パイプのコイル巻き加工とは｜熱交換器で使われる細径の加工

らせん状に巻かれたパイプ、見たことはないですか

熱交換器の中などで、パイプがらせん状にぐるぐると巻かれているのを見たことがあるかもしれません。

あの形は、コイル巻き(ヘリカル加工)と呼ばれる加工で作られています。ただ見た目が面白い形というわけではなく、ちゃんと理由があってあの形になっています。限られたスペースの中でパイプの長さを稼いで、熱を効率よくやりとりするための形状で、まっすぐなパイプとは違った独特の加工技術が必要になります。身近なところにも意外と使われている形で、仕組みが分かると「なるほど」と思える加工だったりします。

なぜ、わざわざコイル状に巻くのか

パイプをらせん状に巻くのは、主に熱交換の効率を上げるためです。

熱交換器では、パイプの中を流れる流体と、外側との間で熱をやりとりします。このとき、パイプが長いほど熱をやりとりする面積が増えるので、たくさん熱を移せるようになります。とはいえ、まっすぐな長いパイプをそのまま置こうとすると、大きなスペースが必要になってしまう。そこで、らせん状に巻いてコンパクトにまとめることで、限られたスペースの中に長いパイプを収める。省スペースと性能を両立させるための、よく考えられた形なわけです。

細径をきれいに巻くのは、思ったより難しい

コイル巻きは、ただパイプを巻けばいいというものではありません。

細いパイプをらせん状に巻いていくとき、巻きのピッチ(間隔)を最初から最後まで揃えたり、曲げながら断面を潰さずに保ったりするのに、技術が要ります。均一に巻けていないと、性能にムラが出たり、見た目にも影響したりします。しかも、細径のパイプほど、この巻きの安定性を保つのが難しくなる。使われる素材は、熱伝導の良い銅などが多いのですが、銅は熱交換に向く一方で、細径で薄肉になると潰れやすい面もあります。巻きながら断面をきれいに保つには、その素材のクセを分かったうえでの加工が欠かせません。銅パイプを日常的に扱っている現場だと、こうした細径の加工にも対応しやすくなります。

実際は、ほかの加工と組み合わせて一つの部品に

そして実際の部品では、コイル巻きだけで完結することはむしろ少なく、ほかの加工と組み合わせて使われることがほとんどです。

コイル状に巻いた部分の前後を曲げて別の配管につないだり、端部を溶接やロウ付けで接合したり。一つの部品の中に、コイル巻き・曲げ・接合といった複数の加工が同居することになります。こうなると、それぞれの加工を別々の業者に振るより、まとめて対応できる相手に任せたほうが、仕上がりがまとまりやすい。コイル部分の巻き具合が接合のしやすさに関わってきたり、工程同士が絡み合っているからです。細径のコイル巻きから前後の加工まで一貫して見てもらえると、一つの部品として無理なく仕上げやすくなります。

「コイル状に巻いた部品を作りたい」「細径のパイプ加工を相談したい」という段階からでも、お気軽にご相談ください。

辰己屋金属株式会社　代表取締役社長　奥出真通

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