อาจารย์วิศว มทส. คิดค้นอุปกรณ์ราคาถูกช่วยแก้ภัยหนาว


ภัยหนาวมักมาหลังน้ำท่วมเสมอ โดยเฉพาะปีนี้นอกจากน้ำท่วมใหญ่ในประเทศไทยแล้วยังท่วมใหญ่ในประเทศจีนและเวียตนามอีกด้วย ซึ่งสองประเทศนี้นับเป็นประเทศ”ต้นลมหนาว”ของไทยเรา

“ประเด็นอากาศประเทศไทยปีนี้จะหนาวผิดปกตินั้น ผมได้ออกประกาศเตือนไปยังเว็บไซต์ต่างๆ และส่งอีเมล์ไปยังเครือข่ายของผมตั้งแต่ต้นเดือนพฤศจิกายนในขณะที่น้ำกำลังท่วมประเทศ  เช่นที่  http://www.gotoknow.org/blogs/posts/467190  และที่ http://lanpanya.com/withwit/archives/747  แต่ดูเหมือนว่ามีคนสนใจอ่านหรือเห็นความสำคัญน้อยมาก”  รศ.ดร.ทวิช จิตรสมบูรณ์ อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล ม.เทคโนโลยีสุรนารี อ.เมือง จ.นครราชสีมา ให้การอธิบาย พร้อมให้เหตุผลว่า “ เมื่อเกิดน้ำท่วม ดินจะอุ้มน้ำไว้ได้มาก พอลมหนาวพัดผ่าน ไอน้ำจากดินจะระเหยสู่อากาศ ทำให้เกิดการดูดความร้อนแฝงจากอากาศ ทำให้อากาศเย็นลงได้มากกว่าปกติ”

เมื่อได้เล็งเห็นภัยหนาวรุนแรงล่วงหน้า อาจารย์ทวิชจึงได้คิดค้น ประดิษฐ์ และทดลองอุปกรณ์ช่วยบรรเทาภัยหนาวราคาถูกไว้แต่เนิ่นๆ โดยมีเป้าหมายเพื่อช่วยเด็กนักเรียนและประชาชนในท้องถิ่นห่างไกลความเจริญและมีรายได้น้อย ปรากฏผลจากการทดลองว่าได้ผลดีมากทีเดียว อีกทั้งเป็นระบบราคาถูกที่ง่ายจนผู้คนส่วนใหญ่สามารถสร้างใช้ได้เอง

วิธีการประดิษฐ์และหลักการทำงานอุปกรณ์แก้หนาวนี้  เป็นดังนี้

  1. หากระถางดอกไม้ดินเผาที่มีการเจาะรูระบายน้ำไว้ที่ก้น ขนาดสักสองลิตรมาหนึ่งใบ
  2. เอากระถางกล้วยไม้ขนาดเล็กกว่าที่มีการเจาะรูโดยรอบครอบลงไปที่ก้น โดยเอาปากกระถางเล็กไปครอบรูที่ก้นกระถางใหญ่
  3. เอาหินขนาดก้อนใหญ่สักเท่าหัวแม่มือเทลงไปสักสองลิตร ให้เต็มกระถาง 
  4. นำกระถางบรรจุหินนี้ไปวางตั้งไว้บนกระถางกล้วยไม้คว่ำหน้าที่มีการเจาะรูโดยรอบอีกใบหนึ่ง (ก้นกระถางกล้วยไม้นี้ก็ต้องมีการเจาะรูด้วย)  โดยที่กระถางกล้วยไม้นี้ก็วางคร่อมตะเกียงน้ำมันไว้ด้วย
  5. ทำการจุดตะเกียง (ซึ่งอาจเป็นตะเกียงน้ำมันก๊าดหรือน้ำมันพืชก็ได้ ..โดยเฉพาะน้ำมันพืชใช้แล้วจะทำให้ประหยัดได้มาก)  ความร้อนจากเปลวไฟตะเกียงจะรอดผ่านรูที่ก้นกระถางเข้าไปในโพรงกระถางกล้วยไม้ที่คว่ำหน้าอยู่ด้านในของกระถางใหญ่ แล้วส่งความร้อนซึมผ่านชั้นหินขึ้นไป ทำให้หินร้อนขึ้นเรื่อยๆ  ควรปรับแต่งตะเกียงให้ไม่มีควัน  แต่ถ้ามีควันเล็กน้อย ควันจะถูกกรองโดยชั้นหินได้เกือบหมด
  6. ในเวลาประมาณ 15 นาที หินทั้งหมดจะร้อนมากจนสัมผัสไม่ได้  ณ จุดนี้สามารถยกเอาระบบทั้งหมดไปวางไว้ใต้เก้าอี้นั่ง เช่น เก้าอี้นักเรียน เพื่อทำความอุ่นให้แก่ผู้นั่ง  ในระหว่างการทำอุ่นนั้นอาจดับไฟตะเกียงหรือจุดติดทิ้งไว้ก็ได้ (ขอแนะนำให้จุดติดทิ้งไว้เพื่อความอุ่นต่อเนื่องแต่หากดับไฟจะอยู่ได้ประมาณ 1 ชม.)
  7. สำหรับผู้นั่งนั้นให้สวมเสื้อกันฝนพลาสติกทับด้วย โดยเปิดคอเสื้อพอหลวมๆ แล้วปิดชายขอบเสื้อด้านข้างให้มิดชิด เช่น โดยการพับตะเข็บแล้วใช้คลิปหนีบกระดาษมาหนีบไว้เป็นระยะ ทั้งนี้เพื่อกันลมอุ่นจากภายในรั่วออกด้านข้างลำตัวเสียหมดก่อนที่จะทำความอบอุ่นให้แก่ลำตัว ชายขอบเสื้อกันฝนให้คลุมตัวเก้าอี้ไว้


(ถ้าไม่มีกระถางดอกไม้ให้หากระป๋องโลหะ หรือภาชนะอื่นใดมาดัดแปลงทดแทน โดยคำนึงให้ได้หลักการทำงานเดียวกัน โดยเฉพาะการระบายอากาศเย็นอากาศร้อน การเผาไหม้)

ระบบนี้เป็นระบบ ”การเผาช้า” ทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงน้อยมากเมื่อเทียบกับการก่อไฟผิง อีกทั้งยังสะอาดกว่ากันมาก กล่าวคือมีควันและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และ คาร์บอนมอนนอกไซด์น้อยมาก (ตัวหลังนี้เป็นก๊าซที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพด้วย)  ทำให้สามารถใช้งานในห้องเรียนหรือห้องทำงานได้อีกด้วย

อาจารย์ทวิช อธิบายว่า การคายความร้อนออกจากร่างกายของคนเราถือเป็นสิ่งจำเป็นด้านสรีระ  การคายความร้อนในอัตราและปริมาณที่เหมาะสม นอกจากจะทำให้ร่างกายรู้สึกสบายแล้ว ยังช่วยเสริมสุขภาพอีกด้วย แต่การคายความร้อนน้อยเกินไปจะทำให้รู้สึกร้อน ตรงกันข้าม..การคายมากเกินไปก็ทำให้รู้สึกหนาว คนไทยโดยเฉลี่ยและโดยปกติต้องการคายความร้อนออกจากร่างกายประมาณ  1 ล้านจูลส์ต่อวัน

ความรู้สึกหนาวจากการคายความร้อนมากกว่าปกตินั้นอาจบรรเทาได้ด้วยการทำให้อุณหภูมิแวดล้อมผิวกายให้สูงขึ้นเพื่อลดการสูญเสีย (หรือคาย) ความร้อน 

ระบบตะเกียงน้ำมันอุ่นหินเพื่อให้หินดูดซับความร้อนจากการเผาไหม้แล้วส่งความร้อนต่อให้แก่อากาศภายในเสื้อกันฝนพลาสติกนี้จะใช้เชื้อเพลิงน้อยมาก เพราะน้ำมันพืชใช้แล้ว 1 ขีด มีพลังงานความร้อนถึงประมาณ 4 ล้านจูลส์ ดังนั้นถ้านำความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้ทั้งหมดมาปลดปล่อยแบบช้าๆ เพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนของร่างกายได้อย่างหมดจรด ในเวลาหนึ่งวันเราจะต้องการน้ำมันเพียงหนี่งในสี่ของหนึ่งขีดเท่านั้นเอง ถ้าน้ำมันพืชใช้แล้วราคากิโลละ 5 บาท ก็เท่ากับว่าเราจะเสียค่าเชื้อเพลิงในการอบอุ่นร่างกายด้วยวิธีนี้เพียง ครึ่งสลึงต่อวันเท่านั้นเอง

สำหรับการเผาไหม้ทั่วไป (เช่น การก่อกองฟืน) เป็นการเผาแบบเร็ว ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก โดยที่พลังงานส่วนใหญ่เป็นการสูญเสียไปสู่บรรยากาศ ไม่ได้นำมาช่วยลดการสูญเสียความร้อนให้แก่ร่างกาย

“จากการที่ผมได้ทำการทดลองด้วยตัวเอง พบว่าระบบการเผาช้า แล้วหน่วงความร้อนด้วยหินนี้ ให้ความอบอุ่นได้ดี โดยใช้เชื้อเพลิงประมาณ 2 ช้อนโต๊ะต่อชั่วโมง ซึ่งแม้จะมากกว่าค่าการคำนวณทางทฤษฎีไปมาก ก็ยังน้อยกว่าการก่อกองฟืนนับพันเท่า อีกทั้งยังสะดวกกว่า และสะอาดว่ามากอีกด้วย”

สำหรับการนอนหลับในช่วงกลางคืน อาจารย์แนะนำให้เอาอุปกรณ์นี้ตั้งไว้ใต้เตียงนอน จากนั้นทำการคลุมผู้นอนด้วยผ้าพลาสติกก่อนที่จะคลุมด้วยผ้าห่มที่ชั้นด้านนอก อย่าลืมด้วยว่าต้องเปิดรูเล็กให้อากาศบริสุทธิ์ซึมเข้าไปใต้เตียงได้ด้วย เพื่อความจำเป็นในการเผาไหม้ของตะเกียง โดยที่ผ้าพลาสติกจะทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความอุ่นรั่วออกด้านนอกผ่านรูพรุนของผ้าห่มไปเสียก่อน

ถ้าไม่มีตะเกียงจะใช้เทียนขนาดใหญ่ เช่น เทียนพรรษาที่เอามาหั่นเป็นแว่น แทนก็ได้ ส่วนตะเกียงนั้นอาจหาซื้อมา หรือทำขึ้นเองแบบง่ายๆ ก็ได้ เช่น เอาถ้วยน้ำพริกมาใส่น้ำพืชลงไป แล้วเอาก้อนถ่านหรือไม้ผุๆ ชุบน้ำมันเพื่อล่อน้ำมันแล้วเอาไปวางไว้ตรงกลางถ้วย ทำการจุดไฟให้ติด ก็จะได้เปลวเพลิง ให้ทำการทดลองปรับขนาดและรูปทรงของก้อนไม้หรือก้อนถ่านจนกว่าจะได้เปลวเพลิงที่ปราศจากควัน การจุดก้อนถ่านชุบน้ำมันนั้นให้ใช้ตะเกียบคีบก้อนถ่านไว้แล้วจุดไฟ จากนั้นคีบเอาไปวางไว้ตรงกลางถ้วยน้ำพริก  อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้เทียน ก้อนหุ้มโลหะ (tea candle) ซึ่งถ้าเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นสารชั้นดี ตัวหนึ่งราคาประมาณ 1 บาท จะเผาไหม้ได้นานถึง 4 ชม. และไม่มีควันอีกด้วย

“วิธีการอุ่นอากาศเช่นนี้อาจดูเหมือนว่าเป็นเรื่องง่ายๆ แต่ความจริงแล้วมีหลักการทางฟิสิกส์ วิศวกรรมศาสตร์ และสรีรวิทยา ที่ซับซ้อนอยู่เบื้องหลัง ซึ่งครูอาจารย์ที่สอนวิชาวิทยาศาสตร์ในระหว่างช่วงหน้าหนาวนี้อาจใช้เป็นหัวข้อการสอนให้นักเรียนที่กำลังนั่งคร่อมเตาอยู่ได้อย่างดีทีเดียว พร้อมทั้งให้นักเรียนคิดค้นหาทางปรับปรุงอุปกรณ์ให้ดีขึ้นด้วย”   อาจารย์ทวิช กล่าวในที่สุด


ทวิช จิตรสมบูรณ์
 

MTEC
BIOTEC
NECTEC
NANOTEC

tsp

AIMI

nctc

ฐานข้อมูลหน่วยงานภาครัฐ

 
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
เป็นหน่วยงานของรัฐที่จัดตั้งขึ้นเพื่อศึกษาวิจัยและพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาประเทศไทย ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อแสวงหากำไร
หากท่านพบว่ามีข้อมูลใดๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ของสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุดต่อไป