เนื้อหาที่แสดงไว้ในพิพิธภัณฑ์ระบบแสง สี เสียง ในส่วนนี้ได้แก่

กังหันน้ำชัยพัฒนา เครื่องกลเติมอากาศหมุนช้าแบบทุ่นลอย สิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช

กังหันน้ำชัยพัฒนา

ที่มา

การขยายตัวของเมืองและปริมาณที่อยู่อาศัยของประชาชนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแหล่งน้ำเสีย เป็นที่รวมของเชื้อโรคนานาชนิด กระจายอยู่ตามสถานที่ต่างๆ เป็นจำนวนมาก ซึ่งเป็นพื้นที่ปิด ไม่มีทางระบายออก ทำให้ยากแก่การรวบรวมน้ำเสียเหล่านั้นเพื่อนำไปบำบัดในโรงบำบัดน้ำเสียและต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง วิธีการบำบัดน้ำเสียที่ได้ผลที่สุดก็คือการเพิ่มออกซิเจนให้กับน้ำซึ่งจะช่วยให้จุลินทรีย์ย่อยสลายสิ่งสกปรกในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เพราะเป็นวิธีที่ได้ผลและเสียใช้ค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้อย

ทฤษฏีเครื่องกลเติมอากาศ

การเติมอากาศหรือออกซิเจนเป็นหัวใจของระบบบำบัดน้ำเสียเพราะถ้ามีออกซิเจนอยู่มากจุลินทรีย์ก็สามารถเติบโตได้ดี ทำหน้าที่บำบัดน้ำเสียได้มากขึ้น แต่ความดันบรรยากาศบริเวณผิวน้ำ เป็นความดันที่ค่อนข้างต่ำที่ออกซิเจนจะละลายในน้ำได้พอเพียง จึงต้องมีการเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างอากาศกับน้ำให้ได้มากที่สุด

กังหันน้ำชัยพัฒนา คือ สิ่งประดิษฐ์ซึ่งเกิดจากพระปรีชาสามารถและพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เพื่อการแก้มลพิษทางน้ำซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นตลอดเวลา ด้วยการหมุนปั่นเพื่อเติมอากาศน้ำเสีย ให้กลายเป็นน้ำดี สามารถประยุกต์ใช้บำบัดน้ำเสียจากการอุปโภคของประชาชน น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม รวมทั้งเพิ่มออกซิเจนให้กับบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทางการเกษตร

กังหันน้ำชัยพัฒนา เป็นเครื่องกลเติมอากาศหมุนช้าแบบทุ่นลอย สามารถลอยขึ้นลงได้เองตามระดับน้ำมีส่วนประกอบสำคับได้แก่

- โครงกันหันน้ำ รูป12 เหลี่ยม ขนาด 2 ม. มีซองน้ำรูปสี่เหลี่ยมคางหมูขนาดความจุ 110 ลิตร ติดตั้งโดยรอบ จำนวน 6 ซอง

- ซองน้ำนี้ ถูกเจาะรูพรุนเพื่อให้น้ำไหลกระจายเป็นฝอย วิดดักน้ำด้วยความเร็ว 5 รอบต่อนาที สามารถวิดน้ำลึกลงไปได้ผิวน้ำประมาณ 0.50 ม. แล้วยกน้ำขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำที่ความสูงประมาณ 1 ม. ทำให้ออกซิเจนในอากาศสามารถละลายเข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว เพราะน้ำเสียที่ถูกยกขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสอากาศ แล้วตกลงไปยังผิวน้ำ ก่อให้เกิดฟองอากาศจมตามลงไปด้วย ขณะเคลื่อนที่ ซองน้ำจะกดลงไปใต้ผิวน้ำทำให้เกิดการอัดอากาศภายในซองน้ำ ส่งผลให้มีการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงขึ้นตามไปด้วย

- การผลักดันของน้ำด้วยความเร็วของการไหล 0.20 เมตร/วินาที สามารถผลักดันน้ำออกไปจากเครื่องได้ระยะประมาณ 10 เมตร และการโยกตัวของทุ่นลอยในขณะทำงานจะส่งผลให้แผ่นไฮโดรฟอยล์ที่ติดตั้งไว้ใต้น้ำผลักดันน้ำให้เคลื่อนที่ไปผสมกับออกซิเจนในระดับใต้ผิวน้ำ

- ก่อให้เกิดกระบวนการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสานและการไหลของน้ำเสียไปตามทิศทางที่กำหนดโดยพร้อมกัน

- เกิดประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้ 1.2 กิโลกรัม ต่อแรงม้าต่อชั่วโมง

กันหันน้ำชัยพัฒนา ได้รับสิทธิบัตรจากกรมทรัพย์สินทางปัญญา เมื่อวันที่ 2 กพ. 2536 หลังจากเลขาธิการมูลนิธิชัยพัฒนา ซึ่งเป็นหน่วยงานหลักที่สนองพระราชดำริในการพัฒนากังหันน้ำ รับพระราชทานพระบรมราชานุ-ญาติให้ยื่นขอรับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2535 จึงนับว่าเป็นสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของไทย และครั้งแรกของโลก และถือว่าวันที่ 2 กุมภาพันธ์ของทุกปี เป็นวันนักประดิษฐ์ นับแต่นั้นเป็นต้นมา นอกจากนี้ “กังหันน้ำชัยพัฒนา” ยังได้รับรางวัลเหรียญทองจาก The Belgian Chamber of Inventor องค์กรทางด้านนวัตกรรมที่เก่าแก่ของเบลเยี่ยม ภายในงาน “Brussels Eureka 2000” ซึ่งเป็นงานแสดงสิ่งประดิษฐ์ใหม่ของโลกวิทยาศาสตร์ ณ กรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยี่ยม