JP2020138109A - 電極装置、放電装置及び静電霧化システム - Google Patents

Abstract

【課題】有効成分の生成効率の低下が生じにくい電極装置、放電装置及び静電霧化システムを提供する。
【解決手段】電極装置３は、放電電極１と、対向電極２と、を備え、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。放電電極１は、先端部に放電部１１を有する柱状の電極である。対向電極２は、放電部１１と対向する。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。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よりも短い。
【選択図】図１

Description

本開示は、一般に電極装置、放電装置及び静電霧化システムに関し、より詳細には、放電電極と対向電極とを備える電極装置、この電極装置を備える放電装置、及びこの放電装置を備える静電霧化システムに関する。

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。

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。

特開２０１８−２２５７４号公報

しかし、特許文献１に記載の放電装置では、放電が生じる際に針状電極部の先端部に電界を集中させるため、絶縁破壊が継続的に発生するグロー放電又はアーク放電が生じて有効成分の生成効率の低下につながる可能性がある。

本開示は上記事由に鑑みてなされており、有効成分の生成効率の低下が生じにくい電極装置、放電装置及び静電霧化システムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る電極装置は、放電電極と、対向電極と、を備え、前記放電電極と前記対向電極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電極装置である。前記放電電極は、先端部に放電部を有する柱状の電極である。前記対向電極は、前記放電部と対向する。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、前記放電電極の中心軸の一方から見て、前記放電電極の前記中心軸を囲むように配置されている。前記突出電極部は、前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記周辺電極部の周方向の一部から前記放電電極の前記中心軸に向けて突出する。前記周辺電極部から前記放電部までの距離は、前記突出電極部から前記放電部までの距離よりも短い。

本開示の一態様に係る電極装置は、放電電極と、対向電極と、を備え、前記放電電極と前記対向電極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電極装置である。前記放電電極は、先端部に放電部を有する柱状の電極である。前記対向電極は、前記放電部と対向する。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、前記放電電極の中心軸の一方から見て、前記放電電極の前記中心軸を囲むように配置されている。前記突出電極部は、前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記周辺電極部の周方向の一部から前記放電電極の前記中心軸に向けて突出する。仮想平面内において、仮想基準線を規定した場合に、前記放電部は、前記仮想基準線から見て、前記第１縁部と同じ側に位置する。前記仮想平面は、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面である。前記仮想基準線は、仮想線の垂直二等分線である。前記仮想線は、第１縁部と、第２縁部と、を結ぶ線である。前記第１縁部は、前記周辺電極部のうち前記放電部までの距離が最短となる部位である。前記第２縁部は、前記突出電極部のうち前記放電部までの距離が最短となる部位である。

本開示の一態様に係る放電装置は、前記電極装置と、電圧印加回路と、を備える。前記電圧印加回路は、前記放電電極及び前記対向電極間に印加電圧を印加することにより、放電を生じさせる。

本開示の一態様に係る静電霧化システムは、前記放電装置と、液体供給部と、を備え、前記放電装置で生じる放電によって前記液体を静電霧化する。前記液体供給部は、前記放電電極に液体を供給する。

本開示によれば、有効成分の生成効率の低下が生じにくい、という利点がある。

図１Ａは、実施形態１に係る放電装置における電極装置の要部を模式的に示す一部破断した斜視図である。図１Ｂは、同上の電極装置の要部を模式的に示す断面図である。 図２は、同上の放電装置を用いた静電霧化システムのブロック図である。 図３は、同上の放電装置の要部を示す概略斜視図である。 図４は、同上の放電装置の要部を示す概略断面図である。 図５Ａは、同上の電極装置の対向電極の要部を示す平面図である。図５Ｂは、図５ＡのＸ１−Ｘ１線断面図である。図５Ｃは、図５ＡのＹ１−Ｙ１線断面図である。 図６Ａは、同上の電極装置の要部を模式的に示し、液体が伸びた状態の断面図である。図６Ｂは、同上の電極装置の要部を模式的に示し、液体が縮んだ状態の断面図である。 図７は、同上の電極装置の要部を模式的に示す断面図である。 図８Ａは、コロナ放電の放電形態を示す模式図である。図８Ｂは、全路破壊放電の放電形態を示す模式図である。図８Ｃは、部分破壊放電の放電形態を示す模式図である。 図９Ａ〜図９Ｄは、実施形態１の変形例に係る電極装置を示す模式的な端面図である。 図１０Ａ〜図１０Ｄは、実施形態１の他の変形例に係る対向電極を示す模式的な平面図である。 図１１は、実施形態２の放電装置を用いた静電霧化システムのブロック図である。 図１２Ａ〜図１２Ｃは、同上の放電装置の動作を説明するための説明図である。

（実施形態１）
（１）概要
以下、本実施形態に係る電極装置３、放電装置１０、及び静電霧化システム１００の概要について、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２を参照して説明する。

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との間に電圧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。

また、電極装置３は、図２に示すように、電圧印加回路４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、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。

また、放電装置１０は、図２に示すように、液体供給部５と共に静電霧化システム１００を構成する。言い換えれば、本実施形態に係る静電霧化システム１００は、放電装置１０と、液体供給部５と、を備えている。液体供給部５は、放電電極に液体５０（図６Ａ参照）を供給する。この静電霧化システム１００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。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。

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。

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（Taylor cone）と呼ばれる円錐状の形状を成す（図６Ａ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。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１Ｂ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６Ａ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６Ｂ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。

ところで、本実施形態に係る電極装置３は、上述したように放電電極１と、対向電極２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、先端部に放電部１１を有する柱状の電極である。対向電極２は、放電部１１と対向する。この電極装置３は、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。ここで、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（図５Ａ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、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５Ａ参照）。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よりも短い（Ｄ１＜Ｄ２）。

上述した構成によれば、電極装置３は、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、放電部１１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に向けて突出するので、放電部１１との対向面積は、突出電極部２２よりも周辺電極部２１の方が大きい。そのため、電界集中の度合いは、周辺電極部２１に比べて、放電部１１との対向面積が小さい突出電極部２２の方が高くなる。一方で、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よりも短いので、放電電極１と対向電極２との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部２１と放電部１１との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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が生じて有効成分（酸性成分、空気イオン、ラジカル及びこれを含む帯電微粒子液等）の生成効率の低下が生じにくくなる。

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、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８Ａ参照）を断続的に形成することが可能となる。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る電極装置３、放電装置１０、及び静電霧化システム１００の詳細について、図１Ａ〜図８Ｃを参照して説明する。

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」とし、突出電極部２２が突出する方向に沿った軸を「Ｘ軸」とする。「Ｙ軸」は、これらＸ軸及びＺ軸のいずれとも直交する。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。

（２．１）全体構成
上述した通り、本実施形態に係る静電霧化システム１００は、図２に示すように、放電装置１０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。

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。

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４参照）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。

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。

本実施形態では、対向電極２は、図３及び図４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４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４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。

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。

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に設けられた一対のかしめ突起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。

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。

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。

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４に示すように、複数（図示例では４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。

また、複数のペルチェ素子５１１は、絶縁板５１３を介して放電電極１に機械的に接続されている。言い換えれば、放電電極１は、基端部１２にて絶縁板５１３に機械的に接続され、複数のペルチェ素子５１１は、吸熱端にて絶縁板５１３に機械的に接続されている。つまり、放電電極１と複数のペルチェ素子５１１とは、絶縁板５１３にて電気的に絶縁された状態で、熱的に結合されている。

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、静電霧化システム１００への液体の供給、及び補給が不要になる。

電圧印加回路４は、電極装置３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。

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。

電圧発生回路４１は、例えば、絶縁型の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。

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側を高電位、対向電極２側を低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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

すなわち、本実施形態に係る静電霧化システム１００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。

（２．２）動作
以上説明した構成の静電霧化システム１００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。

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。

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。

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。

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６Ａ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６Ａ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６Ｂ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。

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６Ａに示す形状と図６Ｂ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を覆うように液体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６Ａ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。

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、静電霧化システム１００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が生成される。生成された帯電微粒子液は、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。

（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、図５Ａ〜図７を参照して説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図６Ａ〜図７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５Ａ〜図５Ｃは、対向電極２のみを示す図である。

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５Ａ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５Ａ参照）。

放電電極１は、一例として、銅タングステン合金（Ｃｕ−Ｗ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。

本実施形態では、放電電極１は、その先端部（放電部１１側の端部）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。さらに、放電部１１は、放電電極１の中心軸Ｐ１上に位置し、放電部１１自体も略半球状に形成されている。言い換えれば、放電部１１の表面、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。ただし、放電部１１の曲率半径は、放電電極１の先端部全体の曲率半径に比較して、十分に小さい。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６Ａ及び図６Ｂ参照）。

一方、対向電極２は、一例として、銅タングステン合金（Ｃｕ−Ｗ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５Ａ〜図５Ｃ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。

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。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５Ｂ及び図５Ｃ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に対して傾斜するテーパ面である。

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。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５Ａでは、周辺電極部２１の内周縁（つまり開口部２３の周縁）及び外周縁を、それぞれ想像線（二点鎖線）で示している。言い換えれば、図５Ａ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。

また、突出電極部２２は、周辺電極部２１の内周縁（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（ここでは２つ）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。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。

ここで、複数（ここでは２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、２つの突出電極部２２を有するので、これら２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１８０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。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。

ところで、本実施形態に係る電極装置３は、酸性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。そのため、図５Ａに示すように、突出電極部２２は平面視において、三角形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は三角形状であることが好ましい。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５Ａ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。

さらに、平面視において、三角形状に形成された突出電極部２２の先端部（頂点部）に電界を集中させるためには、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）の角度が鋭角であることが好ましい。ただし、突出電極部２２は、例えば、打ち抜き加工によって形成されるため、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）の角度が小さすぎると、金型が破損する可能性が高くなる。そのため、金型の破損を抑えながらも突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）に電界を集中させるためには、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）の角度は６０度以上であることが好ましい。言い換えれば、上記三角形の頂角は６０度以上であることが好ましい。より好ましくは、上記三角形の頂角は９０度であるのがよい。さらに、上記三角形は、二等辺三角形であることが好ましい。

この場合、上記三角形の底辺の長さを「Ｗ１」、底辺と対向する頂点から底辺への垂線の長さを「Ｗ２」とすると、長さＷ１は長さＷ２よりも長くなる。また、上記三角形の垂線の長さＷ２は、図５Ａに示すように、開口部２３の半径ｒ１の１／２以下であることが好ましい。突出電極部２２が上述のような三角形状であれば、金型の破損を抑えながらも突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）に電界を集中させることができる。その結果、放電部１１と突出電極部２２との間の放電が安定するという利点がある。一例として、底辺の長さＷ１は１ｍｍ以下である。

また、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）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部（頂点部）が曲面を含んでいることが好ましい。本実施形態では、突出電極部２２は、図５Ａに示すように、平面視における先端部（頂点部）が曲面を含んでいる。本実施形態では一例として、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）の曲率半径は０．１ｍｍ程度である。この構成によれば、突出電極部２２の平面視における先端部（頂点部）が尖っている場合と比較して、電食の発生を抑えることができ、その結果、放電状態が経時的に変化しにくくなる。

また、複数（ここでは２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１８０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。

また、本実施形態では、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において、放電部１１と突出電極部２２との間に周辺電極部２１の少なくとも一部が位置する。すなわち、本実施形態では、上述したように周辺電極部２１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、ドーム状に形成されている。そして、突出電極部２２は、このドーム状の周辺電極部２１の内周縁（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している。そのため、突出電極部２２から見ると、図５Ｂに示すように、放電部１１側（つまりＺ軸の負の向き）に、周辺電極部２１の少なくとも一部が位置する。よって、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）においては、突出電極部２２の方が、周辺電極部２１よりも放電部１１から離れることになる。

ところで、周辺電極部２１は、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、放電部１１に向けて凸となる第１縁部２１１を含んでいる。また、突出電極部２２は、放電部１１に向けて凸となる第２縁部２２１を含んでいる。

第１縁部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、第１縁部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、第１縁部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。第１縁部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、第１縁部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、第１縁部２１１までの距離は、第１縁部２１１の全周にわたって略均一となる。

第２縁部２２１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、第２縁部２２１は、平面視において、三角形状に形成された突出電極部２２の先端部（頂点部）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、第２縁部２２１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、第２縁部２２１までの距離は、複数（ここでは２つ）の突出電極部２２で略均一となる。

ところで、周辺電極部２１から放電部１１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から放電部１１までの距離Ｄ２よりも短い（Ｄ１＜Ｄ２）。

本開示でいう「距離Ｄ１」は、周辺電極部２１から放電部１１までの最短距離を意味し、本実施形態では、周辺電極部２１の第１縁部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から放電部１１までの最短距離を意味し、本実施形態では、突出電極部２２の第２縁部２２１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、第１縁部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、第２縁部２２１から放電部１１までの距離である。

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６Ａ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６Ｂ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。

そして、図６Ａ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６Ａ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よりも長い（Ｄ３＞Ｄ４）。

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の第１縁部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の第２縁部２２１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、第１縁部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、第２縁部２２１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。

さらに、図６Ｂ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６Ｂ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よりも短い（Ｄ５＜Ｄ６）。

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の第１縁部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の第２縁部２２１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、第１縁部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、第２縁部２２１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。

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よりも短いので、放電電極１と対向電極２との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部２１と放電部１１との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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（酸性成分、空気イオン、ラジカル及びこれを含む帯電微粒子液等）の生成効率の低下が生じにくくなる。

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。

また、電界の影響によって液体５０に作用する力が小さくなると、このときの（縮んだ状態の）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よりも短くなる。そのため、液体５０と周辺電極部２１との間に電界が集中しやすくなる。したがって、液体５０と周辺電極部２１との間においては、比較的に低いエネルギーの放電が生じ、放電電極１と対向電極２との間の放電経路Ｌ１が消失する。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を断続的に形成することが可能となる。

以下に、本実施形態に係る電極装置３の形状を、図７を参照して、幾何学的に説明する。図７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７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。図７中の、仮想平面ＶＰ１、仮想線ＶＬ１、仮想基準線ＶＬ２及び仮想平行線ＶＬ３は、いずれも仮想的な面又は線であり、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。

すなわち、本実施形態に係る電極装置３は、図７に示すように、放電電極１と、対向電極２と、を備えている。放電電極１は、先端部に放電部１１を有する柱状の電極である。対向電極２は、放電部１１と対向する。この電極装置３は、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。ここで、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。ここで、仮想平面ＶＰ１内において、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線である仮想基準線ＶＬ２を規定した場合に、放電部１１は、仮想基準線ＶＬ２から見て、第１縁部２１１と同じ側に位置する。仮想平面ＶＰ１は、放電電極１の中心軸Ｐ１及び突出電極部２２の先端を含む仮想的な面（平面）である。仮想線ＶＬ１は、周辺電極部２１のうち放電部１１までの距離が最短となる第１縁部２１１と、突出電極部２２のうち放電部１１までの距離が最短となる第２縁部２２１と、を結ぶ仮想的な線（直線）である。

要するに、図７に示すような、仮想平面ＶＰ１を含む断面において、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線である仮想基準線ＶＬ２から見て、放電部１１は第１縁部２１１と同じ側に位置する。図７の例では、放電部１１及び第１縁部２１１は、いずれも仮想基準線ＶＬ２から見ると、第２縁部２２１とは反対側、つまりＺ軸の負の側に位置する。仮想基準線ＶＬ２は、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線であるので、第１縁部２１１及び第２縁部２２１の両方に対して等距離となる点の集合からなる。そのため、放電部１１は、第２縁部２２１よりも第１縁部２１１に近い位置に存在することになる。このような形状を採用することで、周辺電極部２１から放電部１１までの距離Ｄ１（図１Ｂ参照）は、突出電極部２２から放電部１１までの距離Ｄ２（図１Ｂ参照）よりも短くなる（Ｄ１＜Ｄ２）。

さらに、本実施形態では、仮想平面ＶＰ１内において、放電部１１は、仮想基準線ＶＬ２と仮想平行線ＶＬ３との間に位置する。仮想平行線ＶＬ３は、第１縁部２１１を通り、仮想基準線ＶＬ２と平行な仮想的な線（直線）である。

要するに、図７に示すような、仮想平面ＶＰ１を含む断面において、放電部１１は、仮想基準線ＶＬ２と、仮想平行線ＶＬ３との間に位置する。仮想基準線ＶＬ２は、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線であるので、第１縁部２１１及び第２縁部２２１の両方に対して等距離となる点の集合からなる。仮想平行線ＶＬ３は、第１縁部２１１を通り、仮想基準線ＶＬ２と平行な線（直線）である。

さらに、本実施形態では、放電電極１に保持されている液体５０が伸びた状態（第１形状）にあれば、第１形状（テイラーコーン）の液体５０の頂点は、仮想平面ＶＰ１内において、仮想基準線ＶＬ２から見て、第２縁部２２１と同じ側に位置する。

要するに、図７に示すような、仮想平面ＶＰ１を含む断面において、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線である仮想基準線ＶＬ２から見て、伸びた状態の液体５０の頂点は、第２縁部２２１と同じ側に位置する。図７の例では、液体５０の頂点及び第２縁部２２１は、いずれも仮想基準線ＶＬ２から見ると、第１縁部２１１とは反対側、つまりＺ軸の正の側に位置する。仮想基準線ＶＬ２は、仮想線ＶＬ１の垂直二等分線であるので、第１縁部２１１及び第２縁部２２１の両方に対して等距離となる点の集合からなる。そのため、伸びた状態の液体５０の頂点は、第１縁部２１１よりも第２縁部２２１に近い位置に存在することになる。このような形状を採用することで、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（図６Ａ参照）は、液体５０から突出電極部２２までの距離Ｄ４（図６Ａ参照）よりも長くなる（Ｄ３＞Ｄ４）。

（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８Ａ〜図８Ｃを参照して説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、放電形態を説明するための概念図であって、図８Ａ〜図８Ｃ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８Ａ〜図８Ｃ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。

ここではまず、コロナ放電について、図８Ａを参照して説明する。

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。

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８Ａ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。

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。

次に、全路破壊放電について、図８Ｂを参照して説明する。

全路破壊放電は、図８Ｂ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の第２縁部２２１）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。

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。

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。

次に、部分破壊放電について、図８Ｃを参照して説明する。

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は正極（プラス）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正極性コロナである。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。

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。

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８Ｃ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。

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。

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。

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の第２縁部２２１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は第２縁部２２１の周囲に生成される。つまり、図８Ｃに示す突出電極部２２は、実際には第２縁部２２１に相当する。

そして、全路破壊放電（図８Ｂ参照）又は部分破壊放電（図８Ｃ参照）においては、コロナ放電（図８Ａ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２〜１０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２〜１０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。

また、部分破壊放電（図８Ｃ参照）においては、全路破壊放電（図８Ｂ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。

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。

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２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の第２縁部２２１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。

（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。

図９Ａ〜図９Ｄは、実施形態１の変形例に係る電極装置３Ａ〜３Ｄを示す模式的な端面図である。

図９Ａに示す電極装置３Ａは、対向電極２Ａにおける各突出電極部２２の断面形状が実施形態１とは異なり、先細り形状となっている。この突出電極部２２においては、三角形の頂点が放電電極１の中心軸Ｐ１に向けられている。これにより、突出電極部２２の先端部は尖った（鋭角な）形状となる。

図９Ｂに示す電極装置３Ｂは、対向電極２Ｂにおける各角部が、Ｒ面（曲面）からなる点で、電極装置３Ａとは相違する。図９Ｂの例では、第１縁部２１１及び第２縁部２２１についても、Ｒ面（曲面）を含んでいる。

図９Ｃに示す電極装置３Ｃでは、対向電極２Ｃは、平板状の周辺電極部２１と、周辺電極部２１から斜めに突出する複数（ここでは２つ）の突出電極部２２と、を有している。対向電極２Ｃの周辺電極部２１は、平面視において円環状（リング状）に形成されている。各突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１に近づくほどに、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において放電部１１から離れるように、Ｚ軸の正の向きに向けて斜めに突出している。

図９Ｄに示す電極装置３Ｄでは、対向電極２Ｄは、平板状の周辺電極部２１と、複数（ここでは２つ）の突出電極部２２と、周辺電極部２１及び各突出電極部２２間を連結する連結部２５と、を有している。対向電極２Ｄの周辺電極部２１は、平面視において円環状（リング状）に形成されている。連結部２５は、放電電極１の中心軸Ｐ１を中心とする円筒状に形成されている。連結部２５のうち、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）における放電部１１側の端部は周辺電極部２１につながり、放電部１１とは反対側の端部は突出電極部２２につながる。図９Ｄの例では、各突出電極部２２は、放電電極１の中心軸Ｐ１に近づくほどに、放電電極１の中心軸Ｐ１に沿う方向（Ｚ軸方向）において放電部１１に近づくように、Ｚ軸の負の向きに向けて斜めに突出している。

また、図１０Ａ〜図１０Ｄは、実施形態１の他の変形例に係る対向電極２Ｅ〜２Ｈを示す模式的な平面図である。

図１０Ａに示す対向電極２Ｅ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１０Ｂに示す対向電極２Ｆは、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。

図１０Ｃに示す対向電極２Ｇは、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。

図１０Ｄに示す対向電極２Ｈ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。

さらに、図９Ａ〜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。

また、対向電極２は、２つ又は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２つ又は４つに限らず、例えば、１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。

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。

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。

また、電圧印加回路４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。

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。あるいは、放電電極１を負極（グランド）、対向電極２を正極（プラス）とする場合において、制限抵抗Ｒ１は、電圧発生回路４１の低電位側又は高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。

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。

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。

（実施形態２）
本実施形態に係る静電霧化システム１００Ａは、図１１に示すように、放電装置１０Ａにおける電圧印加回路４Ａの構成が、実施形態１に係る静電霧化システム１００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。

本実施形態では、電圧印加回路４Ａは、図１１に示すように、制限抵抗Ｒ１と電気的に並列に接続されるコンデンサＣ１を更に有している。言い換えれば、コンデンサＣ１は、制限抵抗Ｒ１と共に、電圧発生回路４１と電極装置３との間に挿入されている。コンデンサＣ１は、制限抵抗Ｒ１による電圧降下を生じにくくすることで、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される電圧Ｖ３を一定以上の水準に保つ機能を有している。

すなわち、コンデンサＣ１が無ければ、電圧発生回路４１が印加電圧Ｖ１を発生して放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）が生じた際に、放電経路Ｌ１を流れる放電電流によって、制限抵抗Ｒ１で電圧降下が生じる。そのため、制限抵抗Ｒ１の両端間には電圧Ｖ２が発生し、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される電圧Ｖ３は、印加電圧Ｖ１から電圧Ｖ２を差し引いた大きさとなる。よって、制限抵抗Ｒ１で生じる電圧降下が比較的大きければ、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される電圧Ｖ３が比較的小さくなる。

これに対し、本実施形態では、電圧印加回路４Ａが、制限抵抗Ｒ１と電気的に並列に接続されたコンデンサＣ１を有しているため、制限抵抗Ｒ１での電圧降下が生じにくい。つまり、電圧発生回路４１が印加電圧Ｖ１を発生して放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）が生じた際に、放電経路Ｌ１を流れる放電電流は、少なくともその立ち上がり時にはコンデンサＣ１を通ることになる。したがって、制限抵抗Ｒ１を流れる放電電流が小さくなり、制限抵抗Ｒ１での電圧降下が生じにくくなる。よって、本実施形態に係る放電装置１０Ａでは、制限抵抗Ｒ１で生じる電圧降下を比較的小さく抑えることができ、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される電圧Ｖ３を比較的大きく確保できる。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、本実施形態に係る放電装置１０Ａの動作を説明するための説明図である。図１２Ａ〜図１２Ｃの各々は、横軸を時間軸として、対向電極２の電位と、放電電流と、をそれぞれ表す２つのグラフを並べた模式図である。上段のグラフが対向電極２の電位を表し、下段のグラフが放電電流を表している。

図１２Ａは、制限抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１のいずれも省略されている構成、つまり電圧発生回路４１が直接的に電極装置３に接続されている構成を想定したグラフである。この構成においては、制限抵抗Ｒ１での電圧降下が生じないため、負極（グランド）側となる対向電極２の電位は「０」で略一定である。この場合、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）には、印加電圧Ｖ１と略同等の大きさの電圧Ｖ３が印加される。そのため、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が断続的に発生し、図１２Ａに示すように、比較的大きな放電電流が断続的に流れる。

図１２Ｂは、制限抵抗Ｒ１が挿入され、コンデンサＣ１は省略されている構成、つまり電圧発生回路４１が制限抵抗Ｒ１のみを介して電極装置３に接続されている構成（実施形態１相当）を想定したグラフである。この構成においては、制限抵抗Ｒ１での電圧降下が生じるため、負極（グランド）側となる対向電極２の電位は、放電電流の発生に合わせて上昇する。この場合、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）に印加される電圧Ｖ３は、印加電圧Ｖ１に比べて小さくなる。そのため、放電電極１と対向電極２との間においては、放電経路Ｌ１を維持できずに、図１２Ｂに示すように、十分な放電電流を断続的に流すことができない。その結果、放電電極１と対向電極２との間では、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路Ｌ１を断続的に形成するような放電（全路破壊放電又は部分破壊放電）が生じにくくなる。

一方、図１２Ｃは、本実施形態の構成、つまり電圧発生回路４１が制限抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の並列回路を介して電極装置３に接続されている構成を想定したグラフである。この構成においては、制限抵抗Ｒ１での電圧降下が生じにくいため、負極（グランド）側となる対向電極２の電位は「０」で略一定である。この場合、電極装置３（放電電極１及び対向電極２）には、印加電圧Ｖ１と略同等の大きさの電圧Ｖ３が印加される。そのため、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が断続的に発生し、図１２Ｃに示すように、比較的大きな放電電流が断続的に流れる。

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。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）は、放電電極（１）と、対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）と、を備え、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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装置である。放電電極（１）は、先端部に放電部（１１）を有する柱状の電極である。対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）は、放電部（１１）と対向する。対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）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。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）よりも短い。

この態様によれば、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、放電部（１１）と対向する対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）の周方向の一部から放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に向けて突出するので、放電部（１１）との対向面積は、突出電極部（２２）よりも周辺電極部（２１）の方が大きい。そのため、電界集中の度合いは、周辺電極部（２１）に比べて、放電部（１１）との対向面積が小さい突出電極部（２２）の方が高くなる。一方で、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）よりも短い。よって、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部（２１）と放電部（１１）との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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が生じて有効成分の生成効率の低下が生じにくくなる。

第２の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第１の態様において、放電電極（１）は放電部（１１）を覆うように液体（５０）を保持する。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。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）よりも長い。

この態様によれば、液体（５０）が伸びた状態においては、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〜２Ｈ）との間で絶縁破壊を伴う放電が生じやすくなる。

第３の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第２の態様において、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）よりも短い。

この態様によれば、液体（５０）が縮んだ状態においては、液体（５０）と周辺電極部（２１）との間に電界が集中しやすくなり、コロナ放電が生じやすくなる。

第４の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第１〜３のいずれかの態様において、周辺電極部（２１）は、円形状に開口する開口部（２３）を有する。放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）の一方から見て、開口部（２３）の中心は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）上に位置する。

この態様によれば、周辺電極部（２１）における開口部（２３）の周縁から放電部（１１）までの距離が略均一になる。

第５の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第１〜４のいずれかの態様において、対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）は、突出電極部（２２）を複数有する。

この態様によれば、複数の突出電極部（２２）で分散的に放電を生じさせることができる。

第６の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第５の態様において、複数の突出電極部（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。

この態様によれば、複数の突出電極部（２２）で略均等に放電を生じさせることができる。

第７の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第１〜６のいずれかの態様において、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）とは離間している。放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、放電部（１１）と突出電極部（２２）との間に周辺電極部（２１）の少なくとも一部が位置する。

この態様によれば、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に沿う方向において、突出電極部（２２）から放電部（１１）までの距離（Ｄ２）を稼ぐことが可能である。

第８の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第１〜７のいずれかの態様において、周辺電極部（２１）は、放電部（１１）に向けて凸となる第１縁部（２１１）を含む。突出電極部（２２）は、放電部（１１）に向けて凸となる第２縁部（２２１）を含む。周辺電極部（２１）から放電部（１１）までの距離（Ｄ１）は、第１縁部（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、第２縁部（２２１）から放電部（１１）までの距離である。

この態様によれば、放電部（１１）に向けて凸となる第１縁部（２１１）及び第２縁部（２２１）にて、電界の集中が生じやすくなる。

第９の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）は、放電電極（１）と、対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）と、を備え、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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装置である。放電電極（１）は、先端部に放電部（１１）を有する柱状の電極である。対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）は、放電部（１１）と対向する。対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）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。仮想平面（ＶＰ１）内において、仮想基準線（ＶＬ２）を規定した場合に、放電部（１１）は、仮想基準線（ＶＬ２）から見て、第１縁部（２１１）と同じ側に位置する。仮想平面（ＶＰ１）は、放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）及び突出電極部（２２）の先端を含む面である。仮想基準線（ＶＬ２）は、仮想線（ＶＬ１）の垂直二等分線である。仮想線（ＶＬ１）は、第１縁部（２１１）と、第２縁部（２２１）と、を結ぶ線である。第１縁部（２１１）は、周辺電極部（２１）のうち放電部（１１）までの距離（Ｄ１）が最短となる部位である。第２縁部（２２１）は、突出電極部（２２）のうち放電部（１１）までの距離（Ｄ２）が最短となる部位である。

この態様によれば、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、放電部（１１）と対向する対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）の周方向の一部から放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に向けて突出するので、放電部（１１）との対向面積は、突出電極部（２２）よりも周辺電極部（２１）の方が大きい。そのため、電界集中の度合いは、周辺電極部（２１）に比べて、放電部（１１）との対向面積が小さい突出電極部（２２）の方が高くなる。一方で、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）よりも短い。よって、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部（２１）と放電部（１１）との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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が生じて有効成分の生成効率の低下が生じにくくなる。

第１０の態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）では、第９の態様において、仮想平面（ＶＰ１）内において、仮想平行線（ＶＬ３）を規定した場合に、放電部（１１）は、仮想基準線（ＶＬ２）と仮想平行線（ＶＬ３）との間に位置する。仮想平行線（ＶＬ３）は、第１縁部（２１１）を通り、仮想基準線（ＶＬ２）と平行な線である。

この態様によれば、突出電極部（２２）から放電部（１１）までの距離（Ｄ２）を比較的短く抑えることで、突出電極部（２２）と放電部（１１）との間で放電が生じる場合に必要な電気エネルギーを小さく抑えることができる。

第１１の態様に係る放電装置（１０，１０Ａ）は、第１〜１０のいずれかの態様に係る電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）と、電圧印加回路（４，４Ａ）と、を備える。電圧印加回路（４，４Ａ）は、放電電極（１）及び対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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。

この態様によれば、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、放電部（１１）と対向する対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）の周方向の一部から放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に向けて突出するので、放電部（１１）との対向面積は、突出電極部（２２）よりも周辺電極部（２１）の方が大きい。そのため、電界集中の度合いは、周辺電極部（２１）に比べて、放電部（１１）との対向面積が小さい突出電極部（２２）の方が高くなる。一方で、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）よりも短い。よって、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部（２１）と放電部（１１）との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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が生じて有効成分の生成効率の低下が生じにくくなる。

第１２の態様に係る放電装置（１０，１０Ａ）では、第１１の態様において、電圧印加回路（４，４Ａ）は、電圧発生回路（４１）と、制限抵抗（Ｒ１）と、を有する。電圧発生回路（４１）は、印加電圧（Ｖ１）を発生する。制限抵抗（Ｒ１）は、電圧発生回路（４１）の一方の出力端と電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）との間に挿入されている。

この態様によれば、電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）等を過電流から保護できる。

第１３の態様に係る放電装置（１０，１０Ａ）では、第１２の態様において、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（３，３Ａ〜３Ｄ）との間に挿入されている。

この態様によれば、電極装置（３，３Ａ〜３Ｄ）等を過電流から保護できる。

第１４の態様に係る放電装置（１０，１０Ａ）では、第１２又は１３の態様において、電圧印加回路（４，４Ａ）は、制限抵抗（Ｒ１）と電気的に並列に接続されるコンデンサ（Ｃ１）を更に有する。

この態様によれば、制限抵抗（Ｒ１）にて生じる電圧降下を比較的小さく抑えることができる。

第１５の態様に係る静電霧化システム（１００，１００Ａ）は、第１１〜１４のいずれかの態様に係る放電装置（１０，１０Ａ）と、液体供給部（５）と、を備え、放電装置（１０，１０Ａ）で生じる放電によって液体（５０）を静電霧化する。液体供給部（５）は、放電電極（１）に液体（５０）を供給する。

この態様によれば、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、放電部（１１）と対向する対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）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）の周方向の一部から放電電極（１）の中心軸（Ｐ１）に向けて突出するので、放電部（１１）との対向面積は、突出電極部（２２）よりも周辺電極部（２１）の方が大きい。そのため、電界集中の度合いは、周辺電極部（２１）に比べて、放電部（１１）との対向面積が小さい突出電極部（２２）の方が高くなる。一方で、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）よりも短い。よって、放電電極（１）と対向電極（２，２Ａ〜２Ｈ）との間に電圧が印加されると、まずは周辺電極部（２１）と放電部（１１）との間に作用する電界が支配的となる。そのため、電界集中の度合いが比較的に低い状態で放電が生じることになり、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が生じて有効成分の生成効率の低下が生じにくくなる。

電極装置、放電装置及び静電霧化システムは、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。

１ 放電電極
２，２Ａ〜２Ｈ 対向電極
３，３Ａ〜３Ｄ 電極装置
４，４Ａ 電圧印加回路
５ 液体供給部
１０，１０Ａ 放電装置
１１ 放電部
２１ 周辺電極部
２２ 突出電極部
２３ 開口部
４１ 電圧発生回路
５０ 液体
１００，１００Ａ 静電霧化システム
２１１ 第１縁部
２２１ 第２縁部
Ｄ１〜Ｄ６ 距離
Ｐ１ 中心軸
Ｒ１ 制限抵抗
Ｖ１ 印加電圧
ＶＰ１ 仮想平面
ＶＬ１ 仮想線
ＶＬ２ 仮想基準線
ＶＬ３ 仮想平行線

Claims (15)

1. 先端部に放電部を有する柱状の放電電極と、
   前記放電部と対向する対向電極と、を備え、
   前記放電電極と前記対向電極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電極装置であって、
   前記対向電極は、
   前記放電電極の中心軸の一方から見て、前記放電電極の前記中心軸を囲むように配置された周辺電極部と、
   前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記周辺電極部の周方向の一部から前記放電電極の前記中心軸に向けて突出する突出電極部と、を有し、
   前記周辺電極部から前記放電部までの距離は、前記突出電極部から前記放電部までの距離よりも短い、
   電極装置。
2. 前記放電電極は前記放電部を覆うように液体を保持し、
   前記液体は、放電によって前記放電電極の前記中心軸に沿って伸縮し、
   前記液体が伸びた状態における、前記液体から前記周辺電極部までの距離は、前記液体から前記突出電極部までの距離よりも長い、
   請求項１に記載の電極装置。
3. 前記液体が縮んだ状態における、前記液体から前記周辺電極部までの距離は、前記液体から前記突出電極部までの距離よりも短い、
   請求項２に記載の電極装置。
4. 前記周辺電極部は、円形状に開口する開口部を有し、
   前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記開口部の中心は、前記放電電極の前記中心軸上に位置する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極装置。
5. 前記対向電極は、前記突出電極部を複数有する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極装置。
6. 前記複数の突出電極部は、前記周辺電極部の周方向において等間隔に配置されている、
   請求項５に記載の電極装置。
7. 前記放電電極の前記中心軸に沿う方向において、前記放電電極と前記対向電極とは離間しており、
   前記放電電極の前記中心軸に沿う方向において、前記放電部と前記突出電極部との間に前記周辺電極部の少なくとも一部が位置する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極装置。
8. 前記周辺電極部は、前記放電部に向けて凸となる第１縁部を含み、
   前記突出電極部は、前記放電部に向けて凸となる第２縁部を含み、
   前記周辺電極部から前記放電部までの距離は、前記第１縁部から前記放電部までの距離であって、
   前記突出電極部から前記放電部までの距離は、前記第２縁部から前記放電部までの距離であって、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極装置。
9. 先端部に放電部を有する柱状の放電電極と、
   前記放電部と対向する対向電極と、を備え、
   前記放電電極と前記対向電極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電極装置であって、
   前記対向電極は、
   前記放電電極の中心軸の一方から見て、前記放電電極の前記中心軸を囲むように配置された周辺電極部と、
   前記放電電極の前記中心軸の一方から見て、前記周辺電極部の周方向の一部から前記放電電極の前記中心軸に向けて突出する突出電極部と、を有し、
   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いて、
   前記周辺電極部のうち前記放電部までの距離が最短となる第１縁部と、前記突出電極部のうち前記放電部までの距離が最短となる第２縁部と、を結ぶ仮想線の垂直二等分線である仮想基準線を規定した場合に、
   前記放電部は、前記仮想基準線から見て、前記第１縁部と同じ側に位置する、
   電極装置。
10. 前記仮想平面内において、
    前記第１縁部を通り、前記仮想基準線と平行な仮想平行線を規定した場合に、
    前記放電部は、前記仮想基準線と前記仮想平行線との間に位置する、
    請求項９に記載の電極装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電極装置と、
    前記放電電極及び前記対向電極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、を備える、
    放電装置。
12. 前記電圧印加回路は、
    前記印加電圧を発生する電圧発生回路と、
    前記電圧発生回路の一方の出力端と前記電極装置との間に挿入された制限抵抗と、を有する、
    請求項１１に記載の放電装置。
13. 前記制限抵抗は、前記電圧発生回路の低電位側の出力端と前記電極装置との間に挿入されている、
    請求項１２に記載の放電装置。
14. 前記電圧印加回路は、前記制限抵抗と電気的に並列に接続されるコンデンサを更に有する、
    請求項１２又は１３に記載の放電装置。
15. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の放電装置と、
    前記放電電極に液体を供給する液体供給部と、を備え、
    前記放電装置で生じる放電によって前記液体を静電霧化する、
    静電霧化システム。

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