โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

ส่วนประกอบของกังหันน้ำชัยพัฒนา กังหันชัยพัฒนา เป็น  เครื่องกล เติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบ ทุ่นลอย  (สามารถลอยขึ้นลงได้เองตามระดับน้ำ) ประกอบด้วยซองวิดน้ำ มี ใบพัด ที่ออกแบบเป็น ซองตักน้ำรูปสี่เหลี่ยมคางหมูจำนวน 6 ซองแต่ละซองจะถูกแบ่งออกเป็น 3 ห้องเท่าๆ กัน ทั้งหมดถูกติดตั้งบนโครงเหล็ก 12 โครงใน 2 ด้าน มีศูนย์กลางของกังหันที่เรียกว่า "เพลากังหัน" ซึ่งวางตัวอยู่บนตุ๊กตารองรับเพลา ที่ติดตั้งอยู่บนทุ่นลอย และมีระบบขับส่งกำลัง ด้วยเฟืองจานขนาดใหญ่ ใช้ มอเตอร์ ไฟฟ้าขนาด 2  แรงม้า  สำหรับขับเคลื่อนซองน้ำ ให้หมุนรอบเป็นวงกลม อยู่บนโครงเหล็กที่ยึดทุ่นทั้ง 2 ด้านเข้าไว้ด้วยกัน  ด้านล่างของกังหันในส่วนที่จมน้ำ จะมีแผ่น ไฮโดรฟอยล์ ยึดปลายของทุ่นลอยด้านล่าง อ้างอิง :   วิกิพีเดีย.  2560. กังหันน้ำชัยพัฒนา. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา  https://th.wikipedia.org/wiki/กังหันน้ำชัยพัฒนา. (20 ธันวาคม 2560).

พระราชดำริ เกี่ยวกับโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา               เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม พ.ศ.2531 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ได้พระราชทานรูปแบบและพระราชดำริ เรื่องการแก้ไขปัญหาน้ำเสีย โดยการเติมออกซิเจนในน้ำ มีสาระสำคัญคือ  การเติมออกซิเจนในน้ำมี 2 วิธี คือ               วิธีที 1 ใช้อากาศอัดเข้าไปตามท่อเป่าลงไปใต้ผิวน้ำแบบกระจายฟอง  และ  วิธีที่ 2 น่าจะกระทำได้โดยกังหันวิดน้ำ วิดตักขึ้นไปบนผิวน้ำ แล้วปล่อยให้ตกลงไปยังผิวน้ำตามเดิม  โดยที่กังหันน้ำดังกล่าวจะหมุนช้า ๆ ด้วยกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นฝอย ซองน้ำนี้จะถูกขับเคลื่อนให้หมุนโดยรอบ  ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด  2  แรงม้า  ระบบแรงดัน 380 โวลต์  3 เฟส 50 เฮิร์ท  ผ่านระบบส่งกำลังด้วยเฟืองเกียร์ทดรอบและ/หรือจานโซ่  ซึ่งจะทำให้การหมุนเคลื่อนที่ของซองน้ำวิดตักน้ำด้วยความเร็ว 5 รอบ/นาที สามารถวิดน้ำลึกลงไปใต้ผิวน้ำ  ประมาณ 0.50 เมตร ยกน้ำขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำด้วยความสูงประมาณ 1.00 เมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างน้ำกับอากาศกว้างขวางมากขึ้น เป็นผลทำให้ออกซิเจนในน้ำละลายเข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว และในขณะที่นำเสียถูกยกขึ้นไป

"กังหันน้ำชัยพัฒนา" สิทธิบัตรพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของโลก พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงประดิษฐ์กังหันน้ำชัยพัฒนา เพื่อแก้ปัญหาน้ำเสีย ซึ่งสิ่งประดิษฐ์นี้นับเป็นเครื่องที่ 9 ของโลกที่ได้รับสิทธิบัตรและเป็นครั้งแรกที่มีการรับจดทะเบียนและออกสิทธิบัตรถวายแด่พระมหากษัตริย์พระองค์แรกของโลก "หลุก" อุปกรณ์วิดน้ำเข้านาภูมิปัญญาชาวบ้าน เป็นแนวคิดในการสร้างเครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย หรือกังหันน้ำชัยพัฒนาที่พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงคิดค้นขึ้นเพื่อแก้ปัญหาน้ำเสีย โดยให้มูลนิธิชัยพัฒนาและกรมชลประทานร่วมศึกษาและวิจัยสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้ โดยเน้นประหยัดค่าใช้จ่าย ผลิตเองในประเทศที่มีรูปแบบไทยทำไทยใช้ หลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา สามารถปรับตัวขึ้นลงได้ตามระดับขึ้นลงของน้ำ โดยมีโครงกังหันรูป 12 เหลี่ยม ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตร มีซองน้ำขนาดบรรจุ 110 ลิตร ติดตั้งโดยรอบทั้งหมด 6 ซอง โดยมีการเจาะรูซองน้ำเป็นรูพรุนเพื่อให้น้ำไหลกระจ่ายเป็นฝอย นายพนมกร ไทยสันติสุข หัวหน้าฝ่ายวิจัยและพัฒนางานด้านเครื่องกล กรมชลประทาน ร

เครื่องกลเติมอากาศ 9 แบบ ของกังหันน้ำชัยพัฒนา               ในระยะเวลา 10 เดือนหลักจากมีพระราชดำริเกี่ยวกับเครื่องมือบำบัดน้ำเสียได้มีการพัฒนาต้นแบบ เครื่องกลเติมอากาศทั้งหมด 9 แบบ ได้แก่ โมเดล RX1-RX9 โดย RX ย่อมาจาก Royal Periment RX-1 เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศลงไปในน้ำและกระจายฟอง RX-2 เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบหุ่นลอย(กังหันน้ำชัยพัฒนา) RX-3 เครื่องเติมอากาศระบบเป่าอากาศหมุนใต้น้ำ(ชัยพัฒนาซุปเปอร์ฟองแอร์) RX-4 เครื่องกลเติมอากาศแรงดันน้ำ(ชัยพัฒนาเวนจูรี่) RX-5 เครื่องกลเติอากาศระบบอัดและดูดอากาศลงใต้น้ำ(ชัยพัฒนาแอร์เจท) RX-6 เครื่องกลเติมอากาศแบบดีน้ำสัมผัสอากาศ(เครื่องดีน้ำชัยพัฒนา) Rx-7 เครื่องกลเติมอากาศแบบดูดและอัดน้ำลงไป(ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์) RX-8 เครื่องมือจับเกาะจุลินทรีย์(ชัยพัฒนาไบโอ) RX-9 เครื่องกลเติมอากาศแบบกระจายน้ำสัมผัสอากาศ(น้ำพุชัยพัฒนา) อ้ างอิง:กังหันน้ำชัยพัฒนา.2560.กรุงเทพฯ:สถาพรบุคส์.

การศึกษา วิจัย และพัฒนา กังหันน้ำชัยพัฒนา                     กรมชลประทานรับสนองพระราชดำริในการศึกษาและสร้างต้นแบบ โดยดัดแปลงเครื่องสูบน้ำพลังน้ำจาก "กังหันน้ำสูบน้ำทุ่นลอย" เปลี่ยนเป็น "กังหันน้ำชัยพัฒนา" และได้นำไปติดตั้งใช้ในกิจกรรมบำบัดน้ำเสียที่โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า เมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2532 และที่วัดบวรนิเวศวิหาร เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2532 เพื่อศึกษา วิจัย และพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสีย เป็นระยะเวลา 4-5 ปี อ้างอิง : มูลนิธิชัยพัฒนา. 2560. กังหันน้ำชัยพัฒนา. [ระบบออนไลน์].  http://www.chaipat.or.th/site_content/19-248/18-chaipattana-water-turbine-development.html. (19 ธันวาคม 2560).

 คุณสมบัติ กังหันน้ำชัยพัฒนา             กังหันน้ำชัยพัฒนา หรือ เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย ( Chaipattana Low Surface Aerator) ซึ่งเป็น Model RX-2 หมายถึง Royal Experiment แบบที่ 2 มีคุณสมบัติในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงถึง 1.2 กิโลกรัมของออกซิเจน/แรงม้า/ชั่วโมง สามารถนำไปใช้ในกิจกรรมปรับปรุงคุณภาพน้ำได้อย่างอเนกประสงค์ ติดตั้งง่าย เหมาะสำหรับใช้ในแหล่งน้ำธรรมชาติ ได้แก่ สระน้ำ หนองน้ำ คลอง บึง ลำห้วย ฯลฯ  ที่มีความลึกประมาณ 1.00 เมตร และมีความกว้างมากกว่า 3.00 เมตร อ้างอิง : มูลนิธิชัยพํฒนา. 2560.  โครงการกังหันชัยพัฒนา - บำบัดน้ำเสีย. [ระบบออนไลน์].  http://www.tsdf.or.th/th/royally-initiated-projects/10774-กังหันน้ำชัยพัฒนา-พศ-2531/. (19 ธันวาคม 2560).

          หลักการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนา           ใช้หลักการวิดน้ำขึ้นไปสาดกระจายให้เป็นฝอยในอากาศ   กังหันชัยพัฒนา เป็นกังหันน้ำที่มีโครงเป็นรูปเหลี่ยมบนทุ่นลอย และมีซองตักวิดน้ำซึ่งเจาะเป็นรูพรุน เราจึงเห็นสายน้ำพรั่งพรู จากซองวิดน้ำขณะที่กังหันหมุนวนเวียน ซ้ำแล้วซ้ำเล่า  ทำให้น้ำสัมผัสกับอากาศได้อย่างทั่วถึง ส่งผลให้ปริมาณ ออกซิเจนในอากาศสามารถ ละลายผสมผสาน เข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว ทุกครั้งที่น้ำถูกตักขึ้นมา ออกซิเจนในอากาศจะละลายในน้ำได้ดีขึ้น เพราะพื้นที่ในการทำปฏิกิริยามีมากกว่าเดิม ทำให้น้ำเสีย ซึ่งเป็นปัญหาของแหล่งน้ำในหลายพื้นที่ มีคุณภาพที่ดีขึ้น อ้างอิง : วิกิพีเดีย.  2560. กังหันน้ำชัยพัฒนา. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา  https://th.wikipedia.org/wiki/กังหันน้ำชัยพัฒนา. (15 ธันวาคม 2560).      

      กังหันน้ำพระราชทาน                 ในช่วง พ.ศ.2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของน้ำบริเวณต่างๆ มีอัตราแนวโน้มรุนแรงมากยิ่งขึ้น การใช้วิธีธรรมชาติไม่อาจบรรเทาความเน่าเสียของน้ำอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่ควร   พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช จึงมีพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเดินอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตได้เองในประเทศ ซึ่งมีรูปแบบ “ไทยทำไทยใช้” โดยทรง      ได้แนวทางจาก “หลุก” กังหันวิดน้ำไม้ไผ่ตามภูมิปัญญาทางภาคเหนือ ซึ่งทรงสังเกตเห็นเมื่อครั้งเสด็จพระราชดำเนินทรงเยี่ยมราษฎรใน ต.ผาม่อง จ.แม่ฮ่องสอน                   เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม พ.ศ.2531 พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชได้พระราชทานรูปแบบและพระราชดำริ เรื่องการแก้ไขปัญหานำ้เสียโดยการเติมออกซิเจนในนำ้ มีสาระสำคัญคือ                                     "การเติมอากาศลงในนำ้เสีย มี 2 วิธี วิธีหนื่ง ใช้อากาศอัดเข้าไปตามท่อ เป่าลงไปใต้ผิวนำ้แบบกระจายท่อ และอีกวิธีหนึ่ง น่าจะกระทำได้โดยกังหันวิดนำ้ วิดตักขึ้นไปบนผิวนำ้ แล้วปล่อยให้ตกลงไปยังผิวนำ้ตามเดิม โดยที่กังหันนำ้ดังกล่าวจะหมุนช้า

ประวัติความเป็นมา กังหันน้ำชัยพัฒนา                 พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช รัชกาลที่ 9 ทรงห่วงใยในความเดือดร้อนทุกข์ยากของราษฎรที่ประสบปัญหาจากนำ้เน่าเสีย พระองค์ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรสภาพนำ้เสียในพื้นที่หลายแห่งหลายครั้ง ทั้งในเขตกรุงเทพมหานคร ปริมณฑล และต่างจังหวัด พร้อมทั้งพระราชทานพระราชดำริเกี่ยวกับการแก้ไขนำ้เน่าเสีย                  ในระยะแรก ระหว่าง พ.ศ.2527-2530 ทรงเน้นการจัดการทรัพยากรธรรมชาติในเชิงอนุรักษ์ควบคู่ไปกับการพัฒนา ได้พระราชทานแนวทางปฏิบัติที่เรียบง่ายและเหมาะสม ตั้งแต่แนวคิดเรื่อง "นำ้ดีไล่นำ้เสีย" ด้วยหลักการแก้ไขโดยใช้นำ้ที่มีคุณภาพดีจากแม่นำ้เจ้าพระยาช่วยผลักดันและเจือจางนำ้เสียให้ออกจากแหล่งนำ้ชุมชนตามคลองต่างๆ โดยวิธีเปิดประตูอาคารควบคุมนำ้ เพื่อรับนำ้จากแม่นำ้เจ้าพระยาในจังหวะนำ้ขึ้น และปล่อยออกสู่แม่นำ้เจ้าพระยาในระยะนำ้ลง หรือการทดลองใช้ผักตบชวากรองนำ้เสียในบึงมักกะสัน ซึ่งพระองค์มีพระราชกระแสในเรื่องนี้ว่าเป็นการใช้ "อธรรมปราบอธรรม" นั่นคือ การใช้วัชพืชซึ่งต้องกำจัดทิ้งอย่างผักตบชวา ที่มีคุณสมบัติดูดซ

กลุ่มข้าพเจ้าได้ศึกษาในศาสตร์พระราชาในเรื่อง โครงงาน กังหันน้ำชัยพัฒนา ได้รับประโยชน์ ดังนี้ 1. ได้แนวทางในการบำบัดน้ำเสีย ที่สร้างลงทุนได้ง่าย และมีต้นทุนต่ำ 2. ได้รู้ศาสตร์พระราชาในโครงการกำหันน้ำชัยพัฒนา เพื่อนำไปปรับใช้ในชีวิตประจำวัน 3. ได้แนวทางการเพิ่มออกซิเจนในน้ำ เพื่อให้สัตว์ที่เพาะ เช่น ปลานิล เป็นต้น ได้ออกซิเจนเพียงพอต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำเหล่านั้น ความรู้สึกของสมาชิกในกลุ่มหลังจากได้ศึกษา ศาสตร์พระราชา โครงการ กังหันน้ำชัยพัฒนา มีดังนี้                       สมาชิกคนที่ 1 ด.ญ.ลดา นาไชย มีความเห็นว่า   โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนาเป็นโครงการที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ทรงคิดค้นขึ้นมาเนื่องจากห่วยใยประชาชนกลัวว่าประชาชนจะใช้น้ำที่สกปรก เน่าเสีย พระองค์จึงทรงคิดว่าจะทำอย่างไรให้มีน้ำที่สะอาด ปลอดภัยให้ประชาชนได้ใช้ พระองค์จึงได้มีพระราชดำริให้จัดตั้งโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนาขึ้นมา และสามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้ ดังนี้  กังหันน้ำชัยพัฒนาใช้ในเปลี่ยนน้ำเสียให้เป็นน้ำดี เพิ่มออกซิเจนในน้ำแล้วทำให้สิ่งมีชีวิตอยู่ในน้ำมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นกว่าเด

คณะผู้จัดทำ ด.ญ. ลดา นาไชย เลขที่ 23 ด.ญ. สินสุรีย์ รักชาติ เลขที่ 24 ด.ญ. ปภาวรินท์ พัฒนพงศ์จรัส เลขที่ 29 ด.ญ. ปัทมวรรณ พัฒนพงศ์จรัส เลขที่ 30 ด.ญ. พิมพ์ชนก กาญจนเกตุ เลขที่ 34 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/11   โ รงเรียนปากช่อง ตำบล ปาช่อง อำเภอ ปากช่อง จังหวัด นครราชสีมา