此蒸汽动力的巨大潜能被逐渐的发掘了出来。