(57)【要約】  本発明は、一定の量の液体酸素を液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーに運搬するステップを含む酸素移送充填の方法及びシステムを記載する。次に、その蒸発チャンバーにおける液体酸素の少なくとも1部分及び一定の量の気体酸素が、蒸発チャンバーにおける所定の圧力レベルで維持される。その方法は、携帯型圧縮酸素装置を該気体酸素少なくとも1部分で充填するステップを含む。
2011501989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある量の液体酸素を液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーに運搬するステップ；
該蒸発チャンバーにおける該ある量の液体酸素の少なくとも1部分を蒸発させるステップ；
ある量の気体酸素を該蒸発チャンバーにおいて所定の圧力レベルに維持するステップ；及び
携帯型圧縮酸素装置を該ある量の気体酸素で充填するステップ；
を含む酸素移送充填の方法。
【請求項２】
前記運搬、蒸発、維持及び充填するステップが、ユーザーによって該ユーザーの住宅において実行される、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項３】
前記携帯型圧縮酸素装置の充填が、前記ある量の液体酸素を前記蒸発チャンバーへ運搬するステップの後2分未満で完了する、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項４】
前記蒸発、維持、及び充填するステップが、外部のエネルギー源無しで完了する、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項５】
前記所定の圧力レベルが、およそ1,500psigからおよそ3,000psigまでの範囲に及ぶ、請求項１に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項６】
前記ある量の液体酸素を蒸発チャンバーへ運搬するステップが、前記液体酸素蒸発装置を液体ソース・デューワーに接続することによって実施される、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項７】
前記充填するステップの後に、前記携帯型圧縮酸素装置を前記液体酸素蒸発装置からの出力ラインに接続するステップ及び該携帯型圧縮酸素装置の接続を切断するステップをさらに含む、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項８】
ある量の液体酸素を受取り、該ある量の液体酸素の1部分をある量の気体酸素へ蒸発させる蒸発チャンバーを含む液体酸素蒸発装置であり、該蒸発チャンバーは、携帯型圧縮酸素装置における保存に十分である所定の圧力レベルで、該ある量の気体酸素を維持することができる、ことを特徴とする液体酸素蒸発装置、
を含む酸素移送充填システム。
【請求項９】
前記酸素移送充填システムが、外部のエネルギー源無しで、前記携帯型圧縮酸素装置を充填する、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１０】
前記酸素移送充填システムがコンプレッサを含まない、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１１】
前記液体酸素蒸発装置が、前記ある量の液体酸素を受取るように、液体酸素ソース・デューワーに取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１２】
前記液体酸素蒸発装置が、前記携帯型圧縮酸素装置に取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１３】
前記携帯型圧縮酸素装置が、前記液体酸素蒸発装置に取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１４】
前記所定の圧力レベルが、およそ1,500psigからおよそ3,000psigまでの範囲に及ぶ、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１５】
ユーザーが前記酸素移送充填システムを持って歩き回ることが可能である、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１６】
ある量の液体酸素を液体酸素蒸発装置の中へ挿入するステップ；及び
前記ある量の液体酸素を挿入するステップの後に、前記携帯型圧縮酸素装置の容積を、ある量の気体酸素で一定期間内に所定の圧力レベルで充填するステップであり、該一定期間は30分未満である、ことを特徴とするステップ；
を含む、携帯型圧縮酸素装置を充填する方法。
【請求項１７】
前記容積と前記一定期間との比が、前記所定の圧力レベルで５リットル毎分（LPM）よりも長い、請求項１６に記載された方法。
【請求項１８】
ある量の液体酸素を受取り、該ある量の液体酸素の1部分をある量の気体酸素に蒸発させ、該ある量の気体酸素を約500psigよりも高い所定の圧力レベルで出力する、ことが可能である液体酸素蒸発装置を含み、
コンプレッサを含まない、ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記ある量の気体酸素を前記約500psigよりも高い所定の圧力レベルで発生させるために入力パワーを必要としない、請求項１８に記載されたシステム。
【請求項２０】
ある量の液体酸素及びある量の気体酸素を保存することが可能であり、該ある量の気体酸素は、500psigよりも高い所定の圧力レベルにある、ことを特徴とするチャンバー、
を含む酸素システム。
【請求項２１】
前記ある量の気体酸素は、前記ある量の液体酸素の蒸発から生成される、請求項２０に記載された酸素システム。
【請求項２２】
前記チャンバーは、前記ある量の液体酸素の所定の量が該チャンバーにおいて蒸発させられるとき、前記所定の圧力レベルが1000psigを超えるという条件を満たすように所定の容積を有するように構成されている、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２３】
前記チャンバーは、前記ある量の液体酸素の所定の量が該チャンバーにおいて蒸発させられるとき、前記所定の圧力レベルが2000psigを超えるという条件を満たすように所定の容積を有するように構成されている、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２４】
前記チャンバーは、携帯型圧縮酸素装置に通じるように適合され、前記ある量の気体酸素の少なくとも1部分が該携帯型圧縮酸素装置を充填するために使用される、ことを特徴とする、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２５】
前記ある量の気体酸素は、チャンバーにおいて4時間よりも長く維持される、ことを特徴とする、請求項２０に記載された酸素システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2007年10月22日に出願された米国特許仮出願60/981,648号に対し、米国特許法119条（e）において優先権を主張し、その内容は、ここで参考として取り入れられる。
【０００２】
本発明は、一般的に、酸素生成、保存及び運搬の分野に関し、特に、携帯型酸素運搬装置に酸素を効率的且つ効果的に移送充填（transfill）する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
より多くの人々が、病院の外で酸素療法を使用し、活動的且つ生産的な生活を送ることが可能となっている。喘息、肺気腫、慢性気管支炎、偶発的肺病、肺がん、のう胞性線維症、うっ血性心臓麻痺、又は他の呼吸器疾患を持つ人々は、住宅内で酸素療法を使用し、住宅の外では携帯型酸素療法装置を使用することができる。酸素療法技術における最近の発展は、それらの酸素に依存する人々に、多様な在宅型及び携帯型酸素療法の選択肢を提供している。医療施設の外部で酸素療法を個人的に実施する主な３つの手段は、（１）酸素濃縮器、（２）液体酸素装置、及び（３）圧縮ガス装置である。これらの３種類の解決法の各々は、固有の利益と不利益を提供する。
【０００４】
第1に、通常は圧力スイング吸収システムの形である酸素濃縮器は、住宅内の使用における酸素療法の優れたソースである。圧力スイング吸収（「PSA」）システムは、約21％の酸素を含む周囲空気を処理し、酸素をその周囲空気から分離することができる点において有利である。従って、ユーザーには、より高い酸素濃度が供給される。それらの用途に適切である一方、酸素濃縮器は、一般的に分厚く、電源コンセントなどの電源へのアクセスを必要とする。従って、酸素濃縮器は、携帯には不適切であり、歩行する個人の使用には適していない。
【０００５】
第2に、液体酸素（「LOX」）システムは、携帯型酸素療法の便利な方法を提供する。液体酸素は、圧縮ガス酸素よりもかなり小さい空間を占めることから、有利である。従来のLOXシステムは、住宅内用の大型の固定型LOX保存キャニスタ（canister）を含む。その従来のシステムは、また、住宅外での持ち運びのための、固定ユニットから充填できる小型携帯用運搬装置を含む。多くの第1世代従来技術システムは、携帯用運搬装置の低いLOX容量及び投与されるLOXの流速が原因で限られた利用を有する。液体の状態を維持するために、酸素は、例えば華氏でおよそ零下300度（-300°F）などの比較的低い温度に保たれなければいけない。従って、LOXシステムに保存される液体酸素は、たとえユーザーによって使用されていない場合も蒸発する。この方法において、LOXシステムは、そのユーザーが実際に酸素を使用しているか否かに関わらず満了となる比較的短い周期を有する。
【０００６】
第3に、圧縮酸素システムは、一般的に、多様な異なる種類の酸素療法患者に対して処方され、比較的移動性及び／又は歩行中もしくは身体的な活動の間だけなど、一定の期間において酸素療法が必要な患者などを含む。圧縮酸素を含む小型のタンクは、比較的軽量であってもよく使用中でないときも酸素の供給を維持することができる点において、携帯性によく適している。しかし、小型の携帯型圧縮酸素装置は、規定の流速、タンクのサイズ（容積）及びそのタンクの圧力定格に依存してどのくらい持続するかが限られる。従って、携帯型圧縮酸素装置は、頻繁に再充填されなければいけない。
【０００７】
多くの従来技術のシステムは、特定の住宅用酸素療法装置によって示される難点に取り組むことを試みている。例えば、いくつかの酸素濃縮器は、ユーザーが酸素濃縮器から携帯用圧縮酸素キャニスタを充填することを可能にする。特許文献１（「‘062特許」）は、酸素富化空気に第1圧力及び第2圧力を供給することを可能にする圧力スイング吸収システムを記載している。‘062特許の図1に示されるように、PSAは、周囲空気を受取り、ユーザーが使用できるように酸素富化空気を第1低圧力出口106で出力することが可能である。通常、ユーザーは、鼻カニューレを第1圧力出口106に、大半のPSAシステムに似た方法でつなぐ。さらに‘062特許のPSAシステムは、濃縮器104の第2出力を増圧器109に供給する。増圧器109は、空気駆動式シリンダー及び第1及び第2段階生産品ガス・シリンダーを有する。増圧器109の空気駆動式シリンダーは、濃縮器104の酸素ガスを圧縮するように操作され、高圧力出口112に接続することができる。従って、ユーザーは、そのシリンダーを圧縮ガスで接続及び再充填することができる。
【０００８】
特許文献２（「‘630特許」）は、酸素療法をユーザーに同時に提供し、携帯用酸素シリンダーを充填するように構成されたPSAシステムを記載している。‘630特許の図１に示されるように、そのシステムは、吸入センサー21に通じている流れ位置制御弁14に接続された酸素濃縮器11を提供する。ユーザーが吸入していると吸入センサー21が検出するとき、その濃縮器は、ユーザーに酸素を供給する。そのユーザーが吸入していない場合、流れ位置制御弁14は、酸素濃縮器11の出力をコンプレッサ17に接続する。コンプレッサ17は、酸素濃縮器11によって生成された、ユーザーによって使用されていないガスを圧縮するように作動する。一度十分な量のガスが圧縮されると、携帯用ガス・シリンダー18は、ユーザーによって充填されてよい。
【０００９】
特許文献３（「‘726特許」）は、コンプレッサ及び酸素濃縮器で携帯用高圧シリンダーを充填するための装置を記載している。‘726特許の図2に示されているように、そのシステムは、生成物質タンク22及び流速制限器28に接続されたふるい台（sieve  bed）24の標準的な構成を有する酸素濃縮器12を提供する。従って、酸素濃縮器12は、酸素富化空気を鼻カニューレなどのユーザー装置14に供給するように作動することが可能である。さらに、濃縮器12の出力が、ユーザー装置14に供給するために必要な分よりも大きい場合、そのユーザー装置14からの過剰な濃縮ガスは、コンプレッサ60に向けられる。
【００１０】
‘726特許の図1に示されるように、コンプレッサ60は、そこへ流入する酸素富化ガスを圧縮し、そのガスを継手70に出力する。携帯用タンクが継手70に接続されている場合、コンプレッサ60からの比較的高い圧力気体酸素の出力は、継手70を通って携帯用タンク20の中へ流れる。‘726特許において開示されているように、コンプレッサ60から携帯用タンク20を充填するには約1時間から12時間かかる。‘726特許は、また、コンプレッサ60に接続された貯留層90を開示している。コンプレッサ60は、携帯用タンク20が継手70に接続されていない場合、貯留層90を充填するようになっている。一度貯留層90が充填されると、携帯用タンク20は、継手70に接続され、コンプレッサ60から直接充填するよりも短い期間で充填することができる。‘726特許において開示されているように、貯留層90に対する最初の充填時間は、1週間にまで及ぶ。
【００１１】
それらの用途に適している一方、従来型の酸素移送充填システムは、多くの難点をかかえている。最も重要な難点は、これらのシステムはコンプレッサを必要とすることである。コンプレッサの使用は、ユーザーに対し多くの難点を示す。コンプレッサは、作動するためにはかなりの電量を必要とする。例えば、‘726特許において開示されるシステムのコンプレッサは、そのシステムの貯留層を充填するために、1週間の全期間において持続的に作動しなければいけない。そのような長時間の使用量は、莫大な電量を必要とし、ユーザーにとっての費用負担が大きくなり得る。さらに、コンプレッサは、分厚く、しばしば作動及びパワーサイクルの間にかなりの騒音を発する。例えば、従来技術の気体酸素移送充填システムのコンプレッサは、そのコンプレッサが余分な供給があるときだけ酸素を受け取ることから、ユーザーの酸素の需要に依存して定期的にオン及びオフにしてもよい。
【００１２】
コンプレッサに基づく気体酸素移送充填システムのユーザーにとっての更なる難点は、コンプレッサは、頻繁に定期的なメンテナンス及び修理を必要とすることである。連続的に2000psiを超える圧力を生成するなど、従来の気体酸素移送充填システムのコンプレッサに対し比較的高い需要が置かれると、これらのコンプレッサは頻繁に故障する。そのコンプレッサが故障するとき、気体酸素移送充填システムの全体は、濃縮器から来る気体酸素の圧力が携帯型圧縮酸素装置に必要な圧力よりもはるかに低いため、操作不可能になる。
【００１３】
従来の気体酸素移送充填システムのさらなる難点は、携帯用ガス容器を充填するために必要な期間に関する。例えば、‘726特許の気体酸素移送充填システムは、コンプレッサから携帯用タンクを充填するために最大12時間を必要とする。濃縮器からの酸素出力の圧力が比較的低いと、かなりの量の時間が携帯に十分なレベルまでその気体を加圧するために必要である。
【００１４】
工業規模では、携帯型圧縮酸素装置は、最も頻繁に工業プロセスにおいて工業規模の装置のシステムを使用して気体酸素で充填される。例えば、工業用酸素プロバイダは、通常、大容量の液体酸素デューワー及び空気圧式コンプレッサの使用を含む移送充填システムを有する。従来型の大容量液体酸素デューワーは、通常、工業用酸素プロバイダの倉庫に保存される、分厚く極端に重い装置である。これらの従来型の大容量液体酸素デューワーは、通常、およそ100から300ポンド力平方インチゲージまでの比較的低い圧力で気体酸素を生成する。
【００１５】
空気圧式コンプレッサが気体酸素を加圧した後に、携帯型圧縮酸素装置は、加圧ガスで充填されてもよい。この方法は、多くの難点及び制限を有する。それらの最も重要な1つは、酸素療法装置のユーザーには、完全に利用不可能であるということである。その上、この工業プロセスは、工業環境において、負傷のリスクを減らすため、技術を持つテクニシャンによって極めて正確に実施されなければいけない。さらにそのプロセスは、工業酸素プロバイダが携帯型圧縮酸素装置をユーザーの住宅から回収し、それらを再充填するために工業システムの現場へ戻すことを必要とする。これは工業酸素プロバイダ及びユーザーの両者にとって費用がかかり、効率が悪く、且つ面倒である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第5,853,062号明細書
【特許文献２】米国特許第6,446,630号明細書
【特許文献３】米国特許第6,889,726号明細書
【特許文献４】米国特許第5,893,275号明細書
【特許文献５】米国特許第6,212,904号明細書
【特許文献６】米国特許第5,979,440号明細書
【特許文献７】米国特許第6,651,653号明細書
【特許文献８】米国特許第6,681,764号明細書
【特許文献９】米国特許第6,698,423号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、酸素移送充填の方法及びシステムを記載する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の模範的な実施形態は、ある量の液体酸素（ガス）を液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーへ運搬するステップを含む、気体酸素（ガス）移送充填の方法を提供する。次に、該方法は、該蒸発チャンバーにおける該ある量の液体酸素の1部分を蒸発させ、ある量の気体酸素を該蒸発チャンバーにおいて所定の圧力レベルで維持するステップを含む。最後に、該方法は、携帯型圧縮酸素装置を該ある量の気体酸素を用いて所定の圧力レベルで充填するステップを含む。
【００１９】
本発明のさらなる模範的な実施形態は、ある量の液体酸素を受取り、該ある量の液体酸素の1部分をある量の気体酸素へと蒸発させることが可能な蒸発チャンバーを有する液体酸素（ガス）蒸発装置を含む、高圧酸素（ガス）移送充填システムを提供する。蒸発チャンバーは、該ある量の気体酸素を、携帯型圧縮酸素装置に保存するために十分な所定の圧力レベルで維持することができる。
【００２０】
本発明のこれらの及び他の目的、特性、及び特徴、また、操作の方法、及び関連する構造の要素及び部品の組み合わせ及び製造の経済の機能も、以下の記載及び添付の請求項を、付属の図表を参照して考慮する上で、さらに明確になるであろう。付属の図表の全ては、本明細書の一部分を形成しており、類似した参照符号は、様々な図において対応する部分を指定している。しかし、それらの図表は、描写及び説明だけを目的としており、本発明の限定を定義することは目的としていないことは、明確に理解するべきである。本明細書及び請求項において使用されるように、単数形は、その内容が指示していない場合は、複数の指示対象も含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填システムを説明する図である。
【図２】本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填の方法を説明する図である。
【図３】本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填システム、LOXソース・デューワー及び携帯型圧縮酸素装置を説明する図である。
【図４】本発明の代替の実施形態に従って、酸素移送充填システムを説明する図である。
【図５】本発明の代替の実施形態に従って、酸素移送充填システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、従来型の酸素移送充填システムの難点に取り組む。重要なことに、本発明は、気体酸素を効率的に携帯型圧縮酸素装置に運搬する酸素移送充填の方法及び装置を提供する。従って、本発明に従って供給される酸素移送充填システムは、携帯用容器を安全に且つ素早く充填することが可能にされている。本発明は、従来型の管理型工業プロセスとは対照的に、ユーザーが住宅で酸素移送充填を安全に実施することを可能にする方法及びシステムを提供する。
【００２３】
酸素が本発明の移送充填システムにおいて使用されているガスとしてここでは記載されている一方、窒素、ヘリウム、ヘリウム酸素（helix）など他のガス又はガス混合物も、本発明の装置及び方法における使用に同等に適していることに注目すべきである。
【００２４】
模範的な実施形態において、本発明は、ある量の液体酸素を液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーに運搬するステップを含む酸素移送充填の方法を提供する。次に、その方法は、その蒸発チャンバーにおいて該ある量の液体酸素の一部分を蒸発させ、ある量の気体酸素を所定の圧力レベルに維持するステップを含む。最後に、その方法は、携帯型圧縮酸素装置を所定の圧力レベルで該ある量の気体酸素で充填するステップを含む。
【００２５】
酸素移送充填の方法に加えて、本発明は、ある量の液体酸素を受け取り、該ある量の液体酸素の一部分をある量の気体酸素に蒸発させる蒸発チャンバーを有する液体酸素蒸発装置を含む酸素移送充填システムを提供する。その蒸発チャンバーは、該ある量の気体酸素を携帯型圧縮酸素装置における保存には十分な所定の圧力レベルに維持することができる。
【００２６】
本発明に従って、酸素移送充填のシステム及び方法は、ユーザーが住宅における液体酸素ソースから安全に気体酸素移送充填を実施することを可能にする。以前、ユーザーは、住宅における低温液体状態にある酸素から酸素移送充填を実施することはできなかった。従来技術の装置で携帯用酸素容器を充填する主な方法は、費用がかかり、時間のかかるコンプレッサの使用を必要としていた。低圧状態から高圧状態へ気体酸素を移すためにコンプレッサに頼ることは、かなりの時間及び電量を必要とし、それらはユーザーの費用負担に加わる。大半の従来型システムでは、ユーザーは、コンプレッサは、それらの容器を充填するために十分な期間（時折、数時間）駆動されることができるように、携帯用気体酸素容器がいつ必要になるかを事前に計画しなければいけなかった。本発明のシステム及び方法は、従来技術のこれらの難点を克服し、ユーザーが使用するために携帯用酸素容器を素早く充填することを可能にする。ユーザーは、まさにポット１杯のコーヒーのように、本発明のシステム及び方法によって携帯型圧縮酸素装置を素早く充填し、次の行動に進むことができる。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填システム100を説明する。図１は、酸素移送充填システム100の模範的な実施形態に従って、液体酸素蒸発装置105の基本的な構成を描く。図1に示されるように、液体酸素蒸発装置105は、蒸発チャンバー110を含む。さらに、液体酸素蒸発装置105は、ポート115を通して液体酸素120を受取ることが可能になっている。ポート115は、蒸発チャンバー110に通じている。従って、液体酸素120は、蒸発チャンバー110の中へ運搬される。一度蒸発チャンバー110の中に入ると、液体酸素120は、ある量の気体酸素125を生成するように沸騰又は蒸発することが可能になる。このある量の気体酸素125は、蒸発チャンバー110の空の部分又はヘッドスペースに維持される。大いに、液体酸素蒸発装置105の蒸発チャンバー110は、この気体酸素125を比較的高い圧力で維持することが可能になっている。
【００２８】
模範的な実施形態において、蒸発チャンバー110は気体酸素を100psigから5,000psigまでの範囲に及ぶ圧力で維持することが可能である。例えば、限定は無いが、蒸発チャンバー110は、持続的に気体酸素を2000psigの周辺で維持してもよい。代替の実施形態において、蒸発チャンバー110は、酸素を4000psigで又はそれに近い圧力で維持するように設定されている。当業者は、酸素移送充填システムの異なる導入は異なる必要条件を有することから、蒸発チャンバー110は、異なる圧力範囲に対応するように構成されていることを理解するであろう。
【００２９】
模範的な実施形態において、蒸発チャンバー110における液体酸素120は、その蒸発チャンバー内において気体酸素125のある一定の所定の圧力が達成されるまで沸騰することが可能になっている。一度その所定の圧力に達すると、ユーザーは、ポート115を通して気体酸素125を出力し、携帯型圧縮酸素装置を充填することができる。
【００３０】
本発明の酸素移送充填システム100は、他のどの装置も液体から気体酸素への移送充填を備えていないため、従来型移送充填システムに対して多くの重要な進歩を示す。従来技術の酸素移送充填システムの多くに対して、本発明の酸素移送充填システム100は、コンプレッサを必要としない。例えば、従来技術のシステムの通気性気体酸素は通常、比較的低い圧力レベルで供給されることから、コンプレッサは、携帯用タンクにおける保存のために十分な圧力レベルにそのガスを圧縮するために使用されなければいけない。酸素移送充填システム100の模範的な実施形態において、気体酸素125は、携帯型圧縮酸素装置における保存に十分な圧力レベルでポート115から出力されるため、コンプレッサは必要としない。ここでは、「携帯型圧縮酸素装置における保存に十分な圧力レベル」という表現は、携帯用の使用に十分である容器における保存を可能にする圧力を意味するために使用されている。
【００３１】
当業者は、「携帯型圧縮酸素装置における保存に十分な圧力レベル」は導入に従って変化することを理解するであろう。例えば、限定は無いが、一般的な携帯型圧縮酸素保存装置は、酸素を500psigと2000psigとの間の圧力で保存することができる。その代わりに、他の携帯型圧縮酸素装置は、酸素を1500psigと4000psigとの間のより高い圧力で保存することができる。
【００３２】
酸素移送充填システム100の液体酸素蒸発装置105は、携帯型圧縮酸素装置における保存に十分な圧力レベルで気体酸素125を生成するために液体酸素120の特有の質に頼る。さらに具体的には、液体酸素の沸点は、101.325kPa（760mmHg）では90.188K（−182.96°C）である；従って、液体酸素は、周囲の環境にさらされているシステムにおいて容易に沸騰する。従って、液体酸素が蒸発チャンバー110に挿入されるとき、それは自然に沸騰し、気体酸素125を生成する。
【００３３】
当業者は、図1の酸素移送充填システム100は、模範的な実施形態であり、その酸素移送充填システムは本発明の範囲から離脱せずに多様に異なる方法で構成されることができることを理解するであろう。例えば、限定は無いが、蒸発チャンバー110は、ある量の気体酸素のための非常に小さいヘッドスペース又はルームで構成されることができ、その気体酸素は、保存のために他のチャンバーへ出力されることが可能である。従って、ボイルオフ・ベッセル（boil-off  vessel）は、蒸発プロセスから発生したガスを保存するために使用する必要はない。逆止め弁は、ボイルオフ・ベッセルと高圧ガス保存ベッセルとの間に備えられる。本発明は、また、ボイルオフ・ベッセルに残っているガスは、例えば、携帯用保存ベッセルを充填した後に、そのボイルオフ・ベッセルに保存するか、又は他の用途に使用されてもよい。それは、そのガスを液化装置に戻すことである。すなわち、残っているガスは、再液化するためにその液化装置に戻されてもよい。
【実施例２】
【００３４】
図2は、本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填200の方法を説明する。図2に示される酸素移送充填200の方法は、ユーザーが酸素を携帯型圧縮酸素装置に移送充填することによる便利且つ効率的なプロセスを説明する。第1に、ステップ205は、ある量の液体酸素の液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーへの運搬を含む。模範的な実施形態において、該ある量の液体酸素は、固定されたLOXソース・デューワーから運搬されてもよい。当業者は、液体酸素蒸発装置は、LOX発生器（すなわち、空気から液体酸素又は他のガスを発生させる装置）などの様々なソースによって充填できることを理解するであろう。特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8及び特許文献9の各々の内容はここで参考として取り入れられており、液体酸素の供給を生成するための携帯型システムを教示する。
【００３５】
次に、ステップ210は、蒸発チャンバーにおいて前記ある量の液体酸素の1部分を蒸発させることを含む。従って、液体酸素が1度蒸発チャンバーに入ると、液体は沸騰し、その蒸発チャンバーの空領域においてある量の気体酸素を生成するようになるか、あるいはそれが可能になる。本発明は、沸騰（ボイルオフ）プロセスを援助又は促進するために、1つ又は複数の要素を供給することを目的とする。例えば、1つ又はそれ以上の加熱要素が、蒸発チャンバーに組み合わせられて供給され、その蒸発チャンバー内の液体の温度を制御する。
【００３６】
該ある量の液体酸素の1部分の蒸発は、蒸発チャンバーにおいてある量の気体酸素を生成し、その蒸発チャンバーにおける圧力レベルを上昇させる。ステップ215において、この量の気体酸素は、所定の圧力レベルで維持される。圧力安全弁、加熱器、又は他の装置などの圧力調節装置は、蒸発チャンバーにおける気体酸素の圧力を調節するために使用できる。
【００３７】
最後に、ステップ220は、携帯型圧縮酸素装置をその量の気体酸素で所定の圧力レベルで充填することを含む。従って、模範的な実施形態において、1度蒸発チャンバーにおける気体酸素の圧力が所定の圧力レベルに達すると、その気体酸素は携帯型圧縮酸素装置の中へ出力されることができる。当然のことながら、蒸発チャンバーにおける気体酸素は、たとえ蒸発チャンバーにおける気体酸素の圧力が所定の圧力レベルに達していなくても、その蒸発チャンバーから携帯型圧縮酸素装置へ運搬されることは可能であるが、そうすることは、携帯型圧縮酸素装置の完全な充填には至らないことがある。
【００３８】
図2において説明される酸素移送充填システム200の方法は、携帯用の使用のためのガス保存キャニスタを充填する素早い方法をユーザーに提供する。従来型のガス移送充填システムの使用において、ユーザーは、コンプレッサを通して携帯用ガス・キャニスタを充填するのに数時間もの時間を取っている。図2に示される酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態を使用して、ユーザーは、住宅を出ることを決め、1つ又はそれ以上の携帯用高圧ガス・キャニスタを液体酸素蒸発装置で素早く充填することができ、携帯型酸素療法の実施に備えて1つ又はそれ以上のキャニスタを持つことができる。
【実施例３】
【００３９】
図3は、本発明の模範的な実施形態に従って、酸素移送充填システム100、LOXソース・デューワー305及び携帯型圧縮酸素（高圧ガス保存）装置310を説明する。図3で描かれる模範的な実施形態に示されるように、酸素移送充填システム100は、LOXソース・
デューワー305から液体を受取るように構成されている。LOXソース・デューワーは、真空領域を持つデューワーであってもよい。LOXソース・デューワー305の真空領域は、優れた断熱を可能にすることから、デューワー305の内容は冷蔵設備の必要無く、長期間、比較的最小の沸騰で液体状態に留まる。従って、LOXソース・デューワー305は、比較的大容量の液体酸素を保ち、酸素移送充填システム100を複数回補給する働きをする。
【００４０】
LOXソース・デューワー305などのLOXソース・デューワーは、しばしば大型で分厚く、輸送が困難である。従って、LOXソース・デューワーは、しばしばトラックで住宅に運ばれ、プロによって輸送される。図3に示されるように、LOXソース・デューワーは、液体ソース・ライン370を有する。液体ソース・ライン370は、液体酸素がLOXソース・デューワー305から抽出されることを可能にする。LOXソース・デューワー305は、液体酸素を多数の異なる装置に移送充填するために使用される。例えば、限定は無いが、液体ソース・ライン370は、液体酸素が携帯型LOX装置に伝送されることを可能にする携帯用LOX充填継手315に接続されてもよい。さらに、模範的な実施形態において、LOXソース・デューワー305は、LOXソース・デューワー305における過剰な圧力を軽減することが可能な安全弁375を含んでもよい。
【００４１】
模範的な実施形態において、液体酸素蒸発装置105は、液体酸素がLOXソース・デューワー305から液体酸素蒸発装置へ運搬されるように、デューワー305の液体ソース・ライン370に接続されてもよい。図3に示されるように、液体酸素蒸発装置105は、入力ポート320を含む。入力ポート320は、液体移送充填ライン325を通して液体ソース・ライン370に接続されてもよい。模範的な実施形態において、液体移送充填ライン325は、低温安全弁330などの安全弁を含む。低温安全弁330は、液体酸素がLOXソース・デューワー305から液体酸素蒸発装置105に流れることを可能にし、気体酸素がLOXソース・デューワーへ逆方向の経路に沿って流れ戻ることを防ぐ。
【００４２】
液体酸素蒸発装置105は、また、液体酸素が入力ポート320から蒸発チャンバー110へ運搬される液体充填管335を含む。図3に示されるように、蒸発チャンバー110は、液体酸素及び気体酸素の両方を様々な割合で含む。例えば、限定は無いが、蒸発チャンバー110は、液体充填管335の端の高さに等しいレベルまで充填されることができる。
【００４３】
図3に示されるように、模範的な実施形態における液体蒸発酸素装置105は、また、出力ポート340を含む。模範的な実施形態における出力ポート340は、気体酸素を液体酸素上はす装置105へ輸出するために使用してもよい。ガス使用管345は、模範的な実施形態において、出力ポート340を蒸発チャンバー110の内部へ接続する。その結果、蒸発チャンバーに含まれる気体酸素は、液体酸素蒸発装置から抽出されることができる。
【００４４】
図3において説明されるように、出力ポート340は、携帯型圧縮酸素装置310が酸素移送充填システム100によって充填されることが可能なように、構成されてもよい。模範的な実施形態において、酸素移送充填システム100は、液体酸素蒸発装置105の出力ポート340に接続される携帯型ガス移送充填ライン350を供給する。携帯型ガス移送充填ライン350は、図3に描写される模範的な実施形態において示されるように、携帯用ガス充填継手355を含む。携帯用ガス充填継手355は、装置310などの携帯型圧縮酸素装置の便利な取り外し可能である付着を可能にする。模範的な実施形態において、携帯型圧縮酸素装置310は、携帯用ガス充填継手355に接続され、酸素移送充填システム100からの気体酸素が装置310を充填してもよい。
【００４５】
模範的な実施形態において携帯型ガス移送充填ライン350は、安全弁360及び余分な安全弁365を有し、システムの安全を確認する。安全弁360は、液体酸素蒸発装置105において過剰な圧力の堆積を防ぐことを援助することができる。液体酸素蒸発装置105の蒸発チャンバー110内の圧力が、例えば蒸発チャンバー110における液体酸素の蒸発によって、所定の限度を超える場合、安全弁360は開になり、気体酸素を大気中に放出する。安全弁360が故障した場合、余分な安全弁365が液体酸素蒸発装置105内の圧力が所定の圧力限度を超えないことを確認する。
【００４６】
酸素移送充填システム100の携帯用ガス充填ライン350は、また、高圧弁370及び排出口377を提供することもできる。模範的な実施形態において、高圧弁370及び排出口377は、液体酸素蒸発装置105から気体酸素を排出するために使用される。例えば、限定は無いが、高圧弁370は、液体酸素蒸発装置105を再充填する前に、液体酸素蒸発装置105の蒸発チャンバー110における全ての気体酸素を排出377するために開けられてもよい。さらに、高圧弁370及び排出口377は、携帯型圧縮酸素装置310を充填する前に、酸素移送充填に望まれる圧力レベルが得られるように、その酸素移送充填システムに含まれる気体酸素の圧力を制御するために使用されてもよい。
【００４７】
本発明の酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態に従って、ユーザーは、携帯型圧縮酸素装置310を安全に、便利に且つ素早く充填するために、図3に描写される酸素移送充填システム100を使用できるようにされている。図3に示される酸素移送充填システム100の模範的な実施形態を使用し、酸素移送充填200の第1ステップは、液体移送充填ライン325を液体ソース・ライン370に接続することによってLOXソース・デューワー305から液体酸素で蒸発チャンバーを充填することを含む。
【００４８】
1度接続されると、LOXソース・デューワー305からの液体は、低温安全弁330の中を通って蒸発チャンバー110へ流れる。酸素移送充填の方法の模範的な実施形態に従って、蒸発チャンバー110は、それが生産する気体酸素を所定の圧力レベルで維持する。この所定の圧力レベルが達成されると、気体酸素は、液体酸素蒸発装置105から携帯用ガス充填継手355に接続された携帯型圧縮酸素保存装置310へと出力されてもよい。全体の方法は、ユーザーによって住宅内で素早く且つ安全に実施されることが可能である。その上、酸素移送充填の方法全体が、5分以内、望ましくは2分以内などの比較的短い時間内で実施されることができる。
【００４９】
重要なことに、本発明の模範的に実施形態に従って提供される酸素移送充填200を使用する方法は、外部のエネルギー源又は機械的なソースを全く必要としない。しかし、従来型のシステムでは、コンプレッサが携帯用ガスを生成するために外部のエネルギー源によって駆動されなければいけない。図3に示されるように、本発明の模範的な実施形態の酸素移送充填システム100の全ての構成要素はパッシブである。気体酸素を携帯用の圧力レベルで生成するために必要なエネルギーは、液体酸素蒸発装置105における挿入された液体酸素において内在している。従って、酸素移送充填を実施するために必要なエネルギーは、低温液体酸素の生成の間に実際に挿入される。この方法では、低温沸点よりも上の温度にある液体酸素の蒸発の自然なプロセスは、コンプレッサを使用する従来の方法の代わりに、加圧ガスを生成する際に信頼されている。
【実施例４】
【００５０】
図4は、本発明の代替に実施形態に従って、酸素移送充填システム100を説明する。当業者は、酸素移送充填システム100の液体酸素蒸発装置105が、本発明の範囲から離脱せずに多様な異なる方法において構成されることが可能であることを理解するであろう。図4に示される液体酸素蒸発装置105の代替の実施形態は、蒸発チャンバー110の断熱に役立つように絶縁層405を含む。液体酸素の沸点は、周囲の温度よりもかなり低いことから、蒸発チャンバー110は、蒸発チャンバーと周囲の温度との間の伝熱率を低減し、蒸発チャンバーの中へ挿入される液体酸素の蒸発を防ぐために絶縁されなければいけない。
【００５１】
図4に示される模範的な実施形態において、絶縁層405は、蒸発チャンバー110へのライニング（lining）として供給される。絶縁層405は、蒸発チャンバー100と周囲の温度又は材料の組み合わせとの間の伝熱率を低減することが可能な多くの異なる種類の材料のうちの1つであってもよい。例えば、限定は無いが、絶縁層405は、伝熱率を低減することが可能な発泡体又は線維状物質でもよい。模範的な実施形態において、絶縁層405は、TeflonRとしても知られるポリテトラフルオロエチレン（PTFE）などの合成フッ素重合体を含んでいてもよい。蒸発チャンバー110の目的は液体酸素を沸騰させることであることから、蒸発チャンバーと周囲の温度との間の伝熱を完全に防ぐことは絶縁層405の目的ではない。従って、絶縁層405は、酸素移送充填システム100の液体酸素蒸発装置105の規定の導入に対して望まれるパラメータに従って構成されてもよい。例えば、限定は無いが、液体酸素蒸発装置105の特定の実施形態が、比較的素早い速度で沸騰するように構成されている場合、絶縁層405は、伝熱率にわずかな抑止をもたらすように構成されてもよい。
【００５２】
図4に示されている１つのような代替の実施形態において、酸素移送充填システム100の液体酸素蒸発装置105は、液体酸素の温度を、望まれるときに、上げる／制御するために加熱装置410とともに供給されている。加熱装置410を有する液体酸素蒸発装置105の代替の実施形態において、絶縁層405は、周囲の温度は蒸発チャンバー110における液体酸素の温度を上げる唯一の要因ではないため、伝熱率に対してさらに大きい抑止をするように構成されてもよい。従って、蒸発チャンバー110は、全ての液体が沸騰する前により長い期間、ある量の液体酸素を保つことができる。図4に描写される実施形態において、加熱装置410は、蒸発チャンバー110における液体酸素の沸騰率を上げることが望まれるときに利用される。本発明は、また、蒸発チャンバー110に含まれるガス及び／又は液体の温度、従って圧力を制御するために、蒸発チャンバー110に付属している冷却システム（非表示）を供給することを意図としている。
【００５３】
図4で描写する模範的な実施形態において示されるように、酸素移送充填システム100は、ソース容器から液体酸素を受取ることが可能な液体移送充填ライン325を含んでもよい。模範的な実施形態において、液体移送充填ライン325は液体酸素蒸発装置105の入力ポート320に接続されている。さらに、入力ポート320は、蒸発チャンバー110に通じている液体充填管335に接続されている。その結果、液体酸素蒸発装置105は、液体酸素ソース容器に接続することができ、液体は、液体充填管335を通って蒸発チャンバー110に挿入することができる。液体充填管335は、液体充填管335を通した液体酸素の挿入を可能にするために安全弁415とともに供給されてもよいが、蒸発チャンバー110に含まれる気体酸素がそのチャンバーを通って液体充填管335へ出ることを防止する。
【００５４】
図4に示される液体酸素蒸発装置105の模範的な実施形態は、気体酸素が蒸発チャンバー110から出力されて通るガス使用管345を提供する。ガス使用管345は、ガス移送充填ライン350にさらに接続された出力ポート340に接続されてもよい。ガス充填ライン350は、多様な異なる気体酸素容器が接続されるガス充填継手420を提供してもよい。この方法では、酸素移送充填システム100は、大型及び小型の携帯型酸素療法装置及び大型のガス保存容器を充填するために使用することができる。
【００５５】
ユーザーは、異なった目的及び応用のために異なった携帯型圧縮酸素装置を望む。以下の表は、携帯型圧縮酸素装置に対する業界における様々な規格を提供する：
【００５６】
【表１】
2011501989.tif 000003
本発明に従って、酸素移送充填システム100の様々な実施形態が表1及び他の多くに記載されている異なった種類の携帯型圧縮酸素装置の全てを充填するために使用されてもよい。異なる携帯型圧縮酸素装置は、ユーザーに対して異なる利益を提供する；従って、酸素移送充填システム100は、ユーザーの需要に最もよく適した種類の携帯型酸素療法装置を充填するように構成されてもよい。
【００５７】
図4において示される模範的な実施形態において、酸素移送充填システム100は、比較的大型の気体酸素容器であるガス保存容器425を充填するために使用される。ガス保存容器425の容量は、図3に示される携帯型圧縮酸素装置310よりも大きい。例えば、限定は無いが、ガス保存容器425は、680リットルの気体酸素を保持することが可能であるEシリンダーであってもよい。一定の携帯型酸素療法装置は、本発明に従って、ガス保存容器425への酸素移送充填200の方法の複数の繰り返しを必要としてもよい。言い換えれば、酸素移送充填システム100は、１サイクルの液体から酸素移送充填で携帯型酸素療法装置の全容量の1部分だけが生成可能であってもよい。従って、全容量の充填は、蒸発チャンバーの再充填、液体からガスへの沸騰、及び高圧ガスのガス保存容器への移送を必要としてもよい。このプロセスは、必要に応じて繰り返されてもよい。
【００５８】
気体酸素の異なる容積を生成するように構成される機能に加えて、酸素移送充填システム100の様々な実施形態が、複数の圧力レベルで気体酸素を生成するように構成されてもよい。限定の無い例において、酸素移送充填システム100は、一定の携帯型酸素療法装置に対して2000psig及び他の携帯型酸素療法装置に対して300psigで気体酸素を生成するように構成されてもよい。酸素移送充填システム100の様々な実施形態において、所定の容積の蒸発チャンバー110に挿入された酸素の量は、その酸素移送充填システムによって生成されることができる気体酸素の圧力レベルを左右する。
【００５９】
液体酸素は、膨張比の860：1を有する。従って、一般的な用語では、液体状の1リットルの酸素は、860リットルの気体酸素に等しい。この膨張比が、蒸発チャンバー110の内部の圧縮ガスの生成を可能にする。この膨張比に基づいて、酸素移送充填システム100の液体酸素蒸発装置105が、望まれる圧力レベルで望まれる量の気体酸素を生成するために必要とする液体酸素の量が計算される。具体的には、既知の容積において望まれる気体酸素の圧力レベルを生成するために必要な液体酸素の量は、以下のファン・デル・ワールス方程式を使用して計算することができる：
【００６０】
【数１】
2011501989.tif 000004
P＝圧力（バール）
V＝容積（リットル）
n＝ガスの量（モル）
R＝一般ガス定数（バールとリットルを使用した場合0.0831451）
T＝温度（K）
a＝ファン・デル・ワールス定数（実在酸素ガスの場合1.382bar-L2/mol2）、及び
b＝ファン・デル・ワールス定数（0.03186L/mol）
ガスに拡張されるとき、モルで表わされるガスの量（n）をファン・デル・ワールス方程式で解くことによって、蒸発チャンバー110の既知の容積内で望まれる圧力を生成するために必要とされる液体酸素のモル数が決定される。上記のファン・デル・ワールス方程式をnで解くと、下記の3次方程式が得られる。
【００６１】
【数２】
2011501989.tif 000005
蒸発チャンバー110の既知の容積（V）及び望まれる圧力（P）を挿入することによって、上記の方程式はnに関して解かれる。酸素の分子量（31.9988）にnをかけることによって、望まれる酸素移送充填に必要な液体酸素の量が与えられる。以下の表2は、上記の方程式を使用した計算に従って、一般的な携帯型酸素療法装置を充填するために必要な液体酸素の量の記載を提供する。
【００６２】
【表２】
2011501989.tif 000006
液体酸素蒸発装置105は、上記の方程式で計算されるように、ユーザーが適切な量の液体酸素を特定の蒸発チャンバー110に容易に入れることを可能にするために様々な異なる装置とともに備えられてもよい。図4に示される模範的な実施形態において、液体酸素蒸発装置105は、蒸発チャンバー110内の所定の深さを浸透する液体充填管335を供給する。従って、ユーザーは、液体酸素を蒸発チャンバー110の中へ挿入し、その蒸発チャンバー110における液体酸素のレベルが液体充填管335の深さに等しいレベルに達したことから、液体酸素の挿入を停止してもよいことを示す水の音がするまで挿入する。この方法では、液体充填管335はその液体充填管の下の液体ガスに必要な体積を提供する深さに設置することができる。
【００６３】
代替の実施形態において、液体酸素蒸発装置105は、適切な量の液体酸素が加えられたことを、蒸発チャンバーを充填しているユーザーに示すように構成されたセンサーを含む。例えば、液体移送充填ライン325に付属する流れセンサーは、蒸発チャンバーに運搬される液体の量を監視することができる。さらに進歩した実施形態において、そのシステムは、望まれる量の液体が蒸発チャンバーに供給されるとき、その蒸発チャンバーへの液体の移送を自動的に中止することができる。
【実施例５】
【００６４】
図5は、本発明のさらなる代替の実施形態に従って酸素移送充填システム100を説明する。この代替の実施形態において、酸素移送充填システム100は、携帯用液体酸素容器505から充填されるようになっている。模範的な実施形態に携帯用液体酸素容器505は、家庭外での携帯型圧縮酸素装置の充填を可能にするために、ユーザーによって移送されてもよい。例えば、限定は無いが、ユーザーは、携帯用液体酸素容器505をそのユーザーの車のトランク又はスーツケースに置いてもよい。この方法では、ユーザーは、液体酸素蒸発装置105用の液体酸素にかなりアクセスしやすい。
【００６５】
模範的な実施形態において、携帯用液体酸素容器505は、一定の量の液体酸素を含む内部の液体酸素容器510を含む。液体酸素装置505の内部の液体酸素容器510は、充填ポート51を通して固定型キャニスタによって充填されてもよい。充填ポート515は、固定型液体酸素デューワーへの取り外し可能な接続を可能にする。模範的な実施形態において、充填ポート515は、内部の液体酸素容器510に充填ライン525を通して接続し、液体酸素を、充填管535を通して内部の液体酸素容器510へとつなぐ。携帯用液体酸素容器505は、また、外部の容器530を含む。その外部の容器530と内部の液体酸素容器510との間の空間は、その内部の液体酸素容器510の中のLOXへの伝熱を最小にするために、少なくとも部分的に真空化してもよい。
【００６６】
模範的な実施形態において、携帯用液体酸素容器505は、液体使用管540を含む。液体使用管540は充填管535に含まれ、内部の液体酸素容器510の下部へと伸びていてもよい。液体酸素は、その液体使用管535を通って液体使用コネクタ545へと通り抜けるようにされてもよい。当然のことながら、その使用管及び充填管は、お互いの中に含まれなくてもよく、個別の管であってよい。
【００６７】
模範的な実施形態において、液体酸素蒸発装置105は、携帯用液体酸素容器505の液体使用管545に、液体酸素が酸素移送充填システム100へ運搬されるように接続されていてもよい。図5に示されるように、液体酸素蒸発装置105は、携帯用液体酸素容器505の液体使用管545に接続する入力ポート320を含む。液体酸素蒸発装置105は、液体充填管335を含み、液体酸素は入力ポート320からそれを通って蒸発チャンバー110へと運搬される。図3に示されるように、蒸発チャンバー110は、液体酸素及び気体酸素の両方を様々な割合で含むことができる。例えば、限定は無いが、蒸発チャンバー110は、液体充填管335に等しいレベルまで充填されてもよい。
【００６８】
本発明の酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態に従って、ユーザーは、図5に描写されている酸素移送充填システム100を使用し、安全に、便利に且つ素早く携帯型圧縮酸素装置310（非表示）を充填することができるようにされている。図5に描写される模範的な実施形態において、酸素移送充填200の方法は、携帯用液体酸素容器505に液体酸素のソースとして頼ってもよい。この特定の実施形態は、ユーザーにより多くの柔軟性を提供する。図5に示される携帯用液体酸素容器505は、住宅外に移送されてもよいため、ユーザーはほぼ全ての位置において、携帯型圧縮酸素装置を充填できる。例えば、限定は無いが、ユーザーは、その携帯用液体酸素容器505を車のトランクに置くことができる。従って、携帯型圧縮酸素装置を再充填する必要がある場合はいつでもユーザーは車のトランクになる携帯用液体酸素容器505にアクセスすることによって、本発明の酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態を実施することができる。
【００６９】
さらに、もう１つの制限の無い例において、ユーザーは、携帯用液体酸素容器505を、ホテルの部屋又はRV車、キャンプ場、又は友人や親戚の家などの一時的な住居へ移送することができる。従って、携帯型圧縮酸素装置を再充填する必要がある場合はいつでも、ユーザーは、ホテルの部屋又はユーザーの一時的な住居にある携帯用液体酸素容器505をアクセスすることによって、本発明の酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態を実施することができる。
【００７０】
図5に示される酸素移送充填システム100の模範的な実施形態を使用した酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態の第1ステップは、液体使用コネクタ545を液体酸素蒸発装置105の入力ポート320に接続することによって、携帯用液体酸素容器505からの液体酸素で蒸発チャンバー110を充填することを含む。1度接続されると、液体使用コネクタ545からの液体は、蒸発チャンバー110に流入することができる。次に、蒸発チャンバーにおける液体酸素は、沸騰される。沸騰のプロセスは、液体酸素蒸発装置105の周囲温度への自然な加温を通して起こるか、あるいは液体酸素蒸発装置105における加熱装置で誘導することができる。1度その蒸発チャンバーにおける液体が沸騰し始めると、気体酸素は、蒸発チャンバー110において形成し始める。
【００７１】
酸素移送充填200の方法の模範的な実施形態に従って、蒸発チャンバー110は、それが形成する気体酸素を所定の圧力レベルで維持する。この所定の圧力レベルが1度達成されると、気体酸素は液体酸素蒸発装置105から出力ポート340に接続された携帯型圧縮酸素装置出力されてよい。全体の方法は、携帯用液体酸素容器505の近辺の遠隔地におけるユーザーによって素早く且つ安全に実施されることができる。
【００７２】
上記に記載されているように、及び図に示されるように、本発明は、迅速且つ便利な移送充填を可能にする気体酸素移送充填システムを提供する。それは、また、コンプレッサ無しで携帯用気体酸素タンクを充填することが可能である。さらに、本発明の移送充填システムは、ユーザーが安全且つ便利に、そのユーザーの住宅で液体ソースから高圧酸素移送充填を実施することを可能にする。
【００７３】
本発明は、最も実用的で好ましい実施形態として現在見なされるものに基づいた説明を目的として、詳細に記載されているが、そのような詳細は、当然のことながら、それのみを目的としており、本発明は、開示された実施形態に限定されていないが、一方、対照的に、添付の請求項の要旨及び範囲内の修正及び均等の配置を含むことを目的とする。例えば、本発明は、可能な範囲において、如何なる実施形態の1つ又はそれ以上の特徴も、他の如何なる実施形態の1つ又はそれ以上の特徴と組み合わせることができることは、理解すべきである。
【図１】
2011501989.tif 000007
【図２】
2011501989.tif 000008
【図３】
2011501989.tif 000009
【図４】
2011501989.tif 000010
【図５】
2011501989.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月23日(2010.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
空気圧式コンプレッサが気体酸素を加圧した後に、携帯型圧縮酸素装置は、加圧ガスで充填されてもよい。この方法は、多くの難点及び制限を有する。それらの最も重要な1つは、酸素療法装置のユーザーには、完全に利用不可能であるということである。その上、この工業プロセスは、工業環境において、負傷のリスクを減らすため、技術を持つテクニシャンによって極めて正確に実施されなければいけない。さらにそのプロセスは、工業酸素プロバイダが携帯型圧縮酸素装置をユーザーの住宅から回収し、それらを再充填するために工業システムの現場へ戻すことを必要とする。これは工業酸素プロバイダ及びユーザーの両者にとって費用がかかり、効率が悪く、且つ面倒である。
特許文献１０（「‘531特許」）は、圧力シリンダー（参照番号2）を気化器（参照番号1）からのガスで充填するためのシステムを記載している。‘531特許は、気化器からシリンダーへガスを供給するためにコンプレッサを導入していないが、‘531特許は、該システム内のどの位置においても圧力を調節しない。例えば、‘531特許は、該システムにおいて過度の圧力を防ぐための如何なる機構も提供しない。もう１つの例として、‘531特許は、気化器からシリンダーへのガスの分配を、その気化器内の圧力に基づいて調節しない。さらにもう１つの例として、‘531特許は、該システムにおける圧力及び／又はガスの分配を調節するために、気化器内の蒸発を制御しない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第5,853,062号明細書
【特許文献２】米国特許第6,446,630号明細書
【特許文献３】米国特許第6,889,726号明細書
【特許文献４】米国特許第5,893,275号明細書
【特許文献５】米国特許第6,212,904号明細書
【特許文献６】米国特許第5,979,440号明細書
【特許文献７】米国特許第6,651,653号明細書
【特許文献８】米国特許第6,681,764号明細書
【特許文献９】米国特許第6,698,423号明細書
【特許文献１０】米国特許第1,921,531号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある量の液体酸素を液体酸素蒸発装置における蒸発チャンバーに運搬するステップ；
該蒸発チャンバーにおける該ある量の液体酸素の少なくとも1部分を蒸発させるステップ；
該蒸発チャンバーにおいて圧力を調節し、該蒸発チャンバー内の圧力を所定の圧力レベルに維持するステップ；及び
携帯型圧縮酸素装置を該蒸発チャンバーからの気体酸素で充填するステップ；
を含む酸素移送充填の方法。
【請求項２】
前記蒸発チャンバー内の圧力を調節するステップが、加熱装置で該蒸発チャンバーを加熱するステップを含む、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項３】
前記携帯型圧縮酸素装置の充填が、前記ある量の液体酸素を前記蒸発チャンバーへ運搬するステップの後2分未満で完了する、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項４】
前記蒸発、調節、及び充填するステップが、外部のエネルギー源無しで完了する、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項５】
前記充填するステップは、前記蒸気チャンバー内の圧力が所定の圧力に達した場合のみに実施される、請求項１に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項６】
前記蒸発チャンバー内の圧力を調節するステップが、前記液体酸素蒸発装置からの気体酸素を使い果たすステップを含む、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項７】
前記充填するステップの後に、前記携帯型圧縮酸素装置を前記液体酸素蒸発装置からの出力ラインに接続するステップ及び該携帯型圧縮酸素装置の接続を切断するステップをさらに含む、請求項1に記載された酸素移送充填の方法。
【請求項８】
（i）ある量の液体酸素を受取り、該ある量の液体酸素の1部分をある量の気体酸素へ蒸発させる蒸発チャンバー、及び（ii）所定の圧力レベルで、該ある量の気体酸素を維持する圧力調節装置、を含み、
該所定の圧力レベルは、携帯型圧縮酸素装置における保存に十分である、ことを特徴とする酸素移送充填システム。
【請求項９】
前記酸素移送充填システムが、外部のエネルギー源無しで、前記携帯型圧縮酸素装置を充填する、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１０】
前記酸素移送充填システムがコンプレッサを含まない、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１１】
前記液体酸素蒸発装置が、前記ある量の液体酸素を受取るように、液体酸素ソース・デューワーに取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１２】
前記液体酸素蒸発装置が、前記携帯型圧縮酸素装置に取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１３】
前記携帯型圧縮酸素装置が、前記液体酸素蒸発装置に取り外し可能なように接続されている、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１４】
前記所定の圧力レベルが、およそ103.4kPaからおよそ206.8kPaまでの範囲に及ぶ、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１５】
ユーザーが前記酸素移送充填システムを持って歩き回ることが可能である、請求項８に記載された酸素移送充填システム。
【請求項１６】
ある量の液体酸素を液体酸素蒸発装置の中へ挿入するステップ；
該液体酸素蒸発装置内の圧力が所定の圧力レベルで維持されるように、該液体酸素装置内の圧力を調節するステップ；及び
前記ある量の液体酸素を挿入するステップの後に、前記携帯型圧縮酸素装置の容積を、前記液体酸素蒸発装置からのある量の気体酸素で一定期間内に前記所定の圧力レベルまで充填するステップであり、該一定期間は30分未満である、ことを特徴とするステップ；
を含む、携帯型圧縮酸素装置を充填する方法。
【請求項１７】
前記容積と前記一定期間との比が、前記所定の圧力レベルで５リットル毎分（LPM）よりも長い、請求項１６に記載された方法。
【請求項１８】
ある量の液体酸素を受取り、該ある量の液体酸素の1部分をある量の気体酸素に蒸発させ、該ある量に気体酸素を保持し、保持されている該ある量の気体酸素を34.5kPaよりも高い所定の圧力レベルで維持し、該ある量の気体酸素を34.5kPaよりも高い所定の圧力レベルで出力する、ことが可能である液体酸素蒸発装置を含み、
コンプレッサを含まない、ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記ある量の気体酸素を前記34.5kPaよりも高い所定の圧力レベルで発生させるために入力パワーを必要としない、請求項１８に記載されたシステム。
【請求項２０】
ある量の液体酸素及びある量の気体酸素を保存することが可能であるチャンバー；及び
該ある量の気体酸素の圧力が、34.5kPaよりも高い所定の圧力レベルで維持されるという条件を満たすように、前記チャンバー内の圧力を調節する、圧力調節装置、
を含む酸素システム。
【請求項２１】
前記ある量の気体酸素は、前記ある量の液体酸素の蒸発から生成される、請求項２０に記載された酸素システム。
【請求項２２】
前記チャンバーは、前記ある量の液体酸素の所定の量が該チャンバーにおいて蒸発させられるとき、前記所定の圧力レベルが1000psigを超えるという条件を満たすように所定の容積を有するように構成されている、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２３】
前記チャンバーは、前記ある量の液体酸素の所定の量が該チャンバーにおいて蒸発させられるとき、前記所定の圧力レベルが2000psigを超えるという条件を満たすように所定の容積を有するように構成されている、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２４】
前記チャンバーは、携帯型圧縮酸素装置に通じるように適合され、前記ある量の気体酸素の少なくとも1部分が該携帯型圧縮酸素装置を充填するために使用される、ことを特徴とする、請求項２１に記載された酸素システム。
【請求項２５】
前記ある量の気体酸素は、チャンバーにおいて4時間よりも長く維持される、ことを特徴とする、請求項２０に記載された酸素システム。
【国際調査報告】
2011501989.tif 000012
2011501989.tif 000013
2011501989.tif 000014