Brevet FR2163765A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne un échangeur récupérateur de chaleur rotatif et en particulier un échangeur de chaleur comportant un élément échangeur en-forme de-disque rotatif avec un arbre coaxial d'entratnement. Quand le disque échangeur est en matière céramique et comporte un arbre d'entratnement coaxial fixé rigidement au disque, l'arbre peut provoquer des contraintes indésirables dans le disque et par suite la rupture ou un endommagement d'un autre type du disque. La présente invention a pour obJet un échangeur récupérateur de chaleur rotatif comportant un élément échangeur en forme de disque annulaire avec un arbre coaxial pour -l'entratnement du disque, l'arbre étant monté dans un palier fixé au carter ou-à une autre structure fixe par rapport à laquelle le disque peut tourner, l'arbre étant accouplé pour entratner le disque par un dispositif d'accouplement élastique porté par l'arbre et engagé dans le disque. L'arbre peut comporter une partie d'extrémité en porte 9 faux å partir du palier, cette partie d'extrémité comportant plusieurs bras dépassant radialement vers l'exté- rieur, espacés circulairement et portant des éléments élastiques constituant le dispositif d'accouplement élastique et qui sont engagés dans des évidements ou encoches de la surface d'une ouverture circulaire du disque. Les éléments élastiques peuvent se déformer dans la direction radiale et dans la direction circulaire par rapport à l'arbre. De préférence, les éléments élastiques sont des tubes fixés aux extrémités extérieures des bras dépassant radialement, chaque tube comportant au moins une fente s'étendant circulairement, les parties circulaires du tube à c8té de la fente ou des fentes étant déformables élastiquement à la fois radialement et circulairement. Dans ce cas, les encoches de de la turface circulaire intérieure du disque peuvent Autre des parties de cylindres pour recevoir les tubes des bras dépassant radialement. L'enveloppe ou carter de l'échangeur peut comporter une partie tubulaire supportant le palier, le pourtour extérieur de la partie tubulaire étant étroitement voisin de la surface antérieure de l'ouverture du disque, cette surface périphérique extérieure ayant la forme d'une rotule formée par une partie de sphère pour permettre au disque detsuier. L'invention a aussi pour objet un disque échangeur de chaleur pour un échangeur récupérateur de chaleur rotatif, ce disque comportant un arbre coaxial d'entraînement, un dispositif d'accouplement élastique étant situé entre le disque et l'arbre d'entratnement. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une ooupe d'un échangeur récupérateur de chaleur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et la figure 2 est une vue en perspective montrant une partie de l'arbre d'entratnement et une partiedu-disqueéchan- geur de la figure 1. La figure 1 représente un échangeur de chaleur qui comporte des éléments d'enveloppe ou de carter fixe 1 et 2 et un élément échangeur rotatif en forme de disque annulaire 3 pouvant tourner-dans le carter. Le carter comporte une entrée 4 et une sortie 5 pour l'air comprimé traversant les passages d'échange de chaleur du disque échangeur vers une chambre de combustion (non représentée) et une entrée 6 et une sortie 7 pour les gaz d'échappement de la turbine (non représentée) du-moteur à gaz, les gaz traversant le.disque échangeur et échappant à travers un conduit d'échappement 8 - Le disque échangeur 3 est en matière céramique et ilst.entratné par un arbre coaxial d'entratnement 9, et l'invention a en particulier pour objet un accouplement élastique entre l'arbre d'entrainement et le disque pour éviter les contraintes indésirables dans la matière du disque. De telles contraintes peuvent apparattre dans un disque comportant un arbre fixé rigidement du fait des forces agissant sur le disque et tendant à le faire basculer par rapport à l'axe de l'arbre, Ces forces peuvent être dues à la charge exercée par les fluides sur-le disque et par la pression des joints 10 qui définissent les trajets pour l'air et les gaz à travers le disque. L'arbre 9 comporte un manchon tubulaire extérieur 11 mcnté pour tourner dans d-es paliers 12 d'un alésage d'une partie tubulaire 13 au centre de l'élément de carter t. Le manchon 11 est muni d'un pignon d'entratnement 14 et comporte une partie cannelée intérieure 15. L'arbre comporte aussi une partie tubulaire 16 concentrique dans le manchon 11 et comporte une partie cannelée extérieure .17 engagée en coulissant dans la partie cannelée 15 du manchon 11. Par suite, quand le manchon h-est entraîne par le pignon 14, le manchon entrains en rotation la partie tubulaire 16 de l'axe. Cette partie tubulaire comporte une extrémité 18 dépassant en porte à faux des paliers 12. Trois bras espacés circulairement 19 dépassent radialement de la partie d'extrémité 18 (figure 2). Chaque bras 19 porte un élément tubulaire 20 dont l'axe est parallèle à l'axe de la partie tubulaire 16 de l'arbre, Les éléments tubulaires 20 sont engagés dans des encoches formées par des .parties de cylindres 21 dans l'alésage de la partie formant le moyeu du disque 3. Quand la partie tubulaire 16 de l'arbre estentratnée en rotation par le manchon 11, les bras 19 entraient le disque 3 par l'intermédiaire des éléments tubulaires 20 engagés dans les enco, ches 21.Chaque élément tubulaire 20 comporte une ou plusieurs fentes 22 entre les extrémités (figure 2), chaque fente s'étendant sur une partie de la circonférence de l'élément tubulaire. Du fait des fentes 22, les parties circulaires des élifflents tubulaires 20 situes à caté des fentes 22 sont.déformables élastiquement à la fois radialement et circulairement par rapport à la partie tubulaire 16 de l'arbre, et par suite.un.pivotement limité du disque 3 par rapport à l'arbre 9.est possldle. De cette façon, les contraintes imposées au disque du fait d'un faux alignement temporaire du disque et de l'arbre sont évitées. Ce mouvement basculant est facilité par la surface extérieure de la partie tubulaire 13 de l'élément de carter 2 qui comporte une partie en rotule sphérique 23 autour de laquelle la surface intérieure circulaire du disque peut basculer, et par l'espacement axial des éléments tubulaires 20 par rapport à l'extrémité supportée de la partie tubulaire 16 de l'arbre à côté des cannelures 15 et 17. La partie tubulaire 16 de l'arbre est retenue dans la direction verticale de la façon représentée sur la figure 1 par une bague de retenue 24 engagée dans une rainure 25 de l'extrémité supérieure de la partie tubulaire 16 de l'arbre. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut tre mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1) Echangeur récupérateur de chaleur rotatif comportant un élément échangeur en forme de disque annulaire avec un arbre coaxial pour entraîner le disque en rotation, l'arbre étant monté dans un palier porté par un élément de l'enveloppe ou carter ou par une autre structure fixe par rapport à laquelle le disque peut tourner, caractérisé en ce que l'arbre est accouplé au disque par un accouplement élastique porté par l'arbre et engagé dans le disque. 2) Echangeur récupérateur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'arbre comporte une partie d'extrémité dépassant en porte à faux du palier, cette partie d'extrémité comportant plusieurs bras dépassant radialement et espacés circulairement et portant des éléments élastiques constituant l'accouplement élastique, ces éléments élastiques étant engagés dans des encoches de la surface intérieure de l'alésage central du disque. 3) Echangeur récupérateur de chaleur selon la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments élastiques sont des tubes portés par des extrémités extérieures radiales des bras, chaque tube comportant au moins une fente-s'étendant circulairement, et les parties circulaires de chaque tube voisines d'une fente étant déformables élastiquement à la fois radialement et circulairement par rapport å l'arbre. 4) Echangeur récupérateur de chaleur selon-l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le carter comporte une partie tubulaire supportant les paliers, cette partie tubulaire ayant une surface extérieure étroitement voisine de la surface circulaire intérieure du disque et la surface extérieure de la partie tubulaire du carter ayant la forme d'une rotule sphérique pour permettre des mouvements de pivotement du disque.