專利名稱：：液態(tài)到高壓氣體的轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大體涉及氧氣生成、存儲以及輸送領(lǐng)域，并且特別涉及一種經(jīng)濟(jì)且有效地將氧氣轉(zhuǎn)換填充(transfill)到便攜式氧氣輸送裝置的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：越來越多的人在醫(yī)院之外使用氧氣治療，允許他們過上積極的、有價(jià)值的生活。患有哮喘、氣腫、慢性支氣管炎、職業(yè)肺病、肺癌、囊腫性纖維化、充血性心力衰竭或者其它呼吸障礙的人們會在家中使用氧氣治療以及在家庭之外使用便攜式氧氣治療裝置。近年來氧氣治療技術(shù)的發(fā)展給予那些依賴于氧氣的人們多種室內(nèi)及便攜選擇來進(jìn)行氧氣治療。就個人而言，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)之外有三種主要的方式來施行氧氣治療(1)氧氣濃縮器，(2)液態(tài)氧氣裝置，以及(3)壓縮氣體裝置。這三種類型方案中的每一種都提供了各自的優(yōu)點(diǎn)和不利之處。第一，通常為變壓吸附系統(tǒng)形式的氧氣濃縮器是一種用于家庭使用的氧氣治療的良好來源。變壓吸附(“PSA”)系統(tǒng)是有利的，原因是它們能夠處理包含大約21%氧氣的環(huán)境空氣，并且使氧氣與環(huán)境空氣分離。由此，能夠向使用者供應(yīng)高濃度氧氣。然而為了與它們的使用目的相適應(yīng)，氧氣濃縮器通常是笨重的并且需要連接到動力源(例如插座)。由此，氧氣濃縮器不適于便攜性并且不能用于走動人員的使用。第二，液態(tài)氧氣(“L0X”)系統(tǒng)能夠提供一種便攜式氧氣治療的便利方法。液態(tài)氧氣是有利的，原因是與壓縮氣態(tài)氧氣相比占用顯著更小的空間。常規(guī)的LOX系統(tǒng)包括放置在室內(nèi)的大型固定LOX存儲罐。常規(guī)的系統(tǒng)還包括小型、便攜式輸送設(shè)備，該設(shè)備能夠通過固定單元而被填充用于戶外旅行。許多第一代現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)由于便攜式輸送設(shè)備的低LOX容積以及受限的LOX低流量而具有有限的應(yīng)用。為了保持液態(tài)狀態(tài)，氧氣必須保持在相對較低的溫度，例如大約零下300華氏溫度(-300°F)。由此，存儲在LOX系統(tǒng)中的液態(tài)氧氣將會蒸發(fā)，即便是沒有被使用者所使用。以這種方式，LOX系統(tǒng)具有相對較短的使用階段，無論使用者是否實(shí)際上使用氧氣該使用階段都會終止。第三，壓縮氧氣系統(tǒng)通常用于各種不同類型的氧氣治療病人，包括那些相對活動的病人和/或那些不是始終需要氧氣的病人，例如僅僅在走路時或者進(jìn)行身體活動時。容納壓縮氧氣的小型罐非常適用于便攜性，原因是它們具有相對較輕的重量以及它們能夠在沒有使用時保持氧氣的供應(yīng)。然而，小型便攜式壓縮氧氣裝置受限于依賴于規(guī)定的流速它們能夠持續(xù)多久、罐的尺寸(體積)以及罐的壓力等級。由此，便攜式壓縮氧氣裝置必須經(jīng)常重新填充。許多現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)嘗試解決由列舉的家庭氧氣治療裝置所帶來的缺點(diǎn)。例如，一些氧氣濃縮器被設(shè)計(jì)成使得使用者能夠從氧氣濃縮器填充便攜式壓縮氧氣罐。美國專利No.5,853,062(‘062專利)描述了一種變壓吸附系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提供第一壓力和第二壓力氧氣濃縮空氣。如’062專利的圖1中所示，PSA能夠接收環(huán)境空氣以及將濃縮氧氣的空氣在第一低壓出口106輸出，以用于被使用者使用。通常地，使用者會以類似于多數(shù)PSA系統(tǒng)的方式將鼻套管連接到第一低壓出口106。此外，，062專利的PSA系統(tǒng)提供了從濃縮器104到壓力增強(qiáng)器109的第二輸出。壓力增強(qiáng)器109具有驅(qū)動氣缸以及第一和第二級集氣筒。壓力增強(qiáng)器109的驅(qū)動氣缸能夠進(jìn)行操作從而壓縮濃縮器104的氣態(tài)氧氣以及被連接到高壓出口112。由此，使用者能夠使氣筒與壓縮氣體連接以及再次裝填。美國專利No.6，446，630(，630專利)描述了一種PSA系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成同時地向使用者提供氧氣治療以及填充便攜式氧氣罐。如’630專利的圖1中所示，系統(tǒng)提供了與流量位置控制閥14相連接的氧氣濃縮器11，該控制閥14與吸入傳感器21連通。當(dāng)吸入傳感器21檢測到使用者在吸入時，濃縮器向使用者提供氧氣。當(dāng)使用者沒有吸入時，流量位置控制閥14將氧氣濃縮器11的輸出連接到壓縮機(jī)17。壓縮機(jī)17進(jìn)行操作從而壓縮由氧氣濃縮器11所生成的、沒有被使用者所使用的氣體。一旦壓縮了足夠的氣體量，則便攜式氣筒18能夠被填充以用于使用者使用。美國專利No.6，889，726(’726專利)描述了一種裝置用于填充具有壓縮機(jī)和氧氣濃縮器的便攜式高壓罐。如’726專利中圖2所示，系統(tǒng)提供了氧氣濃縮器12，其具有篩床24和流量限定器28的標(biāo)準(zhǔn)配置，該篩床連接到產(chǎn)品罐22。由此，氧氣濃縮器12可以進(jìn)行操作從而向使用者裝置14(例如鼻套管)提供濃縮氧氣的氣體。此外，當(dāng)濃縮器12的輸出大于供應(yīng)使用者裝置14的需求時，來自于使用者裝置14的過多濃縮氣體被引導(dǎo)到壓縮機(jī)60。如’726專利中圖1所示，壓縮機(jī)60使流入其中的濃縮氧氣氣體壓縮并且將氣體輸出到連接器70。當(dāng)便攜式罐連接到連接器70時，從壓縮機(jī)60輸出的相對高壓的氣態(tài)氧氣流動穿過連接器70并且流入便攜式罐20中。如’726專利中所公開，通過壓縮機(jī)60來填充便攜式罐20需要大約1到12小時。’726專利還公開了連接到壓縮機(jī)60的存儲罐90。當(dāng)便攜式罐20沒有連接到連接器70時，壓縮機(jī)60能夠填充存儲罐90。一旦存儲罐90被填滿，便攜式罐20能夠連接到連接器70并且在與直接從壓縮機(jī)60填充相比更短的時間階段內(nèi)進(jìn)行填充。如’726專利中所公開，用于存儲罐90的最初填充時間可以長達(dá)一個星期。盡管適用于它們預(yù)期的目的，但是常規(guī)的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)遭受許多缺點(diǎn)。最顯著的缺點(diǎn)是這些系統(tǒng)需要壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的使用給使用者帶來了許多缺點(diǎn)。值得注意地，壓縮機(jī)需要極大數(shù)量的能量來進(jìn)行操作。例如，’726專利中公開的系統(tǒng)的壓縮機(jī)必須不間斷地運(yùn)行整整一個星期來填充系統(tǒng)的存儲罐。這種大量的使用會需要大量的電能并且對于使用者來說是昂貴的。此外，壓縮機(jī)通常是笨重的并且在操作中以及在動力循環(huán)期間產(chǎn)生巨大的噪音。例如，用于現(xiàn)有技術(shù)中氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的壓縮機(jī)可能根據(jù)使用者的氧氣需求而定期地開啟和關(guān)閉，原因是壓縮機(jī)僅僅在存在過度供應(yīng)時才接收氧氣。對于基于壓縮機(jī)的氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的使用者而言，另一個缺點(diǎn)是壓縮機(jī)通常需要周期性的維護(hù)和修理。由于要在現(xiàn)有的氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的壓縮機(jī)上實(shí)施相對較高的需求，例如連續(xù)地產(chǎn)生超過2000psi的壓力，因此這些壓縮機(jī)經(jīng)常發(fā)生故障。當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生故障時，由于來自于濃縮器的氣態(tài)氧氣的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于便攜式壓縮氧氣裝置所需要的壓力，因此整個氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)不能進(jìn)行操作。現(xiàn)有技術(shù)中氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的另一個缺點(diǎn)涉及到對于填充便攜式氣體容器所必需的時間周期。例如，，726專利中氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)需要長達(dá)12小時來從壓縮機(jī)填充便攜式罐。由于從濃縮器輸出的氧氣壓力較低，因此需要大量的時間將氣體加壓到足以用于便攜的水平。在商業(yè)規(guī)模上，便攜式壓縮氧氣裝置最常見地是使用工業(yè)規(guī)模裝置的系統(tǒng)并且在工業(yè)過程中填充氣態(tài)氧氣。例如，商用氧氣供應(yīng)者通常具有包括使用大容量液態(tài)氧氣杜瓦瓶以及氣動壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)。常規(guī)的大容量液態(tài)氧氣杜瓦瓶通常是存儲在商用氧氣供應(yīng)者倉庫中的不靈便且極其笨重的裝置。這些常規(guī)的大容量液態(tài)氧氣杜瓦瓶通常產(chǎn)生相對較低壓力的氣態(tài)氧氣，在每平方英寸大小約為100到300磅力。在氣動壓縮機(jī)已經(jīng)對氣態(tài)氧氣施加壓力之后，能夠向便攜式壓縮氧氣裝置填充受壓氣體。該方法具有許多缺點(diǎn)和限制。最顯著的一個是工業(yè)過程對于氧氣治療裝置的使用者而言是完全不能獲得的。此外，該工業(yè)過程必須由熟練技術(shù)人員在工業(yè)環(huán)境中以極高精度完成從而減小損傷風(fēng)險(xiǎn)。此外，該過程需要商用氧氣提供者從使用者家中取回便攜式壓縮氧氣裝置，將這些裝置帶回到工業(yè)系統(tǒng)的場所以便再次填充，并且隨后將便攜式壓縮氧氣裝置送回到使用者家中。這樣對于商用氧氣提供者和使用者來說花費(fèi)很高、效率低下而且緩慢復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明描述了氧氣轉(zhuǎn)換填充方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種氧氣(氣體)轉(zhuǎn)換填充方法，該方法包括將一定量液態(tài)氧氣(氣體)輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中的蒸發(fā)室的步驟。接下來，該方法包括使一定量液態(tài)氧氣中的一部分在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)以及將一定量氣態(tài)氧氣在蒸發(fā)室內(nèi)保持在預(yù)定壓力水平的步驟。最后，該方法包括向便攜式壓縮氧氣裝置填充預(yù)定壓力水平的一定量氣態(tài)氧氣。本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例提供了一種高壓氧氣(氣體)轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有蒸發(fā)室的液態(tài)氧氣(氣體)蒸發(fā)裝置，該蒸發(fā)室能夠接收一定量液態(tài)氧氣并且將該一定量液態(tài)氧氣中的一部分蒸發(fā)成一定量氣態(tài)氧氣。蒸發(fā)室能夠?qū)⒁欢繗鈶B(tài)氧氣保持在足以存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的預(yù)定壓力水平。通過接下來參考附圖而給出的說明以及附加的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些及其它目的、特征和特性，以及結(jié)構(gòu)中相關(guān)元件的操作方法及功能、部件的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將會變得更加清楚，所有這些構(gòu)成了該說明書的一部分，其中不同附圖中類似的參考標(biāo)記表示的對應(yīng)部件。然而，可以清楚理解到，附圖僅僅用于解釋和描述的目的并且不被看作是對發(fā)明范圍的限定。如在說明書和權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)個對象，除非行文中明確地表示出相反的含義。圖1提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的示意圖；圖2提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法的示意圖；圖3提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)、LOX源杜瓦瓶、以及便攜式壓縮氧氣裝置的示意圖；圖4提供了根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的示意圖；圖5提供了根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明設(shè)法解決常規(guī)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的缺點(diǎn)。顯著地，本發(fā)明提供了用于氧氣轉(zhuǎn)換填充的方法和系統(tǒng)，其有效地將氣態(tài)氧氣輸送到便攜式壓縮氧氣裝置。由此，根據(jù)本發(fā)明提供的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)能夠安全且快速地填充便攜式容器。本發(fā)明提供了與常規(guī)受控的工業(yè)過程截然不同的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能夠讓使用者在家中安全地完成氧氣轉(zhuǎn)換填充。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識的是，盡管氧氣在此被描述作為本發(fā)明轉(zhuǎn)換填充過程中所使用的氣體，但是其它氣體或氣體混合物例如氮?dú)狻⒑?、氦?氧氣(氦氧混合氣)等同樣地適用于在本發(fā)明的設(shè)備和方法中使用。在示例性實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，該方法包括將一定量液態(tài)氧氣輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中的蒸發(fā)室的步驟。接下來，該方法包括使該一定量液態(tài)氧氣中的一部分在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)并且將該一定量氣態(tài)氧氣在蒸發(fā)室內(nèi)保持在預(yù)定壓力水平的步驟。最后，該方法包括向便攜式壓縮氧氣裝置填充在預(yù)定壓力水平的一定量氣態(tài)氧氣的步驟。除了氧氣轉(zhuǎn)換填充方法之外，本發(fā)明還提供了一種氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有蒸發(fā)室的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置，該蒸發(fā)室能夠接收一定量液態(tài)氧氣并且將該一定量液態(tài)氧氣中的一部分蒸發(fā)成一定量氣態(tài)氧氣。該蒸發(fā)室能夠?qū)⒃撘欢繗鈶B(tài)氧氣保持在預(yù)定壓力水平，該壓力水平足以用來存儲到便攜式壓縮氧氣裝置中。根據(jù)本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)和方法允許使用者在家中安全地完成從液態(tài)氧氣源的氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充。在這之前，使用者不能夠在家中對低溫液態(tài)狀態(tài)下的氧氣完成氧氣轉(zhuǎn)換填充。通過現(xiàn)有技術(shù)裝置向便攜式氧氣容器填充的主要方法需要壓縮機(jī)的昂貴且耗時的使用。依靠壓縮機(jī)將氣態(tài)氧氣從低壓狀態(tài)變到高壓狀態(tài)需要大量的時間和電力，增加了使用者的費(fèi)用。對于多數(shù)常規(guī)系統(tǒng)，使用者必須提前計(jì)劃出何時需要便攜式氣態(tài)氧氣容器，從而使得壓縮機(jī)要被驅(qū)動足夠長的時間段(有時數(shù)小時)來填充這些容器。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，并且允許使用者快速地填充便攜式氧氣容器以便使用。更像是制作一壺咖啡，使用者通過本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠快速地填充便攜式壓縮氧氣裝置以及出行。圖1提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示意圖。圖1顯示了根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例、用于液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的基本配置。如圖1所示，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105包括蒸發(fā)室110。此外，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105能夠通過端口115接收液態(tài)氧氣120。端口115與蒸發(fā)室110連通。由此，液態(tài)氧氣120能夠被輸送到蒸發(fā)室110。一旦處于蒸發(fā)室110內(nèi)，液態(tài)氧氣120被允許沸騰或者蒸發(fā)從而生成一定量氣態(tài)氧氣125。該一定量氣態(tài)氧氣125被保持在蒸發(fā)室110的空的部分或者頂部空間中。明顯地，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的蒸發(fā)室110能夠?qū)鈶B(tài)氧氣125保持在相對高的壓力。在示例性實(shí)施例中，蒸發(fā)室110能夠?qū)鈶B(tài)氧氣保持在從IOOpsig到5，OOOpsig范圍的壓力。例如并且非限制性地，蒸發(fā)室110可以始終地將氣態(tài)氧氣保持在大約2000psig。在可選實(shí)施例中，蒸發(fā)室110可被配置以及設(shè)置成將氧氣保持在4000psig或者4000psig左右的壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的不同實(shí)施方式具有不同的需要，由此，蒸發(fā)室110能夠被配置成適應(yīng)不同的壓力范圍。在示例性實(shí)施例中，蒸發(fā)室110中的液態(tài)氧氣120被允許沸騰，直到在蒸發(fā)室內(nèi)部達(dá)到氣態(tài)氧氣125的某一預(yù)定壓力。一旦達(dá)到預(yù)定壓力，使用者能夠通過端口115輸出氣態(tài)氧氣125，從而填充便攜式壓縮氧氣裝置。本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100相對傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)具有許多顯著改進(jìn)，原因是沒有其它裝置提供了液態(tài)到氣態(tài)氧氣的轉(zhuǎn)換填充。與許多現(xiàn)有技術(shù)中的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)不同，本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100不需要壓縮機(jī)。例如，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的可呼吸氣態(tài)氧氣通常以較低壓力水平供應(yīng)，并且由此必須使用壓縮機(jī)將氣體壓縮到足以存儲在便攜式罐中的壓力水平。在氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例中，由于氣態(tài)氧氣125以足以存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的壓力水平從端口115輸出，因此不需要壓縮機(jī)。在此，“足以存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的壓力水平”這一語句被用于表示能夠存儲在容器中足以用于便攜使用的壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，“足以存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的壓力水平”會根據(jù)實(shí)施方式進(jìn)行改變。例如并且非限制性地，普通的便攜式壓縮氧氣存儲裝置能夠存儲壓力在500psig到2000psig之間的氧氣?？蛇x擇地，其它便攜式壓縮氧氣裝置能夠存儲在較高壓力1500psig到4000psig之間的氧氣。氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105依賴于液態(tài)氧氣120的固有性質(zhì)，從而生成在足以用于存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的壓力水平下的氣態(tài)氧氣125。更具體地，液態(tài)氧氣在101.325kPa(760mmHg)下的沸騰點(diǎn)是90.188K(-182.96°C)；由此，液態(tài)氧氣在暴露于周圍環(huán)境的系統(tǒng)中容易沸騰。由此，當(dāng)液態(tài)氧氣被注入到蒸發(fā)室110中時，液態(tài)氧氣將會自然沸騰從而生成氣態(tài)氧氣125。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，圖1中的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100是示例性實(shí)施例，并且氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)可以通過多種不同方式進(jìn)行配置，而不會脫離本發(fā)明的范圍。例如并且非限制性地，蒸發(fā)室110可被配置成具有非常小的頂部空間或者場所以用于一定量的氣態(tài)氧氣，以及氣態(tài)氧氣能夠被輸出到另一個室以便存儲。這樣，不需要使用氣化容器來存儲從蒸發(fā)過程生成的氣體。在氣化容器和高壓氣體存儲容器之間可設(shè)置止回閥。本發(fā)明還預(yù)見到，氣化容器中剩下的氣體(例如在填充便攜式存儲容器之后)能夠被存儲在氣化容器中或者能夠被用于其它用途。一種用途是使氣體返回到液化裝置。即，剩下的氣體能夠流回到液化系統(tǒng)中從而被再次液化。圖2提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示意圖。圖2中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200顯示了便利且有效的過程，通過該過程，使用者可以將氧氣轉(zhuǎn)換填充到便攜式壓縮氧氣裝置。首先，步驟205包括將一定量液態(tài)氧氣輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中的蒸發(fā)室。在示例性實(shí)施例中，該一定量液態(tài)氧氣能夠從固定的LOX源杜瓦瓶被輸送。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置能夠通過各種源進(jìn)行填充，包括LOX產(chǎn)生裝置，即從空氣中產(chǎn)生液態(tài)氧氣或者其它氣體的裝置。美國專利No.5，893，175；6，212，904；5，979，440；6，651，653；6，681，764以及6，698，423，這些專利中每一個的內(nèi)容都通過引用而被包括在此，公開了用來生成液態(tài)氧氣供應(yīng)的便攜式系統(tǒng)。接下來，步驟210涉及在蒸發(fā)室內(nèi)使一定量液態(tài)氧氣中的一部分蒸發(fā)。由此，一旦液態(tài)氧氣已經(jīng)進(jìn)入到蒸發(fā)室，引起或者允許液態(tài)進(jìn)行沸騰并且在蒸發(fā)室的空的區(qū)域內(nèi)生成一定量氣態(tài)氧氣。本發(fā)明預(yù)見到，可以提供部件來幫助或者促進(jìn)蒸發(fā)(氣化)過程。例如，一個或多個加熱元件可以與蒸發(fā)室一同設(shè)置從而控制蒸發(fā)室中流體的溫度。一定量液態(tài)氧氣中一部分的蒸發(fā)在蒸發(fā)室內(nèi)生成了一定量氣態(tài)氧氣并且增加了蒸發(fā)室內(nèi)的壓力水平。在步驟215，該一定量氣態(tài)氧氣被保持在預(yù)定壓力水平。可以理解至IJ，壓力調(diào)節(jié)裝置(例如減壓閥、加熱器或者其它裝置)能夠被用于調(diào)節(jié)蒸發(fā)室內(nèi)氣態(tài)氧氣的壓力。最后，步驟220涉及向便攜式壓縮氧氣裝置填充預(yù)定壓力水平的一定量氣態(tài)氧氣。由此，在示例性實(shí)施例中，一旦蒸發(fā)室內(nèi)的氣態(tài)氧氣的壓力達(dá)到預(yù)定壓力水平，它能夠被輸出到便攜式壓縮氧氣裝置中。當(dāng)然，即便蒸發(fā)室內(nèi)的氣態(tài)氧氣的壓力沒有達(dá)到預(yù)定壓力水平，蒸發(fā)室內(nèi)的氣態(tài)氧氣能夠從蒸發(fā)室輸送到便攜式壓縮氧氣裝置，但是這樣做不會完全填充便攜式壓縮氧氣裝置。圖2中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)的方法200向使用者提供了一種快速的方法，通過該方法能夠填充氣體存儲罐用于便攜使用。使用常規(guī)的氣體轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)會耗費(fèi)使用者幾個小時來借助壓縮機(jī)填充便攜式氣體罐。使用圖2中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例，使用者能夠決定離開家、通過液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置來快速地填充一個或多個便攜式高壓氣體罐、并且使一個或多個罐為提供便攜式氧氣治療做好準(zhǔn)備。圖3提供了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100、L0X源杜瓦瓶305以及便攜式壓縮氧氣(高壓氣體存儲)裝置310的示意圖。如圖3中所示的示例性實(shí)施例，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100被配置成從LOX源杜瓦瓶305接收液體。LOX源杜瓦瓶305可以是具有真空區(qū)域的杜瓦瓶。LOX源杜瓦瓶305的真空區(qū)域使得良好的隔絕成為可能，并且由此杜瓦瓶305的內(nèi)容物在延長的時間段內(nèi)保持成液態(tài)狀態(tài)并且具有相對最小的沸騰，而不需要制冷設(shè)備。由此，LOX源杜瓦瓶305能夠保持相對大容量的液態(tài)氧氣并且能夠多次重新填充氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100。LOX源杜瓦瓶(例如LOX源杜瓦瓶305)通常是大的、笨重的并且難于運(yùn)輸。由此，LOX源杜瓦瓶通常通過卡車帶到家中并且由專業(yè)人員運(yùn)輸。如圖3所示，LOX源杜瓦瓶305可具有液態(tài)源管路370。液態(tài)源管路370使得液態(tài)氧氣從LOX源杜瓦瓶305提取出來。LOX源杜瓦瓶305可被用于將液態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充到多個不同裝置。例如并且非限制性地，液態(tài)源管路370可以連接到便攜式LOX填充連接器315，它能夠使液態(tài)氧氣被傳送到便攜式LOX裝置。此外，在示例性實(shí)施例中，LOX源杜瓦瓶305包括安全閥375，其能夠釋放LOX源杜瓦瓶305中的過度壓力。在示例性實(shí)施例中，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105能夠連接到LOX源杜瓦瓶305的液態(tài)源管路370，從而使得液態(tài)氧氣能夠從杜瓦瓶305輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置。如圖3所示，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105包括輸入端口320。輸入端口320能夠通過液態(tài)轉(zhuǎn)換填充管路325連接到液態(tài)源管路370。在示例性實(shí)施例中，液態(tài)轉(zhuǎn)換填充管路325包括止回閥，例如低溫止回閥330。低溫止回閥330能夠被用于允許液態(tài)氧氣從LOX源杜瓦瓶305流到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105并且防止氣態(tài)氧氣沿著相反路徑流回到LOX源杜瓦瓶中。液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105還包括液體填充管335，液態(tài)氧氣通過該液體填充管335從輸入端口320輸送能夠到蒸發(fā)室110中。如圖3所示，蒸發(fā)室110可以以各種比例容納液態(tài)氧氣以及氣態(tài)氧氣。例如并且非限制性地，蒸發(fā)室110能夠被填充到等于液體填充管335端部高度的水平。如圖3所示，在示例性實(shí)施例中，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105還包括輸出端口340。在示例性實(shí)施例中，輸出端口340可被用于將氣態(tài)氧氣從液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105排出。在示例性實(shí)施例中，氣體使用管345將輸出端口340連接到蒸發(fā)室110的內(nèi)部。由此，容納在蒸發(fā)室中的氣態(tài)氧氣能夠從液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中提取出來。如圖3所示，輸出端口340能夠被配置成使得便攜式壓縮氧氣裝置310能夠通過氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100而被填充。在示例性實(shí)施例中，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100提供了便攜式氣體轉(zhuǎn)換填充管路350，該管路350連接到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的輸出端口340。如圖3中所示的示例性實(shí)施例所示，便攜式氣體轉(zhuǎn)換填充管路350包括便攜式氣體填充連接器355。便攜式氣體填充連接器355能夠?qū)崿F(xiàn)便攜式壓縮氧氣裝置(例如裝置310)方便的、可取下的連接。在示例性實(shí)施例中，便攜式壓縮氧氣裝置310能夠連接到便攜式氣體填充連接器355，并且來自于氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的氣態(tài)氧氣能夠填充裝置310。在示例性實(shí)施例中，便攜式氣體轉(zhuǎn)換填充管路350能夠提供安全閥360和冗余安全閥365，用于確保系統(tǒng)的安全。安全閥360能夠有助于防止在液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105中形成過度壓力。在液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的蒸發(fā)室110內(nèi)部的壓力超過預(yù)定極限的情況下、例如由于蒸發(fā)室110中液態(tài)氧氣的蒸發(fā)，安全閥360能夠打開并且將氣態(tài)氧氣排出到大氣。假如安全閥360失效，冗余安全閥365確保液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105內(nèi)部的壓力不會超過預(yù)定極限。氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的便攜式氣體轉(zhuǎn)換填充管路350還能夠提供高壓閥370和排放口377。在示例性實(shí)施例中，高壓閥370和排放口377被用于將氣態(tài)氧氣從液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105排出。例如并且非限制性地，在重新填充液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105之前，高壓閥370能夠被打開，從而使液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的蒸發(fā)室110中的全部氣態(tài)氧氣排放。此外，高壓閥370和排放口377能夠被用于控制容納在氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)中氣態(tài)氧氣的壓力，從而使得在填充便攜式壓縮氧氣裝置310之前，能夠獲得用于氧氣轉(zhuǎn)換填充的期望壓力水平。根據(jù)本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例，使用者能夠使用圖3中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100，從而安全、便利且快速地填充便攜壓縮氧氣裝置310。氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的第一個步驟，使用如圖3中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例，涉及通過將液態(tài)轉(zhuǎn)換填充管路325連接到液態(tài)源管路370，從而從LOX源杜瓦瓶305向蒸發(fā)室110填充液態(tài)氧氣。一旦連接，來自于LOX源杜瓦瓶305的液體能夠通過低溫止回閥330流入到蒸發(fā)室110。接下來，蒸發(fā)室110中的液態(tài)氧氣能夠允許沸騰。沸騰過程能夠通過將液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105自然加溫到周圍環(huán)境的溫度而發(fā)生或者能夠通過液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105中的加熱設(shè)備而催生。一旦蒸發(fā)室110中的液態(tài)開始沸騰，在蒸發(fā)室內(nèi)開始形成氣態(tài)氧氣。根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)換填充方法的示例性實(shí)施例，蒸發(fā)室110將形成的氣態(tài)氧氣保持在預(yù)定壓力水平。一旦達(dá)到預(yù)定壓力水平，氣態(tài)氧氣能夠從液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105輸出到連接到便攜式氣體填充連接器355的便攜式壓縮氧氣存儲裝置310。整個方法可以由使用者在家中快速且安全地完成。此外，整個氧氣轉(zhuǎn)換填充方法能夠在相對較短的時間階段內(nèi)完成，例如少于5分鐘，并且優(yōu)選地少于2分鐘。顯著地，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例而提供的、使用氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200不需要任何外部能量源或者機(jī)械源。然而，對于常規(guī)系統(tǒng)，壓縮機(jī)必須通過外部能量源而進(jìn)行驅(qū)動從而生成便攜式氣體。如圖3所示，本發(fā)明示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的所有部件都是無源的。產(chǎn)生便攜式壓力水平下的氣態(tài)氧氣所需的能量是注入到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105中的液態(tài)氧氣所固有的。由此，對于進(jìn)行氧氣轉(zhuǎn)換填充所必需的能量實(shí)際上是在低溫液態(tài)氧氣形成期間被加入的。在這種情況下，依賴于液態(tài)氧氣在低溫沸騰點(diǎn)之上溫度的蒸發(fā)的自然過程產(chǎn)生受壓氣體，而不是使用壓縮機(jī)的常規(guī)方法。圖4提供了根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105能夠以多種不同方式進(jìn)行配置，而不會脫離本發(fā)明的范圍。圖4中所示的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的可選擇實(shí)施例包括隔絕層405，從而有助于蒸發(fā)室110的絕絕。液態(tài)氧氣的沸騰點(diǎn)顯著地低于環(huán)境溫度；由此，蒸發(fā)室110必須被隔絕，從而降低蒸發(fā)室與周圍環(huán)境之間的傳熱率并且防止注入到蒸發(fā)室中的液態(tài)氧氣的快速蒸發(fā)。在圖4所示的示例性實(shí)施例中，隔絕層405被設(shè)置作為蒸發(fā)室110的內(nèi)襯。隔絕層405可以是能夠降低蒸發(fā)室110與周圍環(huán)境之間傳熱率的多種不同材料類型中的一種或者是材料的組合。例如并且非限制性地，隔絕層405可以是能夠降低傳熱率的泡沫或纖維材料。在示例性實(shí)施例中，隔絕層405包括合成含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)，也被稱為TefIon。由于蒸發(fā)室110的目的是使液態(tài)氧氣沸騰，因此隔絕層405的目的并不是完全地防止蒸發(fā)室與周圍環(huán)境之間的熱傳遞。由此，隔絕層405可以根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的給定實(shí)施方式所期望的參數(shù)而進(jìn)行配置。例如并且非限制性地，如果液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的特定實(shí)施例被配置成使液體以相對較快速度沸騰，那么隔絕層405可被配置成對于傳熱率提供較小的限制量。在可選實(shí)施例中，例如圖4中所示，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105設(shè)置有加熱裝置410，用于在期望時有助于液態(tài)氧氣溫度的升高和控制。對于具有加熱裝置410的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的可選實(shí)施例，隔絕層405可被配置成對傳熱率具有較大的限制量，原因是周圍環(huán)境不再是使蒸發(fā)室110中液態(tài)氧氣溫度升高的唯一因素。由此，在所有液體沸騰之前，蒸發(fā)室110能夠在較長階段保持一定量液態(tài)氧氣。對于圖4中所示的實(shí)施例，當(dāng)期望提升蒸發(fā)室110中液態(tài)氧氣的沸騰速度時，可以使用加熱裝置410。本發(fā)明還設(shè)想到，設(shè)置與蒸發(fā)室110相聯(lián)系的冷卻系統(tǒng)(未示出)來控制溫度，并且由此控制容納在蒸發(fā)室110中的氣體和/或液態(tài)的壓力。如圖4中所示的示例性實(shí)施例所示，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100可包括液態(tài)轉(zhuǎn)換填充管路325，使得能夠從源容器接收液態(tài)氧氣。在示例性實(shí)施例中，液態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充管路325連接到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105上的輸入端口320。此外，輸入端口320連接到與蒸發(fā)室110連通的液體填充管335。由此，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105能夠被連接到液態(tài)氧氣源容器以及液體能夠通過液體填充管335注入到蒸發(fā)室110中。液體填充管335設(shè)置有止回閥415，從而允許液態(tài)氧氣通過液體填充管335注入，但是防止容納在蒸發(fā)室110中的氣態(tài)氧氣通過液體填充管335離開。圖4中所示的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的示例性實(shí)施例提供了氣體使用管345，通過該氣體使用管345，氣態(tài)氧氣能夠從蒸發(fā)室110輸出。氣體使用管345可被連接到輸出端口340，該輸出端口340進(jìn)一步連接到氣體轉(zhuǎn)換填充管路350。氣體轉(zhuǎn)換填充管路350可設(shè)置氣體填充連接器420，各種不同的氣態(tài)氧氣容器可以連接到該連接器420。通過這種方式，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100能夠被用于填充大型及小型便攜式氧氣治療裝置以及大型氣體存儲容器。使用者期望不同的便攜式壓縮氧氣裝置以用于不同的目的和應(yīng)用。下表提供了本領(lǐng)域內(nèi)用于便攜式壓縮氧氣裝置的各種標(biāo)準(zhǔn)表1用于便攜式壓縮氧氣裝置的一般規(guī)范<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的各種實(shí)施例能夠被用于填充表1中列出的全部不同類型的便攜式壓縮氧氣裝置以及多種其它裝置。不同的便攜式壓縮氧氣裝置為使用者提供了不同的好處，由此，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100可被配置成填充最適合使用者需要的便攜式氧氣治療裝置類型。在圖4中所示的示例性實(shí)施例中，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100被用于填充氧氣存儲容器425，該容器是相對較大的氣態(tài)氧氣容器。氣體存儲容器425的容積大于圖3中所示的便攜式壓縮氧氣裝置310。例如并且非限制性地，氣體存儲容器425可以是能夠保持680升氣態(tài)氧氣的E儲罐。某些便攜式氧氣治療裝置需要通過根據(jù)本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200從而與氣體存儲容器425進(jìn)行多次反復(fù)。換句話說，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100在從液態(tài)到氧氣轉(zhuǎn)換填充的一次循環(huán)中只能產(chǎn)生便攜式氧氣治療裝置中全部容積的一部分。由此，為了填充全部容積，需要再次填充蒸發(fā)室、使液態(tài)沸騰為氣體、以及將高壓氣體轉(zhuǎn)移到氣體存儲容器。這個過程可以根據(jù)需要被重復(fù)。除了能夠被配置成產(chǎn)生不同體積氣態(tài)氧氣的能力之外，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的各種實(shí)施例可被配置成產(chǎn)生多種壓力水平的氣態(tài)氧氣。在非限制性示例中，可以期望配置氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100用于生成2000psig的氣態(tài)氧氣以用于某一便攜式氧氣治療裝置以及3000psig的氣態(tài)氧氣用于其它的便攜式氧氣治療裝置。對于氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的不同實(shí)施例，輸入到預(yù)定體積的蒸發(fā)室110中的氧氣量決定了由氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)所生成的氣態(tài)氧氣的壓力水平。液態(tài)氧氣具有8601的膨脹率。由此，概括地講，一升液態(tài)形態(tài)的氧氣等于860升氣態(tài)形態(tài)的氧氣。這個膨脹率使得蒸發(fā)室110內(nèi)能夠產(chǎn)生壓縮氣體?；谠撆蛎浡剩梢杂?jì)算出為了生成期望壓力水平下的期望量的氣態(tài)氧氣，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105所需的液態(tài)氧氣量。具體地，可以使用下面的VanDerWaals公式來計(jì)算出在給定體積中生成期望的氣態(tài)氧氣壓力水平所必須的液態(tài)氧氣量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中P=壓力(巴)V=體積(升)η=氣體量(摩爾)R=通用氣體常數(shù)0.0831451(使用巴和升為單位時)T=溫度(開氏溫標(biāo))a=對于真實(shí)氧氣氣體的VanDerWaals常數(shù)1.382barL2/mol2，以及b=對于真實(shí)氧氣氣體的VanDerWaals常數(shù)0.03186L/mol。通過求解VanDerWaals公式中的氣體量摩爾數(shù)(η)，可以確定出在膨脹到氣體時為了在蒸發(fā)室Iio的給定體積內(nèi)生成期望壓力所需的液態(tài)氧氣的摩爾數(shù)。求解上面的VanDerWaals公式的η導(dǎo)致了下面的三次公式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>通過代入蒸發(fā)室110的給定體積(V)以及期望壓力(P)，上面的公式能夠求解出η。用η乘以氧氣的分子量(31.9988)，得到了對于期望的氧氣轉(zhuǎn)換填充所必須的液態(tài)氧氣量。下面的表2提供了根據(jù)使用上述公式計(jì)算出來的對于填充一般的便攜式氧氣治療裝置所必須的液態(tài)氧氣量的說明。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105可以設(shè)置有多個不同裝置，使得使用者能夠?qū)τ谔囟ǖ恼舭l(fā)室110容易地注入根據(jù)上述公式計(jì)算出來的適當(dāng)液態(tài)氧氣量。在圖4所示的示例性實(shí)施例中，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105設(shè)置有液體填充管335，該填充管335穿透到蒸發(fā)室110內(nèi)部的預(yù)定深度。由此，使用者能夠?qū)⒁簯B(tài)氧氣注入到蒸發(fā)室110中，直到聽到突突響聲，告知使用者蒸發(fā)室110內(nèi)液態(tài)氧氣的高度已經(jīng)達(dá)到與液體填充管335深度相等的高度，并且可以終止液態(tài)氧氣的注入。以這種方式，液體填充管335可以設(shè)置在對于液體填充管以下液態(tài)氣體提供必要體積的深度。在可選實(shí)施例中，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105包括傳感器，該傳感器被配置成向填充蒸發(fā)室110的使用者指示出已經(jīng)添加了液態(tài)氧氣的適當(dāng)量。例如，與液態(tài)轉(zhuǎn)換填充管路325相聯(lián)系的流量傳感器能夠監(jiān)測出輸送到蒸發(fā)室的液體量。在更先進(jìn)的實(shí)施例中，當(dāng)期望的液體量已經(jīng)提供到蒸發(fā)室時，系統(tǒng)自動地中斷液體向蒸發(fā)室的傳送。圖5提供了根據(jù)本發(fā)明另一個可選實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示意圖。在該可選實(shí)施例中，氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100能夠從便攜式液態(tài)氧氣容器505進(jìn)行填充。示例性實(shí)施例的便攜式液態(tài)氧氣容器505能夠被使用者運(yùn)輸從而允許在室外填充便攜式壓縮氧氣裝置。例如并且非限制性地，使用者可以將便攜式液態(tài)氧氣容器505放置在她/他車輛的行李箱中或者放置在手提箱中。這樣，使用者能夠非常方便地制出用于液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的液態(tài)氧氣。在示例性實(shí)施例中，便攜式液態(tài)氧氣容器505包括內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510，該內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510容納一定量液態(tài)氧氣。液態(tài)氧氣裝置505的內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510經(jīng)由填充端口515而由靜止容器進(jìn)行填充。填充端口515允許與靜止液態(tài)氧氣杜瓦瓶的可取下連接。在示例性實(shí)施例中，填充端口515適于與靜止LOX存儲容器的排出端口互配連接?；ヅ溥B接可以通過直接連接機(jī)構(gòu)或者通過傳送導(dǎo)管(未示出)。填充端口515通過填充管路525連接到內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510，從而通過填充管535將液態(tài)氧氣傳送到內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510。便攜式液態(tài)氧氣容器505還包括外部容器530。外部容器530與內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510之間的空間被抽空到至少局部真空，從而使得傳遞到內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510內(nèi)的LOX的熱傳遞降到最低。在示例性實(shí)施例中，便攜式液態(tài)氧氣容器505可包括液體使用管540。液體使用管540可被包含在填充管535中并且能夠向下延伸到內(nèi)部液態(tài)氧氣容器510的下部。液態(tài)氧氣能夠穿過液態(tài)氧氣使用管535到達(dá)液體使用連接器545。當(dāng)然，使用管以及填充管可以不需要彼此包含，而是能夠分開的管子。在示例性實(shí)施例中，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105能夠連接到便攜式液態(tài)氧氣容器505的液體使用連接器545，從而使得液態(tài)氧氣被輸送到氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100。如圖5所示，液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105包括連接到便攜式液態(tài)氧氣容器505的液體使用連接器545的輸入端口320。液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105包括液體填充管335，通過該填充管液態(tài)氧氣從輸入端口320輸送到蒸發(fā)室110內(nèi)。如圖3所示，蒸發(fā)室110可以容納各種比率的液態(tài)氧氣和氣態(tài)氧氣。例如并且非限制性地，蒸發(fā)室110可以填充到等于液體填充管335的高度。根據(jù)本發(fā)明氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例，使用者能夠使用圖5中所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100從而安全、便利且快速地填充便攜式壓縮氧氣裝置310(未示出)。在圖5所示的示例性實(shí)施例中，氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200可以依賴便攜式液態(tài)氧氣容器505作為液態(tài)氧氣源。這個特定實(shí)施例向使用者提供了增強(qiáng)的靈活性。由于圖5中所示的便攜式液態(tài)氧氣容器505能夠在室外運(yùn)輸，因此使用者能夠幾乎在所有地方填充便攜式壓縮氧氣裝置。例如并且非限制性地，使用者可以將便攜式液態(tài)氧氣容器505放置在轎車的行李箱中。由此，無論何時需要再次填充便攜式壓氧壓縮裝置，使用者都能夠通過使用轎車行李箱中的便攜式液態(tài)氧氣容器505來完成本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例。此外，在另一個非限制性示例中，使用者可以將便攜式液態(tài)氧氣容器505運(yùn)輸?shù)铰灭^房間或者暫時住所，例如RV、營地、朋友或親戚的家中。由此，無論何時需要再次填充便攜式壓氧壓縮裝置，使用者都能夠通過使用旅館房間或者使用者暫時住所中的便攜式液態(tài)氧氣容器505來完成本發(fā)明的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例。使用如圖5所示的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例的第一步驟涉及通過將液體使用連接器545連接到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105的輸入端口320從而從便攜式液態(tài)氧氣容器505向蒸發(fā)室110填充液態(tài)氧氣。一旦連接，來自于液體使用連接器545的液體會流到蒸發(fā)室110中。接下來，蒸發(fā)室內(nèi)的液態(tài)氧氣被允許沸騰。沸騰過程通過將液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105自然升溫到周圍環(huán)境而發(fā)生或者通過液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105中的加熱設(shè)備而引起。一旦蒸發(fā)室中的液體開始沸騰，則蒸發(fā)室110中開始形成氣態(tài)氧氣。根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)換填充方法200的示例性實(shí)施例，蒸發(fā)室110將形成的氣態(tài)氧氣保持在預(yù)定壓力水平。一旦達(dá)到該預(yù)定壓力水平，氣態(tài)氧氣就會從液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置105輸出到與輸出端口340相連接的便攜式壓縮氧氣裝置。整個方法可以由使用者在便攜式液態(tài)氧氣容器最近的異地位置快速安全地完成?？梢岳斫獾氖牵缟厦嫠枋鲆约案綀D中所顯示，本發(fā)明提供了一種能夠進(jìn)行快速且方便轉(zhuǎn)換填充的氣態(tài)氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)。它還能夠在沒有壓縮機(jī)的情況下填充便攜式氣態(tài)氧氣罐。此外，該轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)使得使用者能夠安全方便地從使用者家中的液態(tài)源完成高壓氧氣轉(zhuǎn)換填充。盡管本發(fā)明基于當(dāng)前被認(rèn)作是最合乎實(shí)際且優(yōu)選的實(shí)施例而詳細(xì)描述以用于解釋的目的，但是可以理解的是，這種細(xì)節(jié)僅僅用于該目的并且本發(fā)明不局限于公開的實(shí)施例，并且相反地，本發(fā)明打算覆蓋附加權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的改進(jìn)和等同設(shè)置。例如，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明預(yù)見到，在可能的程度上，任何實(shí)施例的一個或多個特征可以與任何其它實(shí)施例的一個或多個特征相結(jié)合。權(quán)利要求一種氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，包括步驟將一定量液態(tài)氧氣輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中的蒸發(fā)室；使所述一定量液態(tài)氧氣中的至少一部分在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)；將一定量氣態(tài)氧氣在蒸發(fā)室內(nèi)保持在預(yù)定壓力水平；以及向便攜式壓縮氧氣裝置填充所述一定量氣態(tài)氧氣。2.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，輸送、蒸發(fā)、保持以及填充步驟由使用者在所述使用者的家中進(jìn)行。3.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，填充便攜式壓縮氧氣裝置的步驟在將所述一定量液態(tài)氧氣輸送到蒸發(fā)室的步驟之后在少于兩分鐘之內(nèi)進(jìn)行。4.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，蒸發(fā)、保持以及填充步驟在沒有外部能量源的情況下進(jìn)行。5.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，所述預(yù)定壓力水平范圍從大約1，500psig到大約3，OOOpsig。6.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，將所述一定量液態(tài)氧氣輸送到蒸發(fā)室的步驟是通過將所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置連接到液態(tài)源杜瓦瓶而進(jìn)行。7.如權(quán)利要求1所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充方法，其特征在于，還包括將便攜式壓縮氧氣裝置連接到來自于所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置的輸出管路的步驟、以及在填充步驟之后使所述便攜式壓縮氧氣裝置脫離連接的步驟。8.一種氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，包括液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置，所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置包括適于接收一定量液態(tài)氧氣并且將所述一定量液態(tài)氧氣中的一部分蒸發(fā)成一定量氣態(tài)氧氣的蒸發(fā)室，其中，所述蒸發(fā)室能夠?qū)⑺鲆欢繗鈶B(tài)氧氣保持在足以存儲在便攜式壓縮氧氣裝置中的預(yù)定壓力水平。9.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)適于在沒有外部能量源的情況下填充所述便攜式壓縮氧氣裝置。10.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)不包含壓縮機(jī)。11.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置適于可取下地連接到液態(tài)氧氣源杜瓦瓶，以接收所述一定量液態(tài)氧氣。12.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置適于可取下地連接到所述便攜式壓縮氧氣裝置。13.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式壓縮氧氣裝置可取下地連接到所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置。14.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定壓力水平范圍從大約1，500psig到大約3，OOOpsig。15.如權(quán)利要求8所述的氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)，其特征在于，使用者能夠帶著所述氧氣轉(zhuǎn)換填充系統(tǒng)走動。16.一種填充便攜式壓縮氧氣裝置的方法，包括步驟將一定量液態(tài)氧氣注入到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置；以及在注入所述一定量液態(tài)氧氣的步驟之后的時間段內(nèi)，向便攜式壓縮氧氣裝置的容積填充處于預(yù)定壓力水平的一定量氣態(tài)氧氣，其中，所述時間段少于三十分鐘。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述預(yù)定壓力水平下，所述容積與所述時間段的比大于5升/分鐘(LPM)。18.一種系統(tǒng)，包括液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置，所述液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置能夠接收一定量液態(tài)氧氣、將所述一定量液態(tài)氧氣的一部分蒸發(fā)成一定量氣態(tài)氧氣、以及在500psig以上的預(yù)定壓力水平輸出所述一定量氣態(tài)氧氣，其中，所述系統(tǒng)不包含壓縮機(jī)。19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)不需要輸入動力，從而生成處于500psig以上預(yù)定壓力水平的所述一定量氣態(tài)氧氣。20.一種氧氣系統(tǒng)，包括能夠存儲一定量液態(tài)氧氣以及一定量氣態(tài)氧氣的室，其中，所述一定量氣態(tài)氧氣處于500psig以上的壓力水平。21.如權(quán)利要求20所述的氧氣系統(tǒng)，其特征在于，所述一定量氣態(tài)氧氣通過使所述一定量液態(tài)氧氣蒸發(fā)而生成。22.如權(quán)利要求21所述的氧氣系統(tǒng)，其特征在于，所述室被設(shè)置成具有預(yù)定容積，使得當(dāng)所述一定量液態(tài)氧氣中的預(yù)定量在所述室中被蒸發(fā)時，壓力水平超過lOOOpsig。23.如權(quán)利要求21所述的氧氣系統(tǒng)，其特征在于，所述室被設(shè)置成具有預(yù)定容積，使得當(dāng)所述一定量液態(tài)氧氣中的預(yù)定量在所述室中被蒸發(fā)時，壓力水平超過2000psig。24.如權(quán)利要求21所述的氧氣系統(tǒng)，其特征在于，所述室適于與便攜式壓縮氧氣裝置連通，并且所述一定量氣態(tài)氧氣中的至少一部分被用于填充所述便攜式壓縮氧氣裝置。25.如權(quán)利要求20所述的氧氣系統(tǒng)，其特征在于，所述一定量氣態(tài)氧氣被保持在所述室中超過4個小時。全文摘要本發(fā)明描述氧氣轉(zhuǎn)換填充方法及系統(tǒng)，所述方法包括將一定量液態(tài)氧氣輸送到液態(tài)氧氣蒸發(fā)裝置中的蒸發(fā)室的步驟。接下來，使一定量液態(tài)氧氣中的至少一部分在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)以及將一定量氣態(tài)氧氣在蒸發(fā)室內(nèi)保持在預(yù)定壓力水平。所述方法包括向便攜式壓縮氧氣裝置填充至少一部分氣態(tài)氧氣。文檔編號F17C5/06GK101836028SQ200880112550公開日2010年9月15日申請日期2008年10月21日優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日發(fā)明者G·N·霍爾德申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司