"หลุก" อุปกรณ์วิดน้ำเข้านาภูมิปัญญาชาวบ้าน เป็นแนวคิดในการสร้างเครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย หรือกังหันน้ำชัยพัฒนาที่พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงคิดค้นขึ้นเพื่อแก้ปัญหาน้ำเสีย โดยให้มูลนิธิชัยพัฒนาและกรมชลประทานร่วมศึกษาและวิจัยสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้ โดยเน้นประหยัดค่าใช้จ่าย ผลิตเองในประเทศที่มีรูปแบบไทยทำไทยใช้
หลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา สามารถปรับตัวขึ้นลงได้ตามระดับขึ้นลงของน้ำ โดยมีโครงกังหันรูป 12 เหลี่ยม ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตร มีซองน้ำขนาดบรรจุ 110 ลิตร ติดตั้งโดยรอบทั้งหมด 6 ซอง โดยมีการเจาะรูซองน้ำเป็นรูพรุนเพื่อให้น้ำไหลกระจ่ายเป็นฝอย
นายพนมกร ไทยสันติสุข หัวหน้าฝ่ายวิจัยและพัฒนางานด้านเครื่องกล กรมชลประทาน ระบุถึงคุณสมบัติของกังหันน้ำชัยพัฒนา ว่า สามารถเติมออกซิเจนเข้าไปในน้ำได้เท่ากับ 1.2 กิโลกรัมของอากาศต่อแรงม้าต่อชั่งโมง โดยแหล่งน้ำที่จะนำน้ำไปใช้ สามารถใช้อย่างอเนกประสงค์ ทั้งคลอง สระ หนองบึง แต่มีข้อจำกัดคือต้องมีระดับความลึกไม่น้อยกว่า 1 เมตร กว้างไม่น้อยกว่า 3 เมตรและมีความยาวมากกว่า 4 เมตร
สิทธบัตรในพระปรมาภิไธยของพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช มีทั้งหมด 3 สิทธิบัตรคือ กังหันน้ำชัยพัฒนา, เครื่องกลเติมอากาศแบบอัดอากาศและดูดน้ำ หรือ RX-5C และระบบปรับปรุงคุณภาพน้ำด้วยรางพืชร่วมกับเครื่องกลเติมอากาศ โดยใช้ต้นพุทธรักษาวัดคุณภาพน้ำดีน้ำเสีย ถ้าต้นพุทธรักษาอุดมสมบูรณ์ก็คือน้ำเสีย แต่ถ้าต้นแคระเกร็นคือน้ำในสระเริ่มดีขึ้นแล้ว
"ครั้งแรกพระราชทานกังหันน้ำชัยพัฒนาให้กับเบลเยี่ยม ไปทำการติดตั้งที่สระน้ำแวรูแชงปิแอร์ กรุงบรัสเซลส์ แหล่งที่ 2 พระราชทานเพื่อเป็นพระราชกุศลที่สระมุจลินท์ พุทธคยา สถานที่ตรัสรู้ เป็นกังหันน้ำชัยพัฒนากับเครื่องเกลเติมอากาศแบบ RX-5C และในปัจจุบันนี้สิทธิบัตรที่ 3 ของพระองค์คือการปรับปรุงคุณภาพน้ำด้วยรางพืชร่วมกับเครื่องเติมอากาศ ซึ่งทางสระมุจลินท์ก็ได้ดำเนินการจัดทำและติดตั้งทั้ง 3 สิทธิบัตร ส่วนแหล่งที่ 3 พระราชทานไปที่วัดพุทธประทีป กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ ซึ่งทั้ง 3 สถานที่นี้เป็นแหล่งการเรียนรู้และเผยแพร่พระอัจฉริยภาพของพระบามสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวสู่สายตาชาวโลก" หัวหน้าฝ่ายวิจัยและพัฒนางานด้านเครื่องกล กล่าว
ด้านนายไพเจน มากสุวรรณ์ รองอธิบดีฝ่ายบริหาร กรมชลประทาน กล่าวว่า ปัจจุบันกรมชลประทานได้นำกังหันน้ำชัยพัฒนาไปติดตั้งตามสถานที่ต่างๆ 203 แห่ง จำนวน 253 เครื่อง ทำให้คุณภาพน้ำในแหล่งน้ำต่างๆดีขึ้นและก็ทำให้คุณภาพชีวิตของพสกนิกรดีขึ้นเช่นกัน ซึ่งชาวบ้านเรียกกังหันน้ำชัยพัฒนาว่ากังหันน้ำของพ่อ
กังหันน้ำชัยพัฒนาได้รับการพิจารณาและทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2536 นับเป็นสิ่งประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศเครื่องที่ 9 ของโลกที่ได้รับสิทธิบัตรและเป็นครั้งแรกที่ได้มีการรับจดทะเบียนและออกสิทธิบัตรถวายแด่พระมหากษัตริย์ และเป็นสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกในประวัติศาสตร์ชาติไทยและเป็นครั้งแรกของโลก