เครื่องตะบันน้ำ คือ เครื่องมือที่สามารถนำน้ำจากที่ต่ำขึ้นที่สูงได้จากแรงดันน้ำและแรงอัดของอากาศ การทำงานคือเมื่อน้ำไหลตกจากที่สูงตามท่อออกทางปลายท่อที่เราใส่เช็ควาล์วไว้ เมื่อเช็ควาล์วปิดจะทำให้น้ำหยุดกะทันหัน เปลี่ยนทิศทางการไหลเข้าสู่เช็ควาล์วอีกตัวที่มีท่อลมอยู่ อากาศที่อยู่ในท่อลม เมื่อถูกน้ำอัดจำกัดพื้นที่ จึงดันน้ำเข้าส่อท่อจ่ายและจากแรงอัดของอากาศนี่เองจึงทำให้สามารถส่งน้ำขึ้นที่สูง ๆ ได้
จากการทดลองทำและติดตั้งเพื่อทดสอบ การวางท่อน้ำส่งนี้จะต้องใหญ่กว่าท่อจ่าย และต้องยาวอย่างน้อย 20เมตรขึ้นไปทำมุม ไม่น้อยกว่า 30 องศา ทำมุมตั้งขึ้นมากน้ำจะไหลเข้าแรงทำให้เกิดแรงอัดของอากาศมากน้ำจะถูกส่งขึ้นที่สูงได้มากขึ้นทั้งนี้ท่อลมต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น และเป็นวัสดุที่ทนแรงอัดอากาศได้
หลักการ
ปรากฎการณ์ water hammer และการประยุกต์ ด้วยพลังงานน้ำโดย เมื่อต่อน้ำที่มีความเร็วเข้าท่อขาเข้าน้ำจะถูกปิดกั้นด้วยวาล์ว การปิดกั้นนี้ทำให้เกิดแรงกระแทกทำให้อัดน้ำขึ้นทางด้านบน
1 ช่วงเร่งความเร็วน้ำเข้า
โดยวาล์วน้ำทิ้งจะเปิดอยู่ด้วยน้ำหนักที่กด ทำให้น้ำจากท่อน้ำเข้าไหล เข้าตัวเรือนปั๊ม และออกที่วาล์วน้ำทิ้ง ความเร็วของน้ำก็จะค่อยๆเพิ่มขึ้น เมื่อความเร็วถึงจุดหนึ่ง ( Vm) กระแสน้ำจะสามารถ พยุงวาล์วน้ำทิ้งเอาชนะน้ำหนักที่กดวาล์วได้ ทำให้วาล์วน้ำทิ้งปิดทันที่
2 ช่วงส่งน้ำ
เมื่อน้ำถูกทำให้หยุดกะทันหัน ทำให้เกิดความดันสูงในเรือนปั๊ม ความดันนี้สามารถชนะความดันในห้องความดันได้ ทำให้น้ำสามารถไหลผ่านวาล์วความดันทางเดียว เข้าไปยังส่วนท่อส่งน้ำออก ความดันในตัวเรือนปั๊มจะค่อยๆลดลงเรื่อยๆ จนไม่สามารถชนะความดันในห้องความดันได้ ทำให้วาล์วความดันปิดอีกครั้ง
3 การไหลย้อน
น้ำจะไหลย้อนกลับมาทางท่อน้ำเข้า ทำความดันในปั๊มลดลงจนต่ำกว่าความดันบรรยากาศ อากาศบางส่วนไหลเข้ามาทาง วาล์วเติมอากาศเพื่อรอการบรรจุไปในห้องความดันในรอบการทำงานหน้า (การเติมอากาศเล็กน้อยเข้าไปในห้องความดัน ทำให้เราแน่ใจว่าอากาศจะไม่หมดไปกับน้ำที่อาจพาไปกับท่อส่งน้ำ) ความดันที่ลดลงทำให้วาล์วน้ำทิ้งเปิดอีกครั้ง (ด้วยน้ำหนักที่กด) เป็นอันครบรอบการทำงาน
ประโยชน์
เครื่องตะบันน้ำนี้มีประโยชน์มากต่อชาวสวน ชาวบ้านที่ขาดแคลนน้ำหรืออยู่ห่างไกลแหล่งน้ำ โดยไม่ต้องพึ่งพิงเครื่องสูบน้ำและเราสามารถทำใช้ได้เอง ในราคาที่ไม่แพง น้ำจะไหลตลอดเวลา
ข้อดี
1.ไม่ต้องการพลังงานจากภาพนอก ทำงาน 24 ชม. /วัน ไม่กิน ไฟฟ้า หรือน้ำมัน กินแต่น้ำ
2 . มีโครงที่ไม่ซับซ้อน คือมีส่วนเคลื่อนไหวเพียง 2 ส่วน (วาล์ว 2 ตัว)
3. ราคาถูก คุ้มค่า
ข้อเสีย
1. ต้องใช้น้ำในปริมาณมากในการจะทำให้เครื่องทำงาน
2. มีการสูญเสียน้ำไป
3. น้ำที่เข้าไปในระบบ ต้องไม่มีสิ่งเจือปน ซึ่งอาจทำให้ กลไก ทำงานผิดพลาดได้ ทำให้ต้องควบคุมคุณภาพของน้ำไหลเข้า
4. พิจารณาในด้าน อัตราการไหล แล้ว ไหลช้า จึงต้องมาการสะสมน้ำที่ดึงขึ้นมา และปล่อยให้มีการไหลกักเก็บ ถึงจะนำไปใช้ได้
เขียนโดย ณนนทพร แก้วหะวงษ์
อ้างอิงข้อมูลจาก สราวุธ จันทวงษ์ นักวิชาการวิทยาศาสตร์ศึกษา