Hell József Károly a Selmec melletti Szélaknán született, apja (Höll Máté Kornél) mellett dolgozott tizenkilenc éves korától. A selmeci bányatisztképző intézetben Mikoviny Sámuel hidraulikai és mechanikai előadásait hallgatta.

Még alig volt huszonöt éves, amikor 1738-ban megalkotta híres szekrényes-himbás vízemelőgépét. Az új szerkezetből hiányzott a vízikerék, teljesen új elképzelés alapján dolgozott.
A himba egyik karján nagy, fából készült szekrény, a másikon a szivattyúrudazat vége volt. A szekrény telefolyt vízzel, lesüllyedt, ezzel felemelte a szivattyúrudat, s önműködően kiürült, és ekkor a rudazat süllyedve a szekrényt felemelte. A gép vízerő szükséglete csekély hányada volt a vízkerekekkel meghajtott szivattyúnak.

Következő, az 1749-ben a Lipót-aknába beépített találmánya az első gépénél jóval jelentősebb volt: a vízoszlopos gép. A gép 2,71 méter magas, 3,5 mázsa súlyú hengerébe a nagy nyomású meghajtóvizet alulról vezették be, a csövön érkező víz nyomást gyakorol egy dugattyúra. Mivel a víz nyomása nagyobb volt a levegő nyomásánál, ezért a dugattyú felfelé haladt, és eközben terhet emelt. Ahhoz, hogy a dugattyú ismét alsó helyzetbe térjen, a vizet egy csapon át vissza kellett vezetni az alsó csatornába. Tehát egy csap átkapcsolásával sikerült egyszer a dugattyú egyik, majd a másik oldalára nyomást gyakorolni, s ezáltal hasznos munkát végeztetni. A szivattyúk több szint magasságban dolgoztak, egy-egy emelésiszint-részt „rakatnak" mondták.

1768-ban már 11 vízoszlopos gép dolgozott Selmecbányán, közülük a 1759-ben felszerelt 24,6 lóerős Zsigmond-aknai még 100 évvel később, 1865-ben is üzemben volt, pedig semmit sem változtattak rajta. A legelső — 1749-ben felszerelt — vízoszlopos gép még 1861-ben is működött.
1753-ban kezdett működni újabb találmánya. Az üzemi gyakorlatban ismeretlen módon a vízemelésre a sűrített levegő mechanikai hatását használta. A "léggépet" (machina hydraulica pneumatica) a 330 m mély Amália-aknában üzemelték be. A gép felső hengerét magasabb szintről vízzel táplálta, mely a munkahengerben lévő levegőt vascsövön az alsó hengerben komprimálta, ahol a levegő nyomást gyakorolva, a bánya vízét magasabb szintre, vagy külszínre nyomta. Napjainkban az olajbányászatban világszerte használt gáz-lift a Hell-féle léggép elvének alkalmazása.

1758-ban a Königsegg-aknánál elkészítette az 1722-ben az angol Potter által felállított "tűzgép" javított változatát. 1756-ban felszerelte szellőztetőgépét és tökéletesítette az ércfeldolgozók zúzóit: 1766-ban az addig használt tíz helyett 30-35 zúzónyilat alkalmazott. Gépei tölgyfából, kezdetlegesen öntött vas géprészekből, csövekből készültek. A gépek 20-30 lóerős teljesítményeik mellett óriási méretűek voltak, de egészen a gőzgépes hajtások kiforrott gyakorlati alkalmazásáig gazdaságosnak bizonyultak