המהפכה התעשייתית
התפתחות טכנולוגית > כוח הקיטור

התפתחות מנוע הקיטור הנייח הייתה חלק חשוב מהמהפכה התעשייתית. למרות זאת, במהלך החלק המוקדם של המהפכה התעשייתית רוב הכוח התעשייתי סופק על ידי מים ורוח. הכוח שסופק על ידי קיטור בבריטניה בשנת 1800 מוערך בכ-10,000 כוחות סוס ואילו בשנת 1815 כוח הקיטור בבריטניה מוערך בכ-210,000 כוחות סוס.
השימוש המסחרי המוצלח הראשון בקיטור נעשה על ידי תומאס סייוורי בשנת 1698. הוא בנה בלונדון משאבת מים לגבהים נמוכים המבוססת על שילוב בין לחץ לוואקום ורשם עליה פטנט. המכונה לא הכילה חלקים נעים, ייצרה כוח סוס (מושג בו סייוורי השתמש לראשונה) אחד, ונעשה בה שימוש למספר מפעלי מים ומכרות מעטים (מכאן הגיע הכינוי של המשאבה, "ידיד הכורה"). המשאבה של סייוורי הייתה כלכלית עבור מספר קטן של כוחות סוס, אבל בגדלים גדולים יותר הדוד נטה להתפוצצויות. ייצור המשאבה של סייוורי המשיך עד המאה ה-18 המאוחרת.
מנוע הקיטור מבוסס הבוכנה המצליח הראשון הומצא על ידי תומאס ניוקומן לפני 1712. מספר מנועי ניוקומן הותקנו במכרות בבריטניה כדי לנקז אזורים עמוקים בהם עד לאותה עת לא היה ניתן לעשות שימוש, כאשר המנוע מוצב על פני השטח. אלה היו מכונות גדולות, שבנייתן הצריכה כמות משמעותית של הון, וייצרו למעלה מ-5 כוחות סוס (3.7 קילו-וואט). הם הפעילו גם משאבות עירוניות לאספקת מים. במונחים מודרניים המכונות היו לא יעילות בצורה קיצונית, אבל הן הביאו תועלת גדולה במכרות, שם הפחם היה זול והן אפשרו הרחבה גדולה של כריית הפחם על ידי כרייה בעומקים גדולים יותר. למרות החסרונות שלהם, מנועי הקיטור של ניוקומן היו אמינים ופשוטים לתחזוקה, והשימוש בהם במכרות פחם נמשך עד העשורים המוקדמים של המאה ה-19. עד למותו של ניוקומן בשנת 1729, המנועים שלו התפשטו להונגריה (אליה הם הגיעו לראשונה בשנת 1722), לגרמניה, לאוסטריה ולשוודיה. עד שהפטנט המשותף של ניוקומן וסייוורי פקע בשנת 1733 ידוע שנבנו סך הכול 100 מנועים, מתוכם 14 מחוץ לבריטניה. בשנות ה-70 של המאה ה-18 המהנדס ג'ון סמיטון בנה מספר דגמים גדולים מאוד של המנוע והנהיג בו מספר שיפורים. סך הכול נבנו 1,454 מנועים עד שנת 1800.
שינוי יסודי בעקרונות הפעולה של מנוע הקיטור נגרם בזכות הסקוטי ג'יימס ואט, שרשם בשנת 1769 פטנט על עקרונות הפעולה הכלליים של המנוע שלו. עם תמיכה פיננסית משותפו העסקי, האנגלי מתיו בולטון, הוא הצליח להשלים עד שנת 1776 את מנוע הקיטור שלו, שכלל שורה של שינויים יסודיים, כמו איטום החלק העליון של הצילינדר, שגרם לקיטור לנוע לחלק העליון של הבוכנה במקום לאטמוספירה, שימוש במעטפת קיטור שחיממה את הצילינדר ותא נפרד לעיבוי הקיטור. המעבה הנפרד ביטל את הצורך במים שהוזרמו ישירות לתוך הצילינדר, קיררו את הצילינדר ובזבזו קיטור. בצורה דומה, מעטפת הקיטור מנעה מהקיטור מלהתעבות בתוך הצילינדר, דבר שהגדיל את יעילות המנוע. שיפורים אלה הגדילו את יעילות המנוע כך שהמנועים של בולטון וואט השתמשו רק ב-25% מכמות הדלק שנדרשה למנועי ניוקמן הישנים עבור אותה עבודה. בולטון וואט פתחו בשנת 1795 את בית היציקה סוהו לייצור מנועים אלו.
בשנת 1783 וואט סיים לפתח דגם סיבובי של מנוע הקיטור שלו הפועל בפעולה כפולה, כך שהיה אפשר להשתמש בו כדי להניע ישירות מכניקה סיבובית של מפעל או טחנה. שני דגמי המנועים הבסיסיים של וואט זכו להצלחה מסחרית גדולה, ועד 1800 החברה של בולטון ווואט בנתה 496 מנועים, מתוכם 164 הפעילו משאבות, 24 שירתו תנורי רם ו-308 הניעו אמצעים מכניים במפעלים. רוב המנועים ייצרו בין 5 ל-10 כוחות סוס (3.7 עד 7.5 קילו-וואט).
עד 1800 בערך הדגם הנפוץ ביותר של מנועי קיטור היה מנועי קורה, שנבנו כחלק אינטגרלי מבית-מנוע עשוי אבן או לבנים, אבל במהרה פותחו מספר דגמים של מנועים סיבוביים עצמאיים (ניתנים להזזה בקלות, אך לא על גלגלים). בסביבות 1800, כשתוקף הפטנט של בולטון וואט פקע, המהנדס ריצ'רד טרוויטיק מקורנוול והמהנדס האמריקאי אוליבר אוונס התחילו לבנות מנועי קיטור בלחץ גבוה ללא עיבוי, בהם הקיטור נדחף כנגד האטמוספירה. השימוש בלחץ גבוה הוביל למנוע ומיחם שהיו קטנים מספיק כדי שייעשה בהם שימוש על כלים ניידים כמו קטרים ואניות קיטור.
פיתוח של מחרטות ממונעות, כמו גם של מכונות הקצעה, כירסום ועיצוב המופעלות על ידי מנועים, אפשר חיתוך קל ומדויק של חלקי מתכת למנועי קיטור, דבר שבתורו אפשר לבנות מנועים גדולים וחזקים יותר. [דרוש מקור]
דרישות הכוח של התעשיות הקטנות עדיין סופקו על ידי כוח השרירים של בני אדם ובעלי חיים עד להתפשטות הנרחבת של השימוש בחשמל בתחילת המאה ה-20. תעשיות אלו כללו סדנאות ומכניקה תעשייתית קלה שהופעלו על ידי ארכובות, דוושות, וסוסים.