WO2020044591A1 - 放電装置、及びヘアケア装置 - Google Patents

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WO2020044591A1
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electrode
discharge device
protruding
counter electrode
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井上 宏之
陽平 石上
雅登 木下
綾 石原
松井 康訓
勇人 菊池
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • H05H1/481Hollow cathodes

Definitions

  • the present disclosure relates to a discharge device and a hair care device including the discharge device.
  • the present disclosure relates to a discharge device including a discharge electrode and a counter electrode, and a hair care device including the discharge device.
  • an electrostatic atomizer that generates charged fine particle water is known (for example, see Patent Document 1).
  • the electrostatic atomizer described in Patent Literature 1 includes a discharge electrode having a tip and a counter electrode located opposite to the tip.
  • the electrostatic atomizer generates charged fine particle water based on the water supplied to the discharge electrode by supplying water to the discharge electrode and applying a voltage.
  • the charged fine particle water contains an active ingredient such as a radical.
  • Patent Literature 1 When the electrostatic atomizer (discharge device) described in Patent Literature 1 is applied to, for example, a hair dryer or the like, it is desired to generate charged fine particle water containing many acidic components such as nitrate ions and nitrogen oxides. .
  • the present disclosure provides a discharge device and a hair care device that can increase the generation amount of an acidic component.
  • a discharge device includes a discharge electrode, a counter electrode, and a voltage applying unit.
  • the counter electrode faces the discharge electrode in the first direction.
  • the voltage applying unit generates a discharge by applying an applied voltage between the discharge electrode and the counter electrode.
  • the counter electrode includes a dome-shaped electrode and a protruding electrode.
  • the dome-shaped electrode has a concave inner surface that is depressed on the opposite side to the discharge electrode in the first direction.
  • the protruding electrode protrudes in a second direction crossing the first direction from an opening edge of an opening of the dome-shaped electrode provided at an end opposite to the discharge electrode.
  • the discharge device forms a discharge path between the discharge electrode and the protruding electrode, at least part of which undergoes dielectric breakdown, when a discharge occurs.
  • the discharge path includes a first breakdown region and a second breakdown region.
  • the first breakdown region is generated around the discharge electrode.
  • the second breakdown region is generated around the bump electrode.
  • a hair care device includes the above-described discharge device, and an airflow generation device that generates an airflow to the discharge device.
  • FIG. 1 is a sectional view of the discharge device according to the embodiment.
  • FIG. 2A is a perspective view of the hair care device according to the embodiment.
  • FIG. 2B is a perspective view showing a main part of the hair care device.
  • FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the discharge device.
  • FIG. 4A is a plan view of a counter electrode used in the discharge device.
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line 4B-4B of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a plan view showing a main part of a counter electrode used in the discharge device.
  • FIG. 6A is a conceptual diagram illustrating a partial breakdown discharge generated in the discharge device.
  • FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating a partial breakdown discharge generated in the discharge device.
  • FIG. 6A is a conceptual diagram illustrating a partial breakdown discharge generated in the discharge device.
  • FIG. 7A is a graph showing the magnitude of a discharge current flowing between a discharge electrode and a counter electrode, and the relationship between the presence or absence of a protruding electrode and the generation ratio of acidic components.
  • FIG. 7B is a graph showing the magnitude of the discharge current flowing between the discharge electrode and the counter electrode, and the relationship between the presence / absence of the protruding electrode and the ozone generation ratio.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the presence or absence of the protruding electrode and the ratio of the amount of charged fine particle water generated.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main part of a discharge device according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main part of a discharge device according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 10A is a plan view of a counter electrode used in a discharge device according to Modification 2 of the embodiment.
  • FIG. 10B is a plan view of a counter electrode used in a discharge device according to Modification 3 of the embodiment.
  • FIG. 10C is a plan view of a counter electrode used in a discharge device according to Modification 4 of the embodiment.
  • FIG. 10D is a plan view of a counter electrode used in a discharge device according to Modification 5 of the embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a main part of a hair care device including a discharge device according to Modification 2 of the embodiment.
  • the left-right direction of the discharge device 10 is defined as the X-axis direction (or the second direction), the front-rear direction is defined as the Y-axis direction (or the first direction), and the up-down direction is defined as the Z-axis direction. I do.
  • the right side of the discharge device 10 is defined as the positive direction of the X axis, and the left side is defined as the negative direction of the X axis.
  • the front of the discharge device 10 is defined as the positive direction of the Y axis, and the rear is defined as the negative direction of the Y axis.
  • the upper part of the discharge device 10 is defined as the positive direction of the Z axis, and the lower part is defined as the negative direction of the Z axis.
  • the discharge device 10 of the present embodiment includes a discharge electrode 1, a counter electrode 2, a voltage application unit 3 (see FIG. 3), a liquid supply unit 4 (see FIG. 3), and the like.
  • the counter electrode 2 faces the discharge electrode 1 in the first direction. In the present embodiment, the first direction is the front-back direction (Y-axis direction).
  • the voltage applying unit 3 generates a discharge by applying an applied voltage between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the liquid supply unit 4 has a function of supplying a liquid 40 (see FIG. 6A) to the discharge electrode 1.
  • the counter electrode 2 includes a dome-shaped electrode 22, a protruding electrode 23, and the like.
  • the counter electrode 2 includes, for example, a pair of projecting electrodes 23 as shown in FIGS. 1 and 2B. That is, the opposing electrode 2 includes a plurality of protruding electrodes 23, and the plurality of protruding electrodes 23 include at least a pair of protruding electrodes 23.
  • the dome-shaped electrode 22 has a concave inner surface 221 that is recessed on the side opposite to the discharge electrode 1 in the first direction.
  • the protruding electrode 23 is provided so as to protrude in the second direction from an opening edge 222 a (see, for example, FIG. 4A) of the opening 222 of the dome-shaped electrode 22 provided at the end opposite to the discharge electrode 1.
  • the second direction is a direction that intersects the first direction, and in the present embodiment, is the left-right direction (X-axis direction).
  • the discharge device 10 only needs to include the discharge electrode 1, the counter electrode 2, and the voltage applying unit 3 as minimum components. Therefore, the liquid supply unit 4 may not be included in the components of the discharge device 10.
  • hair care device 100 of the present embodiment includes a discharge device 10, an airflow generation device 20, and the like, as shown in FIG. 2A.
  • the airflow generation device 20 generates an airflow for the discharge device 10.
  • the opposing electrode 2 includes a plurality of projecting electrodes 23 as in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the plurality of projecting electrodes 23 form a flow path 300 of an airflow generated by the airflow generation device 20. It is preferable that the air flow is arranged at the same position on the way.
  • the “positions with the same flow velocity” described in the present disclosure need not be limited to the positions where the flow velocity completely matches.
  • the “positions with the same flow velocity” include positions with different flow rates that do not affect the frequency of discharge in the plurality of projecting electrodes 23.
  • the discharge device 10 a voltage is applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 by the voltage application unit 3, for example, in a state where the liquid 40 adheres to and is held on the surface of the discharge electrode 1. Accordingly, a discharge occurs between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, and the liquid 40 held by the discharge electrode 1 is electrostatically atomized by the discharge. That is, the discharge device 10 of the present embodiment constitutes a so-called electrostatic atomizer.
  • the liquid 40 held by the discharge electrode 1, that is, the liquid 40 to be subjected to electrostatic atomization may be simply referred to as “liquid 40”.
  • the voltage applying unit 3 applies an applied voltage between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, as shown in FIG. Thereby, a discharge occurs between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the voltage application unit 3 applies the voltage so that the magnitude of the applied voltage applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 varies periodically. Thereby, a discharge is generated intermittently between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. At this time, with the periodic fluctuation of the applied voltage, mechanical vibration occurs in the liquid 40.
  • the “applied voltage” described in the present disclosure means a voltage applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 by the voltage application unit 3 to generate a discharge.
  • the liquid 40 held by the discharge electrode 1 is caused by an electric field as shown in FIG. 6A. Under the force, it forms a conical shape called Taylor cone. Thereby, the electric field concentrates on the tip portion 40a (apex portion) of the Taylor cone. At this time, the electric field strength required for dielectric breakdown decreases as the tip portion 40a of the Taylor cone becomes sharper, that is, as the vertex angle of the cone decreases (is sharper). As a result, a discharge is easily generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 with a small electric field strength.
  • the liquid 40 held by the discharge electrode 1 is alternately deformed into the first shape and the second shape with the mechanical vibration.
  • the first shape is the shape of the Taylor cone shown in FIG. 6A.
  • the second shape is a shape (not shown) in which the tip portion 40a (apex portion) of the Taylor cone is crushed.
  • the shape of the Taylor cone described above is periodically formed. Therefore, a discharge is generated intermittently between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 at the timing when the Taylor cone shown in FIG. 6A is formed.
  • the discharge device 10 is arranged such that the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2 face each other with a gap in the first direction (Y-axis direction). Then, when an applied voltage is applied between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2 by the voltage application unit 3, a discharge occurs. At this time, when a discharge occurs, a discharge path 200 (see FIG. 6A) is formed between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23, at least in part, where a partial dielectric breakdown occurs.
  • the formed discharge path 200 includes a first breakdown region 201 and a second breakdown region 202.
  • the first dielectric breakdown region 201 is generated around the discharge electrode 1.
  • the second breakdown region 202 is generated around the bump electrode 23. That is, between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2, a discharge path 200 that is partially (locally) insulated but not entirely formed is formed.
  • dielectric breakdown described in the present disclosure means that the electrical insulation of an insulator (including gas) that separates conductors is broken, and the insulating state cannot be maintained.
  • gas breakdown for example, ionized molecules are accelerated by an electric field and collide with other gas molecules to be ionized. Then, a gas discharge occurs due to a rapid increase in ion concentration, thereby causing dielectric breakdown.
  • the gas (air) existing on the path connecting the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 partially, that is, only partially Occurs.
  • the discharge path 200 formed between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 does not lead to a full-path breakdown, but forms a path in which a partial dielectric breakdown has occurred.
  • the discharge path 200 includes the above-described first dielectric breakdown region 201 generated around the discharge electrode 1 and the second dielectric breakdown region 202 generated around the protruding electrode 23 of the counter electrode 2. .
  • the first dielectric breakdown region 201 is a region where the dielectric breakdown has occurred around the discharge electrode 1
  • the second dielectric breakdown region 202 is a region where the dielectric breakdown has occurred around the bump electrode 23.
  • the first dielectric breakdown region 201 and the second dielectric breakdown region 202 are generated in regions apart from the discharge path 200 so as not to contact each other. That is, in the discharge path 200, the first dielectric breakdown region 201 and the second dielectric breakdown region 202 exist apart from each other.
  • the discharge path 200 includes a region (insulation region) in which insulation has not been broken at least between the first breakdown region 201 and the second breakdown region 202. Accordingly, the discharge path 200 between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 includes a region where dielectric breakdown occurs partially while leaving an insulating region in at least a part. As a result, the discharge path 200 is formed in a state where the electrical insulation is reduced.
  • the discharge path 200 is formed between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2, not partially but partially. .
  • the discharge path 200 in which partial dielectric breakdown has occurred in other words, even in the discharge path 200 in which partial dielectric breakdown has not occurred, current flows through the discharge path 200 between the discharge electrode 1 and the projecting electrode 23. Flow and discharge occur.
  • Partial breakdown discharge a discharge in which the discharge path 200 in which a partial insulation breakdown is formed is referred to as a “partial breakdown discharge”.
  • the partial breakdown discharge will be described in detail in the section of “(2.4) Partial breakdown discharge”.
  • partial destructive discharge generates larger energy than corona discharge. Therefore, in the partial destructive discharge, oxygen in the air and nitrogen chemically react with each other to generate an acidic component such as nitrogen oxide.
  • the generated acidic component makes the skin weakly acidic, for example, when it adheres to the skin.
  • the acidic component promotes the generation of moisturizing components such as natural moisturizing molecules and intercellular lipids on the skin. That is, the acidic component has an effect of improving the moisturizing power of the skin.
  • the acidic component tightens the cuticle covering the hair surface. That is, the acidic component also has an effect of making it difficult for water, nutrients, and the like to flow out of the hair.
  • the discharge device 10 of the present embodiment is configured to concentrate the electric field on the tip of the protruding electrode 23. Therefore, the amount of ozone generated can be suppressed to about the same level as in the case of corona discharge.
  • the partial destructive discharge generates a large amount of radicals, which is about 2 to 10 times that of the corona discharge.
  • the generated radical is not limited to disinfecting, deodorizing, moisturizing, preserving, and inactivating viruses, and is a group having a useful effect in various situations. Therefore, the generated radical can also be effectively utilized.
  • all-path breakdown discharge there is a form of discharge in which the phenomenon of developing from corona discharge and leading to dielectric breakdown (all-circuit breakdown) is intermittently repeated.
  • all-path breakdown discharge such a form of discharge will be referred to as “all-path breakdown discharge”.
  • the electric erosion of the electrodes (the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23) due to the energy at the time of the discharge is increased as compared with the partial destructive discharge. Therefore, in consideration of the life of the discharge device 10 and the like, it is preferable to limit the occurrence of partial destructive discharge.
  • the discharge device 10 of the present embodiment performs the partial destructive discharge or the all-path destructive discharge between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2 facing each other with a gap in the first direction.
  • the generation amount of the acidic component can be increased as compared with the case of corona discharge.
  • the amount of generated ozone can be suppressed to the same extent as corona discharge.
  • the hair care device 100 includes a discharge device 10, an airflow generation device 20, and the like, as shown in FIG. 2A. Further, the hair care device 100 includes a housing 101, a grip portion 102, a power cord 103, and the like. The hair care device 100 may be a hair iron or the like.
  • the airflow generator 20 includes, for example, a small blower fan.
  • the airflow generation device 20 generates an airflow blown out from the opening of the housing 101 by the outside air taken in by the blower fan.
  • hair care device 100 of the present embodiment is configured such that a part of the airflow generated by airflow generation device 20 passes through counter electrode 2 of discharge device 10.
  • the housing 101 is formed of a molded product made of a synthetic resin such as ABS, for example, and is formed in a cylindrical shape that is long in the front-rear direction.
  • the housing 101 includes a ventilation hole 104 formed on the front surface so as to penetrate in the front-rear direction (Y-axis direction).
  • the housing 101 houses the discharge device 10, the airflow generation device 20, and the like inside.
  • the discharge device 10 generates an effective component (acid component, radical, charged fine particle water, etc.) as described above.
  • the generated active ingredient is released to the outside of the housing 101 through the ventilation holes 104 by the airflow from the airflow generation device 20.
  • the holding part 102 is connected to the lower end of the housing 101.
  • the grip 102 is formed of a molded product made of a synthetic resin such as ABS, for example, and is formed in a vertically long cylindrical shape.
  • the grip 102 is connected to the housing 101 in a movable (foldable) state between the first position and the second position.
  • the first position is a position in which the longitudinal direction of the grip 102 is the vertical direction (direction intersecting the longitudinal direction of the housing 101: Z-axis direction).
  • the second position is a position where the longitudinal direction of the grip portion 102 is the front-back direction (the direction substantially parallel to the longitudinal direction of the housing 101: the Y-axis direction).
  • AC power is externally supplied to hair care device 100 of the present embodiment via power supply cord 103 extending downward from the lower end of grip portion 102. Then, the discharge device 10 and the airflow generation device 20 of the hair care device 100 are configured to operate by the supplied AC power.
  • the discharge device 10 includes a discharge electrode 1, a counter electrode 2, a voltage application unit 3, a liquid supply unit 4, and the like, as shown in FIGS.
  • the discharge electrode 1, the counter electrode 2, the voltage applying unit 3, and the liquid supply unit 4 are held in an electrically insulating housing 5 made of, for example, a synthetic resin such as polycarbonate.
  • the discharge electrode 1 is composed of, for example, a rod-shaped electrode.
  • the discharge electrode 1 has a tip 11 at one end (upper end) in the longitudinal direction (vertical direction: Y-axis direction), and the other end in the longitudinal direction (an end opposite to the tip, a lower end).
  • the discharge electrode 1 is a needle-shaped electrode in which at least the tip portion 11 is formed in a tapered shape.
  • the “tapered shape” is not limited to a shape with a sharp pointed tip, but also includes a shape with a rounded tip as shown in FIG. 1 and the like.
  • the tip 11 of the discharge electrode 1 is formed in a spherical shape having a diameter of, for example, 0.5 mm.
  • the counter electrode 2 is disposed at a position facing the tip 11 of the discharge electrode 1 in the first direction (front-back direction: Y-axis direction).
  • the counter electrode 2 is made of, for example, titanium. 4A and 4B, the counter electrode 2 includes a plate-shaped electrode main body 21 that is long in the left-right direction (X-axis direction).
  • the counter electrode 2 is formed integrally with a dome-shaped electrode 22 protruding forward (in the Y-axis direction) at the center of the electrode body 21. That is, the dome-shaped electrode 22 is formed in a flat hemispherical shell shape in the front-rear direction by partially recessing the electrode body 21 forward (Y-axis direction) by, for example, a drawing die.
  • the dome-shaped electrode 22 has an inner surface 221 that is recessed forward (Y-axis direction).
  • the dome-shaped electrode 22 has a concave inner surface 221 that is recessed in the first direction on the opposite side to the opposing discharge electrode 1.
  • the inner surface 221 has an inner diameter D1 of a first edge 221a (front edge) in a first direction (front-rear direction) smaller than an inner diameter D2 of a second edge 221b (rear edge). It is formed in a shape.
  • the central axis A 1 of the discharge electrode 1 and the dome of the counter electrode 2 are arranged as shown in FIG.
  • the electrodes 22 are arranged such that the center axis A2 of the electrode 22 coincides with the center axis A2.
  • the tip 11 of the discharge electrode 1 and the inner surface 221 of the dome-shaped electrode 22 of the counter electrode 2 are arranged to face each other. Therefore, when an applied voltage is applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, the uniformity of the electric field at the tip 11 of the discharge electrode 1 can be improved.
  • the applied voltage is applied from the voltage applying unit 3, it is possible to reduce the occurrence of the bias of the shape of the Taylor cone formed at the tip 11 of the discharge electrode 1.
  • An opening 222 is formed at the front end of the dome-shaped electrode 22 of the opposing electrode 2, that is, at the end opposite to the opposing discharge electrode 1.
  • the opening 222 is formed in a circular shape when viewed from the front-back direction (first direction).
  • a plurality of (for example, two) projecting electrodes 23 projecting from the opening edge 222a (the inner peripheral edge) are integrally formed in the opening 222.
  • each of the plurality of protruding electrodes 23 is formed to protrude in the left-right direction (second direction) from the opening edge 222a of the opening 222. That is, each of the plurality of projecting electrodes 23 is formed so as to project from the opening edge 222 a of the opening 222 toward the center of the opening 222.
  • the plurality of projecting electrodes 23 are arranged, for example, at equal intervals along the circumferential direction of the opening 222. Since the plurality of projecting electrodes 23 of the present embodiment are a pair of projecting electrodes 23, the pair of projecting electrodes 23 are provided at positions rotated by 180 degrees in the circumferential direction of the opening 222. In other words, the pair of projecting electrodes 23 are provided at point-symmetric positions with the center of the opening 222 as the point of symmetry (center of symmetry).
  • the opening 222 and the pair of projecting electrodes 23 are formed (formed) by, for example, a punching die.
  • the specific shape of the protruding electrode 23 will be described in the section “(2.3) Shape of protruding electrode”.
  • the dome-shaped electrode 22 formed on the electrode body 21 of the opposing electrode 2 has a pair of caulking holes 211 penetrating in the front-rear direction (Y-axis direction) on both left and right sides.
  • the counter electrode 2 of the present embodiment after a pair of caulking projections 51 formed on the housing 5 shown in FIG. 2B are passed through a pair of caulking holes 211, heat caulking is performed. Thereby, the counter electrode 2 is fixed to the housing 5 by swaging.
  • the electrode main body 21 has a grounding terminal strip 24 integrally formed at the lower right corner.
  • the liquid supply unit 4 supplies a liquid 40 for electrostatic atomization to the discharge electrode 1 as shown in FIG.
  • the liquid supply unit 4 is realized by using, for example, a cooling device 41 that cools the discharge electrode 1 and generates dew water on the discharge electrode 1.
  • the cooling device 41 includes, for example, a plurality of (four in the example of FIG. 1) Peltier elements 411, a heat dissipation plate 412, an insulating plate 413, and the like.
  • the plurality of Peltier elements 411 are held by the heat sink 412.
  • the plurality of Peltier elements 411 are arranged such that the upper side is a heat absorbing side and the lower side is a heat radiating side. That is, the heat dissipation side of the plurality of Peltier elements 411 is held by the heat dissipation plate 412.
  • the cooling device 41 cools the discharge electrode 1 by energizing the plurality of Peltier elements 411.
  • the plurality of Peltier elements 411 are mechanically connected to the discharge electrode 1 via the insulating plate 413. That is, the discharge electrode 1 is mechanically connected to the insulating plate 413 via the base end 12. On the other hand, the plurality of Peltier elements 411 are mechanically connected to the insulating plate 413 on the heat absorbing side (upper side). Thus, the discharge electrode 1 and the plurality of Peltier elements 411 are electrically insulated by the insulating plate 413 and the like.
  • the cooling device 41 of the present embodiment cools the discharge electrode 1 mechanically connected to the Peltier element 411 on the heat absorption side by energizing the plurality of Peltier elements 411. At this time, the cooling device 41 cools the entire discharge electrode 1 through the base end 12 of the discharge electrode 1. As a result, moisture in the air condenses and adheres to the surface of the discharge electrode 1 as dew water. That is, the liquid supply unit 4 is configured to cool the discharge electrode 1 and generate dew water as the liquid 40 on the surface of the discharge electrode 1. According to this configuration, the liquid supply unit 4 supplies the liquid 40 (condensed water) to the discharge electrode 1 using the moisture in the air. This eliminates the need to provide a new device for supplying and replenishing the liquid to the discharge device 10.
  • the voltage applying unit 3 is configured by, for example, an insulation type AC / DC converter as shown in FIG.
  • the voltage applying unit 3 converts AC power supplied from the AC power supply AC to DC power via the power supply cord 103. Then, the converted DC power is applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the voltage applying unit 3 includes a diode bridge 31, an insulating transformer 32, a capacitor 33, resistors 34 and 35, a pair of input terminals 361 and 362, a pair of output terminals 371 and 372, and the like. .
  • the diode bridge 31 is an element in which, for example, four diodes are bridge-connected.
  • a pair of input terminals of the diode bridge 31 is electrically connected to a pair of input terminals 361 and 362.
  • a pair of output terminals of the diode bridge 31 is electrically connected between both ends of the primary winding 321 of the insulating transformer 32.
  • the diode bridge 31 rectifies (for example, full-wave rectification) the AC power from the AC power supply AC input through the pair of input terminals 361 and 362.
  • the insulation transformer 32 includes a primary winding 321 and a secondary winding 322.
  • Primary winding 321 is electrically insulated and magnetically coupled to secondary winding 322.
  • One end of the secondary winding 322 is electrically connected to, for example, one output terminal 371 of the pair of output terminals 371 and 372, and the other end of the secondary winding 322 is connected via the resistor 35 to the other end. It is electrically connected to the output terminal 372.
  • a smoothing capacitor 33 and a resistor 34 are connected in parallel and electrically between both ends of the secondary winding 322.
  • An AC power supply AC is electrically connected between the pair of input terminals 361 and 362 of the voltage applying unit 3.
  • the counter electrode 2 is electrically connected to one output terminal 371
  • the discharge electrode 1 is electrically connected to the other output terminal 372, respectively.
  • the voltage application unit 3 applies a high voltage to the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the “high voltage” is a voltage set between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 so that the above-described partial breakdown discharge can be generated.
  • the voltage applying unit 3 applies a DC voltage of, for example, about ⁇ 4 kV to the discharge electrode 1 with the counter electrode 2 grounded via the terminal strip 24.
  • the counter electrode 2 side is set to a high potential and the discharge electrode 1 side is set between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. A low potential occurs.
  • the value of the high voltage applied from the voltage applying unit 3 to the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 depends on, for example, the shape of the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, or the distance between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. It is appropriately set according to the conditions.
  • a discharge occurs between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. Occurs. With the discharge, a relatively large discharge current flows through the voltage application unit 3. At this time, the discharge current flows through the resistors 34 and 35 of the voltage applying unit 3. As a result, the applied voltage applied between the output terminals 371 and 372 becomes smaller than the predetermined voltage, so that the discharge current is cut off. Thereafter, the applied voltage increases due to the interruption of the discharge current, and reaches the predetermined voltage again. When the voltage reaches the predetermined voltage, a discharge occurs again between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, and a discharge current flows. Thereafter, the above operation is repeatedly performed. This causes intermittent discharge.
  • a predetermined voltage a voltage at which discharge is started
  • the discharge device 10 of the present embodiment aims to increase the generation amount of acidic components. Therefore, the discharge device 10 is configured to generate a partial breakdown discharge between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 of the counter electrode 2.
  • the discharge device 10 needs to have a configuration in which an electric field is concentrated on the tip of the protruding electrode 23 in order to reduce the amount of generated ozone.
  • the shape of the protruding electrode 23 is preferably a triangular shape.
  • the shape of the projection electrode 23 as viewed from the first direction (front-back direction) is preferably a triangular shape.
  • the “triangle” described in the present disclosure is not limited to a so-called general triangle having three vertices. For example, as in the case of the projecting electrode 23 shown in FIG.
  • the angle (vertical angle ⁇ 1) of the tip 230 of the protruding electrode 23 is preferably an acute angle.
  • the protruding electrodes 23 are formed (formed) by the punching die as described above. At this time, if the angle of the distal end portion 230 of the protruding electrode 23 is too small, the possibility that the punching die is damaged increases. Therefore, in order to concentrate the electric field on the tip 230 of the protruding electrode 23 while suppressing damage to the punching die, the angle of the tip 230 of the protruding electrode 23 is preferably, for example, 60 degrees or more. That is, as shown in FIG. 5, the apex angle ⁇ 1 of the triangle is preferably 60 degrees or more. Further, the apex angle ⁇ 1 of the triangle is more preferably 90 degrees.
  • the shape of the triangle is preferably an isosceles triangle including an equilateral triangle.
  • the length of the base 231 of the triangle is L1
  • the length of the perpendicular 233 from the vertex 232 facing the base 231 to the base 231 is L2
  • the length L1 of the base 231 is longer than the length L2 of the perpendicular 233. That is, the base 231 of the triangle is longer than the perpendicular 233 from the vertex 232 facing the base 231 to the base 231.
  • the length L2 of the perpendicular 233 of the triangle is more preferably equal to or less than ⁇ of the radius r1 of the opening 222, as shown in FIG. If the shape of the protruding electrode 23 is the above-described triangular shape, the electric field can be concentrated on the tip 230 of the protruding electrode 23 while preventing damage to the punching die. As a result, a partial breakdown discharge between the discharge electrode 1 and the projection electrode 23 can be generated stably.
  • the length L1 of the triangular base 231 of the protruding electrode 23 is, for example, 1 mm or less.
  • the tip 230 of the protruding electrode 23 when the tip 230 of the protruding electrode 23 is sharp, the electric field tends to concentrate on the tip 230. For this reason, the tip portion 230 of the protruding electrode 23 is apt to cause electrolytic corrosion due to the electric field. As a result, the discharge state in the partial destructive discharge between the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23 may change with time due to a shape change due to electrolytic corrosion. Therefore, the tip 230 of the protruding electrode 23 preferably has a shape including a curved surface so that the discharge state does not change with time.
  • the pair of projecting electrodes 23 of the present embodiment includes a first curved surface 230 a formed on the distal end surface (left end surface or right end surface) of distal end portion 230, and a distal end portion.
  • a second curved surface 230b formed on the lower surface side of 230 and facing the discharge electrode 1.
  • the surface facing the discharge electrode 1 at the tip 230 of the protruding electrode 23 includes a curved surface.
  • the radius of curvature of the first curved surface 230a and the second curved surface 230b is, for example, about 0.1 mm.
  • the electric field concentrates on the curved surfaces (the first curved surface 230a and the second curved surface 230b) formed at the tip 230 of the protruding electrode 23. Therefore, the occurrence of electrolytic corrosion can be suppressed as compared with the case where the tip 230 of the protruding electrode 23 is sharp. This suppresses the occurrence of a temporal change in the discharge state due to a change in the shape of the tip 230 of the protruding electrode 23. As a result, the discharge state of the discharge device 10 can be stably maintained over a long period of time.
  • FIG. 6A is a conceptual diagram illustrating a partial breakdown discharge when the liquid 40 is held on the discharge electrode 1.
  • FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating a partial destructive discharge when the liquid 40 is not held by the discharge electrode 1.
  • 6A and 6B the description can be made only by reading “the liquid 40 held by the discharge electrode 1” as “the tip 11 of the discharge electrode 1”. Therefore, hereinafter, only FIG. 6A will be described, and description of FIG. 6B will be omitted.
  • the discharge device 10 of the present embodiment first causes a local corona discharge in the liquid 40 held by the discharge electrode 1. Since the discharge electrode 1 of the present embodiment is on the negative electrode side, the corona discharge generated in the liquid 40 held by the discharge electrode 1 is a negative corona.
  • the discharge device 10 causes the corona discharge generated in the liquid 40 held by the discharge electrode 1 to develop to a higher energy discharge. Due to this high-energy discharge, a discharge path 200 that is partially broken down is formed between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the partial breakdown discharge involves partial dielectric breakdown between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, but is not a discharge in which dielectric breakdown occurs continuously. That is, the partial breakdown discharge is a discharge in which dielectric breakdown occurs intermittently. Therefore, the flow of the discharge current generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 also occurs intermittently. That is, when the power supply (the voltage application unit 3) does not have the current capacity necessary for maintaining the discharge path 200, the current capacity between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 is immediately increased from the corona discharge to the partial destructive discharge. The voltage applied to is reduced. Accordingly, the discharge path 200 formed between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 is interrupted, and the discharge stops.
  • the “current capacity” is the capacity of a current that can be released per unit time.
  • the discharge current flows intermittently between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 by repeating the generation and stop of the discharge as described above.
  • the partial breakdown discharge is a glow discharge and an arc discharge in which dielectric breakdown occurs continuously (that is, a discharge current continuously occurs) at a point where a state of high discharge energy and a state of low discharge energy are repeated. Is different.
  • the voltage applying unit 3 first applies an applied voltage between the discharge electrode 1 and the opposing electrode 2 that are arranged to face each other with a gap therebetween. Thus, a discharge is generated between the liquid 40 held by the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. At this time, when a discharge occurs, a discharge path 200 in which a partial dielectric breakdown has occurred is formed between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the discharge path 200 is formed between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, not partially but partially (locally), insulated.
  • the discharge path 200 formed between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 does not lead to a full-path breakdown, but is formed by a path that is partially broken down.
  • the discharge path 200 includes the first dielectric breakdown region 201 generated around the discharge electrode 1 and the second dielectric breakdown region 202 generated around the counter electrode 2 as described above.
  • the first dielectric breakdown region 201 is a dielectric breakdown region around the discharge electrode 1.
  • the second dielectric breakdown region 202 is a region around the counter electrode 2 where dielectric breakdown has occurred.
  • the discharge electrode 1 holds the liquid 40. Therefore, when an applied voltage is applied between the liquid 40 and the counter electrode 2, the first dielectric breakdown region 201 is generated around the discharge electrode 1, particularly, around the tip of the liquid 40. .
  • the first breakdown region 201 and the second breakdown region 202 are formed apart from each other in the discharge path 200 so as not to contact each other. Accordingly, the discharge path 200 includes a region (insulation region) that has not been subjected to insulation breakdown at least between the first breakdown region 201 and the second breakdown region 202. Therefore, in the case of the partial breakdown discharge, the space between the liquid 40 held by the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 does not reach the all-path breakdown, and passes through the discharge path 200 in a state where the dielectric breakdown has occurred partially. A discharge current flows.
  • the discharge current passes through the discharge path 200 between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. Flows and discharge occurs.
  • the second breakdown region 202 basically occurs around the portion of the counter electrode 2 where the distance (spatial distance) to the discharge electrode 1 is the shortest.
  • the angle ⁇ 2 between the central axis P1 of the discharge electrode 1 and the direction in which the projection electrode 23 projects (X-axis direction) is 90 degrees. Therefore, the distance D3 (see FIG. 6A) between the second curved surface 230b of the tip 230 of the protruding electrode 23 of the counter electrode 2 and the tip 40a (apex) of the Taylor cone of the liquid 40 formed on the discharge electrode 1 is reduced.
  • Will be the shortest That is, the second dielectric breakdown region 202 is generated near the periphery of the second curved surface 230b of the tip portion 230 of the bump electrode 23.
  • the counter electrode 2 of the present embodiment has a plurality (for example, two) of the protruding electrodes 23 as described above. Then, the distance D3 from each of the protruding electrodes 23 to the discharge electrode 1 is evenly arranged. Therefore, the second dielectric breakdown region 202 is generated near the periphery of the second curved surface 230b of the tip portion 230 of any one of the plurality of projecting electrodes 23. That is, the projection electrode 23 in which the second dielectric breakdown region 202 is generated is not limited to a specific projection electrode 23, but is randomly determined among the plurality of projection electrodes 23 due to various factors at the time of discharge.
  • the first dielectric breakdown region 201 is generated in the vicinity of the periphery of the discharge electrode 1 so as to extend from the discharge electrode 1 to the opposing electrode 2 as the counterpart, as shown in FIG. 6A.
  • the second dielectric breakdown region 202 is generated near the periphery of the counter electrode 2 so as to extend from the counter electrode 2 to the discharge electrode 1 that is the partner.
  • the first dielectric breakdown region 201 and the second dielectric breakdown region 202 are generated from the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 so as to extend in the directions attracting each other. Therefore, each of the first breakdown region 201 and the second breakdown region 202 has a predetermined length in the direction along the discharge path 200 according to the electric field intensity generated by the applied voltage.
  • the regions (the first breakdown region 201 and the second breakdown region 202) that have been partially broken down have a shape that extends long in a specific direction along the discharge path 200. Generated to have
  • the partial destructive discharge a large amount of energy is generated as compared with the corona discharge. Then, oxygen and nitrogen in the air are chemically reacted by the large energy, for example, and an acidic component such as nitrogen oxide is generated.
  • the generated acidic component makes the skin weakly acidic, for example, when it adheres to the skin.
  • the acidic component promotes the generation of moisturizing components such as natural moisturizing molecules and intercellular lipids on the skin. That is, the acidic component has an effect of improving the moisturizing power of the skin.
  • the acidic component also tightens the cuticle covering the hair surface. That is, the acidic component also has an effect of making it difficult for water, nutrients, and the like to flow out of the hair.
  • the discharge device 10 of the present embodiment is configured to concentrate the electric field on the tip 230 of the protruding electrode 23. Thereby, the generation amount of ozone can be suppressed to the same extent as in the case of corona discharge.
  • the partial destructive discharge generates a large amount of radicals, which is about 2 to 10 times that of the corona discharge.
  • the generated radical is not limited to disinfecting, deodorizing, moisturizing, preserving, and inactivating viruses, but also serves as a base having a useful effect in various situations. Therefore, the generated radical can also be effectively utilized.
  • FIG. 7A is a graph showing the magnitude of the discharge current flowing between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, and the relationship between the presence / absence of the protruding electrode 23 and the generation ratio of the acidic component.
  • FIG. 7B is a graph showing the relationship between the magnitude of the discharge current flowing between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, and the relationship between the presence or absence of the protruding electrode 23 and the ozone generation ratio.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the presence or absence of the protruding electrode 23 and the ratio of the amount of charged fine particle water generated.
  • FIG. 7A illustrates a corona discharge having a smaller discharge current as compared with the partial destruction discharge as a comparison target of the generation amount of the acidic component.
  • a case where the discharge current is small corresponds to corona discharge
  • a case where the discharge current is large corresponds to partial destructive discharge.
  • the case where corona discharge is performed and the protruding electrode 23 is not provided on the counter electrode 2 is defined as a reference value (1.0), and the magnification is expressed with respect to this reference value.
  • the discharge device 10 when corona discharge is performed and the protruding electrode 23 is provided on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates an acidic component that is 1.2 times the reference value. Similarly, in the case of the partial destruction discharge, and when the protruding electrode 23 is not provided on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates an acidic component 1.2 times the reference value. On the other hand, in the case of the partial destruction discharge and the provision of the protruding electrode 23 on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates an acidic component 1.6 times the reference value.
  • the discharge device 10 of the present embodiment generates a partial destructive discharge between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 and provides the protruding electrode 23 on the counter electrode 2 to reduce the amount of generation of the acidic component. Can increase significantly.
  • FIG. 7B as in FIG. 7A, a corona discharge having a smaller discharge current than that of the partial destruction discharge is shown as a comparison target of the ozone generation amount.
  • FIG. 7B a case where the discharge current is small corresponds to corona discharge, and a case where the discharge current is large corresponds to partial breakdown discharge.
  • the case where corona discharge is performed and the protruding electrode 23 is not provided on the counter electrode 2 is set as a reference value (1.0), and the magnification is shown with respect to this reference value.
  • the discharge device 10 when corona discharge occurs and the protruding electrode 23 is provided on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates 0.7 times the reference value of ozone.
  • the discharge device 10 in the case of the partial destruction discharge, and when the protruding electrode 23 is not provided on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates ozone at 1.2 times the reference value. Further, in the case of the partial destruction discharge, and in the case where the protruding electrode 23 is provided on the counter electrode 2, the discharge device 10 generates ozone 0.9 times the reference value.
  • the reason why the amount of generated ozone is reduced is estimated as follows. First, the reaction between ozone and nitrogen or nitrogen oxide proceeds due to the discharge between the discharge electrode 1 and the opposing electrode 2 (the protruding electrode 23 thereof). As a result, it is estimated that the amount of generated ozone is reduced because ozone is lost.
  • the amount of decrease in ozone is slightly larger in corona discharge than in partial breakdown discharge.
  • the generation amount of the above-mentioned acidic component is larger in the partial destructive discharge than in the corona discharge.
  • the configuration in which the projecting electrode 23 is provided on the opposing electrode 2 by partial breakdown discharge is most preferable. That is, by generating a partial destructive discharge between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 and providing the protruding electrode 23 on the counter electrode 2, the generation amount of ozone is reduced while the generation amount of the acidic component is increased. be able to.
  • the amount of generation of the discharge device 10 in which the protruding electrode 23 is not provided on the counter electrode 2 is defined as a reference value (1.0), and is expressed as a magnification relative to this reference value.
  • the protruding electrode 23 when the protruding electrode 23 is provided on the counter electrode 2 and a partial destructive discharge is generated between the liquid 40 held by the discharge electrode 1 and the protruding electrode 23, the charged fine particles are five times the reference value. It can be seen that water is produced. That is, it can be seen that the provision of the protruding electrode 23 on the counter electrode 2 can greatly increase the amount of charged fine particle water generated as compared with the case where the protruding electrode 23 is not provided.
  • the direction of the force acting on the discharge electrode 1 and the liquid 40 can be controlled by adjusting the angle ⁇ 2 of the inclination of the projection electrode 23. Further, in the protruding electrode 23, a portion where the electric field is concentrated can be adjusted. That is, if the angle ⁇ 2 is changed, the distance between the protruding electrode 23 and the discharge electrode 1 changes, and the state of the occurrence of discharge changes. Therefore, the direction of the force acting on the discharge electrode 1 and the liquid 40 can be controlled.
  • the case where the number of the protruding electrodes 23 and 23A is two has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the number of projecting electrodes 23B and 23C may be four. As a result, the life of the protruding electrode can be extended.
  • FIGS. 10B and 10C the right side of each drawing corresponds to the direction of 0 degrees, and the left side corresponds to the direction of 180 degrees.
  • the four protruding electrodes 23B are positioned at 45, 135, 225, and 315 degrees. , Respectively.
  • the protruding electrodes 23, 23A to 23C are integrally formed with the electrode main bodies 21 of the opposing electrodes 2, 2A to 2C.
  • the projecting electrode 23D may be provided separately from the electrode main body 21 of the counter electrode 2D.
  • the protruding electrode 23D is fixed to the electrode body 21 by an appropriate fixing method (for example, screw fixing, caulking fixing, or the like).
  • the protruding electrodes 23A to 23D are provided on the opposing electrodes 2A to 2D, and a partial breakdown discharge is generated between the discharge electrode 1 and the protruding electrodes 23A to 23D.
  • the amount of generated ozone can be reduced while the amount of generated acidic component is increased.
  • FIGS. 2B and 11 show a hair care device 100 incorporating the discharge device 10 using the counter electrode 2 according to the above embodiment and a hair care device 100A incorporating the discharge device 10A using the counter electrode 2A according to the second embodiment. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2B is a perspective view of a state where the discharge device 10 using the counter electrode 2 of the above-described embodiment is incorporated in the hair care device 100.
  • FIG. 11 is a perspective view of a state in which a discharge device 10A using a counter electrode 2A of Modification 2 is incorporated in a hair care device 100A.
  • the flow path 300 shown in FIGS. 2B and 11 shows the flow of the airflow from the airflow generation device 20 to the discharge devices 10 and 10A.
  • Arrows AA and BB on the lower side shown in FIG. 2A and FIG. 11 indicate the flow paths of the airflow for hot air or cold air emitted from the hair care devices 100 and 100A.
  • FIG. 11 shows that, of the two protruding electrodes 23A arranged in the vertical direction, the upper protruding electrode 23A is located at a position where the airflow velocity is relatively low, and the lower protruding electrode 23A is relatively high in the airflow velocity. In place.
  • a discharge is generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2A, it is considered that, for example, the higher the flow rate, the faster the exchange of air, which is the material of the discharge reaction, becomes faster.
  • the frequency of discharge increases. That is, the frequency of discharge is different between the upper projecting electrode 23A and the lower projecting electrode 23A. As a result, there is a difference in electrolytic corrosion between the two.
  • the two protruding electrodes 23 arranged in the left-right direction are arranged at positions (including the same position) having substantially the same flow velocity. Therefore, when a discharge is generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2, the discharge is generated substantially equally (including the equality) in the two projecting electrodes 23. That is, the frequency of discharge between the two protruding electrodes 23 is substantially equal (including equal). As a result, a difference in wear (a difference in electrolytic corrosion) hardly occurs between the two.
  • the plurality of protruding electrodes 23 be disposed in the middle of the airflow channel 300 generated by the airflow generation device 20 and at a position where the airflow velocity is substantially the same.
  • the discharge device 10 may employ a discharge in which the phenomenon of developing from corona discharge and leading to dielectric breakdown is intermittently repeated, that is, “all-path breakdown discharge”.
  • all-path breakdown discharge a relatively large discharge current instantaneously flows through the discharge device 10 when the discharge device 10 progresses from corona discharge to dielectric breakdown.
  • the applied voltage decreases and the discharge current is cut off. Thereafter, the phenomenon that the applied voltage rises again to cause dielectric breakdown is repeated.
  • the number of the protruding electrodes 23 is not limited to two or four, but may be, for example, one, three, or five or more. Thereby, the electrode life can be extended.
  • the configuration in which the plurality of projecting electrodes 23 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the opening 222 has been described as an example, but the configuration in which they are arranged at equal intervals is not essential.
  • the plurality of projecting electrodes 23 may be arranged at arbitrary intervals in the circumferential direction of the opening 222.
  • the discharge device 10 may have a configuration in which the liquid supply unit 4 that generates charged fine particle water is omitted.
  • the discharge device 10 generates air ions by a partial breakdown discharge generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2.
  • the hair can be more effectively gathered by generating negative ions in addition to the acidic component.
  • the term “not less than” includes both the case where the two values are equal and the case where one of the two values exceeds the other.
  • the present invention is not limited to this, and “more than” here may be synonymous with “greater than” including only the case where one of the two values exceeds the other. That is, whether or not the case where the two values are equal can be arbitrarily changed depending on the setting of the threshold value or the like, so that there is no technical difference between “greater than” and “greater than”. Similarly, “less than” may be synonymous with “below”.
  • the discharge device (10; 10A) includes the discharge electrode (1), the counter electrode (2; 2A to 2D), and the voltage application unit (3).
  • the counter electrode (2; 2A to 2D) faces the discharge electrode (1) in the first direction (for example, the front-back direction).
  • the voltage applying unit (3) generates a discharge by applying an applied voltage between the discharge electrode (1) and the counter electrode (2; 2A to 2D).
  • the counter electrode (2; 2A to 2D) includes a dome-shaped electrode (22) and a protruding electrode (23; 23A to 23D).
  • the dome-shaped electrode (22) has a concave inner surface (221) that is recessed on the opposite side to the discharge electrode (1) in the first direction.
  • the protruding electrodes (23; 23A to 23D) extend in the first direction from the opening edge (222a) of the opening (222) of the dome-shaped electrode (22) provided at the end opposite to the discharge electrode (1). It protrudes in the intersecting second direction (for example, the left-right direction).
  • the discharge device (10) forms a discharge path (200) between the discharge electrode (1) and the protruding electrodes (23; 23A to 23D), at least part of which undergoes dielectric breakdown, when a discharge occurs.
  • the discharge path (200) includes a first breakdown region (201) and a second breakdown region (202).
  • the first breakdown region (201) is generated around the discharge electrode (1).
  • the second breakdown region (202) is generated around the bump electrodes (23; 23A to 23D).
  • the discharge path (200) including the first breakdown region (201) and the second breakdown region (202). Is formed.
  • the generation amount of the acidic component can be increased as compared with the case of corona discharge.
  • the electric field can be concentrated on the tip portions of the protruding electrodes (23; 23A to 23D). Thereby, the generation amount of ozone can be suppressed to the same degree as corona discharge.
  • the counter electrode (2; 2A to 2D) includes a plurality of projecting electrodes (23; 23A to 23D).
  • the plurality of projecting electrodes (23; 23A to 23D) are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the opening (222).
  • the plurality of projecting electrodes (23; 23A; 23D) are a pair of projecting electrodes (23; 23A; 23D).
  • the electric field can be concentrated on the protruding electrodes (23; 23A; 23D).
  • the discharge between the discharge electrode (1) and the protruding electrodes (23; 23A; 23D) can be stabilized.
  • the shape of the protruding electrodes (23; 23A to 23D) as viewed from the first direction is a triangle.
  • the electric field can be concentrated on the tip (230) of the protruding electrode (23; 23A to 23D).
  • the discharge between the discharge electrode (1) and the protruding electrodes (23; 23A to 23D) can be stabilized.
  • the apex angle ( ⁇ 1) of the triangle is 60 degrees or more.
  • the shape of the protruding electrodes (23; 23A to 23C) is removed using, for example, a punching die, damage to the die is reduced as compared with the case where the apex angle ( ⁇ 1) is less than 60 degrees. Can be reduced.
  • the base (231) of the triangle that is the shape of the protruding electrode (23; 23A to 23D) is longer than the perpendicular (233).
  • the perpendicular (233) is a straight line from the vertex (232) facing the base (231) to the base (231).
  • the shape of the protruding electrode (23; 23A to 23C) is removed by using a punching die
  • the shape of the die is smaller than when the base (231) is shorter than the perpendicular (233). Breakage can be reduced.
  • the shape of the opening (222) as viewed from the first direction is circular.
  • the length (L2) of the perpendicular (233) is equal to or less than ⁇ of the radius (r1) of the opening (222).
  • the length (L2) of the perpendicular (233) is equal to the radius (r1) of the opening (222). ) Can be reduced in comparison with the case where the length is longer than ⁇ ).
  • the triangle that is the shape of the projecting electrode (23; 23A to 23D) is an isosceles triangle.
  • the occurrence of a bias in the shape of the tailor cone can be suppressed without fine adjustment.
  • a stable discharge is obtained between the discharge electrode (1) and the protruding electrodes (23; 23A to 23D).
  • the first dielectric breakdown region (201) and the second dielectric breakdown region (202) are formed apart from each other in the discharge path (200).
  • the discharge current can be reduced as compared with the case where the discharge path (200) is entirely subjected to dielectric breakdown.
  • abrasion due to electrolytic corrosion of the protruding electrodes (23; 23A to 23D) can be reduced.
  • the protruding electrodes (23; 23A to 23D) may be arranged in the first direction so as to be inclined away from the discharge electrode (1). Good.
  • the force acting on the discharge electrode (1) and the liquid (40) held by the discharge electrode (1) is reduced. You can control the direction. Further, in the protruding electrode (23; 23A to 23D), a portion where the electric field is concentrated can be adjusted.
  • a surface of the protruding electrode (23; 23A to 23D) facing the discharge electrode (1) at the tip (230) includes a curved surface.
  • the tip (230) where the electric field is concentrated has a curved surface, so that wear due to electrolytic corrosion can be reduced. As a result, a desired discharge state can be maintained for a long period of time.
  • the counter electrode (2; 2A) includes a plurality of projecting electrodes (23; 23A).
  • the plurality of protruding electrodes (23; 23A) are arranged in the middle of the flow path (300) of the airflow generated by the airflow generation device (20) and at the same position of the airflow.
  • the hair care device (100; 100A) of one embodiment of the present disclosure includes the discharge device (10; 10A) of the above embodiment and an airflow generation device (20).
  • the airflow generator (20) generates an airflow to the discharge device (10; 10A).
  • the discharge device of the present disclosure can be applied to various uses such as a hair care device such as a refrigerator, a washing machine, and a hair dryer, an air conditioner, a fan, an air purifier, a humidifier, a facial device, and an automobile.

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Abstract

放電装置(10)は、放電電極(1)と、第1方向において放電電極(1)と対向する対向電極(2)と、放電電極(1)と対向電極(2)との間に印加電圧を印加する電圧印加部を含む。対向電極(2)は、第1方向において放電電極(1)と反対側に凹む凹状の内面(221)を有するドーム状電極(22)と、放電電極(1)と反対側の端部に設けられるドーム状電極(22)の開口部(222)の開口端縁から、第2方向に突出する突起電極(23)を含む。放電装置(10)は、放電の発生時に、放電電極(1)と突起電極(23)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を形成する。放電経路は、放電電極(1)の周囲に生成される第1絶縁破壊領域と、突起電極(23)の周囲に生成される第2絶縁破壊領域とを含む。これにより、酸性成分の生成量を増加させる。

Description

放電装置、及びヘアケア装置
 本開示は、放電装置、及び放電装置を備えるヘアケア装置に関する。特に、本開示は、放電電極と対向電極とを備える放電装置、及び放電装置を備えるヘアケア装置に関する。
 従来、帯電微粒子水を生成する静電霧化装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の静電霧化装置は、先端部を有する放電電極と、先端部に対向して位置する対向電極と、を備える。静電霧化装置は、放電電極に水を供給して電圧を印加することにより、放電電極に供給した水を基にして、帯電微粒子水を生成する。帯電微粒子水は、ラジカル等の有効成分を含む。
 特許文献1に記載の静電霧化装置(放電装置)を、例えばヘアドライヤー等に適用する場合、硝酸イオン、窒素酸化物等の酸性成分を多く含んだ帯電微粒子水を生成することが望まれる。
特開2014-231047号公報
 本開示は、酸性成分の生成量を増加できる放電装置、及びヘアケア装置を提供する。
 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、電圧印加部と、を含む。対向電極は、第1方向において、放電電極と対向する。電圧印加部は、放電電極と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。対向電極は、ドーム状電極と、突起電極と、を含む。ドーム状電極は、第1方向において、放電電極と反対側に凹む凹状の内面を有する。突起電極は、放電電極と反対側の端部に設けられるドーム状電極の開口部の開口端縁から、第1方向と交差する第2方向に突出する。放電装置は、放電の発生時に、放電電極と突起電極との間に、少なくとも一部において絶縁破壊される放電経路を形成する。放電経路は、第1絶縁破壊領域と、第2絶縁破壊領域と、を含む。第1絶縁破壊領域は、放電電極の周囲に生成される。第2絶縁破壊領域は、突起電極の周囲に生成される。
 本開示の一態様に係るヘアケア装置は、上述の放電装置と、放電装置に対して気流を発生させる気流発生装置と、を含む。
 本開示によれば、酸性成分の生成量を増加できる放電装置、及びヘアケア装置を実現できる。
図1は、実施の形態に係る放電装置の断面図である。 図2Aは、実施の形態に係るヘアケア装置の斜視図である。 図2Bは、同ヘアケア装置の要部を示す斜視図である。 図3は、同放電装置の概略回路図である。 図4Aは、同放電装置に用いられる対向電極の平面図である。 図4Bは、図4Aの4B-4B線断面図である。 図5は、同放電装置に用いられる対向電極の要部を示す平面図である。 図6Aは、同放電装置で発生する部分破壊放電を説明する概念図である。 図6Bは、同放電装置で発生する部分破壊放電を説明する概念図である。 図7Aは、放電電極と対向電極との間を流れる放電電流の大きさ、及び突起電極の有無と酸性成分の生成量比との関係を示すグラフである。 図7Bは、放電電極と対向電極との間を流れる放電電流の大きさ、及び突起電極の有無とオゾンの発生量比との関係を示すグラフである。 図8は、突起電極の有無と帯電微粒子水の生成量比との関係を示すグラフである。 図9は、実施の形態の変形例1に係る放電装置の要部を示す断面図である。 図10Aは、実施の形態の変形例2に係る放電装置に用いられる対向電極の平面図である。 図10Bは、実施の形態の変形例3に係る放電装置に用いられる対向電極の平面図である。 図10Cは、実施の形態の変形例4に係る放電装置に用いられる対向電極の平面図である。 図10Dは、実施の形態の変形例5に係る放電装置に用いられる対向電極の平面図である。 図11は、実施の形態の変形例2に係る放電装置を備えるヘアケア装置の要部を示す斜視図である。
 以下に説明する実施の形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎない。本開示は、実施の形態及び変形例に限定されることなく、この実施の形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。下記の実施の形態及び変形例において説明する各図は模式的な図であり、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。
 (実施の形態)
 以下、本実施の形態に係る放電装置、及びヘアケア装置について、項目を分けて、説明する。
 (1)概要
 以下、本実施の形態に係る放電装置10、及びヘアケア装置100の概要について、図1、図2A、及び図2Bを参照して、説明する。
 なお、以下の説明では、図中に示す、放電装置10の左右方向がX軸方向(または第2方向)、前後方向がY軸方向(または第1方向)、上下方向がZ軸方向と規定する。また、放電装置10の右方がX軸の正の向き、左方がX軸の負の向きと規定する。また、放電装置10の前方がY軸の正の向き、後方がY軸の負の向きと規定する。また、放電装置10の上方がZ軸の正の向き、下方がZ軸の負の向きと規定する。
 本実施の形態の放電装置10は、図1に示すように、放電電極1と、対向電極2と、電圧印加部3(図3参照)と、液体供給部4(図3参照)などを含む。対向電極2は、第1方向において、放電電極1と対向する。なお、本実施の形態では、第1方向は、前後方向(Y軸方向)である。電圧印加部3は、放電電極1と対向電極2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。液体供給部4は、放電電極1に液体40(図6A参照)を供給する機能を有する。対向電極2は、ドーム状電極22と、突起電極23などを含む。
 本実施の形態では、対向電極2は、図1及び図2Bに示すように、例えば、一対の突起電極23を含む。つまり、対向電極2は、複数の突起電極23を含み、複数の突起電極23は、少なくとも一対の突起電極23で構成される。
 ドーム状電極22は、図1に示すように、第1方向において、放電電極1と反対側に凹む凹状の内面221を有する。突起電極23は、放電電極1と反対側の端部に設けられるドーム状電極22の開口部222の開口端縁222a(例えば、図4A参照)から、第2方向に突出して設けられる。ここで、第2方向は、第1方向と交差する方向であって、本実施の形態では、左右方向(X軸方向)である。
 なお、放電装置10は、放電電極1、対向電極2、及び電圧印加部3を、最低限の構成要素として含んでいればよい。そのため、放電装置10の構成要素に、液体供給部4は含まれなくてもよい。
 また、本実施の形態のヘアケア装置100は、図2Aに示すように、放電装置10と、気流発生装置20などを含む。気流発生装置20は、放電装置10に対して、気流を発生させる。なお、本実施の形態のように、対向電極2が複数の突起電極23を含む場合、複数の突起電極23は、図2Bに示すように、気流発生装置20が発生させる気流の流路300の途中で、かつ、気流の流速が同じ位置に配置されることが好ましい。ここで、本開示で説明する「流速が同じ位置」とは、流速が完全に一致する位置だけでなくてもよい。例えば、「流速が同じ位置」とは、複数の突起電極23における放電の頻度に影響を与えない程度の、流速が異なる位置も含まれる。
 さらに、放電装置10は、例えば放電電極1の表面に液体40が付着し、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、電圧印加部3により電圧が印加される。これにより、放電電極1と対向電極2との間で放電が発生し、放電電極1に保持される液体40が、放電によって、静電霧化される。すなわち、本実施の形態の放電装置10は、いわゆる静電霧化装置を構成する。ここで、本開示において、放電電極1に保持される液体40、つまり静電霧化の対象となる液体40を、単に「液体40」と、呼ぶ場合がある。
 電圧印加部3は、図3に示すように、放電電極1と対向電極2との間に印加電圧を印加する。これにより、放電電極1と対向電極2との間に、放電が生じる。特に、本実施の形態では、電圧印加部3は、放電電極1と対向電極2との間に印加する印加電圧の大きさが、周期的に変動するように印加する。これにより、放電電極1と対向電極2との間に、間欠的に放電を発生させる。このとき、印加電圧の周期的な変動に伴って、液体40に、機械的な振動が生じる。ここで、本開示で説明する「印加電圧」とは、放電を生じさせるために、電圧印加部3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。
 なお、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)を印加することにより、放電電極1に保持される液体40は、図6Aに示すように、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。これにより、テイラーコーンの先端部40a(頂点部)に電界が集中する。このとき、テイラーコーンの先端部40a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、絶縁破壊に必要な電界強度が小さくなる。その結果、小さい電界強度で、放電電極1と対向電極2との間に、放電を発生させやすくなる。
 また、放電電極1に保持される液体40は、上記機械的な振動に伴って、交互に、第1形状と第2形状とに変形する。第1形状は、図6Aに示すテイラーコーンの形状である。第2形状は、テイラーコーンの先端部40a(頂点部)が、つぶれた形状(図示せず)である。その結果、上述したテイラーコーンの形状が周期的に形成される。そのため、図6Aに示すテイラーコーンが形成されるタイミングに合わせて、放電電極1と対向電極2との間で、放電が間欠的に発生する。
 また、放電装置10は、放電電極1と、対向電極2の突起電極23とが、第1方向(Y軸方向)において、隙間を空けて互いに対向するように配設される。そして、電圧印加部3により、放電電極1と対向電極2の突起電極23との間に印加電圧が印加されると、放電が発生する。このとき、放電の発生時において、放電電極1と突起電極23との間の、少なくとも一部において、部分的に絶縁破壊される放電経路200(図6A参照)が形成される。形成される放電経路200は、第1絶縁破壊領域201と、第2絶縁破壊領域202と、を含む。第1絶縁破壊領域201は、放電電極1の周囲に生成される。第2絶縁破壊領域202は、突起電極23の周囲に生成される。つまり、放電電極1と対向電極2の突起電極23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200が形成される。
 なお、本開示で説明される「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。具体的には、気体の絶縁破壊の場合、例えばイオン化された分子が電場により加速されて、他の気体分子と衝突してイオン化する。そして、イオン濃度が急増して気体放電を起こすことにより、絶縁破壊が生じる。つまり、本実施の形態の放電装置10は、放電の発生時に、放電電極1と突起電極23とを結ぶ経路上に存在する気体(空気)が、部分的に、つまり一部でのみ、絶縁破壊が生じる。これにより、放電電極1と突起電極23との間に形成される放電経路200は、全路破壊には至らず、部分的に絶縁破壊された経路を形成する。
 このとき、放電経路200は、上述した放電電極1の周囲に生成される第1絶縁破壊領域201と、対向電極2の突起電極23の周囲に生成される第2絶縁破壊領域202と、を含む。第1絶縁破壊領域201は、放電電極1の周囲の絶縁破壊された領域で、第2絶縁破壊領域202は、突起電極23の周囲の絶縁破壊された領域である。そして、第1絶縁破壊領域201及び第2絶縁破壊領域202は、互いに接触しないように、放電経路200の離れた領域に生成される。つまり、放電経路200においては、第1絶縁破壊領域201と第2絶縁破壊領域202とは、離れて存在する。そのため、放電経路200は、少なくとも第1絶縁破壊領域201と第2絶縁破壊領域202との間において、絶縁破壊されていない領域(絶縁領域)を含む。これにより、放電電極1と突起電極23との間の放電経路200は、少なくとも一部に絶縁領域を残しながら、部分的に絶縁破壊が生じる領域を含む。その結果、放電経路200は、電気的な絶縁性が低下した状態で形成される。
 以上で説明したように、放電装置10によれば、放電電極1と対向電極2の突起電極23との間に、全体的にではなく、部分的に絶縁破壊される放電経路200が形成される。これにより、部分的な絶縁破壊が生じた放電経路200、言い換えると、一部は絶縁破壊されていない放電経路200でも、放電電極1と突起電極23との間には、放電経路200を通して電流が流れ、放電が生じる。
 なお、部分的に絶縁破壊された放電経路200が形成される形態の放電を、以下では「部分破壊放電」と称して説明する。部分破壊放電については、「(2.4)部分破壊放電」の欄で、詳しく説明する。
 ここで、部分破壊放電は、コロナ放電と比較して、大きなエネルギーを発生する。そのため、部分破壊放電において、空気中の酸素と窒素とが化学的に反応し、窒素酸化物等の酸性成分が生成される。生成される酸性成分は、例えば肌に付着すると、肌を弱酸性にする。これにより、酸性成分は、肌において、天然保湿分子、細胞間脂質等の保湿成分の生成を促進させる。つまり、酸性成分は、肌の保湿力を向上させる効果を有する。さらに、酸性成分は、毛髪表面を覆うキューティクルを引き締める。つまり、酸性成分は、毛髪内部からの水分、栄養分等の流出をさせにくくする効果も有する。
 また、部分破壊放電は、酸性成分を生成する際、同時に、オゾンも発生する。しかしながら、本実施の形態の放電装置10は、突起電極23の先端部分に電界を集中させるように構成している。そのため、コロナ放電の場合と同程度まで、オゾンの発生量を抑制できる。
 さらに、部分破壊放電は、コロナ放電と比較して、2~10倍程度の大量のラジカルを生成する。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限られず、様々な場面で有用な効果を奏する基となる。そのため、生成されるラジカルも、有効に活用することができる。
 一方で、部分破壊放電とは別に、コロナ放電から進展して絶縁破壊(全路破壊)に至る、という現象が、間欠的に繰り返される形態の放電がある。このような形態の放電を、以下では「全路破壊放電」と称して説明する。
 全路破壊放電は、以下に示す動作で発生する。
 まず、コロナ放電から進展して絶縁破壊(全路破壊)に至ると、比較的大きな放電電流が瞬間的に流れる。そして、大きな放電電流が流れた直後、印加電圧が低下し、放電電流が遮断される。放電電流が遮断されると、再び、印加電圧が上昇し、絶縁破壊に至る。つまり、全路破壊放電では、上述の現象が繰り返される。このとき、全路破壊放電においても、部分破壊放電と同様に、コロナ放電と比較して、大きなエネルギーが発生する。そのため、全路破壊放電により、窒素酸化物等の酸性成分が生成される。しかし、全路破壊放電で発生するエネルギーは、部分破壊放電で発生するエネルギーに比べて、更に大きい。これにより、部分破壊放電と比較して、放電時のエネルギーによる、電極(放電電極1、突起電極23)の電食が大きくなる。そのため、放電装置10の寿命などを考慮すると、部分破壊放電の発生に留めることが、好ましい。
 つまり、本実施の形態の放電装置10は、第1方向において、隙間を空けて互いに対向する放電電極1と対向電極2の突起電極23との間に、部分破壊放電、又は全路破壊放電を生じさせる。これにより、コロナ放電の場合と比較して、酸性成分の生成量を増加させることができる。また、突起電極23の先端部分に電界を集中させることにより、コロナ放電と同程度まで、オゾンの発生量を抑制できる。
 (2)詳細
 以下、本実施の形態に係る放電装置10、及びヘアケア装置100の詳細について、図1~図5を参照して、説明する。
 (2.1)ヘアケア装置
 以下では、ヘアケア装置100として、図2Aに示すヘアドライヤーを例に説明する。
 ヘアケア装置100は、図2Aに示すように、放電装置10と、気流発生装置20などを含む。さらに、ヘアケア装置100は、筐体101と、把持部102と、電源コード103などを含む。なお、ヘアケア装置100は、ヘアアイロン等でもよい。
 気流発生装置20は、例えば小型の送風ファンを含む。気流発生装置20は、送風ファンによって取り込まれた外気で、筐体101の開口から吹き出す気流を発生させる。本実施の形態のヘアケア装置100は、図2Bに示すように、気流発生装置20が発生させる気流の一部が、放電装置10の対向電極2を通過するように構成される。
 筐体101は、例えばABSなどの合成樹脂による成形品で構成され、前後方向に長い筒状で形成される。筐体101は、前面に、前後方向(Y軸方向)に貫通して形成される、通風孔104を備える。筐体101は、内部に、放電装置10、及び気流発生装置20等を収納する。放電装置10は、上述したように、有効成分(酸性成分、ラジカル、帯電微粒子水等)を生成する。生成される有効成分は、気流発生装置20からの気流により、通風孔104を通って、筐体101の外部へと放出される。筐体101は、下端部に、把持部102が連結される。
 把持部102は、筐体101と同様に、例えばABSなどの合成樹脂による成形品で構成され、上下方向に長い筒状で形成される。把持部102は、第1位置と第2位置との間で、移動可能(折り畳み可能)な状態で、筐体101に連結される。第1位置は、図2Aに示すように、把持部102の長手方向が、上下方向(筐体101の長手方向と交差する方向:Z軸方向)となる位置である。第2位置は、把持部102の長手方向が、前後方向(筐体101の長手方向と略平行になる方向:Y軸方向)となる位置である。
 本実施の形態のヘアケア装置100は、図2Aに示すように、把持部102の下端部から下方に伸びる電源コード103を介して、外部から交流電力が供給される。そして、供給される交流電力によって、ヘアケア装置100の放電装置10、及び気流発生装置20等が動作するように構成される。
 (2.2)放電装置
 放電装置10は、図1、及び図3に示すように、放電電極1と、対向電極2と、電圧印加部3と、液体供給部4などを含む。放電電極1、対向電極2、電圧印加部3、及び液体供給部4は、電気絶縁性を有する、例えばポリカーボネイトなどの合成樹脂製のハウジング5に保持される。
 放電電極1は、例えば棒状の電極で構成される。放電電極1は、長手方向(上下方向:Y軸方向)の一端部(上端部)に先端部11を有し、長手方向の他端部(先端部とは反対側の端部、下端部)に基端部12を有する。放電電極1は、少なくとも先端部11が先細り形状に形成される針状の電極である。ここで、「先細り形状」とは、先端が鋭く尖っている形状に限らず、図1等に示すように、先端が丸みを帯びた形状も含む。本実施の形態において、放電電極1の先端部11は、例えば直径が0.5mmの球状に形成される。
 対向電極2は、第1方向(前後方向:Y軸方向)において、放電電極1の先端部11と対向する位置に配設される。対向電極2は、例えばチタンからなる。対向電極2は、図4A及び図4Bに示すように、左右方向(X軸方向)に長い板状の電極本体21を含む。対向電極2は、電極本体21の中央に、前方(Y軸方向)に突出するドーム状電極22が、一体に形成される。つまり、ドーム状電極22は、例えば絞り金型によって、電極本体21の一部を前方(Y軸方向)に凹ませて、前後方向において、扁平な半球殻状に形成される。
 また、ドーム状電極22は、図4Bに示すように、前方(Y軸方向)に凹む、内面221を有する。言い換えると、ドーム状電極22は、第1方向において、対向する放電電極1とは反対側に凹む、凹状の内面221を有する。内面221は、図4Bに示すように、第1方向(前後方向)における第1端縁221a(前端縁)の内径D1が、第2端縁221b(後端縁)の内径D2よりも小さくなる形状で形成される。
 そして、放電電極1と対向電極2とは、ハウジング5に放電電極1と対向電極2とが保持された状態で、図1に示すように、放電電極1の中心軸A1と対向電極2のドーム状電極22の中心軸A2とが一致するように配置される。これにより、第1方向(前後方向)において、放電電極1の先端部11と対向電極2のドーム状電極22の内面221とが、対向するように配置される。そのため、放電電極1と対向電極2との間に印加電圧を印加する場合において、放電電極1の先端部11での電界の均一性を高めることができる。その結果、電圧印加部3から印加電圧を印加した際に、放電電極1の先端部11に形成されるテイラーコーンの形状の偏りなどの発生を低減できる。
 対向電極2のドーム状電極22の前端部、つまり対向する放電電極1とは反対側の端部には、開口部222が形成される。本実施の形態では、図4Aに示すように、開口部222は、前後方向(第1方向)から見た形状が、円形形状で形成される。
 また、開口部222には、開口端縁222a(内周縁)から突出する、複数(例えば、2つ)の突起電極23が一体に形成される。具体的には、複数の突起電極23のそれぞれは、開口部222の開口端縁222aから左右方向(第2方向)に突出して形成される。つまり、複数の突起電極23のそれぞれは、開口部222の開口端縁222aから開口部222の中心に向かって突出して形成される。
 複数の突起電極23は、開口部222の周方向に沿って、例えば等間隔に配置される。なお、本実施の形態の複数の突起電極23は、一対の突起電極23であるため、一対の突起電極23は、開口部222の周方向において、180度回転させた位置に設けられる。つまり、一対の突起電極23は、開口部222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る。開口部222及び一対の突起電極23は、例えば抜き金型によって形成(成形)される。なお、突起電極23の具体的な形状については、「(2.3)突起電極の形状」の欄で、説明する。
 対向電極2の電極本体21に形成されるドーム状電極22は、左右両側に、前後方向(Y軸方向)に貫通する、一対のかしめ孔211を有する。本実施の形態の対向電極2は、図2Bに示すハウジング5に形成された一対のかしめ突起51を、一対のかしめ孔211に通した後、熱かしめを行う。これにより、対向電極2は、ハウジング5に、かしめ固定される。また、図4Aに示すように、電極本体21は、右下の角部に一体に形成される、接地用の端子片24を有する。
 液体供給部4は、図3に示すように、放電電極1に、静電霧化用の液体40を供給する。液体供給部4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41を用いて実現される。具体的には、冷却装置41は、図1に示すように、例えば、複数(図1の例では4つ)のペルチェ素子411と、放熱板412と、絶縁板413などを含む。複数のペルチェ素子411は、放熱板412に保持される。複数のペルチェ素子411は、上側が吸熱側、下側が放熱側となる向きに配置される。つまり、複数のペルチェ素子411は、放熱側が放熱板412に保持される。そして、冷却装置41は、複数のペルチェ素子411への通電により、放電電極1を冷却する。
 また、複数のペルチェ素子411は、絶縁板413を介して、放電電極1に機械的に接続される。つまり、放電電極1は、基端部12を介して、絶縁板413に機械的に接続される。一方、複数のペルチェ素子411は、吸熱側(上側)が絶縁板413に機械的に接続される。これにより、放電電極1と複数のペルチェ素子411とは、絶縁板413等によって、電気的に絶縁される。
 本実施の形態の冷却装置41は、複数のペルチェ素子411への通電により、吸熱側のペルチェ素子411に機械的に接続される放電電極1を冷却する。このとき、冷却装置41は、放電電極1の基端部12を通じて、放電電極1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。つまり、液体供給部4は、放電電極1を冷却して放電電極1の表面に液体40としての結露水を生成するように構成される。この構成によれば、液体供給部4は、空気中の水分を利用して、放電電極1に液体40(結露水)を供給する。これにより、放電装置10への液体の供給、及び補給するための、新たな装置の配設が不要になる。
 電圧印加部3は、図3に示すように、例えば絶縁型のAC/DCコンバータで構成される。電圧印加部3は、電源コード103を介して、交流電源ACから供給される交流電力を直流電力に変換する。そして、変換した直流電力を、放電電極1、及び対向電極2間に印加する。
 具体的には、電圧印加部3は、ダイオードブリッジ31と、絶縁トランス32と、コンデンサ33と、抵抗34、35と、一対の入力端子361、362と、一対の出力端子371、372などを含む。
 ダイオードブリッジ31は、例えば4つのダイオードがブリッジ接続された素子である。ダイオードブリッジ31の一対の入力端は、一対の入力端子361、362に電気的に接続される。ダイオードブリッジ31の一対の出力端は、絶縁トランス32の一次巻線321の両端間に、電気的に接続される。ダイオードブリッジ31は、一対の入力端子361、362を介して入力される交流電源ACからの交流電力を、整流(例えば、全波整流)する。
 絶縁トランス32は、一次巻線321と、二次巻線322と、を含む。一次巻線321は、二次巻線322に対して電気的に絶縁され、かつ、磁気的に結合される。二次巻線322の一端は、一対の出力端子371、372のうち、例えば一方の出力端子371に電気的に接続され、二次巻線322の他端は、抵抗35を介して、他方の出力端子372に電気的に接続される。また、二次巻線322の両端間には、平滑用のコンデンサ33と抵抗34とが、並列、かつ電気的に接続される。
 電圧印加部3の一対の入力端子361、362間には、交流電源ACが電気的に接続される。一対の出力端子371、372のうち、例えば一方の出力端子371には対向電極2、他方の出力端子372には放電電極1が、それぞれ電気的に接続される。
 電圧印加部3は、放電電極1及び対向電極2に対して、高電圧を印加する。ここで、「高電圧」とは、放電電極1と対向電極2との間に、上述した部分破壊放電の発生が可能に設定される電圧である。具体的には、電圧印加部3は、端子片24を介して、対向電極2を接地した状態で、放電電極1に対して、例えば-4kV程度の直流電圧を印加する。言い換えると、電圧印加部3から放電電極1及び対向電極2に高電圧が印加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、対向電極2側を高電位、放電電極1側を低電位とする電位差が生じる。
 なお、電圧印加部3から放電電極1及び対向電極2に印加される高電圧の値は、放電電極1及び対向電極2の、例えば形状、又は、放電電極1と対向電極2との間の距離等に応じて、適宜、設定される。
 上述の電圧印加部3によれば、出力端子371、372間に印加される印加電圧が、所定電圧(放電を開始する電圧)に達すると、放電電極1と対向電極2との間で放電が生じる。放電に伴って、電圧印加部3に、比較的大きな放電電流が流れる。このとき、放電電流は、電圧印加部3の抵抗34、35を流れる。これにより、出力端子371、372間に印加される印加電圧が、所定電圧よりも小さくなるため、放電電流が遮断される。その後、放電電流の遮断により、印加電圧が増加し、再び、所定電圧に達する。所定電圧に達すると、再び、放電電極1と対向電極2との間で放電が生じ、放電電流が流れる。そして、以降において、上述の動作が、繰り返し行われる。これにより、放電が間欠的に生じる。
 (2.3)突起電極の形状
 本実施の形態の放電装置10は、酸性成分の生成量を増加させることを目的としている。そのため、放電装置10は、放電電極1と対向電極2の突起電極23との間に、部分破壊放電が発生するように構成される。
 また、放電装置10は、オゾンの発生量を低減するために、突起電極23の先端部分に電界を集中させる構成が必要となる。この場合、図5に示すように、突起電極23の形状として、三角形の形状が好ましい。言い換えると、第1方向(前後方向)から見た突起電極23の形状は、三角形の形状が好ましい。なお、本開示で説明する「三角形」とは、3つの頂点を有する、いわゆる一般的な三角形に限られない。例えば、図5に示す突起電極23のように、先端が、R面取りされる形状も含まれる。
 さらに、三角形の形状に形成された突起電極23の先端部230に電界を集中させるために、突起電極23の先端部230の角度(頂角θ1)は、鋭角であることが好ましい。しかしながら、突起電極23は、上述のように、抜き金型によって形成(成形)される。このとき、突起電極23の先端部230の角度が小さすぎると、抜き金型が破損する可能性が高くなる。そのため、抜き金型の破損を抑えながら、突起電極23の先端部230に電界を集中させるために、突起電極23の先端部230の角度は、例えば60度以上であることが好ましい。つまり、図5に示すように、三角形の頂角θ1は、60度以上であることが好ましい。さらに、三角形の頂角θ1は、90度が、より好ましい。
 なお、三角形の形状は、正三角形を含む、二等辺三角形が好ましい。この場合、三角形の底辺231の長さをL1、底辺231と対向する頂点232から底辺231への垂線233の長さをL2とすると、式(1)が成立する。
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 式(1)から、三角形の頂角θ1が60度以上の場合、底辺231の長さL1は、垂線233の長さL2よりも長くなる。つまり、三角形の底辺231は、底辺231と対向する頂点232から底辺231への垂線233よりも長い。このとき、三角形の垂線233の長さL2は、図5に示すように、開口部222の半径r1の1/2以下であることが、さらに、好ましい。突起電極23の形状を上述の三角形の形状とすれば、抜き金型の破損を抑えながら、突起電極23の先端部230に電界を集中させることができる。その結果、放電電極1と突起電極23との間の部分破壊放電を安定して発生させるこができる。
 なお、本実施の形態では、突起電極23の三角形の底辺231の長さL1は、例えば1mm以下である。
 一方、突起電極23の先端部230が尖っている場合、先端部230に電界が集中しやすくなる。そのため、電界により、突起電極23の先端部230は、電食が生じやすい。その結果、放電電極1と突起電極23との間の部分破壊放電における放電状態が、電食による形状変化により、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、突起電極23の先端部230は、曲面を含む形状が、より好ましい。
 そこで、本実施の形態の一対の突起電極23は、図4B及び図5に示すように、先端部230の先端面(左端面、又は右端面)に形成される第1曲面230aと、先端部230の下面側で放電電極1との対向面に形成される第2曲面230bと、を含む。つまり、突起電極23の先端部230において、放電電極1との対向面は、曲面を含んで形成される。なお、本実施の形態においては、第1曲面230a及び第2曲面230bの曲率半径は、例えば0.1mm程度で形成される。
 この構成によれば、突起電極23の先端部230に形成される曲面(第1曲面230a、及び第2曲面230b)に、電界が集中する。そのため、突起電極23の先端部230が尖っている場合と比較して、電食の発生を抑制できる。これにより、突起電極23の先端部230の形状変化に伴う、放電状態の経時的な変化の発生が抑制される。その結果、長期間に亘って、放電装置10の放電状態を安定に維持できる。
 (2.4)部分破壊放電
 以下、放電電極1と対向電極2との間に印加電圧を印加した場合に発生する部分破壊放電について、図6A及び図6Bを参照して、説明する。
 図6Aは、放電電極1に液体40が保持されている場合の部分破壊放電を説明する概念図である。図6Bは、放電電極1に液体40が保持されていない場合の部分破壊放電を説明する概念図である。なお、図6Aと図6Bとでは、「放電電極1に保持された液体40」を、「放電電極1の先端部11」と読み替えるだけで説明できる。そのため、以下では、図6Aについてのみ説明し、図6Bの説明は省略する。
 本実施の形態の放電装置10は、まず、放電電極1に保持された液体40に、局所的なコロナ放電を生じさせる。なお、本実施の形態の放電電極1は負極側であるから、放電電極1に保持された液体40に生じるコロナ放電は負極性コロナである。
 そして、放電装置10は、放電電極1に保持された液体40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、部分的に絶縁破壊された放電経路200が形成される。
 このとき、部分破壊放電は、放電電極1と対向電極2との間で部分的な絶縁破壊を伴うが、絶縁破壊が継続的に生じる放電ではない。つまり、部分破壊放電は、絶縁破壊が間欠的に発生する放電である。そのため、放電電極1と対向電極2との間に生じる放電電流の流れも、間欠的に発生する。つまり、放電経路200の維持に必要な電流容量を、電源(電圧印加部3)が有さない場合、コロナ放電から部分破壊放電に進展した途端に、放電電極1と対向電極2との間に印加される電圧が低下する。これにより、放電電極1と対向電極2との間に形成される放電経路200が途切れて、放電が停止する。なお、上記「電流容量」は、単位時間に放出可能な電流の容量である。
 そして、上述のような放電の発生、及び停止の繰り返しにより、放電電極1と対向電極2との間に、放電電流が、間欠的に流れる。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、電圧印加部3は、まず、互いに隙間を介して対向して配置される放電電極1と対向電極2との間に、印加電圧を印加する。これにより、放電電極1に保持された液体40と対向電極2との間に、放電を発生させる。このとき、放電の発生時においては、放電電極1と対向電極2との間に、部分的に絶縁破壊された放電経路200が形成される。
 つまり、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200が形成される。これにより、部分破壊放電において、放電電極1と対向電極2との間に形成される放電経路200は、全路破壊には至らず、部分的に絶縁破壊された経路で形成される。
 ここで、放電経路200は、上述したように、放電電極1の周囲に生成される第1絶縁破壊領域201と、対向電極2の周囲に生成される第2絶縁破壊領域202と、を含む。第1絶縁破壊領域201は、放電電極1の周囲の絶縁破壊された領域である。第2絶縁破壊領域202は、対向電極2の周囲の絶縁破壊された領域である。
 このとき、図6Aに示すように、放電電極1は、液体40を保持している。そのため、液体40と対向電極2との間に印加電圧が印加されている場合、第1絶縁破壊領域201は、放電電極1の周囲のうち、特に、液体40の先端近傍の周囲に生成される。
 上記第1絶縁破壊領域201及び第2絶縁破壊領域202は、放電経路200において、互いに接触しないように離れて生成される。これにより、放電経路200は、少なくとも第1絶縁破壊領域201と第2絶縁破壊領域202との間に、絶縁破壊されていない領域(絶縁領域)を含む。そのため、部分破壊放電の場合、放電電極1に保持された液体40と対向電極2との間の空間は、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200を通して放電電流が流れる。つまり、部分的な絶縁破壊が生じた放電経路200、言い換えると、一部は絶縁破壊されていない放電経路200の場合、放電電極1と対向電極2との間には、放電経路200を通して放電電流が流れ、放電が発生する。
 この場合、第2絶縁破壊領域202は、基本的に、対向電極2のうち、放電電極1までの距離(空間距離)が最短となる部位の周囲に生じる。本実施の形態の放電装置10は、図6Aに示すように、放電電極1の中心軸P1と突起電極23の突出方向(X軸方向)との成す角度θ2が90度である。そのため、対向電極2の突起電極23の先端部230の第2曲面230bと、放電電極1に形成される液体40のテイラーコーンの先端部40a(頂点部)までの距離D3(図6A参照)が、最短となる。つまり、第2絶縁破壊領域202は、突起電極23の先端部230の第2曲面230bの周囲近傍に生成される。
 ここで、本実施の形態の対向電極2は、上述したように、複数(例えば、2つ)の突起電極23を有する。そして、それぞれの突起電極23から放電電極1までの距離D3が均等に、配置される。そのため、第2絶縁破壊領域202は、複数の突起電極23のうち、いずれか1つの突起電極23の先端部230の第2曲面230bの周囲近傍に生成されることになる。つまり、第2絶縁破壊領域202が生成される突起電極23は、特定の突起電極23に限定されず、放電発生時の諸要因により、複数の突起電極23の中でランダムに決まる。
 つまり、部分破壊放電において、第1絶縁破壊領域201は、図6Aに示すように、放電電極1から相手方となる対向電極2に向けて延びるように、放電電極1の周囲近傍に生成される。一方、第2絶縁破壊領域202は、対向電極2から相手方となる放電電極1に向けて延びるように、対向電極2の周囲近傍に生成される。これにより、第1絶縁破壊領域201及び第2絶縁破壊領域202は、それぞれ放電電極1及び対向電極2から、互いに引き合う向きに延びるように生成される。そのため、第1絶縁破壊領域201及び第2絶縁破壊領域202のそれぞれは、放電経路200に沿った方向に、印加電圧によって生じる電界強度に応じて、所定の長さを有して生成される。
 上述したように、部分破壊放電において、部分的に絶縁破壊された領域(第1絶縁破壊領域201及び第2絶縁破壊領域202)は、放電経路200に沿って、特定の方向に長く延びる形状を有するように生成される。
 また、上記部分破壊放電においては、コロナ放電と比較して、大きなエネルギーを発生する。そして、大きなエネルギーにより、空気中の酸素と窒素とが、例えば化学的に反応し、窒素酸化物等の酸性成分が生成される。生成される酸性成分は、例えば肌に付着すると、肌を弱酸性にする。これにより、酸性成分は、肌に対して、天然保湿分子、細胞間脂質等の保湿成分の生成を促進させる。つまり、酸性成分は、肌の保湿力を向上させる効果を有する。また、酸性成分は、髪表面を覆うキューティクルを引き締める。つまり、酸性成分は、毛髪内部からの水分、栄養分等の流出をさせにくくする効果も有する。
 このとき、部分破壊放電で酸性成分を生成する際には、同時に、オゾンも生成される。しかしながら、本実施の形態の放電装置10は、突起電極23の先端部230に電界を集中させるように構成している。これにより、コロナ放電の場合と同程度まで、オゾンの発生量を抑制できる。
 さらに、部分破壊放電は、コロナ放電と比較して、2~10倍程度の大量のラジカルを生成する。生成されるラジカルは、除菌、脱臭、保湿、保鮮、ウイルスを不活化するに限らず、様々な場面で有用な効果を奏する基となる。そのため、生成されるラジカルも、有効に活用することができる。
 (3)生成物
 以下、本実施の形態の放電装置10で生成される生成物について、図7A、図7B、及び図8を参照して、説明する。
 図7Aは、放電電極1と対向電極2との間を流れる放電電流の大きさ、及び突起電極23の有無と酸性成分の生成量比との関係を示すグラフである。図7Bは、放電電極1と対向電極2との間を流れる放電電流の大きさ、及び突起電極23の有無とオゾンの発生量比との関係を示すグラフである。図8は、突起電極23の有無と帯電微粒子水の生成量比との関係を示すグラフである。
 (3.1)酸性成分の生成量
 まず、放電電極1と対向電極2との間に生じる放電によって生成される酸性成分の生成量について、図7Aを参照して、説明する。
 図7Aでは、部分破壊放電に比べて、放電電流の小さいコロナ放電を、酸性成分の生成量の比較対象として、図示している。
 つまり、図7Aにおいて、放電電流が小さい場合がコロナ放電に対応し、放電電流が大きい場合が部分破壊放電に対応する。また、図7Aは、コロナ放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けていない場合を基準値(1.0)とし、この基準値に対する倍率で表している。
 図7Aによれば、コロナ放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けている場合、放電装置10は、基準値の1.2倍の酸性成分を生成することが分かる。同様に、部分破壊放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けていない場合、放電装置10は、基準値の1.2倍の酸性成分を生成することが分かる。これに対して、部分破壊放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けている場合、放電装置10は、基準値の1.6倍の酸性成分を生成することが分かる。
 つまり、本実施の形態の放電装置10は、放電電極1と対向電極2との間に部分破壊放電を発生させ、かつ対向電極2に突起電極23を設けることにより、酸性成分の生成量を、大幅に増加できる。
 (3.2)オゾンの発生量
 つぎに、放電電極1と対向電極2との間に生じる放電によって生成されるオゾンの発生量について、図7Bを参照して、説明する。
 図7Bでは、図7Aと同様に、部分破壊放電に比べて、放電電流の小さいコロナ放電を、オゾンの発生量の比較対象として、図示している。
 つまり、図7Bにおいて、放電電流が小さい場合がコロナ放電に対応し、放電電流が大きい場合が部分破壊放電に対応する。また、図7Bは、コロナ放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けていない場合を基準値(1.0)とし、この基準値に対する倍率で表している。
 図7Bによれば、コロナ放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けている場合、放電装置10は、基準値の0.7倍のオゾンを発生することが分かる。一方、部分破壊放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けていない場合、放電装置10は、基準値の1.2倍のオゾンを発生することが分かる。また、部分破壊放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設けている場合、放電装置10は、基準値の0.9倍のオゾンを発生することが分かる。
 つまり、対向電極2に突起電極23を設けている放電装置10の場合、コロナ放電でも、部分破壊放電でも、オゾンの発生量が減少することが分かる。
 ここで、オゾンの発生量が減少する理由については、以下のように推測される。まず、放電電極1と対向電極2(の突起電極23)との間の放電により、オゾンと窒素、もしくは窒素酸化物との反応が進む。これにより、オゾンが消失するため、発生量が減少するものと推定している。
 また、図7Bに示すように、対向電極2に突起電極23を設けている放電装置10の場合、コロナ放電の方が部分破壊放電よりも、オゾンの減少量が、若干、大きい。しかしながら、上述の酸性成分の生成量については、図7Aに示すように、部分破壊放電の方がコロナ放電よりも、より大きく増加している。
 以上の結果から、両者を考慮すると、部分破壊放電で、かつ対向電極2に突起電極23を設ける構成が、最も好ましいことが分かる。つまり、放電電極1と対向電極2との間に部分破壊放電を発生させ、かつ対向電極2に突起電極23を設ける構成により、酸性成分の生成量を増加させながら、オゾンの発生量を減少させることができる。
 (3.3)帯電微粒子水の生成量
 つぎに、放電電極1と対向電極2との間に生じる部分破壊放電によって生成される帯電微粒子水の生成量について、図8を参照して、説明する。
 図8では、対向電極2に突起電極23を設けていない放電装置10の生成量を基準値(1.0)とし、この基準値に対する倍率で表している。
 図8によれば、対向電極2に突起電極23を設け、放電電極1に保持させた液体40と突起電極23との間に部分破壊放電を発生させた場合、基準値の5倍の帯電微粒子水が生成されることが分かる。つまり、対向電極2に突起電極23を設けることにより、突起電極23を設けない場合と比較して、帯電微粒子水の生成量を、大幅に増加できることが分かる。
 (4)変形例
 上述の実施の形態は、本開示の様々な実施の形態の一例に過ぎない。上述の実施の形態は、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。以下、上述の実施の形態の変形例を列挙する。また、以下に説明する変形例は、適宜、組み合わせて適用することも可能である。
 (4.1)変形例1
 上述の実施の形態では、図6Aに示すように、放電電極1の中心軸P1と突起電極23の突出方向とが成す角度θ2が90度の場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、図9に示すように、放電電極1の中心軸P1と突起電極23の突出する方向とが成す角度θ2は、鋭角であってもよい。つまり、対向電極2の突起電極23を、開口部222の中心に向かって、第1方向(前後方向:Y軸方向)、すなわち放電電極1から離れる向きに、傾斜させて配設してもよい。この場合、放電電極1と突起電極23の先端部230との間の距離が最短となるように、傾斜する突起電極23の形状、寸法などを設定することが必要である。この構成によれば、突起電極23の傾斜の角度θ2を調節することにより、放電電極1、及び液体40に作用する力の方向を、制御することができる。また、突起電極23において、電界が集中する箇所を調節することができる。つまり、角度θ2を変えると、突起電極23と放電電極1との距離が変わり、放電の発生の状態が変化する。そのため、放電電極1、及び液体40に作用する力の方向を制御できる。
 (4.2)変形例2~変形例5
 上述の実施の形態では、図4Aに示すように、複数の突起電極23を左右方向(X軸方向)に対向して並んで配置する構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、図10Aに示す変形例2のように、対向電極2Aの複数の突起電極23Aを上下方向(Z軸方向)に対向して並んで配置する構成としてもよい。
 また、上述の実施の形態及び変形例2では、突起電極23、23Aの個数が2つの場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、図10Bに示す変形例3、又は図10Cに示す変形例4のように、突起電極23B、23Cの個数は、4つでもよい。これらにより、突起電極の寿命を延ばすことができる。
 なお、図10B及び図10Cにおいては、各図の右方が0度の方向で、左方が180度の方向に対応する。
 つまり、変形例3では、図10Bに示すように、対向電極2Bを前方(Y軸方向)から見た場合、4つの突起電極23Bが、45度、135度、225度、315度の位置に、それぞれ配設される。
 また、変形例4では、図10Cに示すように、対向電極2Cを前方から見た場合、4つの突起電極23Cが、0度、90度、180度、270度の位置に、それぞれ配設される。
 さらに、上述の実施の形態、及び変形例2~変形例4では、突起電極23、23A~23Cを対向電極2、2A~2Cの電極本体21と一体で構成する例で説明したが、これに限られない。例えば、図10Dの変形例5に示すように、突起電極23Dを、対向電極2Dの電極本体21と別体で設けてもよい。この場合、突起電極23Dは、適宜の固定方法(例えば、ねじ固定、かしめ固定等)によって電極本体21に固定される。
 上記変形例2~変形例5によれば、対向電極2A~2Dに突起電極23A~23Dを設け、かつ放電電極1と突起電極23A~23Dとの間に部分破壊放電を生じさせる。これにより、上記実施の形態の放電装置10と同様に、酸性成分の生成量を増加させながら、オゾンの発生量を減少させることができる。
 以下、上記実施の形態の対向電極2を用いた放電装置10を組み込んだヘアケア装置100および実施例2の対向電極2Aを用いた放電装置10Aを組み込んだヘアケア装置100Aについて、図2Bおよび図11を参照して、説明する。
 図2Bは、上述の実施の形態の対向電極2を用いた放電装置10を、ヘアケア装置100に組み込んだ状態の斜視図である。図11は、変形例2の対向電極2Aを用いた放電装置10Aを、ヘアケア装置100Aに組み込んだ状態の斜視図である。
 なお、図2B及び図11に示す流路300は、気流発生装置20から放電装置10、10Aへの気流の流れを示している。また、図2A及び図11に示す下側の矢印AAおよび矢印BBは、ヘアケア装置100、100Aから放出される温風又は冷風用の気流の流路を示している。
 図11は、上下方向に並ぶ2つの突起電極23Aのうち、上側の突起電極23Aは、気流の流速が相対的に遅い位置に、下側の突起電極23Aは、気流の流速が相対的に速い位置に、配置される。このとき、放電電極1と対向電極2Aとの間に放電を生じさせると、例えば流速が早いほど、放電反応の材料である空気の入れ替わりが早くなると考えられるため、下側の突起電極23Aで生じる放電の頻度が高くなる。つまり、上側の突起電極23Aと下側の突起電極23Aとで、放電の頻度が異なる。その結果、両者間で電食に差が生じる。
 一方、図2Bは、左右方向に並ぶ2つの突起電極23を、流速が略同じ位置(同じ位置を含む)に配置する。そのため、放電電極1と対向電極2との間に放電を生じさせた場合、2つの突起電極23において、略均等(均等を含む)に放電が生じることになる。つまり、2つの突起電極23間での放電の頻度は、略等しい(等しいを含む)。その結果、両者間で摩耗差(電食差)が生じにくい。
 以上の理由から、複数の突起電極23は、気流発生装置20が発生させる気流の流路300の途中で、かつ気流の流速が同程度になる位置に配置することが、好ましい。
 (4.3)その他の変形例
 放電装置10が採用する放電の形態は、上述の実施の形態で説明した形態に限らない。例えば、放電装置10は、コロナ放電から進展して絶縁破壊に至る、という現象が間欠的に繰り返される形態の放電、つまり「全路破壊放電」を採用してもよい。この場合、放電装置10には、コロナ放電から進展して絶縁破壊に至ると、瞬間的に、比較的大きな放電電流が流れる。これにより、その直後に、印加電圧が低下して、放電電流が遮断される。その後、再び、印加電圧が上昇して、絶縁破壊に至る、という現象が繰り返される。
 また、突起電極23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。これにより、電極寿命を長くできる。
 また、上記実施の形態および各変形例では、複数の突起電極23を開口部222の周方向において等間隔に配置する構成を例に説明したが、等間隔に配置する構成は必須ではない。例えば、複数の突起電極23を、開口部222の周方向において、任意の間隔で配置してもよい。
 また、放電装置10は、帯電微粒子水を生成する液体供給部4を省略した構成でもよい。この場合、放電装置10は、放電電極1と対向電極2との間に生じる部分破壊放電によって、空気イオンを生成する。これにより、例えばドライヤーに搭載した場合、酸性成分以外にマイナスイオンの生成により、髪がまとまる効果を高めることができる。
 また、閾値等の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。
 (まとめ)
 以上で説明したように、本開示の一態様に係る放電装置(10;10A)は、放電電極(1)と、対向電極(2;2A~2D)と、電圧印加部(3)と、を含む。対向電極(2;2A~2D)は、第1方向(一例として、前後方向)において、放電電極(1)と対向する。電圧印加部(3)は、放電電極(1)と対向電極(2;2A~2D)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。対向電極(2;2A~2D)は、ドーム状電極(22)と、突起電極(23;23A~23D)と、を含む。ドーム状電極(22)は、第1方向において、放電電極(1)と反対側に凹む凹状の内面(221)を有する。突起電極(23;23A~23D)は、放電電極(1)と反対側の端部に設けられるドーム状電極(22)の開口部(222)の開口端縁(222a)から、第1方向と交差する第2方向(一例として、左右方向)に突出する。放電装置(10)は、放電の発生時に、放電電極(1)と突起電極(23;23A~23D)との間に、少なくとも一部において絶縁破壊される放電経路(200)を形成する。放電経路(200)は、第1絶縁破壊領域(201)と、第2絶縁破壊領域(202)と、を含む。第1絶縁破壊領域(201)は、放電電極(1)の周囲に生成される。第2絶縁破壊領域(202)は、突起電極(23;23A~23D)の周囲に生成される。
 この態様によれば、放電電極(1)と突起電極(23;23A~23D)との間に、第1絶縁破壊領域(201)及び第2絶縁破壊領域(202)を含む放電経路(200)が形成される。これにより、コロナ放電の場合と比較して、酸性成分の生成量を増加させることができる。また、突起電極(23;23A~23D)の先端部分に電界を集中させることができる。これにより、コロナ放電と同程度まで、オゾンの発生量を抑制できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、対向電極(2;2A~2D)が、複数の突起電極(23;23A~23D)を含む。複数の突起電極(23;23A~23D)は、開口部(222)の周方向に沿って等間隔に配置される。
 この態様によれば、放電電極(1)の先端部(11)にテイラーコーンを形成する場合において、テイラーコーンの形状の偏りを低減できる。その結果、突起電極(23;23A~23D)での絶縁破壊状態を安定できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、複数の突起電極(23;23A;23D)が、一対の突起電極(23;23A;23D)である。
 この態様によれば、突起電極(23;23A;23D)に、電界を集中させることができる。その結果、放電電極(1)と突起電極(23;23A;23D)との間の放電を、安定にできる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、第1方向から見た突起電極(23;23A~23D)の形状は、三角形である。
 この態様によれば、突起電極(23;23A~23D)の先端部(230)に電界を集中させることができる。その結果、放電電極(1)と突起電極(23;23A~23D)との間の放電を、安定にできる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、三角形の頂角(θ1)が60度以上である。
 この態様によれば、例えば抜き金型を用いて、突起電極(23;23A~23C)の形状を抜く場合、頂角(θ1)が60度未満の場合と比較して、金型の破損を低減できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、突起電極(23;23A~23D)の形状である三角形の底辺(231)が垂線(233)よりも長い。垂線(233)は、底辺(231)と対向する頂点(232)から底辺(231)への直線である。
 この態様によれば、例えば抜き金型を用いて、突起電極(23;23A~23C)の形状を抜く場合、底辺(231)が垂線(233)よりも短い場合と比較して、金型の破損を低減できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、第1方向から見た開口部(222)の形状は、円形である。垂線(233)の長さ(L2)は、開口部(222)の半径(r1)の1/2以下である。
 この態様によれば、例えば抜き金型を用いて、突起電極(23;23A~23C)の形状を抜く場合は、垂線(233)の長さ(L2)が開口部(222)の半径(r1)の1/2よりも長い場合と比較して、金型の破損を低減できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、突起電極(23;23A~23D)の形状である三角形が、二等辺三角形である。
 この態様によれば、放電電極(1)の先端部(11)にテイラーコーンを形成する場合、テイラーコーンの形状の偏りの発生を、微調整することなく、抑制できる。その結果、放電電極(1)と突起電極(23;23A~23D)との間で安定した放電が得られる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、放電経路(200)において、第1絶縁破壊領域(201)と第2絶縁破壊領域(202)とが離れて形成される。
 この態様によれば、放電経路(200)を、全体的に絶縁破壊する場合と比較して、放電電流を低減できる。その結果、突起電極(23;23A~23D)の電食による摩耗を低減できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、突起電極(23;23A~23D)が、第1方向において、放電電極(1)から離れる向きに傾斜して配設されてもよい。
 この態様によれば、突起電極(23;23A~23D)の傾斜する角度(θ2)の調節により、放電電極(1)、及び放電電極(1)に保持させる液体(40)に作用する力の方向を、制御できる。また、突起電極(23;23A~23D)において、電界が集中する箇所を、調節できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、突起電極(23;23A~23D)の先端部(230)における放電電極(1)との対向面は、曲面を含む。
 この態様によれば、突起電極(23;23A~23D)において、電界が集中する箇所の先端部(230)を曲面にすることにより、電食による摩耗を低減できる。その結果、所望の放電状態を、長期間に亘って、維持できる。
 また、本開示の一態様の放電装置(10;10A)は、対向電極(2;2A)が、複数の突起電極(23;23A)を含む。複数の突起電極(23;23A)は、気流発生装置(20)が発生させる気流の流路(300)の途中で、かつ気流の流速が同じ位置に配置される。
 この態様によれば、複数の突起電極(23;23A)間で生じる電食の偏りを低減できる。
 また、本開示の一態様のヘアケア装置(100;100A)は、上記態様の放電装置(10;10A)と、気流発生装置(20)と、を含む。気流発生装置(20)は、放電装置(10;10A)に対して気流を発生させる。
 この態様によれば、上述の放電装置(10;10A)を用いることにより、酸性成分の生成量を増加させることができるヘアケア装置(100;100A)を実現できる。
 なお、上記放電装置(10;10A)の各一態様で説明した構成の全てが、放電装置(10;10A)に必須の構成ではなく、適宜、省略可能である。
 本開示の放電装置は、冷蔵庫、洗濯機、ヘアドライヤー等のヘアケア装置、空気調和機、扇風機、空気清浄機、加湿器、美顔器、自動車等の多様な用途に適用できる。
 1  放電電極
 2,2A,2B,2C,2D  対向電極
 3  電圧印加部
 4  液体供給部
 5  ハウジング
 10,10A  放電装置
 11,40a  先端部
 12  基端部
 20  気流発生装置
 21  電極本体
 22  ドーム状電極
 23,23A,23B,23C,23D  突起電極
 24  端子片
 31  ダイオードブリッジ
 32  絶縁トランス
 33  コンデンサ
 34,35  抵抗
 40  液体
 41  冷却装置
 51  かしめ突起
 100,100A  ヘアケア装置
 101  筐体
 102  把持部
 103  電源コード
 104  通風孔
 200  放電経路
 201  第1絶縁破壊領域
 202  第2絶縁破壊領域
 211  かしめ孔
 221  内面
 221a  第1端縁
 221b  第2端縁
 222  開口部
 222a  開口端縁
 230  先端部
 230a  第1曲面
 230b  第2曲面
 231  底辺
 232  頂点
 233  垂線
 300  流路
 321  一次巻線
 322  二次巻線
 361,362  入力端子
 371,372  出力端子
 411  ペルチェ素子
 412  放熱板
 413  絶縁板
 r1  半径
 θ1  頂角
 θ2  角度

Claims (13)

  1. 放電電極と、
    第1方向において、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部と、を備え、
    前記対向電極は、
     前記第1方向において、前記放電電極と反対側に凹む凹状の内面を有するドーム状電極と、
     前記放電電極と反対側の端部に設けられる前記ドーム状電極の開口部の開口端縁から、前記第1方向と交差する第2方向に突出する突起電極と、を含み、
    放電の発生時に、前記放電電極と前記突起電極との間に、少なくとも一部において絶縁破壊された放電経路を形成し、
    前記放電経路は、
     前記放電電極の周囲に生成される第1絶縁破壊領域と、
     前記突起電極の周囲に生成される第2絶縁破壊領域と、を含む、
    放電装置。
  2. 前記対向電極は、複数の前記突起電極を含み、
    前記複数の突起電極は、前記開口部の周方向に沿って等間隔に配置される、
    請求項1に記載の放電装置。
  3. 前記複数の突起電極は、一対の突起電極である、
    請求項2に記載の放電装置。
  4. 前記第1方向から見た前記突起電極の形状は、三角形である、
    請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の放電装置。
  5. 前記三角形の頂角は、60度以上である、
    請求項4に記載の放電装置。
  6. 前記三角形の底辺は、前記底辺と対向する頂点から前記底辺への垂線よりも長い、
    請求項4又は請求項5のいずれか1項に記載の放電装置。
  7. 前記第1方向から見た前記開口部の形状は円形で、
    前記垂線の長さは、前記開口部の半径の1/2以下である、
    請求項6に記載の放電装置。
  8. 前記三角形は、二等辺三角形である、
    請求項4~請求項7のいずれか1項に記載の放電装置。
  9. 前記放電経路において、前記第1絶縁破壊領域と前記第2絶縁破壊領域とが離れて形成される、
    請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の放電装置。
  10. 前記突起電極は、前記第1方向において、前記放電電極から離れる向きに傾斜している、
    請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の放電装置。
  11. 前記突起電極の先端部における前記放電電極との対向面は、曲面を含む、
    請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の放電装置。
  12. 前記対向電極の前記複数の突起電極は、気流発生装置が発生させる気流の流路の途中で、かつ前記気流の流速が同じ位置に配置される、
    請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の放電装置。
  13. 請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の放電装置と、
    前記放電装置に対して気流を発生させる気流発生装置と、を備える、
    ヘアケア装置。
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