ท่อระบายควันเป็นส่วนหนึ่งของระบบไอเสียของหัวรถจักรไอน้ำทำหน้าที่ระบายไอน้ำเสียจากกระบอกสูบเข้าไปใน ห้องค วันใต้ปล่องไฟเพื่อเพิ่มแรงดูดอากาศผ่านเปลวไฟ

การค้นพบวิธีการแรกสุดในการส่งไอน้ำเสียขึ้นไปทางปล่องไฟเพื่อสร้างแรงดูดผ่านเปลวไฟนั้นเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ โดย Ahrons (1927) ได้ให้ความสนใจในเรื่องนี้เป็นอย่างมาก ไอน้ำเสียจากกระบอกสูบของหัวรถจักรไอน้ำคันแรก – ที่สร้างโดยRichard Trevithick – ถูกส่งขึ้นไปทางปล่องไฟ และเขาได้บันทึกถึงผลกระทบของการเพิ่มแรงดูดผ่านเปลวไฟในขณะนั้น ที่ Wylam, Timothy Hackworthก็ใช้ท่อส่งไอน้ำเสียในหัวรถจักรรุ่นแรกๆ ของเขาเช่นกัน แต่ไม่ชัดเจนว่านี่เป็นการค้นพบโดยอิสระหรือเป็นการลอกเลียนแบบการออกแบบของ Trevithick ไม่นานหลังจาก Hackworth, George Stephensonก็ใช้วิธีเดียวกัน และอีกครั้งที่ไม่ชัดเจนว่านี่เป็นการค้นพบโดยอิสระหรือเป็นการลอกเลียนแบบวิศวกรคนอื่นๆGoldsworthy Gurneyเป็นอีกหนึ่งผู้บุกเบิกในยุคแรกๆ ซึ่ง Anna Jane ลูกสาวของเขาได้สนับสนุนการอ้างสิทธิ์ในการค้นพบครั้งแรกของเขาอย่างแข็งขัน^{[ 1 ] [ 2 ]}

หัวรถจักรในสมัยนั้นใช้ หม้อไอ น้ำแบบปล่อง เดียว หรือปล่องส่งกลับเดียว โดยมีตะแกรงไฟอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของปล่อง เนื่องจากปล่องเดียวต้องกว้างเพื่อให้ไอเสียผ่านได้ ท่อเป่าลมจึงสามารถยกไฟขึ้น ทำให้เขม่าและประกายไฟถูกดึงขึ้นไปในปล่องไฟ จนกระทั่งมีการพัฒนาหม้อไอน้ำแบบหลายท่อ จึงจะสามารถใช้การเป่าลมได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ การผสมผสานระหว่างหม้อไอน้ำแบบหลายท่อและการเป่าลมด้วยไอน้ำ มักถูกยกมาเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้หัวรถจักร Rocketปี 1829 มีประสิทธิภาพสูงในการทดสอบ ที่ Rainhill

หลังจากค้นพบพลังของแรงดันไอน้ำไม่นาน ก็เห็นได้ชัดว่า จำเป็นต้องมี กล่องควันอยู่ใต้ปล่องไฟ เพื่อเป็นพื้นที่ให้ก๊าซไอเสียที่ออกมาจากท่อหม้อไอน้ำผสมกับไอน้ำ นอกจากนี้ยังมีข้อดีคือช่วยให้สามารถเก็บขี้เถ้าที่ถูกดูดเข้าไปในท่อไฟได้ด้วย ท่อปล่อยไอน้ำถูกติดตั้งไว้ใต้ปล่องไฟโดยตรงที่ด้านล่างของกล่องควัน

แรงดันไอน้ำส่วนใหญ่จะควบคุมตัวเองโดยอัตโนมัติ: การเพิ่มอัตราการใช้ไอน้ำของกระบอกสูบจะเพิ่มแรงดันไอน้ำ ซึ่งจะเพิ่มแรงดูดและอุณหภูมิของไฟ หัวรถจักรสมัยใหม่ยังติดตั้งเครื่องเป่าลมซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยไอน้ำเข้าไปในห้องควันโดยตรงเพื่อใช้เมื่อต้องการแรงดูดที่มากขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มปริมาณไอน้ำที่ไหลผ่านกระบอกสูบ ตัวอย่างเช่น เมื่อวาล์วควบคุมปิดลงอย่างกะทันหัน หรือรถไฟวิ่งผ่านอุโมงค์ หากอุโมงค์เดี่ยวมีการระบายอากาศไม่ดี หัวรถจักรที่วิ่งเข้าด้วยความเร็วสูงอาจทำให้เกิดการอัดอากาศอย่างรวดเร็วภายในอุโมงค์ อากาศที่ถูกอัดนี้อาจเข้าสู่ปล่องไฟด้วยแรงดันสูง ซึ่งอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งหากประตูห้องเผาไหม้เปิดอยู่ ด้วยเหตุนี้จึงมักเปิดเครื่องเป่าลมในสถานการณ์เหล่านี้เพื่อลดผลกระทบจากการอัดอากาศ

การพัฒนาหลักการพื้นฐานของการออกแบบห้องควันเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยจนกระทั่งปี 1908 เมื่อ WFM Gossจากมหาวิทยาลัย Purdueได้ทำการตรวจสอบประสิทธิภาพการผลิตไอน้ำอย่างครอบคลุมเป็นครั้งแรกหลักการเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในทางรถไฟ Great WesternโดยGeorge Jackson Churchwardการพัฒนาในภายหลังคือท่อพ่นไอน้ำแบบ " jumper-top"ซึ่งควบคุมพื้นที่ของท่อพ่นไอน้ำที่อัตราการผลิตไอน้ำที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด

จุดประสงค์ของการดัดแปลงท่อไอเสียคือเพื่อให้ได้สุญญากาศในห้องควันสูงสุดโดยมีแรงดันย้อนกลับต่อลูกสูบน้อยที่สุด การดัดแปลงที่ง่ายที่สุดคือปล่องควันคู่ที่มีท่อไอเสียคู่ แต่ก็มีการจัดเรียงแบบอื่นๆ อีกมากมายที่เคยลองใช้มาแล้ว ในช่วงปลายยุคของรถจักรไอน้ำ ท่อไอเสีย แบบ Kylchapได้รับความนิยมและถูกนำไปใช้กับรถจักร Mallardที่ออกแบบโดยNigel Gresleyแบบอื่นๆ ได้แก่ท่อไอเสียแบบ Giesl , LemaîtreและLempor