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고압증기기관(1790, 미국 특허)을 제작하고 최초로 연속생산체계(1784)를 고안했다.

16세에 수레목수의 견습생이 된 그는 대장장이의 자식들이 증기의 추진력을 이용한 장난감 총을 가지고 노는 것을 보고 추진을 위해 증기를 동력화하는 방법을 연구하기 시작했다. 그러나 이 연구 방면으로 방향을 정하기 전에 다른 많은 산업적인 문제에 말려들게 되었다. 방적에서 새롭게 기계화된 직물 생산공정의 장애가 된 소모(梳毛) 작업을 신속하게 처리하기 위해 그는 개량형 소모장치를 발명했다.

1784년 29세의 나이로 산업생산에서 또다른 주요문제인 구식의 제분공정에 뛰어들었다. 필라델피아 외곽에 공장을 짓고, 베이어·양곡기·무게계량기를 비롯한 5가지의 기계를 사용하여 모든 공정이 자동화된 생산체계를 창출했다. 인력은 단지 제분소를 가동시킬 때만 필요했다. 동력은 수차에 의해 공급되었고, 곡물을 한쪽 끝에서 투입하면 컨베이어와 활송장치로 이루어진 장치에 의해 제분과 정제 단계를 거쳐 다른 끝에서 완성된 곡물가루가 나왔다(곡류). 에번스의 계산에 의하면 비용을 50％까지 절감할 수 있다는 이 생산체계는 미국 내의 제분소에 널리 보급되었다.

처음에는 주정부(1787)에, 나중에는 신설된 미국 특허청(1790)에 특허권 보호를 신청했을 때 그는 3번째 발명품인 고압증기기관도 추가시켰다.

산업용 정치기관(定置機關：건물 안에 고정시킨 기초에 설치하여, 발전기·압축기 등의 구동에 사용되는 기관)과 육상 및 수상 수송용 기관의 제작에 대한 장래의 계획을 가지고 그는 수년 동안 고압증기기관에 대한 연구를 계속했다. 1801년 필라델피아에서 농업용 석회석 가루를 생산하는 회전 파쇄기(破碎機)를 돌리는 정치기관을 만들었다.

그의 이름을 딴 이 기관은 기존의 증기기관을 원형으로 만든 것인데, 실린더와 크랭크축을 반대쪽 끝 대신 기존의 것들처럼 레버의 한쪽 끝에 모두 배치시켜서 레버의 무게를 상당히 감소시켰다.

이 독창적인 링크 장치는 에번스 직선 링크(연동) 장치의 이름으로 세계적으로 유명해졌다. 그는 즉시 이 정치기관이 도로 수송용으로 사용될 수 있음을 알았으나, 정부당국은 그당시의 주요수송수단인 말을 놀라게 할 수도 있다는 이유로 펜실베이니아 유료 고속도로에서 이 기관의 사용을 허락하지 않았다.

몇 년 뒤 파종, 제재용 톱과 보링머신의 구동, 필라델피아의 수로를 청소하는 준설선에 동력 공급 등의 여러 가지 일을 할 수 있는 기관을 제작했다. 1805년 6월에 완성된 오룩터 수륙양용선(Orukter Amphibolos) 또는 수륙양용준설선(Amphibious Digger)이라는 새로운 형태의 증기선은 길이 9m, 폭 3.7m였으며, 자동 제분기의 연쇄 버킷의 원리를 이용했다. 바퀴가 달린 이 선박은 미국에서 최초로 운행된 동력을 사용한 도로운송수단으로 수륙양용이었다.

1806년 '마스 공장'을 발전시키는 일에 착수했는데, 이곳에서 그뒤 10년 동안 목화·담배·종이를 가공하는 스크루 프레스에 사용된 증기기관을 100대 이상 만들었다.

워싱턴 D. C.에 있는 해군공작창은 그의 기관 중 하나를 구입했으며, 1812년 전쟁이 발발했을 때 그의 동료와 함께 그는 J. 에릭슨의 '모니터호'보다 50년 앞서 선수(船首)에 대포를 설치한 강력한 증기 전함을 건조할 것을 제안했으나 받아들여지지 않았다. 1817년 완성된 마지막 걸작품은 급수용 24HP(마력) 고압기관이었다. 그후 그는 소중한 주형이 포함된 마스 공장에 큰 화재가 발생한 직후 죽었다.

열악한 도로, 가파른 경사, 불충분한 스프링 장치 및 재료기술 때문에 그의 도로용 증기기관에 대한 채택은 지연되었다.

또한 제조업자들이 그의 혁신적인 제조기술을 사용하는 시기가 늦어져 에번스는 오랫동안 대중의 뇌리에서 잊혀져갔다. 그러나 많은 시간이 흐른 후 고압증기기관을 발달시킨 업적은 영국의 천재 R. 트레비식의 업적과 동일하게 평가되었으며, 역사가에 의해 '일관작업의 개척자'로서의 영예가 주어졌다.