CN117480695A - 放电装置 - Google Patents
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Abstract
放电装置(10)具备电压施加电路(2),所述电压施加电路(2)通过对包括用于保持液体(50)的放电电极(41)的负载(4)施加输出电压(Vo),来使放电电极(41)产生放电。电压施加电路(2)具有以下功能:使输出电压(Vo)的大小发生变动;以及随着时间的经过而将作为使输出电压(Vo)的大小发生变动的周期的放电周期切换为具有各不相同的长度的多个周期中的某一个周期。
Description
技术领域
本公开涉及一种放电装置。
背景技术
以往,提供了一种具备放电电极和电压施加电路的放电装置。
例如在专利文献1的放电装置中,电压施加电路通过对包括用于保持液体的放电电极的负载施加电压,来使放电电极产生放电。电压施加电路使对负载施加的电压的大小以规定范围内的驱动频率来周期性地变动,由此使液体机械性地振动,在该规定范围中包含液体的共振频率。然后,由放电电极保持着的液体通过放电而被静电雾化。其结果,生成含有自由基的带电液体颗粒。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-46635号公报
发明内容
在放电装置中,在放电电极放电时会产生放电声。因此,对于放电装置,寻求使放电声降低。
本公开的目的在于提供一种能够使放电声降低的放电装置。
本公开的一个方式所涉及的放电装置具备电压施加电路,所述电压施加电路通过对包括用于保持液体的放电电极的负载施加输出电压,来使所述放电电极产生放电。所述电压施加电路具有以下功能:使所述输出电压的大小发生变动;以及随着时间的经过而将作为使所述输出电压的大小发生变动的周期的放电周期切换为具有各不相同的长度的多个周期中的某一个周期。
本公开具有能够使放电声降低这一效果。
附图说明
图1是实施方式所涉及的放电装置的框图。
图2A是示出在同上的放电装置中由放电电极保持着的液体伸长的状态的示意图。
图2B是示出在同上的放电装置中由放电电极保持着的液体收缩的状态的示意图。
图3A是示出同上的放电装置中的放电电极和相向电极的具体例的立体图。
图3B是图3A的X1-X1线截面图。
图4是示出同上的放电电极的前端形状的侧视图。
图5是示出同上的放电装置的一例的电路图。
图6A是概要性地示出同上的放电装置的输出的曲线图。
图6B是概要性地示出比较例所涉及的放电装置的输出的曲线图。
图7是示出同上的放电装置和比较例所涉及的放电装置的放电声的频率特性的曲线图。
图8是简略地示出实施方式的第一变形例所涉及的放电装置的输出的曲线图。
图9是简略地示出实施方式的第二变形例所涉及的放电装置的输出的曲线图。
图10是简略地示出实施方式的第三变形例所涉及的放电装置的输出的曲线图。
具体实施方式
实施方式一般地说涉及一种放电装置。更详细地说,实施方式涉及一种使用于保持液体的放电电极产生放电的放电装置。
下面,参照附图来详细地说明实施方式所涉及的放电装置。但是,在下述的实施方式中说明的各图是示意性的图,各结构要素的大小之比、厚度之比未必反应了实际的尺寸比。
另外,以下说明的实施方式只不过是本公开的实施方式的一例。本公开不限定于以下的实施方式,只要能够发挥本公开的效果即可,能够根据设计等进行各种变更。
(实施方式)
(1)概要
首先,参照图1来说明本实施方式所涉及的放电装置10的概要。图1是本实施方式所涉及的放电装置10的框图。
如图1所示,本实施方式所涉及的放电装置10具备电压施加装置1、负载4以及液体供给部5。
电压施加装置1是对负载4施加用于产生放电的电压Vo的装置,该电压施加装置1具有电压施加电路2和检测电路3。也就是说,放电装置10具备电压施加电路2。此外,以后将电压Vo称为输出电压Vo。
负载4具有放电电极41和相向电极42。相向电极42是配置为与放电电极41隔着间隙相向的电极。也就是说,放电电极41与相向电极42相向地配置。在负载4中,通过在放电电极41与相向电极42之间施加输出电压Vo,在放电电极41与相向电极42之间产生放电。
液体供给部5具有向放电电极41供给液体50的功能。
像这样,本实施方式所涉及的放电装置10的结构要素包括电压施加电路2、检测电路3、液体供给部5、放电电极41以及相向电极42。但是,放电装置10只要包括放电电极41、电压施加电路2来作为最低限度的结构要素即可,检测电路3、相向电极42以及液体供给部5等分别也可以不包括在放电装置10的结构要素中。
在本实施方式所涉及的放电装置10中,在由放电电极41保持着液体50的状态下,电压施加电路2在放电电极41与相向电极42之间施加输出电压Vo。由放电电极41保持着液体50的状态是指例如液体50附着于放电电极41的表面的状态。也就是说,电压施加电路2对包括用于保持液体50的放电电极41的负载4施加输出电压Vo。由此,在放电电极41与相向电极42之间产生放电,由放电电极41保持着的液体50通过放电而被静电雾化。即,本实施方式所涉及的放电装置10构成所谓的静电雾化装置。在放电装置10中,通过在放电电极41与相向电极42之间产生的放电,由放电电极41保持着的液体50被静电雾化。在本实施方式中,将由放电电极41保持着的液体50、也就是作为静电雾化的对象的液体50也简称为“液体50”。
电压施加电路2与放电电极41及相向电极42电连接。具体地说,相向电极42与电压施加电路2的正极(plus:正)电连接,放电电极41与电压施加电路2的负极(ground:地)电连接。电压施加电路2在放电电极41与相向电极42之间施加输出电压Vo。
而且,电压施加电路2通过对负载4(放电电极41与相向电极42之间)施加输出电压Vo,来在放电电极41与相向电极42之间产生放电。特别是,在本实施方式中,电压施加电路2通过使输出电压Vo的大小周期性地发生变动,来间歇地产生放电。即,关于输出电压Vo,使输出电压Vo上升而变为高电压的期间与输出电压Vo下降而变为低电压的期间交替地重复,从而输出电压Vo的大小周期性地发生变动,由此液体50产生机械性的振动。此外,在此所说的“高电压”只要是被设定为在放电电极41产生放电的电压即可,作为一例,是峰值为7.0kV左右的电压。但是,输出电压Vo的电压值不限于7.0kV左右,例如能够根据放电电极41和相向电极42的形状或放电电极41与相向电极42之间的距离W1(参照图3B)等来适当设定。另外,“低电压”只要是被设定为在放电电极41不产生放电的电压即可,是比上述的“高电压”低的电压,可以是大于0V的电压和0V的电压中的任一者。此外,以后有时将“输出电压Vo的大小周期性地发生变动”称为“输出电压Vo周期性地发生变动”。
图2A是示出在放电装置10中由放电电极41保持着的液体50伸长的状态的示意图。图2B是示出由放电电极41保持着的液体50收缩的状态的示意图。具体地说,当对负载4施加输出电压Vo时,在输出电压Vo变为高电压的期间,由放电电极41保持着的液体50如图2A所示那样受到因电场产生的力而形成被称为泰勒锥(Taylor cone)的圆锥状的形状。而且,电场集中在泰勒锥的前端部(顶点部),由此产生放电。此时,泰勒锥的前端部越尖,也就是说圆锥的顶角越小(越呈锐角),则绝缘击穿所需的电场强度越小,越易于产生放电。另外,在输出电压Vo变为低电压的期间,由放电电极41保持着的液体50如图2B所示那样由于因电场产生的力下降而形成大致球状的形状。而且,通过输出电压Vo周期性地发生变动,由放电电极41保持着的液体50伴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。其结果,周期性地形成上述那样的泰勒锥,因此,与形成图2A所示那样的泰勒锥的定时相配合地,间歇性地产生放电。此外,在图2A和图2B中,对液体50施加了点状阴影,使得易于区别前端部411与液体50。
然后,放电装置10通过使负载4的放电电极41与相向电极42之间产生放电,来生成自由基,并且使由放电电极41保持着的液体50静电雾化。于是,放电装置10生成在被静电雾化的液体50的微细液滴中含有自由基的纳米尺寸的带电液体颗粒(带电水颗粒)。也就是说,放电装置10作为带电液体颗粒生成装置发挥功能。自由基是在不限于除菌、除臭、保湿、保鲜、病毒灭活的、各种场合下发挥有用效果的基础。以后,有时将自由基和带电液体颗粒等统称为有效成分。另外,有效成分也包括后述的空气离子。
上述的放电装置10生成含有自由基的带电液体颗粒,由此,与自由基以单体方式释放到空气中的情况相比,能够实现自由基的长寿命化。并且,带电液体颗粒例如为纳米尺寸,由此,能够使带电液体颗粒在比较广的范围内悬浮。
而且,在本实施方式所涉及的放电装置10中,电压施加电路2构成为具有以下功能:使对负载4施加的输出电压Vo的大小周期性地发生变动;以及随着时间的经过而将作为使输出电压Vo的大小发生变动的周期的放电周期切换为具有各不相同的长度的多个周期中的某一个周期。即,放电装置10具有随着时间的经过而对放电周期进行切换的功能,由此,以各不相同的长度的多个周期产生放电。其结果,与使放电周期为单一的周期时相比,放电装置10能够使放电声降低。
(2)详情
接着,参照图1~图7来说明本实施方式所涉及的放电装置10的详情。图3A是示出本实施方式所涉及的放电装置10中的放电电极41和相向电极42的具体例的立体图。图3B是图3A的X1-X1线截面图。图4是示出放电电极41的前端形状的侧视图。
(2.1)整体结构
如图1所示,本实施方式所涉及的放电装置10具备电压施加装置1、负载4以及液体供给部5。电压施加装置1具有电压施加电路2和检测电路3。负载4具有放电电极41和相向电极42。液体供给部5向放电电极41供给液体50。
(2.1.1)电极
如图3A和图3B所示,放电电极41和相向电极42被具有电绝缘性的合成树脂制的外壳40保持。
(放电电极)
放电电极41为棒状的电极。放电电极41具备轴部41a和基端部41b。轴部41a形成为圆形截面的棒状,在轴部41a的长边方向上的第一端具有前端部411。在轴部41a的长边方向上的第二端(与前端部411相反的一侧的端部)以连续一体的方式形成有平板形状的基端部41b。前端部411为以下的前端变细的形状:随着接近轴部41a的前端,前端部411的截面积变小。即,放电电极41为前端部411被形成为前端变细的形状的针电极。在此所说的“前端变细的形状”不限于前端锋利尖锐的形状,如图2A和图2B所示那样包括前端带圆弧的形状。
参照图4来说明放电电极41的前端部411的形状。此外,在图4中,对液体50施加了点状阴影,使得易于区别前端部411与液体50。
放电电极41的前端部411的形状例如是包括圆锥部的形状。前端部411中的与相向电极42相向的部分的形状(在此为圆锥部的前端的形状)例如为R形状。即,前端部411中的与基端部41b侧(参照图3B)相反一侧的部分的形状为R形状。本公开中所说的“R形状”能够包括某个构件的表面带圆弧(具有圆弧)的情况。本实施方式的前端部411的前端面包括具有凸的圆弧的曲面。本实施方式的放电电极41的前端面的包含放电电极41的中心轴的截面形状被形成为与前端部411的侧面连续相连的弧状,且不包含角。也就是说,放电电极41的前端面的整体为曲面(弯曲面)。例如,前端部411的形状为半球形状(或为大致半球形状)。
前端部411具有第一部分4111和第二部分4112。第一部分4111为在前端部411中比第二部分4112离基端部41b近的部分,为在放电电极41的轴方向上扁平的圆柱状。第二部分4112为在前端部411中比第一部分4111离基端部41b远的部分,为圆锥状。总之,前端部411具有与圆柱部相当的第一部分4111以及与圆锥部相当的第二部分4112。
另外,通过在放电电极41与相向电极42之间施加电压,由放电电极41保持着的液体50如图4所示那样受到因电场产生的力而形成被称为泰勒锥的圆锥状的形状。如图4所示,泰勒锥的形状为沿着放电电极41的前端部411的圆锥部的圆锥状。放电电极41的前端部411中的第二部分4112进入到泰勒锥形状的液体50内。即,在本实施方式所涉及的放电装置10中,通过第二部分4112构成了进入到泰勒锥形状的液体50内的前端部411的一部分。
(相向电极)
如图3A和图3B所示,相向电极42被配置为与放电电极41的前端部411相向。相向电极42例如具备平板状的支承部422,在支承部422的大致中央设置有第一凹部421。通过使支承部422的大致中央向放电电极41侧凹陷,来使第一凹部421形成为圆锥台状。在第一凹部421的底壁4211的中央部一体地形成有突台部423。通过使第一凹部421的底壁4211的一部分向与放电电极41侧相反的一侧突出,来使突台部423形成为圆锥台状(圆顶形状)。换言之,通过使底壁4211的中央部向与放电电极41相反的朝向凹陷,而在底壁4211形成圆锥台状的第二凹部424。
第一凹部421凹下的朝向(第一凹部421凹陷的方向)与突台部423突出的朝向(第二凹部424的凹陷设置方向)为相反方向。在突台部423的顶壁4231(第二凹部424的底壁4231)的中央部形成有圆形状的开口部4232。开口部4232在顶壁4231的厚度方向上贯通顶壁4231。
上述的相向电极42具备朝向放电电极41凹下的圆锥台状的第一凹部421、在第一凹部421的底面4211向远离放电电极41的朝向突出的圆锥台状的突台部423、以及在突台部423的顶壁4231形成的开口部4232。
在此,相向电极42的厚度方向(开口部4232的贯通方向)与放电电极41的长边方向一致。而且,在俯视时(从相向电极42的厚度方向观察时),放电电极41的前端部411位于相向电极42的开口部4232的中心附近。另外,放电电极41的前端部411位于相向电极42的第二凹部424的外侧,且位于比第一凹部421的底壁4211靠放电电极41的基端部41b侧的位置。也就是说,在相向电极42与放电电极41之间至少通过相向电极42的第二凹部424的开口4241来确保间隙(空间)。换言之,相向电极42被配置为与放电电极41隔着间隙相向,相向电极42与放电电极41在空间上分离。
上述的相向电极42的突台部423(第二凹部424)与放电电极41相向,并形成为在俯视时相对于放电电极41的轴部41a呈轴对象的形状。第二凹部424的开口4241的周缘(在突台部423中与开口部4232相向的开口4241的周缘)为构成底壁4211与突台部423的边界部分的圆环状的缘部425。在俯视时,放电电极41的前端部411位于圆环状的缘部425的中心。即,圆环状的缘部425与前端部411之间的距离W1(参照图3B)在缘部425的整周都相等。
(2.1.2)液体供给部
液体供给部5向放电电极41供给静电雾化用的液体50。作为一例,使用图3B所示的冷却装置51来实现液体供给部5。冷却装置51对放电电极41进行冷却,从而在放电电极41产生结露水来作为液体50。具体地说,冷却装置51具备一对帕尔帖元件511和一对散热板512。一对帕尔帖元件511被一对散热板512保持。冷却装置51通过对一对帕尔帖元件511通电来对放电电极41进行冷却。一对散热板512各自的一部分埋入于外壳40,由此一对散热板512被外壳40保持。一对散热板512中的至少保持帕尔帖元件511的部位从外壳40露出。
一对帕尔帖元件511例如通过焊料来与放电电极41的基端部41b机械连接且电连接。另外,一对帕尔帖元件511例如通过焊料来与一对散热板512机械连接且电连接。对一对帕尔帖元件511通电是通过放电电极41和一对散热板512来进行的。因而,构成液体供给部5的冷却装置51通过基端部41b来将放电电极41的整体冷却。由此,空气中的水分凝结并作为结露水而附着于放电电极41的表面。该结露水作为液体50而由放电电极41保持。即,液体供给部5构成为对放电电极41进行冷却来在放电电极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来向放电电极41供给液体50(结露水),因此无需进行向放电装置10的液体的供给和补给。
(2.1.3)电压施加电路和检测电路
如图1所示,电压施加电路2具有驱动电路21和电压产生电路22。驱动电路21是对电压产生电路22进行驱动的电路。电压产生电路22是接受来自电源部6的电力供给来生成作为对负载4施加的电压的输出电压Vo的电路。电源部6例如是产生几V~十几V左右的直流电压的电源电路。在本实施方式中,设为电源部6不包括在电压施加装置1的结构要素中来进行说明,但电源部6也可以包括在电压施加装置1的结构要素中。电压施加电路2通过将来自电源部6的输入电压Vin周期性地进行升压来生成输出电压Vo,并对负载4施加输出电压Vo。
电压施加电路2与负载4(放电电极41和相向电极42)电连接。电压施加电路2对负载4施加周期性地发生变动的输出电压Vo。电压施加电路2构成为将放电电极41作为负极(ground:地),将相向电极42作为正极(plus:正),在放电电极41与相向电极42之间施加输出电压Vo。在电压施加电路2对负载4施加输出电压Vo时,在放电电极41与相向电极42之间产生以相向电极42侧为高电位、以放电电极41侧为低电位的电位差。
而且,电压施加电路2至少以第一模式和第二模式中的任一个动作模式进行动作。第一模式是用于使输出电压Vo随着时间经过而上升达到绝缘击穿而开始放电来产生输出电流Io(放电电流)的模式。第二模式是用于切断输出电流Io以结束放电的模式。也就是说,电压施加电路2具有第一模式和第二模式作为动作模式。具体地说,驱动电路21以第一模式和第二模式中的任一个模式来驱动电压产生电路22。
检测电路3检测输出电压Vo和输出电流Io的大小。电压施加电路2在电压施加装置1被驱动的驱动期间,基于检测电路3的检测结果来交替地重复第一模式和第二模式来作为动作模式。
由此,作用于由放电电极41保持着的液体50的电能的大小周期性地发生变动,结果是,由放电电极41保持着的液体50以使输出电压Vo发生变动的周期来机械性地振动。
在本实施方式中,电压施加电路2基于检测电路3的监视对象来进行动作。在此所说的“监视对象”是电压施加电路2的输出电流Io和输出电压Vo。此外,“监视对象”也可以是电压施加电路2的输出电流Io和输出电压Vo中的至少一方。
如图1所示,检测电路3具有电压检测电路31和电流检测电路32。电压检测电路31将电压施加电路2的输出电压Vo作为监视对象,来检测输出电压Vo的大小(电压值)。而且,电压检测电路31将包含输出电压Vo的大小的数据的电压检测信号Si1输出到电压施加电路2的驱动电路21。电流检测电路32将电压施加电路2的输出电流Io作为监视对象,来检测输出电流Io的大小(电流值)。而且,电流检测电路32将包含输出电流Io的大小的数据的电流检测信号Si2输出到电压施加电路2的驱动电路21。驱动电路21基于电压检测信号Si1和电流检测信号Si2来驱动电压产生电路22,从而控制输出电压Vo。即,检测电路3将电压施加电路2的输出电流Io和输出电压Vo这双方作为监视对象。另外,检测电路3也可以将电压施加电路2的输出电流Io和输出电压Vo中的一方作为监视对象。
此外,电压施加电路2的输出电压Vo(次级侧电压)与电压施加电路2的输入电压Vin(初级侧电压)之间存在相关性,因此,电压检测电路31也可以根据输入电压Vin间接地检测输出电压Vo。同样地,电压施加电路2的输出电流Io(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,电流检测电路32也可以根据输入电流间接地检测输出电流Io。
电压施加电路2构成为:如果监视对象的大小小于阈值则以第一模式进行动作,当监视对象的大小成为阈值以上时以第二模式进行动作。首先,电压施加电路2以第一模式进行动作,当输出电压Vo随着时间经过而上升时,在放电电极41处由于局部性的绝缘击穿而开始电晕放电,产生输出电流Io。当监视对象的大小达到阈值时,电压施加电路2以第二模式进行动作,输出电压Vo下降,放电电极41与相向电极42之间的电位差下降,由此,输出电流Io被切断。即,电压施加电路2在负载4进行放电之后,通过使输出电压Vo下降,来使输出电流Io熄灭(中断)。然后,电压施加电路2以第一模式再次进行动作,并重复进行上述动作。此外,电压施加电路2也可以在从负载4放电起经过了一定时间的时间点将动作模式从第一模式切换为第二模式。
具体地说,如果输出电压Vo小于电压阈值Vs1(参照图6A)且输出电流Io小于电流阈值Is1(参照图6A),则电压施加电路2以第一模式进行动作,使输出电压Vo随着时间经过而上升。然后,如果在电压施加电路2以第一模式进行动作时输出电流Io成为电流阈值Is1(参照图6A)以上,则电压施加电路2将动作模式从第一模式切换为第二模式来结束放电。此外,在图6A中,电压施加电路2在从输出电流Io成为电流阈值Is1以上起经过了一定时间的时间点将动作模式从第一模式切换为第二模式。
像这样,电压施加电路2在驱动期间以交替地重复第一模式和第二模式的方式进行动作,来使施加于放电电极41与相向电极42之间的输出电压Vo的大小周期性地发生变动。电压施加电路2首先将动作模式设为第一模式,在保持着液体50的放电电极41的前端部411处产生局部性的电晕放电。当放电开始时,电压施加电路2将动作模式设为第二模式来结束放电。其结果,在放电电极41处间歇性地重复放电。
此外,在后述的“(2.2)电路结构”的栏中说明驱动电路21和电压产生电路22(升压电路B1)的具体的电路结构。
(2.2)电路结构
接着,参照图5来说明电压施加装置1的具体的电路结构。图5是概要性地示出放电装置10的电路结构的一例的电路图。此外,在图5中,省略了电源部6的图示。
如上所述,电压施加电路2具有驱动电路21和电压产生电路22。在图5的例子中,电压施加电路2是绝缘型的DC/DC转换器,具有升压电路B1。升压电路B1将来自电源部6的直流的输入电压Vin(例如13.8V)周期性地进行升压后作为输出电压Vo输出。在此,电压产生电路22作为升压电路B1发挥功能。输出电压Vo作为施加电压施加到负载4(放电电极41和相向电极42)。即,电压施加电路2通过对负载4施加周期性地发生变动的输出电压Vo,来使放电电极41周期性地产生放电。
电压产生电路22(升压电路B1)具有绝缘变压器220。绝缘变压器220具备初级绕组221、次级绕组222以及辅助绕组223。初级绕组221和辅助绕组223与次级绕组222电绝缘且磁耦合。次级绕组222的第一端与相向电极42电连接。也就是说,升压电路B1包括绝缘变压器220,该绝缘变压器220将被输入到初级侧(初级绕组221侧)的输入电压Vin进行升压,将输出电压Vo从与负载4电连接的次级侧(次级绕组222侧)输出。
驱动电路21具有晶体管Q1,并构成为通过晶体管Q1的开关动作来向绝缘变压器220的初级绕组221供给电力。驱动电路21除了具有晶体管Q1之外还具有用于驱动晶体管Q1的微计算机MC1。作为一例,晶体管Q1由npn型的双极晶体管构成。
晶体管Q1的集电极与初级绕组221连接,晶体管Q1的发射极与地连接。从电源部6对初级绕组221与晶体管Q1的串联电路施加输入电压Vin。晶体管Q1的基极经由电阻R1来与微计算机MC1的输出端口连接。控制电源生成控制电压Vcc(例如5V)。对驱动电路21施加控制电压Vcc。
通过上述结构,电压施加电路2构成他励式的转换器。即,通过微计算机MC1来使晶体管Q1重复接通、断开,从而在初级绕组221中产生脉冲状的电压。由此,在绝缘变压器220的次级绕组222中感应出高电压,在次级绕组222中感应出的高电压经由放电电极41和相向电极42施加到负载4。电压施加电路2通过这些动作,来生成将输入电压Vin周期性地进行升压后得到的输出电压Vo,并对负载4施加输出电压Vo。
检测电路3具有图5所示的电压检测电路31和电流检测电路32。
电压检测电路31具有二极管D11、电阻R11-R13以及电容器C11。二极管D11的阳极与辅助绕组223的第一端连接。辅助绕组223的第二端与地连接。二极管D11的阴极经由电阻R11来与电容器C11的第一端连接。电容器C11的第二端与地连接。并且,电容器C11的第一端经由电阻R12来与微计算机MC1的输入端口连接,并经由电阻R12、R13的串联电路来与地连接。
通过上述结构,电压检测电路31通过对辅助绕组223的感应电压进行监视,来间接地监视作为监视对象的电压施加电路2的输出电压Vo(次级绕组222的感应电压)。具体地说,电容器C11经由二极管D11和电阻R11而通过辅助绕组223的感应电压进行充电。由电阻R12、R13进行分压后的电容器C11的电压作为电压检测信号Si1而被输入到微计算机MC1的输入端口。当输出电压Vo增加时,电压检测信号Si1增加,当输出电压Vo减少时,电压检测信号Si1减少。
电流检测电路32具有电阻R21、R22以及电容器C21、C22。对电阻R21的第一端施加控制电压Vcc,电阻R21的第二端与电容器C21的第一端连接。电容器C21的第二端与地连接。绝缘变压器220的次级绕组222的第二端连接于电阻R21与电容器C21的连接点。次级绕组222的第二端是次级绕组222的与连接了相向电极42的第一端相反的一侧的端部。即,控制电压Vcc经由电阻R21和次级绕组222被施加到相向电极42。另外,次级绕组222的第二端经由电阻R22及电容器C22的串联电路来与地连接。而且,电容器C22的电压作为电流检测信号Si2被输入到微计算机MC1的输入端口。当输出电流Io增加时,电流检测信号Si2增加,当输出电流Io减少时,电流检测信号Si2减少。
微计算机MC1基于电压检测信号Si1来监视输出电压Vo,基于电流检测信号Si2来监视输出电流Io。而且,如果输出电压Vo小于电压阈值(参照图6A的Vs1)且输出电流Io小于电流阈值(参照图6A的Is1),则微计算机MC1将动作模式设为第一模式,来对晶体管Q1进行接通、断开驱动。如果在微计算机MC1以第一模式进行动作时输出电流Io成为电流阈值以上,则微计算机MC1将动作模式设为第二模式,停止晶体管Q1的接通、断开驱动,将晶体管Q1维持为断开状态。此外,在图6A中,在从输出电流Io成为电流阈值Is1以上起经过了一定时间的时间点将动作模式设为第二模式,来停止晶体管Q1的接通、断开驱动,将晶体管Q1维持为断开状态。另外,当在微计算机MC1以第一模式进行动作时输出电压Vo成为电压阈值(参照图6A的Vs1)以上时,微计算机MC1在经过了规定时间之后将动作模式设为第二模式,来停止晶体管Q1的接通、断开驱动,将晶体管Q1维持为断开状态。
(2.3)放电控制
图6A示出由本实施方式的电压施加电路2进行的放电控制。图6A示出输出电压Vo的波形和输出电流Io的波形。此外,在图6A中,横轴表示时间,左侧的纵轴表示电压,右侧的纵轴表示电流。
电压施加电路2通过使输出电压Vo周期性地发生变动,来在放电电极41与相向电极42之间周期性地产生放电。在负载4中,通过放电电极41与相向电极42之间的电位差而在放电电极41与相向电极42之间产生放电。然后,通过在负载4的放电电极41与相向电极42之间产生的放电,生成自由基,并且由放电电极41保持着的液体50被静电雾化。于是,放电装置10生成在被静电雾化的液体50的微细液滴中含有自由基的纳米尺寸的带电液体颗粒。所生成的带电液体颗粒例如通过相向电极42的开口部4232而被释放到放电装置10的周围。
若将电压施加电路2使输出电压Vo发生变化的周期设为放电周期,则在各放电周期内,电压施加电路2首先以第一模式进行动作,来使输出电压Vo从最小值Vo2增加到最大值Vo1。然后,当输出电压Vo达到最大值Vo1时,电压施加电路2将输出电压Vo维持为最大值Vo1。此时,当输出电压Vo从最小值Vo2起增加时,在由放电电极41保持着的液体50的前端会发生局部性的绝缘击穿,开始进行基于电晕放电的微小放电。之后,输出电压Vo进一步增加而达到最大值Vo1,输出电流Io流通。
然后,如果在电压施加电路2以第一模式进行动作时输出电流Io成为电流阈值Is1以上,则电压施加电路2将动作模式从第一模式切换为第二模式,来使输出电压Vo下降,由此停止放电。此外,在图6A中,在从输出电流Io成为电流阈值Is1以上起经过了一定时间的时间点将动作模式从第一模式切换为第二模式,来使输出电压Vo下降,由此停止放电。即,输出电压Vo的波形为梯形形状。
另外,当在电压施加电路2以第一模式进行动作时输出电压Vo成为电压阈值Vs1以上时,在经过了规定时间之后电压施加电路2将动作模式设为第二模式,来将动作模式从第一模式切换为第二模式,使输出电压Vo下降,由此停止放电。
如上述那样,输出电压Vo交替地重复最大值Vo1和最小值Vo2,以放电周期来周期性地发生变动。即,在驱动期间内输出电压Vo的大小在高于0V的范围内发生变动。输出电压Vo的最大值Vo1与产生放电的放电电压相当。输出电压Vo的最小值Vo2高于0V且低于最大值Vo1。最大值Vo1例如为7.0kV左右。最小值Vo2只要是被设定为在放电电极41处不产生放电的电压即可,是高于0V且低于最大值Vo1的电压。
在图6A中,在输出电压Vo从最小值Vo2增加到最大值Vo1时,输出电压Vo相对于时间经过呈大致线性地增加。在输出电压Vo从最大值Vo1减少到最小值Vo2时,输出电压Vo相对于时间经过呈大致线性地减少。此外,输出电压Vo也可以相对于时间经过非线性地增加或减少。
而且,电压施加电路2随着时间的经过而将作为使输出电压Vo发生变动的周期的放电周期切换为第一周期T1和第二周期T2中的某一个周期。具体地说,如图6A所示,电压施加电路2每隔放电周期的一个周期地将放电周期交替地切换为第一周期T1与第二周期T2。电压施加电路2在第一周期T1的期间使输出电压Vo的大小发生变动,在接着第一周期T1之后的第二周期T2的期间使输出电压Vo的大小发生变动。第一周期T1和第二周期T2是具有互不相同的长度的放电周期。例如,第一周期T1为2.2msec(频率为455Hz),第二周期T2为1.8msec(频率为555Hz)。例如,以如下方式进行编程:交替地重复第一周期T1和第二周期T2来作为第一模式、第二模式这一系列动作模式的周期。电压施加电路2(更具体地说为微计算机MC1)通过执行该程序,来交替地切换为第一周期T1和第二周期T2。即,电压施加电路2使用第一周期T1和第二周期T2这两个周期作为放电周期。作为放电周期的第一周期T1和第二周期T2被设定为处于由放电电极41保持着的液体50的共振周期的附近。液体50的共振周期是使通过输出电压Vo的变动而产生的液体50的振动的振幅最大的周期。
液体50的共振周期取决于液体50的体积(量),通过[1/a·V-0.5]来表示。“V”是由放电电极41保持着的液体50的体积。“a”是取决于由放电电极41保持着的液体50的表面张力和粘度等的比例系数。
例如,如果泰勒锥的体积为0.0917mm3,前端部411的第二部分4112的体积为0.0650mm3,则形成泰勒锥的液体50的体积为0.076μL,此时,液体50的共振周期为0.33msec。在本实施方式中,将形成泰勒锥的液体50的体积设为0.46μL,将液体50的共振周期设为2ms。
(2.4)放电声的改善
以下,参照图6A、图6B以及图7来说明本实施方式所涉及的放电装置10中的放电声的改善。
如上述那样,通过使对负载4施加的施加电压即输出电压Vo的大小以放电周期来周期性地发生变动,作用于由放电电极41保持着的液体50的电能的大小周期性地发生变动。结果是,液体50以放电周期来机械性地振动。而且,当放电周期被设定为液体50的共振周期(共振频率的倒数)或设定于共振周期的附近时,与输出电压Vo的大小发生变动相伴随的、液体50的机械性的振动的振幅变得比较大。当液体50的振幅增加时,泰勒锥形状的液体50(参照图4)的前端部变为更尖(锐利)的形状,从而易于放电。
然而,在放电装置10中,因液体50的机械性的振动而产生放电声。液体50的振动的振幅越大,则放电声的声压越大。如果对作用于液体50的能量进行抑制,则放电声变小,但放电装置10所生成的自由基和带电液体颗粒等有效成分也会减少。于是,寻求既抑制有效成分的生成量的减少又降低放电声。
因此,如图6A所示,放电装置10的电压施加电路2随着时间的经过而将作为使输出电压Vo发生变动的周期的放电周期切换为第一周期T1和第二周期T2中的某一个周期。在本实施方式中,电压施加电路2将第一周期T1和第二周期T2这两个周期用作放电周期,每隔放电周期的一个周期地将放电周期交替地切换为T1→T2→T1→T2→···。因而,放电装置10的放电声主要包含第一周期T1的声音分量和第二周期T2的声音分量。
在此,优选的是,第一周期T1与第二周期T2的平均包括在规定范围内,在该规定范围中包含液体50的共振周期。在该情况下,包含液体50的共振周期的规定范围只要是能够充分确保放电装置10所生成的有效成分的量的范围即可。其结果是,放电装置10所生成的有效成分的量能够与后述的图6B的比较例所生成的有效成分的量大致相同,从而能够抑制放电装置10所生成的有效成分的减少。具体地说,相对于液体50的共振周期2msec(频率为500Hz),第一周期T1被设定为2.2msec(频率为455Hz),第二周期T2被设定为1.8msec(频率为555Hz)。即,第一周期T1与第二周期T2的平均等于液体50的共振周期。此外,第一周期T1与第二周期T2的平均越接近液体50的共振周期,则越能够增加放电装置10所生成的有效成分的量。
另一方面,图6B示出比较例的放电方式。图6B是概要性地示出比较例所涉及的放电装置的输出的曲线图。在比较例中,仅使用一个周期T11来作为放电周期。在此,周期T11被设定为液体50的共振周期2msec(频率为500Hz)。因而,放电装置10的放电声主要包含周期T11的声音分量。
图7是示出本实施方式所涉及的放电装置10和比较例所涉及的放电装置的放电声的频率特性的曲线图。图7是将横轴设为频率、将纵轴设为放电声的声压(大小)的曲线图,示出特性Y1、Y11。特性Y1是以图6A的放电方式进行动作的放电装置10所发出的放电声的频率特性。特性Y11是以图6B的放电方式进行动作的比较例所发出的放电声的频率特性。
在特性Y1中,在同第一周期T1与第二周期T2的平均相当的频率500Hz(周期为2msec)处,声压为最大值(峰值)P1。在特性Y11中,在同周期T11相当的频率500Hz(周期为2msec)处,声压为最大值(峰值)P11。特性Y1的声压的最大值P1小于特性Y11的声压的最大值P11,放电装置10的放电声小于比较例的放电声。在图7中,特性Y1的声压的最大值P1比特性Y11的声压的最大值P11降低了4~5dB左右(降低约40%)。即,放电装置10与比较例相比能够降低放电声。
在上述中,从由放电电极41保持着的液体50的共振周期的附近分别选择第一周期T1和第二周期T2,从而能够使放电装置10所生成的有效成分的量与比较例所生成的有效成分的量大致相同。然而,当将第一周期T1设为0.5msec、将第二周期T2设为3.5msec时,第一周期T1与第二周期T2的平均为与共振周期相同的2msec,但放电装置10所生成的有效成分的量与比较例相比大幅减少。这是因为,第一周期T1和第二周期T2中的各周期过于远离共振周期。因此,优选的是,第一周期T1和第二周期T2中的各周期不过于远离共振周期。即,优选的是,作为放电周期的第一周期T1和第二周期T2被设定为处于共振周期的附近。
具体地说,优选的是,第一周期T1和第二周期T2中的各周期为第一值以下且第二值以上,所述第一值为对共振周期加上共振周期的半值所得到的值,所述第二值为从共振周期减去半值所得到的值。例如,如果共振周期为2msec,则共振周期的半值为1msec。在该情况下,第一值为3msec(=2msec+1msec),第二值为1msec(=2msec-1msec)。即,第一周期T1和第二周期T2中的各周期从1msec以上且3msec以下的范围内选择。其结果是,能够进一步抑制放电装置10所生成的有效成分的减少。
(3)第一变形例
优选的是,每当将放电周期重复规定次数时,电压施加电路2将放电周期切换为多个周期中的某一个周期。
在上述的实施方式中,电压施加电路2每隔放电周期的一个周期(每隔一个放电周期)地将放电周期以交替地切换为第一周期T1和第二周期T2的方式切换为T1→T2→T1→T2→T1→···。
另外,电压施加电路2也可以每隔放电周期的多个周期(每隔多个放电周期)地将放电周期交替地切换为第一周期T1和第二周期T2。例如,如图8所示,电压施加电路2也可以每隔放电周期的两个周期(每隔两个放电周期)地将放电周期以交替地切换为第一周期T1和第二周期T2的方式切换为T1→T1→T2→T2→T1→T1→T2→T2→···。
(4)第二变形例
电压施加电路2也可以随着时间的经过而将放电周期切换为三个以上的周期中的某一个周期。
在使用三个周期T1、T2、T3作为放电周期的情况下,例如图9所示那样,电压施加电路2也可以每隔放电周期的一个周期地将放电周期以第一周期T1、第二周期T2、第三周期T3的顺序切换为T1→T2→T3→T1→T2→T3→···。
另外,电压施加电路2也可以每隔放电周期的多个周期地以第一周期T1、第二周期T2、第三周期T3的顺序切换放电周期。例如,电压施加电路2也可以每隔放电周期的两个周期地将放电周期切换为T1→T1→T2→T2→T3→T3→T1···。
在本变形例中,优选的也是,第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3的平均等于液体50的共振周期。
另外,优选的是,第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3中的各周期为第一值以下且第二值以上,所述第一值为对共振周期加上共振周期的半值所得到的值,所述第二值为从共振周期减去半值所得到的值。例如,如果共振周期为2msec,则第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3中的各周期从1msec以上且3msec以下的范围内选择。
此外,也可以使用四个以上的周期作为放电周期。
(5)第三变形例
优选的是,电压施加电路2将放电周期随机地切换为多个周期中的某一个周期。
例如,如图10所示,电压施加电路2也可以每隔放电周期的一个周期地将放电周期随机地切换为第一周期T1、第二周期T2、第三周期T3中的某一个周期。例如,电压施加电路2具有随机数产生器(随机数产生功能)。电压施加电路2将第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3中的与随机数产生器所生成的随机数对应的周期设定为下一个放电周期。
在本变形例中,优选的也是,第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3的平均等于液体50的共振周期。
另外,优选的是,第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3中的各周期为第一值以下且第二值以上,所述第一值为对共振周期加上共振周期的半值所得到的值,所述第二值为从共振周期减去半值所得到的值。例如,如果共振周期为2msec,则第一周期T1、第二周期T2以及第三周期T3中的各周期从1msec以上且3msec以下的范围内选择。
此外,也可以使用四个以上的周期作为放电周期。
(6)第四变形例
上述的实施方式中的通过放电电极41和相向电极42进行的放电为电晕放电,但是通过放电电极41和相向电极42进行的放电不限定于电晕放电。
例如,通过放电电极41和相向电极42进行的放电也可以是从电晕放电发展至放电电极41与相向电极42之间的绝缘击穿这样的现象间歇性地重复的放电(以下,称为先导放电(leader discharge))。在先导放电中,电压施加电路2以第一模式进行动作,输出电压Vo随着时间经过而上升,当放电电极41中的局部的电晕放电发展至绝缘击穿时,会瞬间流过比较大的输出电流Io。在那之后紧接着,电压施加电路2以第二模式进行动作,输出电压Vo下降而切断输出电流Io。之后,电压施加电路2交替地重复第一模式和第二模式来作为动作模式,由此重复电晕放电→绝缘击穿→放电电流→放电切断这样的一系列的过程。也就是说,在先导放电中,在放电电极41与相向电极42之间间歇地形成放电路径,重复产生脉冲状的输出电流Io(放电电流)。
在这样的先导放电中,与电晕放电相比以大的能量生成自由基,与电晕放电相比生成2~10倍左右的大量的自由基。这样生成的自由基是在各种场合下发挥有用效果的基础,各种场合不限于除菌、除臭、保湿、保鲜、病毒灭活。在此,在通过先导放电生成自由基时,也产生臭氧。但是,在先导放电中,与电晕放电相比生成2~10倍左右的自由基,与此相对地,臭氧的产生量被抑制为与电晕放电的情况下相同的程度。因而,能够既增大自由基的生成量又抑制臭氧的产生量。
一般来说,当向一对电极之间投入能量而产生放电时,根据所投入的能量的量,放电方式从电晕放电发展至火花放电、辉光放电、电弧放电。
电晕放电是由一方的电极局部地产生的放电,是不伴有一对电极(例如放电电极41和相向电极42)之间的绝缘击穿的放电。火花放电、辉光放电以及电弧放电是伴有一对电极之间的绝缘击穿的放电。火花放电是瞬间(单次地)形成放电路径的放电。在辉光放电和电弧放电中,在一对电极之间投入能量的期间维持通过绝缘击穿形成的放电路径,在一对电极之间持续产生放电电流。如果每单位时间能够从电源(例如电压施加电路2)向一对电极之间释放的电流容量足够大,则放电路径一旦形成就不中断地维持,从电晕放电、火花放电发展至辉光放电、电弧放电。
另一方面,先导放电是虽然伴有一对电极之间的绝缘击穿但不会持续地产生绝缘击穿而是间歇地产生绝缘击穿的放电。因此,在一对电极之间产生的放电电流间歇地产生。即,从电晕放电刚发展到绝缘击穿时,就使施加于一对电极之间的电压下降,由此,放电路径被中断而放电停止。通过重复这样的放电的产生和停止,在一对电极之间间歇地流过放电电流。像这样,先导放电在重复放电能量高的状态和放电能量低的状态的方面与瞬间(单次地)产生绝缘击穿的火花放电、持续产生绝缘击穿(也就是说持续产生放电电流)的辉光放电和电弧放电不同。
特别是,放电电极41和相向电极42如上述(2.1.1)那样构成,由此,在相向电极42中与前端部411之间的距离W1(参照图3B)最短的部位是圆环状的缘部425。因而,放电电极41与相向电极42之间的放电路径容易在圆环状的缘部425与前端部411之间生成。即,在相向电极42的圆环状的缘部425处容易产生电场集中。其结果是,易于稳定地产生形成扩展为将相向电极42的缘部425与放电电极41的前端部411之间连结的圆锥侧面状的放电路径的放电(以下,称为圆形放电(round discharge))。在圆形放电中,放电电极41与相向电极42之间的放电路径是从前端部411至圆环状的缘部425的路径、即沿着从点扩展至圆环的圆锥的侧面的路径。
另外,通过放电电极41和相向电极42进行的放电也可以是使绝缘击穿间歇地产生的圆形放电(以下,称为圆形先导放电)。圆形先导放电具有先导放电和圆形放电这双方的优点。在圆形先导放电中,通过使放电路径扩展为圆锥侧面状,能够防止电场集中急剧地成长而发展到全路径击穿放电,能够在空间上扩展局部击穿放电。即,在圆形先导放电中,能够进一步增大有效成分的生成量。
另外,在上述的先导放电、圆形放电以及圆形先导放电中的各放电中,优选的是,在放电电极41与相向电极42之间形成部分地绝缘击穿的放电路径。在该情况下,放电路径包括在放电电极41的周围生成的第一绝缘击穿区域、以及在相向电极42的周围生成的第二绝缘击穿区域。即,在放电电极41与相向电极42之间形成部分(局部)地而非整体性地绝缘击穿的放电路径。本公开中所说的“绝缘击穿”是指将导体之间隔离的绝缘体(包括气体)的电绝缘性被击穿而不再保持绝缘状态。气体的绝缘击穿例如是由于以下原因而产生的:被离子化后的分子被电场加速并与其它气体分子碰撞而离子化,离子浓度急剧增加而引起气体放电。总之,在部分(局部)地绝缘击穿的放电路径中,在存在于将放电电极41与相向电极42连结的路径上的气体(空气)中,部分地、也就是仅一部分产生绝缘击穿。即,优选的是,在放电电极41与相向电极42之间形成的放电路径是没有达到全路径击穿而是部分地绝缘击穿的路径。即使是像这样产生了部分的绝缘击穿的放电路径(一部分未被绝缘击穿的放电路径),也在放电电极41与相向电极42之间通过放电路径来流通电流,从而产生放电。像这样,将形成部分地绝缘击穿的放电路径的方式的放电称为“局部击穿放电”。在该局部击穿放电中,优选的是,缘部425构成为以截面圆弧状的曲面将底壁4211与突台部423之间连结的形状。通过将缘部425设为曲面,易于产生局部击穿放电。
在这样的局部击穿放电中,与电晕放电相比以大的能量生成自由基,与电晕放电相比生成2~10倍左右的大量的自由基。这样生成的自由基是在各种场合下发挥有用效果的基础,各种场合不限于除菌、除臭、保湿、保鲜、病毒灭活。在此,在通过局部击穿放电生成自由基时,也产生臭氧。但是,在局部击穿放电中,与电晕放电相比生成2~10倍左右的自由基,与此相对地,臭氧的产生量被抑制为与电晕放电的情况下相同的程度。
另外,与局部击穿放电不同地,还存在从电晕放电发展从而形成在放电电极41与相向电极42之间产生了连续的绝缘击穿(全路径击穿)的放电路径(从放电电极41到相向电极42连续地绝缘击穿的放电路径)的方式的放电。以下将这种方式的放电称为“全路径击穿放电”。在全路径击穿放电中,重复如下现象:当从电晕放电发展至全路径击穿时瞬间流过大的输出电流Io(放电电流),在那之后紧接着,输出电压Vo下降而输出电流Io被切断,输出电压Vo又上升而达到绝缘击穿。在全路径击穿放电中,与局部击穿放电同样地,与电晕放电相比以大的能量生成自由基,与电晕放电相比生成2~10倍左右的大量的自由基。但是,全路径击穿放电的能量与局部击穿放电的能量相比更大。因此,即使在能级为“中”的状态下臭氧消失而自由基增加,由此大量产生了自由基,在之后的反应路径中能级变为“高”,由此,存在自由基的一部分消失的可能性。
换言之,在全路径击穿放电中,由于该放电所涉及的能量过高,有可能使所生成的自由基等有效成分的一部分消失,导致有效成分的生成效率下降。结果是,通过采用局部击穿放电,与采用全路径击穿放电时相比,能够实现有效成分的生成效率的提高。
如上述那样,在放电装置10中,一对电极(例如,放电电极41和相向电极42)间的放电不限定于电晕放电,也可以是先导放电、圆形放电或圆形先导放电。
先导放电在一对电极之间间歇地形成放电路径,间歇地重复产生放电电流(输出电流Io)。
圆形放电形成扩展为将一对电极之间连结的圆锥侧面状的放电路径。
圆形先导放电间歇地形成扩展为将一对电极之间连结的圆锥侧面状的放电路径,间歇地重复产生放电电流(输出电流Io)。
另外,先导放电、圆形放电以及圆形先导放电分别也可以是局部击穿放电和全路径击穿放电中的任一者。
局部击穿放电在一对电极之间形成部分地绝缘击穿的放电路径。
全路径击穿放电在一对电极之间形成产生了连续的绝缘击穿的放电路径(从一方的电极到另一方的电极连续地绝缘击穿的放电路径)。
(7)其它变形例
相向电极42不限定于上述的实施方式的形状,只要是与放电电极41之间产生放电的形状即可。例如,相向电极42也可以构成为具备针形状的突起部,在该针形状的突起部与放电电极41之间生成绝缘击穿区域。
放电装置10也可以省略用于生成带电液体颗粒的液体供给部5。在该情况下,放电装置10通过在放电电极41与相向电极42之间产生的局部击穿放电,来生成空气离子。在该结构中,有效成分包括空气离子。
另外,液体供给部5不限于如上述的实施方式那样对放电电极41进行冷却来在放电电极41产生结露水的结构。液体供给部5例如也可以为利用毛细现象或使用泵等供给机构从罐向放电电极41供给液体50的结构。并且,液体50不限于水(包括结露水),也可以是除水以外的液体。
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(plus:正),将相向电极42设为负极(ground:地),来在放电电极41与相向电极42之间施加输出电压Vo。并且,只要在放电电极41与相向电极42之间产生电位差(电压)即可,因此,电压施加电路2也可以通过将高电位侧的电极(正极)设为地,将低电位侧的电极(负极)设为负电位,来对负载4施加负的电压。即,电压施加电路2也可以将放电电极41设为地,将相向电极42设为负电位,或者也可以将放电电极41设为负电位,将相向电极42设为地。
另外,电压施加装置1也可以在电压施加电路2与放电电极41或相向电极42之间具备限制电阻。限制电阻是用于在局部击穿放电中限制在绝缘击穿后流通的输出电流Io(放电电流)的峰值的电阻器。限制电阻例如电连接于电压施加电路2与放电电极41之间或者电压施加电路2与相向电极42之间。
另外,电压施加装置1的具体的电路结构能够适当地进行变更。例如,电压施加电路2不限于他励式的转换器,也可以为自励式的转换器。另外,电压产生电路22也可以通过具有压电元件的变压器(压电变压器)来实现。
另外,电压施加电路2在放电电极41与相向电极42之间施加的输出电压Vo的波形不限定于图6A和图8-图10所示的波形。输出电压Vo也可以是逐渐增加而当形成放电路径并流通输出电流Io(放电电流)时立刻下降的三角波状。
另外,放电装置10也可以省略相向电极42。在该情况下,放电在放电电极41与存在于放电电极41的周围的构件(例如壳体等)之间产生。并且,放电装置10也可以省略液体供给部5和相向电极42这双方。
另外,与上述的电压施加装置1同样的功能也可以通过电压施加电路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具体实现。即,也可以通过电压施加电路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具体实现电压施加电路2的功能。
另外,放电装置10除了是静电雾化装置以外,也可以是离子产生装置等。
(8)总结
上述的实施方式所涉及的第一方式的放电装置(10)具备电压施加电路(2),所述电压施加电路(2)通过对包括用于保持液体(50)的放电电极(41)的负载(4)施加输出电压(Vo),来使放电电极(41)产生放电。电压施加电路(2)具有以下功能:使输出电压(Vo)的大小发生变动;以及随着时间的经过而将作为使输出电压(Vo)的大小发生变动的周期的放电周期切换为具有各不相同的长度的多个周期(T1、T2、T3)中的某一个周期。
上述的放电装置(10)能够降低放电声。
在上述的实施方式所涉及的第二方式的放电装置(10)中,优选的是,在第一方式中,多个周期(T1、T2、T3)的平均包括在规定范围内,在所述规定范围中包含使通过输出电压(Vo)的变动而产生的液体(50)的振动的振幅最大的共振周期。
上述的放电装置(10)能够抑制有效成分的生成量的减少并且降低放电声。
在上述的实施方式所涉及的第三方式的放电装置(10)中,优选的是,在第一方式或第二方式中,多个周期(T1、T2、T3)中的各周期为第一值以下且第二值以上,所述第一值为对使通过周期性地变动的输出电压(Vo)而产生的液体(50)的振动的振幅最大的共振周期加上共振周期的半值所得到的值,所述第二值为从共振周期减去所述半值所得到的值。
上述的放电装置(10)能够进一步抑制有效成分的生成量的减少并且降低放电声。
上述的实施方式所涉及的第四方式的放电装置(10)优选的是,在第一方式~第三方式中的任一方式中,还具备液体供给部(5),所述液体供给部(5)向放电电极(41)供给液体(50)。
上述的放电装置(10)向放电电极(41)自动地供给液体(50),因此,不需要人向放电电极(41)供给液体(50)的作业。
在上述的实施方式所涉及的第五方式的放电装置(10)中,优选的是,在第一方式~第四方式中的任一方式中,液体(50)通过放电而被静电雾化。
上述的放电装置(10)能够生成含有自由基的带电液体颗粒。因而,与自由基以单体方式释放到空气中的情况相比,能够实现自由基的长寿命化。并且,带电液体颗粒例如为纳米尺寸,由此,能够使带电液体颗粒在比较广的范围内悬浮。
在上述的实施方式所涉及的第六方式的放电装置(10)中,优选的是,在第一方式~第五方式中的任一方式中,每当将放电周期重复规定次数时,电压施加电路(2)将放电周期切换为多个周期(T1、T2、T3)中的某一个周期。
上述的放电装置(10)能够降低放电声。
在上述的实施方式所涉及的第七方式的放电装置(10)中,优选的是,在第一方式~第五方式中的任一方式中,电压施加电路(2)将放电周期随机地切换为多个周期(T1、T2、T3)中的某一个周期。
上述的放电装置(10)能够降低放电声。
附图标记说明
10:放电装置;2:电压施加电路;4:负载;41:放电电极;5:液体供给部;50:液体;Vo:输出电压;T1、T2、T3:周期。
Claims (8)
1.一种放电装置,具备电压施加电路,所述电压施加电路通过对包括用于保持液体的放电电极的负载施加输出电压,来使所述放电电极产生放电,
所述电压施加电路具有以下功能:
使所述输出电压的大小发生变动;以及
随着时间的经过而将作为使所述输出电压的大小发生变动的周期的放电周期切换为多个周期中的某一个周期。
2.根据权利要求1所述的放电装置,其中,
所述多个周期的平均包括在规定范围内,在所述规定范围中包含使通过所述输出电压的变动而产生的所述液体的振动的振幅最大的共振周期。
3.根据权利要求1或2所述的放电装置,其中,
所述多个周期中的各周期为第一值以下且第二值以上,所述第一值为对使通过周期性地变动的所述输出电压而产生的所述液体的振动的振幅最大的共振周期加上所述共振周期的半值所得到的值,所述第二值为从所述共振周期减去所述半值所得到的值。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的放电装置,其中,
还具备液体供给部,所述液体供给部向所述放电电极供给所述液体。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的放电装置,其中,
所述液体通过所述放电而被静电雾化。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的放电装置,其中,
每当将所述放电周期重复规定次数时,所述电压施加电路将所述放电周期切换为所述多个周期中的某一个周期。
7.根据权利要求1~5中的任一项所述的放电装置,其中,
所述电压施加电路将所述放电周期随机地切换为所述多个周期中的某一个周期。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的放电装置,其中,
所述多个周期包括具有第一长度的第一周期以及具有与所述第一长度不同的第二长度的第二周期,
所述电压施加电路在所述第一周期的期间使所述输出电压的大小发生变动,在接着所述第一周期之后的所述第二周期的期间使所述输出电压的大小发生变动。
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