Альтернативная теплогенерация

1. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
Рассматриваемая технология основана на использовании некоторых
негативных физических эффектов, возникающих в электронных вакуумных
лампах – в частности эффекта автоэлектронной эмиссии и динатронного
эффекта. Как базовые - для изучения, анализа и разработки опытного
образца – могут быть приняты различные электронные вакуумные лампы,
пентоды, триоды, диоды и т. д., но наиболее оптимальным, с точки зрения
конструктивных особенностей (наличие штатного магнита), является
магнетрон.
Магнетрон является электронным прибором, предназначенным для
генерации колебаний СВЧ различной мощности, для всевозможных
хозяйственных и промышленных нужд. Начиная от бытовых
микроволновых печей и заканчивая сверхмощными радарами. В основу
работы магнетрона заложен принцип совместного воздействия
электрического и магнитного полей на поток электронов эмитированных
горячим, разогреваемым катодом. В результате такого воздействия и при
использовании анода специальной многорезонаторной конструкции –
возникает генерация колебаний высокой частоты.
Рассмотрим, в упрощенной форме, конструкцию и стандартный режим работы магнетрона. Анод магнетрона имеет высокий
положительный потенциал относительно катода. Так как анод служит корпусом магнетрона, то его обычно заземляют, а
катод находится под высоким отрицательным потенциалом. Между анодом и катодом создается ускоряющее поле, силовые
линии которого расположены радиально. Вдоль оси магнетрона действует сильное постоянное магнитное поле, созданное
штатными магнитами, между полюсами которого располагается магнетрон. Катод, обычно, применяется оксидный
разогреваемый, на его торцах расположены диски, препятствующие движению электронов вдоль оси катода. Анод выполнен
в виде массивного блока с внешним оребрением для охлаждения, анод выполняет несущую функцию для всей конструкции –

2. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
на нем монтируется баллон лампы. Который образует вакуумное
пространство взаимодействия между катодом и анодом. В толще анода
размещается четное число, резонаторов (контуров), представляющих
собой цилиндрические отверстия, соединенные щелью с пространством
взаимодействия.
Индуктивностью резонатора служит цилиндрическая поверхность
отверстия, которая эквивалентна одному витку. А щель выполняет
функцию конденсатора. При движении электронов в пространстве
взаимодействия, на поверхностях щелей образуются переменные
электрические заряды, а в самой щели возникает электрическое поле. Все
резонаторы связаны между собой как переменным электромагнитным
полем, так и механически при помощи электродов – связок. Для отбора
суммарной энергии колебаний, в один из резонаторов вводится антенна
(виток связи, волновод), отводящая энергию на потребление.
Под влиянием ускоряющего электрического поля электроны стремятся
лететь по силовым линиям, т. е. по радиусам, к аноду. Но как только они
набирают некоторую скорость, постоянное магнитное поле, действующее перпендикулярно электрическому полю, начинает
искривлять их траектории. Так как скорость электронов постепенно нарастает, то радиус этого искривления постепенно
увеличивается. Поэтому траектория электронов будет сложной кривой. Схематично на рисунке показаны траектории
электрона, вылетевшего из катода для разных значений магнитной индукции, при постоянном анодном напряжении. Синим
цветом показана траектория при минимальной напряженности магнитного поля.
Электрон следует самым коротким путем, под влиянием электрического поля вдоль силовых линий, на анод. В таком режиме
магнетрон работает как обычный диод и понятно, что никаких колебаний не возникает. Красным цветом показана траектория
движения электрона при максимальной напряженности магнитного поля. Это случай, когда напряженность магнитного поля
превышает напряженность электрического поля. В таком режиме работы магнетрона, электроны вылетевшие из катода, в

3. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
пространстве взаимодействия разворачиваются не долетев до анода и возвращаются на катод. Это вызывает эффект,
именуемый - «запирание» лампы. Понятно, что и в этом случае вести разговор о возникновении колебаний – не приходится.
Зеленым цветом показана траектория движения электрона при рабочих значениях напряженности магнитного поля
магнетрона. Как мы видим на рисунке, при совместном (управляемом) воздействии электрического поля – позволим себе
сказать «тянущего момента силы», и магнитного поля – «крутящего момента силы», электрон движется по весьма сложной
траектории. И перед тем, как попасть на анод – пролетает вдоль щелей резонаторов, возбуждая в них электромагнитные
колебания. За что собственно и боролись. Поскольку движется очень большое число электронов, то можно сказать, что
вокруг катода вращается электронный объемный заряд в виде кольца - электронное «облако». Понятно, что электроны не
находятся в нем постоянно. Ранее вылетевшие электроны частично достигают анода, частично возвращаются на катод, а на
их место из катода вылетают новые электроны. Скорость вращения электронного «облака» зависит от анодного напряжения,
с увеличением которого электроны начинают двигаться с большей скоростью. Чтобы электроны не попадали на анод сразу, а
двигались по сложной траектории (по касательной к аноду) и выполняли свою работу, необходимо увеличивать при этом и
напряженность магнитного поля. Вращающийся электронный объемный заряд, образованный совместным действием
постоянных электрического и магнитного полей, взаимодействует с переменными электрическими полями резонаторов,
возбуждает и поддерживает в них колебания, именуемые микроволновыми. Процесс такого взаимодействия весьма сложен
и не является предметом рассмотрения данной работы.
Вышерассмотренные физические явления для магнетрона являются положительными, рабочими качествами и в конечном
счете - назначением этого электронного прибора. Нас же, интересуют возможности использования негативных моментов в
работе магнетрона. А именно, режима работы прибора при напряженности магнитного поля, превышающей напряженность
электрического поля. Когда электроны вылетевшие из катода не имеют физической возможности попасть на анод и
возвращаются на катод. Вызывая при этом его интенсивный разогрев. что приводит к возникновению эффекта
автоэлектронной эмиссии. А в случае очень высокой напряженности магнитного поля и высокого анодного напряжения к
возникновению динатронного эффекта. Когда электроны возвращающиеся на катод приобретают настолько высокую
скорость, что в момент контакта с поверхностью материала катода, выбивают из него дополнительно несколько электронов.
Т. е., эмиссия электронов и разогрев катода становятся не управляемыми. Причем, отключение накала катода в этой фазе,
процесс не останавливает – необходимо отключать (понижать) еще и анодное напряжение либо активно охлаждать катод. А
тут, к использованию лампы в качестве нагревателя – один шаг.

4. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
Чтобы оценить, какие процессы будут происходить в лампе под воздействием
магнитного поля высокой напряженности – достаточно беглого взгляда на
стандартную вольт – амперную характеристику лампы. При напряжении между
катодом и анодом, близким к нулю, вылетевшие из катода электроны образуют
вокруг него электронное облако (пространственный отрицательный заряд),
отталкивающее вылетающие из катода электроны. Большинство электронов
возвращается на катод, и лишь незначительное их число достигает анода. С
увеличением анодного напряжения, число электронов достигающих анода
увеличивается, электронное облако исчезает, а анодный ток растет. Он растет до
момента, когда при определенном анодном напряжении все эмитированные
электроны будут достигать анода. И далее, даже при росте анодного напряжения,
ток анода увеличиваться не будет. Это значение тока называется – током
насыщения лампы. Все стандартно, все классически. А далее, взяли и заперли
лампу магнитным полем постоянного магнита высокой напряженности. Все
осталось на месте – высокое анодное напряжение, напряжение накала, эмиссия
электронов – только траектории движения электронов деформировались таким
образом, что они никак не могут достичь анода, а возвращаются на катод, вызывая
автоэлектронную эмиссию и динатронный эффект с интенсивным само -
разогревом катода. Самое важное и полезное, что анодного тока при этом нет.
Другими словами, система может работать, потребляя только электричество на
накал катода – 10 А х 6,3 В = 63 Вт, продуцировать тепловую энергию в
количестве большем на порядки (теоретически – неограниченно) и это может
продолжаться до момента физического разрушения катода.
Отсюда вывод - для эффективного отбора тепла и использования лампы в качестве
экономного нагревателя, необходимо разработать и изготовить лампу, по типу
обращенного магнетрона – анод внутри, а снаружи массивный катод, который конструктивно
объединен с высокопроизводительным теплообменником. Дополнительно, лампа должна быть
укомплектована усиленными постоянными магнитами.

5. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Разработать и построить опытную установку тепло - генерирования на основе электронной вакуумной лампы – магнетрона и
провести серию экспериментов с целью уточнения ряда технических и технологических параметров, влияющих на процессы
тепло - генерирования, для последующей разработки и изготовления лампы – нагревателя собственной, оригинальной
конструкции, провести серию экспериментов для уточнения возможности использования постоянных магнитов – на основе
ферритов либо редкоземельных металлов, с целью определения оптимальных параметров, провести серию экспериментов
по использованию материалов катода – оксидные на основе бария, кальция либо цельнометаллические и сплавные на
основе никеля, с целью определения оптимальных параметров, разработать, изготовить и опробовать лампу – нагреватель
собственной, оригинальной конструкции, подготовить и подать заявку на регистрацию патента – «способ генерирования
тепловой энергии и его использование в промышленных системах тепло – генерирования», разработать пакет
конструкторской и технической документации для организации серийного производства тепло – генераторов различной
тепловой мощности 1 - 3 - 5 -10 - 20 - 40 - 80 - 100 кВт/час.
НОВИЗНА ПРОДУКТА И ОБЛАСТЬ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
Продуктом является нагревательный элемент оригинальной конструкции и новая технология генерирования тепловой
энергии, а также оборудование, сопряженное с этой технологией
Данная технология может применяться, в первую очередь, как экономичный нагревательный элемент в бытовых
обогревательных установках, в системах горячего водоснабжения как коммунального так и промышленного хозяйства.
Учитывая весьма низкие затраты на генерирования тепла, легко может применяться для автономного отопления с питанием
от аккумулятора, бортовой сети транспортного средства, поезда, корабля.
Является абсолютно экологически безопасным оборудованием. Нагрев жидкостей производится без прямого контакта, через
теплообменник. Какие либо выбросы в окружающую среду отсутствуют.

6. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru

7. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
Принцип действия технологии основан на эффекте автоэлектронной эмиссии и на динатронном эффекте. Задача стоит
обратная по отношению к стандартным условиям эксплуатации лампы. При помощи постоянных магнитов, при наличии
высокого анодного напряжения, ввести лампу в режим магнитного запирания. Когда эмитированные из катода электроны не
имеют физической возможности (ввиду действия силы Лоренца) попасть на анод. И возвращаются на катод стимулируя
нарастающую эмиссию и интенсивный разогрев катода. Другими словами, стоит задача довести лампу до «белого каления»
при токе анода равном нулю и начать отбирать тепловую энергию.
Опытная установка № 1 предназначена для проведения экспериментов на стандартном магнетроне с целью уточнения ряда
технических параметров, необходимого высокого анодного напряжения, необходимого напряжения и тока накала,
температурных режимов, временных периодов. На основании экспериментальных данных будет рассчитана необходимая
масса катода, определены конструктивные и технологические параметры для разработки и изготовления оригинальной
лампы и вспомогательного оборудования.
По результатам экспериментов на опытной установке № 1 будет разработано и изготовлено десять экземпляров ламп –
нагревателей с различной массой катода, с различными магнитными системами. В процессе экспериментов будет определен
материал катода – оксиды бария, кальция, стронция либо цельнометаллический, либо сплавной никелевый.
В процессе экспериментов будут изучены возможности использования различных магнитов – на основе ферритов, на основе
редкоземельных металлов, электромагниты и определен необходимый тип. Также будет определен состав технологического
оборудования для опытной установки № 2.
Опытная установка № 2 предназначена для проведения серии экспериментов по определению оптимальных технических и
технологических параметров для промышленного применения лампы – нагревателя. Предполагается последовательное
включение ламп – нагревателей ( от 3 до 10) для получения тепловой энергии, в количестве достаточном для генерирования
электроэнергии при помощи микро – паровой турбины и генератора. В качестве теплоносителя предполагается использовать
нейтральную органическую жидкость – фтордихлорбромметан CFCl2Br (фреон R11B1) с температурой кипения 51,9 0
С в
замкнутом контуре, укомплектованным системой воздушного охлаждения.
В процессе проведения экспериментов на опытной установке № 2 предполагается получить необходимый объем материала
для разработки производственной программы по выпуску готовых изделий на основе лампы – нагревателя, для разработки

8. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
конструкторской документации и патентования нового способа получения тепловой энергии. В процессе проведения данного
объема работ предполагается тесное сотрудничество с рядом профильных научно – исследовательских институтов Чешской
республики и и Академии Наук Украины.
Расчетная (ожидаемая) эффективность технологии
ПОТРЕБЛЕНИЕ ВЫХОД
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ 0,1 КВТ/ЧАС ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ 6-7 КВТ/ЧАС
либо
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ 4-5 КВТ/ЧАС
КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
основным преимуществом является низкое потребление электроэнергии на производство тепла, возможное ожидаемое
соотношение затраченной электрической энергии к полученной тепловой составит теоретически 1:50 (ограничено лишь
прочностью материала катода и интенсивностью его охлаждения)
высокая степень универсальности технологии – может быть применена в любом сегменте промышленности, легко
адаптируется, может применяться в качестве автономных источников тепловой энергии с питанием от аккумулятора –
геологоразведка, нефтедобыча, транспорт, может применяться как на вновь строящихся технологиях, так и на
существующих без больших объемов работ по реконструкции
легко и органично вписывается в коммунальную сферу как для отопления помещений, так и производства горячей воды,
может применяться для отопления как зданий и сооружений, так и для отопления частных домов, использование ламп –
нагревателей в комбинации с мини - турбинами, позволяет получать дешевое электричество
технология абсолютно экологически чистая, жидкости для теплообмена используются в режиме циркуляции и не
контактируют с источником тепла и окружающей средой, отличается низкими эксплуатационными расходами и умеренной
ценой самого оборудования

9. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ ФИНАНСОВО - КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ОКР
(тыс. €)
ПОЗИЦИЯ / МЕСЯЦ 01 02 03 04 05 06 07 08
ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ И КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ, КОНСУЛЬТАЦИИ ПРОФИЛЬНЫХ
СПЕЦИАЛИСТОВ, ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ, РАЗРАБОТКА
ТЕХЗАДАНИЙ
10 10
КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА, ДОКУМЕНТАЦИЯ 6 6 6 6 6 6
РАЗМЕЩЕНИЕ ЗАКАЗОВ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И
УЗЛОВ, КОМПЛЕКТ ИНСТРУМЕНТОВ
30 14
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАГНЕТРОНОВ ОБРАЩЕННОГО ТИПА 15 15
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРО –ТУРБИНЫ С ГЕНЕРАТОРОМ 12 12
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ 4 4
КОНСУЛЬТАЦИИ ПРОФИЛЬНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ, ОПЫТЫ
И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ИНСТИТУТ ПЛАЗМЫ
АН ЧЕШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
4 4 4 4 4 4
ПРЕД – ПАТЕНТНАЯ ПРОРАБОТКА, ПРОЕКТ ТЕКСТА
ПАТЕНТА, ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК
2 2 2 4 2 2 4 2
ФОНД ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ 3 3 3 3 4 4 4 4
АРЕНДА ЦЕХА (ЛАБОРАТОРИИ) ДО 40 м
2
2 2 2 2 2 2 2 2
ПОМЕСЯЧНО 54 57 17 24 24 36 20 18
ИТОГО 250 000 €
РЕЗУЛЬТАТ ОКР- результатом проведения ОКР является функциональная технология для теплогенерации до 10 кВт/час
тепловой энергии экономичным и экологическим способом, с доказательным коммерческим эффектом, пакет протоколов
испытаний и лабораторных анализов для различных режимов работы, расчетный производственный регламент на данную
технологию, пакет документации для масштабирования технологии (модуля) производительностью 1-2-3-4-5 ….100 кВт/час и
проект теста патента плюс данные патентного поиска для данного способа теплогенерации.

10. ОКР. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННО – ВАКУУМНОЙ ЛАМПЫ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
+420 725 372 109 +421 948 502 960 p_fisenko@mail.ru
ОБЪЕМ РЫНКА СБЫТА
Предполагаем, что основной сегмент потребления данной
технологии – это системы централизованного и автономного
отопления, получение горячей воды бытового назначения. Объем
украинского рынка водонагревательного оборудования составляет
около 50 млн. $ в год. Объем мирового рынка водонагревательного
оборудования составляет около 15 млрд. $ в год. Ежегодный
прирост составляет, в среднем, 4 % в год. Проект имеет целью
захват 40 % украинского рынка и до 2 % мирового рынка в течении
5 лет. Другими словами, при стабильных темпах развития данного
сегмента рынка, объемы продаж данной технологии к 2023 году
должны составить 200 – 250 млн. $.
АНАЛИЗ КОНКУРЕНЦИИ
Достаточно широко представлен целый ряд водонагревательного
оборудования – электрические котлы и бойлеры, твердотопливные
котлы, газовые котлы. Все имеют один существенный недостаток –
постоянный рост цен на энергоносители и электричество. И если твердотопливные котлы имеют пока умеренные
эксплуатационные расходы, то эксплуатация электрических и газовых котлов, год от года становится все более накладной.
Поэтому конкуренция ожидается умеренная - исключительно со стороны твердотопливных котлов, как по цене оборудования,
так и по уровню эксплуатационных затрат.
В заключении хотим предварить вопросы типа – «а как же КПД – он не может быть больше единицы…. и так далее….». Просим прочитать
внимательно – в нашем случае к КПД имеет отношение количество тепловой энергии выделившейся в катоде под воздействием
электрической энергии тока накала. И будет этот КПД составлять около 0,9 с учетом возможных токов холостого хода блока питания. И
все. Остальные же описанные выше процессы, являются прямым превращением внутренней потенциальной энергии материала катода в
кинетическую энергию движения свободных электронов этого же материала, что сопровождается выделением тепловой энергии. КПД такого
процесса посчитать невозможно, также, как нельзя посчитать, например, КПД магнита, притягивающего какую ни будь железяку, либо КПД
кавитационной волны……..