EP4088005B1 - Dispositif pour le désengagement de turbine en survitesse de turbomachine - Google Patents

Dispositif pour le désengagement de turbine en survitesse de turbomachine

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EP4088005B1
EP4088005B1 EP21705582.1A EP21705582A EP4088005B1 EP 4088005 B1 EP4088005 B1 EP 4088005B1 EP 21705582 A EP21705582 A EP 21705582A EP 4088005 B1 EP4088005 B1 EP 4088005B1
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EP
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rotor disc
turbine
pins
shaft
longitudinal axis
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Antoine Hervé DOS SANTOS
Joao Antonio Amorim
Pascal Grégory CASALIGGI
Nicolas Xavier TRAPPIER
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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    • F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
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    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/09—Purpose of the control system to cope with emergencies

Definitions

  • the invention relates to an assembly for a turbomachine turbine.
  • the invention relates more specifically to an assembly for a turbomachine turbine comprising a mechanism for disengaging the turbine in the event of overspeed.
  • a fan In a turbomachine, a fan is driven in rotation by a turbine having a rotor disc equipped with moving blades and connected to a low-pressure compressor.
  • the resistive torque on the turbine In the event of a breakage of a shaft connecting the fan to the turbine, the resistive torque on the turbine is suddenly cancelled while the flow of engine gas continues to transmit energy to the rotor disc. This causes an uncontrolled increase in the rotation speed of the rotor disc(s) and therefore a risk of bursting causing the release of high-energy flows. In this case, the turbine is in "overspeed".
  • EP1640564 proposes a device using the downstream displacement of the turbine to limit turbine overspeed.
  • the device comprises means for destroying the moving blades arranged in downstream stator blades of the turbine.
  • the downstream displacement of the rotor disk can be prevented by means for fixing the turbine in translation relative to its axis of rotation. Consequently, the moving blades are not damaged by the destruction means.
  • Such devices therefore lack effectiveness and reliability in limiting overspeed.
  • EP1505264 discloses an example of a turbomachine turbine assembly in which the low-pressure turbine comprises a spline system for driving the low-pressure shaft by the low-pressure rotor and in which the rolling bearing is held longitudinally locked on the low-pressure shaft by means of a nut tightened at the downstream end of the low-pressure shaft.
  • One of the aims of the invention is to ensure the downstream movement of the turbine in the event of shaft breakage so that an annular row of moving blades comes into contact with an annular row of stator blades, thus allowing destruction of the annular row of moving blades by the annular row of stator blades, braking the turbine.
  • Another aim of the invention is to limit the overspeed of the turbine in the event of shaft breakage in a reliable and efficient manner.
  • the invention is advantageous in that the screwed member has a direction of unscrewing identical to the direction of rotation so that the second transmission means cause the screwed member to unscrew when the first torque transmission means cease to transmit the torque from the rotor disc to the shaft.
  • the turbine is no longer held in the axial direction and can move backward, thus causing the destruction of its moving blades against a stator of the turbomachine. This prevents the turbine from going into overspeed, the destroyed moving blades no longer supplying it with energy.
  • the invention therefore ensures that the overspeed of the turbine is limited reliably and effectively in the event of loss of power transmission from the shaft to the rotor disc.
  • the first torque transmission means may comprise first longitudinal splines formed on the shaft and distributed circumferentially around the longitudinal axis and second longitudinal splines engaged with the first splines and formed in an internal annular face of the rotor disc.
  • the first torque transmission means may cease to transmit torque from the rotor disc to the shaft in the event of breakage or damage to the first and/or second splines.
  • the second torque transmission means may comprise a ring centered on the longitudinal axis and comprising first tenons cooperating with housings formed in the screwed member and second tenons cooperating with housings formed in the rotor disc.
  • the first tenons allow the screwed member to be driven in rotation when the ring is driven in rotation by the rotor disc through the second tenons, for example when the first torque transmission means cease to transmit the torque from the rotor disc to the shaft.
  • the circumferential clearance between the first splines and the second splines may be less than the sum of the circumferential clearance between the second tenons and the rotor disc and the circumferential clearance between the first tenons and the screwed member.
  • the transmission of the rotation of the rotor disc to the shaft is favored and the screwed member is not driven in rotation when the first transmission means are capable of transmitting the rotation of the rotor disc to the shaft.
  • the ring may comprise an annular portion, the first tenons extending upstream and the second tenons being arranged downstream of the first tenons.
  • At least one of the first tenons and the second tenons may comprise concave rounded portions for connection to the annular part. This allows for better mechanical strength of the ring.
  • the second tenons may extend primarily in the direction of the longitudinal axis.
  • the second tenons may extend downstream in the direction of the longitudinal axis.
  • the second tenons may extend primarily in a radial direction perpendicular to the longitudinal axis.
  • the number of second pins may be greater than the number of rotor disc housings.
  • the number of first tenons may be greater than the number of housings of the screwed organ.
  • a greater number of pins than the number of housings makes it easier to tightly fit the ring on the one hand with the rotor disc and on the other hand with the screwed member.
  • the number of second tenons may be less than the number of first tenons.
  • the ring can be mounted in different ways.
  • the ring can be mounted around the screwed member.
  • the ring can be locked in translation downstream by a retaining ring mounted in a groove in the screwed member.
  • annular space may be provided immediately downstream of the screwed member.
  • the annular space may have a longitudinal dimension greater than or equal to a longitudinal distance between moving blades connected to the rotor disk and stator blades immediately downstream of the turbine.
  • the shaft can be connected to a low pressure compressor of the turbomachine.
  • the invention provides a turbine, such as a low pressure turbine, comprising the aforementioned assembly.
  • the turbine may extend around a longitudinal axis, and comprise a stator and a rotor rotatably mounted in the stator.
  • the rotor may comprise an assembly as mentioned above, the ring being able to be blocked in translation downstream by a stop ring mounted in a groove of the screwed member.
  • An annular space may be provided immediately downstream of the screwed member, said annular space having a longitudinal dimension greater than or equal to a longitudinal distance between moving blades connected to the rotor disk and stator blades located immediately downstream of the moving blades.
  • the invention provides a turbomachine, such as an aircraft turbojet, equipped with the aforementioned assembly.
  • the turbine 10 comprises a plurality of stator blades 24 connected to a fixed casing 20 and a plurality of moving blades 26 connected to a rotor disc 12 rotating about a longitudinal axis of rotation AA.
  • Each of the stator blades 24 is equipped with a domed protrusion 28 oriented upstream from an internal platform, this protrusion is shaped to shear the moving blades 26 when they come into contact with the protrusions.
  • the protrusion 28 is domed by presenting a convex surface of the blade 24 oriented upstream.
  • the rotor disk 12 is arranged to rotate a shaft 14 of the turbine 10.
  • the shaft 14 can be connected to a low-pressure compressor of a turbomachine equipped with the turbine 10.
  • the rotor disk 12 comprises an annular part arranged around the shaft 14 and comprises on an inner face, that is to say oriented radially inwards, grooves 16 distributed circumferentially around the axis of rotation A-A.
  • the splines 16 extend over a longitudinal portion of the inner face of the rotor disc 12.
  • the shaft 14 comprises on its outer face splines 18, distributed circumferentially around the axis of rotation A-A, and engaged with the splines 16 of the rotor disc 12 for the transmission of the torque from the latter to the shaft 14.
  • the splines 18 extend over a longitudinal portion of the shaft 14.
  • the rotor disc 12 is held in translation in the direction of the axis of rotation A-A by a nut 22 screwed onto the shaft 14 and coming into abutment against a collar 30 of the rotor disc 12.
  • the nut 22 is mounted on the shaft 14 so that its direction of unscrewing is identical to the direction of rotation of the turbine 10.
  • a thread is provided in the shaft 14 to ensure such a direction of unscrewing.
  • the turbine 10 In the event of a break in the shaft 14 or in the connection between the shaft 14 and the rotor disc 14, the turbine 10 risks going into uncontrolled overspeed due to the rotating of the moving blades by the hot gases coming from an upstream combustion chamber.
  • the protrusions 28, domed on the stator blades 24 are arranged to shear and feather the moving blades 26 to reduce or even cancel the energy received by the turbine 10.
  • These protrusions are formed at the leading edge of the blades. More particularly, the leading edge of each blade thus comprises a convex surface.
  • the turbine comprises a ring 32 configured to unscrew the nut 22 in the event of damage to the shaft 14, thus releasing the rotor disc 12 in translation in the direction of the axis of rotation AA.
  • the ring 32 is annular and arranged between the nut 22 and the rotor disc 12.
  • the ring 32 comprises first tenons 34, distributed circumferentially around the axis of rotation A-A, engaged with housings provided in the shaft 14.
  • the ring 32 also comprises second tenons 36, distributed circumferentially around the axis of rotation A-A, engaged with housings provided in the rotor disc 12.
  • the ring 32 transmits the rotation of the rotor disc 12 to the nut 22.
  • the nut 22 is unscrewed by the rotation of the turbine 10 which releases the turbine 10 in translation.
  • the turbine 10 moves downstream along the axis of rotation A-A, which causes the shearing of the moving blades 26 by the protrusions 28 of the stator blades 24 downstream of said moving blades 26.
  • the turbine 10 comprises a space downstream of the nut 22 having a length greater than the distance between the protrusions 28 of the stator vanes 24 and the moving vanes 26.
  • the length of said space may be greater than or equal to twice said distance.
  • the circumferential clearance between the splines 16 of the rotor disc 12 and the splines 18 of the shaft 14 may be less than the sum of the circumferential clearance between the second tenons 36 and the rotor disc 12 and the circumferential clearance between the first tenons 34 and the nut 22.
  • annular retaining ring 38 is arranged downstream of the ring 32 in a location provided in the nut 22 and projecting in the radial direction away from the nut 22.
  • the retaining ring 38 makes it possible to keep the ring 32 fixed in translation in the direction of the axis of rotation A-A.
  • FIG. 4a and the Figure 5 represent a first example of embodiment of a ring 100 which can be installed in the turbine 10 of the figures 1-3
  • the ring 100 comprises an annular portion 102, for example having a radius greater than the external radius of the nut 22.
  • the ring 100 comprises on the one hand first tenons 104 and on the other hand second tenons 106.
  • the first tenons 104 extend upstream in the direction of the axis of rotation AA from the annular part 102 and are engaged with housings provided in the nut 22.
  • the second tenons 106 extend downstream from the part annular 102 in the direction of the axis of rotation AA and are engaged with housings provided in the rotor disc 12.
  • the number of first tenons 104 is less than the number of housings of the nut 22 and the number of second tenons 106 is less than the number of housings of the rotor disk 12.
  • the number of housings of the nut 22 may be equal to or greater than twice the number of the first tenons 104.
  • the number of housings of the rotor disk 12 may be equal to twice the number of second tenons 106.
  • the number of first tenons 104 may be less than the number of second tenons 106.
  • Each of the first tenons 104 has a rounded connection with the annular portion 102.
  • each of the second tenons 106 has a rounded connection with the annular portion 102.
  • the ring 100 further has an annular shoulder 108 carried by the annular part 102 and delimited by the first tenons 10, this shoulder 108 winding in abutment upstream on an annular shoulder of the nut 22.
  • the ring 100 may be made of a material identical to the material of the nut 22 and/or the rotor disc 12.
  • FIG. 4b and the figure 6 represent a second example of embodiment of a ring 200 which can be installed in the turbine 10 of the figures 1-3
  • the ring 200 comprises an annular portion 202, for example having a radius greater than the external radius of the nut 22.
  • the ring 200 comprises on the one hand first tenons 204 and on the other hand second tenons 206.
  • the first tenons 204 extend in the direction of the axis of rotation AA and are engaged with housings provided in the nut 22.
  • the second tenons 206 extend in the direction of the axis of rotation AA and are engaged with housings provided in the rotor disk 12.
  • the number of first tenons 204 is less than the number of housings of the nut 22 and the number of second tenons 206 is less than the number of housings of the rotor disk 12.
  • the number of housings of the nut 22 may be equal to or greater than twice the number of the first tenons 204.
  • the number of housings of the rotor disk 12 may be equal to twice the number of second tenons 206.
  • the number of first tenons 204 may be less than the number of second tenons 206.
  • Each of the first tenons 204 has a rounded connection with the annular portion 102.
  • each of the second tenons 106 has a rounded connection with the annular portion 202.
  • the mechanical strength of the ring 32 is improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne un ensemble pour turbine de turbomachine.
  • L'invention vise plus spécifiquement un ensemble pour turbine de turbomachine comprenant pour désengager la turbine en cas de survitesse.
    • Etat de la technique antérieure
  • Dans une turbomachine une soufflante est entrainée en rotation par une turbine ayant un disque rotor muni d'aubes mobile et reliée à un compresseur basse pression. En cas de rupture d'un arbre reliant la soufflante à la turbine, le couple résistant sur la turbine est brusquement annulé alors que le flux de gaz moteur continue à transmettre de l'énergie au disque rotor. Ceci provoque une augmentation incontrôlée de la vitesse de rotation du ou des disques rotor et donc un risque d'éclatement provoquant la libération de débits à haute énergie. La turbine est dans ce cas en « survitesse ».
  • On connait EP1640564 qui propose un dispositif utilisant le déplacement en aval de la turbine pour limiter la survitesse de la turbine. Le dispositif comprend des moyens de destruction des aubes mobiles agencés dans des aubes aval de stator de la turbine. Cependant, le déplacement en aval du disque rotor peut être empêché par des moyens de fixation en translation de la turbine par rapport à son axe de rotation. En conséquence, les aubes mobiles ne sont pas endommagées par les moyens de destruction. De tels dispositifs manquent donc d'efficacité et de fiabilité pour limiter la survitesse. Par ailleurs EP1505264 divulgue un exemple d'ensemble pour turbine de turbomachine dans lequel la turbine basse-pression comporte un système de cannelures pour l'entraînement de l'arbre basse-pression par le rotor basse-pression et dans lequel le palier à roulement est maintenu bloqué longitudinalement sur l'arbre basse-pression par l'intermédiaire d'un écrou serré à l'extrémité aval de l'arbre basse-pression.
    • Présentation de l'invention
  • Un des buts de l'invention est d'assurer le déplacement en aval de la turbine en cas de rupture de l'arbre afin qu'une rangée annulaire d'aubes mobiles vienne en contact avec une rangée annulaire d'aube de stator permettant ainsi une destruction de la rangée annulaire d'aubes mobiles par la rangée annulaire d'aubes de stator, freinant la turbine.
  • Un autre but de l'invention est de limiter la survitesse de la turbine en cas de rupture de l'arbre de façon fiable et efficace.
  • A cet effet, l'invention propose un ensemble pour turbine de turbomachine d'axe longitudinal comprenant :
    • un disque rotor de turbine centré sur l'axe longitudinal,
    • un arbre de turbine centré sur l'axe longitudinal et entrainé en rotation par le disque rotor,
    • des premiers moyens de transmission de couple du disque rotor à l'arbre, le disque rotor étant bloqué en translation par rapport à l'arbre dans la direction de l'axe longitudinal par un organe vissé sur ledit arbre, et
    • des seconds moyens de transmission de couple du disque rotor à l'organe vissé,
    dans lequel l'organe vissé présente un sens de dévissage identique au sens de rotation du disque rotor en fonctionnement et les seconds moyens de transmission de couple sont configurés pour transmettre le couple de rotation du disque rotor vers l'organe vissé lorsque les premiers moyens de transmission de couple cessent de transmettre le couple du disque rotor à l'arbre.
  • L'invention est avantageuse en ce que l'organe vissé présente un sens de dévissage identique au sens de rotation de sorte que les seconds moyens de transmission provoquent le dévissage de l'organe vissé lorsque les premiers moyens de transmission de couple cessent de transmettre le couple du disque rotor à l'arbre. En conséquence, la turbine n'est plus retenue dans la direction axiale et peut reculer, causant ainsi la destruction de ses aubes mobiles contre un stator de la turbomachine. Ceci empêche la turbine de partir en survitesse, les aubes mobiles détruites ne lui fournissant plus d'énergie. L'invention assure donc une limitation de la survitesse de la turbine de façon fiable et efficace en cas de perte de la transmission de puissance de l'arbre au disque rotor.
  • Selon un mode de réalisation, les premiers moyens de transmission de couple peuvent comprendre des premières cannelures longitudinales formées sur l'arbre et réparties circonférentiellement autour de l'axe longitudinal et des secondes cannelures longitudinales en prise avec les premières cannelures et formées dans une face annulaire interne du disque rotor.
  • Les premiers moyens de transmission de couple peuvent cesser de transmettre le couple du disque rotor à l'arbre en cas de cassure ou de détérioration des premières et/ou deuxièmes cannelures.
  • Les seconds moyens de transmission de couple peuvent comprendre un anneau centré sur l'axe longitudinal et comprenant des premiers tenons coopérant avec des logements formés dans l'organe vissé et des seconds tenons coopérant avec des logements formés dans le disque rotor.
  • Les premiers tenons permettent d'entrainer l'organe vissé en rotation lorsque l'anneau est entrainé en rotation par le disque rotor à travers les seconds tenons, par exemple lorsque les premiers moyens de transmission de couple cessent de transmettre le couple du disque rotor à l'arbre.
  • Dans un mode de réalisation, le jeu circonférentiel entre les premières cannelures et les secondes cannelures peut être inférieur à la somme du jeu circonférentiel entre les seconds tenons et le disque rotor et du jeu circonférentiel entre les premiers tenons et l'organe vissé. Ainsi, la transmission de la rotation du disque rotor vers l'arbre est privilégiée et l'organe vissé n'est pas entrainé en rotation lorsque les premiers moyens de transmission sont aptes à transmettre la rotation du disque rotor à l'arbre.
  • Selon un mode de réalisation, l'anneau peut comprendre une partie annulaire, les premiers tenons s'étendant vers l'amont et les seconds étant agencés en aval des premiers tenons.
  • En outre, l'un au moins des premiers tenons et des seconds tenons peut comprendre des portions arrondies concave de raccordement à la partie annulaire. Ceci permet une meilleure tenue mécanique de l'anneau.
  • Les seconds tenons peuvent s'étendre principalement dans la direction de l'axe longitudinal. Les seconds tenons peuvent s'étendre vers l'aval dans la direction de l'axe longitudinal.
  • Les seconds tenons peuvent s'étendre principalement dans une direction radiale perpendiculaire à l'axe longitudinal.
  • Le nombre des seconds tenons peut être supérieur au nombre de logements du disque rotor.
  • Le nombre des premiers tenons peut être supérieur au nombre de logements de l'organe vissé.
  • Un nombre de tenons supérieur au nombre de logements permet de faciliter le montage serré de l'anneau d'une part avec le disque rotor et d'autre part avec l'organe vissé.
  • Le nombre des seconds tenons peut être inférieur au nombre des premiers tenons.
  • L'anneau peut être monté de différente façon. Par exemple, l'anneau peut être monté autour de l'organe vissé. L'anneau peut être bloqué en translation vers l'aval par un jonc d'arrêt monté dans une rainure de l'organe vissé.
  • Selon un mode de réalisation, un espace annulaire peut être ménagé immédiatement en aval de l'organe vissé. L'espace annulaire peut avoir une dimension longitudinale supérieure ou égale à une distance longitudinale entre des aubes mobiles reliées au disque rotor et des aubes de stator immédiatement en aval de la turbine.
  • Ainsi, la turbine peut reculer d'une distance suffisante pour que les aubes de stator entrent en contact avec des aubes reliées au disque rotor.
  • L'arbre peut être relié à un compresseur basse pression de la turbomachine.
  • Selon un autre aspect, l'invention propose une turbine, telle qu'une turbine basse pression, comprenant l'ensemble précité.
  • Selon un mode de réalisation, la turbine peut s'étendre autour d'un axe longitudinal, et comprendre un stator et un rotor monté rotatif dans le stator. Le rotor peut comprendre un ensemble tel que précité, l'anneau pouvant être bloqué en translation vers l'aval par un jonc d'arrêt monté dans une rainure de l'organe vissé.
  • Un espace annulaire peut être ménagé immédiatement en aval de l'organe vissé, ledit espace annulaire ayant une dimension longitudinale supérieure ou égale à une distance longitudinale entre des aubes mobiles reliées au disque rotor et des aubes de stator situées immédiatement en aval des aubes mobiles.
  • Selon un autre aspect, l'invention propose une turbomachine, telle qu'un turboréacteur d'avion, équipée de l'ensemble précité.
    • Brève description des figures
    • [Fig. 1] la figure 1 représente une vue partielle en coupe d'une turbine d'une turbomachine.
    • [Fig. 2] la figure 2 représente une vue partielle en couple d'un premier exemple de l'ensemble selon l'invention.
    • [Fig. 3] la figure 3 représente une vue en perspective du premier exemple de l'ensemble selon l'invention.
    • [Fig. 4] la figure 4a et la figure 4b représentent respectivement un premier exemple d'un anneau selon l'invention et un deuxième exemple d'un anneau selon l'invention.
    • [Fig. 5] la figure 5 représente un exemple d'un ensemble selon l'invention équipé de l'anneau de la figure 4a.
    • [Fig. 6] la figure 6 représente un exemple d'un ensemble selon l'invention équipé de l'anneau de la figure 4b.
    Description détaillée de l'invention
  • En référence aux figures 1 à 3, la turbine 10 comprend une pluralité d'aubes de stator 24 reliées à un carter 20 fixe et une pluralité d'aubes mobiles 26 reliées à un disque rotor 12 rotatif autour d'un axe longitudinal de rotation A-A. Chacune des aubes de stator 24 est équipée d'une protubérance 28 bombée orientée vers l'amont depuis une plateforme interne, cette protubérance est conformée pour cisailler les aubes mobiles 26 lorsqu'elles entrent en contact avec les protubérances. En particulier, la protubérance 28 est bombée en présentant une surface convexe de l'aube 24 orientée vers l'amont.
  • Le disque rotor 12 est agencé pour entrainer en rotation un arbre 14 de la turbine 10. Par exemple, l'arbre 14 peut être relié à un compresseur basse pression d'une turbomachine équipée par la turbine 10. Le disque rotor 12 comprend une partie annulaire agencée autour de l'arbre 14 et comprend sur une face intérieure, c'est-à-dire orientée radialement vers l'intérieure, des cannelures 16 distribuées circonférentiellement autour de l'axe de rotation A-A. Les cannelures 16 s'étendent sur une partie longitudinale de la face intérieure du disque rotor 12. L'arbre 14 comprend sur sa face extérieure des cannelures 18, distribuées circonférentiellement autour de l'axe de rotation A-A, et en prise avec les cannelures 16 du disque rotor 12 pour la transmission du couple de ce dernier vers l'arbre 14. Les cannelures 18 s'étendent sur une partie longitudinale de l'arbre 14.
  • Le disque rotor 12 est maintenu en translation dans la direction de l'axe de rotation A-A par un écrou 22 vissé sur l'arbre 14 et venant en butée contre une collerette 30 du disque rotor 12. L'écrou 22 est monté sur l'arbre 14 de sorte que son sens de dévissage est identique au sens de rotation de la turbine 10. A cet effet, un filetage est prévu dans l'arbre 14 pour assurer un tel sens de dévissage.
  • En cas de rupture de l'arbre 14 ou de la liaison entre l'arbre 14 et le disque rotor 14, la turbine 10 risque de passer en survitesse incontrôlée du fait de l'entrainement en rotation des aubes mobiles par les gaz chauds issues d'une chambre de combustion amont. Afin de limiter la survitesse, les protubérances 28, bombées des aubes de stator 24 sont agencées pour cisailler et plumer les aubes mobiles 26 pour réduire voire annuler l'énergie reçue par la turbine 10. Ces protubérances sont formées au niveau du bord d'attaque des aubes. Plus particulièrement, le bord d'attaque de chaque aube comprend ainsi une surface convexe. Pour assurer que les protubérances 28 entrent en contact avec les aubes mobiles 24, la turbine comprend un anneau 32 configuré pour dévisser l'écrou 22 en cas de détérioration de l'arbre 14 libérant ainsi le disque rotor 12 en translation dans la direction de l'axe de rotation A-A.
  • L'anneau 32 est annulaire et agencé entre l'écrou 22 et le disque rotor 12. L'anneau 32 comprend des premiers tenons 34, répartis circonférentiellement autour de l'axe de rotation A-A, en prise avec des logements prévus dans l'arbre 14. L'anneau 32 comprend aussi des seconds tenons 36, répartis circonférentiellement autour de l'axe de rotation A-A, en prise avec des logements prévus dans le disque rotor 12.
  • Lorsque l'arbre 14 se rompt ou les cannelures 16 et les cannelures 18 sont désengagées l'une de l'autre, l'anneau 32 transmet la rotation du disque rotor 12 vers l'écrou 22. Ainsi, l'écrou 22 est dévissé par la rotation de la turbine 10 ce qui libère la turbine 10 en translation. La turbine 10 se déplace vers l'aval suivant l'axe de rotation A-A, ce qui cause le cisaillement des aubes mobiles 26 par les protubérances 28 des aubes de stator 24 aval audites aubes mobiles 26.
  • La turbine 10 comprend un espace en aval de l'écrou 22 ayant une longueur supérieure à la distance entre les protubérances 28 des aubes de stator 24 et les aubes mobiles 26. Par exemple, la longueur dudit espace peut être supérieure ou égale à deux fois ladite distance. Le jeu circonférentiel entre les cannelures 16 du disque rotor 12 et les cannelures 18 de l'arbre 14 peut être inférieur à la somme du jeu circonférentiel entre les seconds tenons 36 et le disque rotor 12 et du jeu circonférentiel entre les premiers tenons 34 et l'écrou 22.
  • En outre, un jonc d'arrêt 38 annulaire est agencé en aval de l'anneau 32 dans un emplacement prévu dans l'écrou 22 et en saillie dans la direction radiale en s'éloignant de l'écrou 22. Le jonc d'arrêt 38 permet de maintenir l'anneau 32 fixe en translation dans la direction de l'axe de rotation A-A.
  • La figure 4a et la figure 5 représentent un premier exemple de réalisation d'un anneau 100 qui peut être installé dans la turbine 10 des figures 1-3. L'anneau 100 comprend une partie annulaire 102, par exemple ayant un rayon supérieur au rayon externe de l'écrou 22.
  • L'anneau 100 comprend d'une part des premiers tenons 104 et d'autre part des seconds tenons 106. Les premiers tenons 104 s'étendent vers l'amont dans la direction de l'axe de rotation A-A depuis la partie annulaire 102 et sont en prise avec des logements prévus dans l'écrou 22. De la même façon, les seconds tenons 106 s'étendent vers l'aval depuis la partie annulaire 102 dans la direction de l'axe de rotation A-A et sont en prise avec des logements prévus dans le disque rotor 12.
  • Le nombre des premiers tenons 104 est inférieur au nombre de logements de l'écrou 22 et le nombre des seconds tenons 106 est inférieur au nombre de logements du disque rotor 12. Ainsi, le montage de l'anneau 100 d'une part dans le disque rotor 12 et d'autre part dans l'écrou 22 est facilité. Par exemple, le nombre de logements de l'écrou 22 peut être égal à ou supérieur à deux fois le nombre des premiers tenons 104. Le nombre de logements du disque rotor 12 peut être égal à deux fois le nombre des seconds tenons 106. En outre, le nombre des premiers tenons 104 peut être inférieur au nombre des seconds tenons 106. Chacun des premiers tenons 104 présente un raccord arrondi avec la partie annulaire 102. De façon similaire, chacun des seconds tenons 106 présente un raccord arrondi avec la partie annulaire 102. Ainsi, la tenue mécanique de l'anneau 32 est améliorée.
  • L'anneau 100 présente en outre un épaulement annulaire 108 porté par la partie annulaire 102 et délimité par les premiers tenons 10, cet épaulement 108 ventant en butée vers l'amont sur un épaulement annulaire de l'écrou 22.
  • L'anneau 100 peut être fabriqué dans un matériau identique au matériau de l'écrou 22 et/ou du disque rotor 12.
  • La figure 4b et la figure 6 représentent un deuxième exemple de réalisation d'un anneau 200 qui peut être installé dans la turbine 10 des figures 1-3. L'anneau 200 comprend une partie annulaire 202, par exemple ayant un rayon supérieur au rayon externe de l'écrou 22. L'anneau 200 comprend d'une part des premiers tenons 204 et d'autre part des seconds tenons 206. Les premiers tenons 204 s'étendent dans la direction de l'axe de rotation A-A et sont en prise avec des logements prévus dans l'écrou 22. De la même façon, les seconds tenons 206 s'étendent dans la direction de l'axe de rotation A-A et sont en prise avec des logements prévus dans le disque rotor 12.
  • Le nombre des premiers tenons 204 est inférieur au nombre de logements de l'écrou 22 et le nombre des seconds tenons 206 est inférieur au nombre de logements du disque rotor 12. Ainsi, le montage de l'anneau 200 d'une part dans le disque rotor 12 et d'autre part dans l'écrou 22 est facilité. Par exemple, le nombre de logements de l'écrou 22 peut être égal à ou supérieur à deux fois le nombre des premiers tenons 204. Le nombre de logements du disque rotor 12 peut être égal à deux fois le nombre des seconds tenons 206. En outre, le nombre des premiers tenons 204 peut être inférieur au nombre des seconds tenons 206. Chacun des premiers tenons 204 présente un raccord arrondi avec la partie annulaire 102. De façon similaire, chacun des seconds tenons 106 présente un raccord arrondi avec la partie annulaire 202. Ainsi, la tenue mécanique de l'anneau 32 est améliorée.

Claims (11)

  1. Ensemble pour turbine (10) de turbomachine d'axe longitudinal (A-A) comprenant :
    - un disque rotor (12) de turbine centré sur l'axe longitudinal,
    - un arbre (14) de turbine centré sur l'axe longitudinal et entrainé en rotation par le disque rotor,
    - des premiers moyens de transmission de couple du disque rotor (12) à l'arbre (14), le disque rotor (12) étant bloqué en translation par rapport à l'arbre (14) dans la direction de l'axe longitudinal par un organe vissé (22) sur ledit arbre (14), et caractérisé en ce que il comprend
    - des seconds moyens de transmission de couple du disque rotor (12) à l'organe vissé (22), dans lequel l'organe vissé (22) présente un sens de dévissage identique au sens de rotation du disque rotor (12) en fonctionnement et les seconds moyens de transmission de couple sont configurés pour transmettre le couple de rotation du disque rotor (12) vers l'organe vissé (22) lorsque les premiers moyens de transmission de couple cessent de transmettre le couple du disque rotor (12) à l'arbre (14).
  2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les premiers moyens de transmission de couple comprennent des premières cannelures longitudinales (18) formées sur l'arbre (14) et réparties circonférentiellement autour de l'axe longitudinal (A-A) et des secondes cannelures longitudinales (16) en prise avec les premières cannelures et formées dans une face annulaire interne du disque rotor (12).
  3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les seconds moyens de transmission de couple comprennent un anneau (32,100,200) centré sur l'axe longitudinal (A-A) et comprenant des premiers tenons (34,104,204) coopérant avec des logements formés dans l'organe vissé (22) et des seconds tenons (36,106,206) coopérant avec des logements formés dans le disque rotor (12).
  4. Ensemble selon les revendications 2 et 3, dans lequel le jeu circonférentiel entre les premières cannelures (18) et les secondes cannelures (16) est inférieur à la somme du jeu circonférentiel entre les seconds tenons (36) et le disque rotor (12) et du jeu circonférentiel entre les premiers tenons (34) et l'organe vissé (22).
  5. Ensemble selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'anneau (100,200) comprend une partie annulaire (102,202), les premiers tenons (104,204) s'étendant vers l'amont et les seconds tenons (106,206) étant agencés en aval des premiers tenons, l'un au moins des premiers tenons et des seconds tenons comprend des portions arrondies concave de raccordement à la partie annulaire.
  6. Ensemble selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel les seconds tenons (106) s'étendent principalement dans la direction de l'axe longitudinal (A-A), ou s'étendent principalement dans une direction radiale perpendiculaire à l'axe longitudinal (A-A).
  7. Ensemble selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel le nombre des seconds tenons (36,106,206) est inférieur au nombre des premiers tenons (34,104,204).
  8. Ensemble selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel l'anneau (32,100,200) est monté autour de l'organe vissé (22).
  9. Turbine s'étendant autour d'un axe longitudinal (A-A), comprenant un stator et un rotor monté rotatif dans le stator, le rotor comprenant un ensemble selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel l'anneau (22) est bloqué en translation vers l'aval par un jonc d'arrêt (38) monté dans une rainure de l'organe vissé (22).
  10. Turbine selon la revendication 9, dans lequel un espace annulaire est ménagé immédiatement en aval de l'organe vissé (22), ledit espace annulaire ayant une dimension longitudinale supérieure ou égale à une distance longitudinale entre des aubes mobiles (26) reliées au disque rotor (12) et des aubes de stator (24) situées immédiatement en aval des aubes mobiles (26).
  11. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur d'avion, caractérisée en qu'elle est équipée d'un ensemble selon l'une des revendications 1 à 8 ou équipée d'une turbine selon la revendication 9 ou 10.
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