โครงการในพระราชดำริหลายต่อหลายโครงการของพระองค์ได้ช่วยปัดเป่าทุกข์ภัยของประชาชน นำมาซึ่งความกินดีอยู่ดีและสามารถพึ่งพาตนเองได้ เป็นที่ประจักษ์แก่สายตาของคนทั่วโลก

โดยหนึ่งในหลายโครงการนั่นก็คือ โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา ด้วยทรงห่วงใยต่อพสกนิกรที่ต้องเผชิญกับปัญหาน้ำเน่าเสียที่ทวีความรุนแรงเพิ่มมากขึ้นในหลายพื้นที่ของประเทศ พระองค์จึงได้พระราชทานพระราชดำริในการแก้ไขปัญหาน้ำเสียดังกล่าว โดยในระยะแรกระหว่างปี พ.ศ. 2527-2530 ทรงแนะนำให้ใช้น้ำที่มีคุณภาพดีช่วยบรรเทาน้ำเสียและวิธีกรองน้ำเสียด้วยผักตบชวาและพืชน้ำต่างๆ ซึ่งก็สามารถช่วยแก้ไขปัญหาได้ผลในระดับหนึ่ง จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2531 สภาพน้ำเน่าเสียได้ทวีความรุนแรงเพิ่มมากขึ้นจนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีการทางธรรมชาติไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ โดยปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดน้ำเน่าเสียและมีกลิ่นเหม็นนั่นก็คือ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำมีปริมาณน้อย ไม่เพียงพอต่อความต้องการของจุลินทรีย์บำบัดน้ำเสีย การแก้ไขปัญหาดังกล่าวจึงต้องหาวิธีการที่จะเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้กับน้ำเสียเหล่านั้น ด้วยพระอัจฉริยภาพ พระองค์จึงมีพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศในรูปแบบที่ประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตได้เองในประเทศแบบ "ไทยทำไทยใช้" โดยทรงได้แนวทางจาก "หลุก" ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ชาวบ้านใช้วิดน้ำเข้านา ถือเป็นแนวคิดเบื้องต้นในการผลิตเครื่องเติมอากาศลงในน้ำเสีย โดยพระองค์ได้โปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้มูลนิธิชัยพัฒนาสนับสนุนงบประมาณเพื่อศึกษาและวิจัยร่วมกับกรมชลประทาน ในการนี้กรมชลประทานรับสนองพระราชดำริในการศึกษาและสร้างต้นแบบ โดยดัดแปลงเครื่องสูบน้ำพลังน้ำ (กังหันน้ำสูบน้ำทุ่นลอย) และได้นำไปติดตั้งใช้ในกิจกรรมบำบัดน้ำเสียที่โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า เมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2532 และที่วัดบวรนิเวศวิหาร เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2532 เพื่อศึกษาวิจัย และพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสีย จนกระทั่งประสบผลสำเร็จได้สิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่า กังหันน้ำชัยพัฒนา หรือเครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย (Chaipattana Low Speed Surface Aerator) ซึ่งมีคุณสมบัติในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงถึง 1.2 กิโลกรัมของออกซิเจน/แรงม้า/ชั่วโมง สามารถนำไปใช้ในกิจกรรมปรับปรุงคุณภาพน้ำได้อย่างอเนกประสงค์ ติดตั้งง่าย เหมาะสำหรับใช้ในแหล่งน้ำธรรมชาติ ได้แก่ สระน้ำ หนองน้ำ คลอง บึง ลำห้วย ฯลฯ ที่มีความลึกมากกว่า 1.00 เมตร และมีความกว้างมากกว่า 3.00 เมตร รวมถึงสามารถประยุกต์ใช้งานในด้านการการเกษตรและฟาร์มเลี้ยงสัตว์น้ำได้อีกทางหนึ่งด้วย

กังหันน้ำชัยพัฒนา ที่มา : http://www.buildernews.in.th

หลักการและวิธีการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนา
1. โครงกังหันน้ำรูป 12 เหลี่ยม ติดตั้งซองพรุนบรรจุน้ำโดยรอบจำนวน 6 ซอง
2. รูพรุนของซองน้ำเมื่อขับเคลื่อนด้วยเกียร์มอเตอร์จะหมุนรอบทำให้ซองน้ำวิดตักน้ำ โดยสามารถวิดน้ำลึกลงไปจากใต้ผิวน้ำประมาณ 0.50 เมตร
3. เมื่อซองน้ำถูกยกขึ้น น้ำจะสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำได้สูงถึง 1 เมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างน้ำกับอากาศมาก ทำให้ออกซิเจนสามารถละลายเข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว
4. น้ำที่ตกลงมายังผิวน้ำนั้นจะเกิดฟองอากาศจมตามลงไปใต้ผิวน้ำด้วย ในขณะที่ซองน้ำกำลังเคลื่อนที่ลงสู่ผิวน้ำแล้วกดลงไปใต้ผิวน้ำนั้น จะเกิดการอัดอากาศภายในซองน้ำจนกระทั่งซองน้ำจมน้ำเต็มที่ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงขึ้น

การบำบัดมลพิษในน้ำด้วยการใช้เครื่องกลเติมอากาศ กังหันน้ำชัยพัฒนา ได้ผลดีเป็นที่น่าพอใจ โดยสามารถเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้กับน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้น้ำสะอาดขึ้น กลิ่นเหม็นลดลง สัตว์น้ำจึงสามารถอยู่อาศัยได้อย่างปลอดภัย อีกทั้งยังช่วยบำบัดความสกปรกในรูปของมวลสารต่างๆ ให้ลดต่ำลงได้ (ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน) ​ในการนี้กังหันน้ำชัยพัฒนาได้รับการพิจารณาและทูลเกล้าฯ ถวายสิทธิบัตร
ในพระปรมาภิไธย เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม พ.ศ. 2536 นับเป็นสิ่งประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศเครื่องที่ 9 ของโลกที่ได้รับสิทธิบัตรและเป็นครั้งแรกที่ได้มีการรับจดทะเบียนและออกสิทธิบัตรให้แก่พระบรม-ราชวงศ์ จึงนับได้ว่าเป็น สิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกในประวัติศาสตร์ชาติไทยและเป็นครั้งแรกของโลกอีกด้วย

หลุก (ระหัดวิดน้ำ) ที่มา : http://kanchanapisek.or.th/kp8/cem/cem403.html

ในโอกาสอันดีนี้คณะรัฐมนตรีจึงได้มีมติกำหนดให้วันที่ 2 กุมภาพันธ์ของทุกปีเป็น “วันนักประดิษฐ์“ เพื่อเป็นการเทิดพระเกียรติและสนับสนุนให้เกิดสิ่งประดิษฐ์ของคนไทย ทั้งนี้ไม่ใช่เพียงแค่ในประเทศไทยเท่านั้น กังหันน้ำชัยพัฒนา ยังได้รับการยอมรับในระดับโลก โดยยืนยันได้จากรางวัลระดับนานาชาติดังต่อไปนี้
1. ถ้วยรางวัล MINISTER J. CHABERT เป็นรางวัลผลงานด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่น มอบโดย Minister of Economy of Brussels Capital Region
2. ถ้วยรางวัล Grand Prix International เป็นรางวัลผลงานด้านการประดิษฐ์ดีเด่นสูงสุดมอบโดย International Council of the World Organization of Periodical Press
3. เหรียญรางวัล Prix OMPI Femme Inventeur Brussels EUREKA 2000 พร้อมประกาศนียบัตรเป็นรางวัลด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นระดับโลก มอบโดย World Organization of Intellectual Property
4. ถ้วยรางวัล Yugoslavia Cup เป็นรางวัลสรรเสริญในพระอัจฉริยภาพพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 9 มอบโดยกลุ่มประเทศยูโกสลาเวีย
5. เหรียญรางวัล Gold Medal with Mention พร้อมประกาศนียบัตร เป็นรางวัลสรรเสริญในพระอัจฉริยภาพมอบโดย Brussels Eureka 2000

นอกจากนี้คณะกรรมการนานาชาติยังได้กล่าวสดุดีพระเกียรติพระบาท-สมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ความว่า "พระมหากษัตริย์ของไทยทรงเป็นนักพัฒนา มีพระวิริยะอันสูงส่งรวมทั้งพระอัจฉริยภาพและพระวิสัยทัศน์ที่ดีทรงงานหนักเพื่อประชาชนของพระองค์ ทรงใช้เทคโนโลยีที่เรียบง่าย สิ่งประดิษฐ์ในพระองค์สามารถนำไปพัฒนาใช้งานได้อย่างกว้างขวางทั่วโลก"

รางวัลระดับนานาชาติ ที่มา : http://technology.thaiza.com

โดยในปัจจุบันกังหันน้ำชัยพัฒนาได้ถูกนำมาติดตั้งใช้งานกับระบบบำบัดน้ำเสียตามสถานที่ต่างๆ โดยมีการปรับปรุงและพัฒนาเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียสูงสุด รวมถึงต้องมีความสะดวกในการใช้งาน ประหยัดค่าใช้จ่ายและสามารถซ่อมบำรุงได้ง่าย ตลอดจนมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยได้มีการวิจัยเพื่อประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศ 9 รูปแบบ คือ
1. เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศลงไปใต้น้ำและกระจายฟอง Chaipattana Aerator, Model RX-1
2. เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำแบบหมุนช้า หรือ “กังหันน้ำชัยพัฒนา” Chaipattana Aerator, Model RX-2
3. เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศหมุนใต้น้ำ หรือ “ชัยพัฒนาซุปเปอร์ฟองแอร์” Chaipattana Aerator, Model RX-3
4. เครื่องกลเติมอากาศแรงดันน้ำ หรือ “ชัยพัฒนาเวนจูรี่” Chaipattana Aerator, Model RX-4
5. เครื่องกลเติมอากาศระบบอัดและดูดอากาศลงใต้น้ำ หรือ “ชัยพัฒนาแอร์เจท Chaipattana Aerator, Model RX-5
6. เครื่องกลเติมอากาศแบบตีน้ำสัมผัสอากาศ หรือ “เครื่องตีน้ำชัยพัฒนา” Chaipattana Aerator, Model RX-6
7. เครื่องกลเติมอากาศแบบดูดและอัดน้ำลงไปที่ใต้ผิวน้ำ หรือ “ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์” Chaipattana Aerator, Model RX-7
8. เครื่องมือจับเกาะจุลินทรีย์ หรือ “ชัยพัฒนาไบโอ” Chaipattana Bio-Filter, Model RX-8
9. เครื่องกลเติมอากาศแบบกระจายน้ำสัมผัสอากาศ หรือ “น้ำพุชัยพัฒนา” Chaipattana Aerator, Model RX-9

คงไม่มีข้อกังขาใดเมื่อทุกอย่างประจักษ์แก่ปวงชนชาวไทยแล้วว่าพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพล-อดุลยเดชทรงห่วงใยประชาชนของพระองค์มากเพียงใด พระราชกรณียกิจรวมถึงโครงการส่วนพระองค์ต่างๆ นำมาซึ่งความเจริญก้าวหน้า ความกินดีอยู่ดี สิ่งต่างๆ เหล่านี้จะคงอยู่และเจริญงอกงาม ถ้าปวงชนชาวไทยได้น้อมนำคำสอนของพระองค์ไปปรับใช้ในชีวิต พัฒนาตนและสังคมให้มีคุณภาพสืบสานพระราชปณิธานในหลวง เพื่อความผาสุกของบ้านเมืองต่อไป

เรื่องโดย : รศ.ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย