INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Appareil ménager pour la cuisson alimentaire programmée d' aliments Pour les femmes en général, la préparation des repas peut être considérée comme une corvée à cause de son travail répétitif, à des horaires fixes et définis. Si certaine préparations gastronomi- ques peuvent quelquefois être plaisantes à préparer à cause de la satisfaction que 1' on en retire, par contre les plats courants de tous les jours, peuvent parfois faire penser a un travail la chaine que 1' on doit éxecuter de toute façon, même Si 1' on n' y est pas disposé, surtout si une nombreuse faille attend son repas. De nombreux appareils ménager ont été étudiés pour aider les cuisinières et leur faciliter la tâche, mais ils n' empèchent pas les répétitions journalières des opérations, même s' i@s les simplifies.Cela pose un probléme particulier aux femmes qui travaillent à 1' extérieur, de plus en plus nombreuses dans la vie moderne, A cause de cela, par nécessité, une cuisine de conserves ultra rapide est souvent préférée, malgré qu' elle ne soit pas du gout de tout le monde.
Déjà sur le marché depuis un certain temps, les rotissoires électriques programmées résolvent une partie des problemes, car elles permettent de préparer quelques plats arrivant cuits à 1' heure désirée, particulièrement les mets rotais.
La présente invention est donc complémentaire pour la ménagére et facilitera sa tâche, en ce sens qu" elle permet de préparer à 1' avance des plats à cuire, qui, grâce à une programmation, arriveront servi à bonne température à 1' heure désirée, par exemple le repas du soir, mis en place avant le départ au travail le ma- tin.
Pour préparer certains plats courants, la difficulté en était que généralement, on ne pouvait au préalable, longtemps à 1' avance, mélanger les composants liquides et solides sans risques de dé térioration. Par exemple, des tes alimensaires ne peuvent être mises en eau froide le matin pour cuire 'e soir, de même pour le riz, des pommes de terre en robe des champs, etc.D' autres plats demandent une préparation avant le mélange avec 1' eau, comme par exemple: la soupe à 1' oignon, etc. la particularité prin- cipale de cette invention est que l' introduction des divers ingrédients dans le récipient de cuisson, out ils soient liquides ou solides, peut se faire à partir d' un programme pré-établi et de manière automatique. De mee, le récipient de cuisson peut se vider sans le manipuler et en séparant les composants liquides et solides, comme par exemple: 1' eau de cuisson des gâtes, de pommes de terre, le bouillon du pot au feu, etc.Parallélement à 1' introduction des produits de base alimentaire, ou à leur évacuation, le programme pré-établi détermine les gradiants de température, 1' agitation des aliments en cuisson, la cuisson avec ou sans pression, etc. Si 1' appareil de la présente invention n t a pas la prétension d1 être univesel et ne supprime pas le travail de cuisine, il fait faire un pas en avant à la libération de la ferme, par déplacement horaire tt controle permanent des opérations, donnant ainsi à 1' opératrice plus de liberté, sans pour cela la contraindre à des recettes d' ouverture de boites de conserve, ni à une surveillance constante en cours de cuisson pour éviter les mets brulés, pas assez cuits ou les débordements.
Pour éviter les manipulations, un récipient pour la cuisson des aliments, porte, selon la présente invention, deux sorties, de préférence sur le fond. L' une des sorties est de grand diamètre pour 1' évacuation des aliments dit solides, 1' autre de plus petit diamètre pour les aliments liquides. Si besoin est, leur séparation est assurée à 1' intérieur du récipient par un cylindre perforé ou grillagé, quoiqu' on puisse aussi utiliser un simple filtre sur cette sortie. Le récipient de cuisson est de eréfOren- ce chauffé au bain:iarie grâce à un produit échangeur thermique élevé en température par une résistance électrique et controlé par thermostat.Par ce moyen de chauffage, la température sera plus uniformément répartie, ce qui évitera les points plus chauds sources d' aliments brulés, ainsi que les erreurs de cuisson à 1' origine de bien des drames. Le récipient de cuisson sera donc avantageusement construit avec une double paroi entre lesquelles se trouvera tout 1' ensemble de chauffe décrit plus haut Le produit échangeur thermique doit être de préférence bon conducteur de la chaleur et chimiquement, doit tenir correctement à des températures assez élevées, par exemple: I800 C ou même plus. On pourra utiliser certaines huiles, des produits chlorés synthétiques ou même, éventuellement des métaux à bas point de fusion.L' expansion thermique doit pouvoir être assurée sans pour cela craindre des débordements ou renversement des produits échangeur thermique, pour cela, le matelas d' air supérieur sera avantageusement relié à lt extérieur par un filtre ne laissant pas passer les mollécules du produit échangeur, comme par exemple: une pastille de métal-, verre ou plastique fritté ou poreux.
Les liquides de cuisson, par exemple: de 1' eau, sont pré-dosés et stockés dans un réservoir annexe pouvant être ou non incorporé à 1' appareil. Au moment voulu, par exemple: une électro-vanne envoie le liquide dans le recipient à cuire. D' autres produits peuvent être introduits également en cours de cuisson suivant le programme établi, comme par exemple: de la créme, du lait, des oeufs dont la coquille a évidemment été préalablement enlevée, de la chapelure, etc. Les récipients de produits annexes peuvent etre incorporés par exemple: dans le couvercle et ouvert à la demande par le prograramateur automatique.En 1111 de cuisson, s' il y a lieu, les produits liquides sont automatiquement évacués, soit dans 1' évier, soit dans un récipient prévu à cet effet, les résidus solides étant ammemés à bonne température, puis évacués manuellement ou éventuellement automatiquement dans le plat à servir. Pour être prêt éxactement à Il heure désirée, le début de cuisson est programmé suivant la recette en cours, pour que toutes les opérations se déroulent correctement. A 1 ' intérieur du récipient de cuisson, un agitateur, commandé par un moteur et le programmateur, sert à éviter aux aliments de coller ou de s' aglutiner.Sa forme est étudiée pour agiter dans un sens de rotation et pousser les aliments cuits vers 1' ouverture centrale dans 1' autre sens de rotation, facilitant ainsi 1' évacuation des aliments ayant tendance à coller. Le couvercle est vérouillé de facon étanche à la fermeture pour permettre 1' utilisation éventu elle en autoclave, par soulèvement ou non non d' un bouchon sur les trous d' échappement de la vapeur. On pourra par exemple: utiliser un électro-aimant à noyau plongeur à deux positions, commandé par le programme pré-établi. La vapeur étant, quant à elle, automatiquement évacuée avant la tin du cycle de cuisson.
Le programmateur comportera par exemple: des minuteries de comman- de pouvant être les suivantes: Temporisation de la mise en route du début des opérations.
Arrivée des produits liquides et évacuation de ceux-ci.
Couverture du ou des réservoirs de produits annexes, irise en route ou arrêt de 1' agitateur à des moments déterminés, avec éventuellement son inversion de arche.
Index dt affichage des températures utilisées, par exemple: une prémière température avant introduction des liquides de cuisson, une deuxième pour la cuisson des liquides, et une troisiène pour la tanise en température de consommation.
Mise en service ou non du système de commande de 1' utilisation en autoclave.
Bien entendu cette liste ' est donnée qu'a titre indicative et non limitative, sa modification par supression, augmentation des opérations programmables, utilisations de commandes diverses de programme intégrées ou non à 1' appareil, ne peut remettre en cause la présente invention.
Le vérouillage du ou des couvercles sera de préférence assure par joints résistants à la température, comme par exemple: les élas- toméres silicone, le P.T.F.E. etc., et dont la forme sera avants geusement assurée pour que 1' étanchéïté soit établie par la prea sion intérieure, de façon à simplifier et faciliter le système de vérouillage manuel à la fermeture.
Dans le cas A2 où le signal est transmis dans la voie de transmission sous forme numérique, ladite voie de transmission n'apporte, en principe, aucun bruit de transmission à proprement parler. (si l'on suppose négligeable le taux d'erreur de transmission). Par contre, la transformation du signal analogique sous forme d'une suite de mots numériques fait apparaitre un bruit, dit bruit de quantification.Et le dispositif de compression-extension objet de la présente invention peut alors servir à augmenter la valeur moyenne du rapport signal/bruit de quantification lorsque l'on s'est fixé a priori le nombre total de valeurs distinctes de l'amplitude (échelons de quantification) que l'on peut transmettre par la voie de transmission numérique ; ou encore, ce qui est une autre manière d'envisager le même problème , ledit dispositif de compression-extension permet, si l'on s'est fixé a priori une borne inférieure de la valeur moyenne du rapport signal/bruit de quantification, de réduire le débit numérique de la voie par rapport à ce qui serait théoriquement nécessaire.
Ainsi, supposons par exemple que chacun des mots numériques fournis par le convertisseur analogique/numérique représente l'amplitude instantanée d'un échantillon du signal, et soit composé d'un ensemble de p digits binaires rangés de droite à gauche et numérotés de 1 à p dans l'ordre croissant des "poids" respectifs qui leur sont affectés, auquel s'adjoint un bit "de signe" dans le cas où le signal peut avoir des amplitudes instantanées positives ou négatives.
n étant un nombre entier inférieur à p mais supérieur à 1, nous allons montrer qu'une compression-extension du signal réalisée conformément à la présente invention permet, si l'on admet que le niveau du bruit de quantification dépende du niveau du signal, de réduire de p à (p-n+l) le nombre de bits de poids croissants transmis par mot.
En-ne considérant dans tous les cas que la valeur absolue de l'amplitude, l'ensemble des valeurs possibles de l'amplitude instantanée du signal ainsi quantifiée est alors un ensemble fini de 2P valeurs distinctes. Dans le cas, auquel on peut toujours se ramener, où la numérotation des valeurs des amplitudes est faite selon le code binaire naturel, une partition commode dudit ensemble en n sous-ensembles disjoints consiste alors à considérer - Premièrement, l'ensemble des valeurs correspondant aux mots dans lesquels le bit numéro p'(bit "de plus fort poids" dans l'ensemble des p bits de poids croissants) est égal à 1.
- Deuxièmement, l'ensemble des valeurs correspondant aux mots dans lesquels le bit numéro p est égal à 0 et le bit numéro (p-l) égal à 1.
- Troisièmement, l'ensemble des valeurs correspondant aux mots dans lesquels les bits numéro p et (p-l) sont égaux à 0 et le bit numéro (p-2) égal à 1.
Et ainsi de suite, jusqu'à - nièmement l'ensemble l'ensemble des valeurs correspondant aux mots dans lesquels les bits numéro p, (p-l), (p-2), ... (p-n+2) sont égaux à 0 et le bit-numéro (p-n+l) égal à 1.
m étant un nombre entier, prenons pour valeur de T la durée d'une séquence de m échantillons consécutifs du signal. Ceci revient à dire que, si l'on désigne par f e la fréquence d'échantillonnage du signal utilisée, T = m.
fe La suite des mots numériques représentant les échantillons de signal est alors croisée en séquences successives de m mots consécutifs correspondant à des tranches de temps successives de durée T. Consi dérons une telle séquence, et soit r le rang du bit de plus fort poids qui ait pris la valeur 1 dans l'un au moins des m mots composant ladite séquence. Cela veut dire que tous les bits de rangs supérieurs à r ont été constamment nuls au cours de cette séquence de m mots.On en déduit que la valeur maximale de l'amplitude instantanée du signal pour la tranche de temps de durée T ième considérée appartient au -(p-rfl)ième sous-ensemble de l'ensemble des valeurs possibles de l'amplitude instantanée du signal, sauf si r est inférieur à (p-n+l), auquel cas ladite valeur maximale appartient au nième sous-ensemble.La compression du signal dans le compresseur va alors être opérée de la façon suivante : Pour chacune des séquences successives de m mots consécutifs, à laquelle correspond une certaine valeur du rang r, on ne transmettra sur la voie de transmission numérique que des mots de (p-n+l) bits (non compris le bit de signe, qui, s'il existe, est toujours transmis) formés de la façon suivante : Dans chacun des mots de p bits, on ne prend que les (p-n+l) bits de rangs compris entre (r-p+n) et r, si r est supérieur ou égal à (p-n+l). Si r est inférieur à (p-n+l), on prend les (p-n+l) bits de rangs compris entre 1 et (p-n+l).Le signal supplémentaire envoyé sur la voie de transmission indique la valeur du rang r pour chacune des séquences successives de m mots consécutifs, ce qui permet bien, à l'arrivée, de redonner, par l'intermédiaire de l'extenseur, leurs valeurs initiales respectives aux amplitudes des échantillons successifs du signal Lorsque r est inférieur à (p-n+lj, ledit signal supplémentaire indique seulement, bien entendu, que l'on a pris les (p-n+î) bits de rangs compris entre 1 et (p-n+l)J.
L'opération ainsi effectuée, dans le compresseur, sur les mots numériques correspond bien à une compression du signal avec un gain qui varie par paliers successifs de durée T, puisque cela revient à adopter, pour chacune des séquences de m mots consécutifs, une échelle d'amplitudes parmi n échelles possibles. Mais l'on voit aussi que, en négligeant de transmettre, pour chaque mot, les bits de rangs compris entre 1 et (r-p+n-l), on augmente d'autant la valeur du bruit de quantification pour la séquence consi dérée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et à l'aide des dessins annexes, dans lesquels - la Fig. 1 montre une réalisation du compresseur suivant la formule (A2) formule (A2) (B2) (C2) ci-dessus définie - la Fig. 3 montre schématiquement une réalisation de la partie "émettrice" du dispositif de l'invention ; et - la Fig. 4 montre schématiquement une réalisation de la partie "réceptrice" du dispositif de l'invention.
En pratique, le compresseur peut en pareil cas être réalisé de deux manières apparemment fort différentes, et qui correspondent en réalité aux possibilités C1 ou C2. On peut en effet, selon le schéma de la figure 1, appliquer le signal analogique à l'entrée 801 d'un échantillonneur 802 commandé à partir de l'horloge 803 par un multiplicateur de fréquence 804.L'échantillonneur 802 2st suivi d'un convertisseur analogique/numérique 805 à p bits, suivi d'une ligne à retard numérique 806 permettant de mettre provisoirement en mémoire au moins m mots consécutifs de p bits, suivie enfin d'un commutateur d'aiguillage 807 commandé par un dispositif logique 808 à 810 (dont certains des schémas possibles sont évidents) qui détermine la valeur de r pour chacune des séquences successives due m mots consécutifs. Le commutateur d'aiguillage 807, ainsi commandé, prélève dans les p bits de poids croissants que contient chaque mot les (p-n+l) bits qui conviennent pour chacune desdites séquences et les envoie vers l'entrée 811 de la ligne de transmission.C'est cet aiguillage des (p-n+l) bits convenables parmi les p bits de chaque mot qui constitue, à proprement parler, la "variation de gain" du compresseur. Le cas ci-dessus est donc bien le cas C2 où ladite variation de gain a lieu -- -~ la mise en mémoire du signal dans une ligne à retard unique. Le circuit logique 808 à 810 peut d'ailleurs fournir en 812 un signal supplémentaire, à toutes fins utiles.
Mais l'on peut aussi signaler l'opération qui vient d'être décrite en utilisant en réalité un (ou plusieurs) convertisseur analogique/numérique à (p-n+l) bits seulement, et en construisant le dispositif selon la variante C1. Pour cela, nous continuons à considérer que l'ensemble des valeurs possibles de l'amplitude instantanée du signal est divisé en n sous-ensembles disjoints exactement selon la règle qui a été donnée plus haut pour un convertisseur analogique/numérique qui fournirait effectivement des mots de p bits de poids croissants. Et nous supposons que la borne supérieure des valeurs possibles de l'amplitude instantanée du signal analogique qui arrive à l'entrée du compresseur soit égale au seuil de saturation du convertisseur analogique/numérique à (p-n+l) bits dont on dispose.
Selon le schéma de la figure 2, ledit signal analogique reçu en 821 est alors, tout d'abord, amplifié globalement dans un amplificateur 822, avec un gain g (effectivement supérieur à 1) dont nous expliciterons la valeur un peu plus loin. Puis il est introduit à l'entrée d'un atténuateur 823 à 1 entrée et n sorties.
Les n atténuations différentes apportées par l'atténuateur à n sorties correspondent très exactement aux poids respectifs des n bits de plus forts poids parmi les p bits de poids croissants quecontient chaque mot. Plus précisément, la correspondance entre les n "gains" gl, g2, g3, ... g n (gl T, de l'amplitude instantanée du signal disponible à la kième sortie de l'atténuateur est inférieure ou égale au seuil de saturation du convertisseur analogique/numérique 825 à (p-n+lr bits, cependant que la valeur maximale, pour la même tranche de temps de durée T, de l'amplitude instantanée du signal disponible à la (k+1)ième sortie de l'atténuateur est supérieure audit seuil de saturation. Esi k = n, = gon =î.
Avant supposé que la borne supérieure des valeurs possibles de l'amplitude instantanée du signal qui arrive à l'entrée du compresseur est précisé ment égale au seuil de saturation du convertisseur analogique/numérique à (p-nal) bits utilisé, il est clair qu'alors le gain g de 1-' amplification globale que le signal subit dès son entrée dans le compresseur doit être égal à g -g1 Quant au gain global du compresseur, égal au produit de g par il est bien toujours supérieur ou égal à 1.
A cet effet, selon l'invention, la cellule solaire comporte, en association, une couche de base du matériau semi-conducteur dopé d'un type donné (P ou N) présentant, du côté devant être dirigé vers le rayonnement photonique, une grille diffusée ou implantée du même semiconducteur, mais dopé de sens inverse (N ou P respectivement), ladite grille étant elle-même recouverte d'une couche de diélectrique transparent audit rayonnement, chargée à une faible partie de sa hauteur totale audessus de ladite grille par des ions piégés qui sont positifs ou négatifs, respectivement Si le semiconducteur de la base est de type P ou N, leur densité étant suffisante pour provoquer une inversion à la surface du semiconducteur de la base.
L'invention sera mieux expliquée et comprise en se reportant à la description ci-après, avec référence aux dessins ci-annexés parmi lesquels on voit - à la figure 1, schématiquement, la coupe d'une cellule solaire selon l'invention, pour du silicium de type P; - à la figure 2, de même, pour du silicium de type N; - à la figure 3, la configuration de principe de la structure des bandes, sans éclairement, pour une base de silicium de type N et - à la figure 4, une configuration analogue pour une base de silicium de type P.
La cellule de l'invention ne comporte pas une jonction stoechiométrique, mais une jonction purement électrique obtenue par déplétion et inversion.
Sur une couche de silicium de résistivité donnée dopée 1 de type P (figure 1) ou de type N (figure 2) on fait croître ou on dépose une couche 3 d'oxyde de silicium, dopée avec des impuretés ioniques positives ou négatives, selon que le silicium de base est de type P ou de type N, après avoir réalisé une grille 2 de conductivité inverse, soit par diffusion, soit par implantation ionique, soit par tout autre moyen approprié.
Dans le cas d'une couche 1 en silicium type P, la couche 3 sera dopée à l'aide d'ions positifs stables, notamment tels que: Mg++, Ca++, Zn++, Fez+, Ni++, Lt , Cu+, Rob , Na Li+ K+, Gus+... dans une concentration de 1017 et. cm-3.Dans le cas d'une couche 1 en silicium type N, la couche 3 de dioxyde sera dopée à l'aide d'ions négatifs stables tels que Br-, Cl#,O##, I-.,. avec la méme concentration que précédemment.
On obtient ainsi des ions "piégé's".
Ces charges fixes Q ~induisent dans la couche 1 des charges Q > ,, (charges induites) données par la loi de Gauss avec x = distance entre le plan des charges et le silicium monocristallin Cox = Capacité électrique du diélectrique Dans le premier cas, le grille sera de type N+ par implantation ou diffusion de phosphore ou d'arsenic ou de tout autre dopant donneur; dans le deuxième cas, elle sera de type P, par implantation ou diffusion de bore ou de tout autre dopant accepteur. La forme d'une telle grille se voit en plan sur la figure la.
Dans les deux cas, on applique par dessus la couche de dioxyde de silicium une couche anti-reflet, en soi connue, par exemple en silicium nitruré (sidi4), qui améliore le rendement énergétique.
Sur la face de la couche de base 1 opposée au rayonnement photonique (h /) on dispose de préférence une grille de contact métallique 5, par exemple une grille d'aluminium dopé (P+ dans le cas de la figure 1) obtenue par diffusion ou implantation.
La tension photovoltaique engendrée V est prise entre la grille 2 et le substrat 1 ou la grille 5. On peut la calculer, à partir de l'équation de Poisson: avec ni = concentration intrinsèque des porteurs dans le silicium K = constante de Boltzmann g = température absolue concentration du rapport accepteur/donneur q = charge élémentaire de l'électron Ainsi, cette tension est directement proportionnelle au logarithme du nombre de charges se trouvant dans l'oxyde. Ce nombre de charges peut être concentré sur une épaisseur limite.
La jonction virtuelle ainsi obtenue, concentrée aux environs de la grille 2, présente deux avantages qu'il convient de souligner - une "fenetre d'entrée" très mince, constituée par la couche 3, de l'ordre de 0,01 f . Ceci augmente l'efficacité de la cellule bien en deça du bleu (du côté de l'ultra-violet proche), ce qui n'était pas le cas dans les structures connues de piles solaires. Néanmoins, l'ohmicité du contact est assurée par un taux de recombinaison pratiquement infini dans la grille implantée ou diffusée.
- l'absence de tout traitement thermique conserve au substrat ses propriétés de départ, donc la grande durée de vie des porteurs et cette particularité améliore également la réponse dans llinfra-rouge.
Sur la figure 3 on a représenté, avec les conventions habituelles, la configuration de la structure des bandes en l'absence d'éclairement, pour un dispositif selon l'invention où le silicium de base est de type N, avec une concentration d'impuretés ND = 1016 at. cl 3. Sur la partie gauche dans le silicium, on voit le niveau de conduction Nc, correspondant à 1,1 électron-volts et le niveau de valence Nv, correspondant à O électron-volt , qui se relèvent au voisinage de la zone d'inversion. EF correspond au niveau de Fermi.
Si on se reporte maintenant à la figure 4, on y voit sur la gauche, la configuration des bandes d'énergie, pour du silicium type P. On y voit N c niveau de la bande de conduction N v niveau de la bande de valence top $ quasi niveaux de Fermi à l'équilibre thermodynamique #n quasi niveaux de Fermi hors d'équilibre J E i milieu de la bande interdite Si l'on veut déterminer par le calcul, au moins approximativement, le comportement de la cellule, on pourra procéder comme suit Sans éclairement et sans polarisation, aucun courant ne traverse la jonction et la concentration en électrons de la base compense la concentration en électrons de la zone induite.