(57)【要約】【課題】過冷却された蓄熱材を素早くかつ確実に発核させることが可能な蓄熱装置を提供する。【解決手段】蓄熱装置１は、蓄熱槽３と、蓄熱材４と、アノード電極５と、カソード電極６と、電圧印加手段１２を具備する。蓄熱材４は過冷却を有し、この蓄熱材４を蓄熱槽３に収容する。アノード電極５は発核起点部７を有する。この発核起点部７は先細り状の突起で形成される。発核起点部７が蓄熱材４に接した状態にアノード電極５を配置する。カソード電極６をアノード電極５から離しかつ蓄熱材４に接した状態に配置する。電圧印加手段１２はアノード電極５とカソード電極６との間に電圧を印加する。過冷却されて液相状態にある蓄熱材４を電圧印加手段１２による電圧の印加で発核させることを特徴としている。【選択図】図１
2015083882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽と、
この蓄熱槽に収容され過冷却可能な蓄熱材と、
先細り状の突起で形成された発核起点部を有し、この発核起点部を前記蓄熱材に接して配置されたアノード電極と、
このアノード電極から離れて前記蓄熱材に接して配置されたカソード電極と、
前記両電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記発核起点部は、略三角形をなし、この三角形の二つの斜辺が挟む角度が０°より大きく９０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記発核起点部の高さは、５μｍ以上１００μｍ以下である請求項２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記発核起点部の高さが５μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ、この高さをｈで表すとするとともに前記発核起点部の体積をＳで表した場合、前記体積Ｓが、０＜Ｓ≦（πｈ３）／３の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記発核起点部が螺旋状であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
前記カソード電極が、筒状で、かつ、前記アノード電極を囲んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
前記発核起点部は、切削、せん断、および研磨のいずれかで形成される請求項１に記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
相変化が可能な蓄熱材の過冷却を利用して、この蓄熱材に過冷却状態で熱を貯蔵し、放熱要求がされた時に、過冷却状態を解除して蓄熱材を液相状態から固相状態に変化させ、それに伴って放出される潜熱で対象物を加熱する蓄熱装置が知られている。この蓄熱装置では、蓄熱材の過冷却を解除する発核動作において、その発核を起こすために電圧が印加される銅電極に、その端面近傍の周面から端面にかけて徐々に深くなる断面Ｖ字状の複数の溝からなる傷を設ける方法が提案されている。この銅電極に電圧を印加することにより、銅電極の傷が付与された箇所を起点として結晶核の生成が起こって、蓄熱材を発核させることができる。
【０００３】
過冷却されて液相状態にある蓄熱材の過冷却状態を解除して、蓄熱材を液相状態から固相状態に変化させることは、「発核」と称されている。蓄熱材が液相状態にあるときに発核動作を開始すると過冷却されて液相状態にある蓄熱材を固相状態に変化させることができる。
【０００４】
過冷却を有する蓄熱材を用いた蓄熱装置で、発核操作により電極に電圧が印加されたときに、電極近傍で結晶核を生成させる確率が低いと、結晶核を生成する時間を長く要することがあり、或いは、一定時間電圧を印加しても結晶核が生成されない課題がある。
【０００５】
結晶核の生成時間（言い換えば、発核が開始されるまでの時間）が長い場合は、過冷却の制御性が低下する。即ち、発核のために電圧を印加した後、過冷却されて液相状態にある蓄熱材の過冷却状態が解除されるまでに要する時間が長く掛かる。このため、発核操作後速やかに、蓄熱材に蓄えられた潜熱を放出することはできない。
【０００６】
電圧印加に拘わらず結晶核が生成されず発核ができない場合は、蓄熱材の過冷却を解除する制御ができない。即ち、発核操作を行なった後も、蓄熱材は、固相状態に変化せず、過冷却された液相状態を維持する。このように蓄熱材が凝固されないので、蓄熱材に蓄えられた潜熱を放出することはできない。
【０００７】
このため、電圧が印加される電極近傍での結晶核の生成確率を高めることは、過冷却の制御性向上と、過冷却を解除する信頼性の向上に貢献できる。したがって、こうした課題を解決できる蓄熱装置の開発が望まれている。
【０００８】
実施形態は、過冷却された蓄熱材を素早くかつ確実に発核させることが可能な蓄熱装置を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−３２１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
実施形態は、過冷却された蓄熱材を素早くかつ確実に発核させることが可能な蓄熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、実施形態の蓄熱装置は、蓄熱槽と、蓄熱材と、アノード電極と、カソード電極と、電圧印加手段を具備する。蓄熱材は過冷却を有するものを使用し、この蓄熱材を蓄熱槽に収容する。アノード電極は発核起点部を有する。この発核起点部は先細り状の突起で形成される。発核起点部が蓄熱材に接した状態にアノード電極を配置する。カソード電極をアノード電極から離しかつ蓄熱材に接した状態に配置する。電圧印加手段はアノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する。過冷却されて液相状態にある蓄熱材を電圧印加手段による電圧の印加で発核させることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る蓄熱装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の蓄熱装置が備えるアノード電極の一部を拡大して示す側面図である。
【図３】図２のアノード電極が有する発核起点部の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】図２のアノード電極に形成することが可能な発核起点部の第１態様を示す図３相当の断面部である。
【図５】図２のアノード電極に形成することが可能な発核起点部の第２態様を示す図３相当の断面部である。
【図６】図２のアノード電極に形成することが可能な発核起点部の第３態様を示す図３相当の断面部である。
【図７】図２のアノード電極に形成することが可能な発核起点部の第４態様を示すアノード電極の下部の側面部である。
【図８】発核起点部の形状が異なる各種のサンプルの発核開始時間を、初期１サイクルの時と５０サイクルの時とで測定した結果を示すグラフである。
【図９】第２の実施の形態に係る蓄熱装置の構成を示す模式図である。
【図１０】第３の実施の形態のアノード電極の一部を拡大して示す側面図である。
【図１１】図１０に示すＦ１１−Ｆ１１に沿った断面図である。
【図１２】図１１に示すアノード電極の先端部分（Ａ部）を拡大して示す模式図である。
【図１３】第４の実施の形態のアノード電極の一部を拡大して示す側面図である。
【図１４】図１３に示すアノード電極に形成された溝を拡大して示す側面図である。
【図１５】第５の実施の形態のアノード電極の一部を拡大して示す側面図である。
【図１６】図１５に示すアノード電極のＦ１６−Ｆ１６線に沿った断面図である。
【図１７】図１６に示すアノード電極の先端部分（Ｂ部）を拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態に係る蓄熱装置を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。
【００１４】
蓄熱装置の構成を示す図１の模式図のように蓄熱装置１は、蓄熱部２と制御部１１を具備している。
【００１５】
蓄熱部２は、蓄熱槽３と、蓄熱材４と、アノード電極５と、カソード電極６とを備えている。
【００１６】
蓄熱槽３の内部に蓄熱材４が収容されている。蓄熱材４には、過冷却を有する潜熱蓄熱材（ＰＣＭ；Phase change material）が用いられている。この蓄熱材４は、液相の状態から温度が下がって融点以下になっても凝固せずに液相状態を維持する特性を有している。このような蓄熱材は、過冷却を有する潜熱蓄熱材又は相変化蓄熱材と称される。
【００１７】
こうした蓄熱材４として、例えば酢酸ナトリウム水和物等の酢酸ソーダや、硫酸ナトリウム水和物等の硫酸ソーダを挙げることができる。蓄熱温度が高い場合、酢酸ナトリウム水和物を用いることが望ましい。酢酸ナトリウム水和物の一般的な物性は、融点が４０〜５８℃、潜熱が１００〜２６４ｋｊ／ｋｇ、比熱が１〜４ｋJ／ｋｇ／Ｋである。
【００１８】
アノード電極５は、蓄熱材４に正電圧を印加するために導電性を有する材料で作られている。このアノード電極５はその一部に発核起点部７を有している。発核起点部７は、丸棒状のアノード電極本体５ａの周面に、例えば図２のアノード電極５の一部を拡大して示す側面図に示すように螺旋状をなして一体に設けられている。
【００１９】
アノード電極５は、蓄熱材４に正電圧を印加するために導電性を有する材料で作られている。このアノード電極５はその一部に発核起点部７を有している。発核起点部７は、丸棒状のアノード電極本体５ａの周面に、例えば図２のアノード電極５の一部を拡大して示す側面図に示すように螺旋状をなして一体に設けられている。
【００２０】
発核起点部７は、先細り状の突起で形成されており、具体例としては図３に示すように断面三角形の突起からなる。螺旋状の発核起点部７の延びる方向と直交する方向に沿う断面形状は、図３の発核起点部の第１態様に示すように三角形であり、この三角形の二つの斜辺７ａ，７ｂが挟む角度θは、９０°以下である。これとともに、発核起点部７の高さｈは、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある。ここで、発核起点部７の高さｈは、ＪＩＳ Ｂ０６０１-2001の算出平均粗さＲａで定義される。即ち、ｈ＝Ｒａであるので、発核起点部７の高さｈは算出平均粗さＲａの値で表すことができる。
【００２１】
図３に示した発核起点部７の断面形状は、先端が尖った二等辺三角形であるが、これには制約されず、発核起点部７の先端部位に歪みを有した形状であってもよい。そのような形状の例として、例えば図４〜図６のアノード電極の発核起点部第２の実施態様〜第４の実施態様の断面図に示した発核起点部７の形状を挙げることができる。
【００２２】
即ち、図４に示す先細り状の突起で形成された発核起点部７は、その先端に丸みを帯びた先端面７ｃを有している。なお、図４において発核起点部７の先端面は、曲がった先端面に代えて平面からなる先端面とすることも可能である。
【００２３】
図５に示す先細り状の突起で形成された発核起点部７は、その先端部位に凹み７ｄを有している。図６に示す先細り状の突起で形成された発核起点部７は、曲がった先端部位７ｅを有して形成されている。
【００２４】
更に、発核起点部７は図７のアノード電極の発核起点部の第５態様を示す側面図に示した形状とすることも可能である。
【００２５】
図７に示す発核起点部７は、図３〜図６のようにアノード電極本体５ａの側面に突設されるのではなく、アノード電極本体５ａの下端部で形成されている。この発核起点部７は円錐形状に尖った形状をなしている。これら図４〜図７に示す発核起点部７の角度θは９０°以下であることが好ましい。
【００２６】
発核起点部７は一つ以上あればよく、例えば図３〜図６の夫々は、螺旋状に形成された一つの発核起点部７をアノード電極５が有している場合を示している。又、図７は、円錐状に形成された一つの発核起点部７をアノード電極５が有している場合を示している。
【００２７】
電位腐食によるアノード電極５の耐久性を確保するために、発核起点部７は複数設けることが好ましい。ちなみに、螺旋状の発核起点部７をアノード電極５に複数設ける場合、図３〜図６の夫々においては、多条ねじのように、アノード電極本体５ａの軸方向に所定ピッチずらして螺旋状の発核起点部７を複数条形成すれば良い。
【００２８】
更に、複数の発核起点部７を、螺旋状ではなく、アノード電極本体５ａの周面に沿って一回り連続する環状として、この発核起点部をアノード電極本体５ａの軸方向に位置をずらして複数突設することも可能である。同様に、アノード電極本体５ａの側面から突出される断面三角形の先細り形状をなす発核起点部を、アノード電極本体５ａの軸方向又は周方向に位置をずらして複数突設することも可能である。
【００２９】
図４〜図６に示したように発核起点部７の形状が歪みを有している場合、これら発核起点部７は、その体積Ｓと高さｈが以下の条件を満たす形状にするとよい。  
０＜Ｓ≦（πｈ３）／３  
５μｍ≦ｈ≦１００μｍ
なお、発核起点部７の高さｈは、既述のようにＪＩＳの算出平均粗さＲａで定義できる。したがって、ｈ＝Ｒａである。
【００３０】
以上説明した形状の発核起点部７を有するアノード電極５において、発核起点部７の表面は、アノード電極本体５ａをなす金属とは異なる金属材で形成することができる。この場合、後述のように蓄熱材４と接したアノード電極５に印加される電圧が増えるに従い発核起点部７に電位腐食を生じる虞が高まるため、この腐食を防止する上で、発核起点部７の表面を耐腐食性の高い金属材で形成することが好ましい。このような金属材として、銀及び金などが挙げられる。
【００３１】
耐腐食性を有するアノード電極５は、例えばアノード電極本体５ａをステンレス製とし、このアノード電極本体５ａが一体に有する先細りの状の突起（発核起点部７のベース部位）の表面に、銀や金などをスパッタリングにより被着させて耐腐食層を形成することで、得ることが可能である。こうしたアノード電極を採用することは、アノード電極５全体を銀や金で形成した場合と比較して、金や銀の使用量を削減できる。このため、アノード電極５のコスト、ひいては蓄熱装置１のコストを低減できるので好ましい。
【００３２】
図１に示すようにアノード電極５は例えば全体が蓄熱材４に接する状態に配置されている。そのため、発核起点部７も蓄熱材４に接している。
【００３３】
カソード電極６は、蓄熱材４に負電圧を印加するために用いられており、例えばステンレスや銀等の導電性を有する金属材で形成されている。図１に示すようにカソード電極６は、アノード電極５から離れて例えば全体が蓄熱材４に接する状態に配置されている。このカソード電極６とアノード電極５とは、例えば上下方向に延びているとともに略平行となるように配置されている。
【００３４】
制御部１１は、電圧印加手段１２と、制御手段１３を備えている。制御部１１は例えばユニットをなしていて、例えば蓄熱槽３の外面に配設されている。なお、制御部１１は、蓄熱槽３から離れて配設することが可能であるとともに、本実施形態の蓄熱装置１を備える例えば空気調和機の制御システム、又は、空気調和機及びその他の家電製品全体を制御するネットワーク家電制御システムなどの他のシステムに、接続ないしは組込まれていてもよい。
【００３５】
電圧印加手段１２の正極は第１給電線１４を経由してアノード電極５に接続されているとともに、電圧印加手段１２の負極は第２給電線１５を経由してカソード電極６に接続されている。即ち、電圧印加手段１２は、アノード電極５とカソード電極６間に電圧を印加することができるように設けられている。電圧印加手段１２には、電池又は定電圧電源等を使用することが可能である。
【００３６】
制御手段１３は、図示しないがメモリ、演算部、及び印加電圧コントローラ等を有して形成されている。この制御手段１３のメモリには、蓄熱装置１を制御する上で必要な各種のデータが記憶されている。制御手段１３の印加電圧コントローラと電圧印加手段１２とは信号線１６を経由して電気的に接続されている。
【００３７】
前記構成の蓄熱装置１は、既知の冷凍サイクルにより暖房運転が可能なヒートポンプ式の空気調和機（図示しない）に備えられることが可能である。この場合、蓄熱装置１は、空気調和機が有する圧縮機と熱交換ができるように、圧縮機の周面の少なくとも一部に蓄熱槽３の側壁を接触させて配設されている。
【００３８】
これにより、蓄熱槽３内の蓄熱材４は、冬季における空気調和機の暖房運転中に、高温となる圧縮機によって蓄熱材４の融点以上の温度となるように加熱される。言い換えれば、空気調和機の運転中、蓄熱材４は圧縮機の排熱によって温度上昇される。それによって、蓄熱材４は溶解して液相状態となる。
【００３９】
暖房運転が停止された状態が維持されると、蓄熱材４はその融点を下回る温度にまで下がる。既述のように蓄熱材４は過冷却が可能な物質で形成されている。このため、蓄熱材４は、液相の状態から温度が下がって融点以下になっても、凝固せずに液相状態を維持して過冷却された状態となり、潜熱を蓄える。
【００４０】
蓄熱材４を過冷却状態に保持する場合、制御手段１３は、両電極（アノード電極５とカソード電極６）間に予め設定された電圧が印加されないように、電圧印加手段１２による電圧の印加動作を停止させる制御をする。この制御で蓄熱材４が過冷却状態に保持されている間、蓄熱材４は過冷却された液相状態で安定していて、蓄熱材４は結晶化（発核）されない。このため、蓄熱材４に蓄えられた潜熱は放出されない。
【００４１】
蓄熱材４の潜熱を取り出す指令が、制御手段１３に対してその外部から与えられた場合、制御手段１３は、電圧印加手段１２に印加電圧を設定させ、この設定電圧を、電圧印加手段１２を介して両電極間に印加する制御をする。この場合の印加は、設定電圧を一定時間印加し続けて実行でき、又は、印加される電圧をパルス状にして複数回に分けて印加することでも実行できる。
【００４２】
電圧印加手段により両電極間に印加される電圧が増えるに従い、蓄熱材４と接したアノード電極５及びカソード電極６が電位腐食により劣化する虞がある。このため、電圧印加手段１２により両電極間に印加される電圧は、液相状態にある蓄熱材４の過冷却を解除させる（言い換えれば、蓄熱材４を発核させる）上で必要最低限の電圧を用いることが好ましい。
【００４３】
酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材４に接しているアノード電極５とカソード電極６間に所定の電圧が印加されると、発核起点部７の表面が少なくとも銀製のアノード電極５において銀の還元反応が起こり、カソード電６側において水の還元反応が起こって蓄熱材４に電流が流れる。
【００４４】
蓄熱材４の発核は、アノード電極５が有する発核起点部７が起点となって開始される。発核が起こると、過冷却状態の蓄熱材４は、液相状態から固相状態に相変位し、それに伴い潜熱を放出する。放出された潜熱は、暖房運転を開始した空気調和機の圧縮機に供給されるので、蓄熱材４から放出された潜熱により、圧縮機の温度が速やかに上昇される。それにより、冷媒の温度が速やかに上昇するので、暖房運転の開始を起点として空気調和機の室内機から温風が吹き出されるまでに要する時間を短くすることが可能である。
【００４５】
本発明者は、発核起点部７の形状が異なるアノード電極５の各種サンプルと発核開始時間との関係を調べた。この調査のために用意されたサンプルＡ〜サンプルＪが有する発核起点部の条件、つまり、形状、角度θ、及び高さｈ（又は深さｈ）を、表１に示す。
【表１】
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【００４６】
この調査では、蓄熱材４に酢酸ナトリウム水和物を用いるとともに、アノード電極５及びカソード電極６をいずれも銀製とした。用意されたサンプルＡ〜サンプルＪを図１に示した蓄熱装置のアノード電極５に用いた。サンプルＡ〜サンプルＦに形成された凸（突起）は、図２及び図３に示した形状の発核起点部７であり、この発核起点部７はアノード電極を切削加工して形成した。サンプルＧ〜サンプルＪのアノード電極に形成された凹（くぼみ）は、アノード電極本体の厚みを減じるようにＶ字状に削って形成された溝である。このため、サンプルＧ〜サンプルＪでの発核起点部の角度θはＶ字状の溝の角度であり、同サンプルでの発核起点部の高さｈはＶ字状の溝の深さである。
【００４７】
更に、この調査では、図１の蓄熱装置１で両電極（アノード電極５とカソード電極６）間に、１.７Ｖの定電圧をパルス波形にして印加するとともに、この印加が開始された時点から蓄熱材４の結晶化が始まるまでの時間を、発核開始時間として測定した。発核開始時間が６０秒を経過した場合は、結晶化不能（発核不能）であるとして判断した。
【００４８】
これと共に、この調査では、初期１サイクルの発核開始時間と、５０サイクルでの発核開始時間を測定した。ここで、１サイクルとは、蓄熱材４が結晶化して固相状態となった後、結晶を溶融させ蓄熱材４を液相状態とした上で、この蓄熱材４が過冷却するまでの過程を、指している。そして、初期１サイクルとは、１回目の測定が実行された最初のサイクルであり、５０サイクルとは前記過程を５０回繰り返したことを指している。
【００４９】
以上の条件で、サンプルＡ〜サンプルＪと発核開始時間との関係を測定した結果を図８に示す。
【００５０】
図８により、サンプルＢ〜サンプルＤは、初期１サイクルの場合及び５０サイクル後の場合でも、サンプルＡ及びサンプルＥ〜サンプルＪと比較して、発核開始時間が大幅に短いことが確かめられた。これとともに、発核起点部が突起からなるサンプルＡ〜サンプルＥでは、蓄熱材４の結晶化（発核）が認められたのに対して、発核起点部がくぼみからなるサンプルＦ〜サンプルＪでは、蓄熱材４の結晶化（発核）は認められなかった。
【００５１】
先細り状の突起からなる発核起点部７が蓄熱材４の結晶化（発核）に貢献できる理由は、アノード電極５に印加された電圧が発核起点部７に集中され、この発核起点部７とカソード6との間に強い電場が形成されることで、発核起点部７の近傍で結晶核が生成される確実性が高められるからである、と推定されている。
【００５２】
図８に示された結果と表１の条件により、アノード電極５が有する先細り状の発核起点部７は、その角度θが９０°以下で、高さｈが５μｍ以上１００μｍ以下であれば、蓄熱材４の過冷却状態を解除して、この蓄熱材４を結晶化させる上で好ましいことが確かめられた。更に、サンプルＢ〜サンプルＤの結果により、発核起点部７の高さｈを、１２μｍ以上２５μｍとすることは、より短い発核開始時間を得る上で好ましいことが確かめられた。
【００５３】
したがって、既述のように先細り状に形成された発核起点部７の角度θを０°＜θ≦９０°とするとともに、発核起点部７の高さｈを５μｍ≦ｈ≦１００μｍとしたアノード電極５を備える第１実施形態の蓄熱装置１によれば、過冷却された蓄熱材４を素早くかつ確実に発核させることが可能である。
【００５４】
又、既述のように第１実施形態の蓄熱装置１においては、蓄熱材４と接したアノード電極５の発核起点部７は、アノード電極５とカソード電極６間に印加される電圧が増えるに従い、電位腐食により劣化する虞がある。しかし、アノード電極５の発核起点部７は独立峰のような突起ではなく、単一ではあるが、螺旋状に設けられている。
【００５５】
このため、アノード電極５の発核起点部７は、カソード電極６に対向する箇所を実質的に複数有している、とみなせる。これにより、前記電位腐食が一箇所の発核起点部に集中する場合と比較して、長い発核起点部７全体に電位腐食が分散される。その結果、螺旋状の発核起点部７の電位腐食による劣化が抑制される。したがって、アノード電極５に発核起点部７を複数設けた場合と同様に耐久性を向上させることが可能である。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図９は第２の実施の形態を示している。第２実施形態の蓄熱装置は以下の説明以外は第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態は、カソード電極６の構成が第１実施形態とは異なる。即ち、カソード電極６は、軸方向両端が夫々開放された例えば円筒等の筒状をなしている。このカソード電極６の内側中央部にアノード電極５が配置されている。言い換えれば、カソード電極６はアノード電極５を囲んで配置されている。この場合、カソード電極６の配置は、螺旋状の発核起点部７とカソード電極６の内周面との距離が略均等となるようにすることが好ましい。
【００５８】
このようなカソード電極６を備えた第２実施形態によれば、螺旋状の発核起点部７とカソード電極６の内周面との距離が略均等となる。このため、アノード電極５とカソード電極６との間に電圧が印加されることに伴い、発核起点部７の各部とカソード電極６の内周面との間に形成される電場に強弱を生じない。
【００５９】
これに対し、第１実施形態の構成では、カソード電極６と螺旋状の発核起点部７のカソード電極６に対向している部位との間の距離は、以下の他の部位とカソード電極６との間の距離より短い。ここに「他の部位」とは、前記部位に対してアノード電極本体５ａを境に反対側に位置されてカソード電極６に対向していない発核起点部７の部位である。このため、両電極間に電圧が印加されることに伴い形成される電場は、相対的に前記距離が短い方が強いとともに前記距離が長い方が弱くなる。
【００６０】
以上のようにアノード電極５の発核起点部７の各部とカソード電極６の内周面との間の距離が略等しい第２実施形態によれば、両電極間に電圧が印加されることに伴って、アノード電極５の周方向に連続した発核起点部７の各部とカソード電極６との間に形成される強い電場によって、過冷却された蓄熱材４の発核を促進させることが可能である。
【００６１】
第２実施形態の蓄熱装置１で以上説明した以外の構成は、図９に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。したがって、この第２実施形態においても、アノード電極５が先細り状に形成された発核起点部７を有することで、過冷却された蓄熱材４を素早く かつ確実に発核させることが可能である。
【００６２】
以上、発核起点部７を切削加工で形成した例について述べたが、発核起点部７の製造方法はこれに限られることなく、以下の実施の形態のように、発核起点部７をせん断加工や研磨加工で形成することもできる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図１０から図１２を参照して、せん断加工によって発核起点部材７を形成する第３の実施の形態について説明する。
【００６４】
凸状の発核起点部７は、ニッパーなどを用いて、図１０に矢印で示す方向に棒状のアノード電極５を押しつぶすことで、切断部分がアノード電極５の長手方向に引き伸ばされて形成される。アノード電極５の材質として、例えば、柔らかい銀を用いた場合には、低速でせん断した際にこのように伸びを生じることとなる。このため、切断面がゆがんで、図１１に示すように細かな凸部（発核起点部７）が複数個所に形成される。
【００６５】
図１２に示すように、略三角形状の発核起点部７の先端部の斜辺２０ａ、２０ｂが挟む角度（或いは、発核起点部７の先端部の接線１０同士が挟む角度）θは、例えば、０°よりも大きく、例えば９０°以下の所定の値である。
【００６６】
本実施形態のアノード電極５は、例えば、ニッパーを用い、例えば直径２ｍｍの銀棒を例えば３秒程かけて手作業で低速で切断して作成することができる。これによって、ドリルで加工する方法に対して簡易に発核起点部７を形成することができる。このように作成したアノード電極５の発核性能を評価したところ、発核が安定して起こることが確認された。
【００６７】
（第４の実施の形態）
図１３、図１４を参照して、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、せん断加工（プレス加工）によって凸状の発核起点部材７を形成する。
【００６８】
第４の実施の形態では、棒状のアノード電極５に対して、カッターによって十字状の溝２１を刻むことで、例えば０°よりも大きく９０°以下の角度θをなした凸部（７ａ、７ｂ）、すなわち凸形状の発核起点部７が形成される。例えば、アノード電極５に銀を用いた場合には、銀の柔らかい特性のためプレス加工で容易に溝２１を形成できる。発核起点部７（７ａ、７ｂ）の斜辺２０ａ、２０ｂが挟む角度θが、０°よりも大きく９０°以下の角度をなすように、カッターの刃の角度が設定される。アノード電極５の高さｈ（溝２１の深さ）は、５μｍ以上で１００μｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
本実施形態のアノード電極５は、例えば、直径２ｍｍの銀棒に対して刃幅０．３ｍｍのカッター刃を押し付ける加工（プレス加工）をすることで形成できる。このように作成したアノード電極５の発核性能を評価したところ、発核起点部７（７ａ、７ｂ）から安定して発核が起こることが確認された。
【００７０】
本発明にいう突起には、立体的に形成されるもののほか、本実施形態に代表されるように、ある面（本実施形態では棒状のアノード電極５の外周面）内に形成される突起（平面的な突起）も含まれる。
【００７１】
（第５の実施の形態）
図１５から図１７を参照して、研磨加工によって発核起点部材７を形成する第５の実施の形態について説明する。
【００７２】
第５の実施の形態では、アノード電極５が薄板状の銀板で形成される。アノード電極５の表面には、凸形状の発核起点部７が複数個所に形成される。複数の発核起点部７は、アノード電極５の表面をヤスリで研磨して、複数の溝３１を形成することで形成される。上述したように高さｈが５μｍ以上で１００μｍ以下の範囲の発核起点部７を形成するため、＃８０〜＃２００の粗い布ヤスリで表面を研磨する。発核起点部７のうち、斜辺２０ａ、２０ｂが挟む角度θが、０°よりも大きく９０°以下の角度をなす発核起点部７が、安定して発核を起こすのに好適である。
【００７３】
本実施形態によれば、ドリルで加工する方法に対して簡易かつ安価に発核起点部７を形成することができる。また、発核起点の数を増やせるため、耐久性を上げることが可能となる。
【００７４】
＃８０、＃２００の粗いヤスリで研磨した銀板（アノード電極５）は、高さｈが５μｍ以上で１００μｍ以下の凸を含んでおり、発核が安定して起こることが確認された。一方、上記銀板（アノード電極５）をヤスリで研磨した方法にて表面粗さと発核性能を評価したところ、＃１０００の細かいヤスリで研磨した銀板は５μｍ以下の凸となり、発核が安定しないことが確認された。
【００７５】
上記した第１、第２の実施形態のようにアノード電極本体５ａの周面に螺旋状の発核起点部７を形成する加工、第３の実施形態のようにニッパーなどを用いて細かな凸部状の発核起点部７を形成する加工、第４の実施形態のようにカッターによって発核起点部７を形成する加工、あるいは第５の実施形態のようにヤスリで研磨して発核起点部７を形成する加工の前に、予め蓄熱材の粒子を付着させてもよい。
【００７６】
以上のように本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１…蓄熱装置、３…蓄熱槽、４…蓄熱材、５…アノード電極、６…カソード゛電極、７…発核起点部、７ａ，７ｂ…発核起点部の斜辺、θ…発核起点部の角度、ｈ…発核起点部の高さ、１２…電圧印加手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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