โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

การเรียนกระตนุ้ ความคิด ดร.นศุ วดี พจนานกุ จิ • นกั วิชาการ สาขาเทคโนโลยี สสวท. • e-mail: [email protected]

ขอ้ มูลเพิ่มเตมิ

http://bit.ly/212-v3

“กกงั หรณนั นีศ้�ำึกชษัยาพเพฒั ่อื สน่งาเสสริมู่กกาารรแคกิด้ปวั ญิเคหราาะมหล์ขพองิษผทูเ้ ารียงนน้ำ� ”

ดว้ ยกระบวนการออกแบบเชิ งวิศวกรรม

พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงเป็นบุคคลส�ำคัญท่ีน�ำความรู้จากศาสตร์ต่างๆ
มาใชแ้ กป้ ญั หา ทงั้ ดา้ นการแพทยแ์ ละสาธารณสขุ การเกษตร การชลประทาน การพฒั นาทดี่ นิ การคมนาคม โดยพระราชทาน
โครงการมากกว่า 2,000 โครงการ เพ่ือขจัดและบรรเทาความทุกข์ยาก และยกฐานะความเป็นอยู่ของราษฎรของพระองค์
อีกปัญหาหน่ึงท่ีพระองค์ทรงให้ความส�ำคัญและมีพระราชด�ำริในการแก้ไข คือ ปัญหามลพิษทางน�้ำหรือปัญหาน้�ำเสีย
ซึ่งน�ำไปสู่การพัฒนาการใช้เคร่ืองกลเติมอากาศที่เรียกกันว่า “กังหันน้�ำชัยพัฒนา” ซ่ึงมีกลไกการท�ำงานท่ีเรียบง่าย แต่มี
ประสทิ ธภิ าพสงู ในการบ�ำบดั นำ้� เสยี สามารถน�ำมาใชใ้ นการปรบั ปรงุ คณุ ภาพนำ้� ตามสถานทต่ี า่ งๆ ทว่ั ทกุ ภมู ภิ าคในประเทศไทย
เพอื่ พฒั นาแหลง่ นำ�้ แกป่ ระชาชน และสามารถน�ำมาประยกุ ตใ์ ชบ้ �ำบดั นำ�้ เสยี จากชมุ ชน นำ�้ เสยี จากโรงงานอตุ สาหกรรม รวมทงั้
เพม่ิ ออกซเิ จนใหก้ บั บอ่ เพาะเลยี้ งสตั วน์ ำ้� ทางการเกษตรไดอ้ กี ดว้ ย

ในปจั จบุ นั ปญั หาสงิ่ แวดลอ้ มมคี วามซบั ซอ้ นมากยงิ่ ขน้ึ และทรพั ยากรทม่ี อี ยอู่ ยา่ งจ�ำกดั การแกป้ ญั หาตอ้ งมคี วามเขา้ ใจ
สาเหตขุ องการเกดิ ปญั หาอยา่ งแทจ้ รงิ มกี ารวางแผนและแกป้ ญั หาอยา่ งเปน็ ระบบ ซงึ่ จะชว่ ยใหก้ ารแกไ้ ขปญั หานน้ั ประสบผล
ส�ำเรจ็ ตามเปา้ หมาย และปอ้ งกนั ผลกระทบทอ่ี าจเกดิ ขน้ึ ตามมาได้

กระบวนการออกแบบเชงิ วิศวกรรม
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นกระบวนการแก้ปัญหาท่ีต้องการส่งเสริมให้เกิดแก่ผู้เรียน ตามหลักสูตร

แกนกลางการศกึ ษาขนั้ พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 ซง่ึ ปรากฎอยใู่ นสาระท่ี 4 เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลย)ี กลมุ่ สาระ
การเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรงุ พ.ศ. 2560) เพอื่ ใหผ้ เู้ รยี นมกี ระบวนการแกป้ ญั หาหรอื พฒั นางานอยา่ งเปน็ ขนั้ ตอน โดยใช้
ความรแู้ ละทกั ษะ รวมทง้ั ความคดิ สรา้ งสรรค์ ความคดิ วเิ คราะห์ ความคดิ สงั เคราะห์ และการคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณ กระบวนการ
ออกแบบเชิงวศิ วกรรมประกอบด้วยขนั้ ตอนต่างๆ ดังนี้ การระบุปญั หา การรวบรวมข้อมูล การออกแบบวธิ กี ารแก้ปญั หา
การวางแผนและด�ำเนนิ การแกป้ ญั หา การทดสอบ ประเมนิ ผล และปรบั ปรงุ แกไ้ ขวธิ กี ารแกป้ ญั หา และสดุ ทา้ ยคอื การน�ำเสนอวธิ ี
การแกป้ ญั หา ซงึ่ ผสู้ อนอาจจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้โดยน�ำปญั หามลพษิ ทางนำ้� หรอื ปญั หานำ้� เสยี และแนวทางการพฒั นาเครอ่ื งกล
เตมิ อากาศมาใช้เปน็ กรณศี กึ ษา ให้ผูเ้ รียนวเิ คราะห์การแก้ปญั หาผา่ นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ดังตัวอยา่ ง

นิตยสาร สสวท 26

ตัวอย่างการวิเคราะห์ การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กรณีศึกษากังหันน�้ำชัยพัฒนา

การระบปุ ัญหา
ผสู้ อนอาจใหผ้ เู้ รยี นท�ำการสบื คน้ ขอ้ มลู ท�ำความเขา้ ใจกบั ปญั หา และวเิ คราะหห์ าสาเหตขุ องปญั หานำ�้ เสยี เพอ่ื ก�ำหนด

ขอบเขตของปัญหา ซ่ึงการระบปุ ัญหาน้ันเป็นข้นั ตอนท่ีตอ้ งเขา้ ใจปญั หา เขา้ ถงึ ผคู้ นและพนื้ ท่ที ีเ่ กดิ ปญั หานำ้� เสีย
พระบาทสมเดจ็ พระปรมนิ ทรมหาภมู พิ ลอดลุ ยเดช ทรงมพี ระราชด�ำรสั ตอ่ ปญั หานำ้� เสยี วา่ “…ภายใน 10 ปที ผ่ี า่ นมา

ไดส้ งั เกต เพราะวา่ บางทกี ข็ นึ้ เฮลคิ อปเตอรว์ นกรงุ เทพหลายครงั้ ตรงไหนทมี่ คี ลอง โดยเฉพาะคลองพระโขนงแลว้ กต็ รงปลาย
คลองผดุงกรุงเกษมมันออกมาเป็นสีด�ำ เด๋ียวนี้แม่น�้ำเจ้าพระยาด�ำท้ังอันคือไม่เป็นบางแห่ง เพราะว่าส่ิงโสโครกออกมา
ก็ลงไปในทะเล ลงไปในทะเลก็ไปท�ำให้ทะเลโสโครก ปลาก็ตาย เมื่อปลาตายก็ประกอบตัวขึ้นเป็นสิ่งโสโครกโดยการเน่า
มันไมส่ ามารถท่ีจะท�ำใหไ้ ด้วงจรทวี่ า่ ส่ิงโสโครกกลายเปน็ สงิ่ ดี เช่นเปน็ ปุย๋ แลว้ กไ็ มส่ ามารถทจี่ ะท�ำใหส้ ลาย อนั นเ้ี ปน็ ต้นเหตุ
ของสิ่งโสโครก…” (พระราชด�ำรสั , 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2532)

จากพระราชด�ำรสั ของพระองค์ พบวา่ สาเหตหุ นง่ึ ของปญั หาคอื การทงิ้ สงิ่ ปฏกิ ลู ลงไปในแหลง่ นำ�้ จนเกดิ มลพษิ ทางนำ�้
คือ สภาพน�้ำเส่ือมคุณภาพ น�้ำมีสมบัติเปลี่ยนแปลงไปจากสภาพธรรมชาติ จนมีสภาพท่ีเลวลง เนื่องจากมีการปนเปื้อน
ของสารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์อยู่มาก น�้ำมีสีผิดปกติไปจากเดิม มีกลิ่นเหม็น มีเศษขยะลอยอยู่บนผิวน�้ำ รวมท้ังน้�ำ
มอี ุณหภูมิสูงผิดปกตจิ นไมเ่ หมาะตอ่ การอยู่อาศัยของสัตว์น้ำ� ไมเ่ หมาะตอ่ การบริโภคและอปุ โภคของมนษุ ย์

การรวบรวมขอ้ มลู
ผู้สอนเสนอแนะให้ผู้เรียนสืบค้นข้อมูลและรวบรวมข้อมูล จากการสืบค้นผู้เรียนอาจได้ข้อมูลว่า พระองค์ทรงหา

วิธีการแก้ปัญหาท่ีหลายหลาก ในการบ�ำบัดน�้ำเสีย เช่น การใช้น�้ำดีไล่น�้ำเสีย การบ�ำบัดด้วยวิธีทางธรรมชาติ ในระยะแรก
ระหว่างปี พ.ศ. 2527-2530 ทรงแนะน�ำให้ใชน้ ำ�้ ท่มี คี ุณภาพดี ชว่ ยบรรเทาและขับไลน่ ำ้� เสีย ประกอบกับทดลองใช้ผักตบชวา
กรองน้ําเสียในบึงมักะสัน ซ่ึงผักตบชวาสามารถดูดซับโลหะหนัก และเป็นตัวกรองสารพิษและความโสโครกได้ แต่ต้อง
หมั่นน�ำผักตบชวาออกจากบึงทุกๆ 10 สัปดาห์ เพ่ือไม่ให้ผักตบชวามีการเจริญพันธุ์จนบดบังแสงแดดท่ีจะส่องลงไปในบึง
เมอ่ื มกี ารสรา้ งทางดว่ นมหานครโดยมแี นวผา่ นบงึ มกั กะสนั ท�ำใหผ้ กั ตกชวาไมไ่ ดร้ บั แสงแดดเชน่ เดมิ ไมส่ ามารถสงั เคราะหแ์ สง
และปลอ่ ยออกซเิ จนใหแ้ บคทเี รยี ไดเ้ พยี วพอตอ่ การน�ำมาใชใ้ นการยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ใ์ นนา้ํ เสยี ท�ำใหก้ ารใชว้ ธิ ที างธรรมชาติ
ไมส่ ามารถลดปญั หาดงั กลา่ วลงได้ เมอื่ วนั ท่ี 24 ธนั วาคม พ.ศ. 2531 ทรงพระราชทานรปู แบบและพระราชด�ำรเิ รอื่ งการแกไ้ ข
ปัญหาน�้ำเสีย โดยการเติมออกซิเจนให้กับแหล่งน�้ำเสีย ซ่ึงทรงได้รับแรงบันดาลใจจาก “หลุก” กังหันวิดน้�ำไม้ไผ่ตาม
ภมู ปิ ญั ญาทางภาคเหนือ โดยเครอื่ งกลเตมิ อากาศจะตอ้ งมคี วามงา่ ยต่อการสร้าง การขนสง่ การตดิ ตั้ง การใช้งาน การซ่อม
บ�ำรุงรักษาจะตอ้ งพยายามใชว้ สั ดภุ ายในประเทศ แบบไทยท�ำไทยใช้ ให้สามารถใช้ประโยชนไ์ ด้อเนกประสงค์ และจะตอ้ งมี
ราคาประหยดั

หลักการการเตมิ อากาศ ภาพ 1 “หลกุ ” กงั หันวิดน้ำ� ไมไ้ ผต่ ามภูมปิ ัญญาทางภาคเหนอื
ทม่ี า https://twitter.com/samrujlok
การเติมออกซิเจน (Oxygenation) หรือการเติมอากาศ
(Aeration) เปนหัวใจส�ำคัญของการแก้ปัญหาน้�ำเสียของแหล่งน�้ำ ปีที่ 46 ฉบบั ที่ 212 พฤษภาคม - มิถนุ ายน 2561
เพราะหากแหลง่ นำ�้ ใดขาดออกซเิ จน จลุ นิ ทรยี ท งั้ หลายกไ็ มส ามารถ
ทาํ งานได ในขณะทแี่ หลง่ นำ�้ ใดมปี รมิ าณออกซเิ จนละลายนำ้� อยมู่ าก
จะท�ำใหจ้ ลุ นิ ทรยี ส ามารถยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ท์ อี่ ยใู่ นแหลง่ นำ้� ได้
อยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ ดงั นน้ั การเพม่ิ การละลายออกซเิ จนในแหลง่ นำ้�
ท�ำไดโ้ ดยการเพมิ่ พืน้ ที่ผวิ สัมผสั (Interfacial Area) ระหวางอากาศ
กบั นำ้� ใหม คี า มากทส่ี ดุ จงึ มแี นวคดิ ในการสรา้ งเครอื่ งกลเตมิ อากาศ
ท่ีได้แนวความคิดมาจาก “หลุก” กังหันวิดน�้ำไม้ไผ่ตามภูมิปัญญา
ทางภาคเหนือ

27

การออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หา
จากแนวคดิ ทีจ่ ะแกป้ ัญหาโดยใชห้ ลกั การการเติมอากาศ จงึ ทรงออกแบบและพฒั นาต้นแบบเครื่องกลเติมอากาศ

ทง้ั หมด 9 รปู แบบ ไดแ้ ก่ RX1-RX9 โดยค�ำว่า RX ยอ่ มาจาก Royal Experiment ซงึ่ ทุกตน้ แบบไดน้ �ำหลกั การเพมิ่ การละลาย
ออกซิเจนให้กับแหล่งน้�ำเสีย โดยการเพ่ิมพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างอากาศกับน้�ำเสียให้ได้มากที่สุด และการท�ำงานร่วมกับ
จุลนิ ทรียใ์ นการบ�ำบดั น�้ำเสยี

1. RX-1 เคร่ืองกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศ 4. RX-4 เครอื่ งกลเตมิ อากาศแรงดนั นำ�้ (ชยั พฒั นา
ลงไปใต้น�้ำและกระจายฟอง เป็นเคร่ืองกลเติมอากาศ เวนจูรี่) เป็นเคร่ืองกลเติมอากาศท่ีใช้ปั๊มแบบจุ่ม (ไดโวร์)
ที่ออกแบบทอ่ ซง่ึ มีการเจาะรูเล็กๆ ไว้ เพ่อื ปลอ่ ยอากาศออก เป็นตัวขับเคลื่อนน้�ำให้ไหลออกไปตามท่อจ่ายน�้ำ โดยท่ี
มาเตมิ ใหก้ บั นำ้� เสยี โดยใชว้ ธิ อี ดั อากาศเขา้ ไปทที่ อ่ น�ำอากาศ ปลายทอ่ จะท�ำเปน็ คอคอดเพอ่ื ดดู อากาศจากขา้ งบนผสมกบั
แล้วแบง่ แยกออกกระจายตามทอ่ ท่ีเจาะรูไว้ น�้ำทอ่ี ดั ลงด้านลา่ ง

ภาพ 2 เครอ่ื งกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศลงไปใต้น�ำ้ ภาพ 5 เครื่องกลเติมอากาศแรงดันน�้ำ (RX-4)
และกระจายฟอง (RX-1)

2. RX-2 เครอ่ื งกลเตมิ อากาศที่ผิวน�้ำหมนุ ชา้ แบบ 5. RX-5 เครื่องกลเติมอากาศระบบอัดและดูด
ทุ่นลอย หรือกังหันน�้ำชัยพัฒนา เป็นเครื่องกลเติมอากาศ อากาศลงใตน้ ำ�้ (ชยั พฒั นาแอรเ์ จท) เปน็ เครอ่ื งกลเตมิ อากาศ
แบบทุ่นลอย มีใบพัดขับเคล่ือนน�้ำหมุนรอบเป็นวงกลม ท่ีใช้ใบพัดหมุนอยู่ใต้น�้ำส�ำหรับขับเคลื่อนน้�ำให้เกิดการปั่น
ป่วน และมีความเร็วสูงสามารถดึงอากาศจากด้านบนลงมา
ส�ำหรับขับเคลื่อนน้�ำและวิดน้�ำข้ึนไปสาดกระจายเป็นฝอย สมั ผสั กับน้�ำดา้ นลา่ ง
เพ่อื ให้สมั ผัสกับอากาศ

ภาพ 3 เครอื่ งกลเตมิ อากาศที่ผวิ นำ้� แบบหมนุ ช้า ภาพ 6 เครือ่ งกลเติมอากาศระบบอดั และดดู อากาศลงใต้น�้ำ (RX-5)
หรือ “กงั หันน้ำ� ชยั พัฒนา” (RX-2)
6. RX-6 เครื่องกลเติมอากาศแบบตีน�้ำสัมผัส
3. RX-3 เครอื่ งเตมิ อากาศระบบเป่าอากาศหมุน อากาศ (เครื่องตีน้�ำชัยพัฒนา) เป็นเครื่องกลเติมอากาศ
ใตน้ �้ำ (ชยั พฒั นาซุปเปอร์ฟองแอร)์ เป็นเคร่ืองกลเติมอากาศ ทใ่ี ชใ้ บพดั ตนี ำ้� ใหก้ ระจายเปน็ ฝอยเพอ่ื ใหน้ ำ้� สมั ผสั กบั อากาศ
แบบทุ่นลอย ใช้วิธีอัดอากาศลงไปใต้น�้ำแล้วแยกกระจาย ด้านบน
โดยแยกออกเปน็ 8 ทอ่

ภาพ 4 เครอ่ื งกลเติมอากาศระบบเปา่ อากาศหมนุ ใตน้ �้ำ ภาพ 7 เครอื่ งกลเตมิ อากาศแบบตีนำ้� สัมผสั อากาศ (RX-6)
(RX-3)
28
นิตยสาร สสวท

7. RX-7 เครื่องกลเติมอากาศแบบดูดและอัดน้�ำ 9. RX-9 เครอ่ื งกลเตมิ อากาศแบบกระจายนำ�้ สมั ผสั
ลงไปที่ใต้ผิวน้�ำ (ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์) เป็นเครื่องกลเติม อากาศ (น้�ำพุชัยพัฒนา) เป็นเคร่ืองกลเติมอากาศ ท่ีติดตั้ง
อากาศ ท่ีใช้ปั๊มน้�ำจากข้างใต้น้�ำข้ึนมาสัมผัสอากาศแล้วขับ มอเตอร์ไว้ด้านบน แลว้ ตอ่ เพลาขบั เคลื่อนเพ่อื ไปหมุนปั๊มน�้ำ
ดันน�้ำดังกล่าวลงสู่ใต้ผิวน้�ำอีกคร้ัง ซึ่งจะท�ำให้น้�ำด้านล่าง ทอี่ ยใู่ ตน้ ำ�้ เมอ่ื เครอื่ งท�ำงานปม๊ั นำ้� จะดดู นำ�้ แลว้ อดั เขา้ ทอ่ สง่
เกดิ การปน่ั ป่วน ไปยงั หวั กระจายนำ�้ ซง่ึ มลี กั ษณะเปน็ วงกลมเจาะรไู วโ้ ดยรอบ
โดยนำ้� จะมแี รงดนั สงู ท�ำใหน้ ำ้� พงุ่ ผา่ นรเู จาะขน้ึ ไปสาดกระจาย
สมั ผัสกับอากาศดา้ นบนผวิ น�ำ้ ได้

ภาพ 8 เคร่ืองกลเติมอากาศระบบดดู และอดั น�้ำลงใต้ผวิ นำ�้ ภาพ 10 เครอื่ งกลเติมอากาศแบบกระจายน�ำ้ สมั ผสั อากาศ
(RX-7) (RX-9)

8. RX-8 เคร่ืองมือจับเกาะจุลินทรีย์ (ชัยพัฒนา ท่มี า http://www.sc.psu.ac.th/units/qa/document/Nai_Luang/
ไบโอ) เปน็ เคร่ืองทีใ่ ช้รว่ มกับจลุ นิ ทรยี ์ โดยใช้เสน้ เชือก เปน็ การทรงงาน1.pdf
วัสดุตัวกลางส�ำหรับให้จุลินทรีย์ใช้เป็นที่อยู่อาศัย เพื่อการ
ย่อยสลายสารอินทรยี ใ์ นน้ำ� เสีย

ภาพ 9 เคร่อื งมือจบั เกาะจุลนิ ทรยี ์ (RX-8)

การวางแผนและด�ำเนนิ การแก้ปญั หา
จากการสืบค้นพบว่า กรมชลประทานรับสนอง

พระราชด�ำริในการศึกษาและสร้างต้นแบบ และวางแผนน�ำ
ไปตดิ ต้งั ใช้ในสถานที่ตา่ งๆ เพื่อศกึ ษาวจิ ยั และพัฒนาระบบ
บ�ำบัดน�้ำเสยี โดยก�ำหนดระยะเวลาศกึ ษา 4-5 ปี เช่น

• RX-2 ติดต้ังท ี่ โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า และท่วี ดั บวรนิเวศราชวรวหิ าร
• RX-3 ติดตง้ั ท ี่ โรงพยาบาลพระมงกฎุ เกลา้ วัดบวรนิเวศราชวรวิหาร

และในบ่อขา้ งอาคารชยั พัฒนา ณ พระต�ำหนกั จิตรลดารโหฐาน
• RX-5 ติดตั้งท่ี อยทู่ ่วี ดั ประยรุ วงศาวาสวรวหิ าร วดั เทพศิรินทราวาส

และสถานสงเคราะห์คนชราบา้ นบางแค
โดยมีคา่ ท่ีต้องท�ำการตรวจวัดก่อนและหลังท�ำการติดตง้ั เคร่อื งกลเตมิ อากาศในแบบตา่ งๆ เชน่ ลกั ษณะน�้ำเสยี ท่ี
เปลี่ยนแปลง ปริมาณออกซิเจนทีจ่ ลุ นิ ทรียต์ ้องการใช้ในการย่อยสลายสารอินทรยี ์ในนา้ํ (BOD) ปรมิ าณออกซเิ จนทีล่ ะลาย
ในนำ�้ (DO)

29 ปที ่ี 46 ฉบบั ท่ี 212 พฤษภาคม - มถิ นุ ายน 2561

การทดสอบ ประเมนิ ผล และปรับปรุงแกไ้ ขวิธีการแก้ปญั หา
ไดม้ กี ารน�ำเครอื่ งกลเตมิ อากาศทงั้ 9 แบบ ไปตดิ ตง้ั ใชง้ านกบั ระบบบ�ำบดั นำ้� เสยี ตามสถานทต่ี า่ งๆ และมกี ารปรบั ปรงุ

และพฒั นาตน้ แบบอย่างตอ่ เนอ่ื ง โดยจากผลการทดลองใชพ้ บวา่ เครื่องกลเตมิ อากาศท่ีให้ประสิทธิภาพดที ่ีสดุ คอื กังหนั น้�ำ
ชัยพฒั นา (RX2)

กงั หันชยั พัฒนา เป็นเครือ่ งกลเติมอากาศทผี่ ิวน�้ำหมุนชา้ แบบทุน่ ลอย สามารถปรบั ตัวข้นึ ลงได้ตามระดบั
ขึ้น-ลงของน�้ำ ประกอบดว้ ยซองวิดน�ำ้ มใี บพดั ที่ออกแบบเป็นซองตักน้�ำรูปสเ่ี หลย่ี มคางหมู จ�ำนวน 6 ซอง ถูกติดต้ัง
บนโครงเหลก็ มศี ูนย์กลางของกังหันทเ่ี รยี กวา่ "เพลากงั หัน" ซึ่งวางตวั อยู่บนตัวรองรับเพลา ท่ตี ิดตัง้ อยู่บนทนุ่ ลอย
และมรี ะบบขับส่งก�ำลงั ด้วยเฟืองจานขนาดใหญ่ ใช้มอเตอรไ์ ฟฟ้าขนาด 2 แรงม้า ส�ำหรับขับเคลือ่ นใบพดั นำ้� ใหห้ มุน
รอบเป็นวงกลม ใช้หลักการวิดน้�ำข้ึนไปสาดกระจายให้เป็นฝอยในอากาศ ท�ำให้น�้ำเสียผสมกับอากาศได้อย่างท่ัวถึง
ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในอากาศสามารถละลายเข้าไปในน�้ำเสียได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งการเพ่ิมปริมาณออกซิเจนให้
กบั นำ้� เสยี ยังช่วยให้จลุ นิ ทรีย์ย่อยสลายส่ิงสกปรกในนำ้� เสยี ได้อยา่ งมีประสิทธภิ าพ

ภาพ 11 เครอื่ งกลเตมิ อากาศ "กงั หันนำ�้ ชัยพฒั นา"
ทีม่ า http://www.komchadluek.net/news/agricultural/246204

ระบบการท�ำงานของกังชัยนำ้� ชัยพัฒนา

ตัวป้ อน (Input) กระบวนการ (Process) ผลผลติ (Output)

พลงั งานไฟฟ้ า น้�ำเสีย มอเตอร์สง่ กำ� ลังให้ใบพดั หมุน น้ำ� ทผี่ า่ นการบำ� บัดมีปรมิ าณ
ทตี่ อ้ งการบำ� บดั วิดน้�ำข้ึนไปสาดกระจายให้เป็ น ออกซเิ จนสงู ข้ึน
ฝอยในอากาศ เพ่อื เพมิ่ พ้นื ที่

ผวิ สัมผสั ระหวา่ งออกซเิ จน
กับน้ำ� เสยี

นิตยสาร สสวท คา่ คณุ ภาพน้ำ� ตามทีต่ อ้ งการ

ขอ้ มูลยอ้ นกลับ (Feedback)

30

ในขณะเดยี วกนั ก็ยงั มกี ารพัฒนา ปรับปรุงกังหนั นำ�้ ชัยพัฒนาอยา่ งตอ่ เนือ่ งอกี 4 รูปแบบ การพัฒนากงั หันน้ำ� ชัย
พฒั นาในรปู แบบต่างๆ กเ็ พื่อให้มีประสทิ ธิภาพดยี งิ่ ขึน้ และพัฒนาให้เหมาะสมกับพื้นทใี่ ชง้ านท่ีแตกต่างกนั

รปู แบบ 1 รปู แบบ 2
ซองน�ำ้ จะถกู ขบั เคลือ่ นโดยใช้ ซองน้ำ� จะถกู ขับเคล่อื นโดยใชร้ ะบบ
ระบบขับสง่ ก�ำลังดว้ ยเฟอื งจานโซ่ ขับส่งก�ำลงั ด้วยชดุ เกียรท์ ดรอบ
ร่วมกบั เกียรม์ อเตอร์ขนาด 1: 50 ขนาด 1:300 ใช้มอเตอร์ 1 แรงม้า
ใช้มอเตอร์ 2 แรงม้า ขับ 1 ข้าง

รปู แบบ 3 รูปแบบ 4
เหมือนรูปแบบ 1 แต่ใชใ้ นกรณที ี่ตอ้ งการ ซองน้�ำจะถูกขบั เคล่ือนด้วยชุด
ขับเคล่ือนแลน่ ไปตามแหลง่ น้�ำด้วยตัวเอง เกยี รท์ ดรอบขนาด 1: 50 รว่ มกับ
และแหลง่ นำ้� นน้ั ไมม่ ีพลงั งานไฟฟา้ เขา้ ถงึ เกยี รท์ ดแบบเฟืองตรง 1: 6
ต้องใช้เครอ่ื งยนตข์ บั เคลือ่ นโดยมีเจา้ หนา้ ท่ี ใชม้ อเตอร์ 2 แรงมา้
บังคับทิศทาง

การนำ� เสนอวิธกี ารแกป้ ัญหา
กังหันน้�ำชัยพัฒนา ได้มีการจดสิทธิบัตร โดยกรมทรัพย์สินทางปัญญา กระทรวงพาณิชย์ ทะเบียนสิทธิบัตร

เลขที่ 3127 ในพระปรมาภไิ ธยพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภมู ิพลอดุลยเดช และได้ทูลเกลา้ ฯ ถวายสิทธิบัตรเมอื่ วนั ท่ี
2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2536 นับเป็นสิ่งประดิษฐ์เคร่ืองกลเติมอากาศเคร่ืองท่ี 9 ของโลกท่ีได้รับสิทธิบัตร และในปัจจุบันมี
หน่วยงานต่างๆ ท้ังภาครัฐและเอกชน ได้น�ำกังหันน�้ำชัยพัฒนาเข้าไปแก้ปัญหามลพิษทางน�้ำ เช่น วัด โรงพยาบาล
สถานที่ราชการ ทั้งในกรุงเทพมหานคร และต่างจังหวัด คณะรัฐมนตรีจึงก�ำหนดให้วันที่ 2 กุมภาพันธ์ ของทุกปีเป็น
วนั นกั ประดษิ ฐ์ แหง่ ชาติ เพอ่ื เทดิ พระเกยี รตพิ ระบาทสมเดจ็ พระปรมนิ ทรมหาภมู พิ ลอดลุ ยเดช และเพอื่ เปน็ วนั ประวตั ศิ าสตร์
แห่งการจดทะเบยี นและการทูลเกลา้ ฯ ถวายสิทธิบตั รแดพ่ ระมหากษตั ริย์พระองค์แรกของโลก

ดังนั้น การแก้ปัญหามลพิษทางน้�ำด้วยหลักการการเติมอากาศด้วยเคร่ืองกลเติมอากาศกว่าจะเสร็จสมบูรณ์
ขึ้นมาได้น้ัน ทรงได้น�ำความรู้จากหลากหลายศาสตร์มาบรูณาการเพ่ือแก้ปัญหา จะเห็นได้ว่าทรงออกแบบวิธีการแก้
ปญั หาหลายวธิ ี และน�ำไปทดสอบ ปรบั ปรงุ และแก้ไขตลอดเวลา จนได้วธิ ีทดี่ ีทส่ี ดุ และยังคงมกี ารพัฒนาต่อเน่ืองจาก
กังหันน�ำ้ ชัยพัฒนารูปแบบแรก เพ่ือน�ำมาใช้แก้ปัญหามลพิษทางน�ำ้ เพื่อให้ความเป็นอยู่ของพสกนิกรไทยทุกหมู่เหล่า
มีคณุ ภาพชีวิตท่ดี ีขึ้น

บรรณานุกรม

มลู นธิ ชิ ยั พฒั นา (2560). กงั หนั นำ�้ ชยั พฒั นา RX-2. สบื คน้ เมอื่ 23 พฤษภาคม 2561, จาก http://www.tsdf.or.th/th/royally-initiated-projects/.
ศูนยส์ รา้ งสรรคง์ านออกแบบส�ำนกั งานบรหิ ารและพฒั นาองคค์ วามรู้ (องค์การมหาชน) (2559). กา้ วตาม 9 ถอดวิธคี ดิ เชงิ ออกแบบของ

พระบามสมเด็จพระปรมนิ ทรมหาภูมพิ ลอดลุ ยเดช. สบื ค้นเม่ือ 23 พฤษภาคม 2561, จาก http://www.sc.psu.ac.th/units/qa/
document/Nai_Luang/การทรงงาน1.pdf.
ส�ำนกั บรกิ ารคอมพวิ เตอร์ มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ (2552). โครงการพระราชด�ำรกิ งั หนั นำ�้ ชยั พฒั นา. สบื คน้ เมอ่ื 23 พฤษภาคม 2561,
จาก http://www.ku.ac.th/e-magazine/dec52/agri/agri3.htm.
ส�ำนกั คณะกรรมการวจิ ยั แหง่ ชาต.ิ (2544). พระบาทสมเดจ็ พระเจา้ อยหู่ วั กบั สภาวจิ ยั แหง่ ชาต,ิ กรงุ เทพฯ: อมั รนิ ทรพ์ รน้ิ ตง้ิ แอนพบั ลชิ ชง่ิ .
อภริ กั ษ์ โกษะโยธนิ และคณะ. (2551). กงั หนั นำ้� ชยั พฒั นา: นำ้� พระราชหฤทยั ...นำ�้ ใส…ใหช้ วี ติ . กรงุ เทพฯ: บรษิ ทั ดาวฤกษ์ คอมมนู เิ คชนั่ จ�ำกดั .

31 ปีที่ 46 ฉบบั ที่ 212 พฤษภาคม - มิถนุ ายน 2561