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Le tecnologie Noctua

Nel corso degli anni Noctua ha introdotto con le proprie ventole una serie di tecnologie innovative miranti ad ottimizzare il flusso d'aria generato dalle ventole, ridurne la rumorosità e contenerne i consumi. Ecco dunque tutte le tecnologie che incontreremo nel prosieguo dell'articolo.

AAO Frame

AAO sta per Advanced Acoustic Optimisation ed è una tecnologia riferita alla struttura (frame) che sorregge la ventola. Questo integra dei pad antivibrazione in morbida gomma nei punti di contatto con la superficie sulla quale sarà avvitato (la parete del case o i punti di fissaggio sul radiatore) e prevede un design a gradini nella parte in cui l'aria viene risucchiata (Stepped Inlet Design) oltre ad una microstruttura con delle piccole insenature (Inner Surface Microstructures).

La tecnica Noctua Stepped Inlet Design è una misura aerodinamica che aggiunge della turbolenza al flusso d'aria trascinato all'interno dalla ventola che ne facilita la transizione nel passaggio da flusso planare a flusso turbolento (le pale della ventola fanno meno fatica a "staccare" l'aria dal frame). L'idea è la stessa che sta dietro i il design di una pallina da golf e, nel caso delle ventole, permette loro di ottenere il flusso d'aria con maggior facilita aumentandone di conseguenza l'efficienza. Lo Stepped Inlet Design riduce, allo stesso tempo, il tono del rumore causato dalla "rottura" del flusso laminare quando viene trasformato in flusso turbolento. Ne deriva un rumore più a larga banda, di facile dispersione fra i rumori di fondo e dunque meno fastidioso.

 

Anti-Stall Knobs

Sotto il nome di Anti-Stall Knobs si nascondono delle protuberanze che Noctua ha realizzato sulle pale di alcuni modelli di ventola, quelli che utilizzano un angolo di attacco elevato. Tali protuberanze servono ad evitare il fenomeno della separazione del flusso nei mezzi ad alta impedenza incrementando di conseguenza il margine di stallo della ventola.

Le ventole con un grande angolo di attacco garantiscono un flusso d'aria superiore ma sono anche inclini allo stallo ed al fenomeno di separazione del flusso che può accadere quando la ventola lavora a ridosso delle alette di un radiatore, di un dissipatore o sul filtro dell'aria di un case. In queste situazioni la ventola impone un'elevata pressione dell'aria ma non tutta riesce a muoversi attraverso la superficie di contatto, dunque una parte torna indietro nel lato di suzione. Un fenomeno che si accentua maggiormente a basse velocità di rotazione e che fa si che si creino turbolenze indesiderate con annessa riduzione dell'efficienza.

Gli Anti-Stall Knobs posizionati vicino ai lati di uscita, accelerano il flusso d'aria e riducono il fenomeno dello stallo garantendo una maggiore efficienza nelle situazioni con impedenza media o alta.

 

Bevelled Blade Tips

La tecnica Bevelled Blade Tips permette di combinare una superficie molto ampia della pala della ventola con una operatività molto silenziosa. Si tratta dunque di una tecnica di riduzione del rumore che prevede un aumento della distanza fra le pale della ventola ed il frame esterno per smorzare l'interazione critica fra rotore e statore specie alle alte velocità.

 

Flow Acceleration Channels

Ancora una tecnica speciale di lavorazione delle pale della ventola, quella che si nasconde dietro il nome Flow Acceleration Channels. Questi canali, creati nella regione più esterna delle pale, riducono l'effetto di separazione fra le pale stesse e la parete laterale del frame garantendo così maggiore efficienza e minore creazione di vortici e rumori.

I Flow Acceleration Channels alterano la distribuzione del flusso sul lato di suzione dell'aria e accelerano il flusso nelle nelle regioni cruciali.
 

 

Focused Flow Frame

Il Focused Flow Frame è stato pensato per le applicazioni che richiedono elevata pressione come nella dissipazione di calore da radiatori e dissipatori. Questa tecnica prevede 11 guide sullo statore che permettono di focalizzare il flusso tanto da ottenere le stesse prestazioni di modelli concorrenti che adottano velocità ben superiori. Le guide sono create a distanze angolari variabili e dispongono di Vortex-Control Notches che aiutano a ridurre il rumore "rompendo" le emissioni per allargarle su uno spettro più ampio.

Scendendo nel dettaglio, le pale della ventola creano degli impulsi di pressione e dunque una interazione fra rotore e statore che contribuisce in maniera significativa al rumore complessivo della ventola. L'idea di adottare delle "pale fisse" sul frame permette di creare una distribuzione uniforme del flusso: la costellazione geometrica delle pale del rotore e delle guide dello statore è praticamente identica ogni volta che il rotore passa al vano successivo (per vano si intende lo spazio aperto nel frame fra due guide). Questo significa che ogni volta che un vano dello statore viene superato da una pala del rotore viene creato lo stesso impulso di pressione.

Dal punto di vista acustico, questi impulsi periodici creano rumore a frequenze distinte creando degli spikes nello spettro acustico della ventola e caratterizzando la stessa secondo uno specifico tono. Questo fenomeno può essere evitato creando dei vani a distanze angolari variabili, che Noctua ha individuato in un range fra 31° e 37°. Così facendo gli spike di rumore sono leggermente diversi ogni volta che il rotore si sposta verso il prossimo vano e dunque il risultato complessivo è quello di una rumorosità allargata su uno spettro di frequenza più ampio.

 

Metal bearing shell

Sulle ventole da 120mm e 140mm, Noctua ha integrato una shell metallica che sorregge il motore al frame.

Questa scelta garantisce un elevato grado di precisione ed una eccellente stabilità a lungo termine, evitando l'ingenerarsi di rumorosità e vibrazioni dopo un certo periodo di utilizzo.


Chip PWM personalizzato con SCD

Invece di adeguare il funzionamento delle proprie ventole PWM ad uno dei chip disponibili in commercio, Noctua ha preferito progettare da sé un chip di controllo PWM (indicato come NE-FD1 PWM) dotato di tecnologia Smooth Commutation Drive (SCD) che fornisce impulsi più docili per ridurre il rumore da switching PWM e rendere le ventole più silenziose specie a velocità ridotte. Il Noctua NE-FD1 permette anche di ridurre gli assorbimenti al minimo, con risparmi fino al 40% rispetto alle stesse ventole senza PWM, e proteggere il motore da blocchi o inversione di tensione.

Quando si parla di ventole PWM, il rumore da commutazione non è trascurabile: ad ogni transizione, il rotore riceve un impulso ad onda quadra che genera una piccola deformazione dell'intera struttura della ventola e, in maniera dipendente dalla velocità, dal materiale della ventola e dalla tipologia di impulso, crea una rumorosità più o meno importante. Grazie alla tecnica di Smooth Commutation Drive gli impulsi di switching seguono un andamento più continuo garantendo transizioni più morbide fra gli stati.



SSO2 Bearing

Tecnologia ben nota ai produttori di ventole, l'SSO Bearing (self-stabilising oil-pressure bearing) aggiunge al concetto di cuscinetti idrodinamici un magnete aggiuntivo che garantisce una maggiore stabilizzazione dell'asse del rotore. Con la seconda generazione della tecnologia SSO Bearing di Noctua, si assiste ad una ulteriore ottimizzazione del concetto dove il magnete posteriore è posizionato più vicino all'asse per ottenere una maggiore stabilizzazione, precisione e durata nel tempo.

 

Vortex-Control Notches

L'ultima tecnica sviluppata in casa Noctua della quale ci occuperemo risponde al nome di Vortex-Control Notches, delle dentellature praticate sul bordo delle pale della ventola che evitano la creazione di turbolenze indesiderate e splittano il vortice d'aria in più vortici espandendo il rumore su un range di frequenze più ampio.