증기기관을 맨 처음 발명한 사람은 흔히 알려진 제임스 와트가 아니라 그보다 한 세기 앞선 시대의 인물인 토머스 뉴커먼이다. 뉴커먼은 실린더와 피스톤으로 이뤄진 단순한 구조를 활용해 증기기관을 만들었다. 당시로선 혁신적인 기술이었지만 한 가지 문제가 있었다. 피스톤이 상하로 계속 움직이려면 실린더를 냉각수로 식히고 또다시 가열해 뜨거운 수증기를 만들어내는 과정이 끊임없이 반복돼야 하는데 이 때문에 엄청난 에너지 비효율이 발생했다.

하지만 와트는 실린더를 식히지 않고도 피스톤을 내리는 방법을 창안했다. 즉, 냉각수와 수증기를 실린더 내부에서 ‘제거’해 독립시켜 독립냉각기를 만듦으로써 실린더를 냉각하지 않더라도 피스톤이 원위치로 돌아가 다음 번 상하 왕복 운동을 지속할 수 있게 했다. ‘냉각’이라는 절차를 전체 증기기관의 동작 원리를 구성하는 절차로부터 ‘제거’해 ‘독립’시킴으로써 열효율을 기존 대비 혁신적으로 향상시킨 덕에 제임스 와트는 오늘날까지 ‘증기기관의 아버지’로 불리고 있다.