Ранний тепловой двигатель, конструктивно слитый с агрегатом-потребителем производимой им механической работы, возник в качестве решения наиболее острой технической задачи конца XVII в. — задачи о рудничном водоподъеме. Это решение проявилось вначале в форме придания производственных масштабов опытам делла Порта и Саломона де Ко.

Одной из таких попыток была попытка Вустера, получившего в 1660 г. патент на паровой водоподъемник и в 1663 г. давшего его описание. По этому описанию установка Вустера вычерчивалась многими исследователями. Пар, генерируемый в котле, мог двумя кранами направляться поочередно в две камеры, где он давил на поверхность воды и вытеснял ее в верхний резервуар. После вытеснения воды камеры заполнялись водой самотеком из вышерасположенного резервуара. Поочередное действие двух камер давало возможность получать непрерывный поток воды.

Подъемник Вустера не строился. Соприкосновение пара с холодной водой вызывало сильную конденсацию, вследствие чего к. п. д. устройства не мог быть выше 0,1%. При использовании всего одной тысячной доли используемого тепла этот водоподъемник был экономически совершенно неприемлем.

Лучшее решение той же задачи было дано англичанином Севери, получившим патент в 1698 г. в исключительно широкой форме на использование теплоты для подъема воды и «мельниц всякого рода», т. е. для универсального использования. Это не значит, что Севери изобрел универсальный двигатель. В его установке, как и в установке Вустера, была вытеснительная камера, из которой пар вытеснял воду. Поскольку в этой камере пар развивал механическую работу, она являлась двигателем. Но поскольку в этой же камере производилась работа вытеснения воды — она была орудием, потребителем энергии. У Севери, как и у Вустера, двигатель был слит с потребителем механической работы, был совершенно неразвит. Но установка Севери была втрое экономичнее установки Вустера, потому что в ней Севери использовал не только избыточное давление пара, но и вакуум, чем увеличил используемый теплоперепад.

В установке Северипар, генерируемый в отдельном котле, поступал через кран в камеру и вытеснял из нее воду в напорный трубопровод через нагнетательный клапан. После вытеснения воды камера отделялась от котла и поливалась снаружи холодной водой из резервуара. Пар конденсировался, и атмосферное давление нагнетало воду в полость камеры через всасывающий клапан. Таким образом, камера установки Севери периодически превращалась в поверхностный конденсатор. Использование низкого давления (вакуум) для работы всасывания воды привело к увеличению экономического к. п. д. установки до 0,3%. Несмотря на низкую экономичность, установка Севери получила некоторое применение из-за острой нужды рудников в водоотливных средствах. Кстати, об экономичности. Вот посмотрите -  магазин детских велосипедов продает самые разнообразные двух- и четырехколесные машины. Экономично ли это? По деньгам вполне, но вернемся к нашей статье.

Но почему же английский парламент выдал Севери патент на применение «движущей силы огня... для приведения в движение мельниц всякого рода», когда его установка была исключительно водоподъемной? Потому что, поднимая воду в любом месте, где есть топливо, установка создавала разность водных уровней, которую можно было использовать как источник водной энергии для работы привычного, удобного, легко изготовляемого из дерева водяного колеса. Отказ от водяного колеса был отказом от водной энергетики в силу ее зависимости от локальных условий. А если паровой насос дает возможность заставить водяное колесо работать в любом пункте вне зависимости от наличия рек и водопадов, то это водяное колесо, не вызывавшее критики как двигатель, могло быть применено.

Так, при решении наиболее острой задачи — водоподъема — было изыскано первое, компромиссное решение задачи об универсальном двигателе, в котором независимость от местных условий была представлена паровым насосом, а универсальность по техническому применению — водяным колесом. Нужно сказать, что это решение, несмотря на его крайнюю неэкономичность, было единственным решением проблемы универсального двигателя в европейской технике до 80-х годов XVIII в. Низкая экономичность вызывалась тем, что для подъемов количества воды, не превосходящих возможностей высоты всасывания, использовался низкий перепад давлений пара и, кроме того, большая часть произведенной паром работы терялось на водяном колесе. Экономический к. п. д. таких установок составлял сотые доли процента. И все же в конце XVIII в., когда задача об универсальном двигателе стала особенно острой, подобная комбинация парового насоса с водяным колесом получила некоторое применение для привода заводских машин-орудий.

В 1715 г. французский физик Дезагюлье предложил вместо поливания вытеснительных сосудов вбрызгивать холодную воду внутрь, что вызвало улучшение работы насосов, повышение их экономичности. Так Дезагюлье явился изобретателем смесительной конденсации, правда осуществлявшейся пока не в отдельном конденсаторе, а непосредственно в полости двигателя, служившего одновременно и потребителем механической работы.

Если Вустер и Севери решали непосредственно задачу водоподъема, то французский ученый Папен начал с попыток изобретения универсального двигателя, способного производить механическую работу подъема груза. Он обратился к имевшейся повсюду «громадной силе» атмосферного давления. Эту «силу» Папен пытался использовать при помощи «пороховой машины». Предполагалось, что горение пороха, вводимого периодически в цилиндр через отверстие, закрываемое рычагом с грузом, вызовет подъем поршня, уравновешенного грузом. При быстрой остановке поршня в конце подъема крышка-клапан, расположенная в поршне, должна приподняться по инерции, дать выход избытку газов и, ударившись о скобу, закрыть отверстие. Папен считал, что, охлаждая цилиндр с горячим газом, он сможет вызвать конденсацию газа и получить вакуум в полости цилиндра. Таким образом предполагалось использовать атмосферное давление для опускания поршня и подъема полезного груза с помощью каната и блоков. Сконденсировать пороховые газы Папену, естественно, не удалось. Охлаждение цилиндра холодной водой только незначительно уменьшало удельный объем воздуха. В 1688—1690 гг. Папен писал: «Невозможно оказалось производить пустоту в цилиндре посредством пороха, я старался сделать то же с водой, которая, будучи превращена в пар, имеет упругую силу, подобно воздуху, и потом сгущается от холода, так что не остается и следа от прежней силы или упругости». Папен первым описал работу термодинамического цикла в паровом двигателе.

Значит ли это, что задача изобретения парового двигателя была осуществлена? Нет, не значит. Предстояла еще длительная работа многих участников этого «первого подлинно интернационального изобретения».