ANTECEDENTES Las turbinas de gas modernas son turbo máquinas técnicamente complejas con múltiples componentes rotatorios y estáticos. Son motores que han sido optimizados para obtener máximas eficiencias mecánicas, térmicas y energéticas. Sin embargo no permiten portabilidad y son sensibles en su funcionamiento ante variaciones atmosférico- ambientales, sacrificando con ello practicidad y economía a cambio de eficiencia. En tanto que esto es normal para Ia mayoría de las aplicaciones industriales estacionarias, no Io es así para las aplicaciones en transportes alternativos y Ia generación de energía multiuso, campos de aplicación en creciente desarrollo, ámbitos que demandan practicidad, simpleza, economía, ecología y operatividad, Io cual contrasta con el contexto de las turbinas actuales. Actualmente existe una patente mexicana en trámite de nuestra propia autoría, que es el expediente PA/a/2005/004002 con Fecha 14/Abril/ 2005, Hora 16:03, Folio: PA/E/2005/019259 denominada "Motor de Turbina de Gas de Flujo Radial Multicombustible Multifuncional", que es una turbina más o menos simple, al igual que una turbina de origen estadounidense norteamericano, creada recientemente en el Southwest Research Institute (Instituto de Investigación del Sudoeste, en Texas), cuyo inventor es el Ph. D. Klaus Brun, que al igual que nuestra invención, soluciona presuntamente el problema. Sin embargo ésta turbina norteamericana ha sido limitada a aplicaciones energéticas. La presente invención supera por mucho a las anteriores, y se aplica además del campo de generación de energía, en Ia propulsión de transportes alternativos terrestres, aéreos, marítimos, anfibios, máquinas de colchón de aire y combinaciones entre todos estos, así como en micromáquinas robóticas y aplicaciones militares, utilizando además Ia más amplia gama de combustibles, tanto de origen fósil como de origen no-fósil. Todos los dibujos de Ia presente solicitud de patente han sido numerados por orden consecutivo como "Fig. 1", "Fig. 2", "Fig. 3", "Fig. 4", "Fig. 5" y "Fig. 6". Todas las figuras contienen números de referencia envueltos entre paréntesis: (1), (2), (3), etc., los cuales muestran Ia descripción de cada componente de Ia máquina. La primera figura (Fig.1) nos muestra en vista de corte lateral el componente fundamental de este nuevo invento, que es el rotor. Dicho componente está provisto primeramente de un compresor axial de tres escalones sin estatores

axiales (1), seguido de un compresor centrífugo (2). A su vez, dicho rotor está compuesto en su periferia horizontal por un conjunto de alabes de turbina (3); dicho rotor contiene en su centro una flecha (4) que forma parte de Ia misma pieza rotatoria, de forma tal que compresor, turbina y flecha forman un solo cuerpo giratorio integrado, mismo que contiene en su periferia externa después de Ia zona de turbina, una prolongación deflectora hacia abajo (5) que forma parte del plato general de todo el rotor (6). La segunda figura (Fig. 2) nos muestra el mismo rotor pero en vista superior, mostrando en una pequeña vista de ampliación, Ia distribución y forma transversal de los alabes de turbina (3). La tercera figura (Fig. 3) nos muestra en vista de corte lateral el componente estático de Ia invención, que es el estator. Dicho componente está formado básicamente por una carcasa circular (7) con boca de difusor convergente (8), una zona periférica deflectora hacia abajo (9) y sus respectivas cámaras de combustión o combustores radiales intercambiables (10). A su vez dicho estator contiene insertado un charter anular de compresión (11) que es básicamente una barra circular rolada, concéntrica con respecto al centro de todo el motor; éste chárter contiene en su base unos rodillos para carga lubricados, que fungen como supresores de vibración (12). La flecha del rotor está sostenida por dos chumaceras verticales de carga mixta y alta velocidad (13), mismas que a su vez están insertadas a todo el motor por medio de una tapa circular concéntrica (14) que está perforada por arriba para permitir Ia entrada de aire al difusor, se adapta a Ia boca de éste y une al estator con el rotor. Las chumaceras se acoplan una arriba y otra abajo de Ia tapa. La cuarta figura (Fig. 4) nos muestra el estator en vista inferior con los combustores y tubos enfriadores (15) mientras que Ia quinta figura (Fig. 5) nos muestra Ia vista superior de dicho estator con todas las perforaciones radiales alternas necesarias para: a) atornillar cámaras de combustión (16), b) suministro de combustible (17), c) inserción de sistemas de ignición (18) y d) inserción de sistemas de enfriamiento (19). La sexta figura (Fig. 6) muestra en vista de corte lateral el invento completo.

I. EL ROTOR. El rotor contenido en este novedoso invento consiste en una pieza mecánica móvil rotativa con zonas funcionales diferenciadas. El juego compresor- turbina del rotor es de flujo inicial axial pero de efecto final radial. La diferencia notable y trascendente de nuestro rotor con respecto a otros que actualmente se encuentran en el estado de Ia técnica para las mismas aplicaciones, son que el juego compresor- turbina tiene una forma mucho más eficiente que los rotores actuales, por Ia geometría

de flujo de aire que implica. Novedoso, sencillo, práctico y eficiente, las piezas de este rotor se pueden manufacturar con gran precisión en acero fundido, aleaciones, polímeros especiales o cualquier otro material nuevo utilizado para Ia fabricación de turbinas de gas. Dicho rotor está formado básicamente por tres zonas: Ia zona de compresión con su flecha de salida, Ia zona de turbina de flujo radial con alabes de reacción y Ia zona de deflexión del gas de salida. La flecha de salida, es Ia toma de fuerza mecánica o flecha de torca donde se realiza el trabajo de eje o entrega de potencia del motor; dicho elemento mecánico viene siendo el eje principal del motor propiamente dicho y es inherente al rotor aquí descrito. Éste está diseñado para girar a aproximadamente 30 000 revoluciones por minuto y soportar todos los esfuerzos mecánicos, térmicos y de corrosión que ello implica. Cada parte del rotor se describe a continuación: a) Zona de compresión. Concéntrico al eje del rotor principal e inherente al mismo, dicha zona está formada por alabes de compresor axial combinados con alabes de compresor radial, separados uno de otro de manera regular. Cada alabe de compresión axial es un aspa muy similar a las aspas o elementos de pala de las hélices de un avión, mientras que cada alabe de compresión centrífuga tiene una forma transversal semi asintótica, con una ceja superior doblada en ángulo óptimo para aspiración de aire, y curvado hacia atrás con respecto al sentido de giro del rotor para comprimir una mayor masa de aire por unidad de tiempo con menor cantidad de energía. Cada alabe tanto centrífugo como axial va unido a Ia flecha de salida en el centro de dicho rotor a manera de ángulos regulares exactos. El plato de compresor está formado por Ia superficie del rotor donde van montados cada alabe de Ia zona de compresión centrífuga y cada alabe de Ia zona de turbina. Este sistema de compresión de aire es muy eficiente, ya que permite comprimir gran cantidad de gasto másico por unidad de tiempo y simultáneamente combina Ia potencia natural de compresión centrífuga con baja demanda energética de Ia compresión axial, mientras que los compresores actuales requieren una mayor cantidad de energía cinética extraída de Ia turbina para comprimir una misma masa de aire en un mismo diferencial de tiempo, por Io que aquellos compresores actuales son menos eficientes que el presente compresor aquí descrito, b) Zona de turbina de flujo radial. Concéntrica al eje del rotor e inherente en Ia periferia horizontal del mismo, dicha zona para generación de fuerza está formada por un conjunto de alabes de reacción separados uno de otro de manera regular, adheridos al plato de compresor y separados del mismo por una distancia de

corona circular tal, que sea Ia necesaria para permitir Ia existencia óptima de Ia zona de combustión correspondiente, descrita posteriormente en el estator. Estos alabes de turbina son paletas de reacción con forma aerodinámica que utilizan el principio de Bemoulli utilizado en el diseño transversal de las alas de los aviones; dichos alabes están diseñados para alta velocidad y sirven para desviar en ángulo óptimo Ia fuerza de combustión radial correspondiente, en sentido semi opuesto al de giro del rotor, generando con ello una torca de reacción instantánea en dicho sentido. Esta reacción se multiplica por el número de alabes que son sometidos a Ia fuerza de combustión en un mismo diferencial de tiempo, formando con ello y entre todos los alabes de turbina, debido también al brazo de palanca formado por el radio del rotor, una muy grande integral de momento de torsión, Ia cual se traduce en una enorme potencia mecánica final en el eje del rotor y por consiguiente una gran fuerza de giro. La diferencia notable y trascendente con otras turbinas que actualmente se encuentran en el estado de Ia técnica, es Ia forma física de cada uno de los alabes: mientras que aquellos alabes actuales son de presión, los de Ia presente turbina son de reacción, que para efectos de velocidad de salida de gases y aprovechamiento de dicha velocidad, es mucho más eficiente Ia de nosotros, hecho que se complementa con Ia siguiente zona, Ia de desviación del gas de salida, c) Zona de desviación del gas de salida. Concéntrica al eje del rotor e inherente en Ia periferia del mismo, dicha zona de desviación está formada por Ia prolongación física de Ia superficie del plato o cara del juego compresor- turbina, el cual primero tiene una dirección radial, y después tiene una deflexión en dirección axial hacia abajo con respecto al eje del rotor. Ello Io que produce, es que después de haberse quemado el combustible y haber pasado por los alabes de Ia turbina, esta superficie junto con Ia superficie del estator, Io que hacen entre ambas es for- mar una tobera anular convergente que desvía hacia abajo Ia salida de los gases quemados, logrando un efecto de reacción que se traduce en una fuerza de empuje vertical ascendente, Ia cual es de enorme utilidad para todo transporte alternativo aéreo, aero- terrestre o máquina de colchón de aire que utilice los principios del despegue vertical por propulsión a chorro. Lo anterior se hace sin perjuicio alguno en el uso como fuente multiusos para generación de energía. La variación de empuje vertical logrado por esta prolongación, se logra sometiendo toda Ia máquina a distintas cantidades de carga mecánica. Esto es, a mayor masa de carga que haya que mover por medio del eje del motor, menor será Ia fuerza de empuje vertical obtenida, y a menor masa de carga

que haya que mover por medio del eje del motor, mayor será Ia fuerza de empuje vertical logrado por medio de esta máquina.

II. EL ESTATOR. Al igual que el rotor -parte rotativa-, el estator que contiene este invento es Ia parte estática del mismo. También consiste en un conjunto de piezas me- canicas simples, con zonas funcionales diferenciadas. Novedoso, simple y práctico, el estator también se puede manufacturar con gran precisión en los mismos materiales con los que se fabrique el rotor, sólo que en este caso el material de fabricación puede variar de manera libre y opcional conforme a las consideraciones de diseño, pudiendo ser ligeramente mas blando que el utilizado para el rotor, debido a que nunca será sometido a los mismos esfuerzos mecánicos, térmicos y corrosivos a los que es sometido el rotor. Dicho estator está formado también por tres zonas funcionales diferenciadas: Ia zona de entrada de aire o difusor, Ia zona de combustión y Ia zona de desviación del gas de salida. Dicho estator constituye en si mismo Ia carcasa de todo el invento. Cada parte del estator se describe a continuación: a) Zona de entrada de aire o difusor. Concéntrica al eje del rotor e inherente a Ia zona de compresión, Ia zona de entrada de aire o difusor no es otra cosa mas que Ia boca del motor por donde entra el aire atmosférico, que es una boca asintótica convergente a manera de tolva o embudo aerodinámico circular-concéntrico al eje del rotor y que forma parte de Ia carcasa del mismo, cuyo diámetro mayor es el 50% del diámetro total del estator y su diámetro menor es el 25% de dicho diámetro total. Dicha zona, se compone además de una tapa circular multi-perforada que permite Ia entrada del aire y en donde se insertan dos chumaceras de carga mixta para alta velocidad que son las que sostienen finalmente al rotor y Io unen con respecto al estator, además de que dicho elemento sirve como acoplamiento entre el invento y su aplicación final. Tal unión mecánica funcional se puede reforzar para fines de seguridad montando una tercera chumacera opcional al eje externamente en Ia superficie de aplicación final del motor. La zona de entrada de aire, finaliza con Ia adición de un chárter anular de compresión, que es una especie de anillo- conducto de metal rolado circular, concéntrico al centro del rotor que detiene, almacena, regula y filtra el paso del aire previamente comprimido por el compresor centrífugo ha- cia las cámaras de combustión, y conlleva en sí mismo un módulo regular de conductos por los que pasa el aire del compresor hacia las cámaras de combustión. Dicho dispositivo está insertado directamente al estator, y está ajustado rozando con Ia periferia externa de cada alabe de compresor centrífugo del rotor; dicho elemento contiene además

en su base inferior, unos rodillos de carga lubricados para supresión de eventuales vibraciones, b) Zona de combustión. El estator en su cara interna contiene ocho cámaras de combustión atornilladas, también llamados combustores; dichos elementos estáticos están dispuestos radialmente y de manera regular respecto al eje de simetría longitudinal de cada cámara, y perpendicularmente al eje axial del rotor. Estas cámaras tienen una forma volumétrica general con forma de ovoide, para hacer más eficiente Ia combustión tanto en instante de ignición como en flama constante. El lado mas estrecho de cada ovoide es Ia tobera de salida de cada combustor, y Ia parte mas ancha es Ia entrada del aire comprimido y suministro de combustible junto al chárter anular de compresión. Los ocho combustores pueden estar atornillados al charter o atornillados al techo del estator. Éstos son combustores intercambiables cuyo único mantenimiento consiste en limpiar esporádicamente el hollín que se forme por Ia combustión en caso de utilizar combustibles fósiles, pues si se utiliza hidrógeno, éste mismo limpia las cámaras de combustión con el propio vapor que se forma por Ia combustión. En esta misma zona de combustión y de manera alternada entre un combustor y otro, se encuentran los tubos de enfriamiento. Estos conductos son de metal y enfrían los alabes de turbina a base de eyecciones radiales de agua fría o aire frío proveniente de sistemas exteriores mientras el rotor gira a altas revoluciones por minuto, c) Zona de deflexión del gas de salida. Concéntrica al eje del rotor finalmente queda Ia zona de desviación del gas de salida, que no es si no Ia zona radial del estator más alejada del eje del rotor, misma zona en Ia que Ia periferia del estator juega un papel vital a Ia hora de montar el aparato en su aplicación concreta al tiempo que sirve como protección externa de salida de gases calientes. Está formada por Ia prolongación del estator doblado en su periferia extrema hacia abajo, formando con ello una pared cilindrica vertical paralela al eje axial del rotor que sirve internamente como Ia parte exterior estática de Ia tobera anular de salida de todo el motor, y externamente como protección de carcasa.

III. FUNCIONAMIENTO. Por medio de un motor de arranque eléctrico externo, el rotor descrito anteriormente comienza a girar a velocidades de rotación de entre 1200 y 2500 revoluciones por minuto. Al estar girando el rotor, un flujo constante de masa de aire atmosférico es aspirado axialmente al difusor por medio de los alabes de Ia zona de compresión anteriormente descrita, que son los que aspiran el aire. Dicho flujo de aire se voltea de una dirección axial hacia una dirección radial y se comprime mediante los

alabes de la zona de compresión, quedando detenido dicho flujo en el chárter, donde se filtra y se divide por medio de dicho dispositivo anular. Acto seguido, el flujo de aire ingresa a Ia zona de combustión dividido entre los combustores que componen dicha zona, se mezcla con el combustible, y se quema liberando energía cinética y de presión dirigidas directamente hacia los alabes de Ia turbina de flujo radial. Al dirigirse el flujo de gas caliente de salida de los combustores en dirección radial hacia los alabes de reacción de Ia turbina, dicho flujo cambia de una dirección radial a una dirección semi- tangencial con respecto al diámetro de Ia misma. Después de haber pasado por dichos alabes de turbina, por medio de Ia tobera deflectora los gases calientes se desvían nuevamente hacia su dirección axial inicial, generando con ello tanto una gran torca de giro como un empuje vertical ascendente de reacción por propulsión a chorro. El mismo proceso se produce de manera continua a 30 000 revoluciones por minuto mientras dure el suministro de combustible, haciendo uso de los sistemas de enfriamiento y lubricación anteriormente descritos. IV. VENTAJAS. Un motor concebido y configurado de Ia manera anteriormente descrita, conlleva, produce o acumula las siguientes ventajas competitivas comprobables: funcionamiento uniforme ante variaciones atmosférico-ambientales con tolerancia a Ia ingestión de partículas; fácil reparación y sustitución, así como escaso mantenimiento; fácil montaje y operación que prescinde de personal experimentado en Ia materia; portabilidad, durabilidad y ligereza, tamaño compacto y resistente; economía de manufactura, reproducción industrial por fundición para todo tamaño, potencia y capacidad, desde micromáquinas hasta sistemas estacionarios industriales; alimentación con cualquier combustible gaseoso: gas LP, gas natural, gasolina, biogás, hidrógeno puro, hidrocarburos, aceites, etc.; simplicidad de diseño mecánico, teoría científica simple y absoluta factibilidad técnica; utilidad evidente e ideal para generación de energía multiuso; propulsión en transportes alternativos; micro-compresores, micro- turbinas y dispositivos servo-mecánicos; bajo precio de venta y accesibilidad pública general; eficiencia energética total de 90% pudiendo ascender a 95% dependiendo del tipo de combustible utilizado y las condiciones atmosférico-ambientales donde opere. Este invento es probablemente una de las máquinas más eficientes que existen en el estado de Ia técnica.