FR3085406A1

FR3085406A1 - Dispositif de limitation de survitesse

Info

Publication number: FR3085406A1
Application number: FR1857975A
Authority: FR
Inventors: Cyrille TELMAN; Mathieu Charles Jean Verdiere; Jose Pierre Amoedo Simon
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2038-09-05
Also published as: FR3085406B1

Abstract

L'invention porte sur un dispositif de limitation de survitesse (4) pour turbine d'une turbomachine, ladite turbine s'étendant autour d'un axe longitudinal (X-X) et comprenant au moins une aube (22), ladite aube comprenant une pale (24) s'étendant selon une direction radiale (Y-Y) par rapport à l'axe longitudinal (X-X), le dispositif de limitation de survitesse (4) comprenant un mécanisme passif de changement de pas (40) configuré pour modifier une orientation de la pale (24) par rapport à l'axe longitudinal (X-X) lorsqu'une vitesse de rotation de l'aube (22) autour de l'axe longitudinal (X-X) dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine.

Description

DOMAINE DE L’INVENTION

L’invention concerne une turbine de turbomachine.

L’invention vise plus spécifiquement un dispositif de limitation de survitesse pour turbine de turbomachine.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Une turbomachine comprend généralement une soufflante (dans le cas d’un turboréacteur, une hélice dans le cas d’un turbopropulseur), reliée par un arbre à un corps comprenant un compresseur et une turbine, séparés par une chambre de combustion. Eventuellement, le corps est dit « basse pression >>. Dans ce cas, le compresseur basse pression et la turbine basse pression sont également séparés par un corps haute pression. En tout état de cause, la turbine entraîne à la fois le compresseur et la soufflante, par l’intermédiaire de l’arbre. Dans certains cas, l’arbre est relié à la soufflante par l’intermédiaire d’un réducteur. Ainsi, en fonctionnement, la vitesse de la turbine est limitée par l’inertie de la soufflante et/ou du réducteur.

En cas de rupture de l’arbre, la turbine est découplée de la soufflante et/ou du réducteur, mais continue d’être entraînée par le flux d’air chaud sortant de la chambre de combustion, et circulant au travers de la turbine. Dès lors, la turbine entre dans un régime de survitesse où sa vitesse de rotation peut atteindre jusqu’à 200% de sa valeur maximale admissible en fonctionnement. Dans un tel régime, les efforts centrifuges sont tels que la turbine risque d’éclater et de perforer le carter de la turbomachine, voire la carlingue de l’aéronef. Il est donc nécessaire de pouvoir limiter la survitesse de la turbine.

Pour ce faire, il est connu de dimensionner une turbine de sorte à ce qu’elle puisse supporter les contraintes mécaniques de la survitesse. Ceci présente néanmoins l’inconvénient d’augmenter la masse et l’inertie de la turbine, au détriment de ses performances.

A cet égard, des dispositifs de limitation de survitesse pour turbine d’une turbomachine sont connus de l’art antérieur. Dans les documents FR 2 915 511 et FR 2 916 483, au nom de la Demanderesse, il est prévu de munir le rotor d’une turbine d’un premier organe destiné à coopérer par frottement, ou par découpe, avec un deuxième organe prévu sur le stator de la turbine, de sorte à freiner le rotor en régime de survitesse. Dans les documents FR 3 049 646 et FR 2 907 840, également au nom de la Demanderesse, il est prévu des moyens de destruction des aubes de rotor de turbine dès qu’un régime de survitesse est détecté. Dans le document EP 1 640 564, au nom de la Demanderesse, il est prévu de munir le stator de rebords destinés à cisailler les échasses des aubes de rotor lorsque la turbine entre en survitesse. On connaît également de l’art antérieur des aubes de stator bombées entraînant la destruction des aubes de rotor en vis-à-vis lorsque la turbine entre en régime de survitesse.

Les dispositifs de l’art antérieur présentent de nombreux inconvénients. Par exemple, bomber les aubes de stator réduit fortement les performances aérodynamiques de la turbine. En outre, la plupart de ces dispositifs sont destructifs, afin de prévenir les conséquences d’un éventuel éclatement centrifuge. Outre des contraintes économiques évidentes, une telle destruction empêche également toute analyse a posteriori de la turbine en vue de déterminer les origines de la rupture d’arbre.

Il existe donc un besoin de pallier au moins un des inconvénients de l’art antérieur précédemment décrits.

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Un des buts de l’invention est de réaliser une limitation de survitesse d’une turbine sans détruire tout ou partie de ladite turbine.

Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif de limitation de survitesse d’une turbine qui puisse être facilement intégré aux turbines existantes.

Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif de limitation de survitesse d’une turbine qui, une fois en place, ne limite pas les performances de la turbine.

A cet égard, l’invention a pour objet un dispositif de limitation de survitesse pour turbine d’une turbomachine, ladite turbine s’étendant autour d’un axe longitudinal et comprenant au moins une aube, ladite aube comprenant une pale s’étendant selon une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal, le dispositif de limitation de survitesse comprenant un mécanisme passif de changement de pas configuré pour modifier une orientation de la pale par rapport à l’axe longitudinal lorsqu’une vitesse de rotation de l’aube autour de l’axe longitudinal dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine.

Un tel dispositif s’intégre facilement dans les turbines existantes car il ne nécessite par l’emploi d’actionneurs spécifiques. En outre, le caractère passif du mécanisme assure une limitation de survitesse indépendamment d’une quelconque alimentation en énergie extérieure, ce qui est particulièrement avantageux dans une situation aussi critique que la rupture de l’arbre. Enfin, en changeant le pas des pales de turbine au moment de la survitesse, le dispositif garantit que la circulation d’air chaud n’est plus couplée aérodynamiquement aux aubes de turbine pour accélérer celle-ci. Dès lors, la survitesse de la turbine est limitée, ce qui réduit les efforts centrifuges et réduit le risque d’éclatement.

Avantageusement, mais facultativement, le dispositif selon l’invention peut en outre comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :

- la pale s’étend selon la direction radiale vers l’extérieur depuis une plateforme, et le mécanisme passif de changement de pas comprend :

o une liaison glissière configurée pour autoriser un mouvement relatif de la pale par rapport à la plateforme selon la direction radiale, et o un organe de retenue configuré pour s’opposer au mouvement relatif de la pale par rapport à la plateforme,

- l’aube comprend en outre un talon à son extrémité radialement externe, et le mécanisme passif de changement de pas comprend en outre une liaison pivot fixée au talon et configurée pour autoriser une rotation de la pale par rapport au talon autour de la direction radiale,

- l’organe de retenue comprend un organe de rappel et/ou un organe fusible,

- la liaison glissière comprend :

o un premier organe de liaison glissière configuré pour être fixé à la plateforme, et o un deuxième organe de liaison glissière configuré pour être fixé à la pale, l’organe de retenue étant relié d’une part au premier organe de liaison glissière et d’autre part au deuxième organe de liaison glissière,

- il comprend en outre un guide anti-retour configuré pour :

o décaler radialement le deuxième organe par rapport au premier organe lorsque la vitesse de rotation de l’aube dépasse le seuil prédéterminé, et o maintenir un décalage radial du deuxième organe par rapport au premier organe,

- le guide anti-retour comprend une fixation à baïonnette,

- le premier organe de liaison glissière comprend un premier cylindre et le deuxième organe de liaison glissière comprend un deuxième cylindre configuré pour coulisser à l’intérieur du premier cylindre, et

- la fixation à baïonnette comprend une gorge coudée formée dans le premier cylindre, la gorge coudée comprenant :

o une première branche sensiblement parallèle à l’axe de révolution du premier cylindre, et o une deuxième branche sensiblement orthogonale audit axe de révolution, de sorte à présenter une forme en L.

L’invention a également pour objet une turbine s’étendant autour d’un axe longitudinal et comprenant :

- au moins une aube, ladite aube comprenant une pale s’étendant selon une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal, et

- un dispositif de limitation de survitesse tel que précédemment décrit.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement une turbine de turbomachine,

- la figure 2 est une vue en perspective d’une partie de turbine de turbomachine,

- la figure 3 est une vue en coupe d’une pale de turbine de turbomachine munie d’un premier exemple de réalisation d’un dispositif de limitation de survitesse selon l’invention,

- la figure 4 est une vue en coupe d’une pale de turbine de turbomachine munie d’un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif de limitation de survitesse selon l’invention,

- les figures 5A à 5C illustrent schématiquement un premier exemple de réalisation d’une partie d’un mécanisme passif de changement de pas d’un dispositif de limitation de survitesse selon l’invention, suivant différents niveaux de fonctionnement, et

- la figure 6 illustre schématiquement un deuxième exemple de réalisation d’une partie d’un mécanisme passif de changement de pas d’un dispositif de limitation de survitesse selon l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

En référence aux figures on va maintenant décrire un dispositif de limitation de survitesse 4 pour turbine 1 d’une turbomachine.

Turbine

En référence aux figures 1 à 4, une turbine 1 de turbomachine s’étend généralement autour d’un axe longitudinal X-X. Une turbine 1 comprend également une partie rotor 2, reliée à un arbre tournant 21, et une partie stator 3. La partie rotor 2 comprend une pluralité de disques 20 qui se succèdent dans une direction axiale en étant assemblés les uns aux autres, et configurés pour être mis rotation autour de l’axe longitudinal X-X. Par « axial », on comprend le long de l’axe longitudinal XX, et parallèlement à l’axe longitudinal X-X ; par « radial >> on comprend selon une direction orthogonale à l’axe longitudinale X-X. Chaque disque 20 comprend au moins une aube 22, fixée sur le disque 20, ladite aube 22 comprenant une pale 24. Généralement, la pale 24 s’étend radialement vers l’extérieur depuis une plateforme 26 d’aube 22, par exemple suivant une direction radiale Y-Y à l’axe longitudinal X-X, comme visible sur les figures 2 à 4. Avantageusement, comme visible sur la figure 2, le disque 20 comprend une pluralité d’aubes 22 réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X-X. De manière également avantageuse, chaque aube 20 comprend un talon 28 disposé à l’extrémité radialement externe de la pale 24 qui est opposée à la plateforme 26, le talon 28 étant configuré pour être monté en contact avec les talons 28 des aubes 22 circonférentiellement adjacentes. En d’autres termes, le talon 28 est disposé à l’extrémité radialement externe de l’aube

22. En tout état de cause, comme visible sur les figures 3 et 4, la pale 24 présente une corde s’étendant depuis un bord d’attaque 240 vers un bord de fuite 242 de la pale 24. L’orientation de la corde définit un pas de la pale 24 qui correspond à une valeur d’angle de rotation de la pale 24 autour de la direction radiale Y-Y. Le pas de la pale 24 est généralement choisi pour maximiser la récupération d’énergie par la turbine 1.

Mécanisme passif de changement de pas

En référence aux figures 3 à 6, un dispositif de limitation de survitesse 4 pour une telle turbine 1 comprend un mécanisme passif de changement de pas 40 configuré pour modifier une orientation de la pale 24 par rapport à l’axe longitudinal X-X lorsqu’une vitesse de rotation de l’aube 20 autour de l’axe longitudinal X-X dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1.

Le mécanisme 40 est dit « passif >> car il autorise la modification de l’orientation de la pale 24 sous le seul effet de l’action du flux d’air circulant à travers la turbine 1. Un tel mécanisme 40 se distingue ainsi d’un mécanisme « actif », qui serait configuré pour modifier une orientation de la pale 24 par des moyens nécessitant une source d’énergie extérieure, tels que des actionneurs pilotés. De tels mécanismes actifs sont par exemple connus de l’art antérieur sous le nom de dispositifs de calage variable d’aubes de compresseur. Grâce à un mécanisme passif 40, le changement de pas de la pale 24 est garantie sans apport d’énergie et de façon systématique lors d’une survitesse de la turbine 1. En effet, le fonctionnement du mécanisme 40 est indépendant du fonctionnement de moyens nécessitant une source d’énergie extérieure, qui pourraient avoir été endommagés lors de la rupture de l’arbre 21. L’utilisation d’un mécanisme passif 40 renforce donc l’efficacité et la fiabilité du dispositif de limitation de survitesse 4. Il s’agit en outre d’un mécanisme 40 plus économique que la plupart des mécanismes actifs, et qui s’intégre facilement dans les turbines 1 existantes.

Le seuil prédéterminé de vitesse de rotation de l’aube 22 autour de l’axe longitudinal X-X au-delà duquel le mécanisme passif 40 est actionné, peut être compris entre 100% et 150% de la vitesse de rotation maximale admissible de la turbine 1, de préférence entre 105% et 130% de cette vitesse de rotation maximale, et de manière encore préférentielle, peut valoir 120% de cette vitesse de rotation maximale. La vitesse de rotation maximale admissible de la turbine 1 dépend du dimensionnement et du régime de fonctionnement de ladite turbine 1, ainsi que, par exemple, des spécifications du constructeur.

En référence aux figures 3 à 6, dans un mode de réalisation, le mécanisme passif de changement de pas 40 comprend :

- une liaison glissière 400 configurée pour autoriser un mouvement relatif de la pale 24 par rapport à la plateforme 26 selon la direction radiale Y-Y, et

- un organe de retenue 410 configuré pour s’opposer au mouvement relatif de la pale 24 par rapport à la plateforme 28.

Grâce au mouvement relatif de la pale 24 par rapport à la plateforme 26, liberté est donnée à la pale 24 pour tourner autour de la direction radiale Y-Y, modifiant ainsi son orientation sous l’effet de l’action du flux d’air circulant à travers la turbine 1. En outre, la coopération entre la liaison glissière 400 et l’organe de retenue 410 n’autorise qu’un mouvement relatif de la pale 24 par rapport à la plateforme 26 que lorsque la vitesse de rotation de l’aube 22 autour de l’axe longitudinal X-X dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1. En fait, la liaison glissière 400 et l’organe de retenue 410, sont configurés pour n’autoriser un mouvement relatif de la pale 24 que lorsque les efforts centrifuges exercés sur l’aube 22 sont suffisamment importants. En régime de fonctionnement normal, l’organe de retenue 410 exerce sur la liaison glissière 400 des efforts supérieurs aux efforts centrifuges auxquels l’aube 22 est soumise. Par conséquent, la liaison glissière 400 est bloquée et tout mouvement de la pale 24 par rapport à la plateforme 26 est interdit. En revanche, une fois que la vitesse de rotation de l’aube 22 autour de l’axe longitudinal X-X atteint, puis dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1, les efforts centrifuges exercées sur la pale 22 deviennent supérieurs aux efforts que l’organe de retenue 410 exerce sur la liaison glissière 400, ce qui autorise un mouvement relatif d’éloignement radial, par rapport à l’axe longitudinal X-X, de la pale 24 par rapport à sa plateforme 26.

En référence aux figures 3 et 4, lorsque l’aube 22 comprend un talon 28, le mécanisme passif de changement de pas 40 comprend avantageusement une liaison pivot 420, fixée au talon 28, et configurée pour autoriser une rotation de la pale 24 par rapport au talon 28 autour de la direction radiale Y-Y. En effet, lorsque le talon 28 de l’aube 22 est en contact avec le talon 28 de l’aube 22 circonférentiellement adjacente, comme visible sur la figure 2, la rotation de la pale 24 autour de la direction radiale Y-Y est rendue impossible. Grâce à sa liaison pivot 420, le dispositif de limitation de survitesse 4 laisse chaque pale 24 de la turbine 1 libre de tourner autour de sa direction radiale Y-Y, malgré le blocage relatif des aubes 22 les unes par rapport aux autres par coopération par contact de leur talon 28 respectif.

Organe de retenue

Comme visible sur les figures 5A à 5C, dans un mode de réalisation, l’organe de retenue 410 comprend un organe de rappel, tel qu’un ressort, dont les propriétés mécaniques, telles que sa raideur, sont déterminées en fonction des dimensions de la liaison glissière 400, de l’inertie de la pale 24 et du seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1. L’organe de rappel 410 présente l’avantage d’être robuste et réutilisable après actionnement du mécanisme passif lors d’une rupture de l’arbre 21.

Alternativement, ou en complément, comme visible sur la figure 6, l’organe de retenue 410 comprend un organe fusible configuré pour se rompre lorsque la vitesse de rotation de l’aube 22 autour de l’axe longitudinal X-X dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1. L’organe fusible 410 présente l’avantage d’être aisément intégrable aux turbines existantes. En outre, l’organe fusible 410 présente l’avantage d’être une pièce sacrificielle qu’il est moins coûteux et plus facile à remplacer, après rupture de l’arbre 21, que tout ou partie des aubes 22 de la turbine 1. Avantageusement, l’organe fusible 410 comprend le même matériau que la pale 24, afin d’éviter des dilatations thermiques différentielles en fonctionnement.

Liaison glissière

En référence aux figures 3 à 6, la liaison glissière 400 peut comprendre :

- un premier organe de liaison glissière 401 configuré pour être fixé à la plateforme 26, et

- un deuxième organe de liaison glissière 402 configuré pour être fixé à la pale 24.

Comme visible sur les figures 5A à 5C, ainsi que sur la figure 6, l’organe de retenue 410 est alors relié d’une part au premier organe de liaison glissière 401 et d’autre part au deuxième organe de liaison glissière 402. Cette configuration de la liaison glissière 400 offre l’avantage d’une structure simple et peu coûteuse qui facilite l’intégration du dispositif de limitation de survitesse 4 au sein de la turbine 1. De cette manière, la productivité de la fabrication et la rentabilité de la maintenance sont améliorés.

Guide anti-retour

En référence aux figures 5A à 5C et à la figure 6, le dispositif de limitation de survitesse peut également comprendre un guide anti-retour 430 configuré pour permettre la translation du deuxième organe 402 par rapport au premier organe 401 dans la direction radiale lorsque la vitesse de rotation de l’aube 22 dépasse le seuil prédéterminé. De cette manière, le dispositif de limitation de survitesse 4 permet de modifier une orientation de la pale 24 par rapport à l’axe longitudinal X-X lorsqu’une vitesse de rotation de l’aube 22 autour de l’axe longitudinal X-X dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1. En outre, le guide anti-retour 430 permet de maintenir un décalage radial du deuxième organe 402 par rapport au premier organe 401, de sorte à ce que la mise en butée dans un état de mise en drapeau de la pale 24 demeure stable tout au long du ralentissement de la turbine 1 après rupture de l’arbre 21.

Avantageusement, le guide anti-retour 430 comprend une fixation à baïonnette, comme visible sur les figures 5A à 5C, ainsi que sur la figure 6.

Modes de réalisation avantageux

En référence aux figures 5A à 5C et à la figure 6, le premier organe de liaison glissière 401 peut comprendre un premier cylindre 401 et le deuxième organe de liaison glissière 402 comprend un deuxième cylindre 402 configuré pour coulisser à l’intérieur du premier cylindre 401, chacun du premier 401 et deuxième cylindre 402 étant, de préférence, de révolution autour d’un axe sensiblement parallèle à la direction radiale Y-Y. La pale 24 peut, par exemple, être vissée sur le deuxième cylindre 402 dans le sens contraire des efforts aérodynamiques exercés par le flux d’air circulant à l’intérieur de la turbine 1. Pour ce faire, la pale est munie d’un alésage fileté (non représenté), au niveau de son extrémité radiale interne, et le deuxième cylindre 402 est muni d’un ergot fileté 404 configuré pour venir en prise avec l’alésage de la pale 24. Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque le deuxième cylindre 402 pourrait être fixé sur la pale 24 par tout autre moyen.

En référence aux figures 3, 5A à 5C et 6, dans un premier mode de réalisation avantageux, la fixation à baïonnette du guide anti-retour 430 comprend une gorge coudée 431 formée dans le premier cylindre 401 et un maneton 432 faisant saillie du deuxième cylindre 402. La gorge coudée 431 comprend une première banche 4310 sensiblement parallèle à l’axe de révolution du premier cylindre 401, et une deuxième branche 4312 sensiblement orthogonale audit axe de révolution, de sorte à présenter une forme en L. En d’autres termes, la première branche 4310 s’étend suivant une direction sensiblement radiale, et la deuxième branche 4312 s’étend suivant une direction sensiblement axiale. La forme en L de la gorge illustrée aux figures 5A à 5C n’est cependant pas limitative, puisque la gorge 431 peut également prendre une forme courbe, telle qu’une forme en C.

A titre d’exemple non limitatif, lorsque la gorge 431 présente une forme de L, la première branche 4310 peut présenter une longueur de 4 millimètres. Dans ce cas, si la masse de la pale 24 est de l’ordre de 50 grammes, et que le seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1 est de 7500 tours par minute, la raideur de l’organe de rappel 410 est d’environ 106 N.rri¹, à 10% près.

En tout état de cause, en fonctionnement nominal, le deuxième cylindre 402 est maintenu fixe dans le premier cylindre 401, grâce à l’organe de retenue 410. Le maneton 432 repose sur le fond de la première branche 4310 de gorge coudée 431. Ceci est notamment visible sur la figure 5A. En référence à la figure 5B, lorsque la turbine 1 atteint une vitesse de rotation proche du seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1, les efforts centrifuges exercés sur la pale 24 commencent à excéder des efforts sur l’organe de retenue 410. Le deuxième cylindre 402 commence alors à coulisser à l’intérieur du premier cylindre 401, dans un sens d’éloignement radial par rapport à l’axe longitudinal X-X. Il en va de même pour le maneton 432 dans la première branche 4310 de gorge coudée 431. Une fois que la vitesse de rotation atteint puis dépasse le seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1, le maneton 431 atteint le coude de la gorge 431, et la pale 24 devient libre de modifier son orientation par rapport à l’axe longitudinal X-X, sous l’action du flux d’air circulant à travers la turbine 1, pour être mise en butée dans un état de mise en drapeau, suivant l’orientation de la deuxième branche 4312 de gorge coudée 431. Le maneton 432 s’engage alors dans la deuxième branche 4312 de gorge coudée 431 jusqu’à parvenir à l’extrémité de ladite deuxième branche 4312 d’où il lui est impossible de revenir, empêchant ainsi le retour de la pale 24 dans sa position de fonctionnement nominal. Ce dernier état du dispositif de limitation de survitesse 4 est notamment illustré sur la figure 5C.

En référence à la figure 4, dans un deuxième mode de réalisation avantageux, la pale 24 est partiellement insérée dans la plateforme 26. En d’autres termes, la plateforme 26 comprend un alésage (non représenté) dont la forme épouse une section de la pale 24 selon un plan orthogonal à la direction radiale Y-Y. Cet alésage présente une profondeur radiale comprise entre 2% et 10% d’une longueur de la pale 24 prise selon la direction radiale Y-Y, de préférence 5% de cette longueur. Par exemple, l’alésage est profond de 4 millimètres. En tout état de cause, la profondeur de l’alésage dépend généralement des propriétés de l’organe de retenue 410, par exemple de sa raideur. De manière analogue au premier mode de réalisation illustré en figures 3, 5A à 5C et 6, la profondeur de l’alésage correspond, en fait, à la longueur de la première branche 4310. L’extrémité radiale interne de la pale 24 est insérée dans l’alésage. Par ailleurs, la surface radiale externe de la plateforme 26 est sensiblement orthogonale à la direction radiale Y-Y, de sorte à assurer une rotation aisée de la pale 24 autour de la direction radiale YY.

En fonctionnement nominal, le deuxième cylindre 402 est maintenu fixe dans le premier cylindre 401, grâce à l’organe de retenue 410, et la pale 24 est maintenue partiellement insérée dans la plateforme 26. Lorsque la turbine 1 atteint une vitesse de rotation proche du seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1, les efforts centrifuges exercés sur la pale 24 commencent à excéder des efforts sur l’organe de retenue 410. Le deuxième cylindre 402 commence alors à coulisser à l’intérieur du premier cylindre 401, dans un sens d’éloignement radial par rapport à l’axe longitudinal X-X. Il en va de même pour la pale 24 qui se désengage petit à petit de la plateforme 26. Une fois que la vitesse de rotation atteint puis 5 dépasse le seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine 1, la pale 24 est totalement désengagée de la plateforme 26 et devient libre de modifier son orientation par rapport à l’axe longitudinal X-X, sous l’action du flux d’air circulant à travers la turbine 1, pour ainsi être mis en butée dans un état de mise en drapeau. Ce deuxième mode de réalisation offre l’avantage de fournir un dispositif 10 de limitation de survitesse dont la structure limite les fuites d’air potentielles, en pied de pale 24, lorsque la turbine 1 est en fonctionnement nominal.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de limitation de survitesse (4) pour turbine (1) d’une turbomachine, ladite turbine (1) s’étendant autour d’un axe longitudinal (X-X) et comprenant au moins une aube (22), ladite aube (22) comprenant une pale (24) s’étendant selon une direction radiale (Y-Y) par rapport à l’axe longitudinal (X-X), le dispositif de limitation de survitesse (4) comprenant un mécanisme passif de changement de pas (40) configuré pour modifier une orientation de la pale (24) par rapport à l’axe longitudinal (X-X) lorsqu’une vitesse de rotation de l’aube (22) autour de l’axe longitudinal (X-X) dépasse un seuil prédéterminé correspondant à une survitesse de ladite turbine (1).
2. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon la revendication 1, dans lequel la pale (24) s’étend selon la direction radiale (Y-Y) vers l’extérieur depuis une plateforme (26), et le mécanisme passif de changement de pas (40) comprend :

- une liaison glissière (400) configurée pour autoriser un mouvement relatif de la pale (24) par rapport à la plateforme (26) selon la direction radiale (Y-Y), et

- un organe de retenue (410) configuré pour s’opposer au mouvement relatif de la pale (24) par rapport à la plateforme (26).
3. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon la revendication 2, dans lequel l’aube (22) comprend en outre un talon (28) à son extrémité radialement externe, et le mécanisme passif de changement de pas (4) comprend en outre une liaison pivot (420) fixée au talon (28) et configurée pour autoriser une rotation de la pale (24) par rapport au talon (28) autour de la direction radiale (Y-Y).
4. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel l’organe de retenue (410) comprend un organe de rappel et/ou un organe fusible.
5. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel la liaison glissière (400) comprend :

- un premier organe de liaison glissière (401) configuré pour être fixé à la plateforme (26), et

- un deuxième organe de liaison glissière (402) configuré pour être fixé à la pale (24), l’organe de retenue (410) étant relié d’une part au premier organe de liaison glissière (401) et d’autre part au deuxième organe de liaison glissière (402).
6. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon la revendication 5, comprenant en outre un guide anti-retour (430) configuré pour :

- décaler radialement le deuxième organe (402) par rapport au premier organe (401) lorsque la vitesse de rotation de l’aube (22) dépasse le seuil prédéterminé, et

- maintenir un décalage radial du deuxième organe (402) par rapport au premier organe (401).
7. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon la revendication 6, dans lequel le guide anti-retour (430) comprend une fixation à baïonnette.
8. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel le premier organe de liaison glissière (401) comprend un premier cylindre (401) et le deuxième organe de liaison glissière (402) comprend un deuxième cylindre (402) configuré pour coulisser à l’intérieur du premier cylindre (401).
9. Dispositif de limitation de survitesse (4) selon la revendication 8, en combinaison avec la revendication 7, dans lequel la fixation à baïonnette comprend une gorge coudée (431) formée dans le premier cylindre (401), la gorge coudée (431) comprenant :

- une première branche (4310) sensiblement parallèle à l’axe de révolution du premier cylindre (401), et

- une deuxième branche (4312) sensiblement orthogonale audit axe de révolution, de sorte à présenter une forme en L.
10. Turbine (1) s’étendant autour d’un axe longitudinal (X-X) et comprenant :

- au moins une aube (22), ladite aube (22) comprenant une pale (24)

5 s’étendant selon une direction radiale (Y-Y) par rapport à l’axe longitudinal (X-X), et

- un dispositif de limitation de survitesse (4) selon l’une des revendications 1 à 9.