(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、
前記ハウジング中に配置され、液化気体を収容する貯蔵容器、
前記ハウジングの外面に設けられ、前記ハウジングに対して回転可能であるターンテーブル、
前記ターンテーブルに結合され、携帯型液体貯蔵/供給装置の少なくとも一部の形状に略対応する形状を持つインタフェース、及び
前記インタフェース中に配置され、前記貯蔵容器と流体連通する第１コネクタ、
を有し、
前記携帯型液体貯蔵/供給装置に前記貯蔵容器を流体連通させるために、第１コネクタが前記携帯型液体貯蔵/供給装置の対応する第２コネクタに結合され、
前記ターンテーブルが充填位置に回転されたことに応じて、前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液化気体の供給が可能にされるように第１コネクタが第２コネクタに結合される、液化気体貯蔵システム。
【請求項２】
前記ハウジング中に配置される気体液化器をさらに有し、前記気体液化器が気体から液化気体を生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ハウジング中に配置され、前記気体として酸素濃縮気体を生成する酸素濃縮器をさらに有し、前記酸素濃縮気体は、前記液化気体として液体酸素を生成するために前記気体液化器に供給される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記酸素濃縮器に結合され、当該酸素濃縮器からの気体をユーザへ供給する気体出口ラインをさらに有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ターンテーブルが、(a) 第１コネクタが前記携帯型液体貯蔵/供給装置の第２コネクタから分離される第１位置と、(b) 第１コネクタが前記携帯型液体貯蔵/供給装置の第２コネクタに結合される第２位置との間で回転可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ターンテーブルが、第１位置と第２位置との間で手動又は自動で回転可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ハウジング中に配置され、前記貯蔵容器内の圧力を高める増圧器をさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記増圧器が、(a)前記貯蔵容器内の圧力を高めるコンプレッサ、若しくは(b) 前記貯蔵容器に収容される液体の温度を上昇させるヒーター、又は(a)と(b)の両方を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記貯蔵容器から第１コネクタへの液化気体の流動を制御するために、前記貯蔵容器と第１コネクタとの間に配置されるバルブをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ハウジング中に配置される通信素子をさらに有し、前記通信素子は、携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報を、前記携帯型液体貯蔵/供給装置が前記インタフェース中又はその近くに配置されたことに応じて受信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記情報を受信するプロセッサをさらに有し、前記プロセッサは、前記情報に基づいて、前記貯蔵容器から第１コネクタへの液化気体の流動を制御する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ターンテーブルの下に前記ハウジングからの空気を供給するために、前記ターンテーブルの下に配置される気体換気システムをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記貯蔵容器に結合された気体供給システムをさらに有し、前記気体供給システムは、液化気体をユーザによる消費のための気体に変換する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
携帯用の液化気体を供給するためのシステムであって、
携帯型液体貯蔵/供給装置及び液化気体貯蔵システムを有し、
前記携帯型液体貯蔵/供給装置は、
第１ハウジング、
第１ハウジング中に配置され、液化気体を収容するデュワー、及び
前記デュワーと流体連通する第１コネクタ、
を有し、
前記液化気体貯蔵システムは、
第２ハウジング、
第２ハウジング中に配置され、液化気体を収容する貯蔵容器、
第２ハウジングの表面に設けられ、第２ハウジングに対して回転可能であるターンテーブル、
前記ターンテーブル中に配置され、第１ハウジングの少なくとも一部の形状に略対応する形状を持つインタフェース、及び
前記インタフェース中に配置され、前記貯蔵容器と流体連通する第２コネクタ、
を有し、
前記デュワーに前記貯蔵容器を流体連通させるために、第２コネクタが第１コネクタに結合され、
前記ターンテーブルが充填位置に回転されたことに応じて、前記貯蔵容器から前記デュワーへの液化気体の供給が可能にされるように第２コネクタが第１コネクタに結合される、システム。
【請求項１５】
前記液化気体貯蔵システムが、第２ハウジング中に配置されて気体から液化気体を生成する気体液化器をさらに有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記液化気体貯蔵システムが、第２ハウジング中に配置され、前記気体として酸素濃縮気体を生成する酸素濃縮器をさらに有し、前記酸素濃縮気体は、前記液化気体として液体酸素を生成するために前記気体液化器に供給される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記酸素濃縮器に結合され、前記酸素濃縮器からの気体をユーザへ供給する気体出口ラインをさらに有する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ターンテーブルが、(a) 第１コネクタが第２コネクタから分離される第１位置と、(b) 前記貯蔵容器が前記デュワーと流体連通するように第１コネクタが第２コネクタに結合される第２位置との間で回転可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ターンテーブルが、第１位置と第２位置との間で手動又は自動で回転可能である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記液化気体貯蔵システムが、第２ハウジング中に配置され、前記貯蔵容器内の圧力を増加させる増圧器をさらに有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記増圧器が、(a) 前記貯蔵容器内の圧力を高めるコンプレッサ、若しくは(b) 前記貯蔵容器に収容される液体の温度を上昇させるヒーター、又は(a)と(b)の両方を有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記液化気体貯蔵システムが、前記貯蔵容器から第２コネクタへの液化気体の流動を制御するために、前記貯蔵容器と第２コネクタとの間に配置されるバルブをさらに有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記携帯型液体貯蔵/供給装置が情報装置をさらに有し、前記液化気体貯蔵システムが第２ハウジング中に配置される通信素子をさらに有し、前記携帯型液体貯蔵/供給装置が前記インタフェース中又はその近くに配置されたことに応じて、前記通信素子が前記情報装置から情報を読み出す、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
前記液化気体貯蔵システムが前記情報を受信するプロセッサをさらに有し、前記プロセッサは、前記情報に基づいて、前記貯蔵容器から第２コネクタへの液化気体の流動を制御する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記貯蔵容器から前記デュワーへ液化気体を供給するために第１コネクタと第２コネクタとに結合されるアダプタをさらに有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ターンテーブルの下に第２ハウジングからの空気を供給するために、前記ターンテーブルの下に配置される気体換気システムをさらに有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２７】
ハウジング、
前記ハウジング内に配置され、液化気体を貯蔵する貯蔵手段、
携帯型液体貯蔵/供給装置の本体を前記ハウジングに結合させるインタフェース手段、
前記貯蔵手段と流体連通する第１接続手段であって、前記携帯型液体貯蔵/供給装置の第２接続手段と結合される第１接続手段、及び
前記インタフェース手段と結合され、前記ハウジングに対する前記インタフェース手段の回転を可能にする回転手段、
を有し、
前記回転手段が充填位置に回転されたことに応じて、前記貯蔵手段から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液化気体の供給が可能にされるように第１接続手段が第２接続手段に結合される、
する液化気体貯蔵システム。
【請求項２８】
前記回転手段が、(a)前記貯蔵手段から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液体の供給が防止される第１位置と、(b) 前記貯蔵手段から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液体の供給が可能にされる第２位置との間で回転可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記回転手段が、第１位置と第２位置との間で手動又は自動で移動可能である、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
気体から液化気体を生成するために前記ハウジング中に配置される気体液化手段をさらに有する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ハウジング中に配置され、前記貯蔵手段内の圧力を増加させる増圧手段をさらに有する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ハウジング中に配置され、携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報を、前記携帯型液体貯蔵/供給装置が前記インタフェース手段中に又はその近くに配置されたことに応じて受信する通信手段をさらに有する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３３】
前記情報に基づいて前記貯蔵手段から前記第１接続手段への前記液化気体の流動を制御するプロセッサ手段をさらに有する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記回転手段の下に配置され、前記第１接続手段を横切って前記ハウジングからの気体を供給する換気手段をさらに有する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
携帯用の液化気体を供給する方法であって、
液化気体を収容する貯蔵容器が内部に配置されたハウジングを提供し、
携帯型液体貯蔵/供給装置を、前記ハウジングの外面に設けられたターンテーブルに結合し、
前記ターンテーブルを充填位置まで回転させて、前記携帯型液体貯蔵/供給装置に配置された第１コネクタを前記ハウジングに設けられた第２コネクタにかみ合わせて、
第１コネクタが第２コネクタにかみ合ったことに応じて、前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置へと液化気体が供給される、方法。
【請求項３６】
前記ターンテーブルの回転が、(a)前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液体の供給が防止される第１位置と、(b)前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液体の供給が可能にされる第２位置との間でターンテーブルを回転させることを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ターンテーブルの回転が手動又は自動で行われる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ハウジング中に配置された液化システムを用いて前記液化気体を生成する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置へ液化気体を供給することが、前記貯蔵容器内の圧力を増加させることを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
携帯型液体貯蔵/供給装置の少なくとも一部の形状に略対応する形状を持つインタフェース手段が前記ターンテーブルに配置され、
前記ハウジング中に配置された通信素子が、携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報を、前記携帯型液体貯蔵/供給装置がインタフェース手段中又はその近くに配置されたことに応じて受信する、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記情報に基づいて、前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置への液化気体の流動を制御する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記貯蔵容器から前記携帯型液体貯蔵/供給装置へ、第１コネクタ及び第２コネクタを通じて液化気体を供給する、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型液化気体システムに関し、特に、液化気体貯蔵装置から携帯型液化気体貯蔵/供給ユニットを充填するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者への補充酸素の供給は、肺や呼吸の問題に苦しんでいる人に一般的に処方される。補充酸素の処方及び供給は、十分な酸素レベルが患者によって受け取られることを保証するように行われる。補充酸素が処方される場合がある状況は、病的肺又は傷害性肺に苦しむ人と同様に、慢性的閉塞性肺疾患(例えば喘息)に悩む人を含む。
【０００３】
液体酸素(LOX)システムを用いて補充酸素を供給することが知られている。従来のLOXシステムは、ユーザの自宅に設置されたままの大きな据置きのLOX貯蔵容器を含む。据置きのLOX容器は、一般的に大量のLOXを運ぶトラックである可搬式のLOX貯蔵容器から定期的に補充される。従来のLOXシステムは、自宅外への旅行のために据置きのユニットから充填されることができる5〜13ポンドの重さがある小型の携帯型貯蔵/供給装置をさらに含む。
【０００４】
そのようなLOXシステムの一つは、米国特許第6,742,517号('517特許)（発明の名称：High Efficiency Liquid Oxygen Storage and Delivery System）に開示される。この特許中に開示されるように、典型的なLOXシステムは、個人の自宅中に設置される据置きのLOX貯蔵容器及び患者が自宅外で使用する携帯型LOX供給ユニットを含む。このLOXシステムの商業的実施である'517特許において説明されている携帯型供給ユニットの名称はHELiOS(R)である。HELiOSウェブサイト（www.heliosoxygen.com）で確認されるように、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットは、液体酸素を貯蔵するための限られた容量を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
HELiOSシステムは、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットを押し下げて、それをLOX貯蔵容器にかみ合わせることにより、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットをLOX貯蔵容器に確実に押し込むことによって補充される。HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットをLOX貯蔵容器に押し込む間、ユーザは携帯型供給ユニットの外側のベントバルブレベルをオープンポジションへと手動で動かさなければならない。これは、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットに下向きの力を印加すると同時に、バルブレベルを動かすこと必要とする。当然これは、携帯型供給ユニットを充填するために、両方の手を使用すること又は複数の人を使用することを必要とする。
【０００６】
充填の間、ユーザは、ユニットの充填に関連した充填音が音をたてるまで、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットを監視し続けなければならない。加えてユーザは、ユニットが完全に充填されたことを確認するために、HELiOS H300携帯型LOX供給ユニットからの白い蒸気の放出を待たなければならない。その後ユーザは、貯蔵容器から携帯型LOX供給ユニットを解除するように指示される。
【０００７】
他のシステム(例えばCaire社によって販売されるStroller/Spirit) において、携帯型LOX供給ユニットは、LOX貯蔵容器に取り付けられることができる。これは、携帯型LOX供給ユニット上のコネクタをLOX貯蔵容器のコネクタにかみ合わせることを必要とする。コネクタ間の結合以外は、携帯型LOX供給ユニットとLOX貯蔵容器との間の相互接続は存在しない。結合プロセスはさらに、携帯型LOX供給ユニットのカップリングをLOX貯蔵容器のカップリングにかみ合わせるために、LOX貯蔵容器に対して携帯型LOX供給ユニットを手動で回転させることを又は回すこと必要とする。一旦カップリングがかみ合うと、ユーザは、ユニットがいつ充填されたかについて確認するために、携帯型LOX供給ユニットを監視し続けなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、従来のシステムの欠点を克服する液化気体貯蔵/供給システムを提供することが本発明の目的である。この目的は、液化気体貯蔵/供給システムに用いられる液化気体貯蔵システムを提供することによって、本発明の一つの実施の形態に従って達成される。液化気体貯蔵システムは、ハウジング、及びハウジング中に配置されて、液化気体(例えばLOX)の供給を収容するように適応された貯蔵容器を含む。ターンテーブルがハウジングの外面に提供されて、ハウジングに対して回動可能である。インタフェースが、ターンテーブル中に又はその上に提供される。インタフェースは、携帯型液体貯蔵/供給装置のハウジングの少なくとも一部の形状に一般に対応する形状を持つ。第１コネクタは、インタフェース中に貯蔵容器と流体連通して配置される。第１コネクタは、携帯型液体貯蔵/供給装置上の対応する第２コネクタに結合するように適応され、携帯型液体貯蔵/供給装置はインタフェース中に配置され、そして、ターンテーブルが回転させられると、コネクタ同士がかみ合い、それによって、液化気体貯蔵システム中の貯蔵容器を携帯型液体貯蔵/供給装置と流体連通させる。
【０００９】
本発明の更なる目的は、上記の液化気体貯蔵システムを含む液化気体貯蔵/供給システムと、液化気体貯蔵システムと連携して動作するように適応された携帯型液体貯蔵/供給装置を提供することである。
【００１０】
従来の携帯型液化気体供給技術と関連した短所を伴わない携帯型液化気体を供給する方法を提供することが、本発明のさらに別の目的である。この目的は、(1) 貯蔵容器中に液化気体の供給を収容するように適応されたハウジングを提供すること、(2) ハウジングの外面に設けられているターンテーブルに携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させること、(3) 携帯型液体貯蔵/供給装置に配置される第１コネクタをハウジングに設けられている第２コネクタにかみ合わせるためにターンテーブルを動かすこと、(4) 第１コネクタが第２コネクタにかみ合ったことに応じて、貯蔵容器から携帯型液体貯蔵/供給装置へ液化気体を移すことを含む方法を提供することによって達成される。
【００１１】
本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び特性は、操作方法、構造の関連素子の機能、パーツの組み合わせ及び製造の経済と同様に、その全てがこの明細書の一部を形成する添付の図面を参照して、以下の説明及び添付の特許請求の範囲の考察により明らかになる。様々な図面において、同様の参照番号は対応する部分を指す。しかしながら、図面は図解及び説明のみを目的とするものであり、本発明の限定を定義するものとして意図されていないことが、明確に理解されるべきである。明細書及び請求の範囲において、単数形の名詞は、文脈において別途明確に述べられない限り、その名詞が指すものが複数含まれることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の原理によって液化気体貯蔵システムから携帯型液体貯蔵装置を充填するためのシステムの第１の実施の形態の概略図。
【図２Ａ】液化気体貯蔵システムに携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させるプロセスを示す斜視図。
【図２Ｂ】液化気体貯蔵システムに携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させるプロセスを示す斜視図。
【図２Ｃ】液化気体貯蔵システムに携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させるプロセスを示す斜視図。
【図３Ａ】図2A-2Cの液化気体貯蔵システムの一部の分解図。
【図３Ｂ】図2A-2Cの液化気体貯蔵システムの一部の分解図。
【図４】図2A-2Cの液化システムの上面図。
【図５】図4のライン5-5に沿った液化気体貯蔵システムの一部の断面図。
【図６】本発明の原理による携帯型液体貯蔵装置に設けられている第１コネクタの斜視図。
【図７】本発明の原理による液化システムに設けられている第２コネクタの斜視図。
【図８】図7の第２コネクタの部分断面図。
【図９】第２コネクタとかみ合った第１コネクタを示す側面図（部分的に断面図）。
【図１０】本発明の原理による液化気体貯蔵システムの第２の実施の形態を示す液化気体貯蔵システムの一部の概略図。
【図１１】本発明の原理による液化気体貯蔵システムの第３の実施の形態を示す液化気体貯蔵システムの一部の概略図。
【図１２】本発明の原理に従って液化気体貯蔵システムから携帯型液体貯蔵装置を充填するシステムの他の実施の形態の一部の概略図。
【図１３Ａ】本発明の原理による液化気体貯蔵/供給システムの他の実施の形態の概略図。
【図１３Ｂ】本発明の原理による液化気体貯蔵/供給システムの他の実施の形態の概略図。
【図１４】本発明の原理による液化気体貯蔵/供給システムのなお更なる実施の形態の概略図。
【図１５】本発明の原理による液化気体貯蔵/供給システムのさらに別の実施の形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図1は、概略的に、本発明の原理に従ってユーザへの供給のための携帯型液化気体を提供するための液化気体貯蔵/供給システム30の例示的な実施の形態を図示する。液化気体貯蔵/供給システム及び液化気体(例えば酸素) の携帯型供給を提供するためのその使用の更なる詳細は、図1-9を参照して後述される。
【００１４】
液化気体貯蔵/供給システム30は、液化気体貯蔵システム32と、液化気体貯蔵システム32に結合するように適応された携帯型液体貯蔵/供給装置34を含む。液化気体貯蔵システム32は、携帯型液体貯蔵/供給装置への供給のための、ある量の液化気体(例えば液体酸素)を収容するように適応される。携帯型液体貯蔵/供給装置34は比較的小型であり、ユーザへの供給のためのある量の液化気体を運ぶのに用いられる携帯型ユニットである。本発明の例示的な実施の形態において、液化気体は医療目的に適した等級の液化酸素(LOX)であり、LOXは任意の従来の様式で携帯型液体貯蔵/供給装置を介してユーザに供給される。
【００１５】
図示された例示的な実施の形態において、液化気体貯蔵システム32は、ハウジング36と、ハウジング中に配置されて、液化気体(例えばLOX)の供給を収容するように適応される貯蔵容器38を含む。貯蔵容器は、液化気体を貯蔵するために適した任意の構成を持つことができる。例示的な実施の形態において、貯蔵容器は、非常に冷たい物質を貯蔵するための低温冷却技術において一般的に用いられる二重に壁のある真空断熱された容器である。本発明の例示的な実施の形態において、液化気体は、同様にハウジング36中に収容される液化システム40によって生成され、矢印42によって示されるように、液化システムによって貯蔵容器38に提供される。
【００１６】
本発明は、液化システム40が、気体供給源から液化気体の供給を生成するための任意のシステムであることができることを意図する。適切な液化システムの例は、米国特許番号5,617,739、5,724,832、5,893,275、6,212,904、5,979,440、6,651,653、6,681,764、6,698,423及び7,213,400並びに米国特許出願番号11/130,646(公開番号2006/0086102) (あわせて「液化参考文献」と呼ばれる)（これらの文献の各々の内容は、参照として本明細書に組み込まれる）に説明されるシステムを含む。図13及び14に関して後で更に詳細に論じられる更なる実施の形態において、液化システム40は、液化されるべき気体の供給を生成するための装置(例えば酸素濃縮装置) 及びその気体を液化するための装置(一般的に「液化機」と呼ばれる)を含む。
【００１７】
気体の供給を生成する装置の例は、空気から濃縮酸素の供給を生成するために圧力スイング吸着(PSA)プロセスを使用する従来の酸素濃縮装置を含む。米国特許番号5,183,483、5,997,617、6,190,441、6,348,082、6,395,065及び6,497,755並びに米国特許出願番号10/935,733(公開番号2006/0048644)、11/636,235(公開番号2008/0047435)及び11/636,233(公開番号2008/0047426)（これらの文献の各々の内容は参照として本明細書に組み込まれる）は、本発明で使用するのに適したさまざまな酸素濃縮装置及び酸素製造システムを開示する。圧力スイング吸着システムのこのリストが制限的であることを意図しないことが理解されるべきである。加えて、他のタイプの気体生成システム(例えばセラミック及び蒸留プロセス)が、本発明で使用するのに意図される。
【００１８】
本発明は、任意の従来の低温冷却システムを含む気体を液化するための任意の従来の装置又はシステムが液化システム40に用いられることができることを意図する。そのようなシステムは、気体供給が気体から液体に変わるように、低温冷却温度に気体供給を超冷却する。液化システム40に適した低温冷却システムの例は、米国特許番号5,617,739及び5,724,832（これらの文献の各々の内容は参照として本明細書に組み込まれる）中に開示されるシステムと同様に、液化参考文献中に開示されるシステムを含む。本発明に適した他の低温冷却システムの例は、スターリング冷却機、ジュールトンプソン冷却機、ギフォード-マクマホン冷却機及びパルスチューブ冷却機を含む。低温冷却技術のこのリストは制限的であることを意図しないことが理解されるべきである。
【００１９】
本発明は、液化システム40の両方の構成要素、すなわち、(1)液化されるべき気体の供給を生成するシステム及び(2)気体を液化するシステムが、液化気体貯蔵システム32中に収容されることができることを意図する。本発明はさらに、液化気体貯蔵システム中に液化システム40の構成要素のうちの一つだけを提供することを意図する。例えば、液化されるべき気体の供給を生成するためのシステム(一般的に酸素濃縮装置)は、別個の装置としてハウジング36の外部に設置されることができる。酸素濃縮装置からの酸素濃縮気体が液化のための液化システムに供給されるように、酸素濃縮装置の出力は、ハウジングの入力に結合されることができる。
【００２０】
液化気体貯蔵システム32は、ハウジング36の外面に設けられているターンテーブル44を含む。ターンテーブル44は、以下に詳述するように、ハウジングに対して回転可能である。携帯型液体貯蔵/供給装置34の少なくとも一部を受け入れるために、インタフェース46がターンテーブルに設けられている。より具体的には、インタフェース46は、一般に携帯型液体貯蔵/供給装置34のハウジング50の少なくとも一部の形状に対応する形状を持つ開口48を含み、携帯型液体貯蔵/供給装置は、少なくとも部分的に、インタフェース46のこの開口内に位置する。図示された例示的な実施の形態において、開口48は、ハウジング50の下部の腎臓形状に対応する一般的な「腎臓形状」を持つ。もちろん、開口48の他の形状、大きさ及び配置が、本発明によって意図される。
【００２１】
例示的な実施の形態において、インタフェース46及び開口48は、携帯型液体貯蔵/供給装置がインタフェースに結合するときにインタフェースによって支持されて、ユーザがインタフェースの中に携帯型液体貯蔵/供給装置を保つ必要がないように、大きさを設定されて、構成される。例えば、本発明は、開口中に携帯型液体貯蔵/供給装置を支持する又は保つために十分高い開口48を定める壁を作成することを意図する。図2A及び2Bは、インタフェース46の開口48中への携帯型液体貯蔵/供給装置34の配置を示す。
【００２２】
気体コネクタ52 (第１コネクタとも呼ばれる)は、インタフェース46中に、気体回路54を介して貯蔵容器38に流体連通して配置される。気体コネクタ52の詳細は、図6及び9に示されて、以下に詳細に論じられる。コネクタ52は、携帯型液体貯蔵/供給装置34に設けられている（第２コネクタとも呼ばれる）対応する気体コネクタ56に結合するように適応される。第２コネクタ56に第１コネクタ52を結合させることは、コネクタ同士を位置合わせして、一方のコネクタを他方に対して回転させることによって達成される。より具体的には、第１コネクタ52は充填の際に据置きのままである液化気体貯蔵システム32に配置されるので、第２コネクタが第１コネクタに対して回転させられる。
【００２３】
気体コネクタ56の詳細は、図7-9に示されて、以下に詳細に論じられる。第１及び第２コネクタ52, 56がかみ合うと、貯蔵容器38は携帯型液体貯蔵/供給装置と流体連通する。より具体的には、貯蔵容器38は、携帯型液体貯蔵/供給装置34中に設けられているデュワーとも呼ばれる貯蔵容器58と流体連通し、液化気体は、貯蔵容器38からデュワー58へと移されることができる。携帯型液体貯蔵/供給装置中の気体回路60は、デュワー58をコネクタ56に結合させる。
【００２４】
本発明はさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置がインタフェースに結合したままになることを保証するために、インタフェース46又は携帯型液体貯蔵/供給装置34と関連した機構を提供することを意図する。例示的な実施の形態において、携帯型液体貯蔵/供給装置34のハウジング50をかみ合わせるために、摩擦部62が開口48の内壁に設けられている。摩擦部62は例えば、特にターンテーブル44の回転の間、及び/又はコネクタ52及び56が互いに確実に固定されていないときに、携帯型液体貯蔵/供給装置が開口48から予想外にはずれないことを保証するのに役立つ。
【００２５】
開口48の形状が携帯型液体貯蔵/供給装置34のハウジング50の形状に一般にマッチする必要はないことを本発明がさらに意図することに留意すべきである。携帯型液体貯蔵/供給装置がターンテーブルに保持されることを保証するために、携帯型液体貯蔵/供給装置をターンテーブルに選択的に接続する支持要素が開口中に設けられていることができる。加えて、インタフェース46は、携帯型液体貯蔵/供給装置をターンテーブルに取り付けるためにターンテーブル中に定められる開口を含む必要はない。本発明は、インタフェース46が、携帯型液体貯蔵/供給装置がターンテーブルに選択的に結合される又は取り付けられることを可能にする任意の支持要素を含むことができることを意図する。例えば図1は、インタフェース46を概略的に示す一組の支柱を備えた(この図の側面から見て)一般に平らなターンテーブルを概略的に示す。支柱、バー、レール及びアームは、携帯型液体貯蔵/供給装置をターンテーブルに結合させるインタフェース46に適した構造のいくつかの例である。
【００２６】
本発明がさらに、摩擦部62に加えて又はその代わりに、そしてインタフェースの構成を問わず、携帯型液体貯蔵/供給装置がインタフェースに結合したままになることを保証する機構又は素子を用いることを意図することに留意すべきである。例えば、ロッキングタブ、フック、スナップ、クラップ、ストラップ、コード、磁石、着脱可能なファスナ(例えばフック及びループファスナ)又は他の任意の種類のカップリング機構が、携帯型液体貯蔵/供給装置34及び/又は液化気体貯蔵システム32に、これらの２つのアイテムが確実に結合したままになることを保証するために設けられていることができる。
【００２７】
ターンテーブル44はハウジング36に対して回転可能であり、ターンテーブルが動くと、ターンテーブルに取り付けられた携帯型液体貯蔵/供給装置もハウジングに対して動く。図3-5に最もよく示される図示された例示的な実施の形態において、ターンテーブル44は、ベース66に回転可能に取り付けられる可動部材64を含む。図示された実施の形態において、可動部材64は、ベース66の表面にほぼ適合する円形状、ディスク形状又はドーム形状を一般にもつ剛性部材である。ベース66はさらに、液化気体貯蔵システム32の壁又は面として機能する。図示された実施の形態において、ベース66は、液化気体貯蔵システムの上面を定める。
【００２８】
キャビティ68がベース66中に定められ、可動部材64を受け入れる。この構成において、可動部材64の露出面は、ベース66の露出面と一般に面一であり、液化気体貯蔵システムの上部は、一般に滑らかな又はすっきりした外観を持つ。本発明は、可動部材を含むターンテーブルのための各種の他の構成を意図する。例えば、図10に示されるように、可動部材64は、ベース66の上面70より上に取り付けられることができ、可動部材の露出面は、ベースの外面より上に、すなわちベースの外面から間隔をあけて配置される。逆に、図11に示されるように、可動部材全体がベースの表面の下にあるように、ターンテーブル44の可動部材64はベース66の表面70の下に取り付けられることができる。可動部材の一部は、ベース66によって覆われることができ、若しくはベース66の下に配置されることができ、又は、ベースは、可動部材のいかなる部分をも覆う必要はない。
【００２９】
本発明は、様々な異なる態様の任意の一つで、可動部材64を液化気体貯蔵システム32の残りの部分に回転可能に結合させることを意図する。図示された例示的な実施の形態において、可動部材64は、キャビティ68の中へスナップ式で取り付けられる。この目的のために、一つ以上の突出部70が、可動部材64の周囲に設けられている。突出部70を受け入れるために、溝又はチャネル72が、キャビティ68の周囲又はキャビティ68の周囲の一部のあたりに定められる。この実施例において、可動部材64とベース66との間の係合は、可動部材の周囲で行われる。言い換えると、可動部材及びベースのベアリング表面は、可動部材の周囲及びベースの隣接する面にある。
【００３０】
可動部材の回転の間の可動部材とベースとの間の摩擦を低減するために、ベアリング74が可動部材64及び/又はベース66上のさまざまな場所に設けられている。本発明の例示的な実施の形態において、ベアリング74は、可動部材64に取り付けられる一端及びベース66の表面76に沿ってスライドする他端の凸状の又は丸みを帯びた面を有するナイロンリベットである。本発明が他のベアリング構成及び技術を意図することが認識されることができる。例えば、ナイロンリベットの位置は逆にされる、すなわちベース66に取り付けられることができる。低摩擦面が、可動部材64及び/又はベース66に設けられていることもできる。同様に、ローラベアリング、ボールベアリング又は他の摩擦低減メカニズムが、ベアリング74として用いられることができる。
【００３１】
コネクタを結合させることは、ターンテーブル44に配置された携帯型液体貯蔵/供給装置34を、ハウジング36又はベース66に対して回転させることによって達成される。本発明の例示的な実施の形態において、可動部材64は、第１コネクタ52を第２コネクタ56に結合させるために、特定の角度範囲をこえて回転すればよい。したがって、本発明は、ターンテーブルの回転の範囲を制限する一つ以上の止め具78を設けることを意図する。例示的な実施の形態において、止め具78は、その方向の可動部材64の更なる動作を制限するために、突出部70をとらえる。ターンテーブルの回転の範囲を制限するための他の構成及び技術も本発明によって意図されることが理解されるべきである。例えば、図11の実施の形態において、ベース66は、ターンテーブルの可動域を制御するための止め具として機能することができる。本発明はさらに、全ての止め具をなくして、ハウジング36に対するターンテーブルの全360°の範囲の動作を可能にすることを意図する。
【００３２】
最もよく図3A及び3Bに示されるように、ベース66及び第１コネクタ52は、フレーム80に取り付けられる。液化気体貯蔵システム32の他のコンポーネントも、直接又は間接的に、フレーム80に取り付けられることができる。例えば、前面及び/又は側面パネル81が、フレームに取り付けられることができる。加えて、貯蔵容器38及び液化気体貯蔵システムのさまざまなコンポーネントを結合させている気体回路も、フレーム80に取り付けられることができる。フレーム80は、様々な構成のうちの任意の一つを持つことができ、それに結合される液化気体貯蔵システムのコンポーネントを支持するために十分頑丈でなければならない。図3A及び3Bに示される液化気体貯蔵システムのための構成は、ハウジング36においてコンポーネントを配置して取り付けるための多くの態様のうちの一つだけを表し、排他的であるとみなされてはならないことが理解されるべきである。
【００３３】
液化気体貯蔵システムが組み立てられるときに第１コネクタ52が通る開口82が、ベース66に設けられている。同様の開口84が、ターンテーブル44のインタフェース46に設けられている。図示された実施の形態において、開口84は、インタフェース46の開口48によって形成されるウェルの流動中に設けられている。第２コネクタ56と係合することができるように第１コネクタの一部が十分に露出したままとなるように、第１コネクタ52、ベース66及び可動部材64は、大きさを設定され、構成され、配置される。
【００３４】
図6-9をここで参照して、コネクタ52及び56の詳細が論じられる。液化気体貯蔵システム32に結合しているコネクタ52は、心軸90及び外側のバスケット92を有するハウジングを含み、空間94が、心軸と外側のバスケットとの間に定められる。第１カップリング部材44からピン120を受け入れるために、一組のヘリカル又はスパイラルスロット96が、外側のバスケットに定められる。これらのスロットは、端部にヘリカルでない部分98を含み、一旦ピン120が部分98に移動すると、ピンはスロットの中にとどまる。第１コネクタ52はさらにバルブ100を含む。
【００３５】
携帯型液体貯蔵/供給装置34に結合しているコネクタ56は、その中に定められる心軸受け入れキャビティ112を持つ中央ハウジング110を含む。一方向バルブ114がハウジング100中に設置される。バルブ114は、バイアス力によって閉位置に付勢される可動バルブ部材116を含む。開いた場合、液化気体はハウジング110中を自由に流れることができる。図示された実施の形態において、このバイアス力は、ばね118によって提供される。
【００３６】
一組のピン120がハウジング100に設けられている。例示的な実施の形態において、各々のピン120は、心軸122と、この心軸に回転可能に取り付けられている外筒124を含む。これは、ピンが他の面とかみあうときに外側表面（すなわち外筒）が回転することを可能し、それによって、ピンと他の面との間の摩擦を低減する。
【００３７】
第１コネクタ52を第２コネクタ56とかみ合わせることは、心軸90を心軸受け入れキャビティ112に挿入することを必要とし、それによって、ハウジング110の壁113を空間94中に配置することになる。ピン120は、ヘリカルスロット96の開口端に位置合わせされなければならない。そして第１コネクタ及び第２コネクタは、ピン120がスロット96に沿って移動するように、一方を他方に対してねじる又は回転させる間、互いに向けて押される。バルブ100はバルブ114とかみ合い、両方を開位置へ動かす。バルブ114の開放は図8に矢印119によって示される。完全に挿入されると、壁113の外側の縁115は第１コネクタ52の肩部95に接する。バルブ114及び100を閉位置に駆動しようとするバイアス力は互いを押して、第１及び第２コネクタを引き離そうとする。しかしながら、ピン120がスロット96の平坦な部分98に位置する限り、それらは一緒に保持される。したがって、ユーザは、カップリング部材がかみ合ったままで第１及び第２カップリング部材を一緒に押し付けることを止めることができ、携帯型液体貯蔵/供給装置34のハンドフリー充填を容易にする。
【００３８】
第２コネクタ56中のキャビティ112の長さ及び第１コネクタ52中の心軸90の長さ(図9に長さ「L」として示される)は、コネクタがかみ合うときに壁113の外側の縁115が肩部95に接するように選択される。本発明の例示的な実施の形態において、第１コネクタ52及び第２コネクタ56の全体の長さは、キャビティ112及び心軸90の長さを、従来の液体酸素カップリング部材の長さ以下に低減することによって最小化される。例えば、本発明は、長さLが5/8インチ以下であることを意図する。
【００３９】
液化気体(例えばLOX)によって携帯型液体貯蔵/供給装置を充填するために実行される液化気体貯蔵システム32に携帯型液体貯蔵/供給装置34を結合するためのプロセスは、図1-2C及び4を参照して説明される。液化気体貯蔵システムに携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させるために、ターンテーブルは、第１の位置、すなわち「ロックされていない」位置になければならない。この位置において、携帯型液体貯蔵/供給装置がターンテーブル44中のインタフェース46の開口48によって形成されるウェル又はポケットに挿入されたときにピン120がヘリカルスロット96の開口に位置合わせされるように、インタフェース46及び第１コネクタ52は配置及び構成される。ポケット又は開口48の形状が一般に携帯型液体貯蔵/供給装置34のハウジング50の形状に合致するので、ユーザは、液化気体貯蔵システム32の第１コネクタ52に携帯型液体貯蔵/供給装置の第２コネクタ56を迅速かつ容易に位置合わせすることができる。
【００４０】
ターンテーブルが第１の位置すなわち「ロックがかかってない」位置にあることを確認するために、本発明は、ターンテーブル44及びベース66上に表示器を提供することを意図する。図4に示されるように、位置表示器130がターンテーブル44に設けられ、「第一の位置」すなわち「ロック解除位置」表示器132がベース66に設けられている。位置表示器130が表示器132と位置が合う場合、ターンテーブルは「ロックがかかってない」位置にあり、携帯型液体貯蔵/供給装置34が開口48に挿入されることができることを示す。表示器は、様々な構成を持つことができる。例えば、本発明は、表示器130及び132の一方又は両方を、２つが正しく位置合わせされた場合に点灯することを意図する。より具体的には、表示器が位置合わせされていない場合、両方が赤く点灯される。それらが位置合わせされた場合、一方又は両方が緑色に点灯する。この視覚的表示は、ターンテーブルがいつ「ロックがかかってない」位置にあるかについての明確かつ簡潔な指標を提供する。
【００４１】
ターンテーブル44がロック解除位置にあるときに、携帯型液体貯蔵/供給装置34は、矢印Aによって示されるようにインタフェース46の開口48に挿入される。結果として、コネクタ56はコネクタ52にかみ合う。そしてターンテーブルは、液化気体貯蔵システム32に対して携帯型液体貯蔵/供給装置を動かすために、矢印Bによって示されるように回転される。より具体的には、ターンテーブルを回転させると、携帯型液体貯蔵/供給装置34は軸のまわりで回転し、この軸はコネクタ52の位置に対応する。ターンテーブルを回転させると、携帯型液体貯蔵/供給装置上のコネクタ56が回転させられてコネクタ52とかみあい、すなわち、コネクタ56のピン120が、コネクタ52のヘリカルスロット96に沿ってスライドする。
【００４２】
図示された例示的な実施の形態において、ターンテーブル44およそ90°回転させれば、コネクタ56をコネクタ52と完全にかみ合わせるために十分である。この接続を完了するため、すなわち第１及び第２コネクタを完全にロックするために必要な回転角はコネクタの構成に依存することが理解される。図示された実施の形態において、コネクタ52は、およそ90度の螺旋を描くヘリカルスロットを持つ。したがって、ターンテーブルの90度の回転が必要である。ターンテーブルが第２位置すなわちロック位置に回転させられると、例えば図9に示されるように、第１及び第２コネクタは結合し、そして流体がこれらのコネクタを通して流れることができる。この位置において、ピン120はスロット96の領域98に位置して、コネクタは互いにかみ合ったままである。
【００４３】
ターンテーブルが適切な位置、すなわちコネクタが完全にかみ合う位置へと動かされて、流体の移動が可能であることをユーザが迅速に確認することができるようにするために、第２表示器134がベース66に提供される。表示器134と表示器130とのアライメントは、ターンテーブルが第２の位置すなわち「ロックされた」位置にあり、流体の輸送が可能であることを視覚的に示す。以前にように、ターンテーブルがいつ第２の位置へ移動したかについての明確な表示を提供するために、表示器130及び/又は134は、何らかの形態で点灯されるか又はアニメーション表示されることができることを、本発明は意図する。
【００４４】
図示された例示的な実施の形態において、第１及び第２位置(ロック位置及びロック解除位置)間のターンテーブルの回転は、手動で実行される。例えば、インタフェース46を介して液化気体貯蔵システムにドッキングする際に、ユーザは携帯型液体貯蔵/供給装置自体を押すことができる。ユーザはさらに、例えばターンテーブルの突起部136を押すことによって、ターンテーブル44を手動で回転させることができる。図示された実施の形態において、突起部136はさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置が収容されるポケット又はウェルの壁を定める役目をする。もちろん、本発明はさらに、その手動の移動を容易にするために、ターンテーブルに他のグリップ要素(例えばハンドル、摩擦パッド又はノブ) を提供することを意図する。ターンテーブルへのハンドルの提供は、そのハンドルがレベルアームとして作用し、ターンテーブルを回転させるために必要な全体的な力を低減するように実行されることができる。
【００４５】
第１及び第２コネクタの設計によって、すなわちヘリカルスロット96の平坦な部分98を含むことによって、それらが第２の位置（すなわちロックされた位置）にある場合、第１及び第２コネクタはかみ合ったままになる。本発明はさらに、第１及び/又は第２コネクタの設計に拘らず、ターンテーブルが第２の位置（すなわちロック位置）にそれを維持するように構成されることができることを意図する。例えば、一旦ターンテーブルがコネクタを一緒に結合させるために必要な量を回転させられると係合するロック機構がターンテーブルに提供されることができる。ラッチ又は滑動ボルトはそのようなロック機構の例である。さらに、このロック機構は、手動で又は自動的に作動することができる。例えば、電子ロックは、ターンテーブルが第２の位置へ移動したときに自動的に閉じることができる。電子ロックはさらに、ターンテーブルが第２の位置へ移動したときに、例えばユーザインタフェース装置(例えばスイッチ) を作動させることによって、ユーザによって閉じられることができる。
【００４６】
このロックは、充填プロセスの終了後に手動で又は自動的に開かれることができる。例えば本発明は、充填プロセスをモニタリングし、充填が完了した場合にターンテーブルを解錠すること意図する。充填がいつ完了したかについて決定するための充填プロセスのモニタリングは、例えば、携帯型液体貯蔵/供給装置へ移された液体の量をモニタリングすることによって達成されることができる。これは、携帯型液体貯蔵/供給装置へ移された体積を決定するために流量をモニタリングすること、又は携帯型液体貯蔵/供給装置の重量をモニタリングすることのような、任意の従来のモニタリング技術を用いて達成されることができる。後者の技術を実現するために、液化気体貯蔵システムがそれに結合された携帯型液体貯蔵/供給装置の重量の経過を追うことができるように、秤がターンテーブルに含まれることができる。
【００４７】
一旦ターンテーブルが第２の位置になると、液化気体が貯蔵容器から携帯型液体貯蔵/供給装置へ移される。流体の流動は、携帯型液体貯蔵/供給装置又は液化気体貯蔵システムを用いて自動的に又は手動で開始されることができる。例えば、本発明の一つの実施の形態において、コントローラ/プロセッサ140が、そのプロセッサの制御の下で動作するバルブ142とともに、液化気体貯蔵システム32に設けられている。コントローラ/プロセッサ140は任意の適切な装置であることができ、プロセッサによって実施される任意のアルゴリズムを記憶するための任意の必要な記憶容量を含む。
【００４８】
例示的な実施の形態において、ユーザがプロセッサと通信することを可能にするために、さらに入出力装置144が設けられている。例えば、コントローラ140にバルブ142を開かせる又は閉じさせるため。本発明は、入出力装置144が、情報、データ及び/又は命令並びに任意の他の通信可能な項目（あわせて「データ」と呼ばれる）を、ユーザとコントローラ140との間で通信するために用いられることを意図する。これは、ローカルに又はリモートで実行されることができる。
【００４９】
コントローラとのローカル通信に適した一般的な入出力インタフェースの例は、キーパッド及びディスプレイ、タッチスクリーン、ボタン、スイッチなどを含む。有線又は無線の他の通信技術も本発明によって意図される。例えば本発明は、データがスマートカードからコントローラ140にロードされること又はコントローラからスマートカードへロードされることを可能にするスマートカード端子を設けることを意図する。他の例示的な圧力支持システム用に適応されたインタフェース装置及び技術は、RS-232ポート、CDリーダ/ライタ、DVDリーダ/ライタ、RFリンク及びモデム(電話、ケーブル等)を含む（但しこれらに限られない）。要するに、データをコントローラ140に提供する、受信する又は交換するための任意の従来の技術が、入出力装置144として本発明によって意図される。
【００５０】
例示的な実施の形態において、ユーザは、液化気体が携帯型液体貯蔵/供給装置34へと流れることができるように、バルブ142が開くように入出力装置144を作動させる。もちろん、プロセッサは、センサ等に基づいて、携帯型液体貯蔵/供給装置に液化気体を供給するようにシステムが適切に構成されているかどうかを決定することができる。例えば、システムは、ターンテーブルの位置、携帯型液体貯蔵/供給装置34の重量及び/若しくはその含有量、(任意の従来の技術(例えばフロート、レベル検出など) を用いてモニタリングされることができる)貯蔵容器38中の流体の量、システムの温度、又は携帯型液体貯蔵/供給装置に流体を供給するべきかどうかを決定するときに重要でありえる任意の他のシステム特性を検出することができる。
【００５１】
本発明の他の実施の形態において、一旦携帯型液体貯蔵/供給装置が貯蔵容器38と流体連通するように配置されると、すなわちターンテーブル44を第２の位置、つまりロック位置の方へ動かすことによって、携帯型液体貯蔵/供給装置は、気体の流動を開始するために用いられる。この機能を有する携帯型液体貯蔵/供給装置の例は、米国仮出願番号60/898,307(参照により内容が本明細書に組み込まれる)に開示される。この実施例において、携帯型液体貯蔵/供給装置34は、手動で操作される充填プロセスを含む。図1に概略的に示されるように、このプロセスは、雰囲気に貯蔵容器58を結合させるベントバルブ150を開くことを含む。ベントバルブ150を開くことは、ハウジング50の外に露出していることによって手動で操作される排気ハンドル152を用いて達成される。開いた位置において、ベントライン154は、周囲の大気に貯蔵容器58を連通し、閉じた位置は、貯蔵容器58の周囲の大気との連通を実質的に防止する。
【００５２】
ターンテーブルが第２の位置へ移動すると、コネクタ52及び56がかみ合い、各々の中のバルブが開かれて、流体がこれらのコネクタを通して流れることを可能にする。もちろん、貯蔵容器58中の圧力が貯蔵容器38の圧力未満でない限り、流体は貯蔵容器38から貯蔵容器58へと流れない。本発明の例示的な実施の形態において、液化気体貯蔵システム32中の流体貯蔵システムは、貯蔵容器38を含み、周囲の大気圧より高い圧力に維持されるか、又はその圧力まで選択的に加圧されることができる。貯蔵容器38及び/又は液化気体貯蔵システム32中の流体貯蔵システムの他の部分がどのように加圧されるかについての詳細は、以下に記載される。
【００５３】
貯蔵容器58と貯蔵容器38との間の圧力差を生じさせるために、ユーザは、排気ハンドル152を開放位置へと動かし、それによってベントバルブ150を開く。これによって、貯蔵容器は周囲の大気と連通し、大気圧を呈する。ここで大気圧は貯蔵容器38が維持されている圧力より低いので、流体(例えばLOX) は、気体回路54、コネクタ52及び56、並びに気体回路60を介して、貯蔵容器38から貯蔵容器58へと流れる。図1の矢印Cを参照。充填が完了した又は中止された場合、ユーザは排気ハンドル152を閉位置へ動かす。
【００５４】
充填が完了又は終わった後で、ターンテーブル44は、第１及び第２コネクタ52, 56を互いから分離するために、第１の「ロックがかかってない」位置に動かされる。第１の位置にターンテーブルを動かすことは、手動で又は自動的に実行されることができ、そして、液化気体の十分な供給が携帯型液体貯蔵/供給装置34に供給されたことをシステムが決定したときに実行されることができる。一旦ターンテーブルが第１の「ロックがかかってない」位置にされると、携帯型液体貯蔵/供給装置34はインタフェース46から持ち上げられることができ、従来技術において周知であるように、気体(例えば酸素)の流動をユーザに供給するために用いられることができる。
【００５５】
液化気体貯蔵システム32は、ハウジング36中に配置される増圧器160を含む。増圧器は、貯蔵容器中の流体が充填プロセスの間に携帯型液体貯蔵/供給装置34へと移されることができるように、貯蔵容器38内の圧力を増加させるために用いられる。本発明の例示的な実施の形態において、増圧器160は、必要に応じて、すなわち充填プロセスが開始されるときにだけ貯蔵容器38中の圧力を増加させるために、動作することができる。他の一実施例において、増圧器160は、特定の閾値レベルに貯蔵容器38中の圧力を維持するように動作することができる。すなわち、貯蔵容器38中に圧力はモニタリングされて、その圧力が閾値レベル以上であるようにフィードバック方式で増圧器を作動させるのに用いられる。
【００５６】
本発明の一実施例において、増圧器160は、この容器内の圧力を増加させるように貯蔵容器38に有効に結合するコンプレッサを含む。コンプレッサは、加圧気体の流動を貯蔵容器に、又は貯蔵容器に結合する気体回路(例えば回路54)に供給する任意の適切な装置である。例示的な実施の形態において、コンプレッサによって供給される加圧気体は、貯蔵容器中に貯蔵される気体と同じ又は同様の気体である。例えば、液化システム40中の酸素濃縮装置によって生成される酸素の一部がコンプレッサに提供されることができ、それは貯蔵容器38の内部に高い圧力で供給される。
【００５７】
他の一実施例において、増圧器160は、貯蔵容器中に収容される液化気体の温度を増加させるように適応されたヒーターを含む。ヒーターは単独で、又は上で論じられたコンプレッサと組み合わせて用いられることができる。低温冷却された液化気体を加熱することは、それを沸騰させる。貯蔵容器38及びそれに結合される気体回路の体積が同じままなので、液化気体の沸騰は貯蔵容器中の圧力の増加を引き起こす。もちろん本発明は、過剰圧力が軽減されるように、貯蔵容器38に結合されている圧力解放バルブを設けることを意図する。
【００５８】
上記システムは、一般に丸くて実質的に水平に取り付けられたターンテーブル中に設けられるポケットを含む回転係合機構を提供することが認識されることができる。ポケットの形状は、そのポケットにはまる携帯型液体貯蔵/供給装置の一部とほぼ同じである。すなわち、ポケットは、このポケットに受け入れられる携帯型液体貯蔵/供給装置のハウジングの一部と略同じであるが、それより僅かに大きい形状を持つ。ポケットの深さ及び/又は壁の高さは、携帯型液体貯蔵/供給装置が容易に外れること防止するために十分である。コネクタはポケット中で、一般にポケットのコーナ又は側のターンテーブルの中心に提供される。例えば、一般に腎臓形の、すなわち片側が湾曲して反対側が平坦な、携帯型液体貯蔵/供給装置34の形状に略合致するインタフェース46の形状は、この特定の形状を持つ携帯型液体貯蔵/供給装置だけが、インタフェース46中に配置される又はインタフェース46に結合されることを可能にし、他の携帯型液体貯蔵/供給装置は、インタフェース46に接続されることができないことに留意すべきである。
【００５９】
加えて、ポケットの形状は、インタフェースのポケット中に携帯型液体貯蔵/供給装置を正しく配置するのを容易にするのに役立つ。すなわち、インタフェースの形状は、携帯型液体貯蔵/供給装置がポケット中に一つの方向でのみ配置されることができることを保証する。ポケットは、ポケットの形状及び深さの両方によって、携帯型液体貯蔵/供給装置を自ら位置合わせする。インタフェース46の開口/ポケット48の側面は、ポケットに挿入されるときに携帯型液体貯蔵/供給装置をまっすぐにするのに役立ち、それはさらに、コネクタ52及び56を位置合わせすることを補助する。ポケットの形状はさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置がインタフェース中に挿入されるためにどのような向きであるべきかについて、ユーザに明確な視覚的指標を提供する。
【００６０】
上記したように、一つの例示的な実施の形態において(但し制限的ではない)、ターンテーブル44は、一般に丸いドーム形状を持つ。この形状は、液化気体貯蔵システム32に携帯型液体貯蔵/供給装置を結合させるためのプロセスを、ユーザに視覚的に示す。さらに、視覚的指標(例えば矢印) がターンテーブル上に又はその近傍に提供されることができ、液化気体貯蔵システムに携帯型液体貯蔵/供給装置を係合するためにターンテーブルをどのように回転させるか、及び、携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システムに適切に結合するようにターンテーブルがいつ適切に回転させられたかを、ユーザに案内する。ターンテーブル44のドーム形状はさらに、ユーザが液化気体貯蔵システム上にアイテムを置くのを防止して、液化気体貯蔵システムの上から液体が流れ落ちることを可能にし、液化気体貯蔵システムの感じ方全体を低減する。
【００６１】
液化気体貯蔵システム32の動作は、熱の発生をもたらす場合がある。例えば、濃縮酸素ガスを生成するのに用いられるコンプレッサ及び/又は気体ストリームを低温冷却するのに用いられるコンポーネントは、ハウジング36の中で熱を生成する可能性がある。本発明は、ハウジング36内から雰囲気に温風を排気することを意図する。より具体的には、本発明は、ハウジング36から温風を引き出すファン(図示せず)を設けることを意図する。一つの例示的な実施の形態において、ファンが、ベース66の近傍に設けられ、前面及び/又は側面パネルの風穴162を通してハウジング36に冷たい空気を引き込み、ターンテーブル44の下でベース66に設けられたファン通気孔164を通してハウジングから温風を排出するように向きを定められる。図3A及び3Bを参照のこと。ハウジング36からの温風は、ベース66とターンテーブル44との間を通過して、ターンテーブルの周囲及びコネクタ52周辺において、ベースとターンテーブルとの間に定められるチャンバを出る。
【００６２】
液化気体貯蔵システム32のコンポーネントを冷却することに加えて、上述の温風排気システムは、コネクタ52及び/又はコネクタ56を横切る温風流動を提供する。この温風は、充填中及び/又はその間、霜着き又は着氷からコネクタを保護する。充填プロセスの間、カップリング52及び56を通過して携帯型液体貯蔵/供給装置34へ入る極めて低温の液体酸素は、コネクタの温度を周囲空気の露点以下に低下させる場合がある。これが発生すると、カップリングに霜が降りる。極端な場合には氷ができる。ターンテーブル44の下でファンによって循環する温風は、コネクタに又はその近くに霜が蓄積することを防止し、そしてさらに霜を除去して、充填の後、コネクタを乾燥させる。
【００６３】
液体酸素生成プロセスの間、酸素濃縮気体の全てというわけではないが、その大部分が液化される。本発明の一実施例では、過剰な酸素濃縮気体は、酸素マニホールドを通して、そして最終的にはターンテーブル44の下でベース66に設置される相分離器166を通して、一定圧力に保たれた貯蔵容器38を出ることができる。上述されたような温風排気システムは、ハウジング36から押し出された温風が、セパレータ166中に存在する酸素濃縮気体と混じり合うことを可能にする。ハウジング36からの空気と酸素濃縮気体のこの混合は、気体中の酸素の割合を希釈し、更なる安全性の利点を提供する。
【００６４】
本発明は、液化気体貯蔵システム32が、特定の携帯型液体貯蔵/供給装置とインタフェースする、すなわち充填する理由が存在する可能性があることを意図する。例えば、酸素濃縮気体を生成するために酸素濃縮装置が用いられる場合、生成される気体は一般的に90-96%の酸素純度を持つことが知られている。この純度範囲の携帯型液体貯蔵/供給装置に対して、FDAは、より高い純度(例えば99%酸素)の液体酸素を貯蔵する携帯型液体貯蔵/供給装置と混同しないようにラベルを付けることを要求する。したがって、90-96%の酸素純度範囲であるとラベル付けされた携帯型液体貯蔵/供給装置は液体貯蔵/供給装置に結合されることを可能にされ、99%以上の酸素純度範囲であるとしてラベル付けされた携帯型液体貯蔵/供給装置は液化気体貯蔵システム32に結合され及び/又は充填されることを可能にされないことを保証することが好ましい場合がある。
【００６５】
この要求は、少なくとも部分的に、独自に形成されたインタフェース46を液化気体貯蔵システムに設けることによって満たされる。すなわち、90-96%の酸素純度範囲であるとしてラベル付けされた携帯型液体貯蔵/供給装置はインタフェース46のポケットに嵌まるように構成されることができ、一方、99%の酸素純度範囲であるとしてラベル付けされた携帯型液体貯蔵/供給装置は、インタフェース46の開口48に嵌まることができない形状を持つことができる。
【００６６】
本発明の他の実施の形態において、液化気体貯蔵システム32が携帯型液体貯蔵/供給装置34を認識して及び/又はそれと通信することを可能にする通信システムが提供される。このシステムを用いて、液化気体貯蔵システム32は、例えば、携帯型液体貯蔵/供給装置がこの液化気体貯蔵システムに対して認可された装置であるか又はさもなければこの液化気体貯蔵システムによって適切に充填されることができる装置であるかどうかを決定することができる。そしてコントローラは、流体が携帯型液体貯蔵/供給装置へ移されることを可能にするべきかどうかを決定することができる。例えば、コントローラに提供されるデータは、種類、大きさ、商標名、会社名又は携帯型液体貯蔵/供給装置に関する任意の他の情報を示す識別情報を含むことができる。コントローラは、それから、特定の携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システムによって充填されることができるかどうか決定することができる。例えば、液化気体貯蔵システムは、液化気体を受け入れることが認可されていない携帯型液体貯蔵/供給装置の充填を防止することができる。
【００６７】
識別情報に加えて又はその代わりに、RFID情報が、携帯型液体貯蔵/供給装置及び液化気体貯蔵システムの大きさ、状態又は用法に関する情報を含むことができる。液化気体貯蔵システムは、どれくらいの流体を携帯型液体貯蔵/供給装置へと移すべきかについて決定するために、この情報を使用することができる。液化気体貯蔵システムはさらに、状態情報が例えば携帯型装置が動作不良を被っていることを示している場合に、携帯型液体貯蔵/供給装置の充填を防止することができる。もちろん、携帯型液体貯蔵/供給装置は、ユニットが動作不良を被っているかどうかを決定するために必要なモニタリング、処理及び記憶機能を収容することを必要とする。液化気体貯蔵システムはさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置が予め定められた充填時間又は回数の制限を上回って用いられたことを利用情報が示している場合に、その携帯型液体貯蔵/供給装置の充填を防止することができる。もちろん、携帯型液体貯蔵/供給装置は、装置使用量及び/又は行われた充填の回数を決定するために必要なモニタリング、処理及び記憶機能を収容することを必要とする。本発明は、任意の情報(例えば状態又は使用量)が、液化気体貯蔵システムによってユーザインタフェース144を介してユーザに出力されることができることを意図する。
【００６８】
本発明の例示的な実施の形態において、液化気体貯蔵システム32は、ハウジング36中に配置されて、コントローラ140と通信する通信要素170を含む。加えて情報装置172が、携帯型液体貯蔵/供給装置34中に設けられ、さもなければ携帯型液体貯蔵/供給装置34に関連付けられている。通信要素170は、携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システム32の近くに配置されるか又はインタフェース46中に配置されたときに、携帯型液体貯蔵/供給装置に関連する情報を読み出すように適応されている。
【００６９】
本発明は、通信要素170及び情報装置172が、携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報が液化気体貯蔵システムに伝送されることを可能にするデータ通信システムの任意の適切なコンポーネントであることを意図する。他の実施例において、このデータ通信システムは、携帯型液体貯蔵/供給装置によって液化気体貯蔵システムへと提供されるデータの代わりに又はそれに加えて、液化気体貯蔵システムによって携帯型液体貯蔵/供給装置へと情報が伝送されることを可能にする。例えば、携帯型液体貯蔵/供給装置に設けられているバルブは、液化気体貯蔵システム32中のコントローラ140の制御の下で操作されることができる。
【００７０】
以下は、通信要素170及び識別装置172のデータ通信機能を提供することが可能である適切な通信システム又は技術の例の簡単な議論である。適切な通信システム又は技術の以下のリストは、網羅的又は排他的であることを意図しておらず、本発明のシステムにおいて用いられることができる各種の通信システム又は技術を示すために提供されることが理解されるべきである。実際、使用する通信システムの種類は、交換/伝送されるデータの種類及び量、コンポーネントの耐久性、コンポーネントの作動機構（例えば、バッテリーが使用されるかや、電磁放射、磁場放射、無線周波数放射、赤外線（IR）放射又は他の種類の放射が望まれるか又は認められるか）のような、様々な要因によって決まる。
【００７１】
a)  電磁気装置。
エネルギーを使用して無線で通信する無線通信システムが、通信システムのために用いられることができる。そのようなシステムは、一般的にアンテナ又は他のデータ通信装置及び受信器を含む。情報伝送は、電磁エネルギー送信技術、無線周波数(RF)エネルギー送信技術 、赤外線(IR)エネルギー送信技術又は任意の他のエネルギー送信技術を介して行われる。この実施例において、例えば、データ送信装置が携帯型液体貯蔵/供給装置中に提供されることができ、対応するデータトランシーバが液化気体貯蔵システム32中に提供される。例えば、RFID素子が携帯型液体貯蔵/供給装置中に提供され、RFID読取り機が液化気体貯蔵システム中に提供される。
【００７２】
b)  光学ベースシステム。
携帯型液体貯蔵/供給装置と液化気体貯蔵システムとの間の光学的通信を提供する通信システムが用いられることができる。例えば、バーコード又は他の種類の光学的パターンが携帯型液体貯蔵/供給装置に設けられることができ、そしてバーコードリーダ又は他の光学パターン認識装置が液化気体貯蔵システムに提供される。
【００７３】
c)  音響及び超音波システム。
本発明は、通信システムとして音響又は超音波データ通信を提供するシステムを使用することを意図する。
【００７４】
d)  機械的インタフェース。
携帯型液体貯蔵/供給装置と液化気体貯蔵システムとの間の情報の通信は、機械的コンポーネントの相互作用を介して行われることができる。スイッチ、戻り止め、ピン又は他の機械的素子が、携帯型液体貯蔵/供給装置、液化気体貯蔵システム又はそれらの両方に提供されることができる。例えば、液化気体貯蔵システム上のどのスイッチが、携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システムに結合された結果として動かされたかに応じて、液化気体貯蔵システムは、どの種類の携帯型液体貯蔵/供給装置がそれに結合されたかについて知ることができる。もちろん、携帯型液体貯蔵/供給装置は、それが液化気体貯蔵システム上のスイッチのセットを作動させ、携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報を液化気体貯蔵システムに知らせるように構成される。
【００７５】
e)  電気的接続/インタフェース。
本発明はさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置、液化気体貯蔵システム又はそれらの両方に電気接点を提供することを意図する。これらの接点は、携帯型液体貯蔵/供給装置と液化気体貯蔵システムとの間で情報を伝達するために、すなわち配線によるデータ端子として用いられることができる。それらはさらに、携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システムによって認識されることを可能にするために用いられることができる。例えば、特定の携帯型液体貯蔵/供給装置は、接続端子の既知のパターンを持つことができる。このパターンが液化気体貯蔵システムによって認識されない場合、不適当な携帯型液体貯蔵/供給装置がそれに結合されたことが分かる。携帯型液体貯蔵/供給装置上の電気端子はさらに、液化気体貯蔵システムによって、例えば抵抗又は他の電気測定を行うために用いられることができる。この測定の結果に基づいて、液化気体貯蔵システムは、それに結合された携帯型液体貯蔵/供給装置に関する情報を決定することができる。
【００７６】
f)  磁気カップリング。
携帯型液体貯蔵/供給装置と液化気体貯蔵システムとの間の通信システムはさらに、磁石を介して実行されることができる。例えば、一つ以上の磁石が、携帯型液体貯蔵/供給装置、液化気体貯蔵システム、又はそれらの両方に提供されることができる。磁石を検出するための装置又は磁石によって作動する装置(例えばリードスイッチ) が、関連する携帯型液体貯蔵/供給装置、液化気体貯蔵システム又はそれらの両方に提供されることができる。
【００７７】
図12は、本発明の基本的原理を実施する液化気体貯蔵/供給システム190のための第２の実施の形態を図示する。この実施の形態は、液化気体貯蔵/供給システムのいくつかのコンポーネントのさまざまな他の構成を図示するために提供される。
【００７８】
以前の実施の形態では、ターンテーブル44は手動で回転されるとして説明された。本発明は、モーター192を介してターンテーブルを動かすことを意図することが理解されるべきである。例示的な実施の形態において、モーター192は、コントローラ140の制御の下で動作する。上記したように、モーターの駆動は、ユーザからの入力に基づいて及び/又はモニタリングされたパラメータ又はセンサからの入力に基づいて実行されることができる。例えば、携帯型液体貯蔵/供給装置がターンテーブルのポケット中に配置されたときに作動するスイッチが、ターンテーブルのインタフェース中に設けられていることができる。スイッチを作動させることで、モーター192がターンテーブルをロック位置の方へ動かす。センサ(例えば流動又は重量センサ) が充填プロセスをモニタリングすることができ、充填プロセスが完了したとき、モーターは、ターンテーブルをロック解除位置の方へ動かすように作動する。したがって、充填プロセスの間、ユーザによる動作はほとんど必要とされない。
【００７９】
図12はさらに、196に適合された液化気体貯蔵システム上のコネクタ52と携帯型液体貯蔵/供給装置34上のコネクタ56との間のブリッジとしてアダプタ194が用いられる本発明の変形例を図示する。より具体的には、アダプタは、第１コネクタ52に結合されるように適応される第１コネクタ196及び第２コネクタ56に結合されるように適応された第２コネクタ198を含む。気体回路200が、第１及び第２コネクタ196, 198間に設けられている。気体回路200は、剛性部品か又はフレキシブルな部品であることができる。例示的な実施の形態において、第１コネクタ196が、第２コネクタ56に対応するように成形され、大きさを設定され、構成され、そして第２コネクタ198が、第１コネクタ52に対応するように成形され、大きさを設定され、構成される。
【００８０】
本発明はさらに、複数のアダプタがコネクタ52と56との間に設けられていることができることを意図する。加えて、アダプタは、様々な大きさ、形状及び構成を持つことができる。例えば、携帯型液体貯蔵/供給装置が液化気体貯蔵システムの近くに持ってこられる必要がないように、気体回路200は比較的長いホースであることができる。アダプタが同時に複数の携帯型液体貯蔵/供給装置を充填するのに用いられることができるように、アダプタはさらに複数の第２コネクタ198を持つことができる。加えて、アダプタは、アダプタ中の液化気体の流動を制御するために、一つ以上のバルブを含むことができる。
【００８１】
アダプタはさらに、インタフェース46の形状にほぼ合致する形状を持つ取付プレート又は他の部材を含むことができる。例えば、アダプタは、携帯型装置の充填ポート(例えばコネクタ56)がコネクタ(例えばコネクタ198)に結合されるように携帯型液体貯蔵/供給装置へ取り付ける剛性部品であることができる。剛性部品は、それがインタフェース46のポケットに嵌まることを可能にする形状を持つことができる。例えば、剛性部品の形状は、開口48の形状、大きさ及び/又は構成に実質的に対応することができ、又はより小さいことができる。これは、アダプタ又はアダプタの一部がインタフェースのポケット中に配置されることを可能にし、それはコネクタ52に接続することができ、それがインタフェース中に配置されたとすると、携帯型液体貯蔵/供給装置として効果的に動作する。コネクタ52と56との間の、すなわち液化気体貯蔵システムと携帯型液体貯蔵/供給装置との間のブリッジとしてのアダプタの使用は、 インタフェース46の形状に合致しない本体形状を持つ携帯型液体貯蔵/供給装置がそれでも液化気体貯蔵システムによって充填されることを可能にする。
【００８２】
本発明は、ターンテーブル44がハウジング36に着脱自在に取り付けられることをさらに意図する。これは、液化気体貯蔵システムがユーザに提供された後でさえも、すなわちユーザの自宅において、一つのターンテーブルが交換される又は別のものに置き換えられることを可能にする。本発明はさらに、第２のターンテーブルのインタフェースは、第１のターンテーブルのインタフェースと異なることができ、例えば、異なる大きさ、形状、深さ、ジオメトリー又は構成を持つことができ、第２のターンテーブルのインタフェースと相互作用するのに適した異なる携帯型液体貯蔵/供給装置が、液化気体貯蔵/供給システムによって用いられることができることを意図する。もちろん、第２のターンテーブルは、液化気体貯蔵システム32のコネクタ52が携帯型液体貯蔵/供給装置に結合するために露出されるように構成されなければならない。
【００８３】
異なるターンテーブル(すなわち、異なるインタフェース46を有するターンテーブル)を液化気体貯蔵システム32に取り付けるための能力を持つことによって、液化気体貯蔵システムの製造は、どのターンテーブル構成が所与の液化気体貯蔵システムと共に用いられるかに応じて、様々な異なる携帯型液体貯蔵/供給装置で用いられることができる液化気体貯蔵システムを製作することができる。適切なターンテーブルの選択は、液化気体貯蔵システムの他の部分が製造されて組み立てられた後で実行されることができ、機構変更として製造プロセス中又は製造後に行われることができる。これは、どのターンテーブルが液化気体貯蔵システム中に用いられる他の一般的なコンポーネントに組み付けられるか依存して、異なる形状の携帯型液体貯蔵/供給装置と共に用いられることができる液化気体貯蔵システムを作成することを可能にする。
【００８４】
本発明の交換可能なターンテーブル機構は、液体酸素供給の領域に関する多くのフレキシビリティを提供する。例えば、医療装置提供者は、ある量の第１ハウジング形状を持つ携帯型液体貯蔵/供給装置、ある量の第２のハウジング形状を持つ携帯型液体貯蔵/供給装置、ある量の本発明の液化気体貯蔵システム、ある量の第１形状のインタフェースを持つターンテーブル、及びある量の第２形状のインタフェースを持つターンテーブルを保有する場合がある。ユーザが酸素を処方されたときに、医療装置提供者は、彼又は彼女がどの携帯型液体貯蔵/供給装置を使用することを望むかをユーザが選択することを可能にする。この選択に応じて、医療装置提供者は、適合したターンテーブルを液化気体貯蔵システムに配置して、ユーザによって選択された携帯型液体貯蔵/供給装置とともに用いるのに適したターンテーブルを有する液化気体貯蔵システムをユーザに提供する。
【００８５】
図1を再び参照して、本発明は、追加的な気体供給及び液化気体受け入れ機能を有する液化気体貯蔵システムを提供することを意図する。例えば本発明は、破線210によって示されるように、液化システム40によって生成される気体の全部又は一部がユーザに供給されることができることを意図する。端子212が液化気体貯蔵システムに設けられて、酸素供給装置(例えば鼻マスク又はカニューレ)に結合されることができ、酸素濃縮気体の流動がユーザに供給されることができる。本発明は、この酸素濃縮気体の流動が、液化システム40の液化部分に供給されている酸素濃縮気体の流動と同時に供給されることができ、又は、液化システムの液化部分に酸素濃縮気体を供給する代わりに供給されることができることを意図する。本発明のこの機構は、ユーザが本発明の液化気体貯蔵システムから酸素濃縮気体を呼吸することを可能にする。
【００８６】
液化システム40から気体を呼吸することに加えて、本発明は、破線214によって示されるように、貯蔵容器38中に収容されている気体及び/又は液化気体から酸素濃縮気体をユーザが呼吸することを可能にすることを意図する。蒸発器216が、ユーザに供給する前に液化気体を気体に変換するために設けられることができる。端子218が液化気体貯蔵システム32に設けられて、酸素供給装置に結合されることができる。図示されていないが、本発明は、液化気体貯蔵システム32から又は液化システム40の酸素生成部分からの気体流動経路中に、電子式又は空気式の酸素節約装置を提供することを意図する。この節約装置は、例えばユーザの呼吸サイクルに基づいて酸素の投与又はパルスをユーザに供給するように、ユーザインタフェース144を介して設定されることができ、プロセッサ140の制御の下で操作されることができる。
【００８７】
本発明は、携帯型液体貯蔵/供給装置34が、従来技術において知られているような電子式又は空気式の酸素節約装置220を有することができることを意図することに留意すべきである。加えて、酸素供給インタフェース(例えば、鼻マスク又はカニューレ) が携帯型液体貯蔵/供給に結合されて気体の流動が患者に供給されることができるように、接続端子又は棘222が、携帯型液体貯蔵/供給装置に設けられる。
【００８８】
本発明は、液化気体貯蔵システムがそれ自身の液化気体を生成する必要がないことをさらに意図する。つまり、液化システム40は完全に液化気体貯蔵システムから省略されることができる。その代わりに、液化気体貯蔵システム32, 196中の貯蔵容器38は、既存の据置きLOX貯蔵装置に関する従来技術において周知のように、液化気体の供給から充填されることができる。液体気体供給からの液化気体貯蔵システムの充填を可能にするために、本発明は、液化気体の供給が液化気体貯蔵システムに結合されることができるように充填ポート230を設けることを意図する。気体回路232が、充填ポート230と貯蔵容器38との間に設けられる。
【００８９】
もちろん、図1に示されるように、液化気体貯蔵システムは、内部液化システムと外部液化気体充填機構の両方を含むことができる。加えて、本発明は、液化システムが、例えば液化システムの出力を充填ポート230に接続することによって液化システムに結合されることができることを意図する。本発明の液化気体貯蔵システム32, 196はさらに、既存の据置きのLOX貯蔵装置において一般的に見られる任意の他の機構を含むことができる。
【００９０】
図13Aは、図1に示されるシステムと略同様である液化気体貯蔵/供給システム30の実施の形態を概略的に図示する。液化気体貯蔵/供給システム30は、液化気体貯蔵システム32及び携帯型液体貯蔵/供給装置34を含む。図13Aは、液化気体貯蔵システム32中の液化システム40が気体生成システム246及び液化システム248の両方を含むことを本発明が意図することを明示的に示す。もちろん、上記したように、気体生成システムがハウジング36内から省略されることができることを本発明は意図する。その場合、液化されるべき気体は、別の気体供給源(例えば壁コネクタ、酸素濃縮装置など)から液化装置に供給される。
【００９１】
図13Aに示されるように、液化気体貯蔵/供給システム30は、気体(例えば酸素)を生成する気体生成システム246及び液化システム248を含む。生成システム246からの気体は、気体ライン250を介して液化システム248に供給される。本発明は、生成システム246と液化システム248との間のライン250中に、任意の従来のコンポーネント（例えば圧力センサ、流動センサ、酸素濃度センサ、乾燥剤による乾燥機、圧力解放バルブ、閉止バルブ等）を設けることを意図する。
【００９２】
例示的な実施の形態において、気体生成システム246は、PSAシステム(例えば従来の酸素濃縮装置において見られるシステム)であり、気体コンプレッサ及び一つ以上の篩ベッドを含む。本発明は、システムが個人によって容易に輸送されることができるように、液化気体貯蔵/供給システム30の大きさ、重量、雑音及び/若しくは消費電力を、又は少なくとも液化気体貯蔵システム242の大きさ、重量、雑音及び/若しくは消費電力を最小化することを意図する。システムの輸送を補助するために、車輪、ハンドル及び他のメカニズムが、ハウジング36に設けられていることができる。
【００９３】
例示的な実施の形態において、気体生成システム246で用いられる気体コンプレッサの消費電力は200W未満であり、気体生成システムは3 lpmの酸素濃縮気体を生成する。もちろん、本発明はさらに、コンプレッサ及び気体生成システムの他の大きさ(消費電力及び酸素出力)を意図する。
【００９４】
更なる例示的な実施の形態において、液化システム248は、液化のために、入って来る気体流動を低温冷却するコンプレッサを使用する。本発明は、液化システムが1.5 kg/日の液体酸素を生成することが可能であるように、冷却コンプレッサ及び液化システム全体が構成されることを意図する。これは、消費電力が200W未満、特に160-200Wの冷却コンプレッサを用いて達成されることができる。したがって、3lpmの酸素濃縮気体を生成して、1.5 kg/日の液体酸素を生成するが、液化気体貯蔵/供給システムの全消費電力は400W以下である。
【００９５】
望ましい場合は、生成システム246によって生成される酸素濃縮気体の全ては、酸素ライン252及び出力ポート254を介してユーザへ供給されることができる。その場合、酸素濃縮気体は液化システム248へ供給されない。本発明は、酸素生成システムにおいて一般的に見られるコンポーネント（例えばフィルタ、圧力センサ、酸素濃度センサ、流動センサ、加湿器、酸素節約装置、緩衝タンクなど）が、生成システム246、酸素ライン250及び出力ポート252と共に用いられることができることを意図する。これらのコンポーネントは、図13A中の点線ボックス256として、概略的に図示されている。
【００９６】
本発明はさらに、気体生成システム246によって生成される気体の一部が酸素ライン252を介してユーザへ供給されることができ、そして一部が気体ライン250を介して液化システム248へ供給されることができることを意図する。したがって、本発明の液体貯蔵/供給装置は、同時に、(a)酸素をユーザに供給することができ、(b)液体酸素で貯蔵容器38を充填することができる。
【００９７】
図13Bは、液化システム40が気体生成システム246の気体出力においてバルブ260を含むことを除いて図13Aのシステムと同様である液化気体貯蔵/供給システム30を図示する。バルブ260は、コントローラ/プロセッサ140の制御の下で作動し、ライン252を介したユーザへの及び気体ライン250を介した液化システム248への酸素濃縮気体の流動を制御する。例示的な実施の形態において、バルブ260は、酸素節約装置のように操作されて、患者呼吸サイクルの一部の間に気体のボーラスをユーザに供給する。気体をユーザに供給しないときは、気体は液化システム248に供給される。もちろん、患者の呼吸を検出するために必要なコンポーネント(例えば流動センサ又は圧力センサ)が必要である。
【００９８】
図14は、以前の実施の形態と略同様である液化気体貯蔵/供給システム30を概略的に図示する。この実施例において、液化気体貯蔵システム32は、気体ライン272を介して気体生成システム246から酸素濃縮気体の流動を受け取る高圧気体圧縮システム270を含む。高圧気体圧縮システム270は、一般的に5-40PSIである気体生成システム246からの気体の圧力を、2200 PSI以上の圧力に高める。高圧気体は、ユーザによる後の消費のために高圧貯蔵容器(図示せず)を充填するために適している。本発明は、任意の従来の高圧気体圧縮システム270を使用することを意図する。米国特許第5,354,361、5,858,062、5,988,165、6,393,802、6,446,630、6,889,726、6,904,913及び6,923,180（これらの文献の各々の内容は参照として本明細書に組み込まれる）は全て、本発明で使用するのに適している高圧気体圧縮システム又はそのコンポーネントの例を教示する。
【００９９】
高圧気体圧縮システム270からの高圧気体は、高圧気体ライン274及び出口ポート276を介して貯蔵容器(例えばシリンダ) へ供給される。出口ポート276は高圧気体貯蔵容器が高圧気体を受け取ることを可能にする任意の従来のポートであることができることを、本発明は意図する。一般的に、これは、高圧貯蔵容器を出力ポート276にロックする又はさもなければ取り付ける又は固定すること必要とする。
【０１００】
図15も同様に、以前の実施の形態と略同様である液化気体貯蔵/供給システム30を概略的に図示する。この実施例において、液化気体貯蔵システム32は、液体-高圧気体変換充填システム280を含む。液体-高圧気体変換充填システム280は、ある量の液体酸素を、携帯型貯蔵容器(例えばシリンダ)を充填するための高圧気体に変換する。本発明で使用するのに適した液体-高圧気体変換充填システムの例は、米国仮特許出願番号60/981,648 (参照によりその内容が本明細書に組み込まれる)に開示される。
【０１０１】
例示的な実施の形態において、液体-高圧気体変換充填システム280は、気化チャンバを含む液体酸素蒸発装置を含む。貯蔵容器38からの液体酸素は、気化チャンバへ供給される。一旦気化チャンバに入ると、液体酸素は、沸騰すなわち蒸発してある量の気体酸素を生成することができる。液体酸素を沸騰させることは、ヒーターを介して液体酸素を加熱することによって達成されること又は増強されることができる。
【０１０２】
気体酸素の量は、気化チャンバの空の部分すなわちヘッドスペース中に保持される。かなり、気化チャンバは、気体酸素を比較的高い圧力に保持するように構成される。例示的な実施の形態において、気化チャンバは、気体酸素を100 psigから5,000 psigの範囲の圧力に保持することが可能である。例えば、制限することなく、気化チャンバは、2000psig前後に気体酸素を一貫して保持することができる。他の実施形態の場合には、気化チャンバは、4000psig又はその前後の圧力に酸素を保持するように構成及び配置される。
【０１０３】
出口ポート282は、液体-高圧気体変換充填システム280から貯蔵容器へと高圧気体を供給するために設けられている。出口ポート282は、高圧気体貯蔵容器が高圧気体を受け取ることを可能にする任意の従来のポートであることができることを本発明は意図する。一般的に、これは、高圧貯蔵容器を出力ポート282にロックする又はさもなければ取り付ける又は固定することを含む。
【０１０４】
上で論じられた異なる実施の形態のさまざまな機構が組み合わせられることができることを本発明は意図する。例えば、図15の液体-高圧気体変換充填システムは、図1, 12, 13A, 13B及び14の実施の形態に含まれることができる。さらに、本発明は、任意の従来の電源を用いて液化気体貯蔵システムに電力を供給することを意図する。例えば、液化気体貯蔵システムからの電源は、自動車充電器若しくは外部バッテリーのような外部交流、外部直流や、ハウジング36中に収容される一つ以上のバッテリーのような内部直流、又はそれらの任意の組み合わせであることができる。
【０１０５】
本発明が、現在最も実用的で好ましい実施の形態であると考えられるものに基づいて説明を目的として詳細に説明されたが、そのような詳細は、単にその目的のためであり、本発明は、開示された実施の形態には制限されず、それどころか、添付の請求の範囲の精神及び範囲内である修正及び均等なアレンジをカバーすることを意図することが理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な範囲で、任意の実施の形態の一つ以上の特徴が、任意の他の実施の形態の一つ以上の特徴と組み合わせられることを意図することが理解されるべきである。
【図１】
0005611816.tif 000002
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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