Una camera di combustione fa parte di un motore a combustione interna in cui il carburante viene bruciato a temperatura costante con aria e turbina a gas, dove l'aria viene espansa per generare elettricità. Per i motori a vapore, il termine è stato utilizzato anche per un'estensione del focolare che viene utilizzata per consentire un processo di combustione più completo.
In un motore a combustione interna, la pressione causata dalla combustione della miscela aria/carburante applica una forza diretta a una parte del motore (ad esempio, per un motore a pistoni, la forza viene applicata alla parte superiore del pistone), che converte la pressione del gas in energia meccanica (spesso sotto forma di un albero di uscita rotante).
Ciò contrasta con un motore a combustione esterna, in cui la combustione avviene in una parte separata del motore in cui la pressione del gas viene convertita in energia meccanica.
Una camera di combustione è l'area all'interno del cilindro in cui viene accesa la miscela carburante/aria. Quando il pistone comprime la miscela carburante/aria ed entra in contatto con la candela, la miscela viene bruciata ed espulsa dalla camera di combustione sotto forma di energia.
Il cilindro ospita molti dei componenti importanti di un motore a combustione interna tra cui l'ugello dell'iniettore, il pistone, la candela, la camera di combustione e altri.
Esistono tre tipi principali di camere di combustione in uso per i motori a turbina a gas.
Questo tipo di camera di combustione viene utilizzato sui motori a compressore centrifugo e sui primi tipi di motori a compressore a flusso assiale. È uno sviluppo diretto del primo tipo di camera di combustione Whittle.
La differenza principale è che la camera Whittle aveva un flusso inverso come illustrato, poiché ciò creava una notevole perdita di pressione, le camere multiple straight-through sono state sviluppate da Joseph Lucas Limited.
Le camere sono disposte attorno al motore e l'aria di mandata del compressore è diretta da condotti per passare nelle singole camere. Ogni camera ha un tubo di fiamma interno attorno al quale è presente un involucro d'aria. L'aria passa attraverso il beccuccio del tubo di fiamma ed anche tra il tubo e l'involucro esterno come già descritto.
La camera di combustione tubo-anulare colma il divario evolutivo tra il tipo multiplo e quello anulare. Un certo numero di tubi di fiamma sono montati all'interno di un involucro d'aria comune.
Il flusso d'aria è simile a quello già descritto. Questa disposizione unisce la facilità di revisione e collaudo dei sistemi multipli con la compattezza del sistema anulare.
Questo tipo di camera di combustione è costituita da un unico tubo di fiamma, di forma completamente anulare, contenuto in un involucro interno ed esterno.
Il flusso d'aria attraverso il tubo di fiamma è simile a quello già descritto, la camera essendo aperta anteriormente al compressore e posteriormente agli ugelli della turbina.
Il principale vantaggio della camera anulare è che, a parità di potenza erogata, la lunghezza della camera è solo del 75% di quella di un sistema tubo-anulare dello stesso diametro, con conseguente notevole risparmio di peso e costi di produzione. Un altro vantaggio è l'eliminazione dei problemi di propagazione della combustione da camera a camera.
Rispetto a un sistema di combustione tubo-anulare, l'area della parete di una camera anulare comparabile è molto inferiore; di conseguenza, la quantità di aria di raffreddamento necessaria per evitare la combustione della parete del tubo di fiamma è inferiore, di circa il 15%.
Questa riduzione dell'aria di raffreddamento aumenta l'efficienza della combustione per eliminare virtualmente il carburante incombusto e ossida il monossido di carbonio in anidride carbonica non tossica, riducendo così l'inquinamento atmosferico.
