放电装置和电极装置的制作方法

1.本公开一般而言涉及放电装置和电极装置，更详细而言，涉及具有放电电极和对置电极的放电装置、以及在该放电装置中使用的电极装置。


背景技术：

2.在专利文献1中记载了一种放电装置，该放电装置包括放电电极和对置电极，对放电电极与对置电极之间外加电压而产生自电晕放电进一步发展而成的放电。在该放电装置产生的放电是断断续续地产生被绝缘击穿为自放电电极向周围延伸的放电路径的放电。针对专利文献1所记载的放电装置而言，通过产生高能量的放电，与电晕放电相比能够增大有效成分的生成量。
3.此外，在专利文献1记载了对置电极具备与放电电极相对的针状电极部。由此，放电装置在放电电极与针状电极部之间稳定地产生断断续续地发生放电路径的放电。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2018-22574号公报


技术实现要素：

7.本公开的目的在于提供一种能够实现有效成分的生成效率的进一步提高的放电装置和电极装置。
8.本公开的一技术方案的放电装置具有放电电极、对置电极、电压外加电路以及液体供给部。所述放电电极为柱状的电极。所述对置电极与所述放电电极相对。所述电压外加电路通过将外加电压外加于所述放电电极与所述对置电极之间而产生放电。所述液体供给部向所述放电电极供给液体。所述液体因放电而沿着所述放电电极的中心轴线伸缩。所述对置电极具有周边电极部和突出电极部。所述周边电极部向与所述放电电极相反的一侧凸出，在顶端面形成有开口部。所述突出电极部从所述周边电极部向所述开口部内突出。在沿着所述放电电极的所述中心轴线的方向上，所述液体伸长的状态下的所述液体的顶端位于与所述周边电极部的外周缘相同的位置或者比所述外周缘靠所述放电电极侧的位置。
9.本公开的一技术方案的电极装置为在所述放电装置中使用的电极装置，其具有所述放电电极和所述对置电极，并且被从所述电压外加电路外加所述外加电压。
10.本公开的一技术方案的放电装置具有放电电极、对置电极以及电压外加电路。所述放电电极为柱状的电极。所述对置电极与所述放电电极相对。所述电压外加电路通过将外加电压外加于所述放电电极与所述对置电极之间而产生放电。所述对置电极具有周边电极部和突出电极部。所述周边电极部向与所述放电电极相反的一侧凸出，在顶端面形成有开口部。所述突出电极部从所述周边电极部向所述开口部内突出。在沿着所述放电电极的中心轴线的方向上，所述放电电极的顶端位于比所述周边电极部的外周缘靠所述放电电极侧的位置。
11.根据本公开，具有能够实现有效成分的生成效率的进一步提高这样的优点。
附图说明
12.图1a是示意地表示实施方式1的放电装置的电极装置的主要部分的局部剖切后的立体图。
13.图1b是示意地表示实施方式1的电极装置的主要部分的剖视图。
14.图2是实施方式1的放电装置的框图。
15.图3是表示实施方式1的放电装置的主要部分的概略立体图。
16.图4是表示实施方式1的放电装置的主要部分的概略俯视图。
17.图5表示实施方式1的放电装置的主要部分，且是图4的a1-a1线剖视图。
18.图6a是实施方式1的放电装置的对置电极的俯视图。
19.图6b是实施方式1的对置电极的仰视图。
20.图7a是表示实施方式1的电极装置的对置电极的主要部分的俯视图。
21.图7b是图7a的a1-a1线剖视图。
22.图7c是图7a的b1-b1线剖视图。
23.图8a示意地表示实施方式1的电极装置的主要部分，且是液体伸长的状态的剖视图。
24.图8b示意地表示实施方式1的电极装置的主要部分，且是液体收缩的状态的剖视图。
25.图9a是表示电晕放电的放电形态的示意图。
26.图9b是表示全路击穿放电的放电形态的示意图。
27.图9c是表示局部击穿放电的放电形态的示意图。
28.图10a是表示实施方式2的电极装置的对置电极的示意性的俯视图。
29.图10b是表示实施方式2的电极装置的对置电极的示意性的俯视图。
30.图10c是表示实施方式2的电极装置的对置电极的示意性的俯视图。
31.图10d是表示实施方式2的电极装置的对置电极的示意性的俯视图。
具体实施方式
32.(实施方式1)
33.(1)概要
34.以下，参照图1a、图1b以及图2说明本实施方式的放电装置10和电极装置3的概要。
35.如图1a和图1b所示，本实施方式的电极装置3具有放电电极1和对置电极2。该电极装置3构成为，将外加电压v1(参照图2)外加于放电电极1与对置电极2之间，由此产生放电。
36.另外，如图2所示，电极装置3与电压外加电路4和液体供给部5一同构成放电装置10。换言之，本实施方式的放电装置10具有电极装置3、电压外加电路4以及液体供给部5。电压外加电路4通过将外加电压v1外加于放电电极1与对置电极2之间，由此产生放电。液体供给部5向放电电极1供给液体50(参照图8a)。放电装置10通过在电极装置3产生放电，由此生成有效成分。本公开所说的“有效成分”是指，通过在电极装置3的放电所生成的成分，作为一个例子，为含有oh自由基的带电微粒液、oh自由基、o2自由基、负离子、正离子、臭氧或硝
酸根离子等。这些有效成分是不仅限于除菌、脱臭、保湿、保鲜或病毒的非活化，而且在各种场合起到有用的效果的基。
37.在该放电装置10中，利用在放电装置10产生的放电将液体50静电雾化。即，放电装置10例如在自液体供给部5供给的液体50附着于放电电极1的表面从而在放电电极1保持有液体50的状态下，自电压外加电路4对放电电极1与对置电极2之间外加电压。由此，当在放电电极1与对置电极2之间产生放电时，被保持于放电电极1的液体50因放电而被静电雾化。这样，本实施方式的放电装置10构成了利用放电将液体50静电雾化并且生成作为有效成分的带电微粒液的静电雾化装置(有效成分生成系统)。在本公开中，被保持于放电电极1的液体50即作为静电雾化的对象的液体50也被简称为“液体50”。
38.特别是在本实施方式中，电压外加电路4通过使外加电压v1的大小周期性地变动而间歇性地产生放电。通过使外加电压v1周期性地变动而使液体50产生机械性的振动。本公开中所说的“外加电压”是指为了产生放电而由电压外加电路4外加于放电电极1与对置电极2之间的电压。
39.通过对放电电极1与对置电极2之间外加电压(外加电压v1)，被保持于放电电极1的液体50受到因电场产生的力而形成被称作泰勒锥(taylor cone)的圆锥状的形状(参照图8a)，详见后述。然后，电场集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)，从而产生放电。此时，泰勒锥的顶端部越尖，也就是圆锥的顶角越小(越是锐角)，绝缘击穿所需的电场强度越小，越易于产生放电。
40.被保持于放电电极1的液体50伴随着机械性的振动，沿着放电电极1的中心轴线p1(参照图8b)伸缩，由此交替地变形为第1形状和第2形状。第1形状为液体50沿着放电电极1的中心轴线p1伸长的状态，即泰勒锥的形状(参照图8a)。第2形状为液体50收缩的状态，即泰勒锥的顶端部被压扁的形状(参照图8b)。其结果是，由于周期性地形成如上述那样的泰勒锥，因此，与泰勒锥的形成时机相配合而间歇性地产生放电。
41.另外，本实施方式的放电装置10如上所述具有放电电极1、对置电极2、电压外加电路4以及液体供给部5。如图1a和图1b所示，放电电极1为柱状的电极。对置电极2与放电电极1相对。电压外加电路4通过将外加电压v1外加于放电电极1与对置电极2之间，由此产生放电。液体供给部5向放电电极1供给液体50。液体50因放电而沿着放电电极1的中心轴线p1伸缩。对置电极2具有周边电极部21和突出电极部22。周边电极部21向与放电电极1相反的一侧凸出。周边电极部21在顶端面形成有开口部23。突出电极部22从周边电极部21向开口部23内突出。在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上，液体50伸长的状态下的液体50的顶端位于与周边电极部21的外周缘210相同的位置或者比外周缘210靠放电电极1侧的位置(参照图8a)。
42.根据上述的结构，当对放电电极1与对置电极2之间外加电压(外加电压v1)时，电场均能够集中于与放电电极1相对的对置电极2中的、周边电极部21和突出电极部22。不过，由于突出电极部22自周边电极部21向开口部23内突出，因此，与周边电极部21相比，突出电极部22处的电场集中的程度较高。因此，当被保持于放电电极1的液体50受到因电场产生的力而形成泰勒锥时，电场容易集中于例如泰勒锥的顶端部(顶点部)与突出电极部22之间。因此，在液体50与突出电极部22之间，产生能量较高的放电，能够使在被保持于放电电极1的液体50产生的电晕放电进一步发展至高能量的放电。其结果是，容易在放电电极1与对置
电极2之间断断续续地形成至少局部被绝缘击穿的放电路径l1(参照图9b)，有效成分的生成效率不易降低。
43.并且，周边电极部21向与放电电极1相反的一侧凸出，在周边电极部21的顶端面形成有开口部23，因此，利用电场对被保持于放电电极1的液体50作用有将液体50向周边电极部21侧吸引这样的力。并且，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上，液体50伸长的状态下的液体50的顶端位于与周边电极部21的外周缘210相同的位置或者比外周缘210靠放电电极1侧的位置。由此，在被保持于放电电极1的液体50进行机械性的振动时，例如对液体50持续作用有将该液体50向周边电极部21吸引的方向的力，因而能够将液体50的振幅抑制为较小。即，即使在液体50收缩的状态下，也对液体50施加将液体50向周边电极部21吸引的方向的偏向，因而液体50不会成为完全被压扁的形状，能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为较小。其结果是，能够提高液体50的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
44.(2)详细
45.以下，参照图1a～图9c来说明本实施方式的放电装置10和电极装置3的详细内容。
46.以下，作为一个例子，设定相互正交的x轴、y轴以及z轴这3个轴，特别是，将沿着放电电极1的中心轴线p1的轴设为“z轴”。并且，将从放电电极1观察时的对置电极2侧规定为z轴的正向。x轴、y轴以及z轴都是假想的轴，图中的表示“x”、“y”以及“z”的箭头只不过是为了说明而标明的，均不伴有实体。另外，上述的方向并非旨在限定电极装置3的使用时的方向。
47.(2.1)整体结构
48.如上所述，本实施方式的放电装置10如图2所示，具有电极装置3、电压外加电路4以及液体供给部5。本实施方式的放电装置10具有电极装置3和电压外加电路4。
49.电极装置3具有放电电极1和对置电极2。在图2中，示意地表示放电电极1和对置电极2的形状。电极装置3如上所述，通过对所述放电电极1与对置电极2之间外加电压而产生放电。
50.如图1a和图1b所示，放电电极1是沿z轴延伸的柱状的电极。放电电极1在长度方向(z轴方向)的一端部(顶端部)具有放电部11，在长度方向的另一端部(与顶端部相反的那一侧的端部)具有基端部12(参照图5)。放电电极1是至少放电部11形成为顶端细形状的针型电极。这里所说的“顶端细形状”不限定于顶端尖锐地变尖的形状，如图1a等所示，也包含顶端带圆角的形状。
51.对置电极2配置为与放电电极1的放电部11相对。并且，如上所述，对置电极2具有周边电极部21和突出电极部22。周边电极部21配置为，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时，围绕放电电极1的中心轴线p1。突出电极部22在从放电电极1的中心轴线p1的一侧(z轴的正侧)观察时，从周边电极部21的周向的局部朝向放电电极1的中心轴线p1突出。
52.在本实施方式中，如图3～图5所示，对置电极2具有沿x轴方向较长的板状的平板部24。并且，如图5所示，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向(z轴方向)上，放电电极1与对置电极2分开。换言之，如图5所示，放电电极1和对置电极2在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向(z轴方向)上处于相互分开的位置关系。
53.这里，在平板部24的局部形成有沿平板部24的厚度方向(z轴方向)贯通平板部24
的开口部23。对置电极2的位于该开口部23的周边的部分成为周边电极部21。并且，自周边电极部21向开口部23内突出的部分成为突出电极部22。
54.放电电极1和对置电极2被保持于具有电绝缘性的合成树脂制的外壳6。作为一个例子，平板部24利用设于外壳6的多个(这里为4个)铆接突起61(参照图3)通过热铆接等铆接结合于外壳6。由此，对置电极2被保持于外壳6。
55.这里，以对置电极2的厚度方向(开口部23的贯通方向)与放电电极1的长度方向(z轴方向)一致并且放电电极1的放电部11位于对置电极2的开口部23的中心附近的方式决定对置电极2与放电电极1的位置关系。也就是说，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧(z轴的正向侧)观察时，开口部23的中心位于放电电极1的中心轴线p1上。也就是说，在对置电极2与放电电极1之间至少利用对置电极2的开口部23确保间隙(空间)。换言之，对置电极2配置为隔着间隙与放电电极1相对，并与放电电极1电绝缘。
56.电极装置3的放电电极1和对置电极2的更详细的形状在“(2.3)电极装置”一栏中会进行说明。
57.液体供给部5对放电电极1供给静电雾化用的液体50。作为一个例子，使用将放电电极1冷却而在放电电极1产生结露水的冷却装置51实现液体供给部5。具体而言，作为一个例子，如图5所示，冷却装置51具有散热板512和多个(在图示的例子中是两个)珀耳帖元件511。多个珀耳帖元件511例如通过焊锡与散热板512机械性地连接且电连接，而被保持于散热板512。多个珀耳帖元件511各自的一端部(散热板512侧)为散热端，另一端部(与散热板512相反的那一侧)为吸热端。
58.另外，多个珀耳帖元件511与放电电极1机械性地连接。这里，放电电极1在基端部12与冷却装置51机械性地连接，多个珀耳帖元件511在吸热端与放电电极1机械性地连接。也就是说，放电电极1和冷却装置51(多个珀耳帖元件511)热耦合。
59.针对该冷却装置51而言，通过对多个珀耳帖元件511通电，能够冷却与珀耳帖元件511热耦合的放电电极1。此时，冷却装置51经由基端部12冷却放电电极1的整体。由此，空气中的水分凝结而作为结露水附着于放电电极1的表面。即，液体供给部5构成为将放电电极1冷却而在放电电极1的表面生成作为液体50的结露水。在该结构中，液体供给部5能够利用空气中的水分向放电电极1供给液体50(结露水)，因此不需要向放电装置10供给以及补充液体。
60.电压外加电路4与电极装置3和液体供给部5一同构成放电装置10，如上所述是通过将外加电压v1外加于放电电极1与对置电极2之间而发生放电的电路。
61.如图2所示，电压外加电路4具有电压产生电路41、驱动电路42以及控制电路43。另外，电压外加电路4还具有限制电阻r1。电压产生电路41是自电源接受电力的供给而生成向电极装置3外加的电压(外加电压v1)的电路。这里所说的“电源”是向电压产生电路41等供给动作用的电力的电源，作为一个例子，是产生几v～十几v程度的直流电压的电源电路。驱动电路42是驱动电压产生电路41的电路。控制电路43例如基于监视对象控制驱动电路42。这里所说的“监视对象”包括电压外加电路4的输出电流和输出电压中的至少一者。
62.电压产生电路41例如是dc/dc转换器，使来自电源的输入电压升压并将升压后的电压作为外加电压v1输出。电压产生电路41的输出电压作为外加电压v1外加于电极装置3(放电电极1和对置电极2)。
63.电压产生电路41与电极装置3(放电电极1和对置电极2)电连接。电压产生电路41对电极装置3外加高电压。这里，电压产生电路41构成为将放电电极1作为负极(接地)，将对置电极2作为正极(正)地对放电电极1与对置电极2之间外加高电压。换言之，在自电压外加电路4对电极装置3外加了高电压的状态下，在放电电极1与对置电极2之间产生以放电电极1侧为低电位且以对置电极2侧为高电位的电位差。这里所说的“高电压”只要是设定为在电极装置3中发生后述的全路击穿放电或局部击穿放电的电压即可，作为一个例子，是峰值成为6.0kv左右的电压。全路击穿放电和局部击穿放电会在“(2.4)放电的方式”一栏中详细说明。其中，自电压外加电路4外加于电极装置3的高电压不限定于6.0kv左右，例如能够依据放电电极1和对置电极2的形状或者放电电极1与对置电极2之间的距离等适当地设定。
64.另外，限制电阻r1插入在电压产生电路41与电极装置3之间。换言之，电压外加电路4具有产生外加电压v1的电压产生电路41和插入在电压产生电路41的一输出端与电极装置3之间的限制电阻r1。限制电阻r1是用于限制在绝缘击穿后流动的放电电流的峰值的电阻器。也就是说，限制电阻r1具有以下功能，即，通过限制放电时流向电极装置3的电流而保护电极装置3和电压外加电路4不受过电流影响。
65.在本实施方式中，限制电阻r1插入在电压产生电路41与对置电极2之间。如上所述，对置电极2为正极(正)，因此限制电阻r1插入在电压产生电路41的高电位侧的输出端与电极装置3之间。
66.这里，电压外加电路4的动作模式包含第1模式和第2模式这两种模式。第1模式是用于使外加电压v1随着时间流逝而上升，自电晕放电发展而在放电电极1与对置电极2之间形成至少局部被绝缘击穿的放电路径l1从而产生放电电流的模式。第2模式是用于使电极装置3处于过电流状态而利用控制电路43等切断放电电流的模式。本公开所说的“放电电流”是指通过放电路径l1流动的比较大的电流，不包含在形成放电路径l1前的电晕放电时产生的数μa程度的微小电流。本公开所说的“过电流状态”是指负荷因放电而下降，设想值以上的电流流向电极装置3的状态。
67.在本实施方式中，控制电路43通过控制驱动电路42而控制电压外加电路4。控制电路43以在电压外加电路4被驱动的驱动期间内电压外加电路4交替地反复第1模式和第2模式的方式控制驱动电路42。这里，控制电路43以使自电压外加电路4外加于电极装置3的外加电压v1的大小以驱动频率周期性地变动的方式以驱动频率进行第1模式与第2模式的切换。本公开所说的“驱动期间”是驱动电压外加电路4以使电极装置3产生放电的期间。
68.即，电压外加电路4不是使外加于包含放电电极1的电极装置3的电压的大小保持为恒定值，而是使该电压的大小以预定范围内的驱动频率周期性地变动。电压外加电路4通过使外加电压v1的大小周期性地变动而间歇性地产生放电。也就是说，与外加电压v1的变动周期相配合地，周期性地形成放电路径l1而周期性地发生放电。以下，也将产生放电(全路击穿放电或局部击穿放电)的周期称为“放电周期”。由此，作用于被放电电极1保持的液体50的电能的大小以驱动频率周期性地变动，结果被保持于放电电极1的液体50以驱动频率机械性地振动。
69.这里，为了增大液体50的变形量，优选将外加电压v1的变动的频率即驱动频率设定在包含被保持于放电电极1的液体50的共振频率(固有振动频率)的预定范围内，也就是液体50的共振频率附近的值。本公开所说的“预定范围”是在以该预定范围内的频率使施加
于液体50的力(能量)振动时液体50的机械性的振动增幅那样的频率的范围，并且是以液体50的共振频率作为基准而规定了下限值和上限值的范围。也就是说，将驱动频率设定为液体50的共振频率附近的值。在该情况下，随着外加电压v1的大小的变动而发生的液体50的机械性的振动的振幅变得比较大，结果随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量增大。液体50的共振频率例如取决于液体50的体积(量)、表面张力以及粘度等。
70.即，在本实施方式的放电装置10中，液体50以其共振频率附近的驱动频率机械性地振动，从而以比较大的振幅进行振动。因此，液体50的在电场进行了作用时产生的泰勒锥的顶端部(顶点部)形成为更尖(锐角)的形状。因而，与液体50以偏离其共振频率的频率机械性地振动的情况相比，在形成了泰勒锥的状态下绝缘击穿所需的电场强度减小，易于产生放电。由此，例如即使存在自电压外加电路4外加于电极装置3的电压(外加电压v1)的大小的偏差、放电电极1的形状的偏差或供给到放电电极1的液体50的量(体积)的偏差等，也能稳定地发生放电。另外，电压外加电路4能将外加于包含放电电极1的电极装置3的电压的大小抑制为比较低。因此，能够简化电极装置3周边处的绝缘对策用的构造，或者降低用于电压外加电路4等的部件的耐压。
71.不过，在本实施方式中，即使在液体50收缩的状态下，也对液体50施加将液体50向周边电极部21吸引的方向的偏向，从而能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为稍小。由此，本实施方式的放电装置10能提高液体50的振动频率，谋求有效成分的生成效率的提高。关于提高液体50的振动频率的原理的说明，详见“(2.5)液体的振动频率”这一栏。
72.(2.2)动作
73.以上说明的结构的放电装置10通过使电压外加电路4如以下那样动作，而使电极装置3(放电电极1和对置电极2)产生放电。
74.即，控制电路43在形成放电路径l1前的期间内，将电压外加电路4的输出电压设为监视对象，当监视对象(输出电压)成为最大值α以上时，减少自电压产生电路41输出的能量。而在形成了放电路径l1后，控制电路43将电压外加电路4的输出电流设为监视对象，当监视对象(输出电流)成为阈值以上时，减少自电压产生电路41输出的能量。由此，电压外加电路4使外加于电极装置3的电压下降，并以使电极装置3处于过电流状态而切断放电电流的第2模式进行动作。也就是说，电压外加电路4的动作模式从第1模式切换为第2模式。
75.此时，电压外加电路4的输出电压和输出电流均下降，因此控制电路43使驱动电路42再次进行动作。由此，外加于电极装置3的电压随着时间流逝而上升，自电晕放电发展，在放电电极1与对置电极2之间形成至少局部被绝缘击穿的放电路径l1。
76.在驱动期间内，控制电路43反复进行上述的动作，从而电压外加电路4以交替地反复第1模式和第2模式的方式进行动作。由此，作用于被放电电极1保持的液体50的电能的大小以驱动频率周期性地变动，液体50以驱动频率机械性地振动。
77.总之，通过自电压外加电路4对包含放电电极1的电极装置3外加电压，从而使因电场产生的力作用于被放电电极1保持的液体50而使液体50变形。此时，作用于被放电电极1保持的液体50的力f1由液体50所含有的电荷量q1与电场e1的积来表示(f1＝q1
×
e1)。特别是，在本实施方式中，由于对与放电电极1的放电部11相对的对置电极2和放电电极1之间外加电压，因此，在电场的作用下，液体50被作用有向对置电极2侧拉拽的方向的力。结果，如
图8a所示，被保持于放电电极1的放电部11的液体50受到因电场产生的力，而沿放电电极1的中心轴线p1(即沿z轴方向)向对置电极2侧伸长，形成被称作泰勒锥的圆锥状的形状。若外加于电极装置3的电压自图8a所示的状态减小，则作用于液体50的力因电场的影响也减小，从而液体50变形。结果，如图8b所示，被保持于放电电极1的放电部11的液体50收缩。
78.并且，通过使外加于电极装置3的电压的大小以驱动频率周期性地变动，从而被保持于放电电极1的液体50交替地变形为图8a所示的形状和图8b所示的形状。即，在本实施方式中，放电电极1以放电部11由液体50覆盖的方式保持液体50。液体50因放电而沿放电电极1的中心轴线p1(即沿z轴方向)伸缩。由于电场集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)而发生放电，因此如图8a所示在泰勒锥的顶端部尖锐的状态下产生绝缘击穿。因而，与驱动频率相配合而间歇性地发生放电(全路击穿放电或局部击穿放电)。
79.由此，被保持于放电电极1的液体50因放电而被静电雾化。结果，在放电装置10中，生成由含有自由基的纳米尺寸的带电微粒液构成的有效成分。所生成的有效成分(带电微粒液)例如经由对置电极2的开口部23向放电装置10的周围放出。
80.(2.3)电极装置
81.接下来，参照图1a、图1b以及图6a～图8b说明在本实施方式的放电装置10中使用的电极装置3(放电电极1和对置电极2)的更详细的形状。在图1a、图1b、图8a以及图8b中，示意地表示构成电极装置3的放电电极1和对置电极2的主要部分，对于除放电电极1和对置电极2以外的结构，适当地省略图示。图1a是沿图4的b1-b1线剖切后的示意性的立体图，图1b是沿图4的b1-b1线剖切后的示意性的剖视图。图6a～图7c是只表示对置电极2的图。
82.即，在本实施方式中，如上所述，对置电极2具有周边电极部21和突出电极部22。周边电极部21配置为，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时(即从z轴的一侧观察时)，围绕放电电极1的中心轴线p1(参照图7a)。突出电极部22在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时(即从z轴的一侧观察时)，从周边电极部21的周向的局部朝向放电电极1的中心轴线p1突出(参照图7a)。
83.作为一个例子，放电电极1由钛合金(ti合金)等导电性的金属材料形成。如图1a和图1b所示，放电电极1是沿z轴延伸的圆柱状的电极。放电电极1在长度方向(z轴方向)的一端部(顶端部)具有放电部11。
84.在本实施方式中，放电电极1的顶端部(放电部11)整体形成为大致半球状。换言之，放电电极1的顶端面即在z轴方向上朝向对置电极2侧的面包含曲面。在本实施方式中，将放电电极1中的、在z轴方向上朝向对置电极2侧(z轴的正向)的面设为放电部11。在利用液体供给部5向放电电极1供给液体50时，液体50以覆盖至少放电部11的方式被保持于放电电极1(参照图8a和图8b)。
85.另一方面，作为一个例子，对置电极2由钛合金(ti合金)等导电性的金属材料形成。在本实施方式中，对置电极2如上述那样具有板状的平板部24。并且，如图6a～图7c所示，在平板部24的局部形成有沿平板部24的厚度方向(z轴方向)贯通平板部24的开口部23。对置电极2的位于该开口部23的周边的部分成为周边电极部21。并且，自周边电极部21向开口部23内突出的部分成为突出电极部22。
86.并且，在对置电极2设有从周边电极部21向外侧延伸的外延部25。即，在本实施方式的放电装置10中，对置电极2除了具有周边电极部21、突出电极部22以及平板部24之外，
还具有外延部25。
87.更详细而言，在平板部24的局部形成有在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向(z轴方向)上向离开放电电极1的方向(z轴的正向)突出的穹顶状的周边电极部21。即，周边电极部21向与放电电极1相反的一侧(z轴的正向侧)凸出。作为一个例子，周边电极部21是通过拉深加工使平板部24的局部凹陷而形成为在z轴方向上扁平的半球壳状(穹顶状)的。如图7b和图7c所示，周边电极部21具有向与放电电极1相反的一侧凹陷的内表面212。内表面212是以z轴方向上的放电电极1侧的端缘的内径大于与放电电极1相反的一侧的端缘的内径的方式相对于放电电极1的中心轴线p1倾斜的坡面。
88.另外，在周边电极部21的中央部形成有开口部23。在向与放电电极1相反的一侧(z轴的正向侧)凸出的周边电极部21的顶端面形成有开口部23。开口部23呈圆形开口，沿对置电极2的厚度方向(z轴方向)贯通对置电极2。即，周边电极部21具有呈圆形开口的开口部23。在图7a中，分别用假想线(双点划线)表示周边电极部21的内周缘231(也就是开口部23的周缘)和外周缘210。换言之，在图7a中，成为同心圆的两条假想线(双点划线)间的区域是周边电极部21。开口部23的中心位于放电电极1的中心轴线p1上。
89.另外，突出电极部22从周边电极部21向开口部23内突出。这里，突出电极部22从周边电极部21的内周缘231(即开口部23的周缘)朝向开口部23的中心突出。在本实施方式中，设有多个突出电极部22。即，在本实施方式中，对置电极2具有多个突出电极部22。
90.对置电极2优选为具有3个以上的突出电极部22。在本实施方式中，作为一个例子，对置电极2具有4个突出电极部22。通过像这样对置电极2具有3个以上的突出电极部22，从而与突出电极部22为两个以下的情况相比，能够缓和突出电极部22处的电场集中。多个突出电极部22分别从周边电极部21的周向的局部朝向放电电极1的中心轴线p1突出。
91.这里，多个(这里为4个)突出电极部22在周边电极部21的周向上等间隔地配置。即，多个突出电极部22在开口部23的周向上等间隔地配置。在本实施方式中，对置电极2具有4个突出电极部22，因此，该4个突出电极部22设于在周边电极部21的周向(开口部23的周向)上呈90度旋转对称的位置。即，多个突出电极部22设于以开口部23的中心为对称点(对称中心)的点对称的位置。在图7a中，在将x轴的正方向(右方)规定为“0度”，将y轴的正方向(上方)规定为“90度”的情况下，4个突出电极部22分别设于45度、135度、225度、315度的位置。作为一个例子，通过冲裁加工形成上述这样的开口部23和多个突出电极部22。
92.另外，多个(这里为4个)突出电极部22具有共同的形状。换言之，多个突出电极部22具有相对于放电电极1的中心轴线p1呈90度旋转对称的形状。因此，从位于放电电极1的中心轴线p1上的放电部11至突出电极部22的距离对于多个突出电极部22而言大致均等。
93.另外，本实施方式的电极装置3构成为：为了增加有效成分的生成量，在放电电极1的放电部11与对置电极2的突出电极部22之间断断续续地形成至少局部被绝缘击穿的放电路径l1。在该情况下，为了降低臭氧的产生量，优选使电场集中于突出电极部22的顶端部分。
94.因此，例如，如图7a所示，突出电极部22优选为在俯视时整体呈圆弧状。换言之，优选为，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时(即从z轴的一侧观察时)，突出电极部22的外周缘整体呈圆弧状。本公开所说的“圆弧状”不局限于作为正圆的局部的形状，也包含顶端为大致相同的曲率半径的r面(曲面)这样的形状整体。即，突出电极部22的顶端面221
如图7a所示，在俯视时为圆弧状。若为这样的形状，则并不是电场均匀地作用于俯视时的突出电极部22的顶端面221的整体，而是电场容易集中于突出电极部22的顶端面221中的、俯视时与放电电极1(特别是放电部11)之间的距离最短的顶点。其结果是，具有放电部11与突出电极部22之间的放电容易稳定这样的优点。
95.另外，在突出电极部22的俯视下的顶端面221(顶点)尖锐的情况下，该部分会因电场集中而易于发生电蚀，放电状态可能随时间变化。因此，为了不使放电状态随时间变化，优选突出电极部22的俯视下的顶端面221包含曲面。
96.并且，对置电极2处的电场集中的程度根据对置电极2的与放电电极1(特别是放电部11)相对的相对面的形状而变化。在本实施方式中，通过将对置电极2的与放电电极1(特别是放电部11)相对的相对面设为r面(曲面)，来稍微缓和对置电极2处的电场集中。具体而言，对置电极2的以下4个部位中的至少一个部位包含r面。第1个部位为如图7a所示从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时的突出电极部22的顶端面221。第2个部位为如图7c所示包含放电电极1的中心轴线p1和突出电极部22的顶端的假想平面vp1(参照图8a)内的、突出电极部22的靠放电电极1侧的角部222。第3个部位为如图7c所示假想平面vp1内的、周边电极部21的靠放电电极1侧的角部211。第4个部位为如图7c所示假想平面vp1内的、周边电极部21的内表面212。图8a和图8b为以包含放电电极1的中心轴线p1和突出电极部22的顶端的假想平面vp1剖切后的剖视图。
97.在本实施方式中，该4个部位全部包含弯曲形状。即，俯视时的突出电极部22的顶端面221以及假想平面vp1内的角部222、角部211和内表面212均包含弯曲形状。并且，在本实施方式中，除了该4个部位以外，从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时的(俯视时的)、周边电极部21的内周缘231(开口部23的周缘)也包含弯曲形状。
98.周边电极部21的角部211由周边电极部21中的、位于距放电部11最近的位置的角部形成。在本实施方式中，角部211是形成为穹顶状的周边电极部21的内表面212中的在z轴方向上的放电电极1侧的缘部。换言之，角部211是周边电极部21中的朝向放电电极1的中心轴线p1侧的面(内表面212)与朝向z轴的负向的面之间的角部。角部211在周边电极部21的周向的整周范围内形成。因此，角部211形成为在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时呈以中心轴线p1为中心的圆形。由此，在角部211的整周范围内，从位于放电电极1的中心轴线p1上的放电部11到角部211的距离大致均等。
99.突出电极部22的角部222由突出电极部22中的、位于距放电部11最近的位置的角部形成。在本实施方式中，角部222是在俯视时形成为圆弧状的突出电极部22的顶点中的在z轴方向上的放电电极1侧的缘部。换言之，角部222是突出电极部22中的朝向放电电极1的中心轴线p1侧的面与朝向z轴的负向的面之间的角部。这里，从位于放电电极1的中心轴线p1上的放电部11到角部222的距离对于多个(这里是4个)突出电极部22而言大致均等。
100.更详细而言，该5个部位均形成为圆弧状。另外，该5个部位中的、周边电极部21的内表面212和周边电极部21的内周缘231为向与放电部11相反的一侧凸出的、即以放电部11侧为凹面的圆弧状。另一方面，突出电极部22的顶端面221、周边电极部21的角部211以及突出电极部22的角部222为向放电部11侧凸出的圆弧状。而且，该5个部位的弯曲形状的曲率半径优选满足以下的大小关系。即，该5个部位从曲率半径较大的一侧起，依次为周边电极部21的内表面212、周边电极部21的内周缘231、突出电极部22的顶端面221、周边电极部21
的角部211、突出电极部22的角部222。
101.总之，周边电极部21的内表面212的曲率半径最大。而且，突出电极部22的顶端面221的弯曲形状的曲率半径比突出电极部22的放电电极1侧的角部222的弯曲形状的曲率半径大。即，与俯视时的突出电极部22的顶端面221相比，假想平面vp1内的、突出电极部22的放电电极1侧的角部222的曲率半径较小。另外，突出电极部22的顶端面221的弯曲形状的曲率半径比周边电极部21的内表面212的弯曲形状的曲率半径小。即，与俯视时的突出电极部22的顶端面221相比，假想平面vp1内的、周边电极部21的内表面212的曲率半径较大。作为一个例子，周边电极部21的内周缘231的曲率半径优选为2.0mm以上且5.0mm以下。更详细而言，周边电极部21的内周缘231的曲率半径优选为3.5mm以下。
102.外延部25为从周边电极部21向外侧延伸的部分。如图7b和图7c所示，外延部25形成为越远离周边电极部21，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上越远离放电电极1。在本实施方式中，外延部25位于周边电极部21的周边，将平板部24和周边电极部21连结。即，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时(俯视时)，周边电极部21和外延部25形成为以中心轴线p1为中心的同心圆状。而且，在外延部25中，以与周边电极部21相连的内周部为基准，与平板部24相连的外周部位于在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上与放电电极1相反的一侧即z轴的正向侧。换言之，外延部25以z轴方向上的放电电极1侧的端缘的内径小于与放电电极1相反的一侧(平板部24侧)的端缘的内径的方式相对于放电电极1的中心轴线p1倾斜。
103.因此，对置电极2如图7b和图7c所示，形成为从开口部23朝向外周侧(平板部24侧)而向z轴的负向延伸并进一步从其顶端向z轴的正向延伸的形状。由此，在对置电极2，在开口部23的周围跨开口部23的整周地形成有向z轴的负向凹陷的、剖面呈大致字母v形的凹部(槽)。作为一个例子，外延部25是通过拉深加工使平板部24的局部凹陷而与周边电极部21一起形成的。
104.通过对置电极2具有这样的外延部25，能够使对置电极2的除周边电极部21和突出电极部22以外的部位远离放电电极1(特别是放电部11)。总之，通过使对置电极2中的、周边电极部21的外周缘210的外侧的部位在z轴方向上远离放电电极1，能够抑制在外延部25或平板部24与放电电极1之间产生不必要的电场。结果，能够在对置电极2中的周边电极部21及突出电极部22与放电电极1之间高效地产生电场。
105.另外，如图1a和图1b所示，从周边电极部21至放电电极1的距离d1为从突出电极部22至放电电极1的距离d2以上(d1≥d2)。优选的是，从周边电极部21至放电电极1的距离d1比从突出电极部22至放电电极1的距离d2长。
106.本公开所说的“距离d1”是指，从周边电极部21至放电电极1的最短距离，在本实施方式中是连结周边电极部21的角部211的一点和放电部11的一点的线段的长度。另外，本公开所说的“距离d2”是指从突出电极部22至放电电极1的最短距离，在本实施方式中是连结突出电极部22的角部222的一点和放电部11的一点的线段的长度。即，从周边电极部21至放电部11的距离d1为从角部211至放电部11的距离。从突出电极部22至放电部11的距离d2为从角部222至放电部11的距离。
107.另外，在本实施方式中，如上述那样，液体50以覆盖放电部11的方式保持于放电电极1，液体50因放电而沿着放电电极1的中心轴线p1(即沿z轴方向)伸缩。这里，在液体50沿
着放电电极1的中心轴线p1伸长的状态下，如图8a所示，液体50成为泰勒锥的形状(第1形状)。另一方面，在液体50收缩的状态下，如图8b所示，液体50成为泰勒锥的顶端部被压扁的形状(第2形状)。
108.而且，如图8a所示，当液体50处于伸长的状态(第1形状)时，优选代替放电部11而以液体50为基准如以下这样规定距周边电极部21和突出电极部22的距离。即，如图8a所示，在液体50伸长的状态下，从液体50到周边电极部21的距离d3为从液体50到突出电极部22的距离d4以上(d3≥d4)。
109.本公开所说的“距离d3”是指从处于伸长的状态的液体50到周边电极部21的最短距离，在本实施方式中是连结周边电极部21的角部211的一点和第1形状的液体50的顶点的线段的长度。另外，本公开所说的“距离d4”是指从处于伸长的状态的液体50到突出电极部22的最短距离，在本实施方式中是连结突出电极部22的角部222的一点和第1形状的液体50的顶点的线段的长度。即，从液体50至周边电极部21的距离d3为从角部211至第1形状(泰勒锥)的液体50的距离。从液体50至突出电极部22的距离d4为从角部222至第1形状(泰勒锥)的液体50的距离。
110.这里，在包含放电电极1的中心轴线p1和突出电极部22的顶端的假想平面vp1内，连结液体50和突出电极部22的顶端的假想线的、相对于放电电极1的中心轴线p1的倾斜角度θ1为67度以下。这里所说的“连结液体50和突出电极部22的顶端的假想线”是指从处于伸长的状态的液体50至突出电极部22的最短距离，是连结突出电极部22的角部222的一点和第1形状的液体50的顶点的线段(图8a中的表示距离d4的箭头)。
111.并且，如图8b所示，当液体50处于收缩的状态(第2形状)时，优选代替放电部11而以液体50为基准如以下这样规定距周边电极部21和突出电极部22的距离。即，如图8b所示，在液体50收缩的状态下，从液体50到周边电极部21的距离d5为从液体50到突出电极部22的距离d6以上(d5≥d6)。
112.本公开所说的“距离d5”是指从处于收缩的状态的液体50到周边电极部21的最短距离，在本实施方式中是连结周边电极部21的角部211的一点和第2形状的液体50的顶点的线段的长度。另外，本公开所说的“距离d6”是指从处于收缩的状态的液体50到突出电极部22的最短距离，在本实施方式中是连结突出电极部22的角部222的一点和第2形状的液体50的顶点的线段的长度。即，从液体50至周边电极部21的距离d5为从角部211至第2形状(泰勒锥的顶端部被压扁的形状)的液体50的距离。从液体50至突出电极部22的距离d6为从角部222至第2形状(泰勒锥的顶端部被压扁的形状)的液体50的距离。
113.这里，在包含放电电极1的中心轴线p1和突出电极部22的顶端的假想平面vp1内，连结液体50和突出电极部22的顶端的假想线的、相对于放电电极1的中心轴线p1的倾斜角度θ2为67度以下。这里所说的“连结液体50和突出电极部22的顶端的假想线”是指从处于收缩的状态的液体50至突出电极部22的最短距离，是连结突出电极部22的角部222的一点和第2形状的液体50的顶点的线段(图8b中的表示距离d6的箭头)。
114.这样，在本实施方式中，从液体50至突出电极部22的距离(d4或d6)为从液体50至周边电极部21的距离(d3或d5)以下。并且，在本实施方式中，从液体50至突出电极部22的距离比从液体50至周边电极部21的距离短(d4＜d3或者d6＜d5)。更详细而言，从液体50至突出电极部22的距离(d4或d6)优选为从液体50至周边电极部21的距离(d3或者d5)的9/10以
下。
115.并且，在包含放电电极1的中心轴线p1和突出电极部22的顶端的假想平面vp1内，连结液体50和突出电极部22的顶端的假想线的、相对于放电电极1的中心轴线p1的倾斜角度θ1、θ2为67度以下。假想线的、相对于放电电极1的中心轴线p1的倾斜角度θ1、θ2更优选为65度以下，进一步优选为62度以下。
116.这里，上述的距离d3～d6的大小关系以及倾斜角度θ1、θ2优选为，在图8a所示的液体50伸长的状态(第1形状)和图8b所示的液体50收缩的状态(第2形状)下均成立。
117.本实施方式的电极装置3通过采用上述那样的距离d1～d6的关系，具有以下这样的优点。即，由于从周边电极部21到放电部11的距离d1为从突出电极部22到放电部11的距离d2以上，因此在对放电电极1与对置电极2之间外加电压时，首先是作用于突出电极部22与放电部11之间的电场成为主导。这时，易于产生电晕放电。因而，不易产生持续发生绝缘击穿那样的辉光放电或电弧放电，从而不易产生由辉光放电或电弧放电导致的有效成分的生成效率的下降。
118.另外，在被保持于放电电极1的液体50受到因电场产生的力而形成泰勒锥时，从这时的(伸长的状态的)液体50到周边电极部21的距离d3比从液体50到突出电极部22的距离d4长。因此，电场易于集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)与突出电极部22之间。因而，在液体50与突出电极部22之间产生能量比较高的放电，能使产生于被放电电极1保持的液体50的电晕放电进一步发展至高能量的放电。结果，在放电电极1与对置电极2之间形成至少局部被绝缘击穿的放电路径l1。
119.不过，在图8a和图8b中，谋求放电装置10的稳定状态下的液体50。本公开所说的“稳定状态”是指，被保持于放电电极1的液体50的量维持为大致恒定的状态。即，从液体供给部5相对于放电电极1供给的液体50的量与因被静电雾化而从放电装置10释放出的液体50的量大致均衡，从而液体50的量处于大致恒定的稳定状态。对于上述距离d3～d6，均以处于这样的稳定状态的液体50为基准而规定。
120.另外，在本实施方式中，如上所述，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上，液体50伸长的状态下的液体50的顶端位于与周边电极部21的外周缘210相同的位置或者比外周缘210靠放电电极1侧的位置(参照图8a)。即，如图8a所示，液体50处于伸长的状态(第1形状)下的液体50的顶点(顶端)在z轴方向上位于与周边电极部21的外周缘210相同的位置或者比外周缘210靠放电电极1侧(z轴的负向侧)的位置。即，当设想与z轴正交的平面且是包含周边电极部21的外周缘210的平面时，第1形状的液体50的顶点(顶端)位于该平面内或者比该平面靠z轴的负向侧的位置。
121.根据该结构，能够利用电场对被保持于放电电极1的液体50始终作用有将液体50向周边电极部21侧吸引这样的力。总之，对置电极2的与液体50之间作用有电场的周边电极部21和突出电极部22在从液体50观察时始终位于z轴的正向侧，能够对液体50始终作用有向z轴的正向吸引的力。因此，在被保持于放电电极1的液体50进行机械性的振动时，例如对液体50持续作用有将该液体50向周边电极部21吸引的方向的力，因而能够将液体50的振幅抑制为较小。即，即使在液体50收缩的状态下，也对液体50施加将液体50向周边电极部21吸引的方向的偏向，因而液体50不会成为完全被压扁的形状，能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为较小。其结果是，能够提高液体50的振动频率，能够
实现有效成分的生成效率的提高。
122.另外，如图1a和图1b所示，在没有液体50的状态下，本实施方式的放电装置10的结构如以下所示。即，本实施方式的放电装置10具有放电电极1、对置电极2以及电压外加电路4。放电电极1为柱状的电极。对置电极2与放电电极1相对。电压外加电路4通过将外加电压v1外加于放电电极1与对置电极2之间，由此产生放电。对置电极2具有周边电极部21和突出电极部22。周边电极部21向与放电电极1相反的一侧凸出。周边电极部21在顶端面形成有开口部23。突出电极部22从周边电极部21向开口部23内突出。在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上，放电电极1的顶端位于比周边电极部21的外周缘210靠放电电极1侧的位置。
123.这样，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向上，放电电极1的顶端位于比周边电极部21的外周缘210靠放电电极1侧的位置的情况下，也能够期待与上述同样的效果。即，能够利用电场对被保持于放电电极1的液体50始终作用有将液体50向周边电极部21侧吸引这样的力。其结果是，能够提高液体50的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
124.(2.4)放电的方式
125.以下，参照图9a～图9c说明在对放电电极1与对置电极2之间外加了外加电压v1的情况下发生的放电形态的详细内容。图9a～图9c是用于说明放电形态的概念图，在图9a～图9c中示意地表示放电电极1和对置电极2。另外，针对本实施方式的放电装置10而言，实际上在放电电极1保持有液体50，在该液体50与对置电极2之间产生放电，但在图9a～图9c中省略液体50的图示。另外，以下设想在放电电极1的放电部11不存在液体50的情况来进行说明，但在存在液体50的情况下，关于放电的发生部位等，将“放电电极1的放电部11”替换成“被保持于放电电极1的液体50”即可。
126.这里，首先参照图9a说明电晕放电。
127.通常，在向一对电极间投入能量而产生放电时，依据所投入的能量的量，放电形态自电晕放电向辉光放电或电弧放电发展。
128.辉光放电和电弧放电是伴有在一对电极间的绝缘击穿的放电。针对辉光放电和电弧放电而言，在对一对电极间投入能量的期间内，维持通过绝缘击穿而形成的放电路径，从而在一对电极间持续地产生放电电流。相对于此，如图9a所示，电晕放电是在一电极(放电电极1)局部性地发生的放电，并且是不伴有在一对电极(放电电极1和对置电极2)间的绝缘击穿的放电。总之，通过将外加电压v1外加于放电电极1与对置电极2之间，在放电电极1的放电部11发生局部性的电晕放电。这里，放电电极1位于负极(接地)侧，因此产生于放电电极1的放电部11的电晕放电是负极性电晕。此时，可能在放电电极1的放电部11的周围局部性地产生被绝缘击穿的区域a1。该区域a1不像后述的局部击穿放电时的第1绝缘击穿区域a3和第2绝缘击穿区域a4各自那样是沿特定的方向较长地延伸的形状，而是点状(或球状)。
129.这里，若自电源(电压外加电路4)对一对电极间在每单位时间内能够放出的电流容量充分大，则一旦形成的放电路径会被不中断地维持，如上述那样自电晕放电向辉光放电或电弧放电发展。
130.接下来，参照图9b说明全路击穿放电。
131.如图9b所示，全路击穿放电是间歇性地反复自电晕放电发展而达到一对电极(放电电极1和对置电极2)间的全路击穿这一现象的放电形态。也就是说，针对全路击穿放电而言，在放电电极1与对置电极2之间产生放电电极1与对置电极2之间整体被绝缘击穿的放电
路径l1。此时，会在放电电极1的放电部11与对置电极2(任一突出电极部22的角部222)之间产生整体被绝缘击穿的区域a2。该区域a2不是如后述的局部击穿放电时的第1绝缘击穿区域a3和第2绝缘击穿区域a4各自那样局部地产生，而是以使放电电极1的放电部11与对置电极2之间相连的方式产生。
132.本公开所说的“绝缘击穿”是指将导体间隔离开的绝缘体(包含气体)的绝缘性被破坏而不再保持绝缘状态。例如，离子化的分子在电场的作用下加速而与其他的气体分子碰撞从而使其他的气体分子离子化，离子浓度陡增而引起气体放电，由此产生气体的绝缘击穿。
133.另外，全路击穿放电是虽然伴有在一对电极(放电电极1和对置电极2)间的绝缘击穿(全路击穿)，但绝缘击穿不是持续性地发生而是间歇性地发生的放电。因此，产生于一对电极(放电电极1和对置电极2)间的放电电流也是间歇性地产生。即，在电源(电压外加电路4)不具有为了如上述那样维持放电路径l1而所需的电流容量的情况等情况下，刚自电晕放电发展为全路击穿，外加于一对电极间的电压就下降，从而放电路径l1中断，放电停止。这里所说的“电流容量”是在每单位时间内能放出的电流的容量。通过反复上述这样的放电发生以及停止，放电电流间歇性地流动。这样，全路击穿放电在反复放电能量高的状态和放电能量低的状态这一点上，与绝缘击穿持续地发生(也就是放电电流持续地产生)的辉光放电和电弧放电不同。
134.接下来，参照图9c说明局部击穿放电。
135.在局部击穿放电时，放电装置10首先在放电电极1的放电部11发生局部性的电晕放电。在本实施方式中，放电电极1位于负极(接地)侧，因此产生于放电电极1的放电部11的电晕放电是负极性电晕。放电装置10使产生于放电电极1的放电部11的电晕放电进一步发展至高能量的放电。由于该高能量的放电在放电电极1与对置电极2之间形成部分被绝缘击穿的放电路径l1。
136.另外，局部击穿放电是虽然伴有在一对电极(放电电极1和对置电极2)间的部分性的绝缘击穿，但绝缘击穿不是持续性地发生而是间歇性地发生的放电。因此，产生于一对电极(放电电极1和对置电极2)间的放电电流也是间歇性地产生。即，在电源(电压外加电路4)不具有为了维持放电路径l1而所需的电流容量的情况等情况下，刚自电晕放电发展为局部击穿放电，外加于一对电极间的电压就下降，从而放电路径l1中断，放电停止。通过反复上述这样的放电发生以及停止，放电电流间歇性地流动。这样，局部击穿放电在反复放电能量高的状态和放电能量低的状态这一点上，与绝缘击穿持续地发生(也就是放电电流持续地产生)的辉光放电和电弧放电不同。
137.更详细而言，放电装置10通过将外加电压v1外加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极1与对置电极2之间，在放电电极1与对置电极2之间产生放电。并且，在放电发生时，在放电电极1与对置电极2之间形成部分被绝缘击穿的放电路径l1。如图9c所示，此时形成的放电路径l1包含在放电电极1的周围生成的第1绝缘击穿区域a3和在对置电极2的周围生成的第2绝缘击穿区域a4。
138.即，在放电电极1与对置电极2之间形成不是整体被绝缘击穿而是部分(局部)被绝缘击穿的放电路径l1。这样，针对局部击穿放电而言，形成在放电电极1与对置电极2之间的放电路径l1是未达到全路击穿而是部分被绝缘击穿的路径。
139.这里，第1绝缘击穿区域a3和第2绝缘击穿区域a4以相互不接触的方式分离地存在。换言之，放电路径l1至少在第1绝缘击穿区域a3与第2绝缘击穿区域a4之间包含未被绝缘击穿的区域(绝缘区域)。因此，针对局部击穿放电而言，在放电电极1与对置电极2之间的空间，在未达到全路击穿而是部分被绝缘击穿的状态下，经由放电路径l1地流过有放电电流。总之，即使是产生了部分性的绝缘击穿的放电路径l1，换言之即使是局部未被绝缘击穿的放电路径l1，也在放电电极1与对置电极2之间经由放电路径l1地流过有放电电流而产生放电。
140.这里，第2绝缘击穿区域a4基本产生在对置电极2中的到放电部11的距离(空间距离)最短的部位的周围。在本实施方式中，在突出电极部22的角部222，对置电极2到放电部11的距离d2(参照图1b)最短，因此在角部222的周围生成第2绝缘击穿区域a4。也就是说，图9c所示的突出电极部22实际相当于角部222。
141.并且，针对全路击穿放电(参照图9b)或局部击穿放电(参照图9c)而言，以相比电晕放电(参照图9a)较大的能量生成自由基，与电晕放电相比生成2倍～20倍程度的大量的自由基。这样生成的自由基是不仅限于除菌、脱臭、保湿、保鲜、病毒的非活化，而且在各种场合起到有用的效果的基。这里，在通过全路击穿放电或局部击穿放电生成自由基时，也产生臭氧。但针对全路击穿放电或局部击穿放电而言，与电晕放电相比生成2倍～20倍程度的自由基，相对于此，臭氧的产生量被抑制为与电晕放电的情况相同的程度。
142.另外，针对局部击穿放电(参照图9c)而言，与全路击穿放电(参照图9b)相比，能抑制由过大的能量导致的自由基的消失，与全路击穿放电相比，能实现自由基的生成效率的提高。即，针对全路击穿放电而言，其放电的能量过高，因此所生成的自由基的一部分消失，可能导致有效成分的生成效率的下降。相对于此，针对局部击穿放电而言，与全路击穿放电相比，放电的能量被抑制为较小，因此能够减少因暴露于过大的能量中而导致的自由基的消失量，实现自由基的生成效率的提高。
143.此外，针对局部击穿放电而言，与全路击穿放电相比，电场的集中得到缓解。因此，针对全路击穿放电而言，通过被全路击穿的放电路径在放电电极1与对置电极2之间瞬间流过较大的放电电流，届时的电阻变得非常小。相对于此，针对局部击穿放电而言，电场的集中得到缓解，从而在部分被绝缘击穿的放电路径l1形成时，瞬间在放电电极1与对置电极2之间流过的电流的最大值被抑制为相比全路击穿放电较小。由此，针对局部击穿放电而言，与全路击穿放电相比，能够抑制氮氧化物(nox)的产生，进一步将电噪声抑制为较小。
144.另外，在本实施方式中，如上所述，对置电极2具有多个(这里为4个)突出电极部22，从各突出电极部22到放电电极1的距离d2(参照图1b)对于多个突出电极部22而言是均等的。因此，被绝缘击穿的区域a2或第2绝缘击穿区域a4生成在多个突出电极部22中的某一突出电极部22的角部222的周围。这里，生成有被绝缘击穿的区域a2或第2绝缘击穿区域a4的突出电极部22不限定于特定的突出电极部22，在多个突出电极部22中随机地决定。
145.(2.5)液体的振动频率
146.接下来，对提高液体50的振动频率的原理进行说明。
147.在本实施方式中，被保持于放电电极1的放电部11的液体50如上所述，受到因电场产生的力，沿放电电极1的中心轴线p1(即沿z轴方向)伸缩。而且，即使在液体50处于收缩的状态下，也对液体50施加将液体50向周边电极部21吸引的方向的偏向，从而能够将伴随着
液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为稍小。由此，本实施方式的放电装置10能提高液体50的振动频率，谋求有效成分的生成效率的提高。
148.即，对置电极2的与液体50之间作用有电场的周边电极部21和突出电极部22在从液体50观察时，始终位于z轴的正向侧，能够对液体50始终作用有将该液体50向z轴的正向吸引的力。这样，根据放电装置10，在沿着放电电极1的中心轴线p1的方向(即z轴方向)上，能够始终对液体50施加将液体50向对置电极2侧吸引这样的偏向。因此，根据放电装置10，能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为较小，结果，能够提高液体50的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
149.另外，在本实施方式的放电装置10中，电压外加电路4以与液体50的固有振动频率相应的驱动频率使外加电压v1变动。即，如上所述，外加电压v1的变动的频率即驱动频率设定为包含被保持于放电电极1的液体50的共振频率(固有振动频率)的预定范围内即液体50的共振频率附近的值。由此，液体50的变形量较大，液体50在作用有电场时所生成的泰勒锥的顶端部(顶点部)成为更尖锐的(锐角的)形状，在放电装置10中，容易产生放电。
150.并且，在本实施方式中，驱动频率为液体50的固有振动频率以上的频率。总之，本实施方式的放电装置10能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为稍小，能够提高液体50的振动频率。因此，针对外加电压v1的变动的频率即驱动频率，通过设定为液体50的固有振动频率以上，能够尽可能提高液体50的振动频率。具体而言，优选为将驱动频率设定为以液体50的固有振动频率(共振频率)为基准而规定了下限值和上限值的预定范围内的、中心频率以上的值。更优选为将驱动频率设定为预定范围的上限值附近。由此，对液体50施加将液体50向周边电极部21吸引的方向的偏向，从而能够将伴随着液体50的机械性的振动而产生的液体50的变形量抑制为稍小，与此相辅相成地，能够提高液体50的振动频率。结果，在本实施方式的放电装置10中，能够提高液体50的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
151.(3)变形例
152.实施方式1只是本公开的各种实施方式之一。实施方式1只要能够实现本公开的目的，则能够依据设计等进行多种多样的变更。另外，本公开中参照的图都是示意性的图，图中的各构成要素的大小和厚度各自的比不一定反映实际的尺寸比。以下，列举实施方式1的变形例。能够适当地组合应用以下说明的变形例。
153.对置电极2也可以具有适当的个数的突出电极部22，而不限定于4个。例如，对置电极2也可以具有奇数个突出电极部22。对置电极2所具有的突出电极部22的个数不限定于4个，例如也可以是1个、2个、3个或5个以上。此外，在开口部23的周向上等间隔地配置多个突出电极部22不是必须的结构，多个突出电极部22也可以在开口部23的周向上以适当的间隔配置。
154.另外，放电装置10也可以省略用于生成带电微粒液的液体供给部5。在该情况下，放电装置10通过在放电电极1与对置电极2之间产生的放电(全路击穿放电或局部击穿放电)生成空气离子。
155.另外，液体供给部5不限定于如实施方式1那样将放电电极1冷却而在放电电极1产生结露水的结构。液体供给部5例如也可以是使用毛细管现象或泵等供给机构自罐向放电电极1供给液体50的结构。此外，液体50不限定于水(包含结露水)，也可以是水以外的液体。
156.另外，电压外加电路4也可以构成为将放电电极1设为正极(正)，将对置电极2设为负极(接地)，对放电电极1与对置电极2之间外加高电压。此外，由于在放电电极1与对置电极2之间产生电位差(电压)即可，因此电压外加电路4也可以将高电位侧的电极(正极)设为接地，将低电位侧的电极(负极)设为负电位，从而对电极装置3外加负的电压。即，电压外加电路4也可以将放电电极1设为接地，将对置电极2设为负电位，或者将放电电极1设为负电位，将对置电极2设为接地。
157.另外，限制电阻r1也可以插入在电压产生电路41与放电电极1之间。在该情况下，由于放电电极1成为负极(接地)，因此成为限制电阻r1插入在电压产生电路41的低电位侧的输出端与电极装置3之间。或者，在将放电电极1设为正极(正)并将对置电极2设为负极(接地)的情况下，也可以将限制电阻r1插入在电压产生电路41的高电位侧或低电位侧的输出端与电极装置3之间。并且，限制电阻r1不是必须的结构，也可以适当地省略。
158.另外，放电电极1和对置电极2并不限于钛合金(ti合金)，作为一个例子，也可以是铜钨合金(cu-w合金)等铜合金。另外，放电电极1并不限于顶端细形状，例如，也可以是顶端鼓出的形状。
159.另外，从电压外加电路4外加于电极装置3的高电压并不限于6.0kv左右，例如，也可以根据放电电极1和对置电极2的形状或者放电电极1和对置电极2之间的距离等来适当地设定。
160.另外，与实施方式1的电压外加电路4同样的功能也可以利用电压外加电路4的控制方法、计算机程序或存储有计算机程序的存储介质等来实现。即，也可以利用电压外加电路4的控制方法、计算机程序或存储有计算机程序的存储介质等来实现对应于控制电路43的功能。
161.另外，在进行两值间的比较时，设为“以上”的情况包含两值相等的情况以及两值中的一者超过另一者的情况这两种情况。但本公开不限定于此，这里所说的“以上”也可以与仅包含两值中的一者超过另一者的情况的“大于”同义。也就是说，是否包含两值相等的情况能够根据阈值等的设定而任意地变更，因此是“以上”还是“大于”是没有技术上的差异的。同样，“小于”也可以与“以下”同义。
162.(实施方式2)
163.本实施方式的放电装置10如图10a～图10d所示，对置电极2a～2d的形状与实施方式1的放电装置10不同。以下，对于与实施方式1相同的结构，标注共同的附图标记，适当地省略说明。图10a～图10d是表示实施方式2的对置电极2a～2d的示意性的俯视图。
164.图10a所示的对置电极2a配置为，多个(这里为两个)突出电极部22沿y轴方向排列。在图10a的例子中，在从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时，即在俯视时，突出电极部22为三角形形状。本公开所说的“三角形形状”并不限于具有3个顶点的三角形，也包含如图10a所示的突出电极部22那样，顶端为r面(曲面)这样的形状。
165.图10b所示的对置电极2b在俯视时具有4个三角形形状的突出电极部22。在图10b中，在将x轴的正方向(右方)规定为“0度”，将y轴的正方向(上方)规定为“90度”的情况下，4个突出电极部22分别设于0度、90度、180度、270度的位置。
166.图10c所示的对置电极2c在俯视时具有4个三角形形状的突出电极部22。在图10c中，在将x轴的正方向(右方)规定为“0度”，将y轴的正方向(上方)规定为“90度”的情况下，4
个突出电极部22分别设于45度、135度、225度、315度的位置。
167.在图10d所示的对置电极2d中，周边电极部21和突出电极部22彼此独立。在该情况下，突出电极部22从放电电极1的中心轴线p1的一侧观察时，也从周边电极部21的周向的局部朝向放电电极1的中心轴线p1突出。在该情况下，突出电极部22利用适当的接合方法(熔接、螺纹固定、铆接固定等)固定于周边电极部21。
168.另外，在本实施方式中，省略了从周边电极部21向外侧延伸的外延部25，但并不限于该结构，对置电极2a～2d也可以具有外延部25。
169.并且，并不限于图10a～图10d的例子，电极装置3中的放电电极1和对置电极2能够采用适当的形状。作为一个例子，对置电极2的周边电极部21能够采用在俯视下为圆形、椭圆形、三角形、四边形或其他多边形等适当的形状。周边电极部21的外径、内径以及厚度能够采用任意的数值。同样，对置电极2的突出电极部22能够采用在俯视下为针状、三角形、四边形或其他多边形等适当的形状。突出电极部22的突出量、宽度以及厚度能够采用任意的数值。
170.在实施方式2中说明的各种结构(包含变形例)能够与在实施方式1中说明的各种结构(包含变形例)适当地组合而采用。
171.(总结)
172.如以上所说明的那样，第1方式的放电装置(10)具有放电电极(1)、对置电极(2、2a～2d)、电压外加电路(4)以及液体供给部(5)。放电电极(1)为柱状的电极。对置电极(2、2a～2d)与放电电极(1)相对。电压外加电路(4)通过将外加电压(v1)外加于放电电极(1)与对置电极(2、2a～2d)之间而产生放电。液体供给部(5)向放电电极(1)供给液体(50)。液体(50)因放电而沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)伸缩。对置电极(2、2a～2d)具有周边电极部(21)和突出电极部(22)。周边电极部(21)向与放电电极(1)相反的一侧凸出，在顶端面形成有开口部(23)。突出电极部(22)从周边电极部(21)向开口部(23)内突出。在沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)的方向上，液体(50)伸长的状态下的液体(50)的顶端位于与周边电极部(21)的外周缘(210)相同的位置或者比外周缘(210)靠放电电极(1)侧的位置。
173.根据该方式，由于周边电极部(21)向与放电电极(1)相反的一侧凸出，在其顶端面形成有开口部(23)，因此，利用电场对被保持于放电电极(1)的液体(50)作用有将该液体向周边电极部(21)侧吸引这样的力。而且，在沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)的方向上，液体(50)伸长的状态下的液体(50)的顶端位于与周边电极部(21)的外周缘(210)相同的位置或者比外周缘(210)靠放电电极(1)侧的位置。由此，在被保持于放电电极(1)的液体(50)进行机械性的振动时，例如，对液体(50)持续作用有向周边电极部(21)吸引的方向的力，从而能够将液体(50)的振幅抑制为较小。即，能够将伴随着液体(50)的机械性的振动而产生的液体(50)的变形量抑制为较小，其结果是，能够提高液体(50)的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
174.根据第1方式，在第2方式的放电装置(10)中，在从放电电极(1)的中心轴线(p1)的一侧观察时，突出电极部(22)为圆弧状。
175.根据该方式，能够缓和突出电极部(22)处的电场的集中。
176.根据第1方式或第2方式，在第3方式的放电装置(10)中，对置电极(2、2a～2d)具有3个以上的突出电极部(22)。
177.根据该方式，能够在3个以上的突出电极部(22)分散地产生放电。
178.根据第1方式～第3方式中任一者，在第4方式的放电装置(10)中，从液体(50)至突出电极部(22)的距离(d4、d6)为从液体(50)至周边电极部(21)的距离(d3、d5)以下。
179.根据该方式，电场容易集中于液体(50)与突出电极部(22)之间，在液体(50)与对置电极(2、2a～2d)之间容易产生放电。
180.根据第4方式，在第5方式的放电装置(10)中，从液体(50)至突出电极部(22)的距离(d4、d6)为从液体(50)至周边电极部(21)的距离(d3、d5)的9/10以下。
181.根据该方式，电场容易集中于液体(50)与突出电极部(22)之间，在液体(50)与对置电极(2、2a～2d)之间容易产生放电。
182.根据第1方式～第5方式中任一者，在第6方式的放电装置(10)中，在假想平面(vp1)内，连结液体(50)与突出电极部(22)的顶端的假想线的、相对于放电电极(1)的中心轴线(p1)的倾斜角度(θ1、θ2)为67度以下。假想平面(vp1)包含放电电极(1)的中心轴线(p1)和突出电极部(22)的顶端。
183.根据该方式，电场容易集中于液体(50)与突出电极部(22)之间，特别是，容易使将液体(50)向对置电极(2、2a～2d)吸引的力沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)作用于液体(50)。
184.根据第1方式～第6方式中任一者，在第7方式的放电装置(10)中，对置电极(2、2a～2d)还具有从周边电极部(21)向外侧延伸的外延部(25)。外延部(25)形成为，越远离周边电极部(21)，在沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)的方向上越远离放电电极(1)。
185.根据该方式，能够避免多余的电场集中于周边电极部(21)的外侧，容易产生有助于放电的适当电场。
186.根据第1方式～第7方式中任一者，在第8方式的放电装置(10)中，对置电极(2、2a～2d)的以下4个部位中的至少一个部位包含弯曲形状。第1个部位为从放电电极(1)的中心轴线(p1)的一侧观察时的突出电极部(22)的顶端面(221)。第2个部位为包含放电电极(1)的中心轴线(p1)和突出电极部(22)的顶端的假想平面(vp1)内的、突出电极部(22)的靠放电电极(1)侧的角部(222)。第3个部位为包含放电电极(1)的中心轴线(p1)和突出电极部(22)的顶端的假想平面(vp1)内的、周边电极部(21)的靠放电电极(1)侧的角部(211)。第4个部位为包含放电电极(1)的中心轴线(p1)和突出电极部(22)的顶端的假想平面(vp1)内的、周边电极部(21)的内表面(212)。
187.根据该方式，能够避免过度的电场的集中，容易产生有助于放电的适当电场。
188.根据第8方式，在第9方式的放电装置(10)中，突出电极部(22)的顶端面(221)的弯曲形状的曲率半径比突出电极部(22)的靠放电电极(1)侧的角部(222)的弯曲形状的曲率半径大。
189.根据该方式，能够避免过度的电场集中于突出电极部(22)的顶端面(221)，容易产生有助于放电的适当电场。
190.根据第8方式或第9方式，在第10方式的放电装置(10)中，突出电极部(22)的顶端面(221)的弯曲形状的曲率半径比周边电极部(21)的内表面(212)的弯曲形状的曲率半径小。
191.根据该方式，能够避免过度的电场集中于周边电极部(21)的内表面(212)，容易产
生有助于放电的适当的电场。
192.根据第1方式～第10方式中任一者，在第11方式的放电装置(10)中，电压外加电路(4)以与液体(50)的固有振动频率相应的驱动频率使外加电压(v1)变动。
193.根据该方式，外加电压(v1)的变动容易高效地有助于液体(50)的机械性的振动。
194.根据第11方式，在第12方式的放电装置(10)中，驱动频率为液体(50)的固有振动频率以上的频率。
195.根据该方式，能够提高液体(50)的振动频率，能够实现有效成分的生成效率的提高。
196.第13方式的电极装置为在第1方式～第12方式中任一者的放电装置(10)中使用的电极装置，具有放电电极(1)和对置电极(2、2a～2d)，并且被从电压外加电路(4)外加外加电压(v1)。
197.根据该方式，能够实现有效成分的生成效率的提高。
198.第14方式的放电装置(10)具有放电电极(1)、对置电极(2、2a～2d)以及电压外加电路(4)。放电电极(1)为柱状的电极。对置电极(2、2a～2d)与放电电极(1)相对。电压外加电路(4)通过将外加电压(v1)外加于放电电极(1)与对置电极(2、2a～2d)之间而产生放电。对置电极(2、2a～2d)具有周边电极部(21)和突出电极部(22)。周边电极部(21)向与放电电极(1)相反的一侧凸出，在顶端面形成有开口部(23)。突出电极部(22)从周边电极部(21)向开口部(23)内突出。在沿着放电电极(1)的中心轴线(p1)的方向上，放电电极(1)的顶端位于比周边电极部(21)的外周缘(210)靠放电电极(1)侧的位置。
199.根据该方式，能够实现有效成分的生成效率的提高。
200.第2方式～第12方式的结构不是放电装置(10)所必须的结构，能够适当地省略。
201.放电装置和电极装置能够应用于冰箱、洗衣机、吹风机、空调、风扇、空气净化器、加湿器、美顔器以及汽车等多种用途。
202.附图标记说明
203.1、放电电极；2、2a～2d、对置电极；4、电压外加电路；5、液体供给部；10、放电装置；21、周边电极部；22、突出电极部；23、开口部；25、外延部；50、液体；210、外周缘；211、角部；212、内表面；221、顶端面；222、角部；d3～d6、距离；v1、外加电压；vp1、假想平面。