Papin baute eine zweite Maschine, in der er den Dampf zum Heben des Wassers benutzte, ohne dabei das Hinströmen der Luft nach einem luftverdünnten Raume zu verwenden. Die Hilfe des Landgrafen von Hessen, in dessen Diensten er zwanzig Jahre stand, und der eine Maschine zum Wasserheben wünschte, erlangte er nach anfangs mißlungenen Versuchen erst wieder, als von England die Nachricht kam, dort baue Savery eine Maschine, die im Bergwerkbetriebe Verwendung finden solle. Wir wollen uns also zunächst zu Saverys Dampfdruckmaschinen wenden.
Savery, um die gleiche Zeit wie Papin geboren, entstammte einer in Devon ansässigen Familie, war also nicht weit von dem großen Bergwerksgebiet Cornwall entfernt, in dem seine, Newcomens und Watts Maschinen der Reihe nach ihre erste Verbreitung fanden. Als Ingenieuroffizier machte er verschiedene Erfindungen, aber mit seinem Schaufelradboot fand er beim Marineamt keine Gegenliebe, wohl aber Anlaß zu bitteren Beschwerden über das Beamtentum und seinen grünen Tisch. Die Not des Cornwaller Bergbaus mit den die Gruben ersäufenden Wassern veranlaßte Savery, der ja in dieser Gegend aufgewachsen war, sich um eine geeignete Maschine zu bemühen. Dabei machte man ihm den Vorwurf, er habe Worcesters Gedanken benutzt. Selbst wenn das geschehen ist, so bleibt ihm immer das Verdienst der praktischen Ausgestaltung, die ja immer noch wahre Erfindungsarbeit im kleinen und Unvorhergesehenen erheischt. Ein Patent auf eine Feuermaschine zum Wasserheben aus Bergwerken, zur Wasserversorgung von Städten, zum Mühlenbetriebe und andern Zwecken erhielt er 1698 auf 14 Jahre, eine Frist, die ihm später noch verlängert wurde, da er nachwies, wieviel Geld und Arbeit ihn die Maschine gekostet habe. In der Schrift »Der Freund des Bergmanns« beschrieb er 1702 die Maschine, die sich in der tatsächlichen Ausführung folgendermaßen gestaltete ([Abb. 7]). In zwei eichelförmigen kupfernen Behältern wurde abwechselnd, das heißt innerhalb desselben Behälters und zwischen den beiden Behältern abwechselnd, durch Dampfeinlaß und Dampfverdichtung ein luftverdünnter Raum erzeugt. Dieser saugte von unten durch die Saugröhre Wasser herauf, das dann durch neuen Dampf weiter nach oben in die Druckröhre gehoben wurde. Der Dampfzutritt nach den kupfernen Eicheln wurde durch eine auf dem Deckel des Dampfkessels befindliche schwingende Platte geregelt, das älteste Dampfverteilungsorgan, das, durch eine Stange von der Hand bewegt, im selben Augenblick den Dampf von der einen Eichel absperrte, wo es dem Dampf zum andern Arbeitsraum, zur andern Eichel, den Zutritt öffnete. Die Dampfverdichtung erfolgte durch Übergießen der Eicheln mit Wasser, das aus einem über die Eichel gerückten Rohrende strömte.
Diese Maschine des Thomas Savery wurde vielfach für Wasserversorgung von Städten und Schlössern verwandt; für die Bergwerke war ihr Betrieb meist zu teuer und nicht wirksam genug. Auch schreckten häufige Explosionen ab. Immerhin war sie ein großer Fortschritt. Savery kannte auch schon die Expansionswirkung, das Vermögen des Dampfes, bei der Ausdehnung noch Arbeit zu leisten. Er führte als Maß der Arbeitsleistung die Pferdestärke ein, denn die Pferde wurden beim Göpelbetriebe verwandt, mit dem man Wasser, Erze und Gesteine aus den Schächten heraufbeförderte, die Dampfmaschine aber ersetzte die Arbeit der Pferde.
Abb. 7. Saverys Dampfpumpe.
Als die erste Zeichnung einer Saveryschen Maschine durch Leibnizens Vermittlung an Papin gelangte, vermochte dieser den hessischen Landgrafen zu überzeugen, daß jene Maschine im Prinzip mit der von Papin geplanten übereinstimme. Er erhielt die Mittel zu weiteren Versuchen, bei denen er aber von Dampfverdichtung und luftverdünntem Raume absah. Die 1707 beschriebene Konstruktion war eine Dampfdruckpumpe ohne Kondensation ([Abb. 8]). Aus dem links befindlichen Kessel, der mit Ventil versehen ist, strömt der Dampf in den in der Mitte stehenden zylindrischen Arbeitsraum, wo er eine Kolbenfläche nach unten drückt. Dadurch wird Wasser in einen (rund einen halben Dezimeter breiten und fast vierzehnmal so hohen) Zylinder gehoben, von wo aus es ein Wasserrad oder dergleichen in Bewegung setzen kann. Die Kolbenbreite oder der Schwimmer im mittleren Gefäß hatte eine Vertiefung, in die von außen glühendes Eisen gehalten wurde, um die Spannkraft des Dampfes zu erhöhen. Hatte der Dampf unter Entspannung Arbeit geleistet, so konnte er durch einen Hahn am mittleren Zylinder entweichen. Leibniz machte Papin darauf aufmerksam, daß der Abdampf verwandt werden könnte, die Luft in dem Behälter rechts zu erwärmen, die dann auch ihrerseits das Wasser noch weiter heben oder drücken könnte. Auch wies Leibniz darauf hin, daß das Öffnen und Schließen der Hähne bei dieser Maschine durch deren Gang selbsttätig bewirkt werden könnte. Das wird besonders jetzt betont, seit man die Erfindung des Knaben Potter, die automatische Steuerung, ins Reich der Fabeln verweisen zu müssen glaubt. Eine im Jahre 1706 dem Landgrafen vorgeführte Maschine hob Wasser ein Stockwerk hoch. Aber die ungünstigen politischen Verhältnisse wendeten das Interesse des Fürsten von der Technik ab, und Papin, der meist sein eigner Zeichner, Schmied und Monteur gewesen war, schiffte sich im nächsten Jahre nach England ein, wo man ihn wohl nicht nur als den Freund von Leibniz, sondern auch als den Rivalen Saverys jeder Hilfe oder auch nur vom Anstand gebotenen Unterstützung verlustig gehen ließ, so daß er dort im Elend verkam.
Abb. 8. Papins Dampfpumpe 1707.