CA2190481A1 - Echangeur thermique rotatif pour turbine a gaz associee - Google Patents

Abstract

Echangeur thermique rotatif entre les gaz d'admission et les gaz d'échappement dans une turbine à gaz, comprenant un disque (1) en matière céramique alvéolaie, un conduit d'admission d'air amont (6) et un conduit d'admission aval (7) situés respectivement de part et d'autre du disque (1) et comportant à leurs extrémités en contact avec les faces latérales du disque (1) des anneaux de friction (13). Les deux anneaux de friction (13) sont fendus (58) pour leur permettre de s'appliquer correctement contre le disque (1) malgré les gradients de température qu'ils subissent en service.

Description

WO9~/31684 2 1 ~04 8 1 P~ ~5. - 1 ECHANGEUR THERMIQUE ROTATIF POUR TURBINE A GAZ ASSOCIEE
Description La présente invention ~n~PrnP un échangeur thermique rotatif, en particulier pour échanger de chaleur entre les gaz d'admission et les gaz d ' éc_appement dans une turbine à gaz . Elle vise également une turbine à gaz équipée de cet échangeur.
Un tel échangeur a pour but d' exploiter la chaleur résiduelle des gaz brûlés détendus, pour réchauffer les gaz d' admission comprimés, avant leur entrée dans l ' espace de combustion.
On connaIt d'après le FR-A-2 207 267 un échangeur thermique comprenant un disque alvéolé en céramique monté dans une jante métallique dentée extérieurement.
Les alvéoles cl~f; n i .~sent dans la céramique de multiples conduits parallèles à l ' axe de rotation. La denture sert à entrainer la j ante en rotation, qui elle-même entraine le disque par simple serrage radial.
L'air d'admission déjà comprimé se dirigeant vers la chambre de combustion traverse une région du disque en céramique qui est renouvelée en pPrr~npn~e en raison de la rotation du disque. Une autre région du disque est traversée par le trajet d'échappement. Ainsi, par la rotation du disque, chaque région angulaire du disque se place successivement dans le traj et des gaz d'échappement, qui la réchauffent, puis dans le trajet des gaz d' admission, ~YSIuP1~ elle cède de la chaleur .
Les conduits d'admission fixes, en amont et en aval du disque, se tPrm1nPnt par des anneaux de friction appuyés de manière étanche contre les faces opposées du disque pour ~-hPr les fuites d~air d'~-lmi ssi~ln, Ces anneaux présentent une forme de secteur angulaire comprenant deux bras radiaux, une partie radialement extérieure en arc de cercle, et un raccordement entourant un trou central du disque en céramique.

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Le dlsr~ue est monté dans un logement défini entre le bati de la turbine et un couvercle. Un tirant métallique passant par le trou central du disr~ue relie le centre du couvercle au bâti fixe de la turbine. La paroi interieure du couvercle contribue à définir les trajets des gaz d'un coté du disque. Le tirant empeche le gonflement du couvercle sous l'effet de la pression du gaz d' ~ ; qsir~n Il y a autour du tirant un j eu radial important occupé par de l'air d'~ s;on non réchauffé. Des perçages i~térieurs sont prévus dans le tirant pour provoquer une légere fuite d' air et assurer ainsi le refroidissement interne de ce tirant. Cette fuite d'air est ensuite mélangée au flux des gaz de combustion. Il est en outre prévu r~ue des conduits radiaux soient ménagés dans le disr,Lue pour amener l' air d' admission autour de la périphérie du disque et ainsi précomprimer le disr~ue pour augmenter la résistance mécanique de la céramique.
Lorsrlue la turbine fonctionne à forte charge, il se produit une distorsion des anneaux au point que ceux-ci ne sont plus capables de s ' appuyer correctement sur les faces du disque. Les anneaux sont en effet soumis à des gradients de température considérables, notamment entre le bras radial devant ler~uel passe la partie chaude du disque r~ui entre dans le trajet d'admission, à une température d'enviro~ 600C, et l'autre bras radial soumis à une température d'environ 250C, devant lequel passe la partie du disque qui a été refroidie par le flux d' al ; ~sion.
On sait d' après le E~-A-2 204 276 éviter les décollements du dispositif d' étanchéité par rapport au disque en rP~l; s~n~ le dispositif d'étanchéité sous la forme d'une succession de segments. Mais il en résulte de nombreuses fuites à travers les interstices entre segments S~lrrf'~; fC, Une solution semblable, appliquée à un appareil différent, mais affectée des mêmes inconvenients, est décrite dans le G13-A-683 282.

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Le but de la présente invention est de remédier à
ces inconvénients en proposant un échangeur thermique qui présente par rapport aux dispositifs existants à la fois une meilleure étanchéité du trajet d'admission et 5 une moindre usure des anneaux de friction.
suivant l I invention, l ' échangeur thermique rotatif entre les gaz d' admission et les gaz d' échappement dans une turbine à gaz, comprenant un disque en matière céramique alvéolaire relié au moins indirectement à des lO moyens d'entra~nement en rotation, un conduit amont et un conduit aval situés respectivement de part et d'autre du disque pour séparer, de chaque coté du disque, le flux des gaz d'admission et celui des gaz d'échappement, les conduits comportant à leur extrémité
15 en contact avec les faces latérales du disque un dispositif d' étanchéité amont et respectivement un dispositif d'étanchéité aval, et des moyens presseurs pour appliquer les dispositifs d' étanchéité contre les faces latérales du disque, caractérisé en ce que l'un 20 au moins des dispositifs d'étanchéité comprend pour le contact avec le disque un anneau de friction fendu en un point de sa périphérie.
Il a été constaté selon l'invention qu'une seule fente rompant la continuité d'un anneau réalisé d'un 25 seul tenant est sllffi s~nte pour que cet anneau soit apte à s'appuyer sur toute sa longueur contre la face correspondante du disque. La fente génère certes une légère fuite, mais celle-ci est bien plus faible que les multiples fuites entre les segments connus, et elle 30 est très largement compensée par le gain résultant du bon appui de l' anneau sur le disque. L' avantage obtenu est d' autant plus important que la turbine fonctionne sous une charge plus forte. En outre, la structure à
anneau fendu est bien plus simple et ~t-o- ; que à
35 fabriquer et à monter que la ~Lu~Le à segments multiples .

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Par ailleurs, on prefère selon l'invention que les dispositifs d'etancheité n'entourent plus le trou central. On a en effet constaté qu' ils sont alors soumis à des gradients de température sensiblement 5 moins defavorables que ceux observés dans les échangeurs de 1 ' art antérieur . Des moyens séparés sont alors prévus pour faire communiquer 1' espace d' admission avec le trou central.
Suivant un autre aspect de 1 ' invention, il est proposé une turbine à gaz comprenant un échangeur thermique selon 1 ' invention.
D ' autres particularités et avantages de 1 ' invention appara~tront encore dans la description ci-après, relative a des exemples non limitatifs.
Aux dessins annexés:
- la figure 1 est un schema d' une turbine selon 1 ' invention - la figure 2 est une vue en perspective avec coupe partielle d'un échangeur thermique rotatif selon 2 0 1 ' invention;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale de 1 ' échangeur - la figure 4 est une we en coupe axiale de la partie centrale de 1 ' échangeur à échelle agrandie;
- la figure 5 est une vue d'un détail de la figure 4;
- les figures 6 et 7 sont deux wes partielles de 1 ' un des anneaux de friction - les figures 8 et 9 sont deux vues en coupe de la périphérie de 1' échangeur, dans deux plans axiaux di f f érents - la figure 10 est une vue en élévation de l'échangeur, avec coupe de la jante; et - les figures 11 et 12 sont des détails des figures 10 et 9, respectivement.

WO 9~i/31684 2 1 9 0 4 8 1 P~"~5' Comme le montre la figure 1, une turbine à gaz selon l' invention comprend un élément moteur 101 entrainant d' une part un compresseur 102 et d' autre part, par l' int~ i re d' un réducteur 103, un échangeur de chaleur rotatif 104 . L' échangeur 104 comprend une j ante périphérique 2 présentant une denture périphérique 4 attaquée par un pignon 106 entral~é par le réducteur 103 . L' air, dont le trajet est schématisé par des flèches, entre dans le compresseur 102, en sort comprimé, passe dans l' échangeur 104 où il se réchauffe, puis dans une chambre de combustion 107 où sa pression augmente.
Il se détend ensuite dans l' élément 101 en produisant de 1' énergie sur l' arbre 108 de l' élément lO1. Il sort de l' élément lO1 à une température d' environ 600C et passe à travers l' échangeur 104 où
il cède ses calories à l' air comprimé produit par le compresseur 102.
Notamment pour des raisons de symétrie des contraintes th~rmi ~P~, il peut être prévu au moins deux échangeurs tels que 104 disposés symétriquement par rapport à l'axe de l'arbre 108, et fonctionnant en parallèle .
Comme le montrent les figures 2 et 3, l'échangeur 104 comprend un disque 1 en ma~ière céramique alvéolaire monté à l'intérieur de la jante d'acier 2 avec interposition d'un dispositif de serrage radial 3 qui sera décrit plus loin. Le dispositif de serrage radial 3 place la matiere céramique alvéolaire sous une précontrainte de compression radiale qui est très favorable pour la résistance mécanique de la céramique en service. En meme temps, le dispositif de serrage radial 3 assure entre le disque 1 et la j ante 2 une liaison par adhérence pour la rotation autour de l ' axe du disque. La jante 2, entrainée en rotation grace a la denture périphérique extérieure 4, entraine à son tour le disque 1 en rotation gr~ce à l'effet d'adhérence Wo95/31684 2~ q31~81 r~llr~~

assuré par le dispositif de serrage 3. Le disyue céramiyue rotatif 1 possède de très nombreuses alvéoles traversantes parallèles à son axe, à la manière d'un nid d' abeilles . Le disyue 1 est intercalé
5 transversalement dans deux trajets juxtaposés : un trajet d'admission A défini par deux conduits alignés fixes 6 et 7 situés de part et d'autre du disyue 1, et un trajet d'échappement E. Les conduits 6 et 7, yui sont représentés de manière schémati~lue à la figure 2, 10 ont la forme d'un secteur d'environ 120 sur les faces planes du disyue 1. Le trajet d'échappement E occupe le reste de la surface du disyue, à savoir un secteur de 240 enYiron.
Cha~ue conduit 6, 7 ~figure 2) a ainsi deux bras 15 radiaux 8, 8a relies 1 ' un à 1 ' autre par un arc radialement extérieur 9 et un raccordement 11 proche de 1 ' axe de rotation 12 du disyue .
Pour éviter la déperdition d' air d' admission comprimé, il est essentiel d'assurer l'étanchéité entre 20 les faces planes du disyue 1 (figure 2) et les extrémités ~nn~ res des conduits d' admission 6 et 7 yui sont adjacentes au disyue 1. A cet effet, le conduit amont 6 comporte à son extrémité tournée vers le disyue 1, un anneau de friction 13. De meme, comme 25 le montre la figure 3, un anneau de friction 14 est prévu contre le disyue 1 a 1 ' extrémité du conduit d'a-im; qsinn aval 7.
Le disyue 1 est monté dans un logement 17 (figure

3) du bati 26 de la turbine. Le trajet d' A~' i SS; `^~i~
30 amont, y compris le conduit amont 6, est défini par un couvercle 16 (figure 3) yui ferme Le logement 17. Le couvercle 16 a une forme générale circulaire enveloppant la j ante 2 du disyue 1. Dans le couvercle 16, 1 ' espace situé autour du conduit 6 et de 1 ' anneau 35 de friction 13 constitue le conduit d' é~-h li^P^-^ ~t aval .
Le disyue 1 comporte au centre de la zone alvéolée 18, une zone non alvéolée 19 traversée par un alésage W095/31684 21 9 0 4 8 1 1~ l/r~5~

axial ou trou central 21. Un tirant 22 est monté selon l ' axe 12 du disque 1 dans l ' alésage axial 21. Le diamètre du tirant 22 est inférieur à celui du trou central 21 de manière à ménager entre eux un interstice 5 ~nnlllAire 23 (figure 4). Le guidage en rotation du disque 1 est assuré par exemple par des galets coopérant avec la jante 2 de part et d'autre de la denture 3 de manière à m~int~nir la ro~xiAlité entre le disque 1 et le tirant 22.
Le tirant 22 comporte à une extrémité un filetage 24 vissé dans le bâti 26 de la turbine. A son autre extrémité 28, également filetée, le tirant 22 traverse un renfort central 27 du couvercle 16 et coopère avec deux écrous de blocage 29 qui s ' appuient sur le renfort 15 27 par l ' int~ i A i re de rondelles Belleville 31. Le tirant 22 a pour fonction d': ~-hF~r le couvercle 16 de se gonfler dans le sens qui l'écarterait du disque 1 sous l'effet de la pression du gaz d'A~7miqsion. Les rondelles Belleville 31 ont pour fonction de maintenir 20 sur le couvercle 16 une force d'appui sensiblement constante indép~nl' It des variations de longueur du tirant 22 en fonction de sa température.
Le trou central 21 est situé en-dehors des conduits d' a~mi .qsinn 6 et 7 et des anneaux de friction 13 et 14 .
25 c~r~n~Ant~ il est prévu à travers le renfort 27 un canal 32 faisant communiquer le trajet d'admission A, coté amont du disque 1, avec le trou central 21, via un intervalle AnnlllA;-e 33 entre le tirant 22 et un alésage 34 d' une bague 35 rapportée dans le renfort 27 .
30 L'alésage 34 est en communication étanche avec le trou central 21 du disque 1 grace à un soufflet métallique 36 disposé autour du tirant 22 entre la bague 35 et le disque 1. Un joint d' étanchéité 37 disposé autour du tirant 22 empêche l'air d'admission de fuir vers 35 l'extérieur du couvercle 16. Le soufflet 36 est porté
par la bague fixe 35 et s' appuie par un patin 40 de

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manière glissante contre la face l~térale du disque autour du trou 21.
A l ' autre extrémité du tirant 22, un soufflet 38 est disposé autour du tirant 22 entre le disque l et le bâti 26 pour, de ce côté-ci également du disque, isoler du trajet d'échappement l'espace entourant directement le tirant 2Z. De même, le soufflet 38 est porté par une bague 35a, fix~e cette fois au bâti 26, et s' appuie de manière étanche mais glissante contre l' autre face latérale du disque 1 au moyen d'un patin AnnlllA;re 40a.
Cependant, un orifice de fuite 39 est ménagé au voisinage de Ll extrémité filetée 24 du tirant 22 entre l ' espace entourant directement le tirant et l ' espace d' échappement . On établit ainsi entre le trajet d'A~ ssion A côté amont et la fuite 39, donc tout le long du tirant 22, une circulation d~air d'A'` ;qSi~7n non encore rechauffe, donc relativement frais (200C
environ). Ceci évite que le tirant subisse des variations de longueur d'origine thermique excessives.
On va ~-;nt~nAnt décrire en référence a la figure 5 la structure du conduit d' A~i~; cs1On amont 6 et de 1 ' anneau de f ri ct i r~n 13 .
L'anneau de friction est réalisé en métal à faible co~ff; ,~ nt de dilatation et comporte sur sa face en contact avec le disque 1 un dépôt 42 d'un matériau de friction, par exemple à base d' oxyde de nickel et de fluorure de calcium. La surface d' appui du dépôt 42 contre le disque est rodée.
Sur sa face opposée au depôt 42, l'anneau de friction 13 présente une rainure 43 recevant une bague 44 realisée en caoutchouc si l; CCmP résistant aux températures ~levées telles que 260C et ayant des propriétés d'é~tanchéité. La bague 44 s'appuie librement contre le fond de la rainure 43, avec ~t~n-^~P; té. La face d' appui de la bague 44 contre le fond de la rainure 43 peut être munie d'une garniture résistante à

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_ 9 _ la température, formant écran thermique, par exemple une toile d'amiante d'1 mm d'épaisseur.
Du caté opposé à l ' anneau de friction 13, la bague 44 est reçue dans une gorge 46 formée à l'extrémité du

5 conduit 6 proprement dit tournée vers le disque 1. Il y a entre le fond de la gorge 46 et la bague 44 un ressort de précontrainte 47 qui est représenté
schématiquement du type hélico~dal, mais qui en pratique peut plus commodément consister en une 10 rondelle ondulée unique pour tout le pourtour du conduit 6. En outre, la largeur h de la bague 44 est inférieure à celle H de la gorge 46. En service, la bague 44 a une face intérieure 48 exposée à la pression relativement élevée de l'air d'admission et une surface 15 extérieure 49 exposée à la pression plus faible des gaz d' échappement. Ainsi, la bague 44, moyennant une certaine extension élastique de son périmètre, est plaquée d'une manière étanche contre la face extérieure 51 de la gorge 46. En outre, grâce à la différence 20 entre les largeurs H et h, il s ' établit une communication 52 entre le trajet d' l~ i.cSir7n A amont et une chambre 53 définie entre le fond de la gorge 46 et la face tournée vers lui de la bague 44. Cette cha~bre est donc soumise a la pression du gaz d'admission, 25 laquelle pousse la bague 44, à la manière d'un piston ;Inn~ ire~ contre l'anneau de friction 13 avec une force qui est sensiblement proportionnelle à la pression d'~ i Csi~n dans le trajet A. Ainsi, plus cette pression est élevée, plus le risque de fuite est 30 sérieux, et plus, grAce a l'invention, l'appui de l ' anneau de friction 13 contre le disque 1 s ' effectue avec une force importante. En outre, la bague 44, gr~ce à sa souplesse, accepte les déformations de l ' anneau 13 qui ont pour effet que la rainure 43 n' est plus 35 exactement en face de la gorge 46 ( uv t vertical de l ' anneau 13 aux figures 4 et 5~, et évite que ces déformations produisent des défauts d' ét~n~-héi té.

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Les moyens assurant le guidage du disque 1, qui agissent sur la jante 2, par exemple au moyen de galets non représentés, permettent au disque 1 de se positionner librement dans le sens axial. La pression 5 exercée par 1 ' anneau de friction 13 contre le disgue pousse le disque 1 en appui avec la meme ~orce contre 1 ' anneau de friction 14 . Ainsi, meme du côté aval de l'admission, l'anneau de friction 14 est appliqué
contre le disque avec une force proportinnnPl le à la 10 pression d' a~ i ssi or~. Ceci est très avantageux car obtenu sans avoir à faire intervenir le gaz d~ ~ i qsinn du coté aval de l'échangeur, ce r,ui serait ~ffiri compte-tenu de la forte température du gaz d'A~ i cS jon du côté aval.
Comme le montre la figure 4, du cote aval, l'anneau de friction 14 est relie au conduit 7 proprement dit par une - l~rAne 56 qui est déformable avec une substantielle résistance elastique à la compression dans le sens de 1 ' axe 12 du disque . La membrane 56 est destinée à permettre à l'anneau de friction 14 de s ' appliquer contre le disque 1 en rattrapant les tol6-rAnrPc~ nota~ment angulaires, de fabrication et de fonctinnn~ t. La membrane 56 est protégée de la chaleur des gaz d' admission réchauffés par une jupe 57 qui est soudée à l'anneau de frirtion 14 et s'étend a partir de celui-ci en direction opposée au disque 1 de manière à former un bouclier thermique.
Comme représenté à la f igure 2, 1 ' anneau de friction 13 présente dans la région du raccordement 11, c'est à dire au voisinage de l'axe central 12, une fente 58 riui a pour but de permettre a l'anneau 13 de s ' appuyer cor~ectement sur toute sa longueur contre le disque 1 meme lorsque des contraintes d'origine thermi~ue tendent à le ~c r.
En particulier, si l'on suppose que le disque 1 est entra~né en rotation dans le sens de la flèche F à la figure 2, on comprend que le bras radial 8 du conduit 6 Wo 95/31684 2 1 0 4 8 1 r l/r~SS O~ r~
et de l'anneau 13, qui ~ voit arriver la céramique fortement chauffée par tout son trajet à travers les gaz d' échappement, est à une temperature bien plus élevée que le bras radial 8a qui voit passer la 5 céramique venant d'être refroidie au maximum après avoir traverse complètement le trajet d'admission A.
Cette différence de température entre les deux bras radiaux 8 et 8a, ainsi que les gradients de température correspondants dans l l arc 9 et le raccordement 11, 10 tendent à distordre l'anneau de friction 13 et à
l l empêcher de 5 l appliquer correctement en tous points contre le disque 1.
Il a été trouvé selon l'invention que la fente 58, bien que créant une fuite locale, resolvait largement lS ce problème car elle permettait à 1 ' anneau 13 de s ' appuyer correctement en tout point contre le disque 1 quel que soit le régime de fonctionnement de la turbine .
De manière non représentée, une fente analogue est 20 prévue, pour des raisons analogues, dans l'anneau de friction 14.
Comme le montre la figure 6, il est avantageux que la fente 58 ait un profil oblique, pour ~ ter la longueur du trajet de fuite, ou un profil en zigzag 25 (figure 7) pour créer en outre un effet de labyrinthe.
On va maintenant décrire le dispositif de serrage 3.
La périphérie de la céramique du disque est parfaitement lisse et cylindrique, sans aucun usinage.
30 Cette périphérie est entourée par un revetement 61 en matière réfractaire déformable telle que de l' amiante.
Le revêtement 61 est lui-meme cerclé par un collier métallique mince 62. Il y a entre le collier 62 et la j ante d' acier 2 un grand nombre de ressorts 63 35 travaillant en compression radiale. On peut par exemple répartir les ressorts radiaux 63 par groupes de trois ressorts 63 situés dans un meme plan axial, comme WO 9~/31G84 2 1 q 0 4 8 l P~llr~r ~

representé à la figure 8. De tels groupes de ressorts 63 sont répartis tout autour de la périphérie du disque 1, comme représenté à la figure 10. Les ressorts radiaux 63 assurent dans le disque 1 une précontrainte de compression radiale. Pour éviter que les spires des ressorts radiaux 63 adj acents dans une meme rangée axiale s' interpénètrent, on peut choisir pour le ressort central un sens d' enroulement contraire de celui des deux ressorts d' extrémité. Dans ce cas, les ressorts radiaux 63 d' une même rangée peuvent être montés au contact les uns des autres et contribuer mutuellement à leur positi r~nn, t et leur guidage.
En outre, le disgue l est traversé par un ou plusieurs conduits radiaux 41 qui débouchent à une extrémité dans le trou central 21 du disque l (figures 3 et ~ et à l'autre extrémité ~figures 3 et 9) dans l ' espace réservé au dispositif 3 de serrage périphérique du disque, entre le disque l et la jante 2. On amène ainsi contre la périphérie de disque l la pression d' admission de façon que celle-ci a~oute à la contrainte radiale de compression du disque l par les ressorts radiaux 63 une contrainte proport;onn~lle à la pression des ~az d' admission et donc proporti onn~l 1 e à
la charge de la turbine.
Pour retenir le gaz d' admission comprimé à la périphérie du disque sans que le gaz puisse fuir, la ~ ante 2 et la périphérie du disque 1 forment entre elles une chambre ~nn~ ; re 64 qui est fermée le long de ses bords périphériques par des flasques 66, 67 dirigés radialement vers l' intérieur et appartenant à
la jante 2 Le flasque 66 est réalisé d'une seule pièce avec la jante 2, tandis que l'autre 67 est une pièce rapportée pour permettre le montage. Il y a un dispositif dr etanchéité 68 entre chaque flasque 66 ou 67 et le disque l.
Chaque dispositif d' étanchéité 68 comprend une bague de pression 69. Les deux bagues de pression 69 W0 95131684 2 1 ~ 0 4 8 1 P~llrhS ' ~

sont sollicitées l' une à l' écart de l' autre par des ressorts axiaux 71 répartis dans la chambre périphérique 6g. Comme le montre la figure 10, il y a par exemple alternativement le long de la périphérie du 5 disque 1 un groupe de trois ressorts radiaux 63 et un ressort axial 71. Il n'y a pratiquement pas de jeu circonférentiel entre les ressorts radiaux et les ressorts axiaux (figure 11). Ainsi, les ressorts axiaux guident les ressorts radiaux et vice-versa. Chaque 10 bague de pression 69 présente du côté opposé à l' autre bague 69 une surface conique concave 72 située en regard d' une surface conique convexe 73 d' une bague support métallique 74 (voir figure 12) appartenant à
une garniture d' angle 75 . Sous la poussée des ressorts axiaux 71, les surfaces coniques 72 et 73, formant rampes, s'appuient l'une sur l'autre par 1' int~rrn~ i re de billes 76, ce qui comprime radialement la bague support 74 contre la pourtour du disque 1 et la pousse axialement contre le flasque 66 20 ou 67 adjacent. La bague support 74 s' appuie sur le revetement 61 en amiante et sur le flasque 66 ou 67 par l'int~rm~ ire d'éléments d'étanchéité souples comprenant une tresse d' étanchéité 77 montée dans l' angle formé par le revêtement 61 et le flasque, ainsi 25 que deux tresses d' étanchéité compl~m~nt~i reS adossées contre la tresse 77, l'une 78 appuyée contre le revêtement 61 l' autre 79 contre le flasque 66 ou 67 .
Un complément d' étanchéité est assuré par une tresse 81 interposée entre chaque flasque 66 ou 67 et 30 la face radiale corr,~sp~n-l~nte du disque 1 au voisinage de sa périphérie. Un revetement ~nn~ i re en amiante 82 est fixé contre les faces radiales du disque 1, là où
s' appuient les tresses 81.
- En foncti r~nn~ t, la chambre 64 est soumise à la 35 pression d' admission, ce qui équilibre les contraintes d' éclatement du disque 1 sous l' effet de la pression d'a, iCsir~n régnant dans les alvéoles. En même temps, W095/3l684 21 9~481 les ressorts radiaux 63 transmettent par friction le couple de rotation de la ~ante 2, elle-même entrainee par la denture 4. Ce couple de rotation est susceptible d' engendrer des contraintes néfastes dans la céramique du disque, en particulier des contraintes de cisaillement, ~ue la céramique supporte très mal. Mais les ressorts radiaux 63, outre leur f~n~ tion de transmission de couple, assurent dans la céramique une importante précontrainte de compression radiale, grâce à laquelle la céramique est partout en compression, meme là où les autres efforts mécaniques s' exerSant sur elle tendent à faire appara~tre d' autres modes de contrainte, beaucoup plus dangereux pour elle.
Les tresses 77 à 79, 81 sont pa~ exemple réalisées à partir de fibres d' amiante graphitée armées de fibres en Inconel souple.
Grâce aux rampes obliques 72, 73, l' appui d' étanchéité est à la fois axial et radial. Les rampes obliques 72, 73 et les billes 76 permettant un libre auto-positionn t en f~lnt-t;on des différences de dilatation thermique.
On peut également envisager pour chaque dispositif d' étanchéité la mise en oeuvre d' une bague unique se substituant à la bague de pression 69 et à la bague support 74 . Il n' est plus alors nécessaire de prévoir des rampes à billes . Dans cette conf iguration, les tresses sont de préference précomprimées pour compenser à l' avance la dilatation de la bague unique par rapport à la céramique du disque.
Bien sûr, l' invention n' est pas limitée aux exemples qui viennent d' être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l' invention. Ainsi, le nombre de ressorts radiaux et axiaux disposés à la périphérie du disque de céramique n' est pas limité par l' invention.
Il en est de même pour le nombre de tresses mises en oeuvre pour l' étanchéité latérale de la chambre W09~i/31684 2 1 90~8 1 r~llr~

périphérique. Par ailleurs, on peut envisager une grande diversite de types de matériau mis en oeuvre pour la réalisation des ressorts, des bagues et des tresses .
S Les moyens pour soumettre 1 ' anneau de friction à la poussée des gaz d' ~ si nn peuvent également être utilisés avec un conduit d' a-lTni ssinn entourant 1 ' axe du disriue et le tirant comme décrit dans le ER-A-2 207 267. Il en va de meme en ce qui rnnrorn.o la particularité selon laquelle les anneaux sont fendus.
Il est préféré que les conduits soient, comme décrit, des conduits d'admission, de façon r~ue leur périmètre soit plus court. Nais comme 1 ' illustre le FR-A-2 204 276 il est également concevable que les conduits soient des conduits d' échappement .

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Echangeur thermique rotatif entre les gaz d'admission (A) et les gaz d'échappement (E) dans une turbine à gaz, comprenant un disque (1) en matière céramique alvéolaire relié au moins indirectement à des moyens d'entrainement en rotation (4), un conduit amont (6) et un conduit aval (7) situés respectivement de part et d'autre du disque pour séparer, de chaque coté
du disque (1), le flux des gaz d'admission (A) et celui des gaz d'échappement (E), les conduits comportant à
leur extrémité en contact avec les faces latérales du disque (1) un dispositif d'étanchéité amont (13) et respectivement un dispositif d'étanchéité aval (14), et des moyens presseurs (44, 47, 52, 53) pour appliquer les dispositifs d'étanchéité contre les faces latérales du disque, caractérisé en ce que l'un au moins des dispositifs d'étanchéité comprend pour le contact avec le disque (1) un anneau de friction (13) fendu en un point (58) de sa périphérie.

2. Echangeur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau est fendu dans une région de raccordement central (11) entre deux bras radiaux (8, 8a) .

3. Echangeur thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente est oblique.

4 . Echangeur thermique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente a un profil sinueux.

5 . Echangeur thermique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce les conduits amont et aval sont des conduits d'admission amont et respectivement aval

6. Echangeur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un trou central (21) du disque (1) débouche en dehors de l'anneau (13).

7. Echangeur selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le disque (1) comprend à l'extérieur des anneaux de friction (13, 14) un trou central (21) à
l'intérieur duquel est logé un tirant métallique (22) reliant un couvercle extérieur (16) situé du côté du conduit d'admission amont (6), à un bati intérieur fixe (26) situé de l'autre côté du disque (1), et en ce que le trou (21) est relié de manière étanche avec l'intérieur du conduit d'admission amont (6).

8. Echangeur selon la revendication 7, caractérisé
par un moyen (29, 31) appuyé au moins indirectement sur le tirant (22 ) pour solliciter élastiquement vers le bati intérieur fixe (26) une région (27) du couvercle (16) adjacente au tirant (22).

9. Echangeur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le trou central (21) communique, par des conduits (41) internes au disque (1), avec une chambre annulaire sensiblement étanche (64) ménagée autour du disque (1), lequel ferme cette chambre du coté radialement intérieur.

10. Echangeur selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le disque (1) comprend à l'extérieur des anneaux de friction un trou central (21) relié de manière sensiblement étanche avec l'intérieur du conduit d'admission amont (6) et communiquant par des conduits (41) internes au disque (1) avec une chambre annulaire sensiblement étanche (64) ménagée autour du disque (1), lequel ferme cette chambre du coté
radialement intérieur.

11. Echangeur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (4) sont portés par une jante (2) entourant le disque (1), en ce que la chambre ( 64 ) est ménagée entre la jante (2) et le disque (1), et en ce que des ressorts comprimés radialement ( 63 ) sont montés dans la chambre (64) entre la jante (2) et le disque (l).

12. Echangeur selon l'une des revendications 7 à
11, caractérisé par au moins un soufflet d'étanchéité
(36, 38), appuyé de manière glissante contre le disque autour de l'une au moins des extrémités du trou central (21) du disque (?), le soufflet étant porté par une pièce fixe (34, 39).

13. Echangeur selon l'une des revendications 7 à
11, caractérisé en ce qu'un soufflet d'étanchéité (36) est monté entre le disque (1) autour du trou central (21) et des moyens fixes (27), formant raccord adducteur de la pression d'admission dans le trou central, le soufflet étant appuyé avec liberté de rotation relative contre le disque.

14. Turbine à gaz comprenant au moins un échangeur thermique selon l'une des revendications 1 à 13.