CN112567894A - 电压施加装置以及放电装置 - Google Patents

Abstract

电压施加装置具备电压施加电路。电压施加电路将施加电压(V1)施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极(41)与对置电极(42)之间，从而使放电发生。电压施加装置在放电发生时，在放电电极(41)与对置电极(42)之间形成部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。放电路径(L1)包含在放电电极(41)的周围生成的第1绝缘击穿区域(R1)和在对置电极(42)的周围生成的第2绝缘击穿区域(R2)。

Description

电压施加装置以及放电装置

技术领域

本公开通常涉及电压施加装置以及放电装置，更详细而言，涉及对包含放电电极的负载施加电压从而发生放电的电压施加装置以及放电装置。

背景技术

在专利文献1中记载了一种具备放电电极、对置电极和电压施加部的放电装置。对置电极位于与放电电极相对的位置。电压施加部对放电电极施加电压，使放电电极发生自电晕放电进一步发展后的放电。在该结构中，放电装置的放电是在放电电极与对置电极之间断续地产生被绝缘击穿为将这两者相连的放电路径的放电。

另外，在专利文献1所记载的放电装置中，利用液体供给部向放电电极供给液体。因此，通过放电使液体静电雾化，生成在内部含有自由基的纳米尺寸的带电微粒子液体。

在专利文献1所记载的放电装置的放电形态中，相比电晕放电以较大的能量生成有效成分(自由基以及包含该自由基的带电微粒子液体)，因此相比电晕放电，生成大量的有效成分。而且，生成臭氧的量被抑制为与电晕放电的情况相同的程度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-22574号公报

发明内容

但是，在专利文献1所记载的放电装置中，所生成的有效成分的一部分因高能量的放电而消失，可能导致有效成分的生成效率的下降。

本公开提供能够实现有效成分的生成效率的提高的电压施加装置以及放电装置。

本公开的一技术方案的电压施加装置具备电压施加电路。电压施加电路将施加电压施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极与对置电极之间，从而使放电发生。电压施加装置在放电发生时，在放电电极与对置电极之间形成部分被绝缘击穿的放电路径。放电路径包含在放电电极的周围生成的第1绝缘击穿区域和在对置电极的周围生成的第2绝缘击穿区域。

本公开的一技术方案的放电装置具备放电电极、对置电极和电压施加电路。对置电极配置为与放电电极隔着间隙相对。电压施加电路将施加电压施加于放电电极与对置电极之间，从而使放电发生。放电装置在放电发生时，在放电电极与对置电极之间形成部分被绝缘击穿的放电路径。放电路径包含在放电电极的周围生成的第1绝缘击穿区域和在对置电极的周围生成的第2绝缘击穿区域。

采用本公开，具有能够实现有效成分的生成效率的提高的优点。

附图说明

图1是第1实施方式的放电装置的框图。

图2A是表示被保持于第1实施方式的放电装置的放电电极的液体伸长后的状态的示意图。

图2B是表示被保持于第1实施方式的放电装置的放电电极的液体缩回后的状态的示意图。

图3A是表示第1实施方式的放电装置的放电电极以及对置电极的具体例的俯视图。

图3B是图3A的沿着3B-3B线的剖视图。

图4A是示意性地表示第1实施方式的放电装置的放电电极以及对置电极的主要部分的局部剖切后的立体图。

图4B是示意性地表示第1实施方式的放电装置的对置电极的主要部分的俯视图。

图4C是示意性地表示第1实施方式的放电装置的放电电极的主要部分的主视图。

图5A是表示局部击穿放电的放电形态的示意图。

图5B是表示电晕放电的放电形态的示意图。

图5C是表示完全击穿放电的放电形态的示意图。

图6是概略地表示第1实施方式的放电装置的电压施加装置的输出电压的波形图。

图7是概略地表示从第1实施方式的放电装置发出的声音的频率特性的图表。

图8A是第1实施方式的第1变形例的放电装置的放电电极以及对置电极的俯视图。

图8B是第1实施方式的第1变形例的放电装置的放电电极以及对置电极的俯视图。

图8C是第1实施方式的第1变形例的放电装置的放电电极以及对置电极的俯视图。

图8D是第1实施方式的第1变形例的放电装置的放电电极以及对置电极的俯视图。

图9A是概略地表示第1实施方式的变形例的放电装置的电压施加装置的输出电压的波形图。

图9B是概略地表示第1实施方式的变形例的放电装置的电压施加装置的输出电压的波形图。

图10是第2实施方式的放电装置的框图。

具体实施方式

(第1实施方式)

(1)概要

本实施方式的电压施加装置1如图1所示，具备电压施加电路2和控制电路3。电压施加装置1通过对包含放电电极41的负载4施加电压而使放电电极41发生放电。

另外，本实施方式的放电装置10如图1所示，具备电压施加装置1、负载4和液体供给部5。负载4具有放电电极41以及对置电极42。对置电极42是配置为与放电电极41隔着间隙相对的电极。对负载4的放电电极41与对置电极42之间施加电压，从而在放电电极41与对置电极42之间发生放电。液体供给部5具有向放电电极41供给液体50的功能。也就是说，放电装置10在构成要素中包含电压施加电路2、控制电路3、液体供给部5、放电电极41以及对置电极42。其中，放电装置10包含电压施加装置1、放电电极41以及对置电极42来作为最低限度的构成要素即可，也可以是，在放电装置10的构成要素中不包含液体供给部5。

本实施方式的放电装置10例如在液体50附着于放电电极41的表面从而将液体50保持于放电电极41的状态下，自电压施加电路2对包含放电电极41的负载4施加电压。由此，至少在放电电极41发生放电，被保持于放电电极41的液体50因放电而被静电雾化。即，本实施方式的放电装置10构成所谓的静电雾化装置。在本公开中，也将被保持于放电电极41的液体50也就是成为静电雾化的对象的液体50简称为“液体50”。

电压施加电路2通过将施加电压施加于负载4而至少使放电电极41发生放电。特别是，在本实施方式中，电压施加电路2通过使施加电压的大小周期性地变动而间歇性地发生放电。通过使施加电压周期性地变动，在液体50发生机械性的振动。本公开中所说的“施加电压”是指为了发生放电而由电压施加电路2向负载4施加的电压。在本公开中，区别于后述的“持续电压”地说明用于使放电发生的“施加电压”。在本实施方式中，电压施加电路2由控制电路3控制，因此上述那样的施加电压的大小的调整由控制电路3实施。

通过将电压(施加电压)施加于负载4，从而被保持于放电电极41的液体50如图2A所示受到由电场产生的力而形成被称作泰勒锥(Taylor cone)的圆锥状的形状，对此详见后述。并且，电场集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)，从而发生放电。此时，泰勒锥的顶端部越尖，也就是圆锥的顶角越小(越为锐角)，绝缘击穿所需的电场强度越小，越容易发生放电。被保持于放电电极41的液体50随着机械性的振动而交替地变形为图2A所示的形状和图2B所示的形状。结果，周期性地形成上述那样的泰勒锥，因此与形成图2A所示的那样的泰勒锥的时机相应地间歇性地发生放电。

另外，在本实施方式的电压施加装置1中，电压施加电路2将施加电压V1(参照图5A)施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极41与对置电极42之间，从而使放电发生。电压施加装置1在放电发生时，如图5A所示，在放电电极41与对置电极42之间形成部分被绝缘击穿的放电路径L1。放电路径L1包含第1绝缘击穿区域R1和第2绝缘击穿区域R2。第1绝缘击穿区域R1在放电电极41的周围生成。第2绝缘击穿区域R2在对置电极42的周围生成。

即，在放电电极41与对置电极42之间形成不是全被绝缘击穿而是部分(局部)被绝缘击穿的放电路径L1。本公开中所说的“绝缘击穿”是指，将导体间隔离开的绝缘体(包含气体)的电绝缘性被破坏而不再保持绝缘状态。例如离子化后的分子因电场而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，从而发生气体的绝缘击穿。总之，在基于本实施方式的电压施加装置1发生放电时，在连结放电电极41与对置电极42的路径上存在的气体(空气)局部也就是仅一部分发生绝缘击穿。这样，形成在放电电极41与对置电极42之间的放电路径L1是未达到完全击穿而只是部分被绝缘击穿的路径。

并且，放电路径L1包含在放电电极41的周围生成的第1绝缘击穿区域R1和在对置电极42的周围生成的第2绝缘击穿区域R2。也就是说，第1绝缘击穿区域R1是放电电极41的周围的被绝缘击穿的区域，第2绝缘击穿区域R2是对置电极42的周围的被绝缘击穿的区域。以上第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2以相互不接触的方式分开存在。因此，放电路径L1至少在第1绝缘击穿区域R1与第2绝缘击穿区域R2之间包含未被绝缘击穿的区域(绝缘区域)。由此，放电电极41与对置电极42之间的放电路径L1由于在至少一部分残留有绝缘区域并且部分发生绝缘击穿而成为绝缘性下降了的状态。

采用以上说明的那样的电压施加装置1以及放电装置10，在放电电极41与对置电极42之间形成有不是全被绝缘击穿而是部分被绝缘击穿的放电路径L1。这样，即使是发生了部分性的绝缘击穿的放电路径L1，换言之，即使是一部分未被绝缘击穿的放电路径L1，在放电电极41与对置电极42之间也有电流经过放电路径L1流动而发生放电。以下将这样形成有部分被绝缘击穿的放电路径L1的形态的放电称为“局部击穿放电”。关于局部击穿放电，在“(2.4)放电形态”一栏中详细说明。

在这样的局部击穿放电中，相比电晕放电，以较大的能量生成自由基，相比电晕放电，生成2倍～10倍程度的大量的自由基。像这样地生成的自由基是不限于在除菌、除臭、保湿、保鲜、病毒的灭活方面还在各种各样的场面起到有用的效果的基。这里，在利用局部击穿放电生成自由基时，也产生臭氧。但在局部击穿放电中，相比电晕放电，生成2倍～10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。

另外，除局部击穿放电以外，还具有从电晕放电发展而达到绝缘击穿(完全击穿)的现象间歇性地反复出现的形态的放电。以下将这样的形态的放电称为“完全击穿放电”。在完全击穿放电中，在自电晕放电发展而达到绝缘击穿(完全击穿)时，瞬间有比较大的放电电流流动，紧接着施加电压立即下降，放电电流被切断，然后施加电压上升，达到绝缘击穿，这样的现象反复出现。在完全击穿放电中，与局部击穿放电同样，相比电晕放电，以较大的能量生成自由基，相比电晕放电，生成2倍～10倍程度的大量的自由基。但完全击穿放电的能量相比局部击穿放电的能量更大。因此，即使在能级为“中”的状态下，臭氧消失，自由基增加，从而大量地产生了自由基，也可能由于在随后的反应路径中能级变为“高”而致使一部分自由基消失。

换言之，在完全击穿放电中，由于该放电的能量过高，所以所生成的一部分自由基等有效成分(空气离子、自由基以及包含这些物质的带电微粒子液体等)可能消失而导致有效成分的生成效率的下降。结果，关于采用了局部击穿放电的本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10，采用该电压施加装置1以及放电装置10，相比完全击穿放电，也能实现有效成分的生成效率的提高。因而，在本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10中，具有以下优点，即，相比电晕放电以及完全击穿放电中的任一放电形态，都能实现自由基等有效成分的生成效率的提高。

(2)详细

以下，更详细地说明本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10。

(2.1)整体结构

本实施方式的放电装置10如图1所示，具备电压施加电路2、控制电路3、负载4和液体供给部5。负载4具有放电电极41以及对置电极42。液体供给部5向放电电极41供给液体50。在图1中，示意性地示出放电电极41以及对置电极42的形状。

放电电极41是棒状的电极。放电电极41在长度方向的一端部具有顶端部411(参照图3B)，在长度方向的另一端部(与顶端部相反的一侧的端部)具有基端部412(参照图3B)。放电电极41是至少顶端部411形成为顶端细形状的针电极。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2A等所示，也包含顶端带有圆角的形状。

对置电极42配置为与放电电极41的顶端部相对。对置电极42例如为板状，在中央部具有开口部421。开口部421沿对置电极42的厚度方向贯穿对置电极42。这里，对置电极42的厚度方向(开口部421的贯穿方向)与放电电极41的长度方向一致，并且以放电电极41的顶端部位于对置电极42的开口部421的中心附近的方式决定对置电极42与放电电极41的位置关系。也就是说，在对置电极42与放电电极41之间至少利用对置电极42的开口部421确保有间隙(空间)。换言之，对置电极42配置为与放电电极41隔着间隙地相对，与放电电极41电绝缘。

更详细而言，作为一个例子，放电电极41以及对置电极42形成为图3A以及图3B所示的那样的形状。即，对置电极42具有支承部422和多个(这里是4个)突出部423。多个突出部423分别自支承部422朝向放电电极41突出。放电电极41以及对置电极42被保持于具有电绝缘性的合成树脂制的壳体40。支承部422为平板状，形成有呈圆形开口的开口部421。在图3A中，用想像线(双点划线)表示开口部421的内周缘。另外，在后述的图4A以及图4B中，也用想像线(双点划线)表示开口部421。

4个突出部423在开口部421的周向上等间隔地配置。各突出部423自支承部422的开口部421的内周缘朝向开口部421的中心突出。各突出部423在长度方向的顶端部(开口部421的中心侧的端部)具有顶端细形状的延伸部424。在本实施方式中，对置电极42的支承部422以及多个突出部423整体形成为平板状。也就是说，各突出部423以收纳在平板状的支承部422的厚度方向的两面间的方式自形成于支承部422的开口部421的内周缘不向支承部422的厚度方向倾斜地朝向开口部421的中心笔直地突出。通过将各突出部423形成为这样的形状，容易在各突出部423的延伸部424发生电场集中。结果，容易在各突出部423的延伸部424与放电电极41的顶端部411之间稳定地发生局部击穿放电。

此外，如图3A所示，在俯视下也就是从放电电极41的长度方向的一侧观察，放电电极41位于开口部421的中心。换言之，放电电极41在俯视下位于开口部421的内周缘的中心点上。此外，如图3B所示，放电电极41和对置电极42在放电电极41的长度方向(对置电极42的厚度方向)上也处于相互分开的位置关系。也就是说，在放电电极41的长度方向上，顶端部411位于基端部412与对置电极42之间。

关于放电电极41以及对置电极42的更具体的形状，在“(2.3)电极形状”一栏中进行说明。

液体供给部5对放电电极41供给静电雾化用的液体50。作为一个例子，使用将放电电极41冷却而在放电电极41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，作为液体供给部5的冷却装置51如图3B所示，具备一对珀耳帖元件511和一对散热板512。一对珀耳帖元件511被保持于一对散热板512。冷却装置51通过向一对珀耳帖元件511通电而将放电电极41冷却。将各散热板512的一部分埋入壳体40，从而将一对散热板512保持于壳体40。一对散热板512中的至少保持珀耳帖元件511的部位自壳体40暴露。

一对珀耳帖元件511例如通过软钎料而机械性地连接且电连接于放电电极41的基端部412。一对珀耳帖元件511例如通过软钎料而机械性地连接且电连接于一对散热板512。经由一对散热板512以及放电电极41向一对珀耳帖元件511进行通电。因而，构成液体供给部5的冷却装置51经由基端部412将放电电极41的整体冷却。由此，空气中的水分凝结而作为结露水附着于放电电极41的表面。即，液体供给部5构成为将放电电极41冷却而在放电电极41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41供给液体50(结露水)，因此不需要进行向放电装置10的液体的供给以及补给。

电压施加电路2如图1所示，具有驱动电路21和电压产生电路22。驱动电路21是驱动电压产生电路22的电路。电压产生电路22是接受来自输入部6的电力供给而生成向负载4施加的电压(施加电压以及持续电压)的电路。输入部6是产生几V～十几V程度的直流电压的电源电路。在本实施方式中，设为不将输入部6包含在电压施加装置1的构成要素中而进行说明，但输入部6也可以包含在电压施加装置1的构成要素中。

电压施加电路2例如是绝缘型的DC/DC转换器，将来自输入部6的输入电压Vin(例如13.8V)升压并将升压后的电压作为输出电压而输出。电压施加电路2的输出电压作为施加电压以及持续电压中的至少一者的电压施加于负载4(放电电极41以及对置电极42)。

电压施加电路2电连接于负载4(放电电极41以及对置电极42)。电压施加电路2对负载4施加高电压。这里，电压施加电路2构成为将放电电极41设为负极(接地)并将对置电极42设为正极(正)而在放电电极41与对置电极42之间施加高电压。换言之，在自电压施加电路2对负载4施加了高电压的状态下，在放电电极41与对置电极42之间产生以对置电极42侧为高电位并以放电电极41侧为低电位的电位差。这里所说的“高电压”是设定为使放电电极41发生局部击穿放电的电压即可，作为一个例子，是峰值为5.0kV程度的电压。但自电压施加电路2施加于负载4的高电压不限定于5.0kV程度，例如能依据放电电极41以及对置电极42的形状或放电电极41与对置电极42之间的距离等适当地设定。

这里，电压施加电路2的动作模式包含第1模式和第2模式这两种模式。第1模式是用于使施加电压V1随着时间的经过而上升，自电晕放电发展而形成部分被绝缘击穿的放电路径L1从而产生放电电流的模式。第2模式是用于使负载4为过电流状态而利用控制电路3等切断放电电流的模式。本公开中所说的“放电电流”是指经过放电路径L1流动的比较大的电流，不包含在形成放电路径L1之前的电晕放电中产生的几μA程度的微小电流。本公开中所说的“过电流状态”是指因放电而负载下降而使假想值以上的电流在负载4流动的状态。

在本实施方式中，控制电路3进行电压施加电路2的控制。控制电路3在电压施加装置1被驱动的驱动期间内，以电压施加电路2交替地反复第1模式和第2模式的方式控制电压施加电路2。这里，控制电路3以驱动频率进行第1模式与第2模式的切换，以使自电压施加电路2施加于负载4的施加电压V1的大小以驱动频率周期性地变动。本公开中所说的“驱动期间”是为了使放电电极41发生放电而驱动电压施加装置1的期间。

即，电压施加电路2不使施加于包含放电电极41的负载4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。电压施加电路2通过使施加电压V1的大小周期性地变动，使放电间歇性地发生。也就是说，与施加电压V1的变动周期相应地周期性地形成放电路径L1，周期性地发生放电。以下，也将放电(局部击穿放电)发生的周期称为“放电周期”。由此，作用于被放电电极41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，被放电电极41保持的液体50以驱动频率机械性地振动。

这里，为了增大液体50的变形量，优选将作为施加电压V1的变动的频率的驱动频率设定在包含被放电电极41保持的液体50的谐振频率(固有振动频率)的预定范围内，也就是液体50的谐振频率附近的值。本公开中所说的“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)进行了振动时液体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的谐振频率为基准规定了下限值以及上限值的范围。也就是说，驱动频率设定为液体50的谐振频率附近的值。在该情况下，随着施加电压V1的大小的变动而产生的液体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的谐振频率例如依赖于液体50的体积(量)、表面张力以及粘度等。

即，在本实施方式的放电装置10中，液体50以其谐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，因此在电场进行了作用时产生的泰勒锥的顶端部(顶点部)成为更尖(锐角)的形状。因而，相比液体50以背离其谐振频率的频率机械性地振动的情况，在形成了泰勒锥的状态下绝缘击穿所需的电场强度减小，容易发生放电。由此，例如即使存在有自电压施加电路2施加于负载4的电压(施加电压V1)的大小的波动、放电电极41的形状的波动或供给到放电电极41的液体50的量(体积)的波动等，也能稳定地发生放电(局部击穿放电)。另外，电压施加电路2能将施加于包含放电电极41的负载4的电压的大小抑制为比较低。因此，能够简化放电电极41周边的绝缘对策用的构造，或者能够降低电压施加电路2等所用的部件的耐压。

另外，在本实施方式中，电压施加电路2在放电发生后到下一次放电发生前的间歇期间T2(参照图6)内，除施加电压V1以外还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2(参照图6)施加于负载4。即，在本实施方式中，电压施加电路2使施加电压V1的大小周期性地变动，从而使放电间歇性地发生。因此，在放电发生后到下一次放电发生前的期间内，产生不形成放电路径L1，未流动有放电电流的间歇期间T2。这里，作为一个例子，将放电周期T1(参照图6)中电压施加电路2以第2模式进行动作的期间设为间歇期间T2。也就是说，在间歇期间T2内，除为了使放电发生而由电压施加电路2施加于负载4的施加电压V1以外，还将持续电压V2施加于负载4，从而与持续电压V2的量相应地，施加于负载4的电压提高。换言之，施加电压V1与持续电压V2的总电压(V1+V2)施加于负载4。由此，在间歇期间T2内，随着时间的经过，施加于负载4的电压逐渐下降，但与持续电压V2的量相应地，下降幅度缩小。

结果，采用本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10，能够减小起因于液体50的振动的声音。关于使用了持续电压V2的声音对策，在“(2.5)声音对策”一栏中详细说明。

如上所述，电压施加电路2除施加电压V1以外，还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2施加于负载4，从而表面上是自电压施加电路2施加于负载4的电压增大。因此，通过来自电压施加电路2的输出电压的变更，来实现持续电压V2的施加。具体而言，通过调整控制电路3(电压控制电路31)、驱动电路21以及电压产生电路22的电路常数(电阻值或电容值等)，来变更来自电压施加电路2的输出电压，实现持续电压V2的施加。另外，不限定于使电路常数变化的结构，例如也可以通过调整控制电路3所包含的微型计算机所用的参数等，来变更来自电压施加电路2的输出电压，实现持续电压V2的施加。

在本实施方式中，控制电路3基于监视对象控制电压施加电路2。这里所说的“监视对象”包括电压施加电路2的输出电流以及输出电压中的至少一者。

这里，控制电路3具有电压控制电路31和电流控制电路32。电压控制电路31基于包括电压施加电路2的输出电压的监视对象，控制电压施加电路2的驱动电路21。控制电路3向驱动电路21输出控制信号Si1(参照图1)，根据控制信号Si1控制驱动电路21。电流控制电路32基于包括电压施加电路2的输出电流的监视对象，控制电压施加电路2的驱动电路21。即，在本实施方式中，控制电路3将电压施加电路2的输出电流以及输出电压都作为监视对象而进行电压施加电路2的控制。其中，电压施加电路2的输出电压(次级侧电压)与电压施加电路2的初级侧电压之间存在相关性，因此电压控制电路31也可以根据电压施加电路2的初级侧电压间接地检测电压施加电路2的输出电压。同样，电压施加电路2的输出电流(次级侧电流)与电压施加电路2的输入电流(初级侧电流)之间存在相关性，因此电流控制电路32也可以根据电压施加电路2的输入电流间接地检测电压施加电路2的输出电流。

控制电路3构成为若监视对象的大小小于阈值，则使电压施加电路2以第1模式进行动作，若监视对象的大小成为阈值以上，则使电压施加电路2以第2模式进行动作。即，在监视对象的大小达到阈值之前，电压施加电路2以第1模式进行动作，施加电压V1随着时间的经过而上升。此时，在放电电极41，自电晕放电发展而形成部分被绝缘击穿的放电路径L1从而产生放电电流。在监视对象的大小达到阈值时，电压施加电路2以第2模式进行动作，施加电压V1下降。此时，负载4成为过电流状态，利用控制电路3等切断放电电流。换言之，控制电路3等经由电压施加电路2检测到负载4的过电流状态，使施加电压下降，从而使放电电流消失(中断)。

由此，在驱动期间内，电压施加电路2以交替地反复第1模式和第2模式的方式进行动作，施加电压V1的大小以驱动频率周期性地变动。结果，在放电电极41，发生自电晕放电发展而形成部分被绝缘击穿的放电路径L1这一现象间歇性地反复出现的形态的放电(局部击穿放电)。也就是说，在放电装置10中，通过局部击穿放电在放电电极41的周围间歇性地形成放电路径L1，反复产生脉冲状的放电电流。

另外，本实施方式的放电装置10在液体50(结露水)被供给(保持)于放电电极41的状态下，自电压施加电路2向负载4施加电压。由此，在负载4中，因放电电极41与对置电极42之间的电位差而在放电电极41与对置电极42之间发生放电(局部击穿放电)。此时，被保持于放电电极41的液体50因放电而被静电雾化。结果，在放电装置10中，生成含有自由基的纳米尺寸的带电微粒子液体。所生成的带电微粒子液体例如经由对置电极42的开口部421而被放出到放电装置10的周围。

(2.2)动作

以上说明的结构的放电装置10通过使控制电路3如以下这样进行动作而使放电电极41与对置电极42之间发生局部击穿放电。

即，控制电路3在形成放电路径L1(参照图5A)前的期间内，将电压施加电路2的输出电压设为监视对象，在监视对象(输出电压)成为最大值α(参照图6)以上时，利用电压控制电路31减少向电压产生电路22投入的能量。另一方面，在形成了放电路径L1后，控制电路3将电压施加电路2的输出电流设为监视对象，在监视对象(输出电流)成为阈值以上时，利用电流控制电路32减少向电压产生电路22投入的能量。由此，电压施加电路2以使施加于负载4的电压下降并使负载4为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，电压施加电路2的动作模式从第1模式切换为第2模式。

此时，电压施加电路2的输出电压以及输出电流都下降，因此控制电路3使驱动电路21再次动作。由此，施加于负载4的电压随着时间的经过而上升，自电晕放电发展而形成部分被绝缘击穿的放电路径L1。

这里，在电流控制电路32进行了工作后，根据电流控制电路32的影响而决定电压施加电路2的输出电压的上升率。总之，在图6的例子中，放电周期T1内的每单位时间的、电压施加电路2的输出电压的变化量由电流控制电路32的积分电路的时间常数等决定。最大值α为固定值，因此换言之，放电周期T1由电流控制电路32的电路常数等决定。

在驱动期间内，控制电路3反复上述的动作，从而电压施加电路2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41保持的液体50的电能的大小以驱动频率周期性地变动，从而液体50以驱动频率机械性地振动。

总之，自电压施加电路2向包含放电电极41的负载4施加电压，从而因电场产生的力作用于被放电电极41保持的液体50而使液体50变形。此时，作用于被放电电极41保持的液体50的力F1由液体50所包含的电荷量q1与电场E1的积来表示(F1＝q1×E1)。特别是，在本实施方式中，对与放电电极41的顶端部411相对的对置电极42与放电电极41之间施加电压，因此，在电场的作用下，液体50被作用有向对置电极42侧拉拽的朝向的力。结果，如图2A所示，被保持于放电电极41的顶端部411的液体50受到因电场产生的力而在放电电极41与对置电极42的相对方向上向对置电极42侧伸长，而呈被称作泰勒锥的圆锥状的形状。施加于负载4的电压在自图2A所示的状态减小时，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2B所示，被保持于放电电极41的顶端部411的液体50在放电电极41与对置电极42的相对方向上缩回。

并且，施加于负载4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41的液体50交替地变形为图2A所示的形状和图2B所示的形状。电场集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)，从而发生放电，因此在如图2A所示那样泰勒锥的顶端部较尖的状态下发生绝缘击穿。因而，与驱动频率相应地间歇性地发生放电(局部击穿放电)。

另外，当驱动频率变高也就是放电周期T1变短时，在通过局部击穿放电而生成自由基时产生的臭氧的产生量可能增加。即，当驱动频率变高时，放电发生的时间间隔变短，每单位时间(例如1秒)的放电发生次数增加，有时每单位时间的自由基以及臭氧的产生量增加。作为用于抑制随着驱动频率变高而发生的每单位时间的臭氧的产生量的增加的手段，有以下两个手段。

第1个手段是降低施加电压V1的最大值α。即，为了使在驱动期间内因在放电电极41发生的放电而产生的每单位时间的臭氧的产生量成为规定值以下，而将驱动期间内的施加电压的最大值α调整为规定电压值以下。通过使施加电压V1的最大值α下降到规定电压值以下，在通过局部击穿放电而生成自由基时产生的臭氧的产生量得到抑制。由此，能够抑制随着驱动频率变高而发生的臭氧的产生量的增加。

第2个手段是增大被放电电极41保持的液体50的体积。即，为了使在驱动期间内因在放电电极41发生的放电而产生的每单位时间的臭氧的产生量成为规定值以下，而将驱动期间内的液体50的体积调整为规定体积以上。通过使被保持于放电电极41的液体50的体积增大，在通过局部击穿放电而生成自由基时产生的臭氧的产生量得到抑制。由此，能够抑制随着驱动频率变高而发生的臭氧的产生量的增加。

在本实施方式的放电装置10中，通过第1个手段也就是降低驱动期间内的施加电压的最大值α，抑制了每单位时间的臭氧的产生量的增加。由此，在放电装置10中，例如能将臭氧浓度抑制为0.02ppm程度。但放电装置10也可以采用第2个手段，另外也可以采用第1个手段和第2个手段这两者。

(2.3)电极形状

接下来，参照图4A～图4C说明在本实施方式的放电装置10中使用的电极即放电电极41和对置电极42的更详细的形状。在图4A～图4C中，示意性地示出构成负载4的放电电极41以及对置电极42的主要部分，关于除放电电极41以及对置电极42以外的结构，适当地省略图示。

即，在本实施方式中，如上所述，对置电极42具有支承部422和自支承部422朝向放电电极41突出的1个以上(这里是4个)的突出部423。这里，如图4A所示，突出部423自支承部422的突出量D1优选比放电电极41与对置电极42之间的距离D2小。此外，更优选的是，突出部423的突出量D1为放电电极41与对置电极42之间的距离D2的2/3以下。也就是说，优选满足“D1≤D2×2/3”的关系式。这里所说的“突出量D1”是指突出部423的长度方向上的、从开口部421的内周缘到突出部423的顶端的距离中的最长距离(参照图4B)。另外，这里所说的“距离D2”是指从放电电极41的顶端部411到对置电极42的突出部423的距离中的最短距离(空间距离)。换言之，“距离D2”是从突出部423的延伸部424到放电电极41的最短距离。

作为一个例子，在放电电极41与对置电极42之间的距离D2为3.0mm以上且小于4.0mm的情况下，若突出部423自支承部422的突出量D1为2.0mm以下，则满足上述的关系式。这样，突出部423的突出量D1相比放电电极41与对置电极42之间的距离D2而言相对较小，从而能够缓和在突出部423处的电场集中，容易发生局部击穿放电。

在本实施方式中，各突出量D1以及距离D2对于多个(这里是4个)突出部423而言都是相等的。也就是说，多个突出部423中的1个突出部423的突出量D1与其他3个突出部423中的任一突出部423的突出量D1均相同。另外，多个突出部423中的1个突出部423到放电电极41的距离D2与其他3个突出部423中的任一突出部423到放电电极41的距离D2均相同。也就是说，从各突出部423到放电电极41的距离对于多个突出部423而言都是相等的。

另外，突出部423的顶端面如图4B所示包含曲面。在本实施方式中，如上所述，突出部423具有顶端细形状的延伸部424，因此延伸部424的顶端面也就是朝向开口部421的中心侧的面包含曲面。这里，突出部423的顶端面在俯视下形成为自突出部423的侧面连续地相连的半圆弧状，不包含角。也就是说，突出部423的顶端面整体为曲面(弯曲面)。

另一方面，放电电极41的顶端面如图4C所示也包含曲面。在本实施方式中，如上所述，放电电极41具有顶端细形状的顶端部411，因此顶端部411的顶端面也就是朝向对置电极42的开口部421侧的面包含曲面。这里，放电电极41的顶端面的包含放电电极41的中心轴线的截面形状形成为自顶端部411的侧面连续地相连的弧状，不包含角。也就是说，放电电极41的顶端面整体为曲面(弯曲面)。

作为一个例子，放电电极41的顶端面的曲率半径r2(参照图4C)优选为0.2mm以上。这样，放电电极41的顶端部411具有圆滑的曲线形状，从而相比放电电极41的顶端部411较尖的情况，能够缓和在放电电极41的顶端部411处的电场集中，容易发生局部击穿放电。

这里，对置电极42的突出部423的顶端面的曲率半径r1(参照图4B)优选为放电电极41的顶端面的曲率半径r2(参照图4C)的1/2以上。也就是说，优选满足“r1≥r2×1/2”的关系式。这里所说的“曲率半径”对于突出部423的顶端面以及放电电极41的顶端面中的任一者而言都是指最小值也就是曲率最大的部位的曲率半径。但在图4B和图4C中，比例尺不同，因此图4B中的“r1”和图4C中的“r2”并不直接表示“r1”与“r2”的比。

作为一个例子，在放电电极41的顶端面的曲率半径r2为0.6mm的情况下，若突出部423的顶端面的曲率半径r1为0.3mm以上，则满足上述的关系式。此外，突出部423的顶端面的曲率半径r1更优选比放电电极41的顶端面的曲率半径r2大。这样，突出部423的顶端面的曲率半径r1相比放电电极41的顶端面的曲率半径r2而言相对较大，从而容易发生局部击穿放电。

(2.4)放电形态

以下，参照图5A～图5C说明在将施加电压V1施加于放电电极41与对置电极42之间的情况下产生的放电形态的详细内容。图5A～图5C是用于说明放电形态的概念图，在图5A～图5C中，示意性地示出放电电极41以及对置电极42。另外，在本实施方式的放电装置10中，实际上在放电电极41保持有液体50，在该液体50与对置电极42之间发生放电，但在图5A～图5C中，省略液体50的图示。另外，以下假想在放电电极41的顶端部411(参照图4C)没有液体50的情况而进行说明，但在有液体50的情况下，关于放电的发生部位等，将“放电电极41的顶端部411”换成“被保持于放电电极41的液体50”即可。

这里，首先参照图5A说明本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10所采用的局部击穿放电。

即，放电装置10首先在放电电极41的顶端部411发生局部性的电晕放电。在本实施方式中，放电电极41为负极(接地)侧，因此在放电电极41的顶端部411发生的电晕放电为负极性电晕。放电装置10使在放电电极41的顶端部411发生的电晕放电进一步发展至高能量的放电。通过该高能量的放电在放电电极41与对置电极42之间形成部分被绝缘击穿的放电路径L1。

另外，局部击穿放电是伴有在一对电极(放电电极41以及对置电极42)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，在一对电极(放电电极41以及对置电极42)间产生的放电电流也是间歇性地产生。即，在电源(电压施加电路2)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，施加于一对电极间的电压就下降，放电路径L1中断，放电停止。这里所说的“电流容量”是在单位时间内能放出的电流的容量。通过反复这样的放电的发生以及停止，使放电电流间歇性地流动。这样，局部击穿放电在反复出现放电能量高的状态和放电能量低的状态这方面，不同于绝缘击穿持续性地发生(也就是放电电流持续性地产生)的辉光放电以及电弧放电。

更详细而言，电压施加装置1通过将施加电压V1施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极41与对置电极42之间，从而在放电电极41与对置电极42之间发生放电。并且，在放电发生时，在放电电极41与对置电极42之间形成部分被绝缘击穿的放电路径L1。在此时形成的放电路径L1，如图5A所示包含在放电电极41的周围生成的第1绝缘击穿区域R1和在对置电极42的周围生成的第2绝缘击穿区域R2。

即，在放电电极41与对置电极42之间形成不是全被绝缘击穿而是部分(局部)被绝缘击穿的放电路径L1。这样，在局部击穿放电中，形成在放电电极41与对置电极42之间的放电路径L1是未达到完全击穿而只是部分被绝缘击穿的路径。

亦如在“(2.3)电极形状”一栏中说明的那样，关于放电电极41的顶端部411的形状(圆滑的曲线形状)以及突出部423的突出量D1，通过适当地设定为适度地缓和电场的集中，容易实现局部击穿放电。也就是说，通过将顶端部411的形状以及突出量D1(参照图4A)适当地设定为与放电电极41的长度以及施加电压V1等其他的因素一同缓和电场的集中，能够适度地缓和电场的集中。结果，在将电压施加于放电电极41与对置电极42之间时，达不到完全击穿放电那样的完全击穿，能够止于发生部分性的绝缘击穿。结果，能够实现局部击穿放电。

这里，放电路径L1包含在放电电极41的周围生成的第1绝缘击穿区域R1和在对置电极42的周围生成的第2绝缘击穿区域R2。也就是说，第1绝缘击穿区域R1是放电电极41的周围的被绝缘击穿的区域，第2绝缘击穿区域R2是对置电极42的周围的被绝缘击穿的区域。这里，在放电电极41保持有液体50，将施加电压V1施加于液体50与对置电极42之间的情况下，第1绝缘击穿区域R1在放电电极41的周围中的特别是液体50的周围生成。

以上第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2以相互不接触的方式分开存在。换言之，放电路径L1至少在第1绝缘击穿区域R1与第2绝缘击穿区域R2之间包含没有被绝缘击穿的区域(绝缘区域)。因此，在局部击穿放电中，放电电极41与对置电极42之间的空间达不到完全击穿，而只是部分被绝缘击穿，在这样的状态下，放电电流经过放电路径L1流动。总之，即使是发生了部分性的绝缘击穿的放电路径L1，换言之，即使是一部分未被绝缘击穿的放电路径L1，在放电电极41与对置电极42之间也有放电电流经过放电路径L1流动而发生放电。

这里，第2绝缘击穿区域R2基本上在对置电极42中的到放电电极41的距离(空间距离)最短的部位的周围产生。在本实施方式中，如图4A所示，对置电极42在形成于突出部423的顶端部的顶端细形状的延伸部424到放电电极41的距离D2最短，因此第2绝缘击穿区域R2在延伸部424的周围生成。也就是说，图5A所示的对置电极42实际上相当于图4A所示的突出部423的延伸部424。

另外，在本实施方式中，如上所述，对置电极42具有多个(这里是4个)突出部423，从各突出部423到放电电极41的距离D2(参照图4A)对于多个突出部423而言是相等的。因此，第2绝缘击穿区域R2在多个突出部423中任一个突出部423的延伸部424的周围生成。这里，生成第2绝缘击穿区域R2的突出部423不限定于特定的突出部423，是在多个突出部423中随机地决定的。

另外，在局部击穿放电中，如图5A所示，放电电极41的周围的第1绝缘击穿区域R1自放电电极41朝向成为对方侧的对置电极42延伸。对置电极42的周围的第2绝缘击穿区域R2自对置电极42朝向成为对方侧的放电电极41延伸。换言之，第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2分别自放电电极41以及对置电极42向相互吸引的方向延伸。因此，各个第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2具有沿着放电路径L1的长度。这样，在局部击穿放电中，部分被绝缘击穿的区域(各个第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2)具有沿特定的方向较长地延伸的形状。

接下来，参照图5B说明电晕放电。

通常，在向一对电极间投入能量而使放电发生时，放电形态依据所投入的能量的量自电晕放电向辉光放电或电弧放电发展。

辉光放电以及电弧放电是伴有在一对电极间的绝缘击穿的放电。在辉光放电以及电弧放电中，在能量被投入到一对电极间的期间内，维持通过绝缘击穿而形成的放电路径，在一对电极间持续地产生放电电流。相对于此，电晕放电如图5B所示，是在一电极(放电电极41)局部性地发生的放电，是不伴有一对电极(放电电极41以及对置电极42)间的绝缘击穿的放电。总之，通过将施加电压V1施加于放电电极41与对置电极42之间，在放电电极41的顶端部411发生局部性的电晕放电。这里，放电电极41为负极(接地)侧，因此在放电电极41的顶端部411发生的电晕放电为负极性电晕。此时，会在放电电极41的顶端部411的周围产生局部被绝缘击穿的区域R3。该区域R3不像局部击穿放电中的各个第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2那样为沿特定的方向较长地延伸的形状，而是点状(或球状)。

这里，当自电源(电压施加电路2)对一对电极间在每单位时间内能放出的电流容量充分大时，一旦形成的放电路径得到维持而不中断，如上述那样自电晕放电向辉光放电或电弧放电发展。

接下来，参照图5C说明完全击穿放电。

完全击穿放电如图5C所示，是自电晕放电发展而达到一对电极(放电电极41以及对置电极42)间的完全击穿这一现象间歇性地反复出现的放电形态。也就是说，在完全击穿放电中，在放电电极41与对置电极42之间产生放电电极41与对置电极42之间整体被绝缘击穿的放电路径。此时，会在放电电极41的顶端部411与对置电极42(图4A所示的任一突出部423的延伸部424)之间产生整体被绝缘击穿的区域R4。该区域R4不像局部击穿放电中的各个第1绝缘击穿区域R1以及第2绝缘击穿区域R2那样为部分性地产生，而是以使放电电极41的顶端部411与对置电极42之间相连的方式产生。

另外，完全击穿放电是伴有在一对电极(放电电极41以及对置电极42)间的绝缘击穿(完全击穿)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，在一对电极(放电电极41以及对置电极42)间产生的放电电流也间歇性地产生。即，如上所述，在电源(电压施加电路2)不具有为了维持放电路径而所需的电流容量的情况等情况下，刚自电晕放电发展为完全击穿，施加于一对电极间的电压就下降，放电路径中断，放电停止。通过反复这样的放电的发生以及停止，使放电电流间歇性地流动。这样，完全击穿放电在反复出现放电能量高的状态和放电能量低的状态这方面，不同于绝缘击穿持续性地发生(也就是放电电流持续性地产生)的辉光放电以及电弧放电。

并且，在局部击穿放电(参照图5A)中，相比电晕放电(参照图5B)，以较大的能量生成自由基，相比电晕放电，生成2倍～10倍程度的大量的自由基。像这样地生成的自由基是不限于在除菌、除臭、保湿、保鲜、病毒的灭活方面还在各种各样的场面起到有用的效果的基。这里，在利用局部击穿放电生成自由基时，也产生臭氧。但在局部击穿放电中，相比电晕放电，生成2倍～10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。

另外，在图5A所示的局部击穿放电中，相比图5C所示的完全击穿放电，也能抑制由过大的能量导致的自由基的消失，相比完全击穿放电，也能实现自由基的生成效率的提高。即，在完全击穿放电中，由于该放电的能量过高，所以所生成的一部分自由基消失，可能导致有效成分的生成效率的下降。相对于此，在局部击穿放电中，相比完全击穿放电，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产生的自由基的消失的消失量，实现自由基的生成效率的提高。

结果，关于采用了局部击穿放电的本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10，采用该电压施加装置1以及放电装置10，具有以下的优点，即，相比电晕放电以及完全击穿放电，能够实现有效成分(空气离子、自由基以及包含这些物质的带电微粒子液体等)的生成效率的提高。

此外，在局部击穿放电中，相比完全击穿放电，能够缓和电场的集中。因此，在完全击穿放电中，瞬间有较大的放电电流经过被完全击穿的放电路径在放电电极41以及对置电极42之间流动，届时的电阻变得非常小。相对于此，在局部击穿放电中，电场的集中得到缓和，从而在形成了部分被绝缘击穿的放电路径L1时，瞬间在放电电极41以及对置电极42之间流动的电流的最大值相比完全击穿放电，被抑制为较小。由此，在局部击穿放电中，相比完全击穿放电，氮氧化物(NOx)的产生得到抑制，此外电噪声被抑制为较小。

(2.5)声音对策

接下来，参照图6以及图7，详细说明使用了持续电压V2的声音对策。图6是以横轴为时间轴并在纵轴表示电压施加电路2的输出电压(施加于负载4的电压)的图表。图7是以横轴为频率轴并在纵轴表示自放电装置10发出的声音的大小(声压)的图表。

如上所述，在本实施方式中，如图6所示，电压施加电路2使施加电压V1的大小周期性地变动而使放电间歇性地发生。也就是说，在将施加电压V1的变动的周期设为放电周期T1的情况下，以放电周期T1发生放电(局部击穿放电)。这里，将放电发生的时刻定义为第1时刻t1。

并且，如图6所示，电压施加电路2在发生放电后到下一次发生放电前的间歇期间T2内，除施加电压V1以外还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2施加于负载4。在本实施方式中，作为一个例子，将放电周期T1中电压施加电路2以第2模式进行动作的期间设为间歇期间T2。

即，在间歇期间T2内，除为了使放电发生而由电压施加电路2施加于负载4的施加电压V1以外，还将持续电压V2施加于负载4，从而与持续电压V2的量相应地，施加于负载4的电压提高。换言之，施加电压V1与持续电压V2的总电压(V1+V2)施加于负载4。因此，如图6中虚线所示，相比不施加持续电压V2的情况(也就是只施加有施加电压V1的情况)，在放电发生的第1时刻t1之后，施加于负载4的电压的下落程度减小。由此，在间歇期间T2中，随着时间的经过，施加于负载4的电压逐渐下降，但与持续电压V2的量相应地，下降幅度缩小。

这里，如上所述，由于将电压施加于放电电极41与对置电极42之间，所以在电场的作用下，被放电电极41保持的液体50被作用有向对置电极42侧拉拽的朝向的力。此时，被保持于放电电极41的液体50受到因电场产生的力，在放电电极41与对置电极42的相对方向上被向对置电极42侧拉长，呈被称作泰勒锥的圆锥状的形状。并且，在液体50伸长而泰勒锥的顶端部较尖的状态下，电场集中于泰勒锥的顶端部(顶点部)，从而发生放电。当在第1时刻t1开始放电时，电场的影响减小，因此拉长泰勒锥(液体50)的朝向的力减少，泰勒锥(液体50)收缩。若在自第1时刻t1经过了一定时间后电场增强，则泰勒锥(液体50)被再次拉长。这样，施加于负载4的电压的大小以驱动频率周期性地变动，从而使被保持于放电电极41的液体50周期性地伸缩(参照图2A以及图2B)，在液体50发生机械性的振动。

另外，在发生这样的液体50的机械性的振动时，若放电发生后的液体50的收缩过度，则液体50的机械性的振动的振幅变得过大，起因于液体50的振动的声音可能增大。例如，如图6中虚线所示，在不施加持续电压V2的情况下，在放电发生的第1时刻t1后，电场的影响变得过小，泰勒锥(液体50)可能因液体50的表面张力等而急速地收缩。在这样的情况下，液体50的机械性的振动的振幅变得过大，起因于液体50的振动的声音可能增大。

在本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10中，使用持续电压V2抑制这样的放电发生后的液体50的过度的收缩的发生，结果不易产生起因于液体50的振动的声音。即，在电压施加装置1以及放电装置10中，在发生放电后到下一次发生放电前的间歇期间T2内，除施加电压V1以外还将持续电压V2施加于负载4。在电压施加装置1以及放电装置10中，通过加上持续电压V2，在放电的发生时刻(第1时刻t1)之后，也能维持使由液体50的表面张力等导致的泰勒锥(液体50)的收缩延迟的程度的电场。结果，能够抑制液体50的机械性的振动的振幅变得过大，结果能够减小起因于液体50的振动的声音。

更详细而言，液体50依据放电的周期(放电周期T1)而反复机械性地振动，也就是伸缩。这里，在液体50刚最大程度伸长后的第2时刻t2(参照图6)施加于负载4的电压的大小β优选为在放电发生的第1时刻t1施加于负载4的电压的大小(最大值α)的2/3以上。此外，在第2时刻t2施加于负载4的电压的大小β为在第1时刻t1施加于负载4的电压的大小α以下。也就是说，优选满足“α≥β≥α×2/3”的关系式。这里所说的“刚……后”包含液体50最大程度伸长的时刻以后且最大程度伸长的液体50开始收缩后一段时间的期间。但“刚……后”更优选是液体50最大程度伸长的时刻以后且最大程度伸长的液体50向收缩的朝向加速的期间。另外，“刚……后”更优选是液体50最大程度伸长的时刻以后且最大程度伸长的液体50开始收缩前的期间。

即，在液体50进行机械性的振动的期间内，惯性力也作用于液体50，因此即使在放电发生的第1时刻t1电场对液体50的影响变小，在第1时刻t1后，液体50还是持续一段时间地进行被拉长的朝向的变形。并且，在拉长液体50的朝向的惯性力与使液体50收缩的朝向的表面张力等平衡的时刻，液体50最大程度伸长，之后液体50因表面张力等进行收缩。这样的液体50刚最大程度伸长后的第2时刻t2的电压的大小β相对于第1时刻t1的电压的大小α具有一定程度的大小，从而能使由表面张力等导致的泰勒锥(液体50)的收缩延迟。

作为一个例子，当在第1时刻t1施加于负载4的电压的大小α为6.0kV的情况下，若在第2时刻t2施加于负载4的电压的大小β为4.0kV以上，则满足上述的关系式即“α≥β≥α×2/3”。在图6的例子中，在不施加持续电压V2的情况(也就是只施加有施加电压V1的情况)下，在第2时刻t2施加于负载4的电压的大小γ小于在第1时刻t1施加于负载4的电压的大小α的2/3。也就是说，通过施加持续电压V2，至少在第2时刻t2施加于负载4的电压的大小提高与“β-γ”相应的量，能使由表面张力等导致的泰勒锥(液体50)的收缩延迟。

另外，放电电极41的放电的频率优选为600Hz以上且5000Hz以下。在该情况下，施加电压V1的变动的频率(驱动频率)也成为600Hz以上且5000Hz以下。当放电的频率为500Hz时，放电周期T1成为0.002秒，当放电的频率为5000Hz时，放电周期T1成为0.0002秒。

另外，第2时刻t2优选是自第1时刻t1经过了放电的周期的1/10的时间后的时刻。也就是说，从第1时刻t1到第2时刻t2的时间优选设定为放电周期T1的1/10的时间。特别是，在如上述那样放电的频率(驱动频率)处于600Hz以上且5000Hz以下的范围内的情况下，通过自第1时刻t1经过放电周期T1的1/10程度的时间，液体50大多最大程度伸长。因此，第2时刻t2更优选是自第1时刻t1经过了放电的周期的1/10的时间后的时刻。

如以上说明的那样，本实施方式的电压施加装置1以及放电装置10除施加电压V1以外还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2施加于负载4，从而如图7所示，能够减小自放电装置10发出的声音的大小(声压)。在图7中，曲线W1是除施加电压V1以外还将持续电压V2施加于负载4的情况下的图表，曲线W2是不施加持续电压V2的情况(也就是只施加有施加电压V1的情况)下的图表。

如根据图7可清楚的那样，采用电压施加装置1以及放电装置10，除施加电压V1以外还将持续电压V2施加于负载4，从而能在可听范围(20Hz～20000Hz)的大致整个区域减小自放电装置10发出的声音的大小(声压)。在图7的例子中，对于比较容易听到的1000Hz～2000Hz的频带，声压也被减小。这里优选的是，电压施加装置1通过将持续电压V2施加于负载4而使随着液体50的机械性的振动而产生的声压下降1dB以上。也就是说，优选的是，在除施加电压V1以外还将持续电压V2施加于负载4的情况下，相比不施加持续电压V2的情况(也就是只施加有施加电压V1的情况)，自放电装置10发出的声音下降1dB以上。在可听范围(20Hz～20000Hz)的至少一部分频带实现声压的1dB以上的下降即可。

另外，作为通过除施加电压V1以外还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2施加于负载4而期待的效果，除声音的减小以外，例如还有能量利用效率的提高。即，在施加持续电压V2时，相比不施加持续电压V2的情况(也就是只施加有施加电压V1的情况)，在放电发生的第1时刻t1后，施加于负载4的电压的下落程度减小。由此，蓄积于被拉长的泰勒锥(液体50)的电荷的消失得到抑制，通过将该电荷有效地利用于下一次放电，能将施加于负载4的能量有效地利用于放电。

(3)变形例

第1实施方式只不过是本公开的各种各样的实施方式中的一个。只要能达成本公开的目的即可，能够依据设计等对第1实施方式进行各种各样的变更。另外，在本公开中参照的附图均为示意性的图，图中的各构成要素的大小以及厚度各自的比不一定反映实际的尺寸比。以下，列举第1实施方式的变形例。能够适当地组合应用以下说明的变形例。

(3.1)第1变形例

在第1变形例中，如图8A～图8D所示，对置电极42的形状与第1实施方式不同。图8A～图8D是放电装置10的包含对置电极的主要部分的俯视图。

在图8A的例子中，对置电极42A的各突出部423A的形状为大致三角形。在该突出部423A，三角形的顶点朝向开口部421的中心。由此，突出部423A的顶端部成为较尖(锐角)的形状。在图8B的例子中，对置电极42B具有自支承部422突出的两个突出部423B。两个突出部423B分别朝向开口部421的中心突出。并且，两个突出部423B以等间隔配置于开口部421。

在图8C的例子中，对置电极42C具有自支承部422突出的3个突出部423C。3个突出部423C分别朝向开口部421的中心突出。并且，3个突出部423C以等间隔配置于开口部421。这样，突出部423C也可以设置奇数个。在图8D的例子中，对置电极42D具有自支承部422突出的8个突出部423D。8个突出部423D分别朝向开口部421的中心侧突出。并且，8个突出部423D以等间隔配置于开口部421。

此外，不限定于图8A～图8D的例子，对置电极42以及放电电极41各自的形状能够适当地变更。例如，对置电极42所具有的突出部423的个数不限定于2个～4个、8个，例如也可以是1个或5个以上。此外，多个突出部423在开口部421的周向上等间隔地配置不是必须的结构，多个突出部423也可以在开口部421的周向上以适当的间隔配置。

另外，关于对置电极42的支承部422的形状，也不限定于平板状，例如也可以在与放电电极41相对的相对面的至少一部分包含凹曲面或凸曲面。根据对置电极42的与放电电极41相对的相对面的形状，能够均匀地提高放电电极41的顶端部411处的电场。此外，支承部422也可以形成为覆盖放电电极41的那样的穹顶状。

(3.2)其他变形例

放电装置10也可以省略用于生成带电微粒子液体的液体供给部5。在该情况下，放电装置10通过在放电电极41与对置电极42之间发生的局部击穿放电而生成空气离子。

另外，液体供给部5不限定于如第1实施方式那样将放电电极41冷却而在放电电极41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41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。

另外，电压施加电路2也可以构成为将放电电极41设为正极(正)并将对置电极42设为负极(接地)，对放电电极41与对置电极42之间施加高电压。此外，在放电电极41与对置电极42之间产生电位差(电压)即可，因此电压施加电路2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，从而向负载4施加负的电压。即，电压施加电路2也可以将放电电极41设为接地并将对置电极42设为负电位，或者也可以将放电电极41设为负电位并将对置电极42设为接地。

另外，电压施加装置1也可以在电压施加电路2与负载4的放电电极41或对置电极42之间具备限流电阻。限流电阻是在局部击穿放电中用于限制在绝缘击穿后流动的放电电流的峰值的电阻器。限流电阻例如电连接在电压施加电路2与放电电极41之间或电压施加电路2与对置电极42之间。

另外，能够适当地变更电压施加装置1的具体的电路结构。例如，电压施加电路2不限定于自激式的转换器，也可以是他激式的转换器。另外，电压产生电路22也可以用具有压电元件的变压器(压电变压器)来实现。

另外，电压施加装置1以及放电装置10所采用的放电形态不限定于在第1实施方式说明的形态。例如，电压施加装置1以及放电装置10也可以采用自电晕放电发展而到达绝缘击穿这一现象间歇性地反复出现的形态的放电，也就是“完全击穿放电”。在该情况下，在放电装置10中，当自电晕放电发展而达到绝缘击穿时，瞬间有比较大的放电电流流动，紧接着施加电压立即下降，放电电流被切断，然后施加电压上升，达到绝缘击穿，这样的现象反复出现。

另外，对置电极42的支承部422以及多个突出部423整体形成为平板状不是必须的结构，例如也可以使支承部422具有沿支承部422的厚度方向突出的凸部等立体地形成支承部422。另外，各突出部423例如也可以以越靠近顶端部(延伸部424)侧而在放电电极41的长度方向上的到放电电极41的距离越小的方式自开口部421的内周缘倾斜地突出。

另外，电压施加电路2只要在发生放电后到下一次发生放电前的期间内，除施加电压V1以外还将用于抑制液体50的收缩的持续电压V2施加于负载4即可，施加于负载4的电压波形不限定于图6的例子。例如如图9A所示，也可以利用持续电压V2提高施加于负载4的电压使其随着时间的经过而阶段性地下降。在该情况下，施加于负载4的电压波形成为图9A所示的那样的阶梯状的波形。另外，作为另一个例子，如图9B所示，也可以利用持续电压V2提高施加于负载4的电压使其随着时间的经过而直线性地下降也就是大致线形地变化。在该情况下，施加于负载4的电压波形成为图9B所示的那样的三角波状的波形。

另外，与第1实施方式的电压施加装置1同样的功能也可以用电压施加电路2的控制方法、计算机程序或记录有计算机程序的记录介质等来实现。即，也可以利用电压施加电路2的控制方法、计算机程序或记录有计算机程序的记录介质等来实现对应于控制电路3的功能。

另外，在两个值间的比较中，设为“以上”的情况包含两个值相等的情况以及两个值中的一者超过了另一者的情况这两种情况。但本发明不限定于此，这里所说的“以上”也可以与只包含两个值中的一者超过了另一者的情况的“大于”同义。也就是说，是否包含两个值相等的情况能够根据阈值等的设定来任意地变更，因此是“以上”还是“大于”没有技术上的差异。同样，“小于”也可以与“以下”同义。

(第2实施方式)

本实施方式的放电装置10A如图10所示，还具有测量温度以及湿度中的至少一者的传感器7，这一点不同于第1实施方式的放电装置10。以下，关于与第1实施方式同样的结构，标注共用的附图标记而适当地省略说明。

传感器7是检测放电电极41的周围的状态的传感器。传感器7检测至少包含温度以及湿度(相对湿度)中的至少一者的、与放电电极41的周围的环境(状态)相关的信息。在成为传感器7的检测对象的放电电极41的周围的环境(状态)中，除温度以及湿度以外，例如还包含臭味指数、照度以及有人/无人等。在本实施方式中，将电压施加装置1A设为在构成要素中包含传感器7而进行说明，但在电压施加装置1A的构成要素中也可以不包含传感器7。

本实施方式的放电装置10A还具备供给量调节部8。供给量调节部8基于传感器7的输出而调节利用液体供给部5供给的液体50(结露水)的供给量。在本实施方式中，将电压施加装置1A设为在构成要素中包含供给量调节部8而进行说明，但在电压施加装置1A的构成要素中也可以不包含供给量调节部8。

如在第1实施方式中说明的那样，液体供给部5利用冷却装置51(参照图3B)将放电电极41冷却而在放电电极41产生液体50(结露水)，因此在放电电极41的周围的温度或湿度变化时，液体50的生成量变化。因而，通过基于温度以及湿度中的至少一者来调整利用液体供给部5生成的液体50的生成量，从而无论温度以及湿度如何，都容易将液体50的生成量维持为恒定。

具体而言，电压施加装置1A具备微型计算机，利用该微型计算机实现供给量调节部8。即，作为供给量调节部8的微型计算机取得传感器7的输出(以下也称为“传感器输出”)，依据传感器输出来调整利用液体供给部5生成的液体50的生成量。

该供给量调节部8基于传感器7的输出，调整利用液体供给部5生成的液体50(结露水)的生成量。例如，放电电极41的周围的温度越高或湿度越高，供给量调节部8使利用液体供给部5生成的液体50(结露水)的生成量越少。由此，例如在湿度较高液体50(结露水)的生成量增加的那样的状况下，通过抑制利用液体供给部5生成的液体50(结露水)的生成量，容易将液体50的生成量维持为恒定。例如，利用向一对珀耳帖元件511的通电量(电流值)使冷却装置51的设定温度变化，从而实现利用液体供给部5生成的液体50(结露水)的生成量的调整。

另外，如第2实施方式那样由供给量调节部8基于传感器7的输出而调节利用液体供给部5供给的液体50的供给量不是放电装置10A所必须的结构。也就是说，供给量调节部8具有调节利用液体供给部5供给的液体50的供给量的功能即可。

能与在第1实施方式中说明的结构(包含变形例)适当组合地应用在第2实施方式中说明的结构(包含变形例)。

(总结)

如以上说明的那样，第1形态的电压施加装置(1、1A)具备电压施加电路(2)。电压施加电路(2)将施加电压(V1)施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间，从而使放电发生。电压施加装置(1、1A)在放电发生时，在放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间形成部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。放电路径(L1)包含在放电电极(41)的周围生成的第1绝缘击穿区域(R1)和在对置电极(42、42A、42B、42C、42D)的周围生成的第2绝缘击穿区域(R2)。

采用该形态，相比电晕放电，以较大的能量生成自由基等有效成分，相比电晕放电，生成大量的自由基等有效成分。另外，相比完全击穿放电，也能实现有效成分的生成效率的提高。因而，采用电压施加装置(1、1A)，具有以下优点，即，相比电晕放电以及完全击穿放电中的任一放电形态，都能实现自由基等有效成分的生成效率的提高。

在第2形态的电压施加装置(1、1A)中，在第1形态的基础上，也可以是，放电电极(41)保持有液体(50)，通过放电使液体(50)静电雾化。

采用该形态，生成含有自由基的带电微粒子液体。因而，相比自由基以单体释放到空气中的情况，能够实现自由基的长寿命化。此外，带电微粒子液体为例如纳米尺寸，因而能使带电微粒子液体在比较广的范围悬浮。

在第3形态的电压施加装置(1、1A)中，在第1形态和第2形态中任一形态的基础上，也可以是，电压施加电路(2)使施加电压(V1)的大小周期性地变动而使放电间歇性地发生。

采用该形态，相比放电连续性地发生的情况，能够增加放电所需的同一能量下的有效成分的生成量，提高有效成分的生成效率。

在第4形态的电压施加装置(1、1A)中，在第1形态～第3形态中任一形态的基础上，也可以是，第1绝缘击穿区域(R1)自放电电极(41)朝向对置电极(42、42A、42B、42C、42D)延伸。第2绝缘击穿区域(R2)自对置电极(42、42A、42B、42C、42D)朝向放电电极(41)延伸。

采用该形态，第1绝缘击穿区域(R1)以及第2绝缘击穿区域(R2)分别具有长度，因而容易发生放电。

第5形态的放电装置(10、10A)具备放电电极(41)、对置电极(42、42A、42B、42C、42D)和电压施加电路(2)。对置电极(42、42A、42B、42C、42D)配置为与放电电极(41)隔着间隙相对。电压施加电路(2)将施加电压(V1)施加于放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间，从而使放电发生。放电装置(10、10A)在放电发生时，在放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间形成部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。放电路径(L1)包含在放电电极(41)的周围生成的第1绝缘击穿区域(R1)和在对置电极(42、42A、42B、42C、42D)的周围生成的第2绝缘击穿区域(R2)。

采用该形态，相比电晕放电，以较大的能量生成自由基等有效成分，相比电晕放电，生成大量的自由基等有效成分。另外，相比完全击穿放电，也能实现有效成分的生成效率的提高。因而，采用放电装置(10、10A)，具有以下优点，即，相比电晕放电以及完全击穿放电中的任一放电形态，都能实现自由基等有效成分的生成效率的提高。

第6形态的放电装置(10、10A)在第5形态的基础上，也可以是，放电装置(10、10A)还具备向放电电极(41)供给液体(50)的液体供给部(5)。

采用该形态，利用液体供给部(5)对放电电极(41)自动地供给液体(50)，因此不需要进行向放电电极(41)供给液体(50)的作业。

在第7形态的放电装置(10、10A)中，在第5形态和第6形态中任一形态的基础上，也可以是，对置电极(42、42A、42B、42C、42D)具有支承部(422)和突出部(423、423A、423B、423C、423D)。也可以是，突出部(423、423A、423B、423C、423D)自支承部(422)朝向放电电极(41)突出。

采用该形态，电场容易集中于突出部(423、423A、423B、423C、423D)，容易在放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间产生放电路径(L1)。

在第8形态的放电装置(10、10A)中，在第7形态的基础上，也可以是，突出部(423、423A、423B、423C、423D)的顶端面包含曲面。

采用该形态，能够适度地缓和突出部(423、423A、423B、423C、423D)的顶端处的电场集中，容易产生部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。

在第9形态的放电装置(10、10A)中，在第8形态的基础上，也可以是，突出部(423、423A、423B、423C、423D)的顶端面的曲率半径(r1)为放电电极(41)的顶端面的曲率半径(r2)的1/2以上。

采用该形态，能够适度地缓和突出部(423、423A、423B、423C、423D)的顶端处的电场集中，容易产生部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。

在第10形态的放电装置(10、10A)中，在第7形态～第9形态中任一形态的基础上，也可以是，突出量(D1)为放电电极(41)与对置电极(42、42A、42B、42C、42D)之间的距离(D2)的2/3以下。这里，突出量(D1)是突出部(423、423A、423B、423C、423D)自支承部(422)的突出量。

采用该形态，能够适度地缓和突出部(423、423A、423B、423C、423D)的顶端处的电场集中，容易产生部分被绝缘击穿的放电路径(L1)。

第2形态～第4形态的结构不是电压施加装置(1、1A)所必须的结构，能够适当地省略。第6形态～第10形态的结构不是放电装置(10、10A)所必须的结构，能够适当地省略。

产业上的可利用性

电压施加装置以及放电装置能够应用于冰箱、洗衣机、干燥机、空调、电风扇、空气净化器、加湿器、美容器以及汽车等多样的用途。

附图标记说明

1、1A、电压施加装置；2、电压施加电路；4、负载；5、液体供给部；10、10A、放电装置；41、放电电极；42、42A、42B、42C、42D、对置电极；422、支承部；423、423A、423B、423C、423D、突出部；50、液体；D1、突出量；D2、距离；L1、放电路径；R1、第1绝缘击穿区域；R2、第2绝缘击穿区域；r1、r2、曲率半径；V1、施加电压。

Claims (10)

1.一种电压施加装置，其中，

所述电压施加装置具备电压施加电路，所述电压施加电路将施加电压施加于以相互隔着间隙相对的方式配置的放电电极与对置电极之间，从而使放电发生，

在放电发生时，在所述放电电极与所述对置电极之间形成部分被绝缘击穿的放电路径，

所述放电路径包含在所述放电电极的周围生成的第1绝缘击穿区域和在所述对置电极的周围生成的第2绝缘击穿区域。

2.根据权利要求1所述的电压施加装置，其中，

所述放电电极保持有液体，

通过放电使所述液体静电雾化。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的电压施加装置，其中，

所述电压施加电路使所述施加电压的大小周期性地变动而使放电间歇性地发生。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电压施加装置，其中，

所述第1绝缘击穿区域自所述放电电极朝向所述对置电极延伸，

所述第2绝缘击穿区域自所述对置电极朝向所述放电电极延伸。

5.一种放电装置，其中，

所述放电装置包括：

放电电极；

对置电极，其配置为与所述放电电极隔着间隙相对；以及

电压施加电路，其将施加电压施加于所述放电电极与所述对置电极之间，从而使放电发生，

在放电发生时，在所述放电电极与所述对置电极之间形成部分被绝缘击穿的放电路径，

所述放电路径包含在所述放电电极的周围生成的第1绝缘击穿区域和在所述对置电极的周围生成的第2绝缘击穿区域。

6.根据权利要求5所述的放电装置，其中，

所述放电装置还具备向所述放电电极供给所述液体的液体供给部。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的放电装置，其中，

所述对置电极具有支承部和自所述支承部朝向所述放电电极突出的突出部。

8.根据权利要求7所述的放电装置，其中，

所述突出部的顶端面包含曲面。

9.根据权利要求8所述的放电装置，其中，

所述突出部的顶端面的曲率半径为所述放电电极的顶端面的曲率半径的1/2以上。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的放电装置，其中，

所述突出部自所述支承部的突出量为所述放电电极与所述对置电极之间的距离的2/3以下。

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