要知道，即便瓦特对蒸汽机进行了进一步的改良，让活塞的上下移动均由蒸汽推动，蒸汽机的效率依旧上不去。问题就出在那些流入冷凝器的蒸汽上。
我们设想一下，把蒸汽机的冷凝器去掉，让膨胀过的蒸汽直接排入大气——那我们会看到什么样的画面呢？
其实，这个画面并不难想象。老式的蒸汽机车并没有冷凝器；从汽缸中流出的蒸汽会直接朝车体两侧喷射。因此，我们就能在电影中看到，一个巨大的车头呼啸而来，一边轰隆轰隆地冲过铁轨，一边呼哧呼哧地直喘气，车头两边拖着两道冲出去老远的白雾。
注意，冲出去老远。有时甚至会喷到铁路两边的灌木上，就像是洒水车向两边射出的水柱。
显然，在经过了一次蒸汽机之后，蒸汽的能量还没有被完全榨干——这些能量随着冲出汽缸的蒸汽一起流进了冷凝器，也就是说，“跑掉了”；而这部分跑掉的能量，本来可以继续推动引擎的！
既然冲出汽缸的蒸汽中依然含有能量，那么，我们自然可以让这股蒸汽继续推动引擎，流经一个汽缸、两个汽缸，直至内部蕴含的能量无限接近于水的初始能量！
如果同蒸汽管直接相连的汽缸是高压缸，高压蒸汽在那里发生第一次膨胀，释放出一部分能量。当高压缸的活塞向上或向下移动，挤压活塞上面或是下面已经做过一次功的蒸汽时，那些蒸汽将会顺着管道进入中压缸，随即发生第二次膨胀，释放出较第一次更少的能量。最后已经做过两次功的蒸汽会进入低压缸，并从那里流入冷凝器。
这样，经过三段膨胀做功之后，蒸汽内的能量显然得到了更进一步的有效利用——说得通俗点，就是流入冷凝器的蒸汽被榨得更干了！
而为了让蒸汽蕴含的能量更大，就得让蒸汽的温度更高！压力更强！而想做到这些，只需需要增加一个压力罐就可以了！
在压力罐中储存大量的高压高温蒸汽，再通过控制阀门，将高温高压蒸汽传输到串联的三个气缸中，足够高的温度和压力就可以将三个气缸中的活塞全部驱动起来！直到压榨完蒸汽的能量！
如此设计的三缸蒸汽机，无论是功率还是转速，都将远远超过于瓦特蒸汽机！
而现在的朱靖坤已经完全具备了完整的焊接技术，制作一个压力罐，简直就是易如反掌。但是仅仅只有压力罐是不行的，因为压力罐的承受力也是有限的，而不是说能无限的承载高压。
所以就需要制作一个压力表和泄压阀！有了压力表，就可以清晰明了的看到压力值，泄压阀可以保证压力过载时，自动排出蒸汽从而避免爆炸！
这些小玩意，朱靖坤两天就确定了生产工艺和流程。
交给别人生产压力罐，朱靖坤开始带着众人试制三缸往复式蒸汽机的样机，而对于气缸的选择，众人却犯起了难。
众人经过研究，蒸汽机中，气缸的直径越粗，泵入的蒸汽就越多，蒸汽机的转速就越大，蒸汽机功率就越高！而气缸的长度也是有说法的，气缸越短，蒸汽机的转速就越高，气缸越长，蒸汽机的扭矩就越大！
所以想研究出气缸比例适合的蒸汽机，需要大量的时间做研究实验，那还能怎么办呢？干吧！
举全岛科研人员之力的研究过程中，物理和化学知识，在这里蓬勃发展着！
自然而然的，众人学到了压力、压强、功率、扭矩、热容量和密度，学到了物理三定律：惯性、加速度、作用力与反作用力！
学到了橡胶低于密封的关键作用，学到了润滑油的妙用。
最后，众人一起将压强的表达单位定制为“帕”，将力的单位定为“牛”，将扭矩单位定位“牛米”，将功率定位“瓦”，将热容量定位“焦”！
一个蒸汽机的研发，成功的实现了逆向教学，大明科学院的研究员们的物理水平像是在翻着跟头一般成长！两个月后的现在，这里的每一位拉出去，都可以称为这个时代的物理大拿！
经过两个月的大量实验，朱靖坤采用了三组气缸方案，第一种是大直径长冲程的欠方形型气缸，缸体平面展开就是一个竖着的长方形，这个气缸的扭矩和马力绝对爆表！但是目前的宝岛上，还没有能用到这个气缸的地方！
第二种是大直径，短冲程的超方形气缸，缸体平面展开就是一个横着的长方形，这个气缸具备泵入蒸汽多，行程短的特性，用这种气缸做出来的蒸汽机，转速一定超乎想象！
第三种是方形气缸，就是气缸的直径和活塞的冲程正好一致，缸体展开就是一个正方形！这个气缸的转速和马力可以做到一个相对的平衡！
方形气缸也是朱靖坤选用的第一款蒸汽机气缸，说做就做，为了保证蒸汽机的马力，朱靖坤将气缸的直径定为了二十一厘米！三个气缸排列起来，将带来澎湃的动力和极高的转速！
再加上有了橡胶和润滑油的加持，密封性能做的极好，摩擦系数能降到最低。
五天后，朱靖坤设计的第一款蒸汽机样机完整现世！朱子明将这款蒸汽机命名为21型蒸汽机！
21型蒸汽机由锅炉、高压罐、缸体三大件组成，无论任何燃料，只要将锅炉中的水烧开，就能为高压罐提供源源不断的高温高压的蒸汽！
通过高压罐出气口的阀门，就能调节蒸汽机的运转速度，可以简单理解为油门！朱靖坤率领着众多研究员，共同见证了21型蒸汽机的诞生！
随着锅炉里的水被烧开，三缸的21型蒸汽机发出了它的第一声轰鸣！
通过曲轴连接在蒸汽机上的飞轮，随着蒸汽机的运转开始高速的旋转了起来！随着压力达标，控制着压力罐上的阀门就可以调节飞轮的转速！
21型蒸汽机和瓦特蒸汽机相比，无论是结构还是做工都完全不一样了！瓦特蒸汽机属于低压蒸汽机，而21型蒸汽机则属于高压蒸汽机！
21型蒸汽机里的蒸汽需要驱动三个气缸做工！最后排出的蒸汽里的能量已经无限接近于水的初始能量！