KR20140020908A - 일체형 열전 발전기를 갖는 배기 트레인 - Google Patents

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게오르그 데겐
헨리 보쉬
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바스프 에스이
프리드리히 보이센 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

일체형 열전 발전기를 갖는 내연 기관용 배기 트레인에 있어서, 배기 트레인은, 배기 가스가 내부에서 유동하는 적어도 하나의 덕트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 덕트 내에는, 열전 모듈의 고온 측부가 배기 가스와 직접 접촉하는 반면에 열전 모듈의 저온 측부가 열전달 매체에 의해 냉각되는 방식으로 적어도 하나의 열전 모듈이 배열된다.

Description

일체형 열전 발전기를 갖는 배기 트레인{EXHAUST TRAIN HAVING AN INTEGRATED THERMOELECTRIC GENERATOR}
본 발명은 일체형 열전 발전기를 갖는 내연 기관용 배기 트레인과, 배기 가스의 열로부터 전력을 발생시키기 위한 배기 트레인의 용도에 관한 것이다.
열전 발전기 및 이와 같은 펠티에(Peltier) 배열체는 오랜 시간 동안 알려져 있다. 일 측부에서 가열되고 다른 측부에서 냉각되는 p-타입 및 n-타입으로 도핑된 반도체는 외부 회로를 통해 전하를 운반하여, 회로 내 부하에서 전기적 작업이 수행될 수 있게 한다. 여기서 열이 전기 에너지로 변환되는 효율은 카르노(Carnot) 효율에 의해 열역학적으로 제한된다. 따라서, 고온 측부의 1000K의 온도 그리고 "저온" 측부의 400K의 온도에서는 (1000-400):1000 = 60%의 효율이 가능할 것이다. 그러나, 지금까지 최대 6%의 효율을 달성할 수 있을 뿐이었다.
반면에, 이러한 종류의 배열체에 직류 전류가 가해질 경우, 일 측부로부터 다른 측부로 열이 전달된다. 이러한 종류의 펠티에 배열체는 열 펌프로서 작동하고, 따라서, 장비 구성요소, 차량 또는 건물을 냉각시키기에 적합하다. 펠티에 원리를 이용한 가열은 공급되는 대등한 에너지에 비해 항상 더 많은 열이 전달되기 때문에 종래의 가열 방법보다 더 유리하다.
현재, 열전 발전기는 파이프라인의 음극 부식 보호를 위한, 등부표 및 라디오 부표 또는 비컨(beacons)에 에너지를 공급하기 위한, 그리고, 라디오 및 텔레비전을 작동시키기 위한 직류 전류를 발생시키기 위해 우주 탐사기(space probes)에서 사용된다. 열전 발전기의 장점은 그 극도의 신뢰도에 있다. 따라서, 열전 발전기는 대기 습도와 같은 대기 조건에 독립적으로 작동하고, 결함가능성있는 물질 전달이 없고, 전하 전달만이 존재한다.
열전 모듈은 p-레그 및 n-레그를 포함하고, 이들은 전기적으로 직렬로 그리고 열적으로 병렬로 연결된다. 도 2는 이러한 하나의 모듈을 보여준다.
전통적인 구조는 2개의 지지 플레이트(바람직하게는 세라믹 플레이트임)를 포함하고, 이들 지지 플레이트 사이에 개별 레그들이 교대로 부착된다. 각각의 경우에 있어서 2개의 레그는 단부면에 의해 전기 전도 방식으로 접촉된다.
전기 전도성 접촉 수단 이외에, 다양한 추가층들이 실제 물질에 통상적으로 부착되며, 이들 층은 보호층 또는 납땜층으로 기능한다. 그러나 궁극적으로, 두 레그 사이의 전기적 접촉은 금속 브리지를 이용하여 구축된다.
접촉 수단은 열전 구성요소들 중에서 중요한 요소이다. 접촉 수단은 (구성요소의 요망 열전 효과에 대한 책임을 갖는) 구성요소의 "중심부"에서의 물질과 "외부 세계" 사이의 물리적 연동을 나타낸다. 이러한 종류의 접촉의 구조는 도 1에 도식적으로 도시되고, 열전 모듈의 구조는 도 2에 도시된다.
구성요소 내의 열전 물질(1)은 구성요소의 실제 효과를 보장한다. 이는 열전 레그다. 전체 구조에서 기능을 수행할 수 있도록 열전 물질(1)을 통해 전류 및 열의 흐름이 존재한다.
열전 물질(1)은 접촉부(4, 5)에 의해 적어도 2개의 측부에서 공급선(6, 7)에 연결된다. 여기서, 층(2, 3)은 열전 물질(1)과 접촉부(4, 5) 사이에 필요할 수도 있는 하나 이상의 중간층(장벽 물질, 땜납, 접촉 촉진제 등)을 나타낼 의도이다. 그러나, 각각 쌍으로 연계되는 부분들(2/3, 4/5, 6/7)은 동일할 필요는 없다. 궁극적으로, 이는 마찬가지로 구조물을 통한 열 및 전류의 유동 방향의 경우와 같이 특정 구조체 및 응용예에 따라 좌우된다.
중요한 역할은 접촉부(4, 5)에 의해 이루어진다. 이들은 열전 물질과 공급선 사이에 밀접한 접촉을 제공한다. 접촉부가 불량할 경우, 여기서 극심한 손실이 발생하여, 구성요소의 전력을 크게 제한할 수 있다. 이러한 이유로, 레그 및 접촉부는 실제로는 열전 물질에 종종 가압된다. 접촉부는 극심한 기계적 하중을 받는다. 이러한 기계적 하중은 더 높은 온도(또는 더 낮은 온도) 및/또는 열 사이클링이 관련되자마자 더욱 증가한다. 구성요소 내에 포함되는 열전 물질의 열팽창은 기계적 응력을 유도하고, 이는 극단적인 경우에 접촉부 분리로 인한 구성요소의 고장을 야기한다.
이를 방지하기 위해, 사용되는 접촉부는 이러한 열 응력을 보상할 수 있도록 소정의 가요성 및 스프링 특성을 가져야만 한다.
전체 구조에 안정성을 부여하기 위해, 그리고 모든 레그에 걸쳐 필요한 열적 결합(이러한 열적 결합은 가능한 한 균질이어야 함)을 보장하기 위해, 도 2에 도시되는 종류의 지지 플레이트가 필요하다. 이를 위해, 일반적으로 세라믹, 예를 들어, Al2O3, SiO2, 또는 AlN의 산화물 또는 질화물로 구성되는 세라믹이 사용된다.
열전 모듈과 접촉하게 될 수 있는 것은 평탄한 표면 뿐이기 때문에, 종래의 구조체의 이용과 관련하여 종종 제한이 있다. 모듈 표면과 히트 소스(heat source)/히트 싱크(heat sink) 사이의 밀접한 접촉은 적절한 열 유동을 보장하기 위해 필수불가결하다.
현재, 배기 가스의 열 중 일부로부터 전기 에너지를 얻기 위해 승용차 및 트럭과 같은 자동차의 배기 트레인 또는 배기 가스 재순환 시스템 내에 열전 모듈을 제공하려는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 경우, 열전 요소의 고온 측부가 배기 가스 또는 배기 파이프에 연결되는 반면에, 저온 측부는 냉각 시스템에 연결된다. 발생될 수 있는 전력의 양은 배기 가스의 온도, 및 배기 가스로부터 열전 물질로의 열 유동에 따라 좌우된다. 열 유동을 최대화하기 위해, 많은 경우에 배기 파이프에 피팅(fittings)이 설치된다. 그러나, 이들 피팅은, 예를 들어, 열교환기의 설치가 많은 경우에 배기 가스 내 압력 손실을 야기하여, 감내할 수 없는 수준으로 내연 기관에 의한 소비율이 증가하기 때문에 제한을 받는다.
실제로, 배기 촉매 변환기 뒤에 배기 트레인에 열전 발전기가 통상적으로 설치된다. 이는 종종 배기 촉매 변환기의 압력 손실과 함께 과도한 압력 손실을 초래하고, 그 결과, 배기 트레인 내에 어떤 열전도성 피팅도 제공되지 않으며, 대신에 열전 모듈이 배기 파이프 외부에 지지된다. 이를 위해, 많은 경우에 배기 파이프에 각도 형성 단면을 제공하는 것이 필요하며, 따라서, 평평한 외부 표면이 열전 물질과 밀접하게 접촉하게 할 수 있다. 그러나, 지금까지 열전달은 거의 만족스럽지 않았다.
본 발명의 목적은 내연 기관용 배기 트레인 내 열전 발전기의 배열체에 관한 것으로서, 그 의도는 열전 발전기의 작동 중 가능한 한 큰 온도 차이가 나타나게 하는 것이다. 구체적으로, 그 의도는 배기 가스로부터 열전 발전기로의 열전달을 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 일체형 열전 발전기를 갖는 내연 기관용 배기 트레인에 의해 달성되며, 이 배기 트레인은, 배기 가스가 내부에서 유동하는 적어도 하나의 덕트를 갖고, 덕트 내에는, 열전 모듈의 고온 측부가 배기 가스와 직접 접촉하는 반면에 열전 모듈의 저온 측부가 열전달 매체에 의해 냉각되는 방식으로 적어도 하나의 열전 모듈이 배열된다.
적어도 하나의 열전 모듈은 전기적으로 직렬 연결되고 열적으로 병렬 연결되는 p-레그 및 n-레그를 갖고, 이들 레그의 접촉 수단은 열전 모듈의 고온 측부 및 저온 측부 상의 지지 플레이트들에 지지되며, 열전 모듈의 고온 측부 상의 지지 플레이트에 배기 가스의 유동이 직접 충돌한다.
고온 측부에서의 배기 가스로부터 열전 모듈로, 그리고, 저온 측부에서의 열전 모듈로부터 냉각 매체로의 열전달은 열전 모듈에 대한 온도차를 가능한 한 크게 제공하기 위해 중요하다.
따라서, 가장 넓은 범주에서, 본 발명은 열전 발전기에 의해 열 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 것을 통한 배기 가스 열 활용에 관한 것이다. 열전 발전기는 히트 소스(배기 가스), 열전적 능동 모듈, 및 히트 싱크(냉각 매체)로 구성된다. 따라서, 전기 에너지의 높은 수율을 위해, 히트 소스와 히트 싱크 사이의 온도차가 가능한 한 커야 하고, 고효율의 열전 모듈도 필요하다.
본 발명은 배기 가스로부터 열전 모듈로의 열전달이 개선된 열전 발전기에 관한 것으로서, 이러한 개선은 배기 가스를 운반하는 덕트 내에 직접 열전 능동 요소 및/또는 필요한 접촉층 및 절연층을 배치함으로써 실현된다.
본 발명에 따른 배기 트레인은 열전 모듈이 캡슐화된 형태로 삽입되는 개구를 가질 수 있고, 따라서, 캡슐형 열전 모듈이 배기 가스와 직접 접촉하는 것을 보장할 수 있다. 사용되는 캡슐형 열전 모듈은 저온 측부에서 배기 트레인에 대해 기밀하게(gastightly) 설치된다.
열전 모듈은 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 그리고 상세한 설명의 도입부에서 설명한 바와 같이 구성된다.
열전 모듈의 고온 측부가 배기 가스와 직접 접촉하고 있는 점으로 인해, 열전 모듈의 고온 측부에서의 열전달 손실이 최소화된다. 이에 반해, 지금까지의 공지된 실시예의 열전 모듈은 배기 파이프의 외부에 배치되고, 따라서, 열전달을 심각히 손상시킨다.
열전 모듈은, 열전 모듈의 구조체에 안정성을 부여하기 위해, 그리고, 모든 레그에 걸쳐 가능한 균질이어야 하는 필요한 열전 결합을 보장하기 위해, 일반적으로 표면 상에 지지 플레이트 또는 절연 플레이트를 갖는다.
본 발명에 따르면, 배기 가스로부터 열전 모듈로의 열전달을 크게 방해하지 않는 한, 이들 지지 플레이트에 추가적인 보호층을 부착하는 것이 가능하다. 예를 들어, 얇은 시트 금속층으로 구성되는 커버가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, "배기 트레인"이라는 용어는 내연 기관의 배기 라인의 일부분을 의미하는데 사용된다. 그러나, 배기 트레인은 내연 기관의 실린더 유출구로부터 시작하여 배기 파이프의 단부에 이르는 전체 부분일 수도 있다. 배기 촉매 변환기 및 다른 피팅(예를 들어, 배기 터보차저 또는 미립자 필터)이 예를 들어, 배기 트레인에 추가적으로 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 배기 트레인은 열전 물질 내의 높은 온도차를 허용하기 위해 내연 기관의 유출구에 가능한 한 밀접하게 배열된다. 배기 트레인을 따른 정확한 배치는 각각의 열전 물질의 작동 조건 및 안정성에 따라 좌우될 수 있다.
본 발명에 따른 배기 트레인은 그를 통해 배기 가스가 유동하고 내부에 열전 모듈이 배열되는 적어도 하나의 덕트를 갖는다. 예를 들어, 배기 가스는 다수의 덕트 사이에서 나누어질 수 있고, 각각의 덕트 내에는 열전 모듈이 통합된다. 인접한 덕트 내에 배열되는 열전 모듈은 예를 들어 저온 측부에서 열전달 매체와 공통으로 접촉할 수 있다.
이러한 배열체에서, 덕트는 임의의 적절한 단면 및 종방향 단면을 가질 수 있다. 배기 가스가 그를 통해 유동하는 적어도 하나의 덕트는 실질적으로 평탄한 측벽들을 갖는 장방형 또는 사다리꼴 단면을 가지며, 열전 발전기는 평탄한 측벽들 중 하나 이상에 통합된다. 예를 들어, 열전 모듈은 덕트의 대향하는 2개의 측벽에 통합될 수 있다. 열전 모듈이 통합되는 영역에서, 배기 트레인은 본질적으로 평탄화된 직육면체 형상을 갖는 것이 바람직하고, 열전 모듈 또는 발전기는 직육면체의 평탄한 측부, 즉, 최대 표면적을 갖는 측부 상에 배열된다.
본 발명에 따른 배기 트레인에 3개 내지 100개의 열전 모듈이 배열되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 2개 내지 10개, 특히 바람직하게는 3개 내지 5개의 열전 모듈층이 대응하는 배기 덕트 내에 존재한다.
동일한 디자인의 복수의 열전 모듈이 하나의 열전 발전기 내에 함께 사용되고 연결되는 모듈식 구조가 선호된다.
배기 가스를 운반하는 덕트는 열전적 능동 요소에 대한, 그리고, 필요한 절연층 및 접촉층에 대한 직접 지지체로서 기능하는 것이 바람직하다. 이는 가스 덕트 상에 개별적으로 패키징된 열전 모듈을 배치할 필요가 없게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기 덕트와 열전적 능동 요소 사이의 열전 모듈의 기밀식 패키징을 위한 층(열의 유동을 방해함)이 필요 없다. 적어도 하나의 열전 모듈이 적어도 하나의 열전 모듈의 저온 측부에서 적어도 하나의 덕트 내에 기밀하게 통합되는 것이 바람직하다. 따라서, "저온" 측부에 대한 그리고 인접 요소들에 대한 열전 능동 요소의 패키징 및 기밀식 밀봉은 고온 측부를 향해 개방되어 있는 커버에 의해 달성된다. 그 결과, 배기 가스는 열전 모듈 또는 열전 물질의 고온 측부와 방해 없이 접촉하면서 유입될 수 있다.
배기 가스가 유동하는 배기 트레인 또는 덕트는 임의의 적절한 물질로 구성될 수 있다. 가스 덕트는 시트 금속, 주조 물질, 기계가공된 벌크 물질, 또는 고온에 강한 고형체로 사용가능한 몇몇 다른 벌크 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
각각의 가스 덕트는 장방형 또는 사다리꼴 단면과, 동일 구성의 종방향 단면을 갖는 것이 바람직하다.
열전 능동 요소는 고온 측부를 향해 개방된 딥-드로잉된(deep drawn) 금속 시트로 제조되는 패키지에 제공될 수 있고, 고온 측부를 향해 개방된 패키지는 용접, 납땜, 소결, 접착 접합, 또는 일부 다른 방식으로 달성되는 물질 접합에 의해 가스 덕트에 대해 기밀하게 밀봉될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 덕트는 적어도 하나의 열전 모듈에 대한 배기 가스의 접근류(approach flow)을 개선하는 피팅을 가질 수 있다. 그러나, 덕트 내 압력 손실이 이러한 피팅에 의해 크게 증가되어서는 안된다. 본 발명에 따른 배기 트레인 또는 본 발명에 따른 덕트를 통해 유동하는 배기 가스, 특히, 내연 기관으로부터 배기 가스의 압력 손실은 100mbar, 특히 50mbar를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 압력 손실은 내연 기관에 의한 연료 소비율의 증가를 야기하지 않는다.
복수의 열전 모듈이 열전 발전기의 하나의 평면 내에서 서로 인접하게 및/또는 세로로 줄지어 존재할 수 있다.
과도한 온도에 대한 보호를 위한 보호층이 열전 모듈 상에 추가로 제공될 수 있다. "상 변화층"이라고도 불리는 이러한 층은 250℃ 내지 1700℃ 범위의 융점을 갖는 무기 금속염 또는 금속 합금으로 제조되는 것이 바람직하다. 적절한 금속염은 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 황산염, 질산염, 탄산염, 크롬산염, 몰리브덴산염, 바나듐산염, 및 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨의 볼프람(텅스텐)산염이다. 이중 또는 3중 공정(eutectics)을 형성하는 이러한 종류의 적절한 염의 혼합물이 재료로 사용되는 것이 바람직하다. 이들은 4중 또는 5중 공정을 형성할 수도 있다.
상 변화 물질의 대안으로서, 아연, 마그네슘, 알루미늄, 구리, 칼슘, 실리콘, 인 및 안티몬과 같은 금속으로부터 시작되는, 이중, 3중, 4중 또는 5중 공정을 형성하는 금속 합금 및 그 조합을 이용하는 것이 가능하다. 금속 합금의 융점은 200℃ 내지 1800℃의 범위 내에 있어야 한다.
열전 모듈은, 특히, 니켈, 지르코늄, 티타늄, 은 및 철과 같은 금속을 이용하는 경우, 또는, 니켈, 크롬, 철, 지르코늄 및/또는 티타늄에 기초한 합금을 이용하는 경우, 보호층으로 캡슐화될 수 있다.
본 발명에 따른 열전 모듈 중 하나 이상은 내연 기관의 배기 트레인 내에 예를 들어 직렬로 연결되어 통합될 수 있다. 이러한 범주에서 열전 모듈을 상이한 열전 물질과 조합하는 것이 또한 가능하다. 일반적으로, 내연 기관으로부터의 배기 가스의 온도 범위에 적합한 임의의 적절한 열전 물질을 이용하는 것이 가능하다. 적절한 열전 물질의 예는 스커터루다이트, 예를 들어, COSb3, RuPdSb6, TX6, 여기서 T = Co, Rh, Ir, 그리고, X = P, As, Sb; X2Y8Z24, 여기서 X = 란탄족 원소, 악티늄족 원소, 알칼리 토금속, 알칼리 금속, 토륨(Th), 4족 원소; TiNiSn, HfPdSn 및 금속간 합금과 같은 반-호이슬러 화합물; Zn4Sb3, Sr8Ga16Ge30, Cs8Sn44, Co4TeSb4와 같은 클라스레이트(clathrates); NaxCo02, CaCo409, Bi2Sr2Co20ySr2Ti04, Sr3Ti207, Sr4Ti3O10, R1 - xMxCo03와 같은 산화물, 여기서 R = 희토류 금속, 그리고, M = 알칼리 토금속; Srn +1Tin03n +1, 여기서, n은 정수; YBa2Cu307 -x; FeSi2, Mg2Si, Mn15Si26과 같은 규화물; B4C, CaB6와 같은 붕화물; Bi2Ce3 및 그 유도체, PbCe 및 그 유도체, 안티몬화 아연과 같은 안티몬화물, 그리고 Yb14MnSb4와 같은 진틀 상(Zintl phase)이다.
본 발명에 따른 배기 트레인은 자동차 내에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 배기 트레인은 주로 배기 가스의 열로부터 전력을 발생하는 역할을 한다.
특히, 본 발명에 따른 배기 트레인은 배기 가스와 열전 모듈 사이의 열전달 손실이 최소화됨으로써 전력 발생의 효율을 개선한다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 배기 트레인의 개략적 실시예가 첨부 도면에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 접촉부의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 열전 모듈의 구조를 도시하는 도면,
도 3은 2개의 배기 덕트의 층상 배열체를 갖는 본 발명에 따른 배기 트레인의 개략적 단면도,
도 4는 도 3에 개략적으로 도시된 종류의 배기 트레인의 사시도,
도 5는 양 측부에서 모듈과 끼워맞춰지는, 본 발명에 따른 배기 덕트를 위한 측정 구조체를 도시하는 도면.
본 발명에 따른 배기 트레인 또는 배기 덕트의 일례가 도 3 내지 도 5에 도시된다.
도 3은 2개의 배기 덕트(20a, 20b)의 층상 배열체를 갖는 본 발명에 따른 배기 트레인의 개략적 단면도를 보여준다. 열전 모듈(21a...n)은 여기에 직접 부착되고, 하류에 연결된 냉각 플레이트(23a, 23b, 23c)가 배열되며, 이들은 가스 덕트로부터 유입되는 열을 소산시키는데 사용되고, 열전 모듈 간에 가능한 큰 온도 구배를 유지하는데 사용된다.
열전 모듈(21a...n)은 배기 덕트(20a, 20b) 내에서 배기 가스와 고온 측부에서 직접 접촉하고, 열전 모듈의 저온 측부는 열전달 매체(냉각 플레이트(22a, 22b, 22c))에 의해 냉각됨을 도면으로부터 알 수 있다.
도 3에서 알 수 있듯이, 5개의 일련의 열전 모듈이 각각의 배기 덕트 위 아래에 제공된다. 냉각 플레이트는 도 3의 좌측에 도시되는 연결부를 통해 내외로 유동하는 냉각 매체와 접촉한다.
도 4는 도 3에 개략적으로 도시된 종류의 배기 트레인의 사시도를 도시한다. 단열체 아래에 배치되는 냉각 플레이트(22a...c) 및 열전 모듈(21a...n)이 눈에 띈다.
상측 냉각 플레이트 위에서 열전 모듈을 위한 전기적 연결부를 볼 수 있다.
도 5는 양 측부에서 모듈(21a...n)과 끼워맞춰지는, 본 발명에 따른 배기 덕트(20a/b)를 위한 측정 구조체를 보여준다. 전기적 입력 및 출력을 갖는 10개의 열전 모듈이 도시된다.
도시된 배기 트레인에서는, 배기 가스와 열전 모듈 사이의 열전달 손실이 최소화됨으로써, 전력 발생의 효율이 개선된다.

Claims (8)

  1. 일체형 열전 발전기를 갖는 내연 기관용 배기 트레인에 있어서,
    상기 배기 트레인은, 배기 가스가 내부에서 유동하는 적어도 하나의 덕트를 갖고, 상기 적어도 하나의 덕트 내에는, 열전 모듈의 고온 측부가 배기 가스와 직접 접촉하는 반면에 열전 모듈의 저온 측부가 열전달 매체에 의해 냉각되는 방식으로 적어도 하나의 열전 모듈이 배열되며, 상기 적어도 하나의 열전 모듈은 상기 적어도 하나의 열전 모듈의 저온 측부에서 상기 적어도 하나의 덕트 내에 기밀하게(gastightly) 통합되는
    내연 기관용 배기 트레인.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열전 모듈은 전기적으로 직렬 연결되며 열적으로 병렬 연결되는 p-레그 및 n-레그를 갖고, 이들 레그의 접촉 수단은 상기 열전 모듈의 고온 측부 및 저온 측부 상의 지지 플레이트들에 지지되며, 상기 열전 모듈의 고온 측부 상의 지지 플레이트에 배기 가스의 유동이 직접 충돌하는
    내연 기관용 배기 트레인.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 덕트를 통해 배기 가스가 유동하고, 상기 적어도 하나의 덕트는 실질적으로 평탄한 측벽들을 갖는 장방형 또는 사다리꼴 단면을 가지며, 상기 열전 발전기는 상기 평탄한 측벽들 중 하나 이상에 통합되는
    내연 기관용 배기 트레인.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 덕트의 대향하는 2개의 측벽에 열전 모듈들이 통합되는
    내연 기관용 배기 트레인.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 덕트는 상기 적어도 하나의 열전 모듈로의 배기 가스의 접근류(approach flow)를 개선하는 피팅(fittings)을 갖는
    내연 기관용 배기 트레인.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전 발전기의 하나의 평면 내에서 복수의 열전 모듈이 서로 인접하게 및/또는 세로로 줄지어 존재하는
    내연 기관용 배기 트레인.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 트레인은 자동차 내에 설치되는
    내연 기관용 배기 트레인.
  8. 상기 배기 가스의 열로부터 전력을 발생시키기 위한, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 배기 트레인의 용도.
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