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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023041755
(43)【公開日】2023-03-24
(54)【発明の名称】放電装置
(51)【国際特許分類】
H01T 19/04 20060101AFI20230316BHJP
H01T 23/00 20060101ALI20230316BHJP
B05B 5/025 20060101ALI20230316BHJP
【ＦＩ】
H01T19/04
H01T23/00
B05B5/025 A
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023007589
(22)【出願日】2023-01-20
(62)【分割の表示】P 2019173517の分割
【原出願日】2019-09-24
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002527
【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石上 陽平
(72)【発明者】
【氏名】大森 崇史
(72)【発明者】
【氏名】青野 哲典
(72)【発明者】
【氏名】若葉 貞彦
(72)【発明者】
【氏名】中田 隆行
(57)【要約】
【課題】有効成分の生成効率の更なる向上を図ることができる放電装置を提供する。
【解決手段】放電装置１０は、放電電極１と、対向電極２と、電圧印加回路と、液体供給部と、を備える。液体供給部は、放電電極１に液体を供給する。液体は、放電によって放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って伸縮する。対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有する。周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側に凸となり、先端面に開口部２３が形成される。突出電極部２２は、周辺電極部２１から開口部２３内に突出する。周辺電極部２１は、扁平な半球殻状に形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】放電装置１０は、放電電極１と、対向電極２と、電圧印加回路と、液体供給部と、を備える。液体供給部は、放電電極１に液体を供給する。液体は、放電によって放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って伸縮する。対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有する。周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側に凸となり、先端面に開口部２３が形成される。突出電極部２２は、周辺電極部２１から開口部２３内に突出する。周辺電極部２１は、扁平な半球殻状に形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱状の放電電極と、
前記放電電極と対向する対向電極と、
前記放電電極と前記対向電極との間に印加電圧を印加することにより放電を生じさせる電圧印加回路と、
前記放電電極に液体を供給する液体供給部と、を備え、
前記液体は、放電によって前記放電電極の中心軸に沿って伸縮し、
前記対向電極は、
前記放電電極とは反対側に凸となり、先端面に開口部が形成された周辺電極部と、
前記周辺電極部から前記開口部内に突出する突出電極部と、を有し、
前記周辺電極部は、扁平な半球殻状に形成されている、
放電装置。
前記放電電極と対向する対向電極と、
前記放電電極と前記対向電極との間に印加電圧を印加することにより放電を生じさせる電圧印加回路と、
前記放電電極に液体を供給する液体供給部と、を備え、
前記液体は、放電によって前記放電電極の中心軸に沿って伸縮し、
前記対向電極は、
前記放電電極とは反対側に凸となり、先端面に開口部が形成された周辺電極部と、
前記周辺電極部から前記開口部内に突出する突出電極部と、を有し、
前記周辺電極部は、扁平な半球殻状に形成されている、
放電装置。
【請求項2】
前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記突出電極部の外周縁の全体は円弧状である、
請求項１に記載の放電装置。
請求項１に記載の放電装置。
【請求項3】
前記液体から前記突出電極部までの距離は、前記液体から前記周辺電極部までの距離以下である、
請求項１又は２に記載の放電装置。
請求項１又は２に記載の放電装置。
【請求項4】
前記液体から前記突出電極部までの距離は、前記液体から前記周辺電極部までの距離の９／１０以下である、
請求項３に記載の放電装置。
請求項３に記載の放電装置。
【請求項5】
前記対向電極は、前記放電電極の前記中心軸の一方から見た前記突出電極部の先端面と、前記放電電極の前記中心軸及び前記突出電極部の先端を含む仮想平面内における、前記突出電極部の前記放電電極側の角部と、前記周辺電極部の前記放電電極側の角部と、前記周辺電極部の内面と、の少なくとも１つが湾曲形状を含む、
請求項１～４のいずれか１項に記載の放電装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の放電装置。
【請求項6】
前記突出電極部の先端面の湾曲形状は、前記突出電極部の前記放電電極側の角部の湾曲形状よりも曲率半径が大きい、
請求項５に記載の放電装置。
請求項５に記載の放電装置。
【請求項7】
前記突出電極部の先端面の湾曲形状は、前記周辺電極部の内面の湾曲形状よりも曲率半径が小さい、
請求項５又は６に記載の放電装置。
請求項５又は６に記載の放電装置。
【請求項8】
前記電圧印加回路は、前記液体の固有振動数に応じた駆動周波数で前記印加電圧を変動させる、
請求項１～７のいずれか１項に記載の放電装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載の放電装置。
【請求項9】
前記駆動周波数は、前記液体の固有振動数以上の周波数である、
請求項８に記載の放電装置。
請求項８に記載の放電装置。
【請求項10】
前記放電電極の中心軸に沿う方向において、前記放電電極の先端は、前記周辺電極部における外周縁よりも前記放電電極側に位置する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の放電装置。
請求項１～９のいずれか１項に記載の放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に放電装置に関し、より詳細には、放電電極と対向電極とを備える放電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、放電電極と対向電極とを備え、放電電極と対向電極との間に電圧を印加し、コロナ放電から更に進展した放電を生じさせる放電装置が記載されている。この放電装置で生じる放電は、放電電極から周囲に伸びるように絶縁破壊された放電経路を、断続的に発生させる放電である。特許文献１に記載の放電装置では、高エネルギーの放電を生じさせることによって、コロナ放電に比べて有効成分の生成量を増大させることができる。
【0003】
さらに、特許文献１には、対向電極が、放電電極に対向する針状電極部を備えることが記載されている。これにより、放電装置は、放電経路を断続的に発生させる放電を、放電電極と針状電極部との間で安定的に生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－２２５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、有効成分の生成効率の更なる向上を図ることができる放電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る放電装置は、放電電極と、対向電極と、電圧印加回路と、液体供給部と、を備える。前記放電電極は、柱状の電極である。前記対向電極は、前記放電電極と対向する。前記電圧印加回路は、前記放電電極と前記対向電極との間に印加電圧を印加することにより放電を生じさせる。前記液体供給部は、前記放電電極に液体を供給する。前記液体は、放電によって前記放電電極の中心軸に沿って伸縮する。前記対向電極は、周辺電極部と、突出電極部と、を有する。前記周辺電極部は、前記放電電極とは反対側に凸となり、先端面に開口部が形成される。前記突出電極部は、前記周辺電極部から前記開口部内に突出する。前記周辺電極部は、扁平な半球殻状に形成されている。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、有効成分の生成効率の更なる向上を図ることができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
本実施形態に係る電極装置３は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、放電電極１と、対向電極２と、を備えている。この電極装置３は、放電電極１と対向電極２との間に印加電圧Ｖ１（図２参照）が印加されることにより放電を生じさせるように構成されている。
【0011】
また、電極装置３は、図２に示すように、電圧印加回路４及び液体供給部５と共に放電装置１０を構成する。言い換えれば、本実施形態に係る放電装置１０は、電極装置３と、電圧印加回路４と、液体供給部５と、を備えている。電圧印加回路４は、放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１を印加することにより、放電を生じさせる。液体供給部５は、放電電極１に液体５０（図８Ａ参照）を供給する。放電装置１０は、電極装置３で放電を生じさせることにより、有効成分を生成する。本開示でいう「有効成分」は、電極装置３での放電により生成される成分であって、一例として、ＯＨラジカルを含んだ帯電微粒子液、ＯＨラジカル、Ｏ２ラジカル、マイナスイオン、プラスイオン、オゾン又は硝酸イオン等を意味する。これらの有効成分は、除菌、脱臭、保湿、保鮮又はウイルスの不活化にとどまらず、様々な場面で有用な効果を奏する基となる。
【0012】
この放電装置１０では、放電装置１０で生じる放電によって液体５０を静電霧化する。すなわち、放電装置１０は、例えば、液体供給部５から供給される液体５０が放電電極１の表面に付着することで放電電極１に液体５０が保持されている状態において、放電電極１と対向電極２との間に電圧印加回路４から電圧を印加する。これにより、放電電極１と対向電極２との間で放電が生じると、放電電極１に保持されている液体５０が、放電によって静電霧化される。このように、本実施形態に係る放電装置１０は、放電によって液体５０を静電霧化し、有効成分としての帯電微粒子液を生成する、静電霧化装置（有効成分生成システム）を構成する。本開示において、放電電極１に保持されている液体５０、つまり静電霧化の対象となる液体５０を、単に「液体５０」とも呼ぶ。
【0013】
特に、本実施形態では、電圧印加回路４は、印加電圧Ｖ１の大きさが周期的に変動することにより、放電を間欠的に生じさせる。印加電圧Ｖ１が周期的に変動することで、液体５０には機械的な振動が生じる。本開示でいう「印加電圧」は、放電を生じさせるために、電圧印加回路４が放電電極１と対向電極２との間に印加する電圧を意味する。
【0014】
詳しくは後述するが、放電電極１と対向電極２との間に電圧（印加電圧Ｖ１）が印加されることにより、放電電極１に保持されている液体５０は、電界による力を受けてテイラーコーン（Taylorcone）と呼ばれる円錐状の形状を成す（図８Ａ参照）。そして、テイラーコーンの先端部（頂点部）に電界が集中することで、放電が発生する。このとき、テイラーコーンの先端部が尖っている程、つまり円錐の頂角が小さく（鋭角に）なる程に、絶縁破壊に必要な電界強度が小さくなり、放電が生じやすくなる。
【0015】
放電電極１に保持されている液体５０は、機械的な振動に伴って、放電電極１の中心軸Ｐ１（図８Ｂ参照）に沿って伸縮し、これにより、第１形状と第２形状とに交互に変形する。第１形状は、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って液体５０が伸びた状態、つまりテイラーコーンの形状である（図８Ａ参照）。第２形状は、液体５０が縮んだ状態、つまりテイラーコーンの先端部がつぶれた形状である（図８Ｂ参照）。その結果、上述したようなテイラーコーンが周期的に形成されるため、テイラーコーンが形成されるタイミングに合わせて、放電が間欠的に発生することになる。
【0016】
ところで、本実施形態に係る放電装置１０は、上述したように放電電極１と、対向電極２と、電圧印加回路４と、液体供給部５と、を備えている。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、放電電極１は、柱状の電極である。対向電極２は、放電電極１と対向する。電圧印加回路４は、放電電極１と対向電極２との間に印加電圧Ｖ１を印加することにより放電を生じさせる。液体供給部５は、放電電極１に液体５０を供給する。液体５０は、放電によって放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って伸縮する。対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有する。周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側に凸となる。周辺電極部２１は、先端面に開口部２３が形成されている。突出電極部２２は、周辺電極部２１から開口部２３内に突出する。放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において、液体５０が伸びた状態における液体５０の先端は、周辺電極部２１における外周縁２１０と同一位置、又は外周縁２１０よりも放電電極１側に位置する（図８Ａ参照）。
【0017】
上述した構成によれば、放電電極１と対向電極２との間に電圧（印加電圧Ｖ１）が印加されると、放電電極１と対向する対向電極２のうち、周辺電極部２１と突出電極部２２とのいずれにも、電界が集中し得る。ただし、突出電極部２２は周辺電極部２１から開口部２３内に突出するので、電界集中の度合いは、周辺電極部２１に比べて、突出電極部２２の方が高くなる。そのため、放電電極１に保持されている液体５０が電界による力を受けてテイラーコーンを形成すると、例えば、テイラーコーンの先端部（頂点部）と突出電極部２２との間に電界が集中しやすくなる。したがって、液体５０と突出電極部２２との間においては、比較的に高いエネルギーの放電が生じ、放電電極１に保持された液体５０に生じたコロナ放電を、更に高エネルギーの放電にまで進展させることができる。その結果、放電電極１と対向電極２との間には、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１（図９Ｂ参照）が断続的に形成されやすく、有効成分の生成効率が低下しにくい。
【0018】
しかも、周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側に凸となり、その先端面に開口部２３が形成されているので、放電電極１に保持されている液体５０に対しては、電界により、液体５０を周辺電極部２１側に引き付けるような力が作用する。そして、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において、液体５０が伸びた状態における液体５０の先端は、周辺電極部２１における外周縁２１０と同一位置、又は外周縁２１０よりも放電電極１側に位置する。これにより、放電電極１に保持されている液体５０が機械的な振動をするに際して、例えば、液体５０に対して、周辺電極部２１に引き付ける向きの力を作用させ続けることで、液体５０の振幅を小さく抑えることができる。つまり、液体５０が縮んだ状態においても、液体５０を周辺電極部２１に引き付ける向きのバイアスが液体５０にかかることで、液体５０が完全にはつぶれた形状とならず、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量が小さく抑えられる。その結果、液体５０の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0019】
【0020】
以下では一例として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸を設定し、特に、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿った軸を「Ｚ軸」とする。さらに、放電電極１から見た対向電極２側を、Ｚ軸の正の向きと規定する。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向は電極装置３の使用時の方向を限定する趣旨ではない。
【0021】
（２．１）全体構成
上述した通り、本実施形態に係る放電装置１０は、図２に示すように、電極装置３と、電圧印加回路４と、液体供給部５と、を備えている。本実施形態に係る放電装置１０は、電極装置３と、電圧印加回路４と、を備えている。
上述した通り、本実施形態に係る放電装置１０は、図２に示すように、電極装置３と、電圧印加回路４と、液体供給部５と、を備えている。本実施形態に係る放電装置１０は、電極装置３と、電圧印加回路４と、を備えている。
【0022】
電極装置３は、放電電極１と、対向電極２と、を備えている。図２では、放電電極１及び対向電極２の形状を模式的に表している。電極装置３は、上述したように、これら放電電極１と対向電極２との間に電圧が印加されることにより、放電を生じさせる。
【0023】
放電電極１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｚ軸に沿って延びる柱状の電極である。放電電極１は、長手方向（Ｚ軸方向）の一端部（先端部）に放電部１１を有し、長手方向の他端部（先端部とは反対側の端部）に基端部１２（図５参照）を有している。放電電極１は、少なくとも放電部１１が先細り形状に形成された針電極である。ここでいう「先細り形状」とは、先端が鋭く尖っている形状に限らず、図１Ａ等に示すように、先端が丸みを帯びた形状を含む。
【0024】
対向電極２は、放電電極１の放電部１１に対向するように配置されている。そして、上述したように、対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有している。周辺電極部２１は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て、放電電極１の中心軸Ｐ１を囲むように配置されている。突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方（Ｚ軸の正の側）から見て、周辺電極部２１の周方向の一部から放電電極１の中心軸Ｐ１に向けて突出する。
【0025】
本実施形態では、対向電極２は、図３～図５に示すように、Ｘ軸方向に長い板状の平板部２４を有している。そして、図５に示すように、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において、放電電極１と対向電極２とは離間している。言い換えれば、図５に示すように、放電電極１と対向電極２とは、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において、互いに離れた位置関係にある。
【0026】
ここで、平板部２４の一部には、平板部２４を平板部２４の厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部２３が形成されている。対向電極２において、この開口部２３の周辺に位置する部分が、周辺電極部２１となる。そして、周辺電極部２１から開口部２３内に突出した部分が、突出電極部２２となる。
【0027】
放電電極１及び対向電極２は、電気絶縁性を有する合成樹脂製のハウジング６に保持されている。平板部２４は、一例として、ハウジング６に設けられた複数（ここでは４つ）のかしめ突起６１（図３参照）にて、熱かしめ等により、ハウジング６にかしめ結合される。これにより、対向電極２は、ハウジング６に保持される。
【0028】
ここで、対向電極２の厚み方向（開口部２３の貫通方向）が放電電極１の長手方向（Ｚ軸方向）に一致し、かつ放電電極１の放電部１１が対向電極２の開口部２３の中心付近に位置するように、対向電極２と放電電極１との位置関係が決められている。つまり、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方（Ｚ軸の正の側）から見て、開口部２３の中心は、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置する。つまり、対向電極２と放電電極１との間には、少なくとも対向電極２の開口部２３によって隙間（空間）が確保される。言い換えれば、対向電極２は、放電電極１に対して隙間を介して対向するように配置され、放電電極１とは電気的に絶縁されている。
【0029】
電極装置３における放電電極１及び対向電極２のより詳細な形状については、「（２．３）電極装置」の欄で説明する。
【0030】
液体供給部５は、放電電極１に対して静電霧化用の液体５０を供給する。液体供給部５は、一例として、放電電極１を冷却して、放電電極１に結露水を発生させる冷却装置５１を用いて実現される。具体的には、冷却装置５１は、一例として、図５に示すように、複数（図示例では２つ）のペルチェ素子５１１と、放熱板５１２と、を有している。複数のペルチェ素子５１１は、例えば、半田にて、放熱板５１２に対して機械的かつ電気的に接続され、放熱板５１２に保持されている。複数のペルチェ素子５１１の各々は、一端部（放熱板５１２側）を放熱端とし、他端部（放熱板５１２とは反対側）を吸熱端とする。
【0031】
また、複数のペルチェ素子５１１は、放電電極１に機械的に接続されている。ここでは、放電電極１は、基端部１２にて冷却装置５１に機械的に接続され、複数のペルチェ素子５１１は、吸熱端にて放電電極１に機械的に接続されている。つまり、放電電極１と冷却装置５１（複数のペルチェ素子５１１）とは、熱的に結合されている。
【0032】
この冷却装置５１では、複数のペルチェ素子５１１に通電することによって、ペルチェ素子５１１と熱的に結合されている放電電極１を冷却することができる。このとき、冷却装置５１は、基端部１２を通じて放電電極１の全体を冷却する。これにより、空気中の水分が凝結して放電電極１の表面に結露水として付着する。すなわち、液体供給部５は、放電電極１を冷却して放電電極１の表面に液体５０としての結露水を生成するように構成されている。この構成では、液体供給部５は、空気中の水分を利用して、放電電極１に液体５０（結露水）を供給できるため、放電装置１０への液体の供給、及び補給が不要になる。
【0033】
電圧印加回路４は、電極装置３及び液体供給部５と共に放電装置１０を構成し、上述したように、放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１を印加することにより、放電を生じさせる回路である。
【0034】
電圧印加回路４は、図２に示すように、電圧発生回路４１と、駆動回路４２と、制御回路４３と、を有している。また、電圧印加回路４は、制限抵抗Ｒ１を更に有している。電圧発生回路４１は、電源から電力供給を受けて、電極装置３に印加する電圧（印加電圧Ｖ１）を生成する回路である。ここでいう「電源」は、電圧発生回路４１等に動作用の電力を供給する電源であって、一例として、数Ｖ～十数Ｖ程度の直流電圧を発生する電源回路である。駆動回路４２は、電圧発生回路４１を駆動する回路である。制御回路４３は、例えば、監視対象に基づいて駆動回路４２を制御する。ここでいう「監視対象」は、電圧印加回路４の出力電流及び出力電圧の少なくとも一方からなる。
【0035】
電圧発生回路４１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、電源からの入力電圧を昇圧し、昇圧後の電圧を印加電圧Ｖ１として出力する。電圧発生回路４１の出力電圧は、印加電圧Ｖ１として電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される。
【0036】
電圧発生回路４１は、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に対して電気的に接続されている。電圧発生回路４１は、電極装置３に対して高電圧を印加する。ここでは、電圧発生回路４１は、放電電極１を負極（グランド）、対向電極２を正極（プラス）として、放電電極１と対向電極２との間に高電圧を印加するように構成されている。言い換えれば、電圧印加回路４から電極装置３に高電圧が印加された状態では、放電電極１と対向電極２との間に、放電電極１側を低電位、対向電極２側を高電位とする電位差が生じることになる。ここでいう「高電圧」とは、電極装置３において、後述する全路破壊放電又は部分破壊放電が生じるように設定される電圧であればよく、一例として、ピークが６．０ｋＶ程度となる電圧である。全路破壊放電及び部分破壊放電について詳しくは「（２．４）放電の態様」の欄で説明する。ただし、電圧印加回路４から電極装置３に印加される高電圧は、６．０ｋＶ程度に限らず、例えば、放電電極１及び対向電極２の形状、又は放電電極１及び対向電極２間の距離等に応じて適宜設定される。
【0037】
また、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１と電極装置３との間に挿入されている。言い換えれば、電圧印加回路４は、印加電圧Ｖ１を発生する電圧発生回路４１と、電圧発生回路４１の一方の出力端と電極装置３との間に挿入された制限抵抗Ｒ１と、を有している。制限抵抗Ｒ１は、絶縁破壊後に流れる放電電流のピーク値を制限するための抵抗器である。つまり、制限抵抗Ｒ１は、放電時に電極装置３に流れる電流を制限することで、電極装置３及び電圧印加回路４を過電流から保護する機能を有している。
【0038】
本実施形態では、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１と対向電極２との間に挿入されている。上述したように、対向電極２は正極（プラス）となるので、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１の高電位側の出力端と電極装置３との間に挿入されることになる。
【0039】
ここで、電圧印加回路４の動作モードには、第１モードと、第２モードとの２つのモードが含まれている。第１モードは、印加電圧Ｖ１を時間経過に伴って上昇させ、コロナ放電から進展して、放電電極１と対向電極２との間に、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１を形成して放電電流を生じさせるためのモードである。第２モードは、電極装置３を過電流状態として、制御回路４３等により放電電流を遮断するためのモードである。本開示でいう「放電電流」は、放電経路Ｌ１を通して流れる比較的大きな電流を意味しており、放電経路Ｌ１が形成される前のコロナ放電において生じる数μＡ程度の微小電流を含まない。本開示でいう「過電流状態」とは、放電により負荷が低下し、想定値以上の電流が電極装置３に流れる状態を意味する。
【0040】
本実施形態では、制御回路４３は、駆動回路４２の制御を行うことで、電圧印加回路４の制御を行う。制御回路４３は、電圧印加回路４が駆動される駆動期間において、電圧印加回路４が第１モードと第２モードとを交互に繰り返すように、駆動回路４２を制御する。ここで、制御回路４３は、電圧印加回路４から電極装置３に印加される印加電圧Ｖ１の大きさを、駆動周波数にて周期的に変動させるように、駆動周波数にて第１モードと第２モードとの切り替えを行う。本開示でいう「駆動期間」は、電極装置３に放電を生じさせるように電圧印加回路４が駆動される期間である。
【0041】
すなわち、電圧印加回路４は、放電電極１を含む電極装置３に印加する電圧の大きさを一定値に保つのではなく、所定範囲内の駆動周波数にて、周期的に変動させる。電圧印加回路４は、印加電圧Ｖ１の大きさを周期的に変動させることにより、放電を間欠的に生じさせる。つまり、印加電圧Ｖ１の変動周期に合わせて、放電経路Ｌ１が周期的に形成され、放電が周期的に発生する。以下では、放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）が生じる周期を「放電周期」ともいう。これにより、放電電極１に保持されている液体５０に作用する電気エネルギーの大きさが駆動周波数にて周期的に変動することになり、結果的に、放電電極１に保持されている液体５０が駆動周波数にて機械的に振動する。
【0042】
ここで、液体５０の変形量を大きくするには、印加電圧Ｖ１の変動の周波数である駆動周波数は、放電電極１に保持されている液体５０の共振周波数（固有振動数）を含む所定範囲内、つまり液体５０の共振周波数付近の値に設定されることが好ましい。本開示でいう「所定範囲」は、その周波数で液体５０に加わる力（エネルギー）を振動させたときに、液体５０の機械的な振動が増幅されるような周波数の範囲であって、液体５０の共振周波数を基準として下限値及び上限値が規定された範囲である。つまり、駆動周波数は、液体５０の共振周波数付近の値に設定される。この場合、印加電圧Ｖ１の大きさが変動することに伴う液体５０の機械的な振動の振幅は、比較的大きくなり、結果的に、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量が大きくなる。液体５０の共振周波数は、例えば、液体５０の体積（量）、表面張力及び粘度等に依存する。
【0043】
すなわち、本実施形態に係る放電装置１０では、液体５０は、その共振周波数付近の駆動周波数で機械的に振動することにより比較的大きな振幅で振動する。そのため、液体５０は、電界が作用した際に生じるテイラーコーンの先端部（頂点部）がより尖った（鋭角な）形状となる。したがって、液体５０が、その共振周波数から離れた周波数で機械的に振動する場合に比べて、テイラーコーンが形成された状態において絶縁破壊に必要な電界強度が小さくなり、放電が生じやすくなる。よって、例えば、電圧印加回路４から電極装置３に印加される電圧（印加電圧Ｖ１）の大きさのばらつき、放電電極１の形状のばらつき、又は放電電極１に供給される液体５０の量（体積）のばらつき等があっても、放電が安定的に発生可能となる。また、電圧印加回路４は、放電電極１を含む電極装置３に印加する電圧の大きさを比較的低く抑えることができる。そのため、電極装置３周辺における絶縁対策のための構造を簡略化したり、電圧印加回路４等に用いる部品の耐圧を下げたりすることができる。
【0044】
ただし、本実施形態では、液体５０が縮んだ状態においても、液体５０を周辺電極部２１に引き付ける向きのバイアスを液体５０にかけることで、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量をやや小さく抑えている。これにより、本実施形態に係る放電装置１０は、液体５０の振動数を引き上げ、有効成分の生成効率の向上を図っている。液体５０の振動数を引き上げる原理については、「（２．５）液体の振動数」の欄で詳しく説明する。
【0045】
（２．２）動作
以上説明した構成の放電装置１０は、電圧印加回路４が以下のように動作することで、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に放電を生じさせる。
以上説明した構成の放電装置１０は、電圧印加回路４が以下のように動作することで、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に放電を生じさせる。
【0046】
すなわち、制御回路４３は、放電経路Ｌ１が形成されるまでの期間においては、電圧印加回路４の出力電圧を監視対象とし、監視対象（出力電圧）が最大値α以上になると、電圧発生回路４１から出力されるエネルギーを減少させる。一方、放電経路Ｌ１の形成後においては、制御回路４３は、電圧印加回路４の出力電流を監視対象とし、監視対象（出力電流）が閾値以上になると、電圧発生回路４１から出力されるエネルギーを減少させる。これにより、電極装置３に印加される電圧を低下させ、電極装置３を過電流状態として放電電流を遮断する第２モードにて、電圧印加回路４が動作する。つまり、電圧印加回路４の動作モードが、第１モードから第２モードに切り替わることになる。
【0047】
このとき、電圧印加回路４の出力電圧及び出力電流が共に低下するため、制御回路４３は、駆動回路４２の動作を再開させる。これにより、電極装置３に印加される電圧が時間経過に伴って上昇し、コロナ放電から進展して、放電電極１と対向電極２との間には、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１が形成される。
【0048】
駆動期間においては、制御回路４３が上述した動作を繰り返すことにより、電圧印加回路４は、第１モードと、第２モードと、を交互に繰り返すように動作する。これにより、放電電極１に保持されている液体５０に作用する電気エネルギーの大きさが駆動周波数にて周期的に変動することになり、液体５０は駆動周波数にて機械的に振動する。
【0049】
要するに、電圧印加回路４から、放電電極１を含む電極装置３に電圧が印加されることにより、放電電極１に保持されている液体５０には、電界による力が作用して液体５０が変形する。このとき、放電電極１に保持されている液体５０に作用する力Ｆ１は、液体５０に含まれる電荷量ｑ１と電界Ｅ１との積によって表される（Ｆ１＝ｑ１×Ｅ１）。特に、本実施形態では、放電電極１の放電部１１と対向する対向電極２と放電電極１との間に電圧が印加されるので、液体５０には、電界によって対向電極２側に引っ張られる向きの力が作用する。その結果、図８Ａに示すように、放電電極１の放電部１１に保持されている液体５０は、電界による力を受けて、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って（つまりＺ軸方向において）対向電極２側に伸び、テイラーコーンと呼ばれる円錐状の形状を成す。図８Ａに示す状態から、電極装置３に印加される電圧が小さくなれば、電界の影響によって液体５０に作用する力も小さくなり、液体５０が変形する。その結果、図８Ｂに示すように、放電電極１の放電部１１に保持されている液体５０は、縮むことになる。
【0050】
そして、電極装置３に印加される電圧の大きさが駆動周波数にて周期的に変動することにより、放電電極１に保持されている液体５０は、図８Ａに示す形状と図８Ｂに示す形状とに、交互に変形する。すなわち、本実施形態では、放電電極１は、放電部１１が液体５０にて覆われるように、液体５０を保持している。液体５０は、放電によって放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って（つまりＺ軸方向において）伸縮する。テイラーコーンの先端部（頂点部）に電界が集中することで放電が発生するので、図８Ａに示すようにテイラーコーンの先端部が尖っている状態で絶縁破壊が生じる。したがって、駆動周波数に合わせて放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）が間欠的に発生する。
【0051】
これにより、放電電極１に保持されている液体５０が、放電によって静電霧化される。その結果、放電装置１０では、ラジカルを含有するナノメータサイズの帯電微粒子液からなる有効成分が生成される。生成された有効成分（帯電微粒子液）は、例えば、対向電極２の開口部２３を通して、放電装置１０の周囲に放出される。
【0052】
（２．３）電極装置
次に、本実施形態に係る放電装置１０で用いている電極装置３（放電電極１及び対向電極２）のより詳細な形状について、図１Ａ、図１Ｂ及び図６Ａ～図８Ｂを参照して説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂでは、電極装置３を構成する放電電極１及び対向電極２の要部を模式的に示しており、放電電極１及び対向電極２以外の構成については適宜図示を省略する。図１Ａは、図４のＢ１－Ｂ１線で破断した模式的な斜視図、図１Ｂは図４のＢ１－Ｂ１線で破断した模式的な断面図である。図６Ａ～図７Ｃは、対向電極２のみを示す図である。
次に、本実施形態に係る放電装置１０で用いている電極装置３（放電電極１及び対向電極２）のより詳細な形状について、図１Ａ、図１Ｂ及び図６Ａ～図８Ｂを参照して説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂでは、電極装置３を構成する放電電極１及び対向電極２の要部を模式的に示しており、放電電極１及び対向電極２以外の構成については適宜図示を省略する。図１Ａは、図４のＢ１－Ｂ１線で破断した模式的な斜視図、図１Ｂは図４のＢ１－Ｂ１線で破断した模式的な断面図である。図６Ａ～図７Ｃは、対向電極２のみを示す図である。
【0053】
すなわち、本実施形態では、上述したように、対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有している。周辺電極部２１は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て（つまりＺ軸の一方から見て）、放電電極１の中心軸Ｐ１を囲むように配置されている（図７Ａ参照）。突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て（つまりＺ軸の一方から見て）、周辺電極部２１の周方向の一部から放電電極１の中心軸Ｐ１に向けて突出する（図７Ａ参照）。
【0054】
放電電極１は、一例として、チタン合金（Ｔｉ合金）等の導電性の金属材からなる。放電電極１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｚ軸に沿って延びる円柱状の電極である。放電電極１は、長手方向（Ｚ軸方向）の一端部（先端部）に放電部１１を有している。
【0055】
本実施形態では、放電電極１は、その先端部（放電部１１）が、全体として略半球状に形成されている。言い換えれば、放電電極１の先端面、つまりＺ軸方向において対向電極２側に向いた面は、曲面を含んでいる。本実施形態では、放電電極１のうち、Ｚ軸方向において対向電極２側（Ｚ軸の正の向き）を向いた面を、放電部１１とする。液体供給部５により放電電極１に液体５０が供給されると、液体５０は、少なくとも放電部１１を覆うように放電電極１に保持される（図８Ａ及び図８Ｂ参照）。
【0056】
一方、対向電極２は、一例として、チタン合金（Ｔｉ合金）等の導電性の金属材からなる。本実施形態では、対向電極２は、上述したように、板状の平板部２４を有している。そして、平板部２４の一部には、図６Ａ～図７Ｃに示すように、平板部２４を平板部２４の厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部２３が形成されている。対向電極２において、この開口部２３の周辺に位置する部分が、周辺電極部２１となる。そして、周辺電極部２１から開口部２３内に突出した部分が、突出電極部２２となる。
【0057】
さらに、対向電極２には、周辺電極部２１から外側に延びる外延部２５が設けられている。すなわち、本実施形態に係る放電装置１０では、対向電極２は、周辺電極部２１、突出電極部２２及び平板部２４に加えて、外延部２５を更に有している。
【0058】
より詳細には、平板部２４の一部には、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において、放電電極１から離れる向き（Ｚ軸の正の向き）に突出する、ドーム状の周辺電極部２１が形成されている。つまり、周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側（Ｚ軸の正の側）に凸となる。周辺電極部２１は、一例として、絞り加工によって、平板部２４の一部を凹ませることで、Ｚ軸方向に扁平な半球殻状（ドーム状）に形成されている。周辺電極部２１は、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、放電電極１とは反対側に凹む内面２１２を有している。内面２１２は、Ｚ軸方向における放電電極１側の端縁の内径が、放電電極１とは反対側の端縁の内径よりも大きくなるように、放電電極１の中心軸Ｐ１に対して傾斜するテーパ面である。
【0059】
また、周辺電極部２１の中央部には、開口部２３が形成されている。放電電極１とは反対側（Ｚ軸の正の側）に凸となる周辺電極部２１の先端面には、開口部２３が形成されている。開口部２３は、円形状に開口し、対向電極２を対向電極２の厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する。つまり、周辺電極部２１は、円形状に開口する開口部２３を有している。図７Ａでは、周辺電極部２１の内周縁２３１（つまり開口部２３の周縁）及び外周縁２１０を、それぞれ想像線（二点鎖線）で示している。言い換えれば、図７Ａにおいて、同心円となる２つの想像線（二点鎖線）の間の領域が、周辺電極部２１である。開口部２３の中心は、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置する。
【0060】
また、突出電極部２２は、周辺電極部２１から開口部２３内に突出する。ここで、突出電極部２２は、周辺電極部２１の内周縁２３１（つまり開口部２３の周縁）から、開口部２３の中心に向けて突出する。本実施形態では、突出電極部２２は複数設けられている。つまり、本実施形態では、対向電極２は、突出電極部２２を複数有している。
【0061】
対向電極２は、突出電極部２２を３つ以上有することが好ましい。本実施形態では一例として、対向電極２は４つの突出電極部２２を有している。このように対向電極２が突出電極部２２を３つ以上有することで、突出電極部２２が２つ以下の場合に比べて、突出電極部２２での電界の集中を緩和できる。複数の突出電極部２２の各々は、周辺電極部２１の周方向の一部から、放電電極１の中心軸Ｐ１に向けて突出する。
【0062】
ここで、複数（ここでは４つ）の突出電極部２２は、周辺電極部２１の周方向において等間隔に配置されている。つまり、複数の突出電極部２２は、開口部２３の周方向において等間隔に配置されている。本実施形態では、対向電極２は、４つの突出電極部２２を有するので、これら４つの突出電極部２２は、周辺電極部２１の周方向（開口部２３の周方向）において９０度回転対称となる位置に設けられている。つまり、複数の突出電極部２２は、開口部２３の中心を対称点（対称中心）とする点対称な位置に設けられている。図７Ａにおいて、Ｘ軸の正の方向（右方）を「０度」、Ｙ軸の正の方向（上方）を「９０度」と規定した場合、４つの突出電極部２２は、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の位置にそれぞれ設けられている。このような開口部２３及び複数の突出電極部２２は、一例として、打ち抜き加工によって形成される。
【0063】
また、複数（ここでは４つ）の突出電極部２２は、共通の形状を有している。言い換えれば、複数の突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１に対して９０度回転対称となる形状を有している。そのため、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置する放電部１１から突出電極部２２までの距離は、複数の突出電極部２２において略均一となる。
【0064】
ところで、本実施形態に係る電極装置３は、有効成分の生成量を増加させることを目的として、放電電極１の放電部１１と対向電極２の突出電極部２２との間に、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１を断続的に形成されるように構成されている。この場合において、オゾンの発生量を低減するためには、突出電極部２２の先端部分に電界を集中させることが好ましい。
【0065】
そのため、例えば、図７Ａに示すように、突出電極部２２は平面視において、全体的に円弧状であることが好ましい。言い換えれば、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て（つまりＺ軸の一方から見て）、突出電極部２２は、その外周縁の全体が円弧状であることが好ましい。本開示でいう「円弧状」とは、真円の一部となる形状に限らず、先端が略同一の曲率半径となるアール面（曲面）であるような形状全般を含む。つまり、突出電極部２２の先端面２２１は、図７Ａに示すように、平面視において円弧状である。このような形状であれば、平面視における突出電極部２２の先端面２２１の全体に一様に電界がかかるのではなく、突出電極部２２の先端面２２１のうち、平面視において放電電極１（特に放電部１１）との距離が最短となる頂点に電界が集中しやすくなる。その結果、放電部１１と突出電極部２２との間の放電が安定しやすい、という利点がある。
【0066】
また、突出電極部２２の平面視における先端面２２１（頂点）が尖っている場合には、この部分に電界が集中することで電食が生じやすく、放電状態が経時的に変化する可能性がある。そのため、放電状態が経時的に変化しないように、突出電極部２２の平面視における先端面２２１が曲面を含んでいることが好ましい。
【0067】
さらに、対向電極２における電界集中の度合いは、対向電極２における放電電極１（特に放電部１１）との対向面の形状によって変化する。本実施形態では、対向電極２における放電電極１（特に放電部１１）との対向面をアール面（曲面）とすることで、対向電極２における電界集中をやや緩和する。具体的には、対向電極２は、以下の４つの部位のうちの少なくとも１つがアール面を含む。１つ目の部位は、図７Ａに示すように、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見た突出電極部２２の先端面２２１である。２つ目の部位は、図７Ｃに示すように、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想平面ＶＰ１（図８Ａ参照）内における、突出電極部２２の放電電極１側の角部２２２である。３つ目の部位は、図７Ｃに示すように、仮想平面ＶＰ１内における、周辺電極部２１の放電電極１側の角部２１１である。４つ目の部位は、図７Ｃに示すように、仮想平面ＶＰ１内における、周辺電極部２１の内面２１２である。図８Ａ及び図８Ｂは、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想平面ＶＰ１で切った断面図である。
【0068】
本実施形態では、これら４つの部位の全てが湾曲形状を含んでいる。つまり、平面視における突出電極部２２の先端面２２１、並びに、仮想平面ＶＰ１内における、角部２２２、角部２１１及び内面２１２は、いずれも湾曲形状を含んでいる。さらに、本実施形態では、これら４つの部位に加えて、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見た（平面視における）、周辺電極部２１の内周縁２３１（開口部２３の周縁）についても、湾曲形状を含んでいる。
【0069】
周辺電極部２１の角部２１１は、周辺電極部２１のうち、放電部１１に最も近い位置にある角部からなる。本実施形態では、角部２１１は、ドーム状に形成された周辺電極部２１の内面２１２のうち、Ｚ軸方向における放電電極１側の縁部である。言い換えれば、角部２１１は、周辺電極部２１のうち、放電電極１の中心軸Ｐ１側を向いた面（内面２１２）と、Ｚ軸の負の向きを向いた面との間の角部である。角部２１１は、周辺電極部２１の周方向の全周にわたって形成されている。そのため、角部２１１は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て、中心軸Ｐ１を中心とする円形状となる。これにより、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置する放電部１１から、角部２１１までの距離は、角部２１１の全周にわたって略均一となる。
【0070】
突出電極部２２の角部２２２は、突出電極部２２のうち、放電部１１に最も近い位置にある角部からなる。本実施形態では、角部２２２は、平面視において、円弧状に形成された突出電極部２２の頂点のうち、Ｚ軸方向における放電電極１側の縁部である。言い換えれば、角部２２２は、突出電極部２２のうち、放電電極１の中心軸Ｐ１側を向いた面と、Ｚ軸の負の向きを向いた面との間の角部である。ここで、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置する放電部１１から、角部２２２までの距離は、複数（ここでは４つ）の突出電極部２２で略均一となる。
【0071】
より詳細には、これら５つの部位は、いずれも円弧状に形成されている。また、これら５つの部位のうち、周辺電極部２１の内面２１２及び周辺電極部２１の内周縁２３１は、放電部１１とは反対側に凸となる、つまり放電部１１側を凹面とする円弧状である。一方、突出電極部２２の先端面２２１、周辺電極部２１の角部２１１及び突出電極部２２の角部２２２は、放電部１１側に凸となる円弧状である。そして、これら５つの部位の湾曲形状の曲率半径は、以下の大小関係を満たすことが好ましい。すなわち、これら５つの部位は、曲率半径が大きい側から、周辺電極部２１の内面２１２、周辺電極部２１の内周縁２３１、突出電極部２２の先端面２２１、周辺電極部２１の角部２１１、突出電極部２２の角部２２２の順となる。
【0072】
要するに、周辺電極部２１の内面２１２の曲率半径が最も大きい。そして、突出電極部２２の先端面２２１の湾曲形状は、突出電極部２２の放電電極１側の角部２２２の湾曲形状よりも曲率半径が大きい。つまり、平面視における突出電極部２２の先端面２２１に比べて、仮想平面ＶＰ１内における、突出電極部２２の放電電極１側の角部２２２の曲率半径は小さい。また、突出電極部２２の先端面２２１の湾曲形状は、周辺電極部２１の内面２１２の湾曲形状よりも曲率半径が小さい。つまり、平面視における突出電極部２２の先端面２２１に比べて、仮想平面ＶＰ１内における、周辺電極部２１の内面２１２の曲率半径は大きい。一例として、周辺電極部２１の内周縁２３１の曲率半径は、２．０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。より詳細には、周辺電極部２１の内周縁２３１の曲率半径は、３．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【0073】
外延部２５は、周辺電極部２１から外側に延びる部分である。外延部２５は、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、周辺電極部２１から離れるほどに、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において放電電極１から離れるように形成されている。本実施形態では、外延部２５は、周辺電極部２１の周辺に位置し、平板部２４と周辺電極部２１とを連結する。すなわち、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て（平面視において）、周辺電極部２１及び外延部２５は、中心軸Ｐ１を中心とする同心円状に形成されている。そして、外延部２５は、周辺電極部２１につながる内周部を基準として、平板部２４につながる外周部が、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において放電電極１とは反対側に、つまりＺ軸の正の側に位置する。言い換えれば、外延部２５は、Ｚ軸方向における放電電極１側の端縁の内径が、放電電極１とは反対側（平板部２４側）の端縁の内径よりも小さくなるように、放電電極１の中心軸Ｐ１に対して傾斜する。
【0074】
そのため、対向電極２は、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、開口部２３から外周側（平板部２４側）に向けて、Ｚ軸の負の向きに延び、更にその先端からＺ軸の正の向きに延びた形状に形成される。これにより、対向電極２において、開口部２３の周囲には、開口部２３の全周にわたって、Ｚ軸の負の向きに凹んだ断面略Ｖ字状の窪み（溝）が形成されることになる。外延部２５は、一例として、絞り加工によって、平板部２４の一部を凹ませることで、周辺電極部２１と共に形成される。
【0075】
対向電極２が、このような外延部２５を有することで、対向電極２の周辺電極部２１及び突出電極部２２以外の部位を、放電電極１（特に放電部１１）から遠ざけることができる。要するに、対向電極２のうち、周辺電極部２１の外周縁２１０の外側の部位を、Ｚ軸方向において放電電極１から遠ざけることで、外延部２５又は平板部２４と放電電極１との間に不要な電界が生じることを抑制できる。結果的に、対向電極２のうち周辺電極部２１及び突出電極部２２と、放電電極１との間で、効率的に電界を生じさせることができる。
【0076】
ところで、周辺電極部２１から放電電極１までの距離Ｄ１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、突出電極部２２から放電電極１までの距離Ｄ２以上である（Ｄ１≧Ｄ２）。好ましくは、周辺電極部２１から放電電極１までの距離Ｄ１は、突出電極部２２から放電電極１までの距離Ｄ２より長い。
【0077】
本開示でいう「距離Ｄ１」は、周辺電極部２１から放電電極１までの最短距離を意味し、本実施形態では、周辺電極部２１の角部２１１の一点と、放電部１１の一点とを結ぶ線分の長さである。また、本開示でいう「距離Ｄ２」は、突出電極部２２から放電電極１までの最短距離を意味し、本実施形態では、突出電極部２２の角部２２２の一点と、放電部１１の一点とを結ぶ線分の長さである。つまり、周辺電極部２１から放電部１１までの距離Ｄ１は、角部２１１から放電部１１までの距離である。突出電極部２２から放電部１１までの距離Ｄ２は、角部２２２から放電部１１までの距離である。
【0078】
また、本実施形態では、上述した通り、放電電極１は放電部１１を覆うように液体５０を保持し、液体５０は、放電によって放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って（つまりＺ軸方向において）伸縮する。ここで、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って液体５０が伸びた状態では、図８Ａに示すように、液体５０がテイラーコーンの形状（第１形状）となる。一方、液体５０が縮んだ状態では、図８Ｂに示すように、液体５０はテイラーコーンの先端部がつぶれた形状（第２形状）となる。
【0079】
そして、図８Ａに示すように、液体５０が伸びた状態（第１形状）にあれば、周辺電極部２１及び突出電極部２２からの距離は、放電部１１に代えて液体５０を基準として以下のように規定されることが好ましい。すなわち、図８Ａに示すように、液体５０が伸びた状態における、液体５０から周辺電極部２１までの距離Ｄ３は、液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ４以上である（Ｄ３≧Ｄ４）。
【0080】
本開示でいう「距離Ｄ３」は、伸びた状態にある液体５０から周辺電極部２１までの最短距離を意味し、本実施形態では、周辺電極部２１の角部２１１の一点と、第１形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分の長さである。また、本開示でいう「距離Ｄ４」は、伸びた状態にある液体５０から突出電極部２２までの最短距離を意味し、本実施形態では、突出電極部２２の角部２２２の一点と、第１形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分の長さである。つまり、液体５０から周辺電極部２１までの距離Ｄ３は、角部２１１から、第１形状（テイラーコーン）の液体５０までの距離である。液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ４は、角部２２２から、第１形状（テイラーコーン）の液体５０までの距離である。
【0081】
ここで、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想平面ＶＰ１内において、液体５０と突出電極部２２の先端とを結ぶ仮想線の、放電電極１の中心軸Ｐ１に対する傾斜角度θ１は６７度以下である。ここでいう「液体５０と突出電極部２２の先端とを結ぶ仮想線」は、伸びた状態にある液体５０から突出電極部２２までの最短距離を意味し、突出電極部２２の角部２２２の一点と、第１形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分（図８Ａの距離Ｄ４を示す矢印）である。
【0082】
さらに、図８Ｂに示すように、液体５０が縮んだ状態（第２形状）にあれば、周辺電極部２１及び突出電極部２２からの距離は、放電部１１に代えて液体５０を基準として以下のように規定されることが好ましい。すなわち、図８Ｂに示すように、液体５０が縮んだ状態における、液体５０から周辺電極部２１までの距離Ｄ５は、液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ６以上である（Ｄ５≧Ｄ６）。
【0083】
本開示でいう「距離Ｄ５」は、縮んだ状態にある液体５０から周辺電極部２１までの最短距離を意味し、本実施形態では、周辺電極部２１の角部２１１の一点と、第２形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分の長さである。また、本開示でいう「距離Ｄ６」は、縮んだ状態にある液体５０から突出電極部２２までの最短距離を意味し、本実施形態では、突出電極部２２の角部２２２の一点と、第２形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分の長さである。つまり、液体５０から周辺電極部２１までの距離Ｄ５は、角部２１１から、第２形状（テイラーコーンの先端部がつぶれた形状）の液体５０までの距離である。液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ６は、角部２２２から、第２形状（テイラーコーンの先端部がつぶれた形状）の液体５０までの距離である。
【0084】
ここで、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想平面ＶＰ１内において、液体５０と突出電極部２２の先端とを結ぶ仮想線の、放電電極１の中心軸Ｐ１に対する傾斜角度θ２は６７度以下である。ここでいう「液体５０と突出電極部２２の先端とを結ぶ仮想線」は、縮んだ状態にある液体５０から突出電極部２２までの最短距離を意味し、突出電極部２２の角部２２２の一点と、第２形状の液体５０の頂点とを結ぶ線分（図８Ｂの距離Ｄ６を示す矢印）である。
【0085】
このように、本実施形態では、液体５０から突出電極部２２までの距離（Ｄ４又はＤ６）は、液体５０から周辺電極部２１までの距離（Ｄ３又はＤ５）以下である。さらに、本実施形態では、液体５０から突出電極部２２までの距離は、液体５０から周辺電極部２１までの距離よりも短い（Ｄ４＜Ｄ３、又は、Ｄ６＜Ｄ５）。より詳細には、液体５０から突出電極部２２までの距離（Ｄ４又はＤ６）は、液体５０から周辺電極部２１までの距離（Ｄ３又はＤ５）の９／１０以下であることが好ましい。
【0086】
さらに、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想平面ＶＰ１内において、液体５０と突出電極部２２の先端とを結ぶ仮想線の、放電電極１の中心軸Ｐ１に対する傾斜角度θ１，θ２は６７度以下である。仮想線の、放電電極１の中心軸Ｐ１に対する傾斜角度θ１，θ２は、６５度以下であることがより好ましく、６２度以下であることがより好ましい。
【0087】
ここで、上述した距離Ｄ３～Ｄ６の大小関係、及び傾斜角度θ１，θ２は、図８Ａに示すように液体５０が伸びた状態（第１形状）、及び図８Ｂに示すように、液体５０が縮んだ状態（第２形状）のいずれにおいても、成立することが好ましい。
【0088】
本実施形態に係る電極装置３は、上述したような距離Ｄ１～Ｄ６の関係を採用することにより、以下のような利点がある。すなわち、周辺電極部２１から放電部１１までの距離Ｄ１は、突出電極部２２から放電部１１までの距離Ｄ２以上であるので、放電電極１と対向電極２との間に電圧が印加されると、まずは突出電極部２２と放電部１１との間に作用する電界が支配的となる。このとき、コロナ放電が生じやすくなる。したがって、絶縁破壊が継続的に発生するようなグロー放電又はアーク放電は生じにくく、グロー放電又はアーク放電による有効成分の生成効率の低下が生じにくくなる。
【0089】
また、放電電極１に保持されている液体５０が電界による力を受けてテイラーコーンを形成すると、このときの（伸びた状態の）液体５０から周辺電極部２１までの距離Ｄ３は、液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ４よりも長くなる。そのため、テイラーコーンの先端部（頂点部）と突出電極部２２との間に電界が集中しやすくなる。したがって、液体５０と突出電極部２２との間においては、比較的に高いエネルギーの放電が生じ、放電電極１に保持された液体５０に生じたコロナ放電を、更に高エネルギーの放電にまで進展させることができる。その結果、放電電極１と対向電極２との間には、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１が形成される。
【0090】
ただし、図８Ａ及び図８Ｂでは、放電装置１０の安定状態での液体５０を意図している。本開示でいう「安定状態」とは、放電電極１に保持されている液体５０の量が、略一定に維持されている状態を意味する。つまり、放電電極１に対して液体供給部５から供給される液体５０の量と、静電霧化されて放電装置１０から放出される液体５０の量と、が概ね均衡することで、液体５０の量が略一定の安定状態となる。上述した距離Ｄ３～Ｄ６のいずれについても、このような安定状態にある液体５０を基準に規定される。
【0091】
また、本実施形態では、上述したように、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において、液体５０が伸びた状態における液体５０の先端は、周辺電極部２１における外周縁２１０と同一位置、又は外周縁２１０よりも放電電極１側に位置する（図８Ａ参照）。すなわち、図８Ａに示すように液体５０が伸びた状態（第１形状）にある液体５０の頂点（先端）は、Ｚ軸方向において、周辺電極部２１の外周縁２１０と同一か、又は外周縁２１０よりも放電電極１側（Ｚ軸の負の側）に位置する。つまり、Ｚ軸に直交する平面であって周辺電極部２１の外周縁２１０を含む平面を想定すると、第１形状の液体５０の頂点（先端）は、この平面内か、又はこの平面よりもＺ軸の負の側に位置する。
【0092】
この構成によれば、放電電極１に保持されている液体５０に対しては、電界により、液体５０を周辺電極部２１側に引き付けるような力を、常に作用させることができる。要するに、液体５０との間に電界が作用する対向電極２の周辺電極部２１及び突出電極部２２は、液体５０から見て常にＺ軸の正の側に位置することになり、液体５０に対しては、Ｚ軸の正の向きに引き付ける力を常時作用させることができる。そのため、放電電極１に保持されている液体５０が機械的な振動をするに際して、例えば、液体５０に対して、周辺電極部２１に引き付ける向きの力を作用させ続けることで、液体５０の振幅を小さく抑えることができる。つまり、液体５０が縮んだ状態においても、液体５０を周辺電極部２１に引き付ける向きのバイアスが液体５０にかかることで、液体５０が完全にはつぶれた形状とならず、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量が小さく抑えられる。その結果、液体５０の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0093】
また、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、液体５０が無い状態では、本実施形態に係る放電装置１０の構成は以下のように表される。すなわち、本実施形態に係る放電装置１０は、放電電極１と、対向電極２と、電圧印加回路４と、を備えている。放電電極１は、柱状の電極である。対向電極２は、放電電極１と対向する。電圧印加回路４は、放電電極１と対向電極２との間に印加電圧Ｖ１を印加することにより放電を生じさせる。対向電極２は、周辺電極部２１と、突出電極部２２と、を有する。周辺電極部２１は、放電電極１とは反対側に凸となる。周辺電極部２１は、先端面に開口部２３が形成されている。突出電極部２２は、周辺電極部２１から開口部２３内に突出する。放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において、放電電極１の先端は、周辺電極部２１における外周縁２１０よりも放電電極１側に位置する。
【0094】
このように、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向において、放電電極１の先端は、周辺電極部２１における外周縁２１０よりも放電電極１側に位置する場合でも、上記と同様の効果が期待できる。すなわち、放電電極１に保持されている液体５０に対しては、電界により、液体５０を周辺電極部２１側に引き付けるような力を、常に作用させることができる。その結果、液体５０の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0095】
（２．４）放電の態様
以下、放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１を印加した場合に発生する放電形態の詳細について、図９Ａ～図９Ｃを参照して説明する。図９Ａ～図９Ｃは、放電形態を説明するための概念図であって、図９Ａ～図９Ｃでは、放電電極１及び対向電極２を模式的に表している。また、本実施形態に係る放電装置１０では、実際には、放電電極１には液体５０が保持されており、この液体５０と対向電極２との間で放電が生じるが、図９Ａ～図９Ｃでは、液体５０の図示を省略する。また、以下では、放電電極１の放電部１１に液体５０が無い場合を想定して説明するが、液体５０が有る場合には、放電の発生箇所等について「放電電極１の放電部１１」を「放電電極１に保持された液体５０」に読み替えればよい。
以下、放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１を印加した場合に発生する放電形態の詳細について、図９Ａ～図９Ｃを参照して説明する。図９Ａ～図９Ｃは、放電形態を説明するための概念図であって、図９Ａ～図９Ｃでは、放電電極１及び対向電極２を模式的に表している。また、本実施形態に係る放電装置１０では、実際には、放電電極１には液体５０が保持されており、この液体５０と対向電極２との間で放電が生じるが、図９Ａ～図９Ｃでは、液体５０の図示を省略する。また、以下では、放電電極１の放電部１１に液体５０が無い場合を想定して説明するが、液体５０が有る場合には、放電の発生箇所等について「放電電極１の放電部１１」を「放電電極１に保持された液体５０」に読み替えればよい。
【0096】
ここではまず、コロナ放電について、図９Ａを参照して説明する。
【0097】
一般的には、一対の電極間にエネルギーを投入して放電を生じさせると、投入したエネルギーの量に応じて、放電形態がコロナ放電から、グロー放電、又はアーク放電へと進展する。
【0098】
グロー放電及びアーク放電は、一対の電極間での絶縁破壊を伴う放電である。グロー放電及びアーク放電においては、一対の電極間にエネルギーが投入されている間は、絶縁破壊によって形成される放電経路が維持され、一対の電極間に放電電流が継続的に発生する。これに対して、コロナ放電は、図９Ａに示すように、一方の電極（放電電極１）で局所的に発生する放電であり、一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間の絶縁破壊を伴わない放電である。要するに、放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１が印加されることで、放電電極１の放電部１１で局所的なコロナ放電が発生する。ここで、放電電極１は負極（グランド）側であるから、放電電極１の放電部１１に生じるコロナ放電は負極性コロナである。このとき、放電電極１の放電部１１の周囲には、局所的に絶縁破壊された領域Ａ１が生じ得る。この領域Ａ１は、後述する部分破壊放電における第１絶縁破壊領域Ａ３及び第２絶縁破壊領域Ａ４の各々のように、特定の方向に長く延びた形状ではなく、点状（又は球状）となる。
【0099】
ここで、電源（電圧印加回路４）から一対の電極間に対して単位時間当たりに放出可能な電流容量が十分に大きければ、一度形成された放電経路は途切れることなく維持され、上述のようにコロナ放電から、グロー放電又はアーク放電へと進展する。
【0100】
次に、全路破壊放電について、図９Ｂを参照して説明する。
【0101】
全路破壊放電は、図９Ｂに示すように、コロナ放電から進展して一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間の全路破壊に至る、という現象が間欠的に繰り返される放電形態である。つまり、全路破壊放電においては、放電電極１と対向電極２との間には、放電電極１と対向電極２との間において、全体的に絶縁破壊された放電経路Ｌ１が生じる。このとき、放電電極１の放電部１１と、対向電極２（いずれかの突出電極部２２の角部２２２）との間には、全体的に絶縁破壊された領域Ａ２が生じ得る。この領域Ａ２は、後述する部分破壊放電における第１絶縁破壊領域Ａ３及び第２絶縁破壊領域Ａ４の各々のように、部分的に生じるのではなく、放電電極１の放電部１１と対向電極２との間をつなぐように生じる。
【0102】
本開示でいう「絶縁破壊」は、導体間を隔離している絶縁体（気体を含む）の電気絶縁性が破壊され、絶縁状態が保てなくなることを意味する。気体の絶縁破壊は、例えば、イオン化された分子が電場により加速されて他の気体分子に衝突してイオン化し、イオン濃度が急増して気体放電を起こすために生じる。
【0103】
また、全路破壊放電は、一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間での絶縁破壊（全路破壊）を伴うものの、絶縁破壊が継続的に生じるのではなく、絶縁破壊が間欠的に発生する放電である。そのため、一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間に生じる放電電流についても、間欠的に発生する。すなわち、上述したように放電経路Ｌ１を維持するのに必要な電流容量を電源（電圧印加回路４）が有さない場合等においては、コロナ放電から全路破壊に進展した途端に一対の電極間に印加される電圧が低下し、放電経路Ｌ１が途切れて放電が停止する。ここでいう「電流容量」は、単位時間に放出可能な電流の容量である。このような放電の発生、及び停止が繰り返されることにより、放電電流が間欠的に流れることになる。このように、全路破壊放電は、放電エネルギーの高い状態と放電エネルギーの低い状態とを繰り返す点において、絶縁破壊が継続的に発生する（つまり放電電流が継続的に発生する）グロー放電及びアーク放電とは相違する。
【0104】
次に、部分破壊放電について、図９Ｃを参照して説明する。
【0105】
部分破壊放電に際して、放電装置１０は、まず放電電極１の放電部１１で局所的なコロナ放電を生じさせる。本実施形態では、放電電極１は負極（グランド）側であるから、放電電極１の放電部１１に生じるコロナ放電は負極性コロナである。放電装置１０は、放電電極１の放電部１１に生じたコロナ放電を、更に高エネルギーの放電にまで進展させる。この高エネルギーの放電により、放電電極１と対向電極２との間には、部分的に絶縁破壊された放電経路Ｌ１が形成される。
【0106】
また、部分破壊放電は、一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間での部分的な絶縁破壊を伴うものの、絶縁破壊が継続的に生じるのではなく、絶縁破壊が間欠的に発生する放電である。そのため、一対の電極（放電電極１及び対向電極２）間に生じる放電電流についても、間欠的に発生する。すなわち、放電経路Ｌ１を維持するのに必要な電流容量を電源（電圧印加回路４）が有さない場合等においては、コロナ放電から部分破壊放電に進展した途端に一対の電極間に印加される電圧が低下し、放電経路Ｌ１が途切れて放電が停止する。このような放電の発生、及び停止が繰り返されることにより、放電電流が間欠的に流れることになる。このように、部分破壊放電は、放電エネルギーの高い状態と放電エネルギーの低い状態とを繰り返す点において、絶縁破壊が継続的に発生する（つまり放電電流が継続的に発生する）グロー放電及びアーク放電とは相違する。
【0107】
より詳細には、放電装置１０は、互いに隙間を介して対向するように配置される放電電極１及び対向電極２間に印加電圧Ｖ１を印加することにより、放電電極１と対向電極２との間に放電を生じさせる。そして、放電の発生時には、放電電極１と対向電極２との間には、部分的に絶縁破壊された放電経路Ｌ１が形成される。このとき形成される放電経路Ｌ１には、図９Ｃに示すように、放電電極１の周囲に生成される第１絶縁破壊領域Ａ３と、対向電極２の周囲に生成される第２絶縁破壊領域Ａ４と、が含まれている。
【0108】
すなわち、放電電極１と対向電極２との間には、全体的にではなく部分的（局所的）に、絶縁破壊された放電経路Ｌ１が形成される。このように、部分破壊放電においては、放電電極１と対向電極２との間に形成される放電経路Ｌ１は、全路破壊には至らず、部分的に絶縁破壊された経路である。
【0109】
ここで、第１絶縁破壊領域Ａ３及び第２絶縁破壊領域Ａ４は、互いに接触しないように離れて存在している。言い換えれば、放電経路Ｌ１は、少なくとも第１絶縁破壊領域Ａ３と第２絶縁破壊領域Ａ４との間において、絶縁破壊されていない領域（絶縁領域）を含んでいる。そのため、部分破壊放電においては、放電電極１と対向電極２との間の空間について、全路破壊には至らず、部分的に絶縁破壊された状態で、放電経路Ｌ１を通して放電電流が流れることになる。要するに、部分的な絶縁破壊が生じた放電経路Ｌ１、言い換えれば、一部は絶縁破壊されていない放電経路Ｌ１であっても、放電電極１と対向電極２との間には、放電経路Ｌ１を通して放電電流が流れ、放電が生じる。
【0110】
ここにおいて、第２絶縁破壊領域Ａ４は、基本的には、対向電極２のうち、放電部１１までの距離（空間距離）が最短となる部位の周囲に生じる。本実施形態では、対向電極２は、突出電極部２２の角部２２２において、放電部１１までの距離Ｄ２（図１Ｂ参照）が最短となるので、第２絶縁破壊領域Ａ４は角部２２２の周囲に生成される。つまり、図９Ｃに示す突出電極部２２は、実際には角部２２２に相当する。
【0111】
そして、全路破壊放電（図９Ｂ参照）又は部分破壊放電（図９Ｃ参照）においては、コロナ放電（図９Ａ参照）と比較して大きなエネルギーでラジカルが生成され、コロナ放電と比較して２～２０倍程度の大量のラジカルが生成される。このようにして生成されるラジカルは、除菌、脱臭、保湿、保鮮、ウイルスの不活化にとどまらず、様々な場面で有用な効果を奏する基となる。ここで、全路破壊放電又は部分破壊放電によってラジカルが生成される際には、オゾンも発生する。ただし、全路破壊放電又は部分破壊放電では、コロナ放電と比較して２～２０倍程度のラジカルが生成されるのに対して、オゾンの発生量はコロナ放電の場合と同程度に抑えられる。
【0112】
また、部分破壊放電（図９Ｃ参照）においては、全路破壊放電（図９Ｂ参照）と比較しても、過大なエネルギーによるラジカルの消失を抑制でき、全路破壊放電と比較してもラジカルの生成効率の向上を図ることができる。すなわち、全路破壊放電では、その放電に係るエネルギーが高すぎるが故に、生成されたラジカルの一部が消失して、有効成分の生成効率の低下につながる可能性がある。これに対して、部分破壊放電では、全路破壊放電と比較して放電に係るエネルギーが小さく抑えられるため、過大なエネルギーに晒されることによるラジカルの消失量を低減し、ラジカルの生成効率の向上を図ることができる。
【0113】
さらに、部分破壊放電では、全路破壊放電に比較して電界の集中が緩められる。そのため、全路破壊放電では、全路破壊された放電経路を通じて放電電極１及び対向電極２間には、瞬間的に大きな放電電流が流れ、その際の電気抵抗は非常に小さくなっている。これに対して、部分破壊放電では、電界の集中が緩められることで、部分的に絶縁破壊された放電経路Ｌ１の形成時に、放電電極１及び対向電極２間に瞬間的に流れる電流の最大値が、全路破壊放電に比べて小さく抑えられる。これにより、部分破壊放電では、全路破壊放電に比較して、窒化酸化物（ＮＯｘ）の発生が抑制され、さらに電気ノイズが小さく抑えられる。
【0114】
また、本実施形態では、上述したように、対向電極２は、複数（ここでは４つ）の突出電極部２２を有しており、各突出電極部２２から放電電極１までの距離Ｄ２（図１Ｂ参照）は、複数の突出電極部２２において均等である。そのため、絶縁破壊された領域Ａ２又は第２絶縁破壊領域Ａ４は、複数の突出電極部２２のうち、いずれか１つの突出電極部２２の角部２２２の周囲に生成されることになる。ここで、絶縁破壊された領域Ａ２又は第２絶縁破壊領域Ａ４が生成される突出電極部２２は、特定の突出電極部２２には限定されず、複数の突出電極部２２の中でランダムに決まることになる。
【0115】
（２．５）液体の振動数
次に、液体５０の振動数を引き上げる原理について説明する。
次に、液体５０の振動数を引き上げる原理について説明する。
【0116】
本実施形態では、放電電極１の放電部１１に保持されている液体５０は、上述したように、電界による力を受けて、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿って（つまりＺ軸方向において）伸縮する。そして、液体５０が縮んだ状態においても、液体５０を周辺電極部２１に引き付ける向きのバイアスを液体５０にかけることで、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量をやや小さく抑えている。これにより、本実施形態に係る放電装置１０は、液体５０の振動数を引き上げ、有効成分の生成効率の向上を図っている。
【0117】
すなわち、液体５０との間に電界が作用する対向電極２の周辺電極部２１及び突出電極部２２は、液体５０から見て常にＺ軸の正の側に位置することになり、液体５０に対しては、Ｚ軸の正の向きに引き付ける力を常時作用させることができる。このように、放電装置１０によれば、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（つまりＺ軸方向）において、液体５０を対向電極２側に引っ張るようなバイアスを、常に液体５０に与えることが可能である。よって、放電装置１０によれば、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量が小さく抑えられ、結果的に、液体５０の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0118】
ところで、本実施形態に係る放電装置１０では、電圧印加回路４は、液体５０の固有振動数に応じた駆動周波数で印加電圧Ｖ１を変動させる。すなわち、上述したように、印加電圧Ｖ１の変動の周波数である駆動周波数は、放電電極１に保持されている液体５０の共振周波数（固有振動数）を含む所定範囲内、つまり液体５０の共振周波数付近の値に設定される。これにより、液体５０の変形量が比較的大きくなり、液体５０は、電界が作用した際に生じるテイラーコーンの先端部（頂点部）がより尖った（鋭角な）形状となり、放電装置１０では、放電が生じやすくなる。
【0119】
その上で、本実施形態では、駆動周波数は、液体５０の固有振動数以上の周波数である。要するに、本実施形態に係る放電装置１０は、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量をやや小さく抑え、液体５０の振動数を引き上げることを可能としている。そこで、印加電圧Ｖ１の変動の周波数である駆動周波数については、液体５０の固有振動数以上に設定することで、極力、液体５０の振動数を引き上げる。具体的には、液体５０の固有振動数（共振周波数）を基準として下限値及び上限値が規定された所定範囲内における、中心周波数以上の値に、駆動周波数が設定されることが好ましい。より好ましくは、所定範囲の上限値付近に駆動周波数が設定されることが好ましい。これにより、液体５０を周辺電極部２１に引き付ける向きのバイアスを液体５０にかけることで、液体５０の機械的な振動に伴う液体５０の変形量をやや小さく抑えていることと相まって、液体５０の振動数を向上させることができる。結果的に、本実施形態に係る放電装置１０では、液体５０の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0120】
（３）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0121】
対向電極２は、４つに限らず、適当な個数の突出電極部２２を有していてもよい。例えば、対向電極２は、奇数個の突出電極部２２を有していてもよい。対向電極２が有する突出電極部２２の個数は４つに限らず、例えば、１つ、２つ、３つ、又は５つ以上であってもよい。さらに、複数の突出電極部２２が開口部２３の周方向において等間隔で配置されることは必須の構成ではなく、複数の突出電極部２２は開口部２３の周方向において適宜の間隔で配置されてもよい。
【0122】
また、放電装置１０は、帯電微粒子液を生成するための液体供給部５が省略されていてもよい。この場合、放電装置１０は、放電電極１、及び対向電極２間に生じる放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）によって、空気イオンを生成する。
【0123】
また、液体供給部５は、実施形態１のように放電電極１を冷却して放電電極１に結露水を発生させる構成に限らない。液体供給部５は、例えば、毛細管現象、又はポンプ等の供給機構を用いて、タンクから放電電極１に液体５０を供給する構成であってもよい。さらに、液体５０は、水（結露水を含む）に限らず、水以外の液体であってもよい。
【0124】
また、電圧印加回路４は、放電電極１を正極（プラス）、対向電極２を負極（グランド）として、放電電極１と対向電極２との間に高電圧を印加するように構成されていてもよい。さらに、放電電極１と対向電極２との間に電位差（電圧）が生じればよいので、電圧印加回路４は、高電位側の電極（正極）をグランドとし、低電位側の電極（負極）をマイナス電位とすることで、電極装置３にマイナスの電圧を印加してもよい。すなわち、電圧印加回路４は、放電電極１をグランドとし、対向電極２をマイナス電位としてもよいし、又は放電電極１をマイナス電位とし、対向電極２をグランドとしてもよい。
【0125】
また、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１と放電電極１との間に挿入されていてもよい。この場合、放電電極１は負極（グランド）となるので、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１の低電位側の出力端と電極装置３との間に挿入されることになる。あるいは、放電電極１を正極（プラス）、対向電極２を負極（グランド）とする場合において、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１の高電位側又は低電位側の出力端と電極装置３との間に挿入されてもよい。さらに、制限抵抗Ｒ１は、必須の構成ではなく、適宜省略されていてもよい。
【0126】
また、放電電極１及び対向電極２は、チタン合金（Ｔｉ合金）に限らず、一例として、銅タングステン合金（Ｃｕ－Ｗ合金）等の銅合金であってもよい。また、放電電極１は、先細り形状に限らず、例えば、先端が膨らんだ形状であってもよい。
【0127】
また、電圧印加回路４から電極装置３に印加される高電圧は、６．０ｋＶ程度に限らず、例えば、放電電極１及び対向電極２の形状、又は放電電極１及び対向電極２間の距離等に応じて適宜設定される。
【0128】
また、実施形態１に係る電圧印加回路４と同様の機能は、電圧印加回路４の制御方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した記録媒体等で具現化されてもよい。すなわち、制御回路４３に対応する機能を、電圧印加回路４の制御方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した記録媒体等で具現化してもよい。
【0129】
また、二値間の比較において、「以上」としているところは、二値が等しい場合、及び二値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、二値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、二値が等しい場合を含むか否かは、閾値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。
【0130】
（実施形態２）
本実施形態に係る放電装置１０は、図１０Ａ～図１０Ｄに示すように、対向電極２Ａ～２Ｄの形状が、実施形態１に係る放電装置１０とは相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１０Ａ～図１０Ｄは、実施形態２に係る対向電極２Ａ～２Ｄを示す模式的な平面図である。
本実施形態に係る放電装置１０は、図１０Ａ～図１０Ｄに示すように、対向電極２Ａ～２Ｄの形状が、実施形態１に係る放電装置１０とは相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。図１０Ａ～図１０Ｄは、実施形態２に係る対向電極２Ａ～２Ｄを示す模式的な平面図である。
【0131】
図１０Ａに示す対向電極２Ａは、複数（ここでは２つ）の突出電極部２２がＹ軸方向に並ぶように配置されている。図１０Ａの例では、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て、つまり平面視において、突出電極部２２は三角形状である。本開示でいう「三角形状」とは、３つの頂点を有する三角形に限らず、図１０Ａに示す、突出電極部２２のように、先端がＲ面（曲面）であるような形状も含む。
【0132】
図１０Ｂに示す対向電極２Ｂは、平面視において三角形状の突出電極部２２を４つ有している。図１０Ｂにおいて、Ｘ軸の正の方向（右方）を「０度」、Ｙ軸の正の方向（上方）を「９０度」と規定した場合、４つの突出電極部２２は、０度、９０度、１８０度、２７０度の位置にそれぞれ設けられている。
【0133】
図１０Ｃに示す対向電極２Ｃは、平面視において三角形状の突出電極部２２を４つ有している。図１０Ｃにおいて、Ｘ軸の正の方向（右方）を「０度」、Ｙ軸の正の方向（上方）を「９０度」と規定した場合、４つの突出電極部２２は、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の位置にそれぞれ設けられている。
【0134】
図１０Ｄに示す対向電極２Ｄでは、周辺電極部２１と突出電極部２２とは別体である。この場合でも、突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１の一方から見て、周辺電極部２１の周方向の一部から放電電極１の中心軸Ｐ１に向けて突出する。この場合、突出電極部２２は、適宜の接合方法（溶着、ねじ固定、かしめ固定等）によって周辺電極部２１に固定される。
【0135】
また、本実施形態では、周辺電極部２１から外側に延びる外延部２５が省略されているが、この構成に限らず、対向電極２Ａ～２Ｄは、外延部２５を有していてもよい。
【0136】
さらに、図１０Ａ～図１０Ｄの例に限らず、電極装置３における放電電極１及び対向電極２は、適宜の形状を採用可能である。一例として、対向電極２における周辺電極部２１は、平面視において、円形状、楕円形状、三角形状、四角形状、又はその他の多角形状等の適宜の形状を採用し得る。周辺電極部２１の外径、内径及び厚みは、任意の数値を採用し得る。同様に、対向電極２における突出電極部２２は、平面視において、針状、三角形、四角形状、又はその他の多角形状等の適宜の形状を採用し得る。突出電極部２２の突出量、幅及び厚さは、任意の数値を採用し得る。
【0137】
実施形態２で説明した種々の構成（変形例を含む）は、実施形態１で説明した種々の構成（変形例を含む）と適宜組み合わせて採用可能である。
【0138】
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る放電装置（１０）は、放電電極（１）と、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）と、電圧印加回路（４）と、液体供給部（５）と、を備える。放電電極（１）は、柱状の電極である。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、放電電極（１）と対向する。電圧印加回路（４）は、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）との間に印加電圧（Ｖ１）を印加することにより放電を生じさせる。液体供給部（５）は、放電電極（１）に液体（５０）を供給する。液体（５０）は、放電によって放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿って伸縮する。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、周辺電極部（２１）と、突出電極部（２２）と、を有する。周辺電極部（２１）は、放電電極（１）とは反対側に凸となり、先端面に開口部（２３）が形成される。突出電極部（２２）は、周辺電極部（２１）から開口部（２３）内に突出する。放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、液体（５０）が伸びた状態における液体（５０）の先端は、周辺電極部（２１）における外周縁（２１０）と同一位置、又は外周縁（２１０）よりも放電電極（１）側に位置する。
以上説明したように、第１の態様に係る放電装置（１０）は、放電電極（１）と、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）と、電圧印加回路（４）と、液体供給部（５）と、を備える。放電電極（１）は、柱状の電極である。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、放電電極（１）と対向する。電圧印加回路（４）は、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）との間に印加電圧（Ｖ１）を印加することにより放電を生じさせる。液体供給部（５）は、放電電極（１）に液体（５０）を供給する。液体（５０）は、放電によって放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿って伸縮する。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、周辺電極部（２１）と、突出電極部（２２）と、を有する。周辺電極部（２１）は、放電電極（１）とは反対側に凸となり、先端面に開口部（２３）が形成される。突出電極部（２２）は、周辺電極部（２１）から開口部（２３）内に突出する。放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、液体（５０）が伸びた状態における液体（５０）の先端は、周辺電極部（２１）における外周縁（２１０）と同一位置、又は外周縁（２１０）よりも放電電極（１）側に位置する。
【0139】
この態様によれば、周辺電極部（２１）は、放電電極（１）とは反対側に凸となり、その先端面に開口部（２３）が形成されているので、放電電極（１）に保持されている液体（５０）に対し、電界により、周辺電極部（２１）側に引き付けるような力が作用する。そして、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、液体（５０）が伸びた状態における液体（５０）の先端は、周辺電極部（２１）における外周縁（２１０）と同一位置、又は外周縁（２１０）よりも放電電極（１）側に位置する。これにより、放電電極（１）に保持されている液体（５０）が機械的な振動をするに際して、例えば、液体（５０）に対して、周辺電極部（２１）に引き付ける向きの力を作用させ続けることで、液体（５０）の振幅を小さく抑えることができる。つまり、液体（５０）の機械的な振動に伴う液体（５０）の変形量が小さく抑えられ、その結果、液体（５０）の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0140】
第２の態様に係る放電装置（１０）では、第１の態様において、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）の一方から見て、突出電極部（２２）は円弧状である。
【0141】
この態様によれば、突出電極部（２２）における電界の集中を緩和できる。
【0142】
第３の態様に係る放電装置（１０）では、第１又は２の態様において、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、突出電極部（２２）を３つ以上有する。
【0143】
この態様によれば、３つ以上の突出電極部（２２）で分散的に放電を生じさせることができる。
【0144】
第４の態様に係る放電装置（１０）では、第１～３のいずれかの態様において、液体（５０）から突出電極部（２２）までの距離（Ｄ４，Ｄ６）は、液体（５０）から周辺電極部（２１）までの距離（Ｄ３，Ｄ５）以下である。
【0145】
この態様によれば、液体（５０）と突出電極部（２２）との間に電界が集中しやすくなり、液体（５０）と対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）との間で放電が生じやすくなる。
【0146】
第５の態様に係る放電装置（１０）では、第４の態様において、液体（５０）から突出電極部（２２）までの距離（Ｄ４，Ｄ６）は、液体（５０）から周辺電極部（２１）までの距離（Ｄ３，Ｄ５）の９／１０以下である。
【0147】
この態様によれば、液体（５０）と突出電極部（２２）との間に電界が集中しやすくなり、液体（５０）と対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）との間で放電が生じやすくなる。
【0148】
第６の態様に係る放電装置（１０）では、第１～５のいずれかの態様において、仮想平面（ＶＰ１）内において、液体（５０）と突出電極部（２２）の先端とを結ぶ仮想線の、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に対する傾斜角度（θ１，θ２）が６７度以下である。仮想平面（ＶＰ１）は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）及び突出電極部（２２）の先端を含む。
【0149】
この態様によれば、液体（５０）と突出電極部（２２）との間に電界が集中しやすくなり、特に、液体（５０）に対して、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿って、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）に液体（５０）を引き付ける力が作用しやすくなる。
【0150】
第７の態様に係る放電装置（１０）では、第１～６のいずれかの態様において、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、周辺電極部（２１）から外側に延びる外延部（２５）を更に有する。外延部（２５）は、周辺電極部（２１）から離れるほどに、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において放電電極（１）から離れるように形成されている。
【0151】
この態様によれば、周辺電極部（２１）の外側への余計な電界の集中を回避でき、放電に寄与する適切な電界が生じやすくなる。
【0152】
第８の態様に係る放電装置（１０）では、第１～７のいずれかの態様において、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、以下の４つの部位の少なくとも１つが湾曲形状を含む。１つ目の部位は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）の一方から見た突出電極部（２２）の先端面（２２１）である。２つ目の部位は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）及び突出電極部（２２）の先端を含む仮想平面（ＶＰ１）内における、突出電極部（２２）の放電電極（１）側の角部（２２２）である。３つ目の部位は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）及び突出電極部（２２）の先端を含む仮想平面（ＶＰ１）内における、周辺電極部（２１）の放電電極（１）側の角部（２１１）である。４つ目の部位は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）及び突出電極部（２２）の先端を含む仮想平面（ＶＰ１）内における、周辺電極部（２１）の内面（２１２）である。
【0153】
この態様によれば、過度の電界の集中を回避でき、放電に寄与する適切な電界が生じやすくなる。
【0154】
第９の態様に係る放電装置（１０）では、第８の態様において、突出電極部（２２）の先端面（２２１）の湾曲形状は、突出電極部（２２）の放電電極（１）側の角部（２２２）の湾曲形状よりも曲率半径が大きい。
【0155】
この態様によれば、突出電極部（２２）の先端面（２２１）への過度の電界の集中を回避でき、放電に寄与する適切な電界が生じやすくなる。
【0156】
第１０の態様に係る放電装置（１０）では、第８又は９の態様において、突出電極部（２２）の先端面（２２１）の湾曲形状は、周辺電極部（２１）の内面（２１２）の湾曲形状よりも曲率半径が小さい。
【0157】
この態様によれば、周辺電極部（２１）の内面（２１２）への過度の電界の集中を回避でき、放電に寄与する適切な電界が生じやすくなる。
【0158】
第１１の態様に係る放電装置（１０）では、第１～１０のいずれかの態様において、電圧印加回路（４）は、液体（５０）の固有振動数に応じた駆動周波数で印加電圧（Ｖ１）を変動させる。
【0159】
この態様によれば、印加電圧（Ｖ１）の変動が、液体（５０）の機械的な振動に効率的に寄与しやすい。
【0160】
第１２の態様に係る放電装置（１０）では、第１１の態様において、駆動周波数は、液体（５０）の固有振動数以上の周波数である。
【0161】
この態様によれば、液体（５０）の振動数を引き上げることができ、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0162】
第１３の態様に係る電極装置は、第１～１２のいずれかの態様に係る放電装置（１０）に用いられる電極装置であって、放電電極（１）及び対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）を備え、電圧印加回路（４）から印加電圧（Ｖ１）が印加される。
【0163】
この態様によれば、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0164】
第１４の態様に係る放電装置（１０）は、放電電極（１）と、対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）と、電圧印加回路（４）と、を備える。放電電極（１）は、柱状の電極である。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、放電電極（１）と対向する。電圧印加回路（４）は、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）との間に印加電圧（Ｖ１）を印加することにより放電を生じさせる。対向電極（２，２Ａ～２Ｄ）は、周辺電極部（２１）と、突出電極部（２２）と、を有する。周辺電極部（２１）は、放電電極（１）とは反対側に凸となり、先端面に開口部（２３）が形成される。突出電極部（２２）は、周辺電極部（２１）から開口部（２３）内に突出する。放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、放電電極（１）の先端は、周辺電極部（２１）における外周縁（２１０）よりも放電電極（１）側に位置する。
【0165】
この態様によれば、有効成分の生成効率の向上を図ることができる。
【0166】
第２～１２の態様に係る構成については、放電装置（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【産業上の利用可能性】
【0167】
放電装置及び電極装置は、冷蔵庫、洗濯機、ドライヤー、空気調和機、扇風機、空気清浄機、加湿器、美顔器及び自動車等の多様な用途に適用することができる。
【符号の説明】
【0168】
１ 放電電極
２，２Ａ～２Ｄ 対向電極
４ 電圧印加回路
５ 液体供給部
１０ 放電装置
２１ 周辺電極部
２２ 突出電極部
２３ 開口部
２５ 外延部
５０ 液体
２１０ 外周縁
２１１ 角部
２１２ 内面
２２１ 先端面
２２２ 角部
Ｄ３～Ｄ６ 距離
Ｖ１ 印加電圧
ＶＰ１ 仮想平面
２，２Ａ～２Ｄ 対向電極
４ 電圧印加回路
５ 液体供給部
１０ 放電装置
２１ 周辺電極部
２２ 突出電極部
２３ 開口部
２５ 外延部
５０ 液体
２１０ 外周縁
２１１ 角部
２１２ 内面
２２１ 先端面
２２２ 角部
Ｄ３～Ｄ６ 距離
Ｖ１ 印加電圧
ＶＰ１ 仮想平面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】