JP2017053528A - Heat storage device and overcooling release device - Google Patents

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勝之 櫻井
Katsuyuki Sakurai
勝之 櫻井
典裕 吉永
Norihiro Yoshinaga
典裕 吉永
亮介 八木
Ryosuke Yagi
亮介 八木
富松 師浩
Norihiro Tomimatsu
師浩 富松
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat storage device with high reliability.SOLUTION: A heat storage device according to one embodiment includes: a heat storage tank; a heat storage material stored in the heat storage tank and enabling overcooling; an anode electrode immersed into the heat storage material; a cathode electrode immersed into the heat storage material at a position separate from the anode electrode; an electric supply unit applying voltage between the anode electrode and the cathode electrode; a plurality of groove parts provided on a surface of the anode electrode; and a nucleation start part provided between the plurality of grooves. Surface roughness Ra of the groove part in the anode electrode is within a range of 0.05-4.0 μm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、熱を蓄積したり外部に放出したり可能な蓄熱装置およびこれに用いられる過冷却解除装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a heat storage device capable of accumulating or releasing heat and a supercooling release device used therefor.

相変化が可能な蓄熱材の過冷却を利用する蓄熱装置が知られている。この蓄熱装置は、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体から固体に相変化させ、それに伴って放出される潜熱を利用する。   There is known a heat storage device that uses supercooling of a heat storage material capable of phase change. This heat storage device stores heat in a supercooled state in this heat storage material, and when a heat release request is made, releases the supercooling state and changes the phase of the heat storage material from a liquid to a solid, and the latent heat released along with it. Is used.

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、蓄熱材を液体から固体に相変化させることは、「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行うと、過冷却されて液相状態にある蓄熱材に結晶核が形成され、それを起点に結晶化を開始する。   Canceling the supercooled state of the heat storage material that has been supercooled and in the liquid phase state to change the phase of the heat storage material from a liquid to a solid is called “nucleation”. When the nucleation operation is performed while the heat storage material is in the liquid phase, crystal nuclei are formed in the heat storage material that is supercooled and in the liquid phase, and crystallization starts from that.

特開2012−32130号公報JP 2012-32130 A 特開2014−102014号公報JP 2014-102014 A 特開2015−83882号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-83882

近年、エネルギーの効率的利用の観点から、蓄熱装置に対する需要があり、信頼性の高い蓄熱装置が要望されている。   In recent years, there has been a demand for a heat storage device from the viewpoint of efficient use of energy, and a highly reliable heat storage device has been demanded.

実施形態の蓄熱装置は、蓄熱槽と、この蓄熱槽に収容され過冷却可能な蓄熱材と、前記蓄熱材に浸かったアノード電極と、前記アノード電極から分離した位置で前記蓄熱材に浸かったカソード電極と、前記アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する電源ユニットと、前記アノード電極の表面に設けられた複数の溝部と、前記複数の溝部同士の間に設けられた発核起点部と、を備え、前記アノード電極の表面粗さRaは、0.05μm以上で、4.0μm以下である。   The heat storage device of the embodiment includes a heat storage tank, a heat storage material accommodated in the heat storage tank and capable of being supercooled, an anode electrode immersed in the heat storage material, and a cathode immersed in the heat storage material at a position separated from the anode electrode An electrode, a power supply unit for applying a voltage between the anode electrode and the cathode electrode, a plurality of groove portions provided on the surface of the anode electrode, and a nucleation starting point portion provided between the plurality of groove portions The surface roughness Ra of the anode electrode is 0.05 μm or more and 4.0 μm or less.

図1は、実施形態の蓄熱装置および過冷却解除装置を示した模式図である。Drawing 1 is a mimetic diagram showing the heat storage device and supercooling release device of an embodiment. 図2は、図1に示す蓄熱装置および過冷却解除装置のアノード電極の表面加工状態を示した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the surface processing state of the anode electrode of the heat storage device and the supercooling release device shown in FIG. 図3は、実施形態の蓄熱装置および過冷却解除装置において、実施例1〜17および比較例1〜6の発核待ち時間、過冷却保持時間、およびアノード電極の加工方法を示す表である。FIG. 3 is a table showing the nucleation waiting time, supercooling holding time, and anode electrode processing method of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6 in the heat storage device and the supercooling release device of the embodiment. 図4は、図3に示す実施例4のアノード電極の表面を示す電子顕微鏡写真である。FIG. 4 is an electron micrograph showing the surface of the anode electrode of Example 4 shown in FIG. 図5は、図3に示す実施例7のアノード電極の表面を示す電子顕微鏡写真である。FIG. 5 is an electron micrograph showing the surface of the anode electrode of Example 7 shown in FIG. 図6は、図4に示す実施例4のアノード電極の表面の一部について、凹凸の高さを表面粗さ測定器で測定したグラフである。FIG. 6 is a graph in which the height of the unevenness is measured with a surface roughness measuring instrument for a part of the surface of the anode electrode of Example 4 shown in FIG. 図7は、図5に示す実施例7のアノード電極の表面の一部について、凹凸の高さを表面粗さ測定器で測定したグラフである。FIG. 7 is a graph in which the height of the unevenness is measured with a surface roughness measuring instrument for a part of the surface of the anode electrode of Example 7 shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態に係る蓄熱装置を、図1〜図7を参照して詳細に説明する。近年、エネルギーの効率的利用の観点から、蓄熱装置に対する需要があり、信頼性の高い蓄熱装置が要望されている。蓄熱装置の用途としては、日中の太陽熱を夜間に温水として利用する用途、エアコン暖房の起動補助の用途、自動車の冬場のエンジン暖機および暖房補助の用途、熱輸送用途、および非定常な熱利用用途等が挙げられる。   Hereinafter, a heat storage device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In recent years, there has been a demand for a heat storage device from the viewpoint of efficient use of energy, and a highly reliable heat storage device has been demanded. Applications for heat storage devices include use of solar heat during the day as hot water at night, start-up assistance for air conditioning heating, use for engine warm-up and heating assistance for automobile winter, heat transport use, and unsteady heat Use application etc. are mentioned.

図1に示すように、蓄熱装置1は、蓄熱部2と、制御部8と、を具備している。制御部8は、電源ユニット9と、制御回路10を備えている。制御部8は、例えばユニットをなしていて、例えば蓄熱槽3の外部(外面)に設けられている。なお、制御部8は、蓄熱槽3から分離して設けられてもよい。また、制御部8は、蓄熱装置1を備える例えば空気調和機の制御システムに接続ないしは組込まれてもよい。さらに、制御部8は、蓄熱装置1を備える例えば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。   As shown in FIG. 1, the heat storage device 1 includes a heat storage unit 2 and a control unit 8. The control unit 8 includes a power supply unit 9 and a control circuit 10. The control unit 8 forms a unit, for example, and is provided on the outside (outer surface) of the heat storage tank 3, for example. The control unit 8 may be provided separately from the heat storage tank 3. The control unit 8 may be connected to or incorporated in, for example, an air conditioner control system including the heat storage device 1. Furthermore, the control unit 8 may be connected to or incorporated in another system including the heat storage device 1 such as a network home appliance control system that controls the entire air conditioner and other home appliances.

電源ユニット9の正極は、第1給電線11を経由して後述するアノード電極5に接続されている。電源ユニット9の負極は、第2給電線12を経由して後述するカソード電極6に接続されている。即ち、電源ユニット9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ことができる。   The positive electrode of the power supply unit 9 is connected to the anode electrode 5 described later via the first power supply line 11. The negative electrode of the power supply unit 9 is connected to the cathode electrode 6 to be described later via the second feeder line 12. That is, the power supply unit 9 can apply a voltage between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6.

電源ユニット9は、例えば、複数の電池と、スイッチ回路と、を含む。スイッチ回路は、アノード電極5およびカソード電極6と電池とを電気的に接続したり、アノード電極5およびカソード電極6と電池との電気的な接続状態を遮断したりすることができる。電源ユニット9は、スイッチ回路によって複数の電池の接続状態を切り替えることで、アノード電極5とカソード電極6間に印加される電圧を任意の値に設定することができる。また、電源ユニット9には、アノード電極5とカソード電極6間に印加される電圧を任意の値に設定可能な定電圧電源等を使用してもよい。   The power supply unit 9 includes, for example, a plurality of batteries and a switch circuit. The switch circuit can electrically connect the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 and the battery, and can interrupt the electrical connection state of the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 and the battery. The power supply unit 9 can set the voltage applied between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 to an arbitrary value by switching the connection state of a plurality of batteries with a switch circuit. The power supply unit 9 may be a constant voltage power supply that can set the voltage applied between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 to an arbitrary value.

制御回路10は、メモリ、演算部、及び印加電圧コントローラ等を有している。この制御回路10のメモリには、蓄熱装置1を制御するために必要な各種のデータが記憶されている。制御回路10の印加電圧コントローラと電源ユニット9とは信号線13を経由して電気的に接続されている。   The control circuit 10 includes a memory, a calculation unit, an applied voltage controller, and the like. Various data necessary for controlling the heat storage device 1 are stored in the memory of the control circuit 10. The applied voltage controller of the control circuit 10 and the power supply unit 9 are electrically connected via a signal line 13.

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。   The heat storage unit 2 includes a heat storage tank 3, a heat storage material 4, an anode electrode 5, and a cathode electrode 6.

蓄熱材4は、蓄熱槽3の内部に収容されている。蓄熱材4には、過冷却性能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4は、過冷却性能を有する潜熱蓄熱材又は相変化蓄熱材と称される。   The heat storage material 4 is accommodated in the heat storage tank 3. As the heat storage material 4, a latent heat storage material (PCM; Phase change material) having supercooling performance is used. The heat storage material 4 has a characteristic of maintaining the liquid phase state without solidifying even when the temperature is lowered from the liquid phase state to be below the melting point. Such a heat storage material 4 is referred to as a latent heat storage material or a phase change heat storage material having supercooling performance.

蓄熱材4には、例えば酢酸ナトリウム三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用いることができる。蓄熱温度が高い場合には、蓄熱材4として、酢酸ナトリウム三水和物を用いることが望ましい。酢酸ナトリウム三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。   As the heat storage material 4, for example, sodium acetate such as sodium acetate trihydrate or sodium sulfate such as sodium sulfate hydrate can be used. When the heat storage temperature is high, it is desirable to use sodium acetate trihydrate as the heat storage material 4. General physical properties of sodium acetate trihydrate are a melting point of 40 to 58 ° C., a latent heat of 100 to 264 kj / kg, and a specific heat of 1 to 4 kJ / kg / K.

カソード電極6は、導電性を有する金属材料、例えばステンレスやチタン、銀等で形成され、蓄熱材4に負電圧を印加することができる。より具体的には、カソード電極6は、銀や銀合金等、銀を主体とする金属によって形成されている。図1に示すようにカソード電極6は、アノード電極5から分離して設けられ、一部または全部が蓄熱材4に浸かった状態に配置されている。カソード電極6は、例えば、丸棒形状をなしている。   The cathode electrode 6 is formed of a conductive metal material such as stainless steel, titanium, silver, or the like, and can apply a negative voltage to the heat storage material 4. More specifically, the cathode electrode 6 is made of a metal mainly composed of silver, such as silver or a silver alloy. As shown in FIG. 1, the cathode electrode 6 is provided separately from the anode electrode 5, and is arranged in a state where a part or all of the cathode electrode 6 is immersed in the heat storage material 4. The cathode electrode 6 has, for example, a round bar shape.

図1に示すようにアノード電極5は、一部または全部が蓄熱材4に浸かった状態に配置されている。アノード電極5に形成される溝部7も同様に蓄熱材4に浸かっている。   As shown in FIG. 1, the anode electrode 5 is arranged in a state where a part or the whole is immersed in the heat storage material 4. Similarly, the groove 7 formed in the anode electrode 5 is immersed in the heat storage material 4.

アノード電極5は、例えば、丸棒形状をなしている。アノード電極5は、導電性を有する金属材料で形成され、蓄熱材4に正電圧を印加することができる。アノード電極5の材料としては、銀や銅、銅アマルガム等が適している。より具体的には、アノード電極5は、銀や銀合金等、銀を主体とする金属によって形成されている。図2の模式図に示すように、このアノード電極5の表面には、異なる角度で形成された複数の直線的な溝部7と、交差している一対の溝部7によって挟まれた位置に形成された複数の角部と、が設けられている。溝部7(溝部7の内面)は、アノード電極5の他の部分に比して金属イオンを溶出しやすい部分であり、いわゆる発核起点部を構成する。すなわち、アノード電極5とカソード電極6との間に電圧を印加した際に溝部7から溶出される金属イオンは、過冷却状態の蓄熱材4を結晶化(発核)させるための起点となる。   The anode electrode 5 has, for example, a round bar shape. The anode electrode 5 is formed of a conductive metal material, and can apply a positive voltage to the heat storage material 4. Suitable materials for the anode electrode 5 include silver, copper, copper amalgam and the like. More specifically, the anode electrode 5 is made of a metal mainly composed of silver, such as silver or a silver alloy. As shown in the schematic diagram of FIG. 2, the surface of the anode electrode 5 is formed at a position sandwiched between a plurality of linear groove portions 7 formed at different angles and a pair of intersecting groove portions 7. And a plurality of corners. The groove part 7 (the inner surface of the groove part 7) is a part that easily elutes metal ions as compared with other parts of the anode electrode 5, and constitutes a so-called nucleation starting point part. That is, when a voltage is applied between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6, the metal ions eluted from the groove 7 serve as a starting point for crystallizing (nucleating) the supercooled heat storage material 4.

一方、本実施形態では、上記した蓄熱装置1に加えて、過冷却解除装置という発明概念を実現する。図1に示すように、過冷却解除装置14は、上記した蓄熱装置1の構成要素の一部を含んで構成されている。過冷却解除装置14は、制御部8と、電極部17と、を具備している。制御部8は、上記した電源ユニット9と、上記した制御回路10と、上記した信号線13と、を含む。電極部17は、上記した溝部7が形成されたアノード電極5と、上記したカソード電極6と、上記した第1給電線11と、上記した第2給電線12と、を備えている。過冷却解除装置14は、過冷却状態にある上記した蓄熱材4のような蓄熱材に対してアノード電極5およびカソード電極6を差し込んで使用される。この状態で、過冷却解除装置14は、蓄熱材に電圧を印加することで蓄熱材の過冷却状態を解除して、蓄熱材から熱を取り出すことができる。   On the other hand, in this embodiment, in addition to the heat storage device 1 described above, the inventive concept of a supercooling release device is realized. As shown in FIG. 1, the supercooling release device 14 is configured to include a part of the components of the heat storage device 1 described above. The supercooling release device 14 includes a control unit 8 and an electrode unit 17. The control unit 8 includes the power supply unit 9 described above, the control circuit 10 described above, and the signal line 13 described above. The electrode portion 17 includes the anode electrode 5 in which the groove portion 7 is formed, the cathode electrode 6 described above, the first power supply line 11 described above, and the second power supply line 12 described above. The supercooling release device 14 is used by inserting the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 into a heat storage material such as the above-described heat storage material 4 in a supercooled state. In this state, the supercooling release device 14 can release the supercooling state of the heat storage material by applying a voltage to the heat storage material, and can extract heat from the heat storage material.

続いて、本実施形態の蓄熱装置1および過冷却解除装置14の作用について説明する。   Then, the effect | action of the thermal storage apparatus 1 and the supercooling cancellation | release apparatus 14 of this embodiment is demonstrated.

蓄熱槽3内の蓄熱材4は、使用に先立ち、予め融点以上の温度に加熱される(熱入力)。これによって、蓄熱材4は溶解して液相状態となる。また、蓄熱材4は、過冷却可能な潜熱蓄熱材であるため、蓄熱材4が熱入力の完了後に融点以下になっても、凝固せずに液相状態を維持する(過冷却状態になる)。この状態で、蓄熱材4は、潜熱を蓄え続ける。   Prior to use, the heat storage material 4 in the heat storage tank 3 is heated in advance to a temperature equal to or higher than the melting point (heat input). As a result, the heat storage material 4 is dissolved to be in a liquid phase. In addition, since the heat storage material 4 is a latent heat storage material that can be supercooled, even if the heat storage material 4 falls below the melting point after completion of heat input, it maintains a liquid phase state without solidifying (becomes a supercooled state). ). In this state, the heat storage material 4 continues to store latent heat.

蓄熱材4を過冷却状態に保持する場合、制御回路10は、両電極(アノード電極5とカソード電極6)間に電圧が印加されないように制御する。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おり、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。   When the heat storage material 4 is kept in a supercooled state, the control circuit 10 performs control so that no voltage is applied between both electrodes (the anode electrode 5 and the cathode electrode 6). While the heat storage material 4 is maintained in the supercooled state by this control, the heat storage material 4 is stable in the supercooled liquid phase state, and the heat storage material 4 is not crystallized (nucleated). For this reason, the latent heat stored in the heat storage material 4 is not released.

蓄熱材4の潜熱を取り出す指令が外部から制御回路10に与えられた場合、制御回路10は、電源ユニット9を制御して、所定の電圧を両電極間に印加する。このとき、両電極間には、所定の電圧が一定時間連続的に印加されてもよいし、又は、所定の電圧が複数回に分けてパルス状に印加されてもよい。   When a command for taking out the latent heat of the heat storage material 4 is given to the control circuit 10 from the outside, the control circuit 10 controls the power supply unit 9 to apply a predetermined voltage between both electrodes. At this time, a predetermined voltage may be continuously applied between the electrodes for a certain period of time, or the predetermined voltage may be applied in a pulsed manner divided into a plurality of times.

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、溝部7(発核起点部)の表面でアノード電極5を構成する金属の酸化反応が起こり、カソード電極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。電源ユニット9により両電極間に印加される電圧が増えるに従い、酸化反応によってアノード電極5から金属イオンが溶出する。   When a predetermined voltage is applied between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6, an oxidation reaction of the metal constituting the anode electrode 5 occurs on the surface of the groove 7 (nucleation start point), and water is reduced on the cathode electrode 6 side. A reaction occurs and a current flows through the heat storage material 4. As the voltage applied between the electrodes by the power supply unit 9 increases, metal ions are eluted from the anode electrode 5 by the oxidation reaction.

これによって、液相状態にある蓄熱材4が結晶化して過冷却状態が解除される。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、熱エネルギーとして活用される。   As a result, the heat storage material 4 in the liquid phase is crystallized and the supercooled state is released. When nucleation occurs, the supercooled heat storage material 4 undergoes a phase displacement from the liquid phase state to the solid phase state, thereby releasing latent heat. The released latent heat is used as thermal energy.

なお、両電極間に印加される電圧は、液相状態にある蓄熱材4の過冷却を解除できる(蓄熱材4を発核させる)必要最低限の電圧を用いることが好ましい。発明者らは、アノード電極5として銀を用いる場合に、両電極間に印加する電圧が1.0V以上2.0V以下であることが好ましいこと、および両電極間に印加する電圧が1.5V以上1.9V以下であるほうが蓄熱材4の発核応答性、及び発核寿命特性を高める点でより一層好ましいこと、を見出した。   In addition, it is preferable that the voltage applied between both electrodes uses the minimum voltage which can cancel | release the supercooling of the thermal storage material 4 in a liquid phase state (nucleating the thermal storage material 4). When using silver as the anode electrode 5, the inventors prefer that the voltage applied between both electrodes is preferably 1.0 V or more and 2.0 V or less, and that the voltage applied between both electrodes is 1.5 V. It has been found that the 1.9 V or less is more preferable in terms of enhancing the nucleation responsiveness and nucleation lifetime characteristics of the heat storage material 4.

続いて、アノード電極5について条件(溝部7の深さ、すなわち表面粗さRa)を変化させた実施例1〜17および比較例1〜6について説明する。図3の表には、各実施例および各比較例の条件が示されている。   Subsequently, Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 6 in which conditions (depth of the groove 7, that is, surface roughness Ra) of the anode electrode 5 are changed will be described. The table of FIG. 3 shows the conditions of each example and each comparative example.

各実施例のアノード電極5の表面粗さ(算術平均粗さ)Raは、表面粗さ測定器(例えばフォームタリサーフPGI820)を用いて、21℃、40%の恒温室で測定した。表面粗さ(算術平均粗さ)Ra値(JIS B 0031)(JIS B 0601)は、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にX軸を、縦倍率の方向にY軸を取り、粗さ曲線を積分式で表した時に、その式で求められる値として定義する。以下の実施例および比較例では、アノード電極5となる銀棒には、表面粗さRa値が0.01〜100μmの範囲で凹凸を形成した。   The surface roughness (arithmetic average roughness) Ra of the anode electrode 5 of each example was measured in a temperature-controlled room at 21 ° C. and 40% using a surface roughness measuring instrument (for example, Foam Talysurf PGI820). The surface roughness (arithmetic average roughness) Ra value (JIS B 0031) (JIS B 0601) is determined by extracting only the reference length from the roughness curve in the direction of the average line, and X in the direction of the average line of the extracted portion. The axis is defined as a value obtained from an equation when the Y axis is taken in the direction of the vertical magnification and the roughness curve is represented by an integral equation. In the following examples and comparative examples, irregularities were formed in the silver rod used as the anode electrode 5 in the range of the surface roughness Ra value of 0.01 to 100 μm.

また、発核の応答性は、発核待ち時間を測定することで評価した。発核待ち時間は、アノード電極5とカソード電極6との間に1.7Vの定電圧をステップ波形にして印加し、印加開始から蓄熱材4の結晶化が始まるまでの時間を計測することで求めた。そして、各実施例において、最初の1サイクル目(初期)の発核待ち時間と、発核を1000回行った後の発核待ち時間と、を計測した。過冷却保持時間は、蓄熱装置1において蓄熱材4を加熱して融解させ、その後常温に戻し、自然発核せず過冷却状態を何時間維持したかを継続した。発核の応答性および過冷却保持時間は、実施例ごとに10個のサンプルについて実験をし、その平均値を計測結果とした。   Nucleation responsiveness was evaluated by measuring nucleation waiting time. The nucleation waiting time is measured by applying a constant voltage of 1.7 V in a step waveform between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 and measuring the time from the start of application until the crystallization of the heat storage material 4 starts. Asked. And in each Example, the nucleation waiting time of the first 1st cycle (initial stage) and the nucleation waiting time after performing nucleation 1000 times were measured. The supercooling holding time was maintained by heating the heat storage material 4 in the heat storage device 1 to melt it, then returning to normal temperature, and continuing how many hours the supercooled state was maintained without spontaneous nucleation. The nucleation responsiveness and the supercooling holding time were tested for 10 samples for each example, and the average value was used as the measurement result.

実施例1では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#30のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、4μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は1秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、16時間であった。   In Example 1, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with sand paper of # 30 to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and the anode electrode 5 was created. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 4 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 1 second and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was 16 hours.

実施例2では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#40のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、3μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、51時間であった。   In Example 2, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with # 40 sandpaper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and thus the anode electrode 5 was formed. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 3 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was 51 hours.

実施例3では、実施例1では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#50のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、2μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、73時間であった。   In Example 3, in Example 1, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with # 50 sand paper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. did. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 2 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was 73 hours.

実施例4では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#80のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、1.6μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 4, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with # 80 sand paper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and thus an anode electrode 5 was formed. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 1.6 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

図4に、実施例4のアノード電極5の表面の状態を示す電子顕微鏡写真を示す。また、図6に、実施例4のアノード電極5の表面の平均線からの高さ(粗さ)の測定結果を示す。図4、図6(特に、図6)から、実施例4では、アノード電極5の表面が実際にRa=1.6μmの程度の表面粗さとなっていることが確認できる。   In FIG. 4, the electron micrograph which shows the state of the surface of the anode electrode 5 of Example 4 is shown. FIG. 6 shows the measurement results of the height (roughness) from the average line of the surface of the anode electrode 5 of Example 4. 4 and 6 (particularly FIG. 6), in Example 4, it can be confirmed that the surface of the anode electrode 5 actually has a surface roughness of about Ra = 1.6 μm.

実施例5では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#600のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、0.8μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は3秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 5, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with sandpaper of # 600 to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 0.8 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 3 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例6では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#1200のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、0.2μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は5秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 6, the surface of a silver round bar with a diameter of 2 mm was polished with # 1200 sand paper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and the anode electrode 5 was created. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 0.2 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 5 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例7では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#2000のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、0.1μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は7秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 7, the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm was polished with # 2000 sand paper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and thus the anode electrode 5 was formed. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 0.1 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 7 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

図5に、実施例7のアノード電極5の表面の状態を示す電子顕微鏡写真を示す。また、図7に、実施例7のアノード電極5の表面の平均線からの高さ(粗さ)の測定結果を示す。図5、図7(特に、図7)から、実施例7では、アノード電極5の表面が実際にRa=0.1μm程度の表面粗さとなっていることが確認できる。   In FIG. 5, the electron micrograph which shows the state of the surface of the anode electrode 5 of Example 7 is shown. FIG. 7 shows the measurement results of the height (roughness) from the average line on the surface of the anode electrode 5 of Example 7. 5 and 7 (particularly FIG. 7), in Example 7, it can be confirmed that the surface of the anode electrode 5 actually has a surface roughness of about Ra = 0.1 μm.

実施例8では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、#2500のサンドペーパで研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。アノード電極5表面の表面粗さRaは、0.05μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は10秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 8, the surface of a silver round bar with a diameter of 2 mm was polished with # 2500 sand paper to form a plurality of groove portions 7 (nucleation starting point portions), and the anode electrode 5 was formed. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 was 0.05 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 10 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例9では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ドライエッチング技術であるサンドブラスト加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。サンドブラスト加工は、圧縮エアーを使用して微細砥粒(投射材)を高速で被加工物に噴射し、脆性破壊原理により微細加工を行う。サンドブラスト加工では、サンドブラスト装置を使用し、投射材として約50μmのガラスビーズを用いた。投射材を定量供給し、噴射量30g/分、圧力0.8MPa、噴射時間は5分とした。サンドブラスト加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.0μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 9, the anode electrode 5 was created by performing sand blasting as a dry etching technique on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). In sandblasting, fine abrasive grains (projection material) are jetted onto a workpiece at high speed using compressed air, and fine processing is performed according to the brittle fracture principle. In the sandblasting process, a sandblasting apparatus was used, and glass beads of about 50 μm were used as the projection material. A fixed amount of the projection material was supplied, the injection amount was 30 g / min, the pressure was 0.8 MPa, and the injection time was 5 minutes. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to sandblasting was 1.0 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例10では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、サンドブラスト加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。サンドブラスト加工では、サンドブラスト装置を使用し、投射材として約20μmのガラスビーズを用いた。投射材を定量供給し、噴射量30g/分、圧力0.8MPa、噴射時間は5分とした。サンドブラスト加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、0.1μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は7秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 10, the anode electrode 5 was formed by performing sandblasting on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). In the sandblasting process, a sandblasting apparatus was used, and glass beads of about 20 μm were used as the projection material. A fixed amount of the projection material was supplied, the injection amount was 30 g / min, the pressure was 0.8 MPa, and the injection time was 5 minutes. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to sandblasting was 0.1 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 7 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例11では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、サンドブラスト加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。サンドブラスト加工では、サンドブラスト装置を使用し、投射材として約70μmのガラスビーズを用いた。投射材を定量供給し、噴射量30g/分、圧力0.8MPa、噴射時間は5分とした。サンドブラスト加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.6μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 11, the anode electrode 5 was created by performing sandblasting on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). In the sandblasting process, a sandblasting apparatus was used, and glass beads of about 70 μm were used as the projecting material. A fixed amount of the projection material was supplied, the injection amount was 30 g / min, the pressure was 0.8 MPa, and the injection time was 5 minutes. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to sandblasting was 1.6 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例12では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ケミカルエッチング処理を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ケミカルエッチング処理に用いる薬剤は、周知のもの(例えば、硝酸、硫酸等)を用いることができる。ケミカルエッチング処理されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.0μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 12, a chemical etching process was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. Known chemicals (for example, nitric acid, sulfuric acid, etc.) can be used for the chemical etching treatment. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to the chemical etching treatment was 1.0 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例13では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ケミカルエッチング処理を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ケミカルエッチング処理に用いる薬剤は、周知のもの(例えば、硝酸、硫酸等)を用いることができる。ケミカルエッチング処理されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.0μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 13, a chemical etching process was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. Known chemicals (for example, nitric acid, sulfuric acid, etc.) can be used for the chemical etching treatment. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to the chemical etching treatment was 1.0 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例14では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ケミカルエッチング処理を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ケミカルエッチング処理に用いる薬剤は、周知のもの(例えば、硝酸、硫酸等)を用いることができる。ケミカルエッチング処理されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.6μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 14, a chemical etching treatment was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. Known chemicals (for example, nitric acid, sulfuric acid, etc.) can be used for the chemical etching treatment. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to the chemical etching treatment was 1.6 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例15では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、レーザー加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。レーザー加工には、一例として、製品印字等に用いられるレーザーマーキング装置を用いたが、半導体製造プロセス等に用いられるレーザー微細加工装置、一般的なレーザー加工機を用いることもできる。レーザー加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.0μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 15, laser processing was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and the anode electrode 5 was formed. For example, a laser marking device used for product printing or the like is used for laser processing. However, a laser fine processing device used for a semiconductor manufacturing process or the like, or a general laser processing machine can also be used. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to laser processing was 1.0 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例16では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、レーザー加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。レーザー加工には、一例として、製品印字等に用いられるレーザーマーキング装置を用いた。レーザー加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、0.1μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は7秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 16, laser processing was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), and the anode electrode 5 was formed. For example, a laser marking device used for product printing or the like was used for laser processing. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to laser processing was 0.1 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 7 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

実施例17では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、レーザー加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。レーザー加工には、一例として、製品印字等に用いられるレーザーマーキング装置を用いた。レーザー加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、1.6μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は2秒で、発核応答性(信頼性)が良好であった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Example 17, laser processing was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation starting point portions), and thus the anode electrode 5 was formed. For example, a laser marking device used for product printing or the like was used for laser processing. The surface roughness Ra of the surface of the anode electrode 5 subjected to laser processing was 1.6 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 2 seconds, and the nucleation response (reliability) was good. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

比較例1では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ブラッシング加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ブラッシング加工には、一例として、ステンレス、鉄製で異なるブラシの内径規格のSK型チャネルブラシを用いたが、一般的なブラシ加工機を用いることもできる。ブラッシング加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、5μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は1秒であった。過冷却保持時間は、5時間であった。   In Comparative Example 1, the anode electrode 5 was formed by brushing the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). As an example, the brushing process uses a SK channel brush made of stainless steel or iron and having different brush inner diameter standards, but a general brush processing machine can also be used. The surface roughness Ra of the surface of the brushed anode electrode 5 was 5 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the waiting time for nucleation was 1 second. The supercooling holding time was 5 hours.

比較例2では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ブラッシング加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ブラッシング加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、10μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は1秒であった。過冷却保持時間は、1時間よりも短かった。   In Comparative Example 2, the anode electrode 5 was created by brushing the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). The surface roughness Ra of the surface of the brushed anode electrode 5 was 10 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the waiting time for nucleation was 1 second. The supercooling holding time was shorter than 1 hour.

比較例3では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、エンボス加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。エンボス加工には、一例として、金属エンボスロールを用いた両面エンボス加工、片面エンボス加工を用いた。金属以外のエンボスロールを装着したエンボス加工機を用いることもできる。エンボス加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、50μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は1秒であった。過冷却保持時間は、1時間よりも短かった。   In Comparative Example 3, embossing was performed on the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions), thereby creating an anode electrode 5. For example, double-sided embossing or single-sided embossing using a metal embossing roll was used for embossing. An embossing machine equipped with an embossing roll other than metal can also be used. The surface roughness Ra of the surface of the embossed anode electrode 5 was 50 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the waiting time for nucleation was 1 second. The supercooling holding time was shorter than 1 hour.

比較例4では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、ドリル加工を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。ドリル加工は、日本の特開2015−83882号公報に記載の実施形態と同様の切削加工で行った。ドリル加工されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、100μmであった。初期の発核待ち時間は1秒未満で、電圧印加とほぼ同時に発核を生じた。1000サイクル後においても発核待ち時間は1秒であった。過冷却保持時間は、1時間よりも短かった。   In Comparative Example 4, the anode electrode 5 was formed by drilling the surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). The drilling was performed by cutting similar to the embodiment described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-83882. The surface roughness Ra of the drilled anode electrode 5 surface was 100 μm. The initial nucleation waiting time was less than 1 second, and nucleation occurred almost simultaneously with the voltage application. Even after 1000 cycles, the waiting time for nucleation was 1 second. The supercooling holding time was shorter than 1 hour.

比較例5では、直径2mmの銀製の丸棒の表面に、コピー用紙(或いは一般的な紙)で研磨を行って、複数の溝部7(発核起点部)を形成してアノード電極5を作成した。研磨されたアノード電極5表面の表面粗さRaは、0.03μmであった。初期の発核待ち時間は64秒であり、発核の応答性が悪かった。1000サイクル後においても発核待ち時間は131秒であり、発核の応答性がさらに悪化した。比較例5の実験結果から、0.05μmよりもRa値が小さいと、初期および1000サイクル後の発核の応答性が極端に悪くなることがわかった。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Comparative Example 5, the anode electrode 5 is formed by polishing a surface of a silver round bar having a diameter of 2 mm with copy paper (or general paper) to form a plurality of groove portions 7 (nucleation start point portions). did. The surface roughness Ra of the surface of the polished anode electrode 5 was 0.03 μm. The initial nucleation waiting time was 64 seconds, and the responsiveness of nucleation was poor. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 131 seconds, and the nucleation response was further deteriorated. From the experimental results of Comparative Example 5, it was found that when the Ra value is smaller than 0.05 μm, the nucleation responsiveness at the initial stage and after 1000 cycles becomes extremely poor. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

比較例6では、表面処理を行わないで直径2mmの銀製の丸棒をそのままアノード電極5として用いた。このアノード電極5表面の表面粗さRaは、0.01μmであった。初期の発核待ち時間は118秒であり、発核の応答性が悪かった。1000サイクル後においても発核待ち時間は287秒であり、発核の応答性がさらに悪化した。過冷却保持時間は、一週間(168時間以上)であった。   In Comparative Example 6, a silver round bar having a diameter of 2 mm was used as the anode electrode 5 as it was without performing surface treatment. The surface roughness Ra of the anode electrode 5 surface was 0.01 μm. The initial nucleation waiting time was 118 seconds, and the responsiveness of nucleation was poor. Even after 1000 cycles, the nucleation waiting time was 287 seconds, and the nucleation response was further deteriorated. The supercooling holding time was one week (168 hours or more).

本実施形態によれば、蓄熱装置1は、蓄熱槽3と、この蓄熱槽3に収容され過冷却可能な蓄熱材4と、蓄熱材4に浸かったアノード電極5と、アノード電極5から分離した位置で蓄熱材4に浸かったカソード電極6と、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電源ユニット9と、アノード電極5の表面に設けられた複数の溝部7と、を備え、アノード電極5の溝部7の表面粗さRaは、0.05μm以上で、4.0μm以下である。   According to the present embodiment, the heat storage device 1 is separated from the heat storage tank 3, the heat storage material 4 accommodated in the heat storage tank 3 and capable of being supercooled, the anode electrode 5 immersed in the heat storage material 4, and the anode electrode 5. A cathode electrode 6 immersed in the heat storage material 4 at a position; a power supply unit 9 for applying a voltage between the anode electrode 5 and the cathode electrode 6; and a plurality of grooves 7 provided on the surface of the anode electrode 5. The surface roughness Ra of the groove 7 of the anode electrode 5 is 0.05 μm or more and 4.0 μm or less.

また、実施形態によれば、過冷却解除装置14は、アノード電極5と、アノード電極5から分離した位置に設けられたカソード電極6と、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電源ユニット9と、アノード電極5の表面に設けられた複数の溝部7と、を備え、アノード電極5の溝部7の表面粗さRaは、0.05μm以上で、4.0μm以下である。   According to the embodiment, the supercooling release device 14 applies a voltage between the anode electrode 5, the cathode electrode 6 provided at a position separated from the anode electrode 5, and the anode electrode 5 and the cathode electrode 6. Power supply unit 9 and a plurality of grooves 7 provided on the surface of the anode electrode 5, and the surface roughness Ra of the grooves 7 of the anode electrode 5 is 0.05 μm or more and 4.0 μm or less.

一般に、金属を発核電極に用いた場合、電圧印加によってアノード電極5から溶出した金属イオンが電極表面に拡散二重層を形成し、そこで発生する電界が核形成の駆動力になる。従って、電圧発核には電極の溶出が必須であり、発核操作を繰り返すと金属電極が減肉してしまい、発核機能を喪失してしまう。   In general, when a metal is used for the nucleation electrode, metal ions eluted from the anode electrode 5 by voltage application form a diffusion double layer on the electrode surface, and the electric field generated there becomes a driving force for nucleation. Therefore, elution of the electrode is essential for voltage nucleation, and repeating the nucleation operation results in thinning of the metal electrode and loss of the nucleation function.

上記の構成は、上記した実施例1〜17に対応する。上記構成によれば、初期の発核待ち時間を1秒未満に短くすることができる。また、複数サイクルの電圧印加でアノード電極5の表面が減肉したとしても、表面粗さRaを上記範囲とすることで、発核応答性を良好にすることができる。このため、1000サイクル後の発核待ち時間についても、10秒以下にすることができる。これによって実用上問題ないレベルにすることができ、発核サイクルの長寿命化を図ることができる。以上より、発核待ち時間が短く、更に、発核操作に対する繰り返し耐久性の高い、高信頼性の蓄熱装置1(過冷却解除装置14)を提供できる。   Said structure respond | corresponds to above-mentioned Examples 1-17. According to the above configuration, the initial nucleation waiting time can be shortened to less than 1 second. Moreover, even if the surface of the anode electrode 5 is thinned by voltage application of a plurality of cycles, the nucleation response can be improved by setting the surface roughness Ra within the above range. For this reason, the nucleation waiting time after 1000 cycles can be reduced to 10 seconds or less. As a result, a practically no problem level can be obtained, and the life of the nucleation cycle can be extended. From the above, it is possible to provide a highly reliable heat storage device 1 (supercooling release device 14) that has a short nucleation waiting time and that has a high durability against repeated nucleation operations.

上記構成によれば、過冷却状態の保持時間を16時間以上にすることができる。これによって、例えば、日中の太陽熱を夜間に温水として利用する用途等に蓄熱装置を用いることができ、一般家庭、商業施設、および工場等における省エネルギー化に寄与できる。   According to the above configuration, the supercooled state can be maintained for 16 hours or longer. Thereby, for example, a heat storage device can be used for the purpose of using solar heat during the daytime as hot water, which can contribute to energy saving in ordinary homes, commercial facilities, factories, and the like.

この場合、アノード電極5の溝部7の表面粗さRaは、0.05μm以上で、3.0μm以下であることが好ましい。この構成は、上記した実施例2〜17に対応する。この構成によれば、初期の発核待ち時間を1秒未満にすることができる。また、1000サイクル後の発核待ち時間についても、10秒以下にすることができ、実用上問題ないレベルとなる。また、過冷却状態の保持時間を1日以上(51時間以上)にすることができる。これによって、上記した請求項よりもさらに用途が広がって、上記請求項に対応する用途だけでなく、例えば、自動車の冬場のエンジン暖機や暖房補助の用途にも用いることができる。これによって、自動車の省エネルギー化にも寄与できる。   In this case, the surface roughness Ra of the groove 7 of the anode electrode 5 is preferably 0.05 μm or more and 3.0 μm or less. This configuration corresponds to Examples 2 to 17 described above. According to this configuration, the initial nucleation waiting time can be made less than 1 second. Also, the nucleation waiting time after 1000 cycles can be set to 10 seconds or less, which is a level that is not problematic in practice. In addition, the supercooled state can be maintained for 1 day or longer (51 hours or longer). As a result, the applications can be further expanded from the above-mentioned claims, and can be used not only for the applications corresponding to the above-mentioned claims but also for, for example, engine warm-up and heating assist in automobiles. This can contribute to energy saving of automobiles.

この場合、アノード電極5の溝部7の表面粗さRaは、0.05μm以上で、1.6μm以下であることが好ましい。この構成は、上記した実施例4〜17に対応する。この構成によれば、初期の発核待ち時間を1秒未満にすることができる。また、1000サイクル後の発核待ち時間についても、10秒以下にすることができ、実用上問題ないレベルとなる。また、過冷却状態の保持時間を1週間以上(168時間以上)にすることができ、長期蓄熱性能を向上できる。これによって、上記した請求項よりもさらに用途が広がって、上記請求項に対応する用途だけでなく、熱輸送用途、および非定常な熱利用用途等、熱の利用までに長時間を要する用途にも用いることができる。   In this case, the surface roughness Ra of the groove portion 7 of the anode electrode 5 is preferably 0.05 μm or more and 1.6 μm or less. This configuration corresponds to Examples 4 to 17 described above. According to this configuration, the initial nucleation waiting time can be made less than 1 second. Also, the nucleation waiting time after 1000 cycles can be set to 10 seconds or less, which is a level that is not problematic in practice. In addition, the supercooled state can be maintained for one week or longer (168 hours or longer), and long-term heat storage performance can be improved. As a result, the applications are further expanded from the above-mentioned claims, and not only for applications corresponding to the above-mentioned claims but also for applications that require a long time to use heat, such as heat transport applications and unsteady heat utilization applications. Can also be used.

アノード電極5およびカソード電極6は、銀を主体とする金属からなる。この構成によれば、すでに蓄熱装置1のアノード電極5およびカソード電極6として実績のある銀を用いることで、過冷却状態にある蓄熱材4を安定的に発核させることができる。これによって、蓄熱装置の信頼性を向上できる。   The anode electrode 5 and the cathode electrode 6 are made of a metal mainly composed of silver. According to this configuration, by using silver that has already been proven as the anode electrode 5 and the cathode electrode 6 of the heat storage device 1, the heat storage material 4 in a supercooled state can be stably nucleated. Thereby, the reliability of the heat storage device can be improved.

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は意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、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は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…蓄熱装置、2…蓄熱部、3…蓄熱槽、4…蓄熱材、5…アノード電極、6…カソード電極、7…溝部、8…制御部、9…電源ユニット、10…制御回路、11…第1給電線、12…第2給電線、13…信号線、14…過冷却解除装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermal storage apparatus, 2 ... Thermal storage part, 3 ... Thermal storage tank, 4 ... Thermal storage material, 5 ... Anode electrode, 6 ... Cathode electrode, 7 ... Groove part, 8 ... Control part, 9 ... Power supply unit, 10 ... Control circuit, 11 ... 1st feeder, 12 ... 2nd feeder, 13 ... Signal line, 14 ... Supercooling release device.

Claims (7)

蓄熱槽と、
この蓄熱槽に収容され過冷却可能な蓄熱材と、
前記蓄熱材に浸かったアノード電極と、
前記アノード電極から分離した位置で前記蓄熱材に浸かったカソード電極と、
前記アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する電源ユニットと、
前記アノード電極の表面に設けられた複数の溝部と、
を備え、
前記アノード電極の前記溝部の表面粗さRaは、0.05μm以上で、4.0μm以下である蓄熱装置。
A heat storage tank,
A heat storage material accommodated in the heat storage tank and capable of being supercooled;
An anode electrode immersed in the heat storage material;
A cathode electrode immersed in the heat storage material at a position separated from the anode electrode;
A power supply unit for applying a voltage between the anode electrode and the cathode electrode;
A plurality of grooves provided on the surface of the anode electrode;
With
The heat storage device in which the surface roughness Ra of the groove portion of the anode electrode is 0.05 μm or more and 4.0 μm or less.
前記アノード電極の前記溝部の表面粗さRaは、0.05μm以上で、3.0μm以下である請求項1に記載の蓄熱装置。   2. The heat storage device according to claim 1, wherein a surface roughness Ra of the groove portion of the anode electrode is 0.05 μm or more and 3.0 μm or less. 前記アノード電極の前記溝部の表面粗さRaは、0.05μm以上で、1.6μm以下である請求項1に記載の蓄熱装置。   2. The heat storage device according to claim 1, wherein a surface roughness Ra of the groove portion of the anode electrode is 0.05 μm or more and 1.6 μm or less. 前記アノード電極が、銀を主体とする金属材料で形成される請求項1に記載の蓄熱装置。   The heat storage device according to claim 1, wherein the anode electrode is formed of a metal material mainly composed of silver. 前記カソード電極が、銀を主体とする金属材料で形成される請求項1に記載の蓄熱装置。   The heat storage device according to claim 1, wherein the cathode electrode is formed of a metal material mainly composed of silver. 前記アノード電極と前記カソード電極との間に印加される電圧は、1.0V以上で、2.0V以下である請求項1に記載の蓄熱装置。   The heat storage device according to claim 1, wherein a voltage applied between the anode electrode and the cathode electrode is 1.0 V or more and 2.0 V or less. アノード電極と、
前記アノード電極から分離した位置に設けられたカソード電極と、
前記アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する電源ユニットと、
前記アノード電極の表面に設けられた複数の溝部と、
を備え、
前記アノード電極の前記溝部の表面粗さRaは、0.05μm以上で、4.0μm以下である過冷却解除装置。
An anode electrode;
A cathode electrode provided at a position separated from the anode electrode;
A power supply unit for applying a voltage between the anode electrode and the cathode electrode;
A plurality of grooves provided on the surface of the anode electrode;
With
The supercooling release device, wherein the surface roughness Ra of the groove of the anode electrode is 0.05 μm or more and 4.0 μm or less.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017020679A (en) * 2015-07-08 2017-01-26 パナソニック株式会社 Heat storage device and heat storage method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017020679A (en) * 2015-07-08 2017-01-26 パナソニック株式会社 Heat storage device and heat storage method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11268003B2 (en) 2017-06-29 2022-03-08 Panasonic Corporation Heat storage device

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