ค-เครื่องกลเติมอากาศ

 

เครื่องกลเติมอากาศ

ประดิษฐ์ขึ้นอันเนื่องมาจากพระราดำริ เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2531 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรแผงกระจายฟองอากาศที่บริเวณสระน้ำด้านหน้าอาคารชัยพัฒนา ภายในบริเวณสวนจิตรลดา กรุงเทพฯ ทรงมีพระราชกระแสว่า ปัญหาสิ่งแวดล้อมขณะนี้เกิดขึ้นรุนแรงทุกๆ วัน ทั้งในกรุงเทพฯ ปริมณฑล และต่างจังหวัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาเรื่องน้ำเสียส่งผลกระทบต่อสุขภาพและพลานามัยของประชาชน การใช้ธรรมชาติแก้ไขธรรมชาติ และการใช้ “อธรรม” ปราบ “อธรรม” ย่อมได้ผลเพียงระดับหนึ่ง จำเป็นจะต้องหาวิธีการเติมอากาศลงไปในน้ำเสียโดยใช้เครื่องกลเติมอากาศ การเติมอากาศสามารถกระทำได้ 2 วิธี วิธีหนึ่ง คือ เป่าอากาศลงไปใต้ผิวน้ำแล้วกระจายฟองเล็กๆ อีกวิธีหนึ่ง คือใช้กังหันน้ำวิดน้ำขึ้นไปที่สูงแล้วปล่อยให้ตกลงมาเป็นฝอย หรือจะทำรูปแบบน้ำตก หรือพลังน้ำไหลก็ได้ จึงพระราชทานพระราชดำริแก่เจ้าหน้าที่ของกรมชลประทาน ให้พัฒนาเครื่องกลเติมอากาศแบบภูมิปัญหาไทย ไทยทำไทยใช้ขึ้น 9 รูปแบบ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2532 ดังนี้

รูปแบบที่ 1 เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศลงไปใต้น้ำและกระจายฟอง Chaipattana Aerator, Model RX-1

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ออกแบบแผงท่อเติมอากาศให้กับน้ำเสียโดยใช้วิธีอัดอากาศเข้าไปที่ท่ออากาศแล้วแยกออกกระจายฟองตามท่อกระจายอากาศซึ่งเจาะรูเล็กๆ ไว้เพื่อปล่อยอากาศออกมาเติมให้กับน้ำเสีย ขณะเดียวกันจะมีแรงดันให้น้ำเสียเกิดการปั่นป่วน ส่งผลให้การเติมอากาศดีขึ้น ได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจนแล้วได้เท่ากับ 0.45 กิโลกรัมของอ๊อกซิเจนต่อแรงม้าชั่วโมง

ขณะนี้เลิกใช้แล้ว เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและมีปัญหาการอุดตันของท่อกระจายฟองอากาศ เนื่องจากระดับน้ำมีการเปลี่ยนแปลงขึ้นลง ความสูงของน้ำมากกว่า 1.00 เมตร และได้พัฒนาไปใช้รูปแบบที่ 3 แทนรูปแบบนี้

รูปแบบที่ 2 เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้า แบบทุ่นลอย Chaipattana Aerator, Model RX-2

“กังหันน้ำชัยพัฒนา”

เป็นเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย มีใบพัดขับเคลื่อนน้ำหมุนรอบเป็นวงกลมสำหรับขับเคลื่อนน้ำและวิดน้ำขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอย เพื่อให้สัมผัสกับอากาศได้อย่างทั่วถึง เป็นผลให้อ๊อกซิเจนในอากาศสามารถละลายผสมกับน้ำได้เร็วและในช่วงที่น้ำเสียถูกยกขึ้นมากระจายสัมผัสอากาศ และตกลงไปยังผิวน้ำ จะทำให้เกิดฟองอากาศจมตามลงไป ก่อให้เกิดการถ่ายเทอ๊อกซิเจนอีกส่วนหนึ่ง ซึ่งกังหันน้ำชัยพัฒนานี้จะใช้ประโยชน์ได้ทั้งการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสานและทำให้เกิดการไหลตามทิศทางที่กำหนด ได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจนแล้วได้เท่ากับ 1.20 กิโลกรัมของอ๊อกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง

กรมชลประทานได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนากังหันน้ำชัยพัฒนาเป็น 4 รูปแบบ คือ รูปแบบ A รูปแบบ B รูปแบบ C และรูปแบบ D ทั้ง 4 รูปแบบมีหลักการทำงานเหมือนกัน จะต่างกันอยู่ที่ระบบขับส่งกำลังและความมุ่งหมายต่อการนำไปใช้งาน

รูปแบบที่ 3 เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศหมุนใต้น้ำ Chaipattana Aerator, Model RX-3

“ชัยพัฒนาซุปเปอร์ฟองแอร์

เป็นเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย ใช้วิธีอัดอากาศลงไปใต้น้ำแล้วแยกกระจายฟองออกเป็น 8 ท่อ ตามแนวนอน ท่อกระจายฟองอากาศนี้จะหมุนเคลื่อนที่ได้โดยรอบทำให้การเติมอากาศเป็นไปอย่างทั่วถึง และพัฒนาขึ้นเพื่อใช้แทนเครื่องกลเติมอากาศรูปแบบที่ 1

การทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจนได้เท่ากับ 0.90 กิโลกรัมของอ๊อกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง ได้นำไปทดลองใช้งานที่วัดบวรนิเวศวิหาร และโรงพยาบาลพระมงกุฏเกล้า

รูปแบบที่ 4 เครื่องกลเติมอากาศแรงดันใต้น้ำ Chaipattana Aerator, Model RX-4

“ชัยพัฒนาเวนจูรี่”

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ปั๊มแบบจุ่ม (ไดโวร์) เป็นตัวขับเคลื่อนน้ำให้ไหลออกไปตามท่อจ่ายน้ำโดยที่ปลายท่อ จะทำเป็นคอคอดเพื่อดูดอากาศจากข้างบนผสมกับน้ำที่อัดลงด้านล่าง

เครื่องนี้ทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจนได้เท่ากับ 0.80 กิโลกรัมของอ๊อกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง ได้ติดตั้งอยู่ที่กรมชลประทานปากเกร็ด นนทบุรี

รูปแบบที่ 5 เครื่องกลเติมอากาศระบบอัดและดูดอากาศลงใต้น้ำ Chaipattana Aerator, Model RX-5

“ชัยพัฒนาแอร์เจท”

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ใบพัดหมุนอยู่ใต้น้ำสำหรับขับเคลื่อนน้ำให้เกิดการปั่นป่วน และความเร็วสูง สามารถดึงอากาศจากด้านบนลงมาสัมผัสกับน้ำด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้ทรงออกแบบด้วยฝีพระหัตถ์โดยใช้คอมพิวเตอร์ และพระราชทานรูปแบบทางโทรสารให้กรมชลประทาน เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2533 คำว่า “Model RX-5” ซึ่งหมายถึง Royal Experiment แบบที่ 5

จากรูปแบบที่พระราชทานมานี้ ทรงชี้แนะในการพัฒนาออกเป็น 3 ระบบ คือ

System 1 คือ Model RX5A (Air pump)

System 2 คือ Model RX5B (Water pump)

System 3 คือ ModelRx5C (Water pump + Air pump)

ประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจน 1.2 กิโลกรัมอ๊อกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง

ภาพฝีพระหัตถ์ เครื่องกลเติมอากาศที่พระราชทานทางโทรสาร และภาพเครื่องรุ่น RX-5

รูปแบบที่ 6 เครื่องกลเติมอากาศแบบตีน้ำสัมผัสอากาศ Chaipattana Aerator, Model RX-6

“เครื่องตีน้ำชัยพัฒนา”

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ใบพัดตีน้ำให้กระจายเป็นฝอยสัมผัสอากาศแบบทุ่นลอยเพื่อให้น้ำสัมผัสกับอากาศด้านบน ขณะนี้ได้มีการติดตั้งไว้อยู่ที่บึงพระราม 9

รูปแบบที่ 7 เครื่องกลเติมอากาศแบบดูดและอัดน้ำลงไปที่ใต้ผิวน้ำ Chaipattana Aerator, Model RX-7

“ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ปั๊มดูดน้ำจากข้างใต้น้ำมาสัมผัสอากาศ แล้วขับดันน้ำดังกล่าวลงสู่ใต้ผิวน้ำอีกครั้ง ซึ่งจะทำให้น้ำด้านล่างเกิดการปั่นป่วน

ปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

รูปแบบที่ 8 เครื่องจับเกาะจุลินทรีย์ Chaipattana Bio-Filter, Model RX-8

“ชัยพัฒนาไบโอฟิลเตอร์

เป็นเครื่องที่ใช้ร่วมในกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยใช้เส้นเชือกเป็นวัสดุตัวกลางสำหรับให้แบคทีเรียใช้เป็นที่อยู่อาศัยเพื่อการย่อยสลายความสกปรกในน้ำเสีย

ปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

รูปแบบที่ 9 เครื่องกลเติมอากาศแบบกระจายน้ำสัมผัสอากาศ Chaipattana Aerator, Model RX-9

“น้ำพุชัยพัฒนา”

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ติดตั้งมอเตอร์ไว้ด้านบน และต่อเพลาขับเคลื่อนเพื่อไปหมุนปั๊มน้ำที่อยู่ใต้น้ำเมื่อเครื่องทำงานปั๊มน้ำจะดูดน้ำแล้วอัดเข้าท่อส่งไปยังหัวกระจายน้ำซึ่งมีลักษณะเป็นวงกลม เจาะรูไว้โดยรอบ โดยแรงดันของน้ำที่สูงนี้เองที่ที่ให้สามารถพุ่งออกผ่านรูเจาะด้วยความเร็วสูงขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสกับอากาศด้านบนได้เป็นอย่างดี

ปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

เครื่องกลเติมอากาศรูปแบบต่างๆ ที่กล่าวไว้นั้น แต่ละแบบมีความมุ่งหมายต่อการใช้งานไม่เหมือนกัน อาจใช้ร่วมกันหรือจะอาจใช้ได้เฉพาะสภาพแหล่งน้ำนั้นๆ ทั้งนี้เครื่องกลเติมอากาศที่กรมชลประทานพัฒนาขึ้นได้ผ่านการทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทอ๊อกซิเจนลงในน้ำแล้ว

ทั้งนี้นอกจากสิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวมาข้างต้นยังมี รถม้าพระที่นั่ง สร้างขึ้นอันเนื่องมาจากพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2524 โดยมีนายสุหะ ถนอมสิงห์ ได้นำพระราชดำริดังกล่าวมามอบให้แก่เจ้าหน้าที่ของกรมชลประทาน ให้กรมชลประทานสร้างรถม้าขึ้น 2 รูปแบบ แบบที่หนึ่ง เป็นรถม้าประเภทบรรทุกผู้โดยสาร 2 คน แบบเบ็นเฮอ ผู้นั่งขับเอง และอีกรูปแบบประเภทบรรทุก 5 คน ทั้ง 2 รูปแบบ มีพระราชประสงค์เพื่อใช้ในกิจกรรมส่วนพระองค์ในภูมิภาคต่างๆ นอกจากนั้นยังมีเครื่องผลักดันน้ำเพื่อเร่งระบายน้ำในคลองต่างๆ เมื่อมีเหตุการณ์น้ำท่วม ฯลฯ

พระอัจฉริยภาพเผยแพร่ในต่างแดน

สมรรถนะในการปรับปรุงน้ำให้มีคุณาพดีขึ้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางทั้งในประเทศ และต่างประเทศ ดังเช่น สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติได้ทูลเกล้าฯ ถวายรางวัลที่ 1 ประเภทรางวัลผลงานคิดค้นหรือสิ่งประดิษฐ์ที่เป็นประโยชน์แก่ประเทศชาติประจำปี 2536 และองค์กรนักประดิษฐ์ที่เก่าแก่ที่สุดของยุโรป ที่รู้จักกันในชื่อ Brussels Eureka 2000 ครั้งที่ 49 ในเดือนพฤศจิกายน 2543 ณ กรุงบรัสเซลส์ ราชอาณาจักรเบลเยี่ยม และได้ประกาศรางวัลต่อหน้านักวิจัย นักประดิษฐ์ และผู้เข้าชมงาน ถึงเหตุผลของการพิจารณาให้รางวัลกังหันน้ำชัยพัฒนาว่า “รางวัลต่างๆ ที่ประกาศในวันนี้ มิใช่จะพิจารณามอบให้กันอย่างง่ายๆ สิ่งประดิษฐ์ทุกๆ สาขา จะต้องสามารถนำไปใช้งานได้กว้างขวาง เกิดประโยชน์ต่อการพัฒนาคุณภาพชีวิตและสิ่งแวดล้อมทั่วโลก ดังนั้นกังหันน้ำชัยพัฒนาเป็นที่น่าสรรเสริญให้เป็นสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นในครั้งนี้”

เครื่องจักรกลที่ได้รับรางวัล

กังหันน้ำชัยพัฒนา

ถ้วยรางวัล Minister J CHABERT เป็นรางวัลผลงานด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นมอบโดย
Minister of Economy of Brussels Capital Region

ถ้วยรางวัล Grand Prix International เป็นรางวัลผลงานด้านการประดิษฐ์ดีเด่นสูงสุด
มอบโดย International Council of the World Organization of Periodical Press

เหรียญรางวัล Prix OMPI Femme Inventure Brussels EUREKA 2000 พร้อมประกาศนียบัตร
เป็นรางวับด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นประดับโลก มอบโดย World Organization of Intellectual Property

ถ้วยรางวัล Yugoslavia Cup เป็นรางวัลสรรเสริญในพระอัจฉริยภาพของ
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว มอบโดยกลุ่มประเทศยูโกสลาเวีย

เหรียญรางวัล Gold Medal with Mention พร้อมประกาศนียบัตร เป็นรางวัลสรรเสริญใน
พระอัจฉริยภาพแห่งการใช้เทคโนโลยี ประสิทธิภาพมอบโดย BRUSSEL EUREKA 2000

พระเกียรติคุณขจรขจายสู่ชุมชนโลก

วันที่ 4 เมษายน 2546 เป็นวันแห่งสายสัมพันธุ์อันดีระหว่างสองราชอาณาจักร ด้วยพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว องค์นายกกิตติมศักดิ์มูลนิธิชัยพัฒนาทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี องค์ประธานกรรมการมูลนิธิชัยพัฒนาเสด็จฯ ไปกรุงบรัสเซลส์ ราชอาณาจักรเบลเยี่ยม เพื่อทรงส่งมอบกังหันน้ำชัยพัฒนาพระราชทาน ณ สวนสาธารณะโวลูเว แซงต์-ปิแอร์ โดยมีสมเด็จพระราชินีฟาบิโอลา แห่งราชอาณาจักรเบลเยี่ยม เสด็จฯ เข้าร่วมในพิธีนี้ท่ามกลางความปลาบปลื้มปิติยินดีของชาวเบลเยี่ยมและชาวไทย ทั้งที่อาศัยอยู่ในต่างแดนและในประเทศไทย กังหันน้ำชัยพัฒนาพระราชทาน ณ กรุงบรัสเซลส์ราชอาณาจักรเบลเยี่ยม นอกจากจะเป็นสัญญลักษณ์แห่งความสัมพันธ์ระหว่างสองราชอาณาจักรแล้ว ยังเป็นสิ่งกระตุ้นเตือนให้ประชาคมโลกได้ตระหนักถึงความร่วมมือร่วมใจในการดูแลรักษาและปรับปรุงสภาพแวดล้อมให้ดีขึ้นเพื่อให้ทุกชีวิตสามาถอยู่ร่วมกันได้อย่างมีความสุขและยั่งยืนตลอดไป

ดูเพิ่มเติม	กังหันน้ำชัยพัฒนา/พระบิดาแห่งการประดิษฐ์ไทย/สิทธิบัตรในพระองค์