KR101427933B1

KR101427933B1 - 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치

Info

Publication number: KR101427933B1
Application number: KR1020120157475A
Authority: KR
Inventors: 윤기영; 인치범
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-08-11
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103912343B; KR20140087366A; CN103912343A; US9371757B2; US20140186227A1; DE102013108183A1

Abstract

본 발명은 시동 초기에 다량으로 발생하는 탄화수소를 포함하는 유해물질을 효과적으로 정화할 수 있는 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 내연 기관의 촉매 장치는 배기 가스가 유입되는 일단과 막혀 있는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 입구 채널; 막혀 있는 일단과 배기 가스가 유출되는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 출구 채널; 그리고 이웃하는 상기 입구 채널과 출구 채널 사이의 경계를 정의하며, 입구 채널의 배기 가스가 출구 채널로 흘러가도록 하는 월;을 포함하며, 상기 월은 일단부에 형성되며 삼원촉매층으로 이루어지는 단층부와, 상기 단층부 외의 부분이며 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층으로 이루어지는 다층부를 포함할 수 있다.

Description

내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치{CATALYTIC CONVERTER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND APPARATUS OF PURIFYING EXHAUST GAS PROVIDED WITH THE SAME}

본 발명은 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치에 관한 것으로, 시동 초기에 다량으로 발생하는 탄화수소를 포함하는 유해물질을 효과적으로 정화할 수 있는 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.

최근에는 내연기관에서 연비 및 성능을 개선하기 위하여 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection; GDI) 엔진의 사용이 늘어나고 있다. 일반적인 가솔린 엔진은 연료(가솔린)를 흡기 매니폴드에 분사하여 흡기와의 혼합을 통해 혼합기를 생성한 후 상기 혼합기를 연소실에 분사하나, GDI 엔진은 가솔린을 연소실에 직접 분사하는 연료 분사 방식을 채택하고 있다.

이러한 GDI 엔진은 점화 플러그 주위의 공연비를 농후하게 하므로 희박한 공연비에서도 엔진의 작동이 가능한 장점이 있으나, 연료를 연소실에 직접 분사하므로 연료와 흡기가 충분히 섞이지 못하고 연소실 내에 불완전 연소 구간이 증대하는 단점이 있을 수 있다. 이러한 불완전 연소 구간의 증대에 따라 입자상 물질의 증대 및 배기가스에 포함된 유해물질의 증대 등의 문제점이 있을 수 있다.

최근에는 가솔린 직접 분사 엔진이 장착된 차량의 배기 파이프에 매연 필터를 장착하는 기술이 개발되고 있으며, 또한 기존의 가솔린 엔진에 사용되는 삼원촉매 외에 추가적인 촉매 장치를 장착하는 기술이 개발되고 있다.

그러나, 배기 파이프에 추가적인 촉매 장치를 부착하더라도, 냉 시동시와 같이 배기 가스의 온도가 낮아 촉매의 활성화 온도에 도달하기 전에는 배기 가스에 포함된 유해한 물질을 제거하기가 어려운 문제점이 있었다. 특히, 탄화수소와 같은 물질은 시동 초기에 다량으로 발생하는데, 시동 초기에 다량으로 발생한 탄화수소는 촉매 장치에서 정화되지 못하고 그대로 차량 외부로 배출되는 문제점이 있었다.

더 나아가, 시동 초기에 배기 가스가 정화되지 못하고 그대로 차량 외부로 배출되는 현상은 가솔린 직접 분사 엔진을 포함한 대부분의 내연 기관이 가지고 있는 문제점이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 삼원촉매층이 활성화 온도에 도달하기 전까지 단열층이 탄화수소 트랩층의 온도 상승을 지연하여 시동 초기에 탄화수소를 포함하는 유해물질을 효과적으로 정화할 수 있는 내연 기관의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 내연 기관의 촉매 장치는 배기 가스가 유입되는 일단과 막혀 있는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 입구 채널; 막혀 있는 일단과 배기 가스가 유출되는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 출구 채널; 그리고 이웃하는 상기 입구 채널과 출구 채널 사이의 경계를 정의하며, 입구 채널의 배기 가스가 출구 채널로 흘러가도록 하는 월;을 포함하며, 상기 월은 일단부에 형성되며 삼원촉매층으로 이루어지는 단층부와, 상기 단층부 외의 부분이며 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층으로 이루어지는 다층부를 포함할 수 있다.

상기 다층부의 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층은 입구채널로부터 출구채널을 향하여 단열층, 탄화수소 트랩층, 그리고 삼원촉매층의 순서로 배치되어 있을 수 있다.

상기 단열층은 수분 흡착을 통해 배기 가스의 열이 탄화수소 트랩층으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상기 단층부의 길이는 상기 월의 길이의 10% ~ 50% 이고, 상기 다층부의 길이는 상기 월의 길이의 50% ~ 90%일 수 있다.

상기 촉매 장치는 촉매가 코팅된 매연 필터(catalyzed particulate filter)일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 연소실에 유입된 연료와 공기를 태워 동력을 생성하는 엔진; 상기 엔진에서 발생된 배기 가스가 흘러가는 배기 파이프; 상기 엔진의 후단 배기 파이프에 장착되어 있으며, 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 제1삼원촉매; 그리고 상기 제1삼원촉매의 후단 배기 파이프에 장착되어 있으며, 상기 제1삼원촉매에서 제거되지 않은 배기 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 촉매 장치;를 포함하며, 상기 촉매 장치는 배기 가스가 유입되는 일단과 막혀 있는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 입구 채널과, 막혀 있는 일단과 배기 가스가 유출되는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 출구 채널과, 그리고 이웃하는 상기 입구 채널과 출구 채널 사이의 경계를 정의하며, 입구 채널의 배기 가스가 출구 채널로 흘러가도록 하는 월을 포함하며, 상기 월은 일단부에 형성되며 삼원촉매층으로 이루어지는 단층부와, 상기 단층부 외의 부분이며 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층으로 이루어지는 다층부를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 삼원촉매층이 활성화 온도에 도달하기 전까지 단열층이 탄화수소 트랩층의 온도 상승을 지연하므로 시동 초기에 탄화수소를 포함하는 유해물질을 효과적으로 정화할 수 있다.

또한, 매연 필터에 삼원촉매층, 단열층, 탄화수소 트랩층으로 코팅하므로 유해질의 정화 효율을 더욱 향상시키고 입자상 물질의 배출을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치에서 단층부 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치에서 다층부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다층부에서 시간에 따른 삼원촉매층과 탄화수소 트랩층의 온도 변화를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 엔진(10), 배기 파이프(20), 제1삼원촉매장치(30), 그리고 촉매 장치(40)를 포함한다.

엔진(10)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(10)은 연료와 공기가 유입되는 다수의 연소실(11)과, 상기 연소실(11) 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 엔진(10)은 흡기 매니폴드(15)에 연결되어 연소실(11) 내부로 공기를 유입 받으며, 배기 매니폴드(17)에 연결되어 연소 과정에서 발생한 배기 가스는 배기 매니폴드(17)에 모인 후 엔진(10) 외부로 배출되게 된다. 상기 연소실(11)에는 연료를 그 내부로 직접 분사하기 위한 인젝터(13)가 장착될 수 있다.

본 명세서에서는 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection; GDI) 엔진을 예를 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지는 않는다. 가솔린 직접 분사 엔진 외에 다른 가솔린 엔진도 사용될 수 있음은 당연하다 할 것이다. 이 경우, 인젝터는 흡기 매니폴드(15) 또는 흡기 파이프에 장착되어 연료를 분사한다.

또한, 디젤 엔진도 사용될 수 있다. 이 경우, 연소실(11)에는 점화 장치가 장착되지 않을 수 있다.

배기 파이프(20)는 상기 배기 매니폴드(17)에 연결되어 배기 가스를 차량의 외부로 배출시킨다. 상기 배기 파이프(20) 상에는 제1삼원촉매장치(30)와 촉매 장치(40)가 장착되어 배기 가스에 포함된 탄화수소, 일산화탄소 그리고 질소산화물 등을 제거한다.

상기 제1삼원촉매장치(30)는 상기 엔진(10) 후단의 배기 파이프(20) 상에 장착되어 있으며, 엔진(10)으로부터 배출되는 배기 가스에 포함된 유해물질을 산화-환원 반응을 통하여 제거한다. 일반적으로, 제1삼원촉매장치(30)는 배기 가스에 포함된 3개의 유해물질(CO, HC, NOx)을 산화-환원 반응을 통해 무해한 가스(CO2, H2O, N2)로 변환시킨다. 상기 제1삼원촉매장치(30)에는 세리아 등의 산소저장물질과, 팔라듐 및 백금 등과 같은 산화 촉매와, 로듐 등과 같은 환원 촉매가 코팅되어 있으며, 이에 대한 구성은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

촉매 장치(40)는 상기 제1삼원촉매장치(30)의 후단 배기 파이프(20) 상에 장착되어 있다. 상기 촉매 장치(40)는 제1삼원촉매장치(30)를 통과한 배기 가스에 남아 있는 탄화수소, 일산화탄소 및 질소산화물을 제거하도록 되어 있다. 또한, 상기 촉매 장치(40)는 촉매가 코팅된 매연 필터(catalyzed particulate filter)일 수 있다. 이 경우, 상기 촉매 장치(40)는 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집할 수 있다.

이하, 상기 촉매 장치(40)의 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치에서 단층부 도시한 개략적인 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치에서 다층부를 도시한 개략적인 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치(40)는 그 내부에 형성된 복수개의 채널(42, 44)을 포함한다. 상기 채널(42, 44)은 입구 채널(42), 출구 채널(44)로 대분된다.

입구 채널(42)은 제1삼원촉매장치(30)를 통과한 배기 가스가 유입되는 채널이다. 이를 위하여, 입구 채널(42)은 일단(도면에서 좌측단)이 열려 있고 타단(도면에서 우측단)이 채널 플러그에 의하여 막혀 있다.

출구 채널(44)은 촉매 장치(40) 내의 배기 가스가 배기 파이프(20)로 흘러가는 채널이다. 이를 위하여, 출구 채널(44)은 일단(도면에서 좌측단)이 채널 플러그(78)에 의하여 막혀 있고 타단(도면에서 우측단)이 열려 있다.

상기 입구 채널(42)과 출구 채널(44)은 대체적으로 평행하게 형성되어 있다. 이웃하는 입구 채널(42)과 출구 채널(44) 사이에는 월(50)이 형성되어 입구 채널(42)과 출구 채널(44)의 경계를 정의한다. 상기 월(50)은 다공성 재질로 형성되어 있어 배기 가스는 통과하지만 배기 가스에 포함된 입자상 물질은 통과하지 못한다. 따라서, 배기 가스는 입구 채널(42)을 통하여 촉매 장치(40) 내에 유입되고 월(50)을 관통한 후 출구 채널(44)을 통하여 촉매 장치(40)의 외부로 유출되게 된다. 이 과정에서 입자상 물질은 입구 채널(44)의 타단부에 포집되게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 월(50)은 단층부(52)와 다층부(54)를 포함한다.

상기 단층부(52)는 상기 촉매 장치(40)의 일단부에 배치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단층부(52)는 삼원촉매층으로 이루어진다. 즉, 상기 단층부(52)에는 삼원촉매가 코팅되어 있다. 상기 삼원촉매층은 상기 제1삼원촉매장치(30)와 유사하게 배기 가스에 포함된 3개의 유해물질(CO, HC, NOx)을 산화-환원 반응을 통해 무해한 가스(CO2, H2O, N2)로 변환시킨다. 상기 삼원촉매층에는 세리아 등의 산소저장물질과, 팔라듐 및 백금 등과 같은 산화 촉매와, 로듐 등과 같은 환원 촉매가 코팅되어 있으며, 이에 대한 구성은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 다층부(54)는 상기 단층부(52) 외의 부분이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 단열층(62), 탄화수소 트랩층(64) 및 삼원촉매층(66)이 순차적으로 형성되어 있다.

단열층(62)은 상기 입구 채널(42)에 근접하여 배치되며, 수분 흡착을 통해 배기 가스의 열이 탄화수소 트랩층(64)으로 전달되는 것을 방지한다. 즉, 상기 단열층(62)에는 수분이 흡착되어 있으며, 차량이 시동되어 배기 가스의 온도가 상승하면 상기 수분은 배기 가스의 열에 의하여 기화된다. 따라서, 탄화수소 트랩층(64)의 온도 상승을 억제한다. 상기 단열층(62)에는 수분 흡착을 통해 단열 기능을 수행할 수 있는 촉매, 예를 들어, 수분 흡착이 가능한 제올라이트 성분을 함유한 촉매가 코팅될 수 있다.

탄화수소 트랩층(64)은 베타 제올라이트, A-타입 제올라이트, X-타입 제올라이트, ZSM-5, USY 등으로 제작될 수 있다. 상기 탄화수소 트랩층(64)은 배기 가스의 온도가 낮은 경우(약 150℃ 이하)에는 배기 가스에 포함된 탄화수소를 흡장하며, 배기 가스의 온도가 높은 경우에는 상기 흡장한 탄화수소를 탈착한다. 즉, 상기 탄화수소 트랩층(64)은 시동 초기와 같이 배기 가스의 온도가 낮아 단층부(52)의 삼원촉매층과 다층부(54)의 삼원촉매층(66) 등이 활성화되지 못한 경우 배기 가스에 포함된 탄화수소를 잡아 둔다. 따라서, 시동 초기에 정화되지 못한 탄화수소가 차량 외부로 배출되는 것을 방지한다. 상기 탄화수소 트랩층(64)은 단열층(62)과 삼원촉매층(66) 사이에 배치된다.

상기 삼원촉매층(66)은 상기 출구 채널(44)에 근접하여 배치된다. 상기 삼원촉매층은 상기 제1삼원촉매장치(30)와 유사하게 배기 가스에 포함된 3개의 유해물질(CO, HC, NOx)을 산화-환원 반응을 통해 무해한 가스(CO2, H2O, N2)로 변환시킨다. 상기 삼원촉매층(66)에는 세리아 등의 산소저장물질과, 팔라듐 및 백금 등과 같은 산화 촉매와, 로듐 등과 같은 환원 촉매가 코팅되어 있으며, 이에 대한 구성은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제올라이트 성분의 부피 밀도가 삼원촉매의 부피 밀도보다 낮으므로, 상기 단층부(52)의 길이는 상기 월(50)의 길이의 10% ~ 50%이고, 상기 다층부(54)의 길이는 상기 월(50)의 길이의 50% ~ 90%일 수 있다. 이 경우, 유사한 질량의 제올라이트 성분과 삼원촉매가 월(50)에 코팅되어 단열층(62)과 탄화수소 트랩층(64)의 기능이 극대화될 수 있다.

또한, 단열층(52)이 없는 단층부(52)를 촉매 장치(40)에 유입되는 배기 가스에 가깝게 배치함으로써, 활성화 온도까지 삼원촉매층(단층부(52))의 온도 상승이 늦추어지는 것을 방지한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 촉매 장치의 작동을 상세히 설명하기로 한다.

차량이 시동되면, 엔진(10)은 배기 가스를 배출하고 상기 배기 가스는 제1삼원촉매장치(30)를 통해 촉매 장치(40)에 유입된다. 촉매 장치(40)에 유입된 배기 가스는 단층부(52)의 삼원촉매층의 온도를 상승시키고, 월(50)을 통해 출구 채널(44)로 이동한다. 또한, 상기 배기 가스는 출구 채널(44)에서 이동하며 다층부(54)의 삼원촉매층(66)의 온도를 상승시킨다. 이 때, 다층부(54)에 근접한 입구 채널(42)을 지나가는 배기 가스는 다열층(62)에 흡착된 수분을 기화시키고 이 과정에서 온도가 낮아지게 된다. 상기 온도가 낮아진 배기 가스는 월(50)을 통해 출구 채널(44)로 이동하지만 탄화수소 트랩층(64)의 온도를 빠르게 상승시키지는 못한다. 따라서, 배기 가스에 포함된 탄화수소는 탄화수소 트랩층(64)에 흡착되게 된다.

그 후, 배기 가스가 계속 지나감에 따라 제1삼원촉매장치(30)가 활성화 온도에 도달하면, 촉매 반응에 의하여 배기 가스의 온도는 급속히 올라가게 된다. 온도가 상승된 배기 가스는 단층부(52)의 삼원촉매층의 온도도 활성화 온도까지 상승시키고, 단층부(52)의 촉매 반응에 의하여 배기 가스의 온도는 더욱 상승하게 된다.

이 때, 다층부(54)의 탄화수소 트랩(64)은 단열층(62)에 의하여 온도가 서서히 상승하게 된다.

그 후, 탄화수소 트랩(64)의 온도가 탈착 온도(예를 들어, 150℃)에 도달하면, 탄화수소 트랩(64)은 흡장된 탄화수소를 탈착하기 시작한다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 삼원촉매층(66)의 온도는 활성화 온도(예를 들어, 350℃)에 도달한다. 따라서, 삼원촉매층(66)은 탈착된 탄화수소를 산화시키고, 일산화탄소와 질소산화물도 제거한다.

앞에서 언급한 바와 같이, 단열층(62)은 삼원촉매층(66)의 온도가 활성화 온도에 도달하기 전까지 탄화수소 트랩층(64)의 온도가 탈착 온도에 도달하지 못하도록 한다. 따라서, 탄화수소 트랩층(64)이 탄화수소를 탈착하기 시작하면 삼원촉매층(66)이 활성화 온도에 도달하여 탈착된 탄화수소를 산화할 수 있다. 따라서, 배기 가스의 정화 효율이 향상된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

배기 가스가 유입되는 일단과 막혀 있는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 입구 채널;
막혀 있는 일단과 배기 가스가 유출되는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 출구 채널; 그리고
이웃하는 상기 입구 채널과 출구 채널 사이의 경계를 정의하며, 입구 채널의 배기 가스가 출구 채널로 흘러가도록 하는 월;
을 포함하며,
상기 월은 일단부에 형성되며 삼원촉매층으로 이루어지는 단층부와, 상기 단층부 외의 부분이며 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층으로 이루어지는 다층부를 포함하는 내연 기관의 촉매 장치.
제1항에 있어서,
상기 다층부의 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층은 입구채널로부터 출구채널을 향하여 단열층, 탄화수소 트랩층, 그리고 삼원촉매층의 순서로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 촉매 장치.
제1항에 있어서,
상기 단열층은 수분 흡착을 통해 배기 가스의 열이 탄화수소 트랩층으로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 촉매 장치.
제1항에 있어서,
상기 단층부의 길이는 상기 월의 길이의 10% ~ 50% 이고, 상기 다층부의 길이는 상기 월의 길이의 50% ~ 90%인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 촉매 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 촉매 장치는 촉매가 코팅된 매연 필터(catalyzed particulate filter)인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 촉매 장치.
연소실에 유입된 연료와 공기를 태워 동력을 생성하는 엔진;
상기 엔진에서 발생된 배기 가스가 흘러가는 배기 파이프;
상기 엔진의 후단 배기 파이프에 장착되어 있으며, 배기 가스에 포함된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 포함하는 유해물질을 산화-환원 반응에 의해 무해한 성분으로 변화시키는 제1삼원촉매; 그리고
상기 제1삼원촉매의 후단 배기 파이프에 장착되어 있으며, 상기 제1삼원촉매에서 제거되지 않은 배기 가스에 포함된 유해물질을 제거하는 촉매 장치;
를 포함하며,
상기 촉매 장치는
배기 가스가 유입되는 일단과 막혀 있는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 입구 채널;
막혀 있는 일단과 배기 가스가 유출되는 타단을 포함하는 적어도 하나 이상의 출구 채널; 그리고
이웃하는 상기 입구 채널과 출구 채널 사이의 경계를 정의하며, 입구 채널의 배기 가스가 출구 채널로 흘러가도록 하는 월;
을 포함하며,
상기 월은 일단부에 형성되며 삼원촉매층으로 이루어지는 단층부와, 상기 단층부 외의 부분이며 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층으로 이루어지는 다층부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
제6항에 있어서,
상기 다층부의 삼원촉매층, 탄화수소 트랩층, 그리고 단열층은 입구채널로부터 출구채널을 향하여 단열층, 탄화수소 트랩층, 그리고 삼원촉매층의 순서로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
제6항에 있어서,
상기 단열층은 수분 흡착을 통해 배기 가스의 열이 탄화수소 트랩층으로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
제6항에 있어서,
상기 단층부의 길이는 상기 월의 길이의 10% ~ 50% 이고, 상기 다층부의 길이는 상기 월의 길이의 50% ~ 90%인 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 촉매 장치는 촉매가 코팅된 매연 필터(catalyzed particulate filter)인 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.