Brevet FR3062157A1 — publié le 20180727

-1- Turbine Centrifuge Hybride, TCH, avec fonction d'échangeur Thermique. Le domaine du dispositif de la présente invention est 5 celui de l'évolution de la présentation traditionnelle des Turbine centrifuges à disque à effets de bord et à aubes rap- portées. Le dispositif selon l'invention ajoute une fonctionnalité complémentaire au dispositif traditionnel des Turbine cen10 trifuges à disques à effet de bords et à aubes rapportées, qui sont composées d'un empilage coaxial de disques entrainants (1), ou disques Turbine, en introduisant l'idée, qu'à la fonction d'entrainement (fonction Turbine) on ajoute celle d'un transfert thermique très efficace entre deux 15 fluides (fonction Echangeur) on parle donc de Turbine Centrifuge Hybride ou TCH, mi Turbine, mi Echangeur. Le dispositif selon l'invention se sert d'un fluide comprimé (2) injecté par le centre (5) qui est généralement très chaud mais qui peut être froid, et qu'on appellera 20 fluide « Moteur », d'abord pour faire tourner les disques entrainants (1) ou disques Turbine, de type à effet de bords et à aubes rapportées, mais aussi pour réchauffer/refroidir un fluide secondaire (22), comprimé, qui circule dans des chambres coaxiales adjacentes (21) accolées aux disques Tur25 bine. Ce fluide secondaire est conduit dans les chambres à travers le canal des aubes creuses (13 et 19) des couronnes des étages de détentes. On rappelle qu'une Turbine centrifuge à disque et à effet de bords et à aubes rapportées est une Turbine qui se 30 présente comme un empilage de disques entrainants ou disques Turbine (1). Elle est mise en rotation sous l'effet d'un flux de fluide comprimé (2) généralement très chaud, le fluide « Moteur », injecté par un distributeur radial (12) placé au centre (5) des disques dans l'axe de la Turbine, c'est une 3062157 -2- turbine centrifuge, le fluide moteur (2) circule, principale- ment par différence de pression, du centre (5) vers la péri- phérie de la turbine (8) entre les parois de disques, dont l'espacement (4) est tel qu'il puisse permettre l'existence de l'effet de bords « boundary effect » du fluide. Dans ce cas, il se crée une friction (3) de part et d'autre de la particule élémentaire du fluide moteur (2) sur la surface des disques Turbine qui provoque un transfert d'énergie et une force d'entrainement sur les disques dont la composante tan-10 gentielle crée un couple qui fait tourner les disques en complément de l'effet aérodynamique de deux étages de détentes. Le premier étage de détente, ou étage primaire, étant constitué par une couronne d'aubes (10) disposées en zone basse des disques (6) qui associée au distributeur radial fixe (12) 15 crée une détente par réaction, et le second étage de détente, ou étage secondaire, étant constitué par une seconde couronne d'aubes (9) disposées en zone périphérique (8) qui associée à une couronne de stators fixes (11) crée une détente par impulsion. 20 On constate dans ce montage, que du fait de l'effet de bords, le fluide moteur(2) est centrifugé en zone médiane du disque (7) et gagne ainsi en énergie cinétique, ce qui est bénéfique pour l'efficacité de l'effet d'entrainement de l'étage secondaire. 25 a) Principe du dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention résulte d'une observation : les particules élémentaires du fluide moteur (2) qui 30 circulent dans le disque Turbine (1), sont en contact et en frottement constant (3) de part et d'autres, sur les parois du disque entre lequel elles circulent, du fait de l'effet de bords ou « boundary effect », ce qui représente donc le double de surface mouillée balayée dans une trajectoire. Cela 3062157 -3- est très favorable pour faire un échange thermique en comparaison de ce que connaissent les particules placées dans une situation traditionnelle de convection forcée mais entre deux plaques sans effet de bords. 5 Comme la quantité de flux de chaleur échangée est direc- tement proportionnelle à la surface mouillée balayée dans une trajectoire, cela signifie que les particules sont placées dans des conditions exceptionnelles pour créer, par convexion forcée, le transport de chaleur à travers les parois des disques vers un autre fluide et améliorer ainsi l'efficacité de transfert. En conséquence de cette observation, l'idée principale selon l'invention est de créer une chambre adjacente au disque Turbine accolée à la face opposée de celle qui porte 15 les aubes primaires et secondaires , en disposant un disque coaxial (21) similaire au disque entrainant, évidé en son centre mais sans aubes, de même rayon extérieur, et de même rayon intérieur, généralement de même matière et de même épaisseur, et lié au disque entrainant par deux anneaux pla20 cés, l'un en partie haute (25), l'autre en partie centrale (26), faisant étanchéité de telle sorte à créer une chambre où puisse circuler un fluide secondaire (22) comprimé que l'on veut réchauffer. Ce fluide est conduit à travers les aubes creuses (13 et 19) du disque entrainant. 25 L'espacement (24) entre les parois des disques de cette chambre est adapté de telle sorte que le fluide secondaire qui y circule (22) soit lui-même placé dans des conditions d'effet de bords ou « boundary effect » par rapport aux parois et qu'elles frottent (23) constamment sur les parois. Ce 30 qui veut dire que si la nature du fluide secondaire est la même ou est très semblable au fluide moteur, cet espacement (24) aura la même valeur que l'espacement entre les disques entrainant (4) ou encore celle de la hauteur des aubes des rotors. 3062157 -4- En faisant un empilage coaxial de plusieurs éléments suivant la description on crée ainsi une Turbine Hybride qui dispose par alternance, des disques entrainants (1), ou disques Turbine, mis en rotation par l'effet d'un fluide com5 primé (2) généralement très chaud, injecté par le centre, le fluide Moteur », et des chambres adjacentes (21), ou chambres « Echangeurs thermiques » alimentées par un flux de fluide secondaire comprimé (22), mises en communication par les aubes creuses des rotors des disques entrainants (13 et 10 19), soit par le canal des aubes primaires, soit par celui des aubes secondaires et qui sont entrainées en rotation par la Turbine. Ces chambres ont pour fonction d'assurer l'échange thermique du flux moteur(2) vers le flux du fluide secondaire (22) qui y circule, et réciproquement. Le dispositif selon l'invention peut avoir deux présen- tations : soit le fluide secondaire (22) est injecté à travers les aubes creuses (19) du rotor primaire et du fait d'une différence de pression est évacué par les aubes creuses (13) du rotor secondaire placé en zone périphérique (8), dans ce cas le mouvement du flux secondaire entre les parois dans la chambre est centrifuge : il part de la zone centrale (6) pour aller en périphérie (8) et il profite donc de l'effet de centrifugation pendant son parcours entre les parois. Soit c'est l'inverse, et il est centripète : le fluide secondaire est injecté à travers les aubes creuses (13) du rotor secondaire et du fait d'une différence de pression est évacué par les aubes creuses (19) du rotor primaire, placé en zone centrale (6) et il doit donc lutter contre la centrifugation pendant son parcours entre les parois. Dans les deux cas, comme nous l'avons décrit plus haut pour le fluide moteur(2) circulant dans les disques Turbine (1), les particules élémentaires du fluide secondaire (22), sont en frottement constant (23) sur les parois des disques de la chambre (21) entre lesquels elles circulent, de part et 3062157 -5- d'autres, du fait de l'effet de bords ou « boundary effect », ce qui représente donc le double de surface mouillée pour faire l'échange thermique. Comme la quantité de flux thermique transmise est directement proportionnelle à la surface 5 mouillée balayée, cela signifie qu'elles sont, elles aussi, placées dans des conditions exceptionnelles pour créer par convexion forcée le transfert de chaleur à travers les parois des disques (1) et des chambres (21). 10 b) Les modes de transfert thermique. Le transfert de chaleur se fait entre le fluide moteur(2) qui est centrifuge et qui est injecté généralement à très haute température dans les disques Turbine par le centre 15 des disques (5) et le fluide secondaire (22) que l'on veut réchauffer et qui lui, circule dans les chambres adjacentes. Il s'agit d'un transfert de chaleur par convection forcée entre des parois. Le dispositif selon l'invention a donc trois présenta-20 tions possibles : soit un transfert thermique en mode centrifuge Fig.4, soit en mode centripète, soit un mix des deux. Si le transfert thermique se fait en mode centrifuge, le fluide secondaire (22) pénètre dans la chambre à travers le canal des aubes creuses primaires (19) sous l'effet d'une 25 pression, il est éjecté vers la périphérie par le fait du différentiel de pression qui est complétée par l'effet de la force centrifuge que les parois des disques de la chambre lui communiquent. Plus il progresse entre les disques plus il devient chaud, il prend de la vitesse et sa pression dynamique 30 augmente. Il est évacué par le canal des aubes creuses secondaire (13). L'échange de chaleur se fait avec des courants (courant du flux entrainant (2) et courant du flux secondaire (22)) qui sont dans le même sens donc avec une efficacité de trans- 3062157 -6- fert thermique qui n'est pas idéale, en tous les cas moindre que si ils étaient en sens contraires. Dans ce mode de fonctionnement, l'échange de chaleur n'est pas le plus efficace, par contre les pertes de charges sont compensées par l'effet 5 de centrifugation et ce mode centrifuge est très intéressant si on veut améliorer la température du flux secondaire avec une bonne efficacité sans perdre de pression, voire en gagner. Si le transfert thermique se fait en mode centripète 10 Fig.5, le fluide secondaire (22) pénètre à travers le canal des aubes creuses secondaires (13) en périphérie, et sous l'effet d'un différentiel de pression, est éjecté vers le centre entre les parois de la chambre, d'une manière non di-rectionnelle. Du fait de la friction (23), il subit néanmoins 15 l'effet centrifuge qui à l'inverse du mode précédent, ralenti sa progression dans sa trajectoire vers le centre et favorise les conditions d'échanges. Il est évacué par le canal des aubes creuses primaires (13. Dans ce mode de fonctionnement, l'échange de chaleur se 20 fait avec des courants (courant du flux entrainant (2) et courant du flux secondaire (22)) qui sont dans le sens con- traires donc dans les meilleures conditions d'efficacité de transfert thermique. Il est à noter que le flux secondaire n'est pas intro 25 duit entre les parois de la chambre d'une manière directionnelle et donc ne peut pas comme dans une turbine Tesla prendre une trajectoire en spirale et provoquer un entrainement, bien au contraire, les particules sous l'effet des frottements des parois des disques « trament » (drag) la force 30 tangentielle est contraire à l'entrainement des disques, ce qui a comme conséquence la création d'une trajectoire en spi- rale inversée et un couple négatif qui va à l'encontre de l'action de la turbine. 3062157 -7- Dans ce mode de fonctionnement, l'échange de chaleur est le plus efficace, par contre les pertes de charges sont importantes et il est à craindre une forte perte de rendement de la turbine du fait de la tramée (drag). Ce mode centri5 pète est intéressant si on veut privilégier l'amélioration de l'efficacité de l'échange thermique mais à condition d'accepter de perdre de la pression et de la puissance. Enfin, en disposant judicieusement des parois de séparation dans l'agencement des disques, on peut si on le désire 10 faire une circulation du flux secondaire mixte, à savoir par exemple, commencer par un mode de circulation centrifuge du flux secondaire pour être suivi par un mode centripète ou inversement. Cette possibilité peut combiner les particularités des deux formules et peut permettre d'obtenir un dosage plus 15 judicieux entre l'efficacité de transfert thermique et l'ampleur de la perte de charge et/ou de puissance. c) Les Conséquences. 20 Une des conséquences du dispositif selon l'invention est la modification des conditions d'entrainement des disques Turbine. En effet le flux moteur(2) qui est injecté par le centre(5) de la turbine, est généralement de forte pression et très chaud. Après la détente de l'étage primaire qui crée 25 le premier transfert d'énergie entrainant les disques Turbine, il se produit un transfert thermique tout au long de sa trajectoire inter-disque en particulier dans la zone médiane (7), qui réchauffe le flux secondaire (22)qui circule dans la paroi adjacente de la chambre (21) de « Récupérateur » par 30 convection forcée, et qui a pour conséquence d'abaisser la température du flux moteur(2), changeant sa masse spécifique et surtout son coefficient de viscosité. Le changement de viscosité provoque une meilleure adhérence du fluide moteur (2) aux parois et donc une meilleure centrifugation du flux 3062157 -8- du fluide qui de ce fait va gagner en vitesse d'éjection en sortie des aubes primaires(10)par rapport à un montage classique sans échangeur, et en conséquence aussi en vitesse d'éjection en sortie des aubes secondaires dans la zone péri- 5 phérique (8) et donc produire une amélioration des conditions de détente de l'étage secondaire (couplage rotor (9) et stator (11)). Ces nouvelles conditions influent sur le rendement de l'étage secondaire des disques entrainants, dans le sens 10 d'une amélioration importante de l'effet d'impulsion que l'étage secondaire établit avec la couronne de stators fixes (11) donc une amélioration de la puissance restituée par l'étage secondaire à l'arbre Turbine (16). Le dispositif selon l'invention améliore donc le rende-15 ment de l'effet « Turbine », du fait du couplage de la fonc- tion « Turbine » avec la fonction « Echangeur theLmique », cette conséquence est une particularité des Turbine Centrifuges Hybrides ou TCH. Une autre conséquence du dispositif selon l'invention 20 est que si le transfert thermique est centrifuge Fig.4 (si le fluide secondaire (22) est injecté par le canal des aubes primaires (19) et remonte du centre (6) vers la périphérie (8)), le fluide secondaire gagne en température et en pression. 25 En effet le flux secondaire comprimé qui est injecté par le canal des aubes creuses primaires (19) de la turbine, est relativement chaud. Après son injection dans l'inter-disque de la chambre (21), il se produit un transfert thermique tout au long de sa trajectoire jusqu'à son évacuation par le canal 30 des aubes secondaires (13). Le transfert thermique a pour conséquence d'abaisser la température du flux moteur(2) et en contrepartie de réchauffer celle du flux du fluide secondaire (22), changeant sa masse spécifique et surtout son coefficient de viscosité. Le réchauffement réduit l'adhérence du 3062157 -9- fluide (22) aux parois mais la centrifugation du flux du fluide se maintient jusqu'à son évacuation par le canal des aubes secondaires. Il se produit donc une augmentation de la vitesse d'éjection et en conséquence une augmentation de la 5 pression dynamique du fluide secondaire et de sa pression totale. Ce phénomène est bien connu, on le retrouve sur les montages des pompes utilisant l'effet de bords comme principe d'entrainement d'un fluide, qui motorisées, créent une aspi10 ration par le centre et donc une pression d'éjection (fonc- tion pompe). Le dispositif selon l'invention, du fait du fonctionnement de l'échange thermique dans une chambre tournante soumettant le flux secondaire (22), en condition d'effets de 15 bords, à une centrifugation, entraine en complément de l'échange thermique une amélioration de la pression du flux du fluide secondaire en sortie de l'échange thermique. Le dispositif selon l'invention apporte donc un effet de compression du fluide secondaire (22) en complément du transfert 20 thermique, du fait du couplage de la fonction Turbine » avec la fonction « Echangeur thermique ». Cette conséquence est une particularité des Turbine Centrifuges Hybrides ou TCH. 25 d) Les applications de la TCH dispositif selon l'invention. Dans toutes les présentations quelques soient les applications, la Turbine Centrifuge Hybride est portée par un 30 arbre central (16) coaxial, qui est monté sur des roulements (15), ou palier fluides, ou palier air comprimé, ou tout autre dispositif pelmettant la rotation et la tenue aux efforts radiaux ou axiaux et aux vibrations, généralement à haute vitesse et souvent dans des conditions d'environnement 3062157 -10- thermiques sévères, de telle sorte à ce que l'ensemble peut être monté en porte à faux ou à cheval sur l'arbre. L'intérêt du montage en porte à faux est de pouvoir libérer le centre (5) de la Turbine Centrifuge Hybride, TCH, ce 5 qui permet d'y disposer le distributeur radial fixe (12) qui délivre le flux comprimé (2) avec une giration radiale, qui assure ainsi l'injection centrale correcte du flux entre les disques (1) dans l'angle d'incidence adapté à 1 « étage primaire ». 10 En premier lieu, l'application naturelle du dispositif selon l'invention, est de pouvoir constituer un autre type d'échangeur thermique, c'est la fonction radiateur : refroi- dir un fluide secondaire (22) à partir d'un fluide moteur(2) plus froid, ou réchauffer un fluide secondaire (22) à partir 15 d'un fluide moteur(2) plus chaud. Ce principe de radiateur tournant peut dans certains cas être plus compact et plus intégrable ou moins coûteux que les radiateurs classiques statiques et parfois beaucoup plus efficace : dans ces cas il prendra tout son intérêt pour être 20 utilisé à la place des formules classiques. En second lieu, il est un domaine où le dispositif selon l'invention prend tout son intérêt, c'est celui de la technologie des Turbomachines. En effet le dispositif selon l'invention permet 25 d'envisager une architecture totalement nouvelle d'une Turbo- machine dès lors qu'on veut faire un cycle thermodynamique « récupéré ». Habituellement, l'idée d'un tel cycle, est d'imaginer Pouvoir récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement 30 de la turbomachine (Exhaust Gas Turbine, EGT) pour réchauffer l'air comprimé en sortie de ou des étages compresseurs avant de l'injecter dans la chambre de combustion. L'objectif recherché est de réduire les besoins d'apport thermique dans la chambre à chaque point de fonctionnement ce qui se traduit 3062157 -11- par une économie de consommation de carburant qui peut aller jusqu'à 20 à 25% d'amélioration. Sans récupérateur l'énergie thermique des gaz d'échappement est perdue. Le dessin de ce genre de machine est intéressant mais toujours problématique 5 car ce n'est jamais simple d'intégrer des échangeurs qui sont souvent lourds et encombrants et surtout difficile à fabriquer donc coûteux et qui peuvent produire des pertes de charges importantes dégradant le rendement du cycle. Avec une TCH le fluide moteur(2) sont les gaz en sortie 10 du distributeur de la chambre de combustion et non pas les gaz en sortie des derniers étages de détente EGT. Dans les cas de cycles « récupérés » traditionnels, les gaz qui participent à l'échange thermique ont déjà été soumis aux différentes détentes des Turbine et donc ont largement perdu en 15 température et en pression. Dans l'architecture d'une turbomachine utilisant une Turbine Centrifuge Hybride, TCH, l'échange thermique se fait à partir du flux (2) sortant du distributeur radial (12) venant directement de la chambre de combustion. Outre le fait que l'on simplifie le cheminement 20 des flux, l'échange thermique qui en résulte dans la Turbine entre les gaz chauds (2) et le flux secondaire (22) se fait alors à partir d'un flux de gaz de plusieurs centaines de °C de plus que dans les montages des machines traditionnelles à cycle thermodynamique récupéré. La capacité d'amélioration de 25 la température du flux secondaire (22) que l'on cherche à réchauffer est donc considérable, en conséquence on aura une tendance générale à la réduction de la consommation de carburant de l'ordre de 30 à 35 % par rapport à une Turbomachine sans récupérateur, soit de l'ordre du double que 30 l'amélioration possible pour la même Turbomachine équipé d'un récupérateur traditionnel. De plus on peut imaginer une intégration spectaculaire qui permet de gagner en encombrement et en masse, ce qui est très recherché pour les applications embarquées, et en parti- 3062157 -12- culier aéronautiques. Ainsi, l'architecture de la Turbomachine qui utilise le dispositif selon l'invention repose sur une première idée : créer une machine tournante tout à fait nouvelle par l'association d'un compresseur centrifuge CHP à 5 une TCH pour remplir trois fonctions : Compression, Turbine, Echange Thermique, CHP-TCH Fig.5. Dans une variante possible le compresseur centrifuge pourrait être axial ou même à effet de bords. Pour y parvenir, le compresseur centrifuge (27), de la 10 turbomachine que l'on cherche à dessiner, est conçu avec son couvercle attaché aux aubes dans une présentation bien connue dite « à Talon » (28). Une des améliorations de cette présen- tation selon l'invention est d'accoler la veine aérodynamique du diffuseur (29) et la veine du retour des flux (30) en zone 15 basse (6), au compresseur lui-même en faisant ainsi un ensemble structurel complet et compact qui tourne. C'est le flux issu de ce compresseur qui est le flux secondaire (22) qui alimentera le circuit secondaire de la TCH et par la suite après réchauffe, la chambre de combustion ou tube à 20 flamme qui générera le flux « Moteur » (2) mélange d'air et de gaz à très haute température et à forte pression. Dans ces applications de Turbomachine il est absolument nécessaire d'éviter de perdre de la pression dans la circulation des flux dans le récupérateur. De ce fait comme nous 25 l'avons exposé précédemment, il sera plus adapté de choisir une TCH qui est organisée avec un échange thermique centrifuge. Donc ce seront les aubes primaires (10) de la TCH qui serviront de canal d'entrée (19) du flux secondaire (22), ce qui explique la nécessité de prolonger le diffuseur par une 30 veine (30) de retour des flux en zone basse (6) pour alimenter l'entrée du canal des aubes primaires (10) de la TCH. La réalisation de l'intégration recherchée demande de lier l'ensemble compresseur/diffuseur/retour des flux CHP (27,28,29,30) à la Turbine Centrifuge Hybride TCH qu'on veut 3062157 -13- lui associer, ce qui se fera par soudure, brasage, collage etc .. à la face arrière du CHP, qui servira d'interface. Cette opération est très délicate car l'ensemble fonctionne généralement dans un environnement hostile (hautes tempéra- 5 tures, pressions importantes, vibrations et haut régime de rotation) on devra y mettre les meilleurs soins et dans certains cas, si on domine les difficultés des technologies, il sera possible d'imaginer obtenir d'un seul tenant, l'ensemble complet, CHP-TCH par les techniques d'impression additive 10 (3D). Partant de là, l'architecture de la Turbomachine que l'on peut établir en utilisant un ensemble complet CHP-TCH est très simple. On divise la conception en trois blocs (A,B,C) et un ensemble mobile (EM). 15 Le bloc (A) est le bloc « structurel avant » de la turbomachine qui doit assurer la fonction principale d'assise du boitier de rotation ou des éléments de rotation (15) qui portent l'ensemble mobile (EM), que ce soit avec des roulements ou des paliers de natures diverses, la fonction d'entrée et 20 de conduite du flux d'air d'alimentation du CHP-TCH (22), les fonctions de conduite des lubrifications si nécessaire, des fluides de refroidissement si nécessaire, de la fonction de dégazage si il y lieu, mais surtout la fonction de transmission de la puissance mécanique à partir du couple de 25 l'arbre principal (16), soit directement, par exemple dans une application de génération électrique en intégrant la machine électrique, rotor (35) et stator (34), soit par l'intermédiaire d'éléments de réduction installés dans le carter avant pouvant conduire à faire tourner une hélice, un 30 compresseur, un ventilateur, une pompe, tout dispositifs exigeant un entrainement tournant continu. Il est à noter que dans les applications de génération d'électricité, on peut imaginer installer la machine élec- trique dans ce bloc avant, le rotor (35) étant directement 3062157 -13- lui associer, ce qui se fera par soudure, brasage, collage etc .. à la face arrière du CHP, qui servira d'interface. Cette opération est très délicate car l'ensemble fonctionne généralement dans un environnement hostile (hautes tempéra-5 tures, pressions importantes, vibrations et haut régime de rotation) on devra y mettre les meilleurs soins et dans certains cas, si on domine les difficultés des technologies, il sera possible d'imaginer obtenir d'un seul tenant, l'ensemble complet, CHP-TCH par les techniques d'impression additive 10 (3D). Partant de là, l'architecture de la Turbomachine que l'on peut établir en utilisant un ensemble complet CHP-TCH est très simple. On divise la conception en trois blocs (A,B,C) et un ensemble mobile (EM). 15 Le bloc (A) est le bloc « structurel avant » de la turbomachine qui doit assurer la fonction principale d'assise du boitier de rotation ou des éléments de rotation (15) qui portent l'ensemble mobile (EM), que ce soit avec des roulements ou des paliers de natures diverses, la fonction d'entrée et 20 de conduite du flux d'air d'alimentation du CHP-TCH (22), les fonctions de conduite des lubrifications si nécessaire, des fluides de refroidissement si nécessaire, de la fonction de dégazage si il y lieu, mais surtout la fonction de transmission de la puissance mécanique à partir du couple de 25 l'arbre principal (16), soit directement, par exemple dans une application de génération électrique en intégrant la machine électrique, rotor (35) et stator (34), soit par l'intermédiaire d'éléments de réduction installés dans le carter avant pouvant conduire à faire tourner une hélice, un 30 compresseur, un ventilateur, une pompe, tout dispositifs exi- geant un entrainement tournant continu. Il est à noter que dans les applications de génération d'électricité, on peut imaginer installer la machine électrique dans ce bloc avant, le rotor (35) étant directement 3062157 -14- porté par l'arbre (16) de l'ensemble mobile (EM) et le stator (34) étant intégré dans le bloc structurel avant (A). Les températures moyennes de ce bloc ne sont pas très élevées. Le bloc (C) est le bloc « structurel arrière » qui assure 5 principalement la fonction de carter support du tube à flamme (31) et la fonction de la conduite du flux secondaire (22) en entrée périphérique à travers une grille de redresseurs aérodynamiques (32) ainsi que la fonction de support au système d'injection de carburant (33). Le tube à flamme (31) peut 10 être conçu de différentes manières, on privilégiera les présentations directes avec un ou des injecteurs aérodynamiques qui permettent d'améliorer les conditions de combustion dans le sens du rendement et des faibles émissions toxiques. Il est à noter que le flux d'air (22) qui rentre dans la chambre 15 de combustion à travers une grille de redresseurs (32), est de l'air comprimé réchauffé provenant du circuit secondaire de l'ensemble CHP-TCH, qui, après combustion dans le tube à flamme, devient un flux de gaz constitué du mélange de l'air comprimé (22) et des gaz de combustion, qui est éjecté en gi20 ration à travers le distributeur (12) et qui est le flux du fluide moteur (2). Les températures d'éjection du flux moteur (2) sont très élevées. Les températures moyennes de ce bloc sont élevées. Le bloc (B) est le bloc structurel central qui assure la 25 liaison mécanique entre les deux blocs avant et arrière (A et C) et la fonction d'éjection des gaz (2) à travers la couronne de stators (11) fixes ou à calage variables qui lui est solidaire. Les températures moyennes de ce bloc sont élevées. La combinaison de ces blocs permet la construction 30 simple d'une Turbomachine, ce qui est possible du fait de la géométrie particulière de l'ensemble CHP-TCH qui simplifie l'architecture de la circulation des flux. Tout cela est évi- demment très favorable pour gagner en masse, en encombrement, 3062157 -15- en simplicité de fabrication, en maintenabilité, en fiabilité et surtout en prix de revient. En dernier lieu, une évolution du dispositif selon l'invention peut, dans certains cas, être établie à partir 5 d'une géométrie en tout point semblable à celle qui a été décrite mais où il n'y aurait pas d'effet de bords, Fig.7, c'est-à-dire que les espacements (4) et (24) entre les parois (1) et (21) seraient trop grands pour qu'il y ait un contact et un frottement des particules des fluides sur les parois (3 10 et 23). Le fonctionnement général de l'ensemble serait moins efficace mais donnerait tout de même des résultats qui peuvent s'avérer suffisants. Cette présentation n'a de sens que si on veut simplifier la fabrication et limiter le nombre de disques et/ou de chambres, soit pour des contraintes tech15 niques (masses, vibratoires ou thermiques) soit de fabricabilité, ou pour des raisons de prix de revient. REVENDICATIONS1) Turbine Centrifuge Hybride , caractérisée en ce qu'elle est composée d'un empilage de disques « Turbine » coaxiaux (1) de type à effet de bords et à aubes rapportées, accolés à des chambres coaxiales adjacentes (21) dans lesquelles circule un fluide secondaire (22) destiné à être réchauffé ou refroidi. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques « Turbine » coaxiaux (1) présentent un anneau central évidé (5), et sont mis en rotation sous l'effet d'un fluide moteur comprimé (2) injecté en giration par un distributeur radial fixe (12) placé au centre (5) de l'anneau des disques dans l'axe de la Turbine, de telle sorte que le fluide moteur (2) injecté entre les parois des disques adjacents (1 et 21), dont l'espacement (4) est tel que le fluide frotte (3) sur les parois avec un effet de bords ou « boundary effect », circule du centre (5) vers la périphérie de la turbine (8) sous l'effet en particulier d'un différentiel de pression, et par le fait que le fluide moteur (2) est éjecté en périphérie des disques (8) sur une couronne de stators fixes (11) qui peuvent être à calage variable. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les disques « Turbine » coaxiaux (1) que l'on empile pour faire la Turbine, sont tous semblables, qu'ils présentent sur une face, une première série d'aubes aérodynamiques creuses (10) disposées en couronne dans la zone basse (6) proche du bord de l'anneau central évidé (5) constituant un rotor primaire qui couplé avec le distributeur radial fixe (12) représente un premier étage de détente à réaction dit « étage primaire », et une seconde série d'aubes creuses (9) placée en couronne dans la partie haute (8) constituant un rotor secondaire et qui couplé avec la couronne de stators 3062157 fixes (11) placé en périphérie représente un second étage de détente à impulsion dit « étage secondaire ». 4) Dispositif selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on accole, à la face opposée de 5 chaque disque « Turbine » qui porte les aubes primaires et secondaires (1), une chambre adjacente, constituée d'un disque coaxial (21) similaire au disque « Turbine », évidé en son centre (5) mais sans aubes, de même rayon extérieur, et de même rayon intérieur, de même matière et de même épais- 10 seur, et lié au disque « Turbine » par deux anneaux placés, l'un en partie haute (25), l'autre en partie centrale (26), faisant étanchéité de telle sorte à créer une chambre où puisse circuler le fluide secondaire (22) comprimé qui passe à travers les canaux (13 et 19) des aubes creuses (9 et 10) 15 des rotors du disque « Turbine ». 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'espacement (24) entre les parois des disques de la chambre (1 et 21 ), qui est déterminé par la hauteur des anneaux (25 et 26), soit adapté de telle sorte que le fluide 20 secondaire qui y circule (22) soit lui-même placé dans des conditions d'effet de bords ou « boundary effect » et qu'il frotte (23) constamment sur les parois. 6) Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, l'on injecte le fluide secondaire (22) dans 25 les chambres à travers les aubes creuses (19) du rotor pri- maire à l'aide d'une différence de pression, afin qu'il soit évacué par les aubes creuses (13) du rotor secondaire placé en zone périphérique (8) et qu'il bénéficie d'un effet de centrifugation, en particulier en zone médiane du disque (7) 30 pendant son parcours entre les parois de la chambre, qui augmente sa vitesse et sa pression. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le flux moteur (2) et le flux secondaire (22) qui circulent en contact des parois adjacentes des disques(1) et des 35 chambres (21) échangent thermiquement entre eux à travers les 3062157 parois, selon les règles et lois des transferts thermiques en condition de convection forcée. 8) Dispositif selon toutes les revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la Turbine Centrifuge Hybride 5 (TCH) est portée par un arbre central (16) coaxial, qui est monté sur des roulements (15), ou des paliers fluides, ou des paliers air comprimé, ou tout autre dispositif permettant la rotation et la tenue aux efforts radiaux ou axiaux et aux vibrations, généralement à haute vitesse et souvent dans des 10 conditions d'environnement thermiques sévères, de telle sorte à ce que l'ensemble peut être monté en porte à faux ou à cheval sur l'arbre. 9) Turbomachine, caractérisé en ce qu'elle comporte une Turbine Centrifuge Hybride (TCH) selon l'une quelconque 15 des revendications précédentes, qui est entrainée par le flux de gaz comprimé chaud (2), venant directement de la chambre de combustion (31) à travers un distributeur radial (12), assurant à la fois l'entrainement aérodynamique des disques turbines (1) et en conséquence de l'arbre moteur (16) mais 20 aussi le réchauffement du flux secondaire (22) provenant du compresseur CHP (27) circulant dans des chambres adjacentes (21) avant son introduction dans la chambre de combustion (31) après passage dans une couronne de redresseurs (32). 10) Turbomachine selon la revendication précédente, ca25 ractérisé en ce qu'en liant le compresseur centrifuge CHP, (27) par son couvercle (28), sa veine de diffuseur (29) et sa veine de retour des flux (30), à la Turbine Centrifuge Hybride (TCH) correspondante, et en montant l'ensemble sur un arbre (16) équipé de roulements (15), on réalise un ensemble 30 mobile compact, (EM), assurant les trois fonctions : Com- pression, Turbine et Echangeur Thermique. 11) Ensemble mobile compact (EM), équipé d'un rotor de machine électrique (35), caractérisé en ce qu'il permet de composer une Turbomachine selon la revendication précédente, 35 dont l'architecture est organisée en 3 blocs, le bloc A qui 3062157 est le bloc « structurel avant » qui assure la tenue mécanique de l'ensemble mobile, le logement du stator (34) de la machine électrique et l'entrée d'air (22) vers le compresseur (27), le bloc B qui est le bloc « structurel central » qui 5 assure la liaison mécanique avec le bloc arrière C ainsi que la conduite de l'éjection des gaz à travers la couronne de stator (11), et enfin le bloc C qui est le bloc « structurel arrière » qui assure la fonction de carter support du tube à flamme (31) et la fonction de la conduite du flux secondaire 10 (22) en entrée de la chambre de combustion et à travers une grille de redresseurs aérodynamiques (32) ainsi que la fonction de support au système d'injection de carburant (33).