EP2017533B1

Floatwall panel assemblies and related systems

Abstract

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EP2017533B1, drawing sheet 1
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Expires 10 July 2028.

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18 claims: 18 independent, 0 dependent

  1. 1
    A floatwall panel (210) for a combustion section (106) of a gas turbine engine (100) comprising:a porous material, and characterised in that the porous material exhibits a porosity gradient along at least one of a length and a width of the floatwall panel;wherein the floatwall panel incorporates a first region (230), a second region (232) and a third region (234), each of which exhibits a porosity that is different from that of an adjacent region;wherein the first region comprises an area of relatively uniform porosity along its length, width and depth, and wherein the second region exhibits a relatively uniform porosity across its length, width and depth, the porosity of the second region being greater than the porosity exhibited by the first region;andwherein the third region incorporates a first layer (240) and a second layer (242), the second layer for location closer to a gas flow path (228) than the first layer, and wherein the first layer exhibits a higher porosity along its length, width and depth than the second layer. Float-Wandplatte (210) für einen Verbrennungsabschnitt (106) eines Gasturbinentriebwerks (100), Folgendes umfassend: ein poröses Material und dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material einen Porositätsgradienten entlang zumindest einer Länge und einer Breite der Float-Wandplatte aufweist;wobei die Float-Wandplatte eine erste Region (230), eine zweite Region (232) und eine dritte Region (234) aufweist, von denen jede eine Porosität aufweist, die sich von der Porosität einer benachbarten Region unterscheidet;wobei die erste Region einen Bereich mit relativ gleichmäßiger Porosität entlang dessen Länge, Breite und Tiefe umfasst, und wobei die zweite Region eine relativ gleichmäßige Porosität entlang ihrer Länge, Breite und Tiefe aufweist, wobei die Porosität der zweiten Region höher ist als die Porosität, die die erste Region aufweist;undwobei die dritte Region eine erste Schicht (240) und eine zweite Schicht (242) umfasst, wobei die zweite Schicht näher an einem Gasströmungsweg (228) als die erste Schicht angeordnet ist, und wobei die erste Schicht eine höhere Porosität entlang ihrer Länge, Breite und Tiefe aufweist als die zweite Schicht. Panneau de paroi flottante (210) pour une section de combustion (106) d'un moteur de turbine à gaz (100) comprenant : un matériau poreux, et caractérisé en ce que le matériau poreux présente un gradient de porosité dans le sens longitudinal d'au moins une parmi une longueur et une largeur du panneau de paroi flottante ;dans lequel le panneau de paroi flottante intègre une première région (230), une seconde région (232) et une troisième région (234), qui présentent chacune une porosité qui est différente de celle d'une région adjacente ;dans lequel la première région comprend une zone de porosité relativement uniforme dans le sens longitudinal de sa longueur, sa largeur et sa profondeur, et dans lequel la seconde région présente une porosité relativement uniforme dans le sens longitudinal de sa longueur, sa largeur et sa profondeur, la porosité de la seconde région étant supérieure à la porosité présentée par la première région ;etdans lequel la troisième région intègre une première couche (240) et une seconde couche (242), la seconde couche destinée à être placée plus près d'un trajet d'écoulement de gaz (228) que la première couche, et dans lequel la première couche présente une porosité plus importante dans le sens longitudinal de sa longueur, sa largeur et sa profondeur que la seconde couche.
  2. 2
    Float-Wandplatte nach Anspruch 1 ferner einen Schlitz (306;406;614;616) umfassend, der in einer Fläche der Platte ausgebildet ist, wobei der Schlitz die Größe und die Form aufweist, um eine Befestigung (212) zum Befestigen der Platte an einem Verbrennungsabschnitt aufzunehmen. Panneau de paroi flottante selon la revendication 1, comprenant en outre une fente (306 ;406 ;614 ;616) formée dans une face du panneau, la fente étant dimensionnée et formée pour recevoir un support (212) pour monter le panneau sur une section de combustion. The floatwall panel of claim 1, further comprising a slot (306;406;614;616) formed in a face of the panel, the slot being sized and shaped to receive a mount (212) for mounting the panel to a combustion section.
  3. 3
    A floatwall panel assembly for a combustion section (106) of a gas turbine engine (100), the assembly comprising a floatwall panel (210) as claimed in claim 1:wherein the panel (210) is formed of porous ceramic material, and the panel lacks a substrate formed of a material other than porous ceramic material for supporting the porous ceramic material. Ensemble panneau de paroi flottante pour une section de combustion (106) d'un moteur de turbine à gaz (100), l'ensemble comprenant un panneau de paroi flottante (210) selon la revendication 1 : dans lequel le panneau (210) est formé de matériau céramique poreux, et le panneau est dépourvu d'un substrat formé d'un matériau autre que du matériau céramique poreux pour supporter le matériau céramique poreux. Float-Wandplattenanordnung für einen Verbrennungsabschnitt (106) eines Gasturbinentriebwerks (100), wobei die Anordnung eine Float-Wandplatte (210) nach Anspruch 1 umfasst: wobei die Platte (210) aus einem porösen Keramikmaterial besteht und der Platte ein Substrat fehlt, das aus einem anderen Material als dem porösen Keramikmaterial für das Tragen des porösen Keramikmaterials ausgebildet ist.
  4. 4
    Anordnung nach Anspruch 3 ferner eine Befestigung (212) umfassend, die angepasst ist, um die Platte in Eingriff zu nehmen und die Platte in einem räumlichen Verhältnis zu einer Oberfläche zu halten, an der die Platte angebracht ist. Ensemble selon la revendication 3, comprenant en outre un support (212) configuré pour entrer en prise avec le panneau et maintenir le panneau en relation espacée par rapport à une surface à laquelle le panneau est fixé. The assembly of claim 3, further comprising a mount (212) configured to engage the panel and maintain the panel in a spaced relationship from a surface to which the panel is attached.
  5. 5
    Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Befestigung eine Schiene (304; 404) umfasst; und die Platte einen Schlitz (306; 406) umfasst, der dazu dient, die Schiene aufzunehmen. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel :le support comprend un rail ;(304 ;404) etle panneau comprend une fente (306 ;406) opérationnelle pour recevoir le rail. The assembly of claim 4, wherein: the mount comprises a rail;(304;404) andthe panel comprises a slot (306;406) operative to receive the rail.
  6. 6
    A combustion section (106) of a gas turbine engine (100) comprising:a floatwall panel (210) as claimed in claim 1 or 2 and a mount (212), or a floatwall panel assembly (206) as claimed in claim 4. Section de combustion (106) d'un moteur de turbine à gaz (100) comprenant : un panneau de paroi flottante (210) selon la revendication 1 ou 2 et un support (212), ou un ensemble panneau de paroi flottante (206) selon la revendication 4. Verbrennungsabschnitt (106) eines Gasturbinentriebwerks (100), Folgendes umfassend: eine Float-Wandplatte (210) nach Anspruch 1 oder 2 und eine Befestigung (212) oder eine Float-Wandplattenanordnung (206) nach Anspruch 4.
  7. 7
    Section de combustion selon la revendication 6, dans laquelle :la section de combustion comprend en outre une enveloppe de chambre de combustion (204) ;etle support (212) est configuré pour maintenir le panneau en relation espacée par rapport à une surface de l'enveloppe de chambre de combustion. The combustion section of claim 6, wherein: the combustion section further comprises a combustor shell (204);andthe mount (212) is configured to maintain the panel in a spaced relationship from a surface of the combustor shell. Verbrennungsabschnitt nach Anspruch 6, wobei: der Verbrennungsabschnitt ferner eine Brennkammerschale (204) umfasst;unddie Befestigung (212) angepasst ist, um die Platte in einem räumlichen Verhältnis mit einer Oberfläche der Brennkammerschale zu halten.
  8. 8
    Section de combustion selon la revendication 7, dans laquelle :le support comprend un rail (304 ;404) fixé à l'enveloppe de chambre de combustion ;etle panneau comprend une fente (306 ;406) opérationnelle pour recevoir le rail. The combustion section of claim 7, wherein: the mount comprises a rail (304;404) attached to the combustor shell;andthe panel comprises a slot (306;406) operative to receive the rail. Verbrennungsabschnitt nach Anspruch 7, wobei: die Befestigung eine Schiene (304;404) umfasst, die an der Brennkammerschale angebracht ist;unddie Platte einen Schlitz (306;406) umfasst, der dazu dient, die Schiene aufzunehmen.
  9. 9
    Section de combustion selon la revendication 8, dans laquelle la fente est une fente allongée formée dans une face (308 ;408) du panneau (302 ;402). The combustion section of claim 8, wherein the slot is an elongate slot formed in a face (308;408) of the panel (302;402). Verbrennungsabschnitt nach Anspruch 8, wobei der Schlitz ein länglicher Schlitz ist, der in einer Fläche (308;408) der Platte (302;402) ausgebildet ist.
  10. 10
    Section de combustion selon la revendication 7, dans laquelle :le support comprend un premier rail (606) et un second rail (608) qui sont chacun fixés à l'enveloppe de chambre de combustion, le premier rail étant espacé du second rail ;le panneau comprend une première fente (614) située dans une première paroi latérale (610) du panneau et une seconde fente (616) située dans une seconde paroi latérale (612) du panneau (602) ;etla première fente est dimensionnée et formée pour recevoir le premier rail et la seconde fente est dimensionnée et formée pour recevoir le second rail. The combustion section of claim 7, wherein: the mount comprises a first rail (606) and a second rail (608), each of which is attached to the combustor shell, the first rail being spaced from the second rail;the panel comprises a first slot (614) located in a first sidewall (610) of the panel and a second slot (616) located in a second sidewall (612) of the panel (602);andthe first slot is sized and shaped to receive the first rail and the second slot is sized and shaped to receive the second rail. Verbrennungsabschnitt nach Anspruch 7, wobei: die Befestigung eine erste Schiene (606) und eine zweite Schiene (608) umfasst, von denen jede an der Brennkammerschale angebracht ist, wobei die erste Schiene von der zweiten Schiene beabstandet ist;die Platte einen ersten Schlitz (614), der in einer ersten Seitenwand (610) der Platte angeordnet ist, und einen zweiten Schlitz (616), der in einer zweiten Seitenwand (612) der Platte (602) angeordnet ist, umfasst;undder erste Schlitz die Größe und die Form aufweist, um die erste Schiene aufzunehmen, und der zweite Schlitz die Größe und die Form aufweist, um die zweite Schiene aufzunehmen.
  11. 11
    Section de combustion selon la revendication 10, dans laquelle la première paroi latérale (610) et la seconde paroi latérale (612) sont opposées l'une à l'autre. The combustion section of claim 10, wherein the first sidewall (610) and the second sidewall (612) oppose each other. Verbrennungsabschnitt nach Anspruch 10, wobei die erste Seitenwand (610) und die zweite Seitenwand (612) sich gegenüberliegen.
  12. 12
    Appareil selon la revendication 4 ou 7, dans lequel :le support est une vis (512) ;etle panneau comprend un orifice (506) s'étendant depuis une face de section chaude jusqu'à une face d'enveloppe de chambre de combustion du panneau, l'orifice étant dimensionné et formé pour recevoir la vis. The apparatus of claim 4 or 7, wherein: the mount is a screw (512);andthe panel comprises a through-hole (506) extending from a hot section face to a combustor shell face of the panel, the through-hole being sized and shaped to receive the screw. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, wobei: die Befestigung eine Schraube (512) ist;unddie Platte ein Durchgangsloch (506) umfasst, das sich von einer heißen Abschnittsfläche zu einer Fläche der Brennkammerschale erstreckt, wobei das Durchgangsloch die Größe und die Form aufweist, um die Schraube aufzunehmen.
  13. 13
    Appareil selon la revendication 4, 5 ou 12, comprenant en outre un moyen (514) pour refroidir le support. The apparatus of claim 4, 5 or 12, further comprising means (514) for cooling the mount. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 12, ferner ein Mittel (514) zum Kühlen der Befestigung umfassend.
  14. 14
    Appareil selon la revendication 13, dans lequel le moyen pour refroidir le support comprend un canal de refroidissement (514). The apparatus of claim 13, wherein the means for cooling the mount comprises a cooling channel (514). Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Mittel zur Kühlung der Befestigung einen Kühlkanal (514) umfasst.
  15. 15
    Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le panneau intègre une région de porosité plus importante qu'une région adjacente, la zone de porosité plus importante étant située au niveau d'un point chaud estimé de la section de combustion. The apparatus of any preceding claim, wherein the panel incorporates a region of higher porosity than an adjacent region, the area of higher porosity being located at an expected hot spot of the combustion section. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platte eine Region mit einer höheren Porosität als eine benachbarte Region umfasst, wobei der Bereich der höheren Porosität an einem zu erwartenden heißen Punkt des Verbrennungsabschnittes positioniert ist.
  16. 16
    Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le gradient de porosité est tel qu'une porosité du panneau augmente depuis une face de section chaude jusqu'à une face d'enveloppe de chambre de combustion du panneau. The apparatus of any preceding claim, wherein the porosity gradient is such that a porosity of the panel increases from a hot section face to a combustor shell face of the panel. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Porositätsgradient derart ist, dass eine Porosität der Platte sich von einer Fläche eines heißen Abschnittes zu einer Fläche der Brennkammerschale der Platte erhöht.
  17. 17
    A gas turbine engine (100) comprising:a combustion section (106) as claimed in claim 6 and a combustor shell;wherein the panel is attached to the combustor shell and spaced therefrom by the mount. Gasturbinentriebwerk (100), Folgendes umfassend: einen Verbrennungsabschnitt (106) nach Anspruch 6 und eine Brennkammerschale;wobei die Platte an der Brennkammerschale angebracht ist und davon durch die Befestigung beabstandet ist. Moteur de turbine à gaz (100) comprenant : une section de combustion (106) selon la revendication 6 et une enveloppe de chambre de combustion ;dans lequel le panneau est fixé à l'enveloppe de chambre de combustion et espacé de celle-ci par le support.
  18. 18
    Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 17, wobei der Verbrennungsabschnitt ein vollständig umkreister, ringförmiger Verbrennungsabschnitt ist. Moteur de turbine à gaz selon la revendication 17, dans lequel la section de combustion est une section de combustion annulaire monobloc. The gas turbine engine of claim 17, wherein the combustion section is a full-hoop annular combustion section.
Independent claims18