KR101534418B1 - 차량의 열전기 발생기용 열전기 모듈 - Google Patents

차량의 열전기 발생기용 열전기 모듈 Download PDF

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에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
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Abstract

본 발명은 내측 원주방향 표면(2), 축선(3) 및 외측 원주방향 표면(4)을 포함한 열전기 모듈(1)에 관한 것이다. 복수의 반도체 소자(5)는 축선(3)의 방향으로 그리고 내측 원주방향 표면(2)과 외측 원주방향 표면(4) 사이에 열전기 재료(6)와 배치되고 그리고 교호의 방식으로 전기적으로 상호접속된다. 반도체 소자(5)의 적어도 하나의 부분은 내측 프레임 부분(7)이나 또는 외측 프레임 부분(8) 중 적어도 하나를 구비하고, 그리고 내측 프레임 부분(7) 중 적어도 수개의 부분이 중단된 내측 원주방향 표면(2)을 형성하거나 또는 외측 프레임 부분(8)이 중단된 외측 원주방향 표면(4)을 형성한다.

Description

차량의 열전기 발생기용 열전기 모듈{Thermoelectric module for a thermoelectric generator of a vehicle}
본 발명은 열전기 모듈에 관한 것으로서, 특히 차량에 사용되는 열전기 발생기에 사용하기 위한 열전기 모듈에 관한 것이다.
자동차 내연 기관으로부터의 배기 가스는 열전기 발생기에 의하여 전기 에너지로 변환될 수 있는 열 에너지를 보유하여, 예를 들면 배터리나 또는 다른 에너지 저장 장치를 충전하고 및/또는 필요한 에너지를 전기에너지 사용자에 직접적으로 이송한다. 자동차는 이에 따라 향상된 에너지 효율로 작동되고, 그리고 더 많은 에너지가 자동차의 작동에 사용가능하다.
이러한 열전기 발생기는 적어도 하나의 열전기 모듈을 포함한다. 열전기 모듈은 적어도 두 개의 반도체 소자(p-타입 및 n-타입)를 포함하며, 예를 들면, 상기 반도체 소자의 (고온 측 및 냉각 측과 각각 마주하여) 상부 측과 하부 측에는 교호로 전기 전도성 브릿지가 제공되고 그리고 가장 작은 열전기 유닛이나 또는 열전기 소자를 형성한다. 열전기 재료는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하거나(제벡크 효과(Seebeck effect)) 또는 이와 반대로 전기 에너지를 열 에너지로 변환할 수 있는(펠티에르 효과(Peltier effect)) 타입니다. 온도 구배가 반도체 소자의 양측에 제공된다면, 전압 포텐셜이 반도체 소자의 양단부 사이에 형성된다. 보다 고온 측에서의 전하 운반체가 보다 고 온도에 의해 전도대로 증가하도록 여기된다. 이러한 공정에 의해 발생된 전도대에서의 집중도의 차이 때문에, 전하 운반체가 반도체 소자의 보다 냉각 측을 확산하여, 포텐셜 차이를 만든다. 열전기 모듈에 있어서 다수의 반도체 소자가 바람직하게는 전기적으로 직렬로 접속된다. 일련의 반도체 소자의 생성된 포텐셜 차이가 서로 상쇄되지 않게 하기 위하여, 반도체 소자가 상이한 대부분의 전하 운반체(n-타입 및 p-타입)와 교호로 항상 직류 접촉하게 된다. 회로가 연결된 부하 저항성에 의해 폐쇄될 수 있고, 이에 따라 전기력이 분기될 수 있게 된다(tapped off).
반도체 소자가 항상 사용가능하다는 것을 보장하기 위하여, 전기 브릿지 재료나 또는 납땜 재료에 함유된 재료의 열전기 재료로의 확산 및 이에 따른 효율의 손실 또는 반도체 재료나 열전기 소자의 작동 불능을 방지하는 확산 장벽이 통상적으로 전기 전도성 브릿지와 열전기 재료 사이에 배치된다. 열전기 모듈 및 반도체 소자가 개별 구성요소(열전기 재료, 확산 장벽, 전기 전도성 브릿지, 절연부 및 임의의 다른 하우징 부재)를 조립함으로써 통상적으로 구성되어 열전기 모듈을 형성하고, 상기 열전기 모듈 상에서 고온의 매체나 또는 저온의 매체가 유동한다. 다수의 개별 구성요소의 이러한 조립은 또한 개별 구성요소 공차의 정밀한 조정(co-ordination)을 필요로 하고 고온 측으로부터 냉각 측까지의 열 전달을 허용할 필요가 있으며, 전류의 흐름이 열전기 모듈을 통해 발생할 수 있도록 전기 전도성 브릿지의 적당한 접촉을 필요로 한다.
열전기 모듈에서의 이러한 반도체 소자의 장치를 위하여, 상기 반도체 소자가 부착되는, 지지 튜브, 벽부, 및/또는 하우징은 통상적으로 모듈을 형성하는 외측에 제공된다. 이는 특히 먼저 하우징의 위치 및 전기 접속과 관련하여 반도체 소자의 정확하게 끼워맞춰지는 장치를 달성하기 위하여, 큰 공차 요건의 세팅을 유도한다. 부가적인 문제점은 외측 하우징 부분 및 내측 하우징 부분에서의 상이한 열 부하 때문에, 이들 구성요소의 상이한 팽창 특성이 또한 특히 열전기 재료로의 고 스트레스를 유도하지 않으면서 반드시 보상되어야 한다는 것이다. 저장 및 조정을 용이하게 하기 위하여 그리고 또한 복수의 구성요소가 조립될 때 가볍고 안정적인 구조체를 만들기 위하여, 상기 복수의 구성요소를 서로 용이하게 결합할 수 있는 열전기 모듈의 요구되는 정확한 제조가 고려된다.
이를 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 기술 상태와 관련하여 기술된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히 본 발명의 목적은 배기 가스의 열 에너지로부터 전기 에너지를 만들기 위하여, 기술적으로 제조하기 쉽고, 보다 적은 부품을 구비하며, 요구되는 목적에 안정적이고 및/또는 고 레벨의 효율을 갖는 열전기 모듈을 더욱 특정하는 것이다.
이들 목적은 청구항 1의 특징에 따른 열전기 모듈에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 실시예는 종속 청구항에서 특정되어 있다. 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징은 임의의 기술적으로 적당한 방식으로 서로 합쳐질 수 있고 그리고 본 발명의 또 다른 실시예에서 설명되어 있다. 특히 도면과 관련된 상세한 설명은 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위한 것이고 본 발명의 부가적인 예시적인 실시예를 나타내고 있다.
본 발명에 따른 열전기 모듈은 내측 원주방향 표면, 축선 및 외측 원주방향 표면을 가지며, 열전기 재료를 갖는 복수의 반도체 소자가 축선 방향으로 그리고 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에 배치되고 전기적으로 순차로 상호접속된다. 더욱이, 반도체 소자 중 적어도 하나의 부분은 적어도 하나의 내측 프레임 부분이나 또는 외측 프레임 부분을 포함한다. 더욱이 적어도 내측 프레임 부분은 중단된 내측 원주방향 표면을 형성하거나 또는 외측 프레임 부분은 중단된 외측 원주방향 표면을 형성한다.
열전기 모듈은 특히 열전기 발생기의 별도의 구성요소를 이룬다. 본 발명에서 열전기 모듈은 바람직하게는 이러한 열전기 모듈을 전기적으로 복수의 여러 열전기 모듈과 전기적으로 연결시키도록 사용될 수 있는 연결부를 포함한다. 모든 일체형 반도체 소자의 전기 접속은, 이에 따라 특히, 열전기 모듈 내측에서 달성된다. 이러한 열전기 모듈은 현재 어느 한 측에서 냉각 매체에 노출되고, 다른 한 측에서 고온의 매체에 노출된다. 열전기 모듈이 상기 열전기 모듈의 외측 원주방향 표면을 통해 냉각 매체와 접촉하게 되고, 그리고 상기 열전기 모듈의 내측 원주방향 표면을 통해 고온의 매체(특히 배기 가스)와 접촉하게 되며, 상기 열전기 모듈을 통해 유동하는/상기 열전기 모듈 주위를 유동하는 이들 매체를 갖도록 본 발명이 기본적으로 고려된다. 따라서 내측 원주방향 표면은 실질적으로 소위 고온 측을 형성하고, 그리고 외측 원주방향 표면은 열전기 모듈의 소위 냉각 측을 형성한다.
열전기 모듈은 예를 들면, 레일이나 또는 튜브와 같은, 달리 말하자면, 세장형으로 설계되는 것이 더욱 바람직하다. 열전기 모듈이 실린더나 또는 튜브의 형태로 대략적으로 설계되는 것이 가장 바람직할지라도, 이러한 형상은 절대적으로 필요하지 않다. 특히, 타원형 단면이나 또는 다각형 단면은 또한 이러한 열전기 모듈에 대해 사용될 수 있다(entertain). 이러한 설계에 따라, 중앙 축선과 내측 원주방향 표면 및 외측 원주방향 표면은 또한 이후 확인될 수 있다. 내측 원주방향 표면은 특히 본 발명에서 내측 덕트를 형성하고, 상기 내측 덕트를 통해 고온의 매체(배기 가스)가 유동할 수 있다.
열전기 재료는 이러한 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에 위치되고, 이들 재료는 각각 소위 반도체 소자에 할당된다. 복수의 이러한 반도체 소자는, 특히 p-타입 열전기 재료를 갖는 반도체 소자와 n-타입 열전기 재료를 갖는 반도체 소자가 서로에 인접하여 교호로 배치되는 방식으로, 축선 방향으로 하나가 다른 하나의 상부에 스택되어 배치될 수 있다. 이와 관련하여 소정의 도핑(doping) 타입의 반도체 소자가 가장 바람직하게는 전체 내측 원주방향 표면 주위에서, 예를 들면 디스크나 또는 링의 방식으로 뻗어있다. 이러한 열전기 재료가 내측 프레임 부분 및/또는 외측 프레임 부분에 의해 현재 둘러싸여져 있다. 반도체 소자가 각각의 경우에 있어서 바람직하게는 내측 프레임 부분 및 외측 프레임 부분을 포함하고, 이들 프레임 부분은 각각의 경우에 있어서 완전하게 열전기 재료를 내측 및 외측으로 둘러싼다. 프레임 부분은 예를 들면, 반도체 소자의 형상에 따라, 링이나 또는 실린더의 방식으로 설계된다.
열전기 재료는 더욱 바람직하게는 프레임 부분에 확실하지 않게(non-positively) 연결된다(가압된다). "확실하지 않은(non-positive) 연결"은 힘의 전달에 의해 만들어진다. 이들은 예를 들면, 압축력 및/또는 마찰력을 포함한다. 확실하지 않은 연결의 결합력(coherence)이 작용력에 의해 순수하게 보장된다.
프레임 부분은 동시에 열전기 재료 및 전기 컨덕터용 확산 장벽을 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 니켈이나 또는 몰리브덴은 프레임 부분에 대한 재료로 바람직하며, 이들 재료는 어느 경우에서라도 가장 바람직하게는 프레임 부분의 재료의 질량만큼 적어도 95 퍼센트를 차지한다. 아래 기재된 재료는 특히 적당한 열전기 재료로 고려된다:
n-타입: Bi2Te3; PbTe; Ba0 .3Co3 .95Ni0 .05Sb12; Bay(Co,Ni)4Sb12; CoSb3; Ba8Ga16Ge30; La2Te3; SiGe; Mg2(Si,Sn);
p-타입: (Bi,Sb)2TE3; Zn4Sb3; TAGS; PbTe; SnTe; CeFe4Sb12; Yb14MnSb11; SiGe;
Mg2(Si,Sb).
열전기 재료 및 반도체 소자가 전기적으로 순차로 상호접속되어, 전류의 흐름이 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에서의 온도 차이에 의해 열전기 모듈과 열전기 재료를 통해 형성된다. 전기 접속은 금속 브릿지, 케이블, 납땜 재료 등에 의해 달성될 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 전기 접속은 프레임 부분에 의해 (단독으로) 바람직하게 달성된다.
본 발명에 따른 열전기 모듈의 실시예에 있어서, 내측 프레임 부분은 폐쇄된 내측 원주방향 표면을 현재 형성하지 않고 및/또는 외측 프레임 부분은 폐쇄된 외측 원주방향 표면을 형성하지 않는다. 이는, 특히, 내측 원주방향 표면 및/또는 외측 원주방향 표면이 폐쇄된 하우징 벽부의 방식으로 설계되지 않는; 대신에 개구가 하우징에 제공된다는 것을 의미한다. 열전기 모듈이 예를 들면, 튜브의 형태로 구체화되었다면, 원통형 내측 원주방향 표면 및/또는 원통형 외측 원주방향 표면이 존재할 수 있다. 내측 프레임 부분은 현재 원통형 내측 원주방향 표면의 일 부분만을 형성하지만, 그러나, 이러한 (개념적인) 원통형 내측 원주방향 표면의 일 부분이 개방되거나 또는 중단된다. 따라서 이러한 구성은 외측 프레임 부분에 의해 완전하게 윤곽이 형성되지 않는 (개념적인) 원통형 외측 원주방향 표면에 적용된다. 비록 이러한 구성이 본 발명에서 튜브형 열전기 모듈에 대해 설명되어 있을지라도, 이러한 사항은 열전기 모듈의 다른 단면 형상과 유사하게 고려될 수 있다. 외측 원주방향 표면에서의 이들 개구가, 예를 들면, 반도체 소자의 조립 이후에서도, 조립 작동 및/또는 결합 작동을 위한 내측 프레임 부분으로의 외측 접근을 가능하게 한다. 본 발명에서 제안된 개구에 대한 또 다른 이유는, 외측 원주방향 표면이나 또는 내측 원주방향 표면 영역에서의 반도체 소자의 스택된 및/또는 결합된 장치 및 열전기 모듈이 축선 방향으로는 강성이 아니나, 그러나 상기 개구는 열 팽창 및/또는 제조 공차를 보상하기 위해 대신 사용될 수 있다는데 있다. 더욱이, 각각의 (집중적으로 배치된) 반도체 소자로써 인접한 반도체 소자에 대한 연결 영역이 내측 원주방향 표면의 영역 및 외측 원주방향 표면의 영역(달리 말하자면, 예를 들면, 외측 프레임 부분을 통한 단부 면에서 그리고 내측 프레임 부분을 통한 다른 단부 면에서)에 모두 형성된다면, 본래 안정적으로 설계된 열전기 모듈이 또 다른 하우징을 필요로 하지 않으면서 만들어져 이러한 장치를 안정화시키거나 또는 지지할 수 있다. 특히, 부가적인 내측 케이싱 튜브 및/또는 외측 케이싱 튜브로 분배가능하다. 이로부터 각각의 프레임 부분의 연결 및 프로파일링(profiling)과 반도체 소자의 이러한 장치가 기술적으로 용이하게 달성할 수 있다는 것을 바로 알 수 있을 것이다. 더욱이 다른 기계가공 작동 및 이어서 열전기 발생기에서의 사용을 가능하게 하는 강성의 장치를 만들 수 있다.
열전기 모듈의 실시예에 따라 반도체 소자가 내측 프레임 부분과 외측 프레임 부분 사이에 배치된 열전기 재료를 포함하고, 상기 내측 프레임 부분 및 상기 외측 프레임 부분 각각은 인접한 프레임 부분과 본래 확실한 연결 영역을 형성하는 곳에서 열전기 재료를 넘어 어느 한 측에서 돌출하도록 제안된다. 이와 관련해서 (시작부 및 끝부에서의 반도체 소자를 제외하고는) 열전기 모듈의 모든 반도체 소자는 가장 바람직하게는 인접한 프레임 부분과 대응하는 연결 영역을 형성한다. 본 발명에서 외측 프레임 부분은 외측 프레임 부분과 항상 연결되고 내측 프레임 부분은 내측 프레임 부분과 항상 연결되는 것이 가장 바람직하다. 이와 관련하여 단일의 반도체 소자에서의 내측 프레임 부분 및 외측 프레임 부분이 축선과 평행한 상이한 방향으로 돌출한다면 유리하다. 이와 관련해서 본 발명에서 각각의 프레임 부분이 열전기 재료의 어느 한 측과 관련해서만 돌출할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 먼저 내측 프레임 부분과 이후 외측 프레임 부분이 열전기 재료의 2개의 측 중 각각의 측에서 가장 멀리 돌출할 수 있다. 이러한 본래 확실한 연결 영역은 예를 들면, 납땜된 연결, 접착되게 접합된 연결이나 또는 용접된 연결에 의해 달성될 수 있다. 연결 영역은 차량에서의 열전기 발생기의 작동에서 축선의 방향 및/또는 축선에 대한 반경방향으로 발생하는 정적 힘, 동적 힘 및 열적 힘을 흡수할 수 있게 특히 현재 설계된다. 이를 위하여 각각의 경우에 있어서 연결 영역은 가장 바람직하게는 예를 들면, 인접한 외측 프레임 부분 사이의 원주방향 용접 시임 및 인접한 내측 프레임 부분 사이의 원주방향 용접 시임처럼, 프레임 부분의 전체 원주방향 상을 퍼져있다. 이들 연결 영역은 특히, 열전기 모듈이 본래 견고하고 안정적이어서, 복수의 반도체 소자의 포집(captive) 장치를 제공할 수 있다는 것을 현재 보장한다. 본 발명에서 특히 10개 이상의, 특히 30개 이상의, 바람직하게는 50개 이상의 이러한 열전기 모듈에 있어서 이러한 반도체 소자는 스택되고 그리고 연결 영역과 교호로 형성된다. 이러한 큰, 세장형 열전기 모듈에서도 안정적인, 부가적인 내측 벽부 및/또는 부가적인 외측 벽부가 특히, 제조 비용 및 재료 지출을 감소시킬 수 있도록, 분배될 수 있다.
열전기 모듈의 바람직한 실시예에 따라 적어도 내측 프레임 부분이나 또는 외측 프레임 부분은 절연 층을 포함한다. 이러한 절연 층은 부분적으로(area by area) 및/또는 내측 프레임 부분 및/또는 외측 프레임 부분의 전체 표면상에서 제공될 수 있고 그리고 특히, 전류 경로의 전기 절연을 위해 사용된다. 특히, 산화 알루미늄(Al2O3) 등을 포함한 절연 층이 본 발명에서 가능하다.
더욱이 중단된 외측 원주방향 표면에서 인접한 외측 프레임 부분 사이에, 인접한 반도체 소자의 열전기 재료의 간극에 대응하는, 자유 공간을 형성하는 것이 유리하다고 여겨진다. 이는, 특히 외측 프레임 부분을 갖는 반도체 소자가 배치되어, 가능한 최대의 자유 공간이 외측 원주방향 표면에서의 개구의 영역에 만들어지고 그리고 이러한 자유 공간은 외측 프레임 부분의 영역을 돌출시킴으로써 특히 제한되지 않는다는 것을 의미한다. 이는 특히, 예를 들면, 이러한 자유 공간에서의 내측 프레임 부분 사이의 연결 영역을 외측으로부터 형성하기 위하여, 본 발명에서 최대의 이용가능한 자유 공간이 만들어지도록 사용가능하게 한다. 따라서, 특히 용접 장치에 의하여, 이러한 비교적 큰 자유 공간을 통하여 내측의 내측 프레임 부분 사이에 용접 시임을 만들 수 있다. 이는 특히, 외측 프레임 부분이 열전기 재료의 측면과 높이가 맞춰지도록 종결한다는 점에서 달성된다. 따라서 인접한 외측 프레임 부분은 현재 인접한 열전기 재료의 하측과 상부 측의 간극처럼 서로 폭넓게 분리되어 있다. 조립된 상태에 있어서 원주 방향으로 전체 주위에 형성된 자유 공간이 종종 형성되고, 그리고 인접한 내측 프레임 부분의 반경방향 외측 원주방향 표면, 인접한 열전기 재료의 마주한 상부 측 및 하측, 그리고 외측 원주방향 표면에서의 관련 개구에 의해 형성된다. 결론적으로 원통형, 튜브형 열전기 모듈의 경우에 있어서, 자유 공간은 실질적으로 축선에 집중적으로 배치되고 인접한 열전기 재료 사이를 뻗어있는 링의 형상을 갖는다.
일 실시예에 따라, 다공성 절연 재료로 충전되는 자유 공간이 적어도 외측 원주방향 표면에서, 인접한 외측 프레임 부분 사이에 형성된다. 이는 특히, 인접한 열전기 재료 사이의, 반경방향 외측으로부터 접근가능한 자유 공간이 공기로 (독점적으로) 채워지지 않으나 상기 자유 공간에 다공성 절연 재료가 (부가적으로) 제공된다는 것을 의미한다. 재료는 특히, 현재 천이 영역에 위치한 전기 절연부를 인접한 반도체 소자 사이에 제공하도록 사용된다. 절연 재료는 자유 공간의 영역에서 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에서 상당한 온도 균등화를 방지하거나 또는 이를 감소시키도록 동일하게 사용될 수 있다. 절연 재료의 다공성 설계는 특히, 상기 절연 재료가 매우 경량이고 그럼에도 불구하고 열 단열체로서 대부분의 공기를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 특히 고려되는 이러한 다공성 절연 재료는 고 다공성 솔리드이며, 예를 들면, 상기 고 다공성 솔리드에서 적어도 95 %의 볼륨이나 또는 적어도 99 %까지의 볼륨이 작은구멍으로 이루어진다. 본 발명에서 절연 재료는 바람직하게는 고 수지상의 구조체(highly dendritic structure), 달리 말하자면 개방 작은구멍의 형태로 큰 수의 갭을 갖는 파티클 체인의 브랜칭(branching)을 가져서, 특히, 비교적 안정된, 스폰지와 같은 네트워크 구조가 형성된다. 예를 들면, 규산염 기반의 소위 에어로젤을 사용하는 것이 본 발명에서 가장 바람직하다.
더욱이 본래 불안정한 케이싱이 내측 원주방향 표면상에 또는 중단된 외측 원주방향 표면상에 적어도 제공된다면 유리하다고 여겨진다. 이러한 본래 불안정한 케이싱의 장치는 특히, 원치않는 물질이 열전기 재료와 반도체 소자 사이의 중간 영역으로 진입하게 되는 것을 방지하도록 사용된다. 이러한 본래 불안정한 케이싱이 특히 열전기 모듈의 냉각 측에 적당하다. 예를 들면, 소위 수축-호스(shrink-hose)와 같은 플라스틱 필름은 단지 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 본래 불안정한 케이싱에 의하여, 외측 원주방향 표면 주위를 유동하는 물이 열전기 모듈에 있는 열전기 재료 및/또는 전기 회로와의 접촉을 방지될 수 있다. "본래 불안정한" 케이싱이라는 용어는 본 발명에서 특히, 열전기 모듈의 안정성이 이러한 케이싱에 의해 무시가능한 정도로만 또는 약간의 정도로만 영향을 받는다는 것을 나타내기 위한 것이다. 이러한 안정성은 인접한 프레임 부분의 연결 영역에 의해 달성된다.
이와 관련하여 본래 불안정한 케이싱과 외측 원주방향 표면 및/또는 내측 원주방향 표면 사이에 접착제를 배치한다면 유리하다고 여겨진다. 특히, 이러한 접착제가 본래 불안정한 케이싱과 외측 원주방향 표면을 형성하는 외측 프레임 부분 사이에 배치된다. 적어도 150 ℃, 특히 적어도 200 ℃의 "낮은" 온도 저항성을 갖는 대응하는 접착제는 이에 따라 열전기 모듈의 소위 냉각 측에 사용될 수 있다. 본 발명에서 최대 온도 저항성은 특히 250 ℃이다. 접착제는 특히 열 전도성을 가져서, 열전기 모듈 상에서의 열의 흐름이 단지 약간 영향을 받는다.
더욱이 시일에 의해 브릿지될 갭이 중단된 내측 원주방향 표면에서 인접한 내측 프레임 부분 사이에 형성될 수 있다. 바람직하게는 인접한 반도체 소자의 내측 프레임 부분과 외측 프레임 부분 각각이 동일한 타입의 다른 부분과 연결되는 사실을 고려하면, 내측 원주방향 표면 및 외측 원주방향 표면은 각각 축선 방향에서 보았을 경우에 선택적으로 중단된다. 외측 원주방향 표면의 영역에 있는 개구를 기재하도록 본 명세서에서 선택된 용어는 자유 공간이고; 이 공간에 있어서 내측 원주방향 표면의 영역에 개구가 존재하며 사용된 용어는 갭이다. 본 발명에서 갭은 내측 프레임 부분의 마주한 단부 면 사이에 형성된 간격의 영역과 관련된다. 따라서, 원통형, 튜브형 열전기 모듈의 경우에 있어서, 갭은 축선과 실질적으로 동심인 환형 형상을 갖는다. 내측 원주방향 표면이나 또는 갭의 개구는 이후 마주한 내측 프레임 부분의 프로파일링에 따라 크기가 상이하다. 인접한 반도체 소자의 내측 프레임 부분이 본 발명에서 열전기 재료를 넘어 돌출하지 않는다면, 갭은 인접한 반도체 소자의 열전기 재료의 간격만큼 실질적으로 폭이 넓다. 내측 프레임 부분이 반도체 소자의 적어도 어느 한 측에서 돌출하도록 설계된다면, 이러한 갭은 더욱 더 작게 된다. 특히 고온의 배기 가스가 내측의 내측 원주방향 표면에서 열전기 모듈을 통해 공급되는 곳에서, 배기 가스가 예를 들면, 이러한 갭을 통해(그리고 상기 갭 뒤에 위치된 자유 공간으로) 진입하는 것이 방지되고 그리고 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에서 온도 균등화를 야기시키는 것이 방지된다. 이 때문에 갭이 시일되도록 결론적으로 제안된다. 이를 위하여 대응하는 실링 재료가 하나의 반도체 소자의 내측 프레임 부분과 인접한 반도체 소자의 내측 프레임 부분 사이에 위치된다. 본 발명에서 시일은, 특히 내측 프레임 부분이 서로에 대해 (약간) 이동하는 경우에서도 및/또는 갭이 고르지 않는 프로파일링을 갖는 경우에서도, 불구하고 갭의 실질적으로 기밀 폐쇄가 모든 작동 조건 하에서 달성되도록, 배치된다. 이를 위하여 시일은 예를 들면, 내측 프레임 부분과 확실하게 연동하도록 설계될 수 있고, 및/또는 이동가능하게 설계될 수 있다. (확실하게 연동하는 연결은 적어도 두 개의 짝지워지는 부분의 맞물림에 의해 만들어진다. 기계적인 연결은 전달된 힘의 중단이 없을 경우 조차에서도 짝지워지는 부분이 서로로부터 분리될 수 없다는 것을 의미한다.) 여기서 시일은 특히 400℃ 또는 700℃에 이르는 온도를 견디는데 적당하다. 갭 또는 시일의 영역에서의 인접한 반도체 소자의 열 팽창 특성이 보상될 수 있도록 이와 유사한 실링 재료가 설계되는 것이 바람직하다.
열전기 모듈의 다른 일 실시예에 따라, 반도체 소자는 중단된 내측 원주방향 표면의 영역에서의 실링 재료용 저장부를 형성한다. 이러한 저장부는 예를 들면, 대응하는 자유 공간에 의해 형성될 수 있고, 이들 중 수개나 또는 모두에서 실링 재료가 예를 들면, 외측 프레임 부분, 열전기 재료 및 가능한 (부분적으로) 내측 프레임 부분에 대해 놓임으로써 배치된다. 또한 실링 재료 및 프레임 부분이 예를 들면 돌출부-및-홈(tongue-and-groove) 연결 방식으로 확실한 연동을 형성할 수 있다. 이러한 실링 재료의 특별한 작용은 또한 작동 동안에 내측 원주방향 표면과 외측 원주방향 표면 사이에서 온도 구배를 유지하기 위하여, 배기 가스가 열전기 재료 사이에 퍼지는 것을 지연시키고 방지시키는 것이다. 실링 재료는 또한 전기 절연부를 구성하도록 사용될 수 있다. 실링 재료로서 마이카(규산알루미늄)나 또는 이와 동등한 재료의 사용이 특히 바람직하다.
더욱이 반도체 소자의 열전기 재료에 적어도 부분적으로 코팅이 제공된다면 유리하다고 여겨진다. 이러한 코팅은 열전기 재료의 구성이나 또는 조성을 영구적으로 보장하도록 특히 사용된다. 특히 코팅이 열전기 재료의 아래면 및/또는 상부 측 및 측면의 전체 표면상에 제공되어, 상기 열전기 재료가 가장 바람직하게는 내측 프레임 부분, 외측 프레임 부분 및 이러한 코팅에 의해 완전하게 포위된다.
본 발명은 특히 차량, 특히 자동차에 관한 것이다. 결론적으로 내연 기관, 배기 시스템 및 냉각 시스템을 구비한 자동차가 제안되며, 상기 자동차에서 열전기 발생기가 본 발명에 따라 본 명세서에 기재된 복수의 모듈을 포함하여 제공되고, 여기서 상기 배기 시스템은 열전기 모듈의 내측 원주방향 표면을 통해 뻗어있고 그리고 상기 냉각 시스템은 상기 열전기 모듈의 외측 원주방향 표면을 따라 외측으로 뻗어있다. 달리 말하자면 즉, 쿨란트 시스템의 쿨란트가 열전기 모듈의 외측 원주방향 표면을 지나 상기 표면을 따라 안내되어, 상기 열전기 모듈의 외측 원주방향 표면이 냉각 측을 이룬다는 것이다. 이는 또한 고온의 배기 가스가 열전기 모듈의 내측 원주방향 표면에 의해 형성된 덕트를 통해 내측으로 유동하여, 상기 내측 원주방향 표면이 이후 고온 측을 이룬다는 것을 의미한다. 본 발명에서 열전기 발생기가 더욱 바람직하게는 튜브 다발의 방식으로 구성되며, 이 경우 한편으로 복수의 이들 열전기 모듈은 이후 배기 시스템과 연결되어, 고온의 배기 가스가 배기 시스템을 통해 유동하고, 그리고 다른 한편으로 상기 열전기 모듈은 예를 들면, 공통의 (이격된) 하우징에 배치되어, 쿨란트 유동이 이들 모두에서 함께 유동할 수 있다. 대응하는 전기 접속 및 라인이 명확하게 제공되어, 신뢰가능한 전류 발생 그리고 전류, 쿨란트 및 배기 가스의 전달을 제공한다.
본 발명 및 기술이 아래에서 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명되어 있다. 도면에 도시된 실시예는 바람직한 실시예를 나타내는 것으로서, 본 발명이 도면에 도시된 사항만으로 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 열전기 모듈을 형성하기 위한 다수의 반도체 소자의 장치이고,
도 2는 일 실시예의 열전기 모듈의 단면도이고,
도 3은 다른 실시예의 반도체 소자의 단면도이며,
도 4는 다른 실시예의 반도체 소자의 단면도이며,
도 5는 열전기 발생기를 구비한 차량의 도면이다.
도 1은 복수의 반도체 소자(5)가 본 발명에 따른 특징을 갖는 열전기 모듈을 만들도록 어떻게 조립될 수 있는지를 개략적으로 나타낸 도면이다. 먼저 모든 반도체 소자(5)가 특히, 외측 프레임 부분(8), 열전기 재료(6) 및 내측 프레임 부분(7)의 장치 및 치수와 관련하여, 실질적으로 동일하게 설계되었다는 것을 알 수 있을 것이다. 열전기 소자의 대응하는 연결 및 요구되는 구성은 현재 반도체 소자(5)가 축선(3)의 방향으로 서로 교호로 마주한 정위(opposing orientation)로 배치된다는 점에서 달성된다. 이는 스택 처리에 있어서 인접한 반도체 소자(5)가 내측 프레임 부분(7)을 통해서 또는 외측 프레임 부분(8)을 통해서 (단독으로) 서로 접촉하게 된다는 것을 의미한다. 본 발명에서 축선(3)을 따라서 제 1 방향으로 정렬된 모든 반도체 소자(5)의 열전기 재료(6)가 동일한 도핑(doping)(예를 들면 n-타입)을 갖는 것이 가장 바람직하다. 이들 사이에 배치되고 축선(3)에 따른 제 2, 마주한 방향으로 정렬된 반도체 소자(5)가 다른 한 도핑(예를 들면 p-타입)을 갖는다.
반도체 소자(5)가 링-형상의 디스크의 방식으로 구현되는 본 발명에서 설명된 실시예에 있어서, 열전기 재료(6)는 특히 환형 디스크의 방식으로 구현된다. 열전기 재료(6)의 반경방향 내측 원주방향 표면 및 외측 원주방향 표면은 각각의 경우에 있어서 (일체형) 외측 프레임 부분(8) 및 (일체형) 내측 프레임 부분(7)에 의해 각각 커버된다. 반도체 소자(5)는, 외측 프레임 부분(8)이 열전기 재료(6)의 어느 한 측의 돌출부(9)를 형성하는 반면에, 반대 측에서의 내측 프레임 부분(7)이 열전기 재료(6)를 넘는 돌출부(9)를 형성하도록, 더욱 설계된다. 이들 돌출부의 교호의 마주한 정위와 함께 이러한 프로파일링에 의해 이후 인접한 반도체 소자(5)가 한편으로 내측 프레임 부분(7)을 통해 그리고 인접한 외측 프레임 부분(8)을 통해 연결 영역(10)을 형성할 수 있게 된다. 본 발명에서 돌출부(9)는 한 타입의 링-형상의 칼라를 형성하고, 상기 칼라는 단부 면에서 (엣지 대 엣지) 조립될 수 있다. 이러한 엣지 영역은 특히 점착력 있는 재료 연결, 특히 원주방향 용접 시임(예를 들면, 접착제 접합, 납땜, 용접 등에서의 경우처럼, 연결된 부분이 원자력 및/또는 분자력에 의해 함께 유지되는 연결을 점착력 있는 재료 연결이라 함)을 형성하기 위해 사용된다.
이와 같이 조립된 반도체 소자(5)가 폐쇄된 내측 원주방향 표면(2)을 형성하지 않거나, 또는 폐쇄된 외측 원주방향 표면(4)을 형성하지 않는다는 것이 또한 도 1에 이미 도시되어 있다. 이는 특히 내측 프레임 부분(7)의 연결 영역(10)이 형성되는 단면에서, 외측 프레임 부분(8)이 외측에 제공되지 않거나 또는 그 반대의 현상으로부터 알 수 있을 것이다. 이러한 구성은 또한, 특히, (단일의) 외측 프레임 부분(8)이 인접한 반도체 소자(5)의 2개의 인접한 외측 프레임 부분(8)과 동시에 접촉하지 않게 된다는 것을 의미한다. 이와 같이 반도체 소자(5)의 (단일의) 내측 프레임 부분(7)이 인접한 반도체 소자(5)의 2개의 프레임 부분(7, 8)과 접촉하지 않는다. 따라서 외측 프레임 부분(8)은 (개념적인) 외측 원주방향 표면(4) 외측을 완전하게 채우지 않고, 그리고 내측 프레임 부분(7)은 전체 내측 원주방향 표면(2)을 채우지 않는다. 대신에, 개구(25)는 양 경우에 형성된다. 내측 원주방향 표면(2) 및 외측 원주방향 표면(4)이 축선(3)으로부터 실질적으로 동일한 거리의 원주방향 표면의 부분으로 기술될 수 있다고 본 발명에서 특별히 고려된다. 원통형, 튜브형 열전기 모듈의 경우에 있어서, 예를 들면, 외측 프레임 부분(8) 및 내측 프레임 부분(7)은 이와 같이 원통형으로 형성되어, 예를 들면, 결론적으로 원통형 내측 원주방향 표면(2) 및 외측 원주방향 표면(4)이 또한 각각의 외측 프레임 부분(8) 및 내측 프레임 부분(7)을 통해 뻗어있게 형성된다. 예를 들면, 프레임 부분이 타원형이나 또는 다각형 원주방향 표면을 형성하고; 전반적인 열전기 모듈이 이후 이에 따라 타원형이나 또는 다각형 내측 원주방향 표면/외측 원주방향 표면을 또한 구비한다면, 이에 대응하게 고려될 수 있으며, 이 경우 외측 프레임 부분 및 내측 프레임 부분의 대응하는 원주방향 부분이 각각 수용된다. 외측 프레임 부분(8) 및 내측 프레임 부분(7)이 폐쇄된 표면 보다는, 중단된, 달리 말하자면 불완전하게 채워진 내측 원주방향 표면/외측 원주방향 표면을 형성하는 상황이 이후 본 발명과 특히 일치한다.
도 2는 조립된 실시예의 열전기 모듈(1)을 나타낸 도면이다. 본 발명에서 반도체 소자(5)는 현재 축선(3)을 따라서 교호로 엣지 대 엣지 배치되고 서로 부착된다. 반도체 소자(5)는 내측 프레임 부분(7)이 서로에 대해 위치되고 그리고 연결 영역(10)(예를 들면, 용접 시임)을 형성하는 방식으로 교호로 배치되어, 상기 연결 영역에 인접한 자유 공간(11)이 형성되고, 상기 자유 공간은 외측 원주방향 표면(4)까지 외측으로 반경방향으로 형성된다. 자유 공간(11)은 현재, 상기 자유 공간이 인접한 반도체 소자(5)의 열전기 재료(6)의 간극(12)에 대응하도록 구성된다. 따라서 설명을 위해, 작동을 위해 실제 제공될 수 있는 부재(절연 재료(13))가 도 2의 상부 우측 영역에서 생략되어 있다.
또한 본래 불안정한 케이싱(14)이 중단된 외측 원주방향 표면(4) 상에 제공된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 케이싱은 예를 들면 열전기 모듈(1)의 내측 구성요소의 장치나 또는 준비 이후에, 외측으로부터 반도체 소자(5) 상에서 회전될 수 있다. 플라스틱 필름, 예를 들면, 소위 수축 호스가 특히 이러한 목적에 적당하다. 이러한 수축 호스나 또는 이러한 본래 불안정한 케이싱(14)은 이후 물이 외측 원주방향 표면(4) 내측 영역으로 들어갈 수 없다는 것을 보장한다. 이와 동일하게, 반도체 소자(5) 및 외측 프레임 부분(8)에 대한 우수한 열 전도나 또는 냉각이 보장된다. 이를 위하여 케이싱(14)이 이에 따라 얇게 설계될 것이다. 본 발명에서 접착제가 본래 불안정한 케이싱(14)과 외측 프레임 부분(8) 사이에 배치되어, 특히 실링 연결이 상기 외측 프레임 부분(8)과 상기 본래 불안정한 케이싱(14) 사이에서 달성된다. 특히, 접착제가 본래 불안정한 케이싱(14)과 외측 프레임 부분(8) 사이의 열전기 모듈(1)의 각각의 단부에서만 배치되어, 본 발명에서 실링 연결이 예를 들면, 냉각 시스템과 관련하여 달성된다.
다공성 절연 재료(13)가 현재 외측 반경방향으로 개방된 이들 자유 공간(11)의 영역에 더욱 제공된다. 이러한 재료는 특히 소위 에어로젤이다. 이는, 한편으로 요구되는 큰 온도 구배와, 다른 한편으로 자유 공간(11)의 전기 중립을 보장하도록 사용된다. 다공성 절연 재료(13)는 본 발명에서 바람직하게는 전체 외측으로 개방한 자유 공간(11)을 채운다.
중단된 내측 원주방향 표면(2) 상에서의 상황은 또한 부재(시일(16))를 생략한 상태에서, 도 2의 중간 부분에 도시되어 있다. 여기서 서로를 향하는 외측 프레임 부분(8)을 돌출시킴으로써 연결된 인접한 반도체 소자(5)가 또한 돌출한 내측 프레임 부분(7)으로 설계되며, 상기 돌출한 내측 프레임 부분은 서로 접촉하지 않는 대신에 갭(15)을 형성한다. 시일(16)이 상기 지점에서 상기 갭(15)으로 뻗어있으며, 상기 시일이 또한 자유 공간(11)에 부분적으로 배치되고, 상기 자유 공간(11)은 갭(15)에 의해 분리된 내측 프레임 부분(7)과, 연결 영역(10)에 의해 서로 연결된 외측 프레임 부분(8) 사이에서 형성되어 있다. 본 발명에서 시일(16)이 가장 바람직하게는 인접한 내측 프레임 부분(7) 사이에 실질적으로 위치되고, 달리 말하자면 결론적으로 특히, 갭(15) 보다 5배 크지 않은 볼륨을 갖는다.
도 3은 일 실시예의 이러한 열전기 모듈용 반도체 소자(5)의 단면도이다. 본 발명에서 반도체 소자(5)는 원통형으로 설계되거나, 직사각형으로 설계되거나 또는 타원형으로 설계된다. 본 명세서에 도시된 설계 실시예에 있어서 실질적으로 링-형상의 열전기 재료(6)가 다시 제공되며, 예를 들면, 압축된 파우더로 이루어진다. 동일하게, 이러한 열전기 재료(6)는 내측 프레임 부분(7) 및/또는 외측 프레임 부분(8)을 가압함으로써(및/또는 점착력 있는 재료 연결에 의하여) 바람직하게는 확실하지 않게 연결된다. 상향의 큰 돌출부(9)가 외측 프레임 부분(8)으로 형성되고 그리고 하향의 작은 돌출부(9)가 내측 프레임 부분(7)을 갖는 큰 돌출부(9) 및 외측 프레임 부분(8)으로 형성되도록 본 발명에서 제시된다. 여하튼 장치에서 인접한 반도체 소자를 향한 접촉 영역이나 또는 자유 공간은 열전기 모듈로 요구되는 바와 같이 형성될 수 있다. 예를 들면 화학적 스트레스, 열적 스트레스 및/또는 파손으로부터 열전기 재료(6)를 보호하기 위하여, 열전기 재료(6)는 내측 프레임 부분(7)이나 또는 외측 프레임 부분(8)에 의해 커버되는 않는 경계 표면상에서 코팅(19)을 포함한다. 본 발명에서 코팅(19)은 외측 프레임 부분, 내측 프레임 부분 및/또는 열전기 재료(6) 자체의 벽부 두께보다 적어도 수배 작은 두께를 갖는다. 예를 들면, 이러한 코팅(19)에 가능한 하나의 재료는 니켈 또는 몰리브덴을 함유한 코팅(19)이며, 특히 상기 코팅은 거의 전적으로 이들 재료로 이루어진다. 본 발명에서 코팅(19)은 열전기 재료(6)용 확산 장벽으로 사용된다.
도 4는 다른 일 실시예의 반도체 소자를 나타낸 도면이며, 본 발명에서 내측 프레임 부분(7)은 실링 재료(18)용 저장부(17)를 형성하도록 사용된다. 이와 같이 이들은 홈이나 또는 이와 유사하게 형성된 적당한 부재처럼, 원주방향 칼라의 방식으로 형성될 수 있다. 더욱이 저장부(17)가 내측 프레임 부분(7)과 일체로 형성될 수 있다. 지시된 실링 재료(18)가 특히, 인접한 내측 프레임 부분(7) 사이의 갭을 실링 하도록 사용된다. 절연 층(26)이 또한 도면에 도시되어 있다.
결론적으로, 도 5는 또한 차량(20)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 상기 차량은 내연 기관(21), 배기 시스템(22) 및 냉각 시스템(23)을 구비한다. 차량(20)은 열전기 발생기(24)를 더 포함하고, 상기 열전기 발생기는 본 명세서에 기재된 복수의 발명의 열전기 모듈(1)을 포함한다. 열전기 발생기(24)는, 냉각 측이 모듈(1)의 외측 원주방향 표면(4)에 형성되고, 고온 측이 열전기 모듈(1)의 내측 원주방향 표면(2)에 형성되도록, 배기 시스템(22) 및 냉각 시스템(23)과 함께 설계된다. 이를 위하여 배기가스의 적어도 분류(fraction)가 배기 시스템(22)(또는 내연 기관(21))으로 다시 이송되기 전에 개별 열전기 모듈(1)을 통해 안내된다. 열전기 모듈(1)과 관련하여 요구되는 온도 프로파일을 형성하기 위하여, 쿨란트가 냉각 시스템(23)에 의해 열전기 발생기(24)로 더욱 이송되어, 상기 쿨란트가 상기 열전기 모듈(1)의 외측 주위를 유동하고 그리고 냉각 시스템(23)(또는 내연 기관(21))으로 최종적으로 이동된다. 냉각 시스템(23) 및/또는 배기 시스템(22)이 배기 가스 및/또는 쿨란트용 2차 회로로 설계될 수 있다는 것은 명확하다. 동일하게, 예를 들면, 부가적으로 열 교환기, 밸브, 촉매 변환기 등을 배기 시스템에 제공할 수 있다. 또한 열전기 발생기(24)가, 예를 들면 적당한 전류 소모기(consumer), 전류 저장 장치, 제어부 등을 통하여, 차량(20)에 전기 접속된다는 것은 자명하다.
따라서, 본 발명은 기술 상태와 관련하여 기술된 문제점을 적어도 부분적으로 해결한다. 특히 보다 적은 부분을 구비하고, 요구되는 목적에 안정적이고 그리고 더욱이 고 레벨의 효율 배기 가스의 열 에너지로부터 전기 에너지를 만들기 위하여 고 레벨의 효율을 갖는, 기술적으로 용이하게 만들어지는 열전기 모듈이 특정된다.
1 열전기 모듈 2 내측 원주방향 표면
3 축선 4 외측 원주방향 표면
5 반도체 소자 6 열전기 재료
7 내측 프레임 부분 8 외측 프레임 부분
9 돌출부 10 연결 영역
11 자유 공간 12 간극
13 절연 재료 14 케이싱
15 갭 16 시일
17 저장부 18 실링 재료
19 코팅 20 차량
21 내연 기관 22 배기 시스템
23 냉각 시스템 24 열전기 발생기
25 개구 26 절연 층

Claims (11)

  1. 내측 원주방향 표면(2), 축선(3) 및 외측 원주방향 표면(4)을 갖는 열전기 모듈(1)로서,
    열전기 재료(6)를 갖는 복수의 반도체 소자(5)가 상기 축선(3)의 방향으로 그리고 상기 내측 원주방향 표면(2)과 상기 외측 원주방향 표면(4) 사이에 배치되고 그리고 순차로 전기적으로 상호접속되며, 상기 반도체 소자(5)의 적어도 하나의 부분은 적어도 하나의 내측 프레임 부분(7)이나 또는 외측 프레임 부분(8)을 포함하고, 그리고 상기 적어도 하나의 내측 프레임 부분(7)은 중단된 내측 원주방향 표면(2)을 형성하거나 또는 상기 외측 프레임 부분(8)은 중단된 외측 원주방향 표면(4)을 형성하는 내측 원주방향 표면(2), 축선(3) 및 외측 원주방향 표면(4)을 갖고, 본래 불안정한 케이싱(14)이, 중단된 내측 원주방향 표면(2)이나 또는 중단된 외측 원주방향 표면(4) 상에 적어도 제공되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 소자(5)는 내측 프레임 부분(7)과 외측 프레임 부분(8) 사이에 배치된 열전기 재료(6)를 포함하고, 상기 내측 프레임 부분(7) 및 상기 외측 프레임 부분(8) 각각은 인접한 프레임 부분과 본래 확실한 연결 영역(10)을 형성하는 곳에서 열전기 재료(6)를 넘어 어느 한 측에서 돌출하는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  3. 청구항 1에 있어서,
    적어도 상기 내측 프레임 부분(7)이나 또는 상기 외측 프레임 부분(8)은 절연 층(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 반도체 소자(5)의 상기 열전기 재료(6)의 간극(12)에 대응하는 자유 공간(11)이 중단된 외측 원주방향 표면(4)에서 인접한 외측 프레임 부분(8) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    다공성 절연 재료(13)로 채워진 자유 공간(11)은 적어도 중단된 외측 원주방향 표면(4)에서, 인접한 외측 프레임 부분(8) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    접착제가 상기 외측 원주방향 표면(4) 및/또는 상기 내측 원주방향 표면(2)과 본래 불안정한 케이싱(14) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  8. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    시일(16)에 의해 브릿지된 갭(15)은 중단된 내측 원주방향 표면(2)에서 인접한 내측 프레임 부분(7) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  9. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 소자(5)는 중단된 내측 원주방향 표면(2)의 영역에서 실링 재료(18)용 저장부(17)를 형성하는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  10. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 소자(5)의 상기 열전기 재료(6)에는 코팅(19)이 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 열전기 모듈(1).
  11. 내연 기관(21), 배기 시스템(22) 및 냉각 시스템(23)을 갖는 차량(20)으로서,
    열전기 발생기(24)가 제공되고, 상기 열전기 발생기는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 복수의 열전기 모듈(1)을 포함하고, 상기 배기 시스템(22)은 상기 열전기 모듈(1)의 내측 원주방향 표면(2)을 통해 뻗어있고 그리고 상기 냉각 시스템(23)은 상기 열전기 모듈(1)의 외측 원주방향 표면(4)을 따라서 외측으로 뻗어있는 차량(20).
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