JP2008018370A

JP2008018370A - Ceramic catalyst body

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Publication number: JP2008018370A
Application number: JP2006193720A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Hase; 智実長谷; Masahiko Takeuchi; 雅彦竹内
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】セラミック担体の外周部に排気ガスを流れ易くすることができ、セラミック担体全体における触媒の早期活性化を図ることができるセラミック触媒体を提供すること。
【解決手段】セラミック触媒体１は、エンジンの排気ガスを通す排気管３における通路径を上流側よりも拡大させた径大部３１に設置される。セラミック触媒体１は、ハニカム状のセル壁１２に囲まれたセル１３を多数設けてなるセラミック担体１１に触媒を担持させてなる。セラミック担体１１は、排気管３における径大部３１の直上に設けられた上流排気管部３２をセラミック担体１１の軸方向に投影した場合に、上流排気管部３２よりも内側の領域である中央部２１と、中央部２１の周囲に配された外周部２２とを有する。外周部２２の開口率は、中央部２１の開口率よりも大きく、かつ、外周部２２の吸水率は、中央部２１の吸水率よりも大きい。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a ceramic catalyst body capable of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion of a ceramic carrier and capable of promptly activating the catalyst in the entire ceramic carrier.
A ceramic catalyst body 1 is installed in a large diameter portion 31 in which a passage diameter in an exhaust pipe 3 through which exhaust gas of an engine passes is larger than that on an upstream side. The ceramic catalyst body 1 is formed by supporting a catalyst on a ceramic carrier 11 having a large number of cells 13 surrounded by a honeycomb-shaped cell wall 12. When the upstream exhaust pipe portion 32 provided immediately above the large-diameter portion 31 in the exhaust pipe 3 is projected in the axial direction of the ceramic carrier 11, the ceramic carrier 11 is a center that is an area inside the upstream exhaust pipe portion 32. Part 21 and outer peripheral part 22 arranged around central part 21. The opening ratio of the outer peripheral portion 22 is larger than the opening ratio of the central portion 21, and the water absorption rate of the outer peripheral portion 22 is larger than the water absorption rate of the central portion 21.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えば、自動車の内燃機関の排気ガス浄化用触媒等に用いられるセラミック触媒体に関する。 The present invention relates to a ceramic catalyst body used, for example, as an exhaust gas purification catalyst for an internal combustion engine of an automobile.

従来から、自動車等の内燃機関の排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒としては、セル壁をハニカム状に配して多数のセルを設けてなるセラミック担体に触媒を担持させたセラミック触媒体が知られている。
このセラミック触媒体は、排気ガスの通路である排気管内に設置して用いられる。そして、高温の排気ガスをセラミック担体に流通させることにより、担持した触媒を活性化させ、排気ガスの浄化を行う。 Conventionally, as an exhaust gas purifying catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine such as an automobile, a ceramic catalyst in which a catalyst is supported on a ceramic carrier in which cell walls are arranged in a honeycomb shape and a large number of cells are provided. The medium is known.
This ceramic catalyst body is used by being installed in an exhaust pipe which is an exhaust gas passage. Then, by passing the high-temperature exhaust gas through the ceramic carrier, the supported catalyst is activated and the exhaust gas is purified.

一般に、セラミック触媒体は、排気管の通路径を上流側よりも拡大させた部分に設置されている。すなわち、セラミック触媒体が設置されている排気管の通路径は、セラミック触媒体のすぐ上流側にある排気管の通路径よりも大きい。したがって、上記セラミック触媒体の外周部分は、排気管の通路が上流側よりも拡大した部分に配置され、上記セラミック触媒体の中央部分に比べて排気ガスが流入し難い。
そのため、セラミック触媒体の外周部分は、中央部分に比べて昇温が遅く、触媒を早期に活性化することができない。これにより、セラミック触媒体の排気ガス浄化性能を効率よく有効に発揮することができない。 In general, the ceramic catalyst body is installed in a portion where the passage diameter of the exhaust pipe is larger than that on the upstream side. That is, the passage diameter of the exhaust pipe in which the ceramic catalyst body is installed is larger than the passage diameter of the exhaust pipe located immediately upstream of the ceramic catalyst body. Therefore, the outer peripheral portion of the ceramic catalyst body is disposed in a portion where the passage of the exhaust pipe is enlarged from the upstream side, and the exhaust gas does not easily flow in compared with the central portion of the ceramic catalyst body.
For this reason, the temperature of the outer peripheral portion of the ceramic catalyst body is slower than that of the central portion, and the catalyst cannot be activated early. As a result, the exhaust gas purification performance of the ceramic catalyst body cannot be effectively and effectively exhibited.

セラミック担体に担持された触媒を早期に活性化させるセラミック触媒体の構造としては、特許文献１等に開示されている。しかしながら、上記の構造は、排気管の通路径を拡大させた部分にセラミック触媒体を設置する構成を想定したものではないため、排気ガスをセラミック触媒体の外周部分に流れ易くすることはできない。
上記の問題を解決するため、セラミック触媒体内を排気ガスが均一な流量で流れるように、セラミック担体の外周部分から中央部分に向かってセル数が多くなるように構成したセラミック触媒体が特許文献２及び３に提案されている。しかしながら、上記の構造では、触媒の担持量にばらつきが生じてしまい、しいては、セル数の多い領域において目詰まりが発生してしまうという問題がある。 A structure of a ceramic catalyst body that activates a catalyst supported on a ceramic carrier at an early stage is disclosed in Patent Document 1 and the like. However, the above structure does not assume a configuration in which the ceramic catalyst body is installed in a portion where the passage diameter of the exhaust pipe is enlarged, and therefore the exhaust gas cannot easily flow to the outer peripheral portion of the ceramic catalyst body.
In order to solve the above problem, a ceramic catalyst body configured such that the number of cells increases from the outer peripheral portion to the central portion of the ceramic carrier so that the exhaust gas flows in the ceramic catalyst body at a uniform flow rate is disclosed in Patent Document 2. And 3 are proposed. However, in the above structure, there is a problem that the amount of catalyst supported varies, and clogging occurs in a region where the number of cells is large.

特開平８−１９３５１２号公報JP-A-8-193512 特開２０００−９７０１９号公報JP 2000-97019 A 特開平１０−２４４１６７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-244167

本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたもので、セラミック担体の外周部に排気ガスを流れ易くすることができ、セラミック担体全体における触媒の早期活性化と共に触媒の目詰まり防止を図ることができるセラミック触媒体を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can facilitate the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion of the ceramic carrier, and can prevent catalyst clogging as well as early activation of the catalyst in the entire ceramic carrier. It is an object of the present invention to provide a ceramic catalyst body that can be used.

本発明は、内燃機関の排気ガスを通す排気管における通路径を上流側よりも拡大させた径大部に設置される排気ガス浄化触媒用のセラミック触媒体において、
該セラミック触媒体は、ハニカム状のセル壁に囲まれたセルを多数設けてなるセラミック担体に触媒を担持させてなり、
上記セラミック担体は、上記排気管における上記径大部の直上に設けられた上流排気管部を上記セラミック担体の軸方向に投影した場合に、上記上流排気管部よりも内側の領域である中央部と、該中央部の周囲に配された外周部とを有し、
上記外周部の開口率は、上記中央部の開口率よりも大きく、かつ、上記外周部の吸水率は、上記中央部の吸水率よりも大きいことを特徴とするセラミック触媒体にある（請求項１）。 The present invention relates to a ceramic catalyst body for an exhaust gas purification catalyst installed in a large diameter portion in which a passage diameter in an exhaust pipe through which exhaust gas of an internal combustion engine passes is larger than the upstream side,
The ceramic catalyst body comprises a catalyst supported on a ceramic carrier provided with a large number of cells surrounded by a honeycomb-shaped cell wall,
The ceramic carrier has a central portion that is a region inside the upstream exhaust pipe portion when the upstream exhaust pipe portion provided immediately above the large-diameter portion of the exhaust pipe is projected in the axial direction of the ceramic carrier. And an outer peripheral portion arranged around the central portion,
The ceramic catalyst body is characterized in that the opening ratio of the outer peripheral portion is larger than the opening ratio of the central portion, and the water absorption rate of the outer peripheral portion is larger than the water absorption rate of the central portion. 1).

本発明のセラミック触媒体において、上記セラミック担体の上記中央部は、上記上流排気管部を上記セラミック担体の軸方向に投影した場合に、上記上流排気管部よりも内側の領域である。そのため、上記中央部の周囲に配された上記外周部は、上記排気管の通路径を上記上流排気管から拡大させた部分、つまり該上流排気管部からの排気ガスが上記中央部よりも流入し難い部分に配置される。 In the ceramic catalyst body of the present invention, the central portion of the ceramic carrier is a region inside the upstream exhaust pipe portion when the upstream exhaust pipe portion is projected in the axial direction of the ceramic carrier. Therefore, the outer peripheral portion arranged around the central portion is a portion in which the passage diameter of the exhaust pipe is enlarged from the upstream exhaust pipe, that is, exhaust gas from the upstream exhaust pipe flows into the central portion. It is placed in a difficult part.

本発明のセラミック触媒体では、上述したような排気ガスの流入し難い部分に配置される上記外周部の開口率を上記中央部の開口率よりも大きくしてある。そのため、上記外周部の通気抵抗は、上記中央部の通気抵抗よりも小さくなり、上記セラミック担体に流入する排気ガスは、通気抵抗のより小さな上記外周部に流れ易くなる。これにより、上記セラミック触媒体は、上記セラミック担体の上記外周部をより早く昇温させることができると共に、該外周部に担持された触媒をより早く活性化することができる。 In the ceramic catalyst body of the present invention, the aperture ratio of the outer peripheral portion arranged in the portion where exhaust gas does not easily flow as described above is larger than the aperture ratio of the central portion. Therefore, the ventilation resistance of the outer peripheral portion is smaller than the ventilation resistance of the central portion, and the exhaust gas flowing into the ceramic carrier easily flows to the outer peripheral portion having a smaller ventilation resistance. Thereby, the ceramic catalyst body can raise the temperature of the outer peripheral portion of the ceramic carrier faster and can activate the catalyst supported on the outer peripheral portion earlier.

また、上記セラミック触媒体は、上記セラミック担体の上記外周部に排気ガスを流れ易くすることにより、上記セラミック担体全体における排気ガスの流通量の偏りを低減することができると共に、上記セラミック担体における内部温度のばらつきを小さくすることができる。これにより、上記セラミック触媒体は、上記セラミック担体に担持されている触媒を全体的に効率よく早期に活性化することができる。 In addition, the ceramic catalyst body facilitates the flow of the exhaust gas to the outer peripheral portion of the ceramic carrier, thereby reducing the deviation of the flow rate of the exhaust gas in the entire ceramic carrier, and the inside of the ceramic carrier. Variation in temperature can be reduced. Thereby, the ceramic catalyst body can activate the catalyst supported on the ceramic carrier as a whole efficiently and quickly.

また、上記セラミック触媒体では、上記外周部の吸水率を上記中央部の吸水率よりも大きくしてある。そのため、上記セラミック担体に触媒を担持させる際に、上記中央部と上記外周部とのセル幅（上記セルの間隔）の違いによって生じる触媒の担持量の差を調整することができる。これにより、上記セルにおける触媒の目詰まりを防止することができ、触媒を均一に担持することができる。それ故に、上記セラミック触媒体は、触媒による排気ガス浄化性能のばらつきの少ない、優れたものとなる。 Moreover, in the said ceramic catalyst body, the water absorption rate of the said outer peripheral part is made larger than the water absorption rate of the said center part. Therefore, when the catalyst is supported on the ceramic carrier, the difference in the amount of the catalyst supported due to the difference in the cell width (interval between the cells) between the central portion and the outer peripheral portion can be adjusted. Thereby, clogging of the catalyst in the cell can be prevented, and the catalyst can be supported uniformly. Therefore, the ceramic catalyst body is excellent with little variation in exhaust gas purification performance due to the catalyst.

このように、本発明のセラミック触媒体は、上記セラミック担体の上記外周部に排気ガスを流れ易くすることができると共に触媒の目詰まりを防止することができる構造である。また、上記セラミック担体全体における触媒の早期活性化を図ることができ、優れた排気ガス浄化性能を有するものとなる。 As described above, the ceramic catalyst body of the present invention has a structure that can easily flow the exhaust gas to the outer peripheral portion of the ceramic carrier and prevent clogging of the catalyst. In addition, the catalyst in the entire ceramic carrier can be activated at an early stage, and the exhaust gas purification performance is excellent.

本発明において、「開口率」とは、上記セラミック担体の径方向断面における上記中央部及び上記外周部のそれぞれの領域に対して、上記セル壁が存在せずに開口している部分が占める割合である。
また、「吸水率」とは、上記中央部及び上記外周部のそれぞれの領域における上記セル壁の重量に対して、該セル壁が吸水できる量の割合である。 In the present invention, the “aperture ratio” means the ratio of the portion that is open without the cell wall to the respective regions of the central portion and the outer peripheral portion in the radial cross section of the ceramic carrier. It is.
The “water absorption rate” is the ratio of the amount of water that can be absorbed by the cell wall with respect to the weight of the cell wall in the respective regions of the central portion and the outer peripheral portion.

また、上記外周部の開口率は、上記中央部の開口率の１．０１倍以上であることが好ましい（請求項２）。
上記外周部の開口率が上記中央部の開口率の１．０１倍未満である場合には、上記外周部に排気ガスを流れ易くする効果を充分に得ることができないおそれがある。 Moreover, it is preferable that the aperture ratio of the said outer peripheral part is 1.01 times or more of the aperture ratio of the said center part (Claim 2).
When the opening ratio of the outer peripheral portion is less than 1.01 times the opening ratio of the central portion, there is a possibility that the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion cannot be sufficiently obtained.

また、上記中央部の吸水率は、１７〜２４％であることが好ましい。また、上記外周部の吸水率は、１８〜２５％であることが好ましい。そして、上記中央部と上記外周部との吸水率の差は、１％以上であることが好ましい。
この場合には、上記セラミック担体に触媒を担持させる際に、上記セルにおける触媒の目詰まりを防止し、触媒を均一に担持することができるという効果を充分に発揮することができる。 Moreover, it is preferable that the water absorption rate of the said center part is 17 to 24%. Moreover, it is preferable that the water absorption rate of the said outer peripheral part is 18 to 25%. And it is preferable that the difference of the water absorption rate of the said center part and the said outer peripheral part is 1% or more.
In this case, when the catalyst is supported on the ceramic carrier, the catalyst can be prevented from being clogged in the cell, and the effect that the catalyst can be supported uniformly can be sufficiently exhibited.

また、上記中央部及び上記外周部の上記セルの形状は四角形状であり、上記外周部の上記セルの開口面積は、上記中央部の上記セルの開口面積に比べて大きいことが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記外周部に排気ガスを流れ易くする効果を充分に得ることができる。 In addition, the shape of the cells in the central portion and the outer peripheral portion is a quadrangular shape, and the opening area of the cells in the outer peripheral portion is preferably larger than the opening area of the cells in the central portion. 3).
In this case, the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion can be sufficiently obtained.

また、上記中央部の上記セルの形状は四角形状であり、上記外周部の上記セルの形状は六角形状であることが好ましい（請求項４）。
六角形状の上記セルは、四角形状の上記セルよりも通気抵抗が小さい。そのため、上記外周部に排気ガスを流れ易くする効果を充分に得ることができる。 Moreover, it is preferable that the shape of the cell in the central portion is a quadrangular shape, and the shape of the cell in the outer peripheral portion is a hexagonal shape.
The hexagonal cell has a lower airflow resistance than the square cell. Therefore, the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion can be sufficiently obtained.

また、上記外周部は、上記セラミック担体の外周に近づくに従って徐々に開口率が大きくなることが好ましい（請求項５）。
上記外周部は、上記セラミック担体の外周に近づくに従って排気ガスが流れ難い。そのため、このように上記外周部の開口率を上記セラミック担体の外周に近づくに従って大きくすることによって、上記外周部全体に効率よく排気ガスを流入させることができる。これにより、上記外周部においても、排気ガスの流通量の偏りが低減され、内部温度のばらつきが小さいものとなり、上記セラミック担体全体における触媒の早期活性化をさらに図ることができる。 Moreover, it is preferable that an opening ratio becomes large gradually as the said outer peripheral part approaches the outer periphery of the said ceramic support | carrier (Claim 5).
The exhaust gas hardly flows through the outer peripheral portion as it approaches the outer periphery of the ceramic carrier. Therefore, by increasing the aperture ratio of the outer peripheral portion as approaching the outer periphery of the ceramic carrier, exhaust gas can be efficiently introduced into the entire outer peripheral portion. Thereby, also in the said outer peripheral part, the distribution | circulation of the distribution | circulation amount of exhaust gas is reduced, the dispersion | variation in internal temperature becomes small, and the early activation of the catalyst in the said whole ceramic support | carrier can further be aimed at.

また、上記中央部と上記外周部との間には、両者を隔てる内周壁が設けられていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記中央部と上記外周部との接合部分の強度を上記内周壁によって充分に確保することができる。また、上記セラミック触媒体全体の強度を充分に確保することができる。
なお、上記セラミック担体は、上記中央部と上記外周部との間に上記内周壁を設けない構成とすることもできる。また、いずれの構成においても、上記中央部と上記外周部とを一体的に成形することもできるし、両者を別々に成形して接合することもできる。ただし、別々に成形する場合には、上記両者の境界において、上記セル壁同士をしっかりと接合しておくことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the inner peripheral wall which separates both is provided between the said center part and the said outer peripheral part (Claim 6).
In this case, the strength of the joint portion between the central portion and the outer peripheral portion can be sufficiently ensured by the inner peripheral wall. Further, the strength of the entire ceramic catalyst body can be sufficiently ensured.
In addition, the said ceramic support | carrier can also be set as the structure which does not provide the said internal peripheral wall between the said center part and the said outer peripheral part. In any configuration, the central portion and the outer peripheral portion can be integrally formed, or both can be separately formed and joined. However, when molding separately, it is preferable to firmly join the cell walls at the boundary between the two.

また、上記セラミック担体は、コージェライトよりなることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記セラミック担体として熱膨張係数の低いコーディエライトを用いることにより、耐熱衝撃性に優れた上記セラミック触媒体となる。耐熱衝撃性に優れた上記セラミック触媒体は、熱応力による割れ等の発生を抑制することができる。また、コーディエライトは高温耐久性に優れる材料である。したがって、担持されている触媒の性能を長期に渡り維持することができる。さらに、コーディエライトは安価であり、製造コストの低減を実現することができる。 The ceramic carrier is preferably made of cordierite.
In this case, by using cordierite having a low thermal expansion coefficient as the ceramic carrier, the ceramic catalyst body having excellent thermal shock resistance can be obtained. The ceramic catalyst body excellent in thermal shock resistance can suppress the occurrence of cracking due to thermal stress. Cordierite is a material with excellent high-temperature durability. Therefore, the performance of the supported catalyst can be maintained for a long time. Furthermore, cordierite is inexpensive and can reduce manufacturing costs.

また、上記セラミック担体の形状は、断面形状が円形、楕円形等、一般的に用いられている形状を採用することができる。
また、上記セラミック担体に担持させる触媒としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｋ等を用いることができる。また、助触媒としては、ＣｅＯ₂、ＺｒＯ₂等を用いることができる。 The shape of the ceramic carrier may be a generally used shape such as a circular or elliptical cross-sectional shape.
Further, Pt, Rh, Pd, Ba, K, etc. can be used as the catalyst supported on the ceramic carrier. As the _cocatalyst, it can be used CeO 2, ZrO ₂ or the like.

（実施例１）
本発明の実施例にかかるセラミック触媒体について、図１、図２を用いて説明する。
本例のセラミック触媒体１は、図１に示すごとく、エンジンから排出される排気ガスを通す排気管３における通路径を上流側よりも拡大させた径大部３１に設置される。
セラミック触媒体１は、図１、図２に示すごとく、ハニカム状のセル壁１２に囲まれたセル１３を多数設けてなるセラミック担体１１に触媒を担持させてなる。そして、セラミック担体１１は、排気管３における径大部３１の直上に設けられた上流排気管部３２をセラミック担体１１の軸方向に投影した場合に、上流排気管部３２よりも内側の領域である中央部２１と、中央部２１の周囲に配された外周部２２とを有している。そして、外周部２２の開口率は、中央部２１の開口率よりも大きく、かつ、外周部２２の吸水率は、中央部２１の吸水率よりも大きい。
以下、これを詳説する。 (Example 1)
A ceramic catalyst body according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the ceramic catalyst body 1 of the present example is installed in a large diameter portion 31 in which the passage diameter in the exhaust pipe 3 through which the exhaust gas discharged from the engine passes is larger than the upstream side.
As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic catalyst body 1 is formed by supporting a catalyst on a ceramic carrier 11 in which a large number of cells 13 surrounded by honeycomb-shaped cell walls 12 are provided. The ceramic carrier 11 is located in a region inside the upstream exhaust pipe portion 32 when the upstream exhaust pipe portion 32 provided immediately above the large diameter portion 31 in the exhaust pipe 3 is projected in the axial direction of the ceramic carrier 11. It has a certain central part 21 and an outer peripheral part 22 arranged around the central part 21. The opening ratio of the outer peripheral portion 22 is larger than the opening ratio of the central portion 21, and the water absorption rate of the outer peripheral portion 22 is larger than the water absorption rate of the central portion 21.
This will be described in detail below.

本例のセラミック触媒体１は、図１に示すごとく、自動車エンジンの排気ガスを浄化するための排気ガス浄化用触媒として用いられるものであり、エンジンから排出される排気ガスの通路である排気管３内に設置されている。図１に示した矢線Ｚは、触媒を作用させる排気ガスの流路方向である。また、図１は、排気管３のみを軸方向に半分切り取って示してある。 As shown in FIG. 1, the ceramic catalyst body 1 of this example is used as an exhaust gas purifying catalyst for purifying exhaust gas of an automobile engine, and is an exhaust pipe that is a passage of exhaust gas discharged from the engine. 3 is installed. The arrow Z shown in FIG. 1 is the flow direction of the exhaust gas that causes the catalyst to act. FIG. 1 shows only the exhaust pipe 3 cut in half in the axial direction.

また、同図に示すごとく、排気管３は、セラミック触媒体１を設置する径大部３１と、径大部３１の上流側及び下流側に設けられた上流排気管部３２及び下流排気管部３３とを有している。径大部３１は、通路径を上流排気管部３２及び下流排気管部３３よりも拡大させた部分である。 As shown in the figure, the exhaust pipe 3 includes a large-diameter portion 31 where the ceramic catalyst body 1 is installed, and an upstream exhaust pipe portion 32 and a downstream exhaust pipe portion provided upstream and downstream of the large-diameter portion 31. 33. The large diameter portion 31 is a portion in which the passage diameter is larger than that of the upstream exhaust pipe portion 32 and the downstream exhaust pipe portion 33.

また、同図に示すごとく、径大部３１は、セラミック触媒体１が挿入固定されている固定部３１１を有している。また、径大部３１は、上流排気管部３２と固定部３１１との間に上流テーパ部３１２を有している。上流テーパ部３１２は、その通路径が固定部３１１に近づくに従って徐々に大きくなっている。また、径大部３１は、固定部３１１と下流排気管部３３との間に下流テーパ部３１３を有している。下流テーパ部３１３は、その通路径が固定部３１１から遠ざかるに従って徐々に小さくなっている。 As shown in the figure, the large-diameter portion 31 has a fixing portion 311 in which the ceramic catalyst body 1 is inserted and fixed. The large diameter portion 31 has an upstream tapered portion 312 between the upstream exhaust pipe portion 32 and the fixed portion 311. The upstream taper portion 312 gradually increases as its passage diameter approaches the fixed portion 311. The large diameter portion 31 has a downstream taper portion 313 between the fixed portion 311 and the downstream exhaust pipe portion 33. The downstream taper portion 313 gradually decreases as the passage diameter moves away from the fixed portion 311.

なお、本例の排気管３において、径大部３１の最大通路径Ｘは、固定部３１１の通路径であり、１１０ｍｍである。また、上流排気管部３２及び下流排気管部３３の通路径Ｙは、４５ｍｍである。 In the exhaust pipe 3 of this example, the maximum passage diameter X of the large diameter portion 31 is the passage diameter of the fixed portion 311 and is 110 mm. The passage diameter Y of the upstream exhaust pipe portion 32 and the downstream exhaust pipe portion 33 is 45 mm.

また、図１、図２に示すごとく、セラミック触媒体１は、触媒を担持させる円柱形状のセラミック担体１１を有している。セラミック担体１１は、コーディエライトを主成分として構成されており、格子状に配設されたセル壁１２と、セル壁１２によって区画されている多数のセル１３とによって構成されたハニカム構造体である。また、セラミック担体１１は、その外周を円筒形状の外周壁１４により覆われている。
なお、本例のセラミック担体１１の外径は１０３ｍｍ、長さは１０５ｍｍである。また、外周壁１４の厚みは０．４ｍｍである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic catalyst body 1 has a cylindrical ceramic carrier 11 for supporting the catalyst. The ceramic carrier 11 is composed of cordierite as a main component, and is a honeycomb structure composed of cell walls 12 arranged in a lattice shape and a large number of cells 13 partitioned by the cell walls 12. is there. Further, the outer periphery of the ceramic carrier 11 is covered with a cylindrical outer peripheral wall 14.
The outer diameter of the ceramic carrier 11 of this example is 103 mm and the length is 105 mm. Moreover, the thickness of the outer peripheral wall 14 is 0.4 mm.

また、図２に示すごとく、セラミック担体１１は、径方向断面において、その円形断面を４分割するように設けられた２本の分割セル壁１２１、１２２を有している。分割セル壁１２１、１２２は、セラミック担体１１の中心Ｏにおいて直交するように形成されている。また、分割セル壁１２１、１２２以外のセル壁１２は、分割セル壁１２１、１２２のどちらか一方に対して線対称となるように放物線状に形成されている。その放物線は、分割セル壁１２１、１２２と外周壁１４とが交わる４つの交点Ｐ₁〜Ｐ₄に近づくに従って傾きが大きくなっている。 In addition, as shown in FIG. 2, the ceramic carrier 11 has two divided cell walls 121 and 122 provided so as to divide the circular cross section into four in the radial cross section. The divided cell walls 121 and 122 are formed so as to be orthogonal to the center O of the ceramic carrier 11. Further, the cell walls 12 other than the divided cell walls 121 and 122 are formed in a parabolic shape so as to be line-symmetric with respect to one of the divided cell walls 121 and 122. The parabola increases in inclination as it approaches _four intersections P _{1 to} P ₄ where the divided cell walls 121 and 122 and the outer peripheral wall 14 intersect.

また、同図に示すごとく、セラミック担体１１は、径方向断面において、中央部２１と中央部２１の周囲に配された外周部２２とを有している。ここで、中央部２１は、上流排気管部３２をセラミック担体１１の軸方向に投影した場合に、上流排気管部３２よりも内側の領域である（図１参照）。したがって、中央部２１の径Ｄは、上流排気管部３２の通路径Ｙと同じである。なお、図２では、中央部２１と外周部２２との境界線を点線で示してある。この点線は、上流排気管部３２をセラミック担体１１の軸方向に投影した位置を示している。 Moreover, as shown in the figure, the ceramic carrier 11 has a central portion 21 and an outer peripheral portion 22 arranged around the central portion 21 in the radial cross section. Here, the central portion 21 is a region inside the upstream exhaust pipe portion 32 when the upstream exhaust pipe portion 32 is projected in the axial direction of the ceramic carrier 11 (see FIG. 1). Therefore, the diameter D of the central portion 21 is the same as the passage diameter Y of the upstream exhaust pipe portion 32. In FIG. 2, the boundary line between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 is indicated by a dotted line. The dotted line indicates the position where the upstream exhaust pipe portion 32 is projected in the axial direction of the ceramic carrier 11.

また、同図に示すごとく、外周部２２全体の開口率は、中央部２１全体の開口率よりも大きくなっている。本例の中央部２１全体の開口率は８３％、外周部２２全体の開口率は８５％であり、外周部２２の開口率は、中央部２１の約１．０２倍である。
また、外周部２２は、部分的に見た開口率がセラミック担体１１の外周、つまり外周壁１４に近づくに従って徐々に大きくなっている。さらに、本例では、上述した形状のセル壁１２が形成されていることにより、部分的に見た開口率が中心Ｏから外周壁４に近づくに従って徐々に大きくなっている。 Further, as shown in the figure, the opening ratio of the entire outer peripheral portion 22 is larger than the opening ratio of the entire central portion 21. In this example, the opening ratio of the entire central portion 21 is 83%, the opening ratio of the entire outer peripheral portion 22 is 85%, and the opening ratio of the outer peripheral portion 22 is about 1.02 times that of the central portion 21.
In the outer peripheral portion 22, the partially viewed opening ratio gradually increases as it approaches the outer periphery of the ceramic carrier 11, that is, the outer peripheral wall 14. Furthermore, in this example, the cell wall 12 having the above-described shape is formed, so that the partially opened aperture ratio gradually increases from the center O toward the outer peripheral wall 4.

また、外周部２２の吸水率は、中央部２１の吸水率よりも大きくなっている。本例の中央部２１の吸水率は１９％、外周部２２の吸水率は２０％であり、中央部２１と外周部２２との吸水率の差は１％である。 Further, the water absorption rate of the outer peripheral portion 22 is larger than the water absorption rate of the central portion 21. In this example, the water absorption rate of the central portion 21 is 19%, the water absorption rate of the outer peripheral portion 22 is 20%, and the difference in water absorption between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 is 1%.

なお、吸水率は、以下のように測定した（ＪＡＳＯＭ５０５−８７に準拠）。
まず、中央部２１及び外周部２２を所定の大きさに切り出し、この試料を１５０℃、２時間の条件で乾燥させ、重量を測定する（乾燥重量Ｗ１）。次いで、セル１３が形成されている方向（セル方向）を垂直にして試料を常圧下３０℃の恒温水槽に１分間浸漬する。試料を取り出して軽く水切りをした後、再び上記恒温水槽に１分間浸漬する。その後、試料を再び取り出し、セル方向を垂直にして３０秒間放置する。 In addition, the water absorption was measured as follows (based on JASO M505-87).
First, the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 are cut into predetermined sizes, and the sample is dried at 150 ° C. for 2 hours, and the weight is measured (dry weight W1). Next, the direction in which the cells 13 are formed (cell direction) is vertical, and the sample is immersed in a constant temperature water bath at 30 ° C. for 1 minute under normal pressure. After taking out the sample and draining it lightly, it is immersed again in the above-mentioned constant temperature water bath for 1 minute. Thereafter, the sample is taken out again and left for 30 seconds with the cell direction vertical.

次いで、ワイヤメッシュ製コンベアにセル方向を垂直にして試料を載せ、コンベアの進行方向に垂直に往復運動するエアノズルの下を一回通過させ、セル１３内の水を除去する。その後、重量を測定する（吸水後重量Ｗ２）。そして、吸水率＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１の式によって中央部２１及び外周部２２の吸水率を求める。ここで、エアノズルの条件は、ノズルスロート径：４０ｍｍ、エアノズル流量：１１８Ｌ／ｍｉｎ、エアノズル位置：試料上端面から１２．７ｍｍ上方、エアノズル速度：４５サイクル／ｍｉｎである。また、コンベア移動速度は、３０．５ｃｍ／ｍｉｎである。 Next, the sample is placed on a wire mesh conveyor with the cell direction vertical, and is passed once under an air nozzle that reciprocates perpendicularly to the traveling direction of the conveyor to remove water in the cell 13. Thereafter, the weight is measured (weight W2 after water absorption). And the water absorption rate of the center part 21 and the outer peripheral part 22 is calculated | required by the formula of water absorption rate = 100x (W2-W1) / W1. Here, the air nozzle conditions are: nozzle throat diameter: 40 mm, air nozzle flow rate: 118 L / min, air nozzle position: 12.7 mm above the upper end surface of the sample, and air nozzle speed: 45 cycles / min. Moreover, the conveyor moving speed is 30.5 cm / min.

また、セラミック担体１１において、セル壁１２の壁面には、触媒（図示略）が担持されている。本例の触媒としては、Ｐｔ、Ｒｈを用いた。また、助触媒としては、ＣｅＯ₂、ＺｒＯ₂を用いた。
なお、触媒としては、上記以外にもＰｄ、Ｂａ、Ｋ等を用いることができる。 In the ceramic carrier 11, a catalyst (not shown) is supported on the wall surface of the cell wall 12. Pt and Rh were used as the catalyst in this example. Further, CeO ₂ and ZrO ₂ were used as the cocatalyst.
In addition to the above, Pd, Ba, K, etc. can be used as the catalyst.

次に、本例のセラミック触媒体１の製造方法について、簡単に説明する。
セラミック触媒体１を製造するに当たっては、製造工程そのものは従来と同様の工程を採用することができる。まず、セラミック担体１１を構成するコーディエライト原料をハニカム状に成形体として押出成形する。そして、その成形体を所定の長さに切断し、乾燥後、焼成する。これにより、セラミック担体１１を得る。
なお、押出成形を行う際の金型としては、セル壁１２の配設形状に対応する形状のスリット溝を設けた押出成形用金型（図示略）を用いた。上記スリット溝は、放電加工、レーザー加工等の方法により形成することができる。 Next, a method for manufacturing the ceramic catalyst body 1 of this example will be briefly described.
In manufacturing the ceramic catalyst body 1, the manufacturing process itself can adopt the same process as the conventional one. First, the cordierite raw material constituting the ceramic carrier 11 is extruded as a formed body in a honeycomb shape. Then, the molded body is cut into a predetermined length, dried and fired. Thereby, the ceramic carrier 11 is obtained.
In addition, as a metal mold | die at the time of performing extrusion molding, the metal mold | die for extrusion molding (not shown) provided with the slit groove | channel of the shape corresponding to the arrangement | positioning shape of the cell wall 12 was used. The slit groove can be formed by a method such as electric discharge machining or laser machining.

次に、得られたセラミック担体１１に触媒を担持する。
まず、助触媒としてのＣｅＯ₂／ＺｒＯ₂化合物を水中で撹拌しながら、触媒としてのＰｔ、Ｒｈを含有する硝酸薬液を添加した後、水分を蒸発させる。これにより、ＣｅＯ₂／ＺｒＯ₂化合物の表面にＰｔ、Ｒｈを担持させた担持粉末を得る。次いで、この担持粉末を２５０℃で１時間焼成し、上記担持粉末に含まれる硝酸塩を除去する。次いで、上記担持粉末にアルミナ、バインダ等を加えてスラリー状とし、ボールミルで処理することによりスラリーに含まれる粉末（例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、アルミナ、バインダ等）の粒径をそろえる。 Next, a catalyst is supported on the obtained ceramic carrier 11.
First, while stirring a CeO ₂ / ZrO ₂ compound as a promoter in water, a nitric acid chemical solution containing Pt and Rh as a catalyst is added, and then water is evaporated. As a result, a supported powder in which Pt and Rh are supported on the surface of the CeO ₂ / ZrO ₂ compound is obtained. Next, the supported powder is baked at 250 ° C. for 1 hour to remove nitrate contained in the supported powder. Next, alumina, binder, or the like is added to the supported powder to form a slurry, which is then processed with a ball mill to make the particle size of the powder (eg, Pt, Rh, alumina, binder, etc.) contained in the slurry uniform.

次いで、上記スラリーにセラミック担体１１を浸漬し、セラミック担体１１の表面に上記スラリーを付着させる。その後、セラミック担体１１を引き上げ、１２０℃で２０分間乾燥させ、５００℃で２時間焼成する。以上により、セラミック担体１１に触媒を担持させてなるセラミック触媒体１を得る。なお、本例のセラミック触媒体１は、セラミック担体１１の容積に対する触媒の担持量を２７０ｇ／Ｌとした。 Next, the ceramic carrier 11 is immersed in the slurry, and the slurry is attached to the surface of the ceramic carrier 11. Thereafter, the ceramic carrier 11 is pulled up, dried at 120 ° C. for 20 minutes, and fired at 500 ° C. for 2 hours. Thus, the ceramic catalyst body 1 in which the catalyst is supported on the ceramic carrier 11 is obtained. In the ceramic catalyst body 1 of this example, the supported amount of the catalyst with respect to the volume of the ceramic carrier 11 was 270 g / L.

次に、本例のセラミック触媒体１（本発明品Ｅ）について、図１に示すごとく、実際に排気ガス浄化用触媒として自動車エンジンの排気管３内に設置した場合における、セラミック担体１１の内部温度の分布を調べた。
セラミック担体１１の内部温度は、セラミック担体１１の両端面から軸方向に１０ｍｍの位置にそれぞれ熱電対を設けて測定を行った。測定箇所は、セラミック担体１１における中心Ｏ、外周壁１４における交点Ｐ₁、Ｐ₃、中心Ｏと交点Ｐ₁、Ｐ₃との中間点Ｍ₁、Ｍ₃の５点とした。 Next, as shown in FIG. 1, the ceramic catalyst body 1 of the present example (the product E of the present invention) was actually installed inside the exhaust pipe 3 of the automobile engine as an exhaust gas purifying catalyst. The temperature distribution was examined.
The internal temperature of the ceramic carrier 11 was measured by providing thermocouples at positions 10 mm in the axial direction from both end faces of the ceramic carrier 11. The measurement locations were the center O on the ceramic carrier 11, the intersections P ₁ and P _{3 on} the outer peripheral wall 14, and the intermediate points M ₁ and M ₃ between the center O and the intersections P ₁ and P ₃ .

また、比較のために、図３に示すごとく、全領域において開口率が同じ、つまり中央部９２１及び外周部９２２の開口率が同じセラミック担体９１１に触媒を担持してなる従来のセラミック触媒体９１（従来品Ｃ）を作製し、本発明品Ｅと同様の測定を行った。
なお、セラミック担体９１１は、四角形格子状に配設されたセル壁９１２と、セル壁９１２によって区画されている多数の四角形状のセル９１３とによって構成されており、セル壁９１２及びセル９１３は、規則正しく配設されている。また、セラミック担体９１１は、その外周を円筒形状の外周壁９１４により覆われている。 For comparison, as shown in FIG. 3, a conventional ceramic catalyst body 91 in which the catalyst is supported on a ceramic carrier 911 having the same opening ratio in all regions, that is, the opening ratios of the central portion 921 and the outer peripheral portion 922 are the same. (Conventional product C) was prepared, and the same measurement as that of the product E of the present invention was performed.
The ceramic carrier 911 includes cell walls 912 arranged in a quadrangular lattice shape and a large number of square cells 913 partitioned by the cell walls 912. The cell walls 912 and the cells 913 include: It is regularly arranged. Further, the outer periphery of the ceramic carrier 911 is covered with a cylindrical outer peripheral wall 914.

セラミック担体１１（９１１）の内部温度の測定結果を図４に示す。図４は、セラミック担体１１（９１１）における内部位置（Ｏ、Ｐ₁、Ｐ₃、Ｍ₁、Ｍ₃）と内部温度（℃）との関係を示したものである。
同図から知られるように、従来品Ｃは、中心Ｏと交点Ｐ₁、Ｐ₃との温度差の平均である温度差ΔＴが約１５０℃である。これに対して、本発明品Ｅは、温度差ΔＴが約５０℃と従来品Ｃに比べて非常に小さく、また内部温度の極端なばらつきもみられない。 The measurement result of the internal temperature of the ceramic carrier 11 (911) is shown in FIG. FIG. 4 shows the relationship between the internal position (O, P ₁ , P ₃ , M ₁ , M ₃ ) in the ceramic carrier 11 (911) and the internal temperature (° C.).
As can be seen from the figure, in the conventional product C, the temperature difference ΔT, which is the average of the temperature differences between the center O and the intersections P ₁ and P ₃ , is about 150 ° C. On the other hand, the product E of the present invention has a temperature difference ΔT of about 50 ° C., which is much smaller than that of the conventional product C, and there is no extreme variation in internal temperature.

以上の結果から、本発明品Ｅであるセラミック触媒体１は、従来品Ｃに比べて、中心Ｏと外周壁１４（交点Ｐ₁、Ｐ₃）との温度差ΔＴを小さくすることができると共に、セラミック担体１１の内部温度のばらつきを小さくすることができるということわかる。 From the above results, the ceramic catalyst body 1 which is the product E of the present invention can reduce the temperature difference ΔT between the center O and the outer peripheral wall 14 (intersection points P ₁ and P ₃ ) as compared with the conventional product C. It can be seen that the variation in the internal temperature of the ceramic carrier 11 can be reduced.

次に、本例のセラミック触媒体１（本発明品Ｅ）における作用効果について説明する。
本例のセラミック触媒体１において、セラミック担体１１の中央部２１は、上流排気管部３２をセラミック担体１１の軸方向に投影した場合に、上流排気管部３２よりも内側の領域である。そのため、中央部２１の周囲に配された外周部２２は、排気管３の通路径を上流排気管３２から拡大させた部分、つまり上流排気管部３２からの排気ガスが中央部２１よりも流入し難い部分に配置される。 Next, the effect in the ceramic catalyst body 1 (this invention product E) of this example is demonstrated.
In the ceramic catalyst body 1 of this example, the central portion 21 of the ceramic carrier 11 is a region inside the upstream exhaust pipe portion 32 when the upstream exhaust pipe portion 32 is projected in the axial direction of the ceramic carrier 11. Therefore, the outer peripheral portion 22 arranged around the central portion 21 is a portion in which the passage diameter of the exhaust pipe 3 is enlarged from the upstream exhaust pipe 32, that is, exhaust gas from the upstream exhaust pipe portion 32 flows in from the central portion 21. It is placed in a difficult part.

本例のセラミック触媒体１では、上述したような排気ガスの流入し難い部分に配置される外周部２２全体の開口率を、中央部２１全体の開口率よりも大きくしてある。そのため、外周部２２の通気抵抗は、中央部２１の通気抵抗よりも小さくなり、セラミック担体１１に流入する排気ガスは、通気抵抗のより小さな外周部２２に流れ易くなる。これにより、セラミック触媒体１は、セラミック担体１１の外周部２２をより早く昇温させることができると共に、外周部２２に担持された触媒をより早く活性化することができる。 In the ceramic catalyst body 1 of the present example, the aperture ratio of the entire outer peripheral portion 22 arranged in the portion where exhaust gas hardly flows as described above is made larger than the aperture ratio of the entire central portion 21. Therefore, the ventilation resistance of the outer peripheral portion 22 is smaller than the ventilation resistance of the central portion 21, and the exhaust gas flowing into the ceramic carrier 11 easily flows to the outer peripheral portion 22 having a lower ventilation resistance. Thereby, the ceramic catalyst body 1 can raise the temperature of the outer peripheral portion 22 of the ceramic carrier 11 more quickly, and can activate the catalyst carried on the outer peripheral portion 22 more quickly.

また、セラミック触媒体１は、セラミック担体１１の外周部２２に排気ガスを流れ易くすることにより、セラミック担体１１全体における排気ガスの流通量の偏りを低減することができる。そして、セラミック担体１１の中心Ｏと外周壁１４との温度差ΔＴ及び内部温度のばらつきを小さくすることができる。これにより、セラミック触媒体１は、セラミック担体１１に担持されている触媒を全体的に効率よく早期に活性化することができる。 Further, the ceramic catalyst body 1 can reduce the deviation of the flow rate of the exhaust gas in the entire ceramic carrier 11 by facilitating the flow of the exhaust gas to the outer peripheral portion 22 of the ceramic carrier 11. And the temperature difference (DELTA) T of the center O of the ceramic support | carrier 11 and the outer peripheral wall 14 and the dispersion | variation in internal temperature can be made small. As a result, the ceramic catalyst body 1 can activate the catalyst supported on the ceramic carrier 11 as a whole efficiently and quickly.

また、セラミック触媒体１では、外周部２２の吸水率を中央部２１の吸水率よりも大きくしてある。そのため、セラミック担体１１に触媒を担持させる際に、中央部２１と外周部２２とのセル幅（セル１３の間隔）の違いによって生じる触媒の担持量の差を調整することができる。これにより、セル１３における触媒の目詰まりを防止することができ、触媒を均一に担持することができる。それ故に、セラミック触媒体１は、触媒による排気ガス浄化性能のばらつきの少ない、優れたものとなる。 Further, in the ceramic catalyst body 1, the water absorption rate of the outer peripheral portion 22 is made larger than the water absorption rate of the central portion 21. Therefore, when the catalyst is supported on the ceramic carrier 11, it is possible to adjust the difference in the amount of the catalyst that is caused by the difference in the cell width (interval between the cells 13) between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22. Thereby, clogging of the catalyst in the cell 13 can be prevented, and the catalyst can be supported uniformly. Therefore, the ceramic catalyst body 1 is excellent with little variation in the exhaust gas purification performance of the catalyst.

また、本例では、外周部２２全体の開口率は、中央部２１全体の開口率の約１．０２倍である。そのため、外周部２２に排気ガスを流れ易くする効果をより一層得ることができる。
また、外周部２２は、部分的に見た開口率がセラミック担体１１の外周に近づくに従って徐々に大きくなる。外周部２２は、セラミック担体１１の外周に近づくに従って排気ガスが流れ難い。そのため、このように外周部２２の開口率をセラミック担体１１の外周に近づくに従って大きくすることによって、外周部２２全体に効率よく排気ガスを流入させることができる。これにより、外周部２２においても、排気ガスの流通量の偏りが低減され、内部温度のばらつきが小さいものとなり、セラミック担体１１全体における触媒の早期活性化をさらに図ることができる。 In this example, the opening ratio of the entire outer peripheral portion 22 is about 1.02 times the opening ratio of the entire central portion 21. Therefore, the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion 22 can be further obtained.
In addition, the outer peripheral portion 22 gradually increases as the partially opened aperture ratio approaches the outer periphery of the ceramic carrier 11. The exhaust gas hardly flows through the outer peripheral portion 22 as it approaches the outer periphery of the ceramic carrier 11. Therefore, by increasing the aperture ratio of the outer peripheral portion 22 as it approaches the outer periphery of the ceramic carrier 11, exhaust gas can be efficiently introduced into the entire outer peripheral portion 22. Thereby, also in the outer peripheral part 22, the deviation | shift of the distribution | circulation amount of exhaust gas is reduced, the dispersion | variation in internal temperature becomes small, and the early activation of the catalyst in the whole ceramic support | carrier 11 can further be aimed at.

また、セラミック担体１１は、コージェライトよりなる。すなわち、セラミック担体１１として熱膨張係数の低いコーディエライトを用いることにより、耐熱衝撃性に優れたセラミック触媒体１となる。耐熱衝撃性に優れたセラミック触媒体１は、熱応力による割れ等の発生を抑制することができる。また、コーディエライトは高温耐久性に優れる材料である。したがって、担持されている触媒の性能を長期に渡り維持することができる。さらに、コーディエライトは安価であり、製造コストの低減を実現することができる。 The ceramic carrier 11 is made of cordierite. That is, by using cordierite having a low thermal expansion coefficient as the ceramic carrier 11, the ceramic catalyst body 1 having excellent thermal shock resistance is obtained. The ceramic catalyst body 1 excellent in thermal shock resistance can suppress the occurrence of cracks due to thermal stress. Cordierite is a material with excellent high-temperature durability. Therefore, the performance of the supported catalyst can be maintained for a long time. Furthermore, cordierite is inexpensive and can reduce manufacturing costs.

このように、本例のセラミック触媒体１は、セラミック担体１１の外周部２２に排気ガスを流れ易くすることができると共に触媒の目詰まりを防止することができる構造である。また、セラミック担体１１全体における触媒の早期活性化を図ることができ、優れた排気ガス浄化性能を有するものとなる。 Thus, the ceramic catalyst body 1 of the present example has a structure that can easily flow the exhaust gas to the outer peripheral portion 22 of the ceramic carrier 11 and prevent clogging of the catalyst. In addition, the catalyst can be activated early in the entire ceramic carrier 11, and the exhaust gas purifying performance is excellent.

（実施例２）
本例は、実施例１のセラミック触媒体１において、セラミック担体１１の中央部２１と外周部２２との開口率の差を変化させた場合における、中心Ｏと外周壁１４との温度差ΔＴを調べたものである。 (Example 2)
In this example, in the ceramic catalyst body 1 of Example 1, the temperature difference ΔT between the center O and the outer peripheral wall 14 when the difference in the opening ratio between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 of the ceramic carrier 11 is changed. It has been investigated.

本例では、外周部２２の開口率が中央部２１の開口率に対してどれだけ大きいかということを表す開口率比を０〜３％の範囲で変化させ、それぞれの温度差ΔＴを測定した。なお、開口率比（％）は、中央部２１の開口率をＡ、外周部２２の開口率をＢとした場合に、１００×（Ｂ−Ａ）／Ａの式で表される。また、セラミック担体１１の内部温度の測定は、実施例１と同様である。 In this example, the aperture ratio that represents how much the aperture ratio of the outer peripheral portion 22 is larger than the aperture ratio of the central portion 21 is changed in the range of 0 to 3%, and each temperature difference ΔT is measured. . Note that the aperture ratio (%) is expressed by an expression of 100 × (B−A) / A, where A is the aperture ratio of the central portion 21 and B is the aperture ratio of the outer peripheral portion 22. Further, the measurement of the internal temperature of the ceramic carrier 11 is the same as in the first embodiment.

温度差ΔＴの測定結果を図５に示す。図５は、開口率比（％）と温度差ΔＴ（℃）との関係を示したものである。
同図から知られるように、開口率比が大きくなればなるほど、温度差ΔＴは小さくなる傾向にあることがわかる。例えば、セラミック触媒体１を自動車エンジンの排気ガス浄化用触媒として用いる場合には、この温度差ΔＴを１００℃以下とすることが望ましい。そのため、開口率比は、１％以上であることが好ましい。すなわち、外周部２２の開口率が中央部２１の開口率の１．０１倍以上であることが好ましい。 The measurement result of the temperature difference ΔT is shown in FIG. FIG. 5 shows the relationship between the aperture ratio (%) and the temperature difference ΔT (° C.).
As can be seen from the figure, the temperature difference ΔT tends to decrease as the aperture ratio increases. For example, when the ceramic catalyst body 1 is used as an exhaust gas purification catalyst for an automobile engine, the temperature difference ΔT is desirably set to 100 ° C. or less. Therefore, the aperture ratio is preferably 1% or more. That is, it is preferable that the aperture ratio of the outer peripheral portion 22 is 1.01 or more times the aperture ratio of the central portion 21.

（実施例３）
本例は、実施例１のセラミック触媒体１において、セラミック担体１１における中央部２１及び外周部２２のセル１３の形状や大きさを変化させた場合の例である。以下、図６〜図１１を用いて説明する。 (Example 3)
This example is an example in which the shape and size of the cell 13 in the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 of the ceramic carrier 11 are changed in the ceramic catalyst body 1 of the first embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.

図６、図７は、中央部２１及び外周部２２のセル１３はいずれも四角形状であり、外周部２２のセル１３の開口面積が、中央部２１のセル１３の開口面積に比べて大きい例である。この場合には、外周部２２に排気ガスを流れ易くする効果を充分に得ることができる。
図８、図９は、中央部２１のセル１３は四角形状であり、外周部２２のセル１３が六角形状である例である。六角形状のセル１３は、四角形状のセル１３よりも通気抵抗が小さい。そのため、外周部２２に排気ガスを流れ易くする効果を充分に得ることができる。 6 and 7, the cells 13 in the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 are both rectangular, and the opening area of the cell 13 in the outer peripheral portion 22 is larger than the opening area of the cell 13 in the central portion 21. It is. In this case, the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion 22 can be sufficiently obtained.
8 and 9 are examples in which the cell 13 in the central portion 21 has a quadrangular shape and the cell 13 in the outer peripheral portion 22 has a hexagonal shape. The hexagonal cell 13 has a lower airflow resistance than the square cell 13. Therefore, the effect of facilitating the flow of exhaust gas to the outer peripheral portion 22 can be sufficiently obtained.

図１０、図１１は、外周部２２の開口率がセラミック担体１１の外周壁１４に近づくに従って徐々に大きくなる例である。本例においては、中央部２１のセル１３は四角形状であり、外周部２２のセル１３は外周壁１４に近づくに従ってセル１３の開口面積が大きくなるように放射状に設けられている。外周部２２は、セラミック担体１１の外周壁１４に近づくに従って排気ガスが流れ難くなる。そのため、このように外周部２２の開口率を外周壁１４に近づくに従って大きくすることによって、外周部２２全体に効率よく排気ガスを流入させることができる。これにより、外周部２２における排気ガスの流通量の偏り及び内部温度のばらつきが低減され、セラミック担体１１全体における触媒の早期活性化をさらに図ることができる。 10 and 11 are examples in which the aperture ratio of the outer peripheral portion 22 gradually increases as the outer peripheral wall 14 of the ceramic carrier 11 is approached. In this example, the cells 13 in the central portion 21 are rectangular, and the cells 13 in the outer peripheral portion 22 are provided radially such that the opening area of the cells 13 increases as the outer peripheral wall 14 is approached. As the outer peripheral portion 22 approaches the outer peripheral wall 14 of the ceramic carrier 11, the exhaust gas hardly flows. Therefore, by increasing the aperture ratio of the outer peripheral portion 22 as approaching the outer peripheral wall 14 in this way, exhaust gas can be efficiently introduced into the entire outer peripheral portion 22. Thereby, the deviation of the flow rate of the exhaust gas in the outer peripheral portion 22 and the variation in the internal temperature are reduced, and the early activation of the catalyst in the entire ceramic carrier 11 can be further promoted.

また、図６、図８、図１０では、中央部２１と外周部２２との間に、両者を隔てる内周壁１５が設けてある。中央部２１と外周部２２とを内周壁１５を介して接合することにより、両者の間の接合強度を向上させることができる。また、これにより、セラミック担体１１全体の強度を向上させることができる。 In FIGS. 6, 8, and 10, an inner peripheral wall 15 is provided between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 to separate them. By joining the center part 21 and the outer peripheral part 22 via the inner peripheral wall 15, the joint strength between them can be improved. Thereby, the strength of the entire ceramic carrier 11 can be improved.

これに対して、図７、図９、図１１は、中央部２１と外周部２２との間に、内周壁１５を設けない構成である。これらは、中央部２１と外周部２２との境界において、両者のセル壁１２が途切れることなく、セル壁１２同士をしっかりと接合することにより、両者の間の接合強度及びセラミック担体１１全体の強度を確保している。 On the other hand, FIGS. 7, 9, and 11 are configurations in which the inner peripheral wall 15 is not provided between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22. These are obtained by firmly joining the cell walls 12 at the boundary between the central portion 21 and the outer peripheral portion 22 without disconnecting the cell walls 12 from each other, and the strength of the entire ceramic carrier 11. Is secured.

実施例１における、排気管内に設置されたセラミック触媒体を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a ceramic catalyst body installed in the exhaust pipe in Example 1. 実施例１における、セラミック触媒体の径方向断面を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a radial cross section of the ceramic catalyst body in Example 1. 実施例１における、従来品のセラミック触媒体の径方向断面を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施例１における、内部位置と内部温度との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between an internal position and internal temperature in Example 1. FIG. 実施例２における、開口率比と温度差との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between an aperture ratio ratio and a temperature difference in Example 2. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG. 実施例３における、中央部及び外周部のセル形状を変更した例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example which changed the cell shape of the center part and outer peripheral part in Example 3. FIG.

Explanation of symbols

１セラミック触媒体
１１セラミック担体
１２セル壁
１３セル
２１中央部
２２外周部
３排気管
３１径大部
３２上流排気管部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic catalyst body 11 Ceramic carrier 12 Cell wall 13 Cell 21 Center part 22 Outer peripheral part 3 Exhaust pipe 31 Large diameter part 32 Upstream exhaust pipe part

Claims

In the ceramic catalyst body for the exhaust gas purification catalyst installed in the large diameter portion in which the passage diameter in the exhaust pipe through which the exhaust gas of the internal combustion engine passes is larger than the upstream side,
The ceramic catalyst body comprises a catalyst supported on a ceramic carrier provided with a large number of cells surrounded by a honeycomb-shaped cell wall,
The ceramic carrier has a central portion that is a region inside the upstream exhaust pipe portion when the upstream exhaust pipe portion provided immediately above the large-diameter portion of the exhaust pipe is projected in the axial direction of the ceramic carrier. And an outer peripheral portion arranged around the central portion,
The ceramic catalyst body, wherein an opening ratio of the outer peripheral portion is larger than an opening ratio of the central portion, and a water absorption rate of the outer peripheral portion is larger than a water absorption rate of the central portion.

2. The ceramic catalyst body according to claim 1, wherein an opening ratio of the outer peripheral portion is 1.01 times or more of an opening ratio of the central portion.

In Claim 1 or 2, the shape of the cell in the central portion and the outer peripheral portion is a square shape, and the opening area of the cell in the outer peripheral portion is larger than the opening area of the cell in the central portion. A ceramic catalyst body characterized by the above.

3. The ceramic catalyst body according to claim 1, wherein the shape of the cell in the central portion is a quadrangular shape, and the shape of the cell in the outer peripheral portion is a hexagonal shape.

5. The ceramic catalyst body according to claim 1, wherein an opening ratio of the outer peripheral portion gradually increases toward the outer periphery of the ceramic carrier.

The ceramic catalyst body according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner peripheral wall is provided between the central portion and the outer peripheral portion to separate them.

The ceramic catalyst body according to any one of claims 1 to 6, wherein the ceramic carrier is made of cordierite.