محرك بخاري من نوع وات

كان محرك وات البخاري اختراعًا لجيمس وات، وشكّل قوة دافعة للثورة الصناعية . ^{[ 1 ]} ووفقًا لموسوعة بريتانيكا ، فقد كان "أول محرك بخاري فعال حقًا". ^{[ 2 ]}

استُلهم محرك وات البخاري من محرك نيوكومن الجوي ، الذي قدمه توماس نيوكومن عام ١٧١٢. في نهاية شوط القدرة ، يسحب وزن الجسم الذي يحركه المحرك المكبس إلى أعلى الأسطوانة مع دخول البخار. ثم تُبرّد الأسطوانة برذاذ الماء، مما يؤدي إلى تكثف البخار وتكوين فراغ جزئي داخلها. يدفع الضغط الجوي أعلى المكبس إلى أسفل، رافعًا الجسم المراد تحريكه. لاحظ جيمس وات أن الأمر يتطلب كميات كبيرة من الحرارة لتسخين الأسطوانة مرة أخرى إلى درجة تسمح بدخول البخار إليها دون تكثفه فورًا. عندما تصبح الأسطوانة دافئة بما يكفي لتمتلئ بالبخار، يمكن أن يبدأ شوط القدرة التالي.

أدرك وات أنه يمكن توفير الحرارة اللازمة لتسخين الأسطوانة بإضافة أسطوانة تكثيف منفصلة. بعد امتلاء أسطوانة الطاقة بالبخار، يُفتح صمامٌ للأسطوانة الثانوية، مما يسمح للبخار بالتدفق إليها وتكثيفه، وهو ما يسحب البخار من الأسطوانة الرئيسية مُحدثًا شوط الطاقة. تُبرَّد أسطوانة التكثيف بالماء للحفاظ على تكثيف البخار. في نهاية شوط الطاقة، يُغلق الصمام ليُملأ أسطوانة الطاقة بالبخار مع تحرك المكبس إلى الأعلى. كانت النتيجة دورة مماثلة لتصميم نيوكومن، ولكن دون أي تبريد لأسطوانة الطاقة التي كانت جاهزة فورًا لشوط آخر.

عمل وات على التصميم على مدى عدة سنوات، حيث أدخل المكثف، وأدخل تحسينات على كل جزء تقريبًا من التصميم. والجدير بالذكر أن وات أجرى سلسلة طويلة من التجارب على طرق إحكام إغلاق المكبس في الأسطوانة، مما قلل بشكل كبير من التسريب أثناء شوط القدرة، وبالتالي منع فقدان الطاقة. وقد أدت كل هذه التغييرات إلى تصميم أكثر موثوقية يستهلك نصف كمية الفحم لإنتاج نفس القدر من الطاقة. ^{[ 3 ]}

طُرح التصميم الجديد تجاريًا عام ١٧٧٦، حيث بيعت أول نسخة منه لمصنع كارون للحديد بالقرب من فالكيرك في اسكتلندا. وفي الوقت نفسه تقريبًا، واجه وات مشكلة تجارية دفعته إلى ابتكار وحدة قياس جديدة للطاقة، أو معدل إنجاز العمل: الحصان . كانت اتفاقياته التجارية السابقة تُحدد أرباحه بناءً على كمية الفحم التي يوفرها عميل محرك البخار، ولكن عند مناقشة تركيب محرك بخاري لمصنع جعة في لندن، لم يكن هذا المصنع يستخدم الفحم، بل كان يستخدم الخيول لتشغيل المطاحن. ^{[ ٤ ]}

واصل وات العمل على تحسين المحرك، وفي عام ١٧٨١، قدّم نظامًا يستخدم تروسًا شمسية وكوكبية لتحويل الحركة الخطية للمحركات إلى حركة دورانية. جعل هذا النظام مفيدًا ليس فقط في دوره الأصلي في الضخ، بل أيضًا كبديل مباشر في الأدوار التي كانت تُستخدم فيها عجلة مائية سابقًا. كانت هذه لحظة محورية في الثورة الصناعية، إذ أصبح من الممكن الآن تحديد مواقع مصادر الطاقة في أي مكان بدلًا من الحاجة، كما كان سابقًا، إلى مصدر مياه مناسب وتضاريس ملائمة . بدأ شريك وات، ماثيو بولتون، بتطوير العديد من الآلات التي تستفيد من هذه الطاقة الدورانية، فأنشأ أول مصنع صناعي حديث، وهو مصنع سوهو ، الذي أنتج بدوره تصاميم جديدة لمحركات البخار.

كانت محركات وات المبكرة شبيهة بتصاميم نيوكومن الأصلية من حيث استخدامها للبخار منخفض الضغط، حيث كان يتم توليد الطاقة بالكامل من الضغط الجوي. عندما طرحت شركات أخرى محركات بخارية عالية الضغط في أوائل القرن التاسع عشر، تردد وات في اتباعها بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة. ^{[ 5 ]} رغبةً منه في تحسين أداء محركاته، بدأ وات بدراسة استخدام البخار عالي الضغط، بالإضافة إلى تصاميم تستخدم أسطوانات متعددة في كلٍ من مفهوم الفعل المزدوج ومفهوم التمدد المتعدد. تطلبت هذه المحركات ذات الفعل المزدوج ابتكار الحركة المتوازية ، التي سمحت لقضبان مكابس الأسطوانات الفردية بالتحرك في خطوط مستقيمة، مما يحافظ على استقامة المكبس داخل الأسطوانة، بينما يتحرك طرف ذراع التأرجح عبر قوس، وهو ما يشبه إلى حد ما ذراع التوصيل في محركات البخار اللاحقة.

في عام 1698، اخترع المصمم الميكانيكي الإنجليزي توماس سافري جهاز ضخ يستخدم البخار لسحب الماء مباشرةً من البئر عن طريق الفراغ الناتج عن تكثيف البخار. وقد اقتُرح استخدام الجهاز أيضًا لتجفيف المناجم ، إلا أنه لم يكن قادرًا على سحب السوائل إلا لمسافة 7.5 متر تقريبًا ، مما يعني ضرورة وضعه ضمن هذه المسافة من أرضية المنجم المراد تجفيفه. ومع ازدياد عمق المناجم، أصبح هذا الأمر غير عملي في كثير من الأحيان. كما أنه كان يستهلك كمية كبيرة من الوقود مقارنةً بالمحركات اللاحقة. ^{[ 6 ]} 

ابتكر توماس نيومان حلاً لتجفيف المناجم العميقة ، حيث طور محركًا يعمل بالضغط الجوي، ويعتمد أيضًا على مبدأ الفراغ. يستخدم هذا المحرك أسطوانة تحتوي على مكبس متحرك، موصول بسلسلة إلى أحد طرفي ذراع متأرجحة، تقوم بدورها بتشغيل مضخة رفع ميكانيكية من الطرف الآخر. في نهاية كل شوط، يُسمح بدخول البخار إلى الأسطوانة أسفل المكبس. ومع ارتفاع المكبس داخل الأسطوانة، مدفوعًا بثقل موازن، يسحب البخار عند الضغط الجوي. عند نهاية الشوط، يُغلق صمام البخار، ويُضخ الماء البارد لفترة وجيزة إلى الأسطوانة لتبريد البخار. يعمل هذا الماء على تكثيف البخار، مُحدثًا فراغًا جزئيًا أسفل المكبس. عندئذٍ، يكون الضغط الجوي خارج المحرك أكبر من الضغط داخل الأسطوانة، مما يدفع المكبس إلى داخلها. يقوم المكبس، الموصول بسلسلة بدورها موصولة بأحد طرفي الذراع المتأرجحة، بسحب طرف الذراع إلى أسفل، رافعًا الطرف الآخر. لذا، تم تشغيل المضخة الموجودة في أعماق المنجم والمثبتة في الطرف المقابل للعتبة بواسطة الحبال والسلاسل. كانت المضخة تدفع عمود الماء إلى الأعلى بدلاً من سحبه، وبالتالي كانت قادرة على رفع الماء إلى أي مسافة. وبمجرد وصول المكبس إلى القاع، تتكرر الدورة. ^{[ 6 ]}

كان محرك نيوكومن أقوى من محرك سافري. ولأول مرة، أصبح بالإمكان رفع المياه من عمق يزيد عن 90 مترًا (300 قدم) . ^{[ 7 ]} استطاع النموذج الأول، الذي يعود تاريخه إلى عام 1712، أن يحل محل فريق من 500 حصان كان يُستخدم لضخ المياه من المنجم. ^{[ 8 ]} تم تركيب 75 محرك ضخ من طراز نيوكومن في مناجم في بريطانيا وفرنسا وهولندا والسويد وروسيا. وفي الخمسين عامًا التالية، لم تُجرَ سوى تعديلات طفيفة على تصميم المحرك. 

رغم الفوائد العملية التي حققتها محركات نيوكومن، إلا أنها كانت غير فعالة من حيث استهلاك الطاقة لتشغيلها. فنظام إرسال دفعات متناوبة من البخار، ثم الماء البارد، إلى الأسطوانة، كان يعني تسخين جدران الأسطوانة ثم تبريدها بالتناوب مع كل شوط. وتستمر كل دفعة من البخار في التكثف حتى تقترب الأسطوانة من درجة حرارة التشغيل مرة أخرى. لذا، في كل شوط، كان يُفقد جزء من طاقة البخار.

في عام 1763، كان جيمس وات يعمل كصانع أدوات في جامعة غلاسكو عندما كُلِّف بمهمة إصلاح نموذج لمحرك نيوكومن ولاحظ مدى عدم كفاءته. ^{[ 9 ]}

في عام 1765، ابتكر وات فكرة تزويد المحرك بحجرة تكثيف منفصلة ، ​​أطلق عليها اسم "المكثف" . ولأن المكثف والأسطوانة العاملة كانا منفصلين، فقد حدث التكثيف دون فقدان يُذكر للحرارة من الأسطوانة. وظل المكثف باردًا وتحت الضغط الجوي طوال الوقت، بينما ظلت الأسطوانة ساخنة طوال الوقت.

يُسحب البخار من المرجل إلى الأسطوانة أسفل المكبس . وعندما يصل المكبس إلى أعلى الأسطوانة، يُغلق صمام مدخل البخار ويُفتح الصمام المتحكم في مسار البخار إلى المكثف. ونظرًا لانخفاض الضغط في المكثف، يُسحب البخار من الأسطوانة إليه حيث يبرد ويتكثف من بخار الماء إلى ماء سائل، مما يُحافظ على فراغ جزئي في المكثف ينتقل إلى حيز الأسطوانة عبر الممر الواصل. ثم يدفع الضغط الجوي الخارجي المكبس إلى أسفل الأسطوانة.

أدى فصل الأسطوانة عن المكثف إلى القضاء على فقدان الحرارة الذي كان يحدث عند تكثيف البخار في أسطوانة محرك نيوكومن العاملة. وقد منح هذا محرك وات كفاءة أعلى من محرك نيوكومن، مما قلل من كمية الفحم المستهلكة مع أداء نفس كمية العمل التي يؤديها محرك نيوكومن.

في تصميم وات، كان الماء البارد يُحقن فقط في حجرة التكثيف. يُعرف هذا النوع من المكثفات باسم مكثف النفث . يقع المكثف في حمام ماء بارد أسفل الأسطوانة. امتص حجم الماء الداخل إلى المكثف على شكل رذاذ الحرارة الكامنة للبخار، وقد حُدد بأنه سبعة أضعاف حجم البخار المكثف. ثم أُزيل المكثف والماء المحقون بواسطة مضخة الهواء، بينما امتص الماء البارد المحيط الطاقة الحرارية المتبقية للحفاظ على درجة حرارة المكثف بين 30 و45 درجة مئوية (85 إلى 115 درجة فهرنهايت) والضغط المكافئ بين 0.04 و0.1 بار (4.0 إلى 10.0 كيلو باسكال؛ 0.6 إلى 1.5 رطل لكل بوصة مربعة) . ^{[ 10 ]}    

في كل دورة، كان المكثف الدافئ يُسحب من المكثف ويُرسل إلى خزان ساخن بواسطة مضخة تفريغ، والتي ساعدت أيضاً في إخراج البخار من أسفل أسطوانة الطاقة. وكان المكثف الدافئ يُعاد تدويره كمياه تغذية للغلاية.

كان التحسين التالي الذي أدخله وات على تصميم نيوكومن هو إحكام إغلاق الجزء العلوي من الأسطوانة وإحاطتها بغلاف. كان البخار يمر عبر الغلاف قبل دخوله أسفل المكبس، مما يحافظ على دفء المكبس والأسطوانة لمنع التكثف داخلهما. أما التحسين الثاني فكان الاستفادة من تمدد البخار في مواجهة الفراغ على الجانب الآخر من المكبس. كان يتم قطع إمداد البخار أثناء شوط المكبس، فيتمدد البخار في مواجهة الفراغ على الجانب الآخر. أدى ذلك إلى زيادة كفاءة المحرك، ولكنه تسبب أيضًا في عزم دوران متغير على العمود، وهو أمر غير مرغوب فيه في العديد من التطبيقات، وخاصة الضخ. لذلك، حدد وات نسبة التمدد بـ 1:2 (أي تم قطع إمداد البخار عند منتصف الشوط). أدى ذلك إلى زيادة الكفاءة النظرية من 6.4% إلى 10.6%، مع تغير طفيف فقط في ضغط المكبس. ^{[ 10 ]} لم يستخدم وات بخارًا عالي الضغط لأسباب تتعلق بالسلامة. ^{[ 5 ] : 85}

أدت هذه التحسينات إلى النسخة الكاملة المطورة من عام 1776 والتي دخلت بالفعل حيز الإنتاج. ^{[ 11 ]}

عقد جيمس وات شراكة مع الدكتور روبوك من مصانع كارون للحديد قرب فالكيرك مقابل ثلثي أرباح محرك وات. سدد روبوك ديون وات وموّل بناء نموذج أولي للمحرك في منزل كينيل ، وساعده في الحصول على براءة اختراعه عام ١٧٦٩. أظهر المكثف المنفصل إمكانات هائلة لتحسين محرك نيوكومن، لكن وات ظلّ محبطًا بسبب مشاكل بدت مستعصية قبل أن يتمكن من تطوير محرك قابل للتسويق. لم يكن مكبس محرك نيوكومن يتطلب إحكامًا دقيقًا للأسطوانة، إذ كان من المعتاد تجميع بعض الماء فوق المكبس للمساعدة في الإحكام، ولكن لكي يكون محرك وات فعالًا، كان لا بد من أن تبقى الأسطوانة عند درجة حرارة البخار، لذا كان على المكبس أن يُحكم الإغلاق دون وجود الماء فوقه. حاول وات دون جدوى لمدة خمس سنوات الحصول على أسطوانة مثقوبة بدقة لمحركه البخاري. صرح جوزيف ويكهام رو في عام 1916: "عندما رأى [جون] سميتون المحرك الأول ، أبلغ جمعية المهندسين أنه "لا توجد أدوات ولا عمال يمكنهم تصنيع مثل هذه الآلة المعقدة بدقة كافية " . ^{[ 12 ]}

في عام 1773 عانى الدكتور روبوك من مشاكل مالية حادة، ويرجع ذلك جزئياً إلى الفيضانات التي غمرت منجم الفحم الخاص به، ونظرًا لمواجهته الإفلاس، فقد اتفق مع ماثيو بولتون على أن يعطي بولتون حصته البالغة 2/3 في براءة اختراع وات مقابل إلغاء دين قدره 1200 جنيه إسترليني.

ثم في عام 1774، ابتكر جون ويلكنسون طريقةً لصبّ وحفر أسطوانات كبيرة القطر بدقة باستخدام آلة حفر، حيث كان العمود الذي يحمل أداة القطع مدعومًا من كلا الطرفين ويمتد عبر الأسطوانة. رتّب ماثيو بولتون لنقل النموذج الأولي لمحرك كينيل إلى ورشته في سوهو ، وباستخدام أسطوانة حفرها ويلكنسون، وبفضل الإمكانيات والخبرة العملية للحرفيين، تمكنوا سريعًا من تشغيل النموذج الأولي للمحرك بكفاءة. عند اكتمال تطويره، استهلك المحرك وقودًا أقل بنسبة 75% تقريبًا من محرك نيوكومن المماثل. في عام 1775، شكّل بولتون ووات شراكة تجارية، وبدأ إنتاج محركات بولتون ووات. مع ذلك، استغرق الأمر 6 سنوات من فترة براءة الاختراع البالغة 14 عامًا للوصول بالمحرك إلى مرحلة الإنتاج، لذا في عام 1775، قدّم بولتون ووات حجّةً مفادها أن السنوات الثماني المتبقية غير كافية لاسترداد التكاليف الباهظة التي استُثمرت في الوصول إلى مرحلة الإنتاج، وتمكّنوا من الحصول على قانون من البرلمان لتمديد براءة الاختراع حتى عام 1800.

في عام 1775، صمم وات محركين كبيرين: أحدهما لمنجم بلومفيلد في تيبتون ، والذي اكتمل بناؤه في مارس 1776، والآخر لمصنع جون ويلكنسون للحديد في بروسلي في شروبشاير ، والذي بدأ العمل في الشهر التالي. كما كان هناك محرك ثالث يعمل في ستراتفورد-لي-بو في شرق لندن خلال ذلك الصيف. ^{[ 13 ]}

كتب بولتون في عام 1776 أن "السيد ويلكنسون قد حفر لنا عدة أسطوانات دون أي خطأ تقريبًا؛ تلك التي يبلغ قطرها 50 بوصة، والتي قمنا بتركيبها في تيبتون، لا تخطئ في سمكها بمقدار شلن قديم في أي جزء منها". ^{[ 12 ]}

كان عمل بولتون ووات مساعدة أصحاب المناجم وغيرهم من العملاء على بناء المحركات، وتوفير العمالة اللازمة لتركيبها وبعض القطع المتخصصة. أما المعدات الرئيسية فكانت تأتي من موردين آخرين، ولا سيما جون ويلكنسون الذي كان لديه عقد شبه حصري لتوفير الأسطوانات لمدة 20 عامًا. ومع ذلك، كان ربحهم الرئيسي من براءة اختراعهم مستمدًا من فرض رسوم ترخيص على مالكي المحركات، بناءً على تكلفة الوقود الذي وفروه (في معظم الحالات كانوا يستبدلون محركات نيوكومن). ونظرًا لكفاءة محركاتهم العالية في استهلاك الوقود، فقد كانت جذابة للغاية في المناطق التي يكون فيها الوقود باهظ الثمن، وخاصة كورنوال ، حيث طُلب منها ثلاثة محركات في عام 1777 لمناجم ويل بيزي وتينغ تانغ وتشاك ووتر . ^{[ 14 ]} وفي حالة التركيبات الجديدة، كانوا يتفاوضون على الرسوم بناءً على حجم المحرك واستخدامه، وفي حوالي عام 1784، قدم وات مفهوم القدرة الحصانية (HP) للمحرك، وفرض رسومًا قدرها 5 جنيهات إسترلينية لكل حصان سنويًا طوال مدة براءة الاختراع.

كانت محركات وات الأولى محركات تعمل بالضغط الجوي، مثل محرك نيوكومن، ولكن مع تكثيف البخار بشكل منفصل عن الأسطوانة. عارض وات استخدام البخار عالي الضغط (مثل ضغط جويين)، وقام آخرون، مثل ريتشارد تريفيتيك في أواخر تسعينيات القرن الثامن عشر، بتطويره جزئيًا لأن استخدام البخار بشكل موسع دون مكثف كان يُخالف براءة اختراع وات. وقد أدى تشغيل المحركات باستخدام كل من البخار منخفض الضغط والفراغ الجزئي إلى إمكانية تطوير المحركات الترددية . ^{[ 15 ]} يمكن لمجموعة من الصمامات أن تسمح بدخول البخار منخفض الضغط إلى الأسطوانة بالتناوب، ثم توصيله بالمكثف. وبالتالي، يمكن عكس اتجاه شوط القدرة، مما يُسهل الحصول على الحركة الدورانية. ومن المزايا الإضافية للمحرك ثنائي الفعل زيادة الكفاءة، وزيادة السرعة (قدرة أكبر)، وحركة أكثر انتظامًا.

قبل تطوير المكبس مزدوج الفعل، كان الربط بين العارضة وقضيب المكبس يتم بواسطة سلسلة، مما يعني إمكانية تطبيق الطاقة في اتجاه واحد فقط، عن طريق السحب. كان هذا فعالاً في المحركات المستخدمة لضخ المياه، لكن الفعل المزدوج للمكبس مكّنه من الدفع والسحب. لم يكن هذا ممكناً طالما كان العارضة والقضيب متصلين بسلسلة. علاوة على ذلك، لم يكن من الممكن توصيل قضيب مكبس الأسطوانة المغلقة مباشرةً بالعارضة، لأنه بينما يتحرك القضيب عمودياً في خط مستقيم، كانت العارضة تدور حول محورها، ويرسم كل جانب منها قوساً. وللتغلب على تعارض حركتي العارضة والمكبس، طور وات آلية الحركة المتوازية . استخدم هذا الجهاز آلية رباعية القضبان مقترنة ببانتوغراف لإنتاج الحركة المستقيمة المطلوبة بتكلفة أقل بكثير من استخدام آلية منزلقة. كان وات فخوراً جداً بحله.

بفضل ربط العارضة بعمود المكبس بواسطة آلية تُطبّق القوة بالتناوب في كلا الاتجاهين، أصبح من الممكن استخدام حركة العارضة لتدوير عجلة. كان الحل الأبسط لتحويل حركة العارضة إلى حركة دورانية هو ربطها بعجلة بواسطة ذراع تدوير ، ولكن نظرًا لامتلاك جهة أخرى حقوق براءة اختراع استخدام ذراع التدوير، اضطر وات إلى ابتكار حل بديل. ^{[ 17 ]} اعتمد نظام التروس الكوكبية الشمسية الذي اقترحه الموظف ويليام مردوخ ، ثم عاد لاحقًا، بعد انتهاء صلاحية حقوق براءة الاختراع، إلى ذراع التدوير الأكثر شيوعًا في معظم المحركات اليوم. ^{[ 18 ]} كانت العجلة الرئيسية المتصلة بذراع التدوير كبيرة وثقيلة، تعمل كدولاب موازنة، وبمجرد بدء دورانها، تحافظ على قوة ثابتة بفضل زخمها، وتُسهّل حركة الأشواط المتناوبة. ويمكن ربط أحزمة وتروس بعمودها المركزي الدوار لتشغيل مجموعة واسعة من الآلات.

نظراً لحاجة آلات المصنع للعمل بسرعة ثابتة، قام وات بربط صمام منظم البخار بمنظم طرد مركزي ، وهو منظم اقتبسه من تلك المستخدمة للتحكم التلقائي في سرعة طواحين الهواء. ^{[ 19 ]} لم يكن منظم الطرد المركزي منظم سرعة حقيقياً لأنه لم يكن قادراً على تثبيت السرعة عند تغير الحمل. ^{[ 20 ]}

سمحت هذه التحسينات للمحرك البخاري باستبدال عجلة الماء والخيول كمصادر رئيسية للطاقة للصناعة البريطانية، مما حررها من القيود الجغرافية وجعلها واحدة من المحركات الرئيسية في الثورة الصناعية .

اهتم وات أيضاً بالبحوث الأساسية حول آلية عمل المحرك البخاري. وأبرز أجهزة القياس التي ابتكرها، والتي لا تزال مستخدمة حتى اليوم، هي مؤشر وات الذي يتضمن مانومتر لقياس ضغط البخار داخل الأسطوانة وفقاً لموضع المكبس، مما يسمح بإنتاج رسم بياني يمثل ضغط البخار كدالة لحجمه خلال الدورة.

أقدم محرك وات لا يزال قائماً هو محرك أولد بيس الذي يعود تاريخه إلى عام 1777، وهو موجود الآن في متحف العلوم بلندن . أما أقدم محرك عامل في العالم فهو محرك سميثويك ، الذي دخل الخدمة في مايو 1779، وهو موجود الآن في مركز ثينك تانك في برمنغهام (وكان سابقاً في متحف العلوم والصناعة في برمنغهام، الذي لم يعد موجوداً ). أما أقدم محرك لا يزال في بيته الأصلي وقادراً على أداء وظيفته التي صُمم من أجلها فهو محرك بولتون ووات الذي يعود تاريخه إلى عام 1812، والموجود في محطة كروفتون للضخ في ويلتشير . كان هذا المحرك يُستخدم لضخ المياه لقناة كينيت وآفون ؛ وفي بعض عطلات نهاية الأسبوع على مدار العام، يتم إيقاف تشغيل المضخات الحديثة، ويستمر محركا البخار في كروفتون في أداء هذه الوظيفة. أما أقدم محرك بخاري دوار لا يزال قائماً، وهو محرك ويتبريد (الذي يعود تاريخه إلى عام 1785، وهو ثالث محرك دوار تم بناؤه على الإطلاق)، فيوجد في متحف باورهاوس في سيدني، أستراليا. يمكن العثور على محرك بولتون وات الذي يعود تاريخه إلى عام 1788 في متحف العلوم بلندن ، ^{[ 21 ]} بينما يزين محرك نفخ يعود تاريخه إلى عام 1817 ، والذي كان يستخدم سابقًا في مصانع الحديد في نيثرتون التابعة لشركة إم دبليو غريزبروك، الآن ميدان دارتموث سيركس ، وهو جزيرة مرورية عند بداية الطريق السريع A38(M) في برمنغهام.

يضم متحف هنري فورد في ديربورن، ميشيغان، نسخة طبق الأصل من محرك وات الدوار الذي يعود تاريخه إلى عام 1788. وهو نموذج بالحجم الطبيعي يعمل بكفاءة لمحرك بولتون-وات. وقد كلف الصناعي الأمريكي هنري فورد الشركة الإنجليزية تشارلز سمرفيلد بصنع هذه النسخة من المحرك عام 1932. ^{[ 22 ]} كما يضم المتحف محرك مضخة بولتون ووات الأصلي الذي يعمل بالهواء المضغوط، والذي كان يُستخدم في الأصل لضخ المياه في قناة برمنغهام، ^{[ 23 ]} كما هو موضح أدناه، وكان قيد الاستخدام في محطة ضخ شارع بوير، ^{[ 24 ] [ 25 ]} من عام 1796 حتى عام 1854، ثم نُقل إلى ديربورن عام 1929.

يوجد نموذج آخر محفوظ في مصنع فوميل بفرنسا.

• 
  محرك عام 1817 في برمنغهام ، إنجلترا
• 
  محرك مضخة وات الجوي (1796) في متحف هنري فورد

في ثمانينيات القرن التاسع عشر، أنتجت شركة هاثورن ديفي وشركاه في ليدز  محركًا جويًا بقوة حصان واحد وسرعة 125 دورة في الدقيقة، مزودًا بمكثف خارجي ولكن بدون تمدد بخاري. ويُعتقد أنه ربما كان آخر محرك جوي تجاري يُصنع. وبصفته محركًا جويًا، لم يكن مزودًا بغلاية مضغوطة، وكان مُصممًا للاستخدام في الشركات الصغيرة. ^{[ 26 ]}

يُعتبر محرك وات للتمدد عمومًا ذا أهمية تاريخية فقط. ومع ذلك، توجد بعض التطورات الحديثة التي قد تُسهم في إحياء هذه التقنية. اليوم، تُنتج الصناعة كميات هائلة من البخار والحرارة المهدرة بدرجات حرارة تتراوح بين 100 و150 درجة مئوية (210 و300 درجة فهرنهايت) . إضافةً إلى ذلك، تُنتج مُجمّعات الطاقة الشمسية الحرارية، ومصادر الطاقة الحرارية الأرضية، ومفاعلات الكتلة الحيوية حرارةً في هذا النطاق الحراري. توجد تقنيات لاستغلال هذه الطاقة، ولا سيما دورة رانكين العضوية (ORC). من حيث المبدأ، هي عبارة عن توربينات بخارية لا تستخدم الماء، بل سائلًا (مُبرّدًا) يتبخر عند درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) . مع ذلك، تُعدّ هذه الأنظمة معقدة نسبيًا. فهي تعمل بضغوط تتراوح بين 6 و20 بارًا (600 إلى 2000 كيلو باسكال؛ 87 إلى 290 رطلًا لكل بوصة مربعة) ، لذا يجب أن يكون النظام بأكمله مُحكم الإغلاق تمامًا.      

يُمكن لمحرك التمدد أن يُقدّم مزايا كبيرة في هذا المجال، لا سيما بالنسبة لقدرات الطاقة المنخفضة التي تتراوح بين 2 و100  كيلوواط: فمع نسب تمدد تبلغ 1:5، تصل الكفاءة النظرية إلى 15%، وهي ضمن نطاق أنظمة دورة رانكين العضوية (ORC). يستخدم محرك التمدد الماء كسائل تشغيل، وهو سائل بسيط، رخيص، غير سام، غير قابل للاشتعال، وغير مُسبّب للتآكل. يعمل المحرك عند ضغط قريب من الضغط الجوي أو أقل منه، مما يجعل عملية منع التسرب سهلة. كما أنه جهاز بسيط، مما يُشير إلى فعاليته من حيث التكلفة. يعمل باحثون من جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة حاليًا على تطوير نسخة حديثة من محرك وات لتوليد الطاقة من بخار الماء والحرارة المهدرة. وقد حسّنوا النظرية، مُثبتين إمكانية تحقيق كفاءات نظرية تصل إلى 17.4% (وكفاءات فعلية تصل إلى 11%). ^{[ 27 ]}

لإثبات المبدأ، تم بناء نموذج تجريبي لمحرك بقدرة 25 واط واختباره. يشتمل المحرك على تمدد البخار بالإضافة إلى ميزات جديدة مثل التحكم الإلكتروني. تُظهر الصورة النموذج الذي تم بناؤه واختباره في عام 2016. ^{[ 28 ]}  حاليًا، يجري التحضير لمشروع بناء واختبار محرك مُكبَّر بقدرة 2 كيلوواط. ^{[ 29 ]}

• دورة كارنو
• محرك كورليس البخاري
• محرك حراري
• الديناميكا الحرارية
• محركات شعاعية محفوظة
• إيفان بولزونوف

• الوسائط المتعلقة بمحركات وات البخارية على ويكيميديا ​​كومنز
• محرك وات الجوي – جامعة ولاية ميشيغان، قسم الهندسة الكيميائية
• محرك وات "المثالي" مؤرشف في 13 نوفمبر 2006 في Wayback Machine - مقتطفات من معاملات جمعية نيوكومين.
• محرك بولتون ووات، مؤرشف بتاريخ 19 أغسطس 2017 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) في المتحف الوطني الاسكتلندي.
• محرك بولتون ووات البخاري في متحف باورهاوس، سيدني
• قانون جيمس وات لمحركات البخار على موقع البرلمان البريطاني