BE1029383A1 - Module d'attraction et de detection de debris - Google Patents
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Abstract
Module (60) d’attraction et de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d’huile d’une turbomachine, le module (60) comprenant : un aimant permanent (62) ; un barreau (64) dont le pied (66) s’étend radialement et est enroulé d’une bobine (70). La bobine (70) est apte à détecter le champ magnétique généré par l’aimant (62) et en particulier ses variations lors du passage d’une particule ferromagnétique au voisinage de l’aimant (62).
Description
Description MODULE D’ATTRACTION ET DE DETECTION DE DEBRIS Domaine technique L’invention se rapporte à la surveillance d'organes mécaniques lubrifiés dans une turbomachine. Plus précisément, l'invention concerne la détection de débris ferromagnétiques dans l’huile d’une turbomachine. L'invention a également trait à une turbomachine, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef. Technique antérieure La présence de débris métalliques dans l’huile d’un circuit de lubrification témoigne de l’usure des éléments mobiles d’une turbomachine. Ainsi, en analysant la quantité et la taille des débris métalliques en circulation dans l’huile, il est possible d’estimer la santé du moteur. En particulier, une augmentation brusque du nombre de débris détectés peut signifier qu’un roulement ou qu’un engrenage s’use prématurément. Dès lors, une maintenance doit être planifiée afin d’éviter une panne ou une casse mécanique.
— Le document EP 3 363 518 A1 divulgue un système de détection électrique de présence de particules ferreuses dans un fluide. Ce système comporte à la fois un aimant et une bobine électrique. En fonctionnement, les particules ferreuses sont attirées par l’aimant et les perturbations du champ électro-magnétique sont mesurées pour en déduire la présence des débris. Pour éviter que les débris ne s'accumulent sur l’aimant, ce système est muni de crépines de protection de l’aimant. Les crépines permettent également de filtrer des débris de dimensions données pour qu’ils ne soient pas comptés par le détecteur.
Ce système présente une faiblesse car il peut générer des pertes de charge, négligeables pour des pressions et débits importants, mais qui peut altérer l’écoulement du fluide pour des flux de plus faible pression.
Un autre exemple est donné dans la demande (pas encore publiée) BE 2020/5204.
Pour un capteur de ce type, les fonctions d'attraction des particules et de détection des débris peuvent être antagonistes : l’attraction des particules nécessite de maximiser la surface d'attraction, pour que le champ magnétique généré — qui décroit fortement avec la distance — puisse atteindre un maximum de particules dans le flux ; et la détection des particules requiert qu’une particule donnée ait un impact aussi grand que possible sur le champ magnétique (pour passer un seuil de détection) et nécessite donc une surface d'attraction qui soit petite.
Résumé de l'invention
Problème technique L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes rencontrés dans les systèmes de l’art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une alternative au système de détection de débris connus, mais présentant une fiabilité de mesure supérieure, par le biais d’une conception permettant à la fois une attraction des particules ferromagnétiques accrue et une acceptable détection des particules. Solution technique L’invention porte sur un module d'attraction et de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d’huile d’une turbomachine, Ie module comprenant : un aimant permanent de forme cylindrique ; un barreau ferromagnétique composé d’un pied s’élevant radialement depuis l’aimant et d’un chapeau s'étendant circonférentiellement depuis le pied ; et une bobine enroulée autour du pied.
La forme de l’aimant définit le système de coordonnées cylindriques auquel il est fait référence par la suite.
Le pied étant circonférentiellement plus fin que le chapeau, il permet à la fois la concentration des lignes de champs (et donc l’augmentation de la sensibilité à la présence d’une particule) et un enroulement commode de la bobine.
Le chapeau, plus étendu circonférentiellement, crée une surface d’attraction plus grande pour les particules et maximise ainsi la captation des particules sans détériorer la — sensibilité du module.
Dans une variante de l'invention présentant les mêmes avantages, l’aimant permanent est de forme parallélépipédique et s'étend depuis le pied, perpendiculairement à celui- ci.
Selon un mode avantageux de l’invention, la bobine est enroulée autour d’un support de — bobinage enfilé sur le pied.
Selon un mode avantageux de l'invention, le chapeau comprend deux extrémités circonférentiellement opposées et formées chacune d’une portion de cylindre. Cette forme permet d'augmenter localement la surface d'attraction.
Selon un mode avantageux de l'invention, les deux extrémités sont distantes l’une de l’autre d’une distance sensiblement équivalente au diamètre de l’aimant. Cette conception permet au barreau de recouper un plus grand nombre de lignes de champs. Selon un mode avantageux de l'invention, le diamètre des portions de cylindre formant les extrémités est environ égal à la largeur circonférentielle du pied, et vaut préférentiellement entre 1.5 et 2.5 mm, en particulier environ 2 mm.
Selon un mode avantageux de l'invention, la largeur circonférentielle du pied est comprise entre 25% et 50% du diamètre de l’aimant, et vaut préférentiellement environ
2.5 mm. Le champ est donc deux à quatre fois plus dense dans le pied que dans l’aimant. Selon un mode avantageux de l’invention, la hauteur radiale du pied est d’environ 50% du diamètre de l’aimant, et vaut préférentiellement environ 2 mm. Ainsi, le chapeau est espacé de l’aimant d’une distance qui est du même ordre de grandeur que le rayon de l’aimant. Selon un mode avantageux de l'invention, la longueur axiale du barreau est égale à la longueur axiale de l’aimant et vaut en particulier environ 30 mm. Il est entendu que la longueur peut être augmentée ou réduite selon la dimension transversale du passage. Selon un mode avantageux de l'invention, le barreau ferromagnétique est un premier barreau, le module comportant un second barreau disposé diamétralement à l’opposé du premier barreau. Les premier et second barreaux peuvent être identiques et ainsi multiplier le pouvoir d'attraction des particules.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’aimant comprend deux pôles diamétralement opposés, le ou chaque barreau étant agencé au droit d’un pôle. Alternativement, les pôles peuvent être séparés axialement.
Selon un mode avantageux de l’invention, Ie module comprend une crépine décrivant au moins une portion cylindrique et agencée coaxialement à l’aimant. Selon sa position relative à l’aimant, la crépine peut limiter la taille des particules qui atteignent l’aimant et éviter une saturation des particules sur l’aimant. Alternativement, la crépine peut recueillir les plus grosses particules qui ont été attirées par l’aimant sans y adhérer afin de protéger les pompes et organes en aval de celle-ci. La crépine est faite d’un matériau amagnétique. Son influence sur les mesures est donc négligeable.
— L'invention a également pour objet un système de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d'huile d’une turbomachine, le système comprenant un passage destiné à être parcouru par le flux et un module d'attraction et de détection des débris ferromagnétiques présents dans le flux, le module étant conforme à l’un des modes de réalisation décrits ci-dessus.
Par « passage », on entend un volume de l’espace parcouru par le fluide, qui peut être délimité par une paroi ou plusieurs parois permettant à un fluide de s’écouler selon au moins une direction.
Selon un mode avantageux de l'invention, le module est positionné dans le passage de telle manière que l’axe du cylindre soit perpendiculaire à la direction de l’écoulement du — flux dans le passage, le chapeau étant disposé en amont de l’aimant.
L’invention a enfin pour objet un turboréacteur d’aéronef comprenant un groupe de lubrification fait d’un corps monobloc recevant plusieurs pompes et filtres, plusieurs entrées et sorties d'huile, et un système de détection de débris, remarquable en ce que le système de détection des débris est conforme à l’un des modes de réalisation ci- dessus et est disposé dans une entrée d’huile en amont des pompes et des filtres. Il est entendu que le module peut comprendre une électronique de traitement du signal intégrée, ou déportée et connectée avec ou sans fil au module. Le signal est traité en particulier pour détecter les variations du champ magnétique perçu par la bobine. Avantages apportés Les différentes solutions techniques du module d’attraction et de détection exposées ci- dessus permettent d’optimiser le compromis entre l'attraction des particules et leur détection.
Inséré dans un flux d’huile, le module a de plus l’avantage de ne pas perturber plus que nécessaire l'écoulement du fluide. D’autres avantages deviendront apparents à la lumière des exemples décrits ci-dessous. Brève description des dessins La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention ; La figure 2 illustre une vue isométrique du corps d’un groupe de lubrification ; La figure 3 montre un exemple de système de détection de débris selon l'invention ; La figure 4 montre un module d'attraction et de détection de débris selon l'invention ; La figure 5 montre une vue en coupe du module ; La figure 6 représente les lignes de champ dans la coupe de la figure 5 ; La figure 7 montre une variante du module d’attraction et de détection ; Les figures 8 et 9 montrent un module comprenant une crépine ; La figure 10 illustre une alternative avec un aimant parallélépipédique. Description des modes de réalisation Dans la description qui va suivre, le terme « aimant » renvoie à un aimant permanent. L’écoulement du flux dans le passage au niveau de l’aimant s’effectue selon une direction principale d’écoulement qui est transversale au module (perpendiculaire ou simplement sécante). L'amont et l’aval sont entendus en relation avec le sens d'écoulement du flux d'huile dans le passage.
La figure 1 représente un exemple d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un compresseur basse-pression 4, un compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique des turbines 10 est transmise via des arbres jusqu’au rotor 12 et met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. La rotation du rotor autour de son — axe de rotation 14 permet de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée dans la chambre de combustion 8. Une soufflante 16 est couplée au rotor 12 et génère un flux d'air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux susmentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire.
Des moyens de démultiplication 22 5 peuvent réduire la vitesse de rotation de la soufflante 16 et/ou du compresseur basse pression 4 par rapport à la vitesse de la turbine 10 associée.
Le rotor 12 comporte plusieurs arbres 24 coaxiaux supportés par des paliers 26. Le refroidissement et/ou la lubrification des paliers 26 et de l’optionnel réducteur 22 sont assurés par un circuit de lubrification 28. Le circuit de lubrification 28 peut comprendre un échangeur de chaleur 30 pour refroidir l’huile dont la température peut dépasser 200°C.
Le circuit de lubrification 28 peut comprendre des conduites 32 de récupération d'huile collectant l'huile dans les enceintes de lubrification des paliers 26 et l’acheminant dans le réservoir 34. Il peut également comporter une conduite 32 de récupération de l'huile lubrifiant le réducteur 22 et retournant cette huile dans le réservoir 34. Afin de forcer la circulation de l’huile lors de sa récupération, le circuit de lubrification 28 peut comprendre un groupe de lubrification 36. Le groupe de lubrification 36 est une unité composée d’un corps monobloc qui accueille plusieurs fonctions hydrauliques comme par exemple plusieurs pompes et filtres.
Il met en pression l'huile prélevée dans le réservoir et la distribue dans les organes du moteur qui nécessite d’être lubrifier.
Ensuite, le groupe de lubrification 36 reconditionne l’huile (refroidissement, filtration, surveillance) et la renvoie vers le réservoir 34. La figure 2 illustre un exemple en vue isométrique d’un corps 38 de groupe de lubrification 36. Le corps 38 peut être fabriqué par fabrication additive et être de forme particulièrement complexe.
Le corps 38 peut être monobloc.
Il peut comporter plusieurs entrées d'huile 40, 42 pour aspirer l’huile depuis le réservoir ou depuis les organes de la turbomachine et plusieurs sorties d'huile 41, 43 pour refouler l’huile vers le réservoir ou vers les organes de la turbomachine.
Des passages respectifs relient les entrées aux sorties.
Certains passages peuvent être complètement indépendants d’autres passages.
Le groupe 36 peut être équipé de nombreuses fonctions et contenir plusieurs pompes et plusieurs filtres.
Selon l'invention, le groupe 36 peut aussi contenir un système de détection de débris ferromagnétiques.
La figure 3 schématise un système de détection de débris 45 selon l'invention.
Un passage 50, par exemple au voisinage de l’entrée 42, accueille un module d'attraction et de détection 60 des particules ferromagnétiques.
Celui-ci vient en saillie dans le passage 50. Il peut occuper toute la hauteur/largeur du passage ou moins.
Sa longueur en saillie et son orientation peuvent être ajustées mécaniquement par des moyens appropriés (moteur électrique, vis, piston, etc.). Le système de détection 45 permet de détecter la présence et/ou la circulation de débris ferromagnétiques, ou particules ferromagnétiques, contenus dans l’huile. Ces débris peuvent notamment résulter d’une usure d’un palier ou de l’usure d’une dent d’engrenage du réducteur 22. Le module 60 peut être connecté à une unité de traitement du signal (non représentée). L’unité de traitement parvient à identifier la présence de débris au niveau de chaque conduite. Les débris détectables peuvent avoir une taille comprise entre 50 um et 1000 um, ou entre 150 um et 750 um.
La figure 4 montrent un exemple de module de détection 60. Le module 60 comprend un aimant 62 de forme cylindrique et d’axe A. L’aimant peut être du type NdFeB et préférentiellement SmCo (Samarium-Cobalt), conservant ses propriétés à une température de 350°C.
L'aimant est choisi pour ne pas être trop puissant, afin de ne pas capturer toutes les particules et saturer le module de détection. L'objectif principal restant une détection statistique et une surveillance de l’augmentation du nombre de particules. Par exemple, l’aimant pourra être choisi en fonction du débit d’huile qu’il rencontre. Un aimant de coercivité d’environ 800 kA/M pourra être choisi pour viser des particules d’une taille — avoisinant les 500 microns.
Dans la suite, les références « axial », « radial » et « circonférentiel » se rapportent à l’aimant 62, « axial » étant entendu parallèle à l’axe A, « radial » étant entendu comme perpendiculaire à l’axe A et « circonférentiel » étant tel que les directions axiale, radiale et circonférentielle forment un système de coordonnées cylindriques (A, R, T).
Le module 60 comprend en outre un barreau ferromagnétique 64 (par exemple en acier M50) rapporté à l’aimant 62. Le barreau 64 peut s’étendre sur toute la longueur axiale L de l’aimant 62.
Le barreau 64 comporte un pied 66 s’élevant radialement depuis l’aimant 62 et un chapeau 68 s’étendant circonférentiellement de part et d'autre du pied 66.
Une bobine 70 est enroulée autour du pied 66. La bobine 70 peut comprendre plusieurs dizaines ou centaines de spires. La bobine 70 détecte les variations du champ magnétique : lorsqu’une particule ferromagnétique attirée par le barreau 64 passe au voisinage de l’aimant 62, le champ magnétique généré par l’aimant 62 est perturbé et ces perturbations sont mesurées par la bobine 70.
— L’aimant 62 a le double rôle d'attirer les débris ferromagnétiques se trouvant dans le flux d'huile (attirance amplifiée par le barreau 66) et de générer un champ magnétique détectable par la bobine 70.
De manière générale, la technologie de détection employée est semblable par exemple à la technologie divulguée dans le document WO 2017/157855 A1 ou dans le document EP 3 363 518 A1. Ainsi, lorsqu’une particule ferromagnétique arrive à proximité de l’aimant 62, elle modifie le champ magnétique et crée des discontinuités dans l’intensité de la bobine 70. Lorsque les variations dépassent un seuil donné, le module 60 reconnaît qu’une particule ferromagnétique est passée. La figure 5 montre une section du module 60 dans un plan perpendiculaire à l’axe A. On y voit que le barreau 64 peut avoir une section en forme de « champignon ».
L'aimant 62 peut avoir un diamètre D d'environ 5 mm.
Le pied 66 a une largeur circonférentielle e et une hauteur radiale h. La largeur e caractérise la concentration des lignes de champ. La hauteur h matérialise la distance radiale entre le chapeau 68 et l’aimant 62.
La largeur e peut être comprise entre 25% et 50% du diamètre D de l’aimant 62, et valoir par exemple environ 2.5 mm. Le chapeau 68 s’étend radialement d’une largeur E environ égale au diamètre D.
La hauteur radiale h peut être d’environ 50% du diamètre D de l’aimant 62, le chapeau étant ainsi distant du centre de l’aimant de 4 à 6 mm, et notamment de 4.6 mm. Dans un mode de réalisation privilégiée, les extrémités 68.1 et 68.2 du chapeau 68 — présentent une forme de portion de cylindre de diamètre d.
Dans un mode de réalisation, la valeur de d peut être environ égale à e. Les valeurs de d et e peuvent par exemple être comprises entre 1.5 et 25 mm, et valoir préférentiellement environ 1.75 mm ou environ 2 mm.
Dans une variante, la distance entre les deux centres des portions de cylindres 68.1,
68.2 vaut entre 5 et 7 mm, préférentiellement 6.5 mm.
La bobine 70 peut être logée dans des rainures prévues dans le pied 66 ou alternativement, comme dessiné en figure 5, une cage 72 en matériau amagnétique peut permettre de confiner la bobine 70. La cage 72 peut ainsi être un support pour la bobine, enfilé autour du pied 66.
Dans un mode de réalisation non illustré, le module comprend une bobine additionnelle, dite « Built-in test » permettant de générer un champ magnétique et de vérifier la réponse de la bobine 70, par exemple avant la mise en fonctionnement d’un turboréacteur.
La surface radialement externe 68.3 du chapeau 68 ainsi que les portions de cylindre
68.1, 68.2 constituent les surfaces d'attraction des débris. Elles sont particulièrement — avantageuses pour attirer des particules car elles présentent une grande surface pour un petit encombrement.
La surface 68.3 peut être généralement cylindrique de diamètre le double de l’aimant, soit par exemple 10 mm.
La figure 6 montre les lignes de champ du champ magnétique généré par l’aimant. Cette figure met notamment en évidence la concentration des lignes de champ au travers du pied 66.
La figure 7 illustre une alternative où deux barreaux 64 sont disposés diamétralement de chaque côté de l’aimant 62. Les barreaux 64 peuvent être positionnés au droit des pôles N/S de l’aimant.
La figure 8 montre une implémentation du module 60 avec une crépine 80. La crépine comprend un treillis de filtration 82 s'étendant d’une base 84 vers un plafond 86. La base 84 et le plafond 86 peuvent correspondre à un orifice réalisé dans une conduite 51 délimitant le passage 50. Alternativement, la crépine peut n’occuper qu’une partie du passage 50. Des joints et des moyens de montage (non représentés) appropriés peuvent être prévus.
L'aimant 62 et le barreau 64 peuvent être soudé à la base 84 de la crépine 80. Alternativement, un montage serré ou sertis peut être utilisé. Le treillis 82 peut prendre la forme d’un cylindre ou d’une portion de cylindre, par exemple s'étendant sur 180° autour de l’axe A. Le treillis 82 et l’aimant 62 sont avantageusement coaxiaux.
La taille des mailles du treillis 82 peut être supérieure ou égale à 500 um, pour empêcher les particules les plus grosses (supérieure à une taille de l’ordre de 500 à 1000 um) d’abîmer les pompes. Des éléments de filtration disposés en aval des pompes peuvent être prévus quant à eux pour protéger les organes moteur (injecteurs, enceintes) avec une filtration de l’ordre de 10 à 150 um.
La crépine 80 peut être intégralement faite, y compris avec son treillis 82, par fabrication additive.
L’axe A est sécant à la direction principale du flux F, préférentiellement perpendiculaire. L’aimant 62 et le barreau 64 s'étendent sur tout ou partie de la hauteur de la crépine 80. La figure 9 illustre ces aspects dans une section en vue en coupe selon l'axe IX:IX de la figure 8.
Dans cet exemple, le flux F rencontre d’abord le barreau 64, puis l’aimant 62, puis le treillis 82. Alternativement, une autre orientation autour de l’axe A peut être privilégiée pour le barreau 64 et l’aimant 62.
La figure 9 montre également l’ordre de grandeur du ratio entre le diamêtre de l’aimant 62 et celui du treillis 82 qui peut être de l’ordre de 3.
Dans un mode de réalisation non illustré, le module 60 est agencé dans un coude d’une conduite de telle sorte que l’axe À soit sensiblement parallèle au flux.
La figure 10 illustre une alternative dans laquelle le chapeau est de forme parallélépipédique.
Une telle conception présente sensiblement les mêmes avantages que la forme décrite sur les figures 4 à 9. Les différents aspects présentés sur les figures 4 à 9 peuvent être appliqués à un tel aimant, notamment des extrémités semi-
Cylindriques et extrémités d’un tel aimant peuvent être plane ou semi-cylindriques, les rapports des dimensions, la présence de deux aimants à 180°, l’intégration dans une crépine, etc.
Claims (15)
1. Module (60) d'attraction et de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d’huile (F) d’une turbomachine (2), le module (60) comprenant : - un aimant permanent de forme cylindrique (62) ; - un barreau ferromagnétique (64) composé d’un pied (66) s’élevant radialement depuis l’aimant (62) et d’un chapeau (68) s’étendant circonférentiellement depuis le pied (66) ; et - une bobine (70) enroulée autour du pied (66).
2. Module (60) d'attraction et de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d’huile (F) d’une turbomachine (2), le module (60) comprenant : - un aimant permanent de forme parallélépipédique (62) ; - un barreau ferromagnétique (64) composé d’un pied (66) s’élevant radialement depuis l’aimant (62) et d’un chapeau (68) s'étendant perpendiculairement au pied (66) ; et - une bobine (70) enroulée autour du pied.
3. Module (60) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bobine (70) est enroulée autour d’un support de bobinage (72) enfilé sur le pied (66).
4. Module (60) selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le chapeau (68) comprend deux extrémités (68.1, 68.2) circonférentiellement opposées et formées chacune d’une portion de cylindre.
5. Module (60) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux extrémités (68.1, 68.2) sont distantes l’une de l’autre d’une distance (E) sensiblement équivalente au diamètre (D) de l’aimant (62).
6. Module (60) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le diamètre (d) des portions de cylindres formant les extrémités (68.1, 68.2) est environ égal à la largeur circonférentielle (e) du pied (66), et vaut préférentiellement entre 1.5 et
2.5 mm, en particulier environ 2 mm.
7. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur circonférentielle (e) du pied (66) est comprise entre 25% et 50% du diamètre (D) de l’aimant (62), et vaut préférentiellement environ 2.5 mm.
8. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur radiale (h) du pied (66) est d’environ 50% du diamètre (D) de l’aimant (62), et vaut préférentiellement environ 2 mm.
9. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur axiale (L) du barreau (64) est égale à la longueur axiale (L) de l’aimant (62) et vaut en particulier environ 30 mm.
10. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le barreau ferromagnétique (64) est un premier barreau (64), le module (60) comportant un second barreau (64) disposé diamétralement à l’opposé du premier barreau (64).
11. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’aimant (62) comprend deux pôles (N, S) diamétralement opposés, le ou chaque barreau (64) étant agencé au droit d’un pôle (N, S).
12. Module (60) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une crépine décrivant au moins une portion cylindrique et agencée coaxialement à l’aimant (62).
13. Système (45) de détection de débris ferromagnétiques dans un flux d’huile (F) d’une turbomachine (2), le système comprenant un passage (50) destiné à être parcouru par le flux (F) et un module d'attraction et de détection (60) des débris ferromagnétiques présents dans le flux (F), caractérisé en ce que le module (60) est conforme à l’une des revendications précédentes.
14. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module (60) est positionné dans le passage (50) de telle manière que l’axe du cylindre (A) soit perpendiculaire à la direction de l’écoulement du flux (F) dans le passage (50), le chapeau (68) étant disposé en amont de l’aimant (62).
15. Turboréacteur (2) d’aéronef comprenant un groupe de lubrification (36) fait d’un corps monobloc (38) recevant plusieurs pompes et filtres, plusieurs entrées et sorties d'huile (40-43), et un système de détection de débris, caractérisé en ce que le système (45) de détection des débris est conforme à l’une des revendications 13 ou 14 et est disposé dans une entrée d'huile (40, 42) en amont des pompes et des filtres.
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---|---|---|---|---|
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EP3363518A1 (fr) | 2017-02-15 | 2018-08-22 | Safran Aero Boosters SA | Procédé et système de détection de débris pour turbomachine |
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