การดำเนินงานแก้ไขน้ำเสียตามโครงการปรับปรุง คุณภาพน้ำ โดยใช้เครื่องกลเติมอากาศของมูลนิธิชัย พัฒนาเป็นที่รู้จักกันแพร่หลายมานานนับได้ประมาณ 7 ปีเศษแล้ว นับจากวันที่ได้ทูลเกล้าฯ ถวาย สิทธิบัตร การประดิษฐ์ "เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบ ทุ่นลอย" หรือ "เครื่องกังหันน้ำชัยพัฒนา" ในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2536 และวันที่ 2 กุมภาพันธ์ ของทุกปี ก็ได้รับการกำหนดเป็น "วันนักประดิษฐ์" ด้วย            กรมชลประทาน โดยสำนักงานวิจัยและพัฒนาเครื่อง จักรกลน้ำ กองโรงงาน ได้ดำเนินการศึกษาวิจัย และ พัฒนาเครื่องกลเติมอากาศ ในรูปแบบของ "เครื่อง กังหันน้ำชัยพัฒนา" ซึ่งเป็นชื่อที่ได้รับพระราชทานเมื่อ วันที่ 3 พฤษภาคม 2533 เป็นเครื่องกลเติมอากาศใน ลำดับทดสอบที่ 2 (Royal Experiment 2 หรือ RX-2) โดยเริ่มดำเนินการศึกษาวิจัยมาตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2531 และได้เริ่มนำไปทดสอบใช้งานที่โรงพยาบาลพระ มงกุฎเกล้าและวัดบวรนิเวศวิหาร ตั้งแต่ เดือน พฤษภาคม 2532 จนถึงปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาเครื่อง และนำไปใช้งานแล้วประมาณ 50 โครงการ ทั้งใน กรุงเทพฯ และต่างจังหวัด            "กังหันน้ำชัยพัฒนา" ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นเพื่อนำไป ใช้งานปรับปรุงคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำเสีย ขณะนี้มีอยู่ 4 รูปแบบ แล้ว คือ            1. รูปแบบ A ซองตักวิดน้ำ จะถูกขับเคลื่อนโดยใช้ ระบบขับส่งกำลังด้วยชุดเฟืองเกียร์ทดรอบอัตรา 1:50 ร่วมกับชุดเฟืองจ่ายโซ่ทดรอบอัตรา 1:6 ขับด้วย มอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 2 แรงม้า (1.5 กิโลวัตต์) ระบบแรง ดัน 380 โวลท์ 3 เฟส 50 เฮิรตซ์ หมุนด้วยความเร็ว 1,450 รอบ/นาที ซึ่งจะถ่ายทอดกำลังไปขับเคลื่อนซอง ตักวิดน้ำให้หมุนด้วยความเร็ว 5 รอบ/นาที            2. รูปแบบ B ซองตักวิดน้ำ จะถูกขับเคลื่อนโดยใช้ ระบบขับส่งกำลังด้วยชุดเฟืองเกียร์ทดรอบอัตรา 1:300 ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 2 แรงม้า (1.5 กิโลวัตต์) ระบบแรงดัน 380 โวลท์ 3 เฟส 50 เฮิรตซ์ หมุนด้วย ความเร็ว 1,450 รอบ/นาที ซึ่งจะถ่ายทอดกำลังไปขับ เคลื่อนซองตักวิดน้ำให้หมุนด้วยความเร็ว 5 รอบ/นาที            3. รูปแบบ C ซองตักวิดน้ำ จะถูกขับเคลื่อนโดยใช้ ระบบขับส่งกำลังด้วยชุดเฟืองเกียร์ทดรอบอัตรา 1:50 ร่วมกับชุดเฟืองจานโซ่ทดรอบอัตรา 1:6 มีครอบโซ่หุ้ม ตลอด ขับด้วยเครื่องยนต์ขนาด 5 แรงม้า หมุนที่ ความเร็ว 1,450 รอบ/นาที ซึ่งจะถ่ายทอดกำลังไปขับ เคลื่อนซองตักวิดน้ำให้หมุนด้วยความเร็ว 5 รอบ/นาที โดยที่กังหันน้ำชัยพัฒนารูปแบบนี้จะเคลื่อนตัวแล่นไป ตามแหล่งน้ำด้วยตัวเอง ซึ่งออกแบบไว้ใช้ในกรณีที่ แหล่งน้ำไม่มีพลังงานไฟฟ้าเข้าถึง และจะต้องใช้เจ้า หน้าที่นั่งขับบังคับเคลื่อนตัวให้แล่นไปตามทิศทาง พร้อมกับเติมอากาศลงไปในน้ำ เหมาะสำหรับใช้เติม อากาศในกรณีเร่งด่วนเป็นครั้งคราวที่ต้องการความ ช่วยเหลือเป็นกรณีพิเศษให้สัตว์น้ำมีชีวิตอยู่ได้อย่าง เป็นสุข เช่น ใช้กับบ่อเลี้ยงปลา บ่อเลี้ยงกุ้ง อ่างเก็บน้ำ เพื่อการชลประทาน แต่ไม่เหมาะสมที่จะไปใช้กับ ฟาร์มเลี้ยงจระเข้            4. รูปแบบ D ซองตักวิดน้ำจะถูกขับเคลื่อนโดยใช้ ระบบขับส่งกำลังด้วยชุดเฟืองเกียร์ทดรอบอัตรา 1:50 ร่วมกับเฟืองทดแบบสเปอร์เกียร์ ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ขนาด 2 แรงม้า (1.5 กิโลวัตต์) ระบบแรงดัน 380 โวลท์ 3 เฟส 50 เฮิรตซ์ หมุนด้วยความเร็ว 1,450 รอบ/นาที ซึ่งจะถ่ายทอดกำลังไปขับเคลื่อนซองตักวิด น้ำให้หมุนด้วยความเร็ว 5 รอบ/นาที            นอกจากเครื่อง "กังหันน้ำชัยพัฒนา" ดังกล่าวข้างต้น แล้ว พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานภาพ ฝีพระหัตถ์เครื่องกลเติมอากาศอีกรูปแบบหนึ่ง เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2533 เช่นกัน คือ "เครื่องกลเติม อากาศชัยพัฒนา รูปแบบที่ 5 (Chaipattana Aerator Model RX 5) ซึ่งมีทั้งหมด 3 แบบ            กรมชลประทานได้ดำเนินการจัดสร้างเครื่องกลเติม อากาศต้นแบบตามแนวพระราชดำริ ทั้ง 3 แบบ คือ            1. RX 5A เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ออกแบบให้ อากาศถูกเป่าลงไปในน้ำ ตาม System 1 A, B, C, D (air pump)            2. RX 5B เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ออกแบบให้ ความเร็วของน้ำที่ถูกสูบด้วยชุดปั๊มน้ำพาอากาศจาก ภายนอกเข้ามาผสมกับน้ำ ตาม System 2 A, B, E, F, G (water pump)            3. RX 5C เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ออกแบบตามรูป แบบ RX-5B แต่เพิ่มปริมาณลมโดยติดตั้งชุดเป่าลม เพื่อเพิ่มปริมาณอากาศที่จะเข้าไปผสมกับน้ำตาม System 3 A, B, C, D, E, G (water air pump)            การทดสอบเครื่องต้นแบบดังกล่าวได้นำไปแสดงการ ทำงานที่อ่างเก็บน้ำห้วยตะแปด จังหวัดเพชรบุรี เมื่อปี พ.ศ.2533 แต่เครื่องกลเติมอากาศต้นแบบยังมีขนาด ใหญ่ และประสิทธิภาพยังไม่ดีเท่าที่ควร จะต้องทำการ แก้ไขปรับปรุงให้ดีขึ้น ประกอบกับแหล่งน้ำบางแห่งที่ จะต้องทำการปรับปรุงคุณภาพน้ำไม่สามารถติดตั้ง กังหันน้ำชัยพัฒนาได้ กรมชลประทานจึงทำการพัฒนา เครื่องกลเติมอากาศที่จัดสร้างตามภาพฝีพระหัตถ์ที่ พระราชทานให้มีขนาดเล็ก และมีหลักการทำงานตาม แนวพระราชดำริ เพื่อนำไปใช้ปรับปรุงคุณภาพน้ำที่ไม่ สามารถติดตั้งกังหันน้ำชัยพัฒนาได้ต่อไป การจัดสร้างต้นแบบ            กรมชลประทานได้ดำเนินการศึกษา วิจัย เพื่อปรับปรุง เครื่องกลเติมอากาศแบบ RX 5C โดยการออกแบบให้ มีขนาดกระทัดรัด ง่ายต่อการจัดสร้าง และวัสดุที่ใช้จัด ทำต้นแบบก็ใช้เศษวัสดุที่เหลือจากการงานต่างๆ มา ดำเนินการ ซึ่งเจ้าหน้าที่งานปรับปรุงเครื่องมือกล ฝ่าย ผลิตอะไหล่เครื่องจักรกล กองโรงงาน เป็นผู้ดำเนิน การจัดสร้าง โดยใช้มอเตอร์ขนาด 1 แรงม้า มาทดลอง เพื่อตรวจสอบการทำงานซึ่งหลังจากทดสอบการใช้ งาน พบว่าเครื่องกลเติมอากาศต้นแบบสามารถเติม อากาศลงไปในน้ำและมีหลักการทำงานเป็นไปตามรูป แบบที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวพระราชทานแนว พระราชดำริ จึงได้ทำการเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าจาก ขนาด 1 แรงม้า เป็นขนาด 2 แรงม้า 3000 รอบ/นาที และนำไปติดตั้งกับทุ่นไฟเบอร์กลาส ผลการทดสอบประสิทธิภาพสามารถที่จะนำไป ใช้งานปรับปรุงคุณภาพน้ำได้ หลักการทำงาน            เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนจะทำให้ใบพัดปั๊มน้ำหมุน ระบบสูบน้ำทำงานจะดูดน้ำที่ส่วนล่างของบ่อขึ้นไป ตามท่อดูดน้ำ ที่ปลายทางออกท่อดูดน้ำจะมี Venturi (คอคอดเพิ่มความเร็วน้ำ) เมื่อน้ำไหลผ่านตรงจุด Venturi น้ำมีความเร็วสูงเกิดสูญญากาศจะดูดอากาศ จากภายนอกผสมกับน้ำ แต่ท่อรับอากาศต่อเข้ากับชุด เป่าอากาศจะทำการอัดอากาศส่งไปตามท่อรับอากาศ เพิ่มปริมาณอากาศเข้าผสมกับน้ำโดยมีแรงดูดอากาศ เนื่องจากการเกิดสูญญากาศตรงจุด Venturi และแรง อัดอากาศจากชุดเป่าอากาศ            เครื่องกลเติมอากาศแบบนี้จะดึงน้ำเสียที่อยู่ก้นบ่อเข้า ผสมกับอากาศ และเกิดคลื่นน้ำทำให้น้ำไหลหมุนเวียน จะสามารถปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ดีขึ้น นอกจากนี้ยัง นำไปดัดแปลงใช้ประโยชน์เป็นปั๊มดูดตะกอนเลนโดย ปิดทางเข้าอากาศได้อีกด้วย ผลการทดสอบ            ระบบสูบน้ำได้ผลน่าพอใจสามารถขยายใบพัดให้โต ขึ้นซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพในการผลักดันน้ำ ระบบดูด อากาศผ่านช่อง Venturi ได้ผลระบบเป่าอากาศยังไม่ดี แต่ปริมาณอากาศผสมกับน้ำมีปริมาณเพิ่มขึ้นอันเนื่อง จากชุดเป่าอากาศ เมื่อเปรียบเทียบกับการต่อรับอากาศ จากภายนอก ต้องทำการวิจัยปรับปรุงแก้ไขใบพัดลม เนื่องจากปริมาณลมที่ได้จากการเป่าลมยังน้อยอยู่ การพัฒนาปรับปรุงประสิทธิภาพ            คณะผู้จัดทำการวิจัยจัดสร้างกำลังดำเนินการแก้ไขรูป แบบใบพัดเครื่องเป่าลม และจะเพิ่มขนาดความโตของ ใบพัดชุดสูบน้ำ ใบพัดชุดเป่าลม ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มประ สิทธิภาพในการเติมอากาศลงไปในน้ำ ในกรณีที่นำไป ใช้งานเห็นควรปรับปรุงวัสดุเป็นเหล็ก Stainless แทน เหล็กแผ่นธรรมดา และปรับปรุงใบพัดปั๊มน้ำ และ ระบบเป่าอากาศให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ซึ่งถ้าใช้ Stainless ในการจัดทำคาดว่างบประมาณในการจัดทำ ไม่เกิน 25,000 บาท/เครื่อง            การวิจัยและพัฒนาเครื่องกลเติมอากาศ แบบ RX5 นี้ จึงเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่ง เพื่อใช้ในพื้นที่ที่ไม่ สามารถนำเครื่องกังหันน้ำชัยพัฒนาไปติดตั้งได้ เนื่องจากสภาพพื้นที่ เช่น ข้อจำกัดในเรื่องความลึก ของน้ำ ความยุ่งยากในการขนส่ง ฯลฯ รวมทั้งค่าจัด สร้างเครื่องซึ่งมีราคาต่ำกว่าอีกด้วย